1 前言
煅燒用回轉(zhuǎn)窯是大多炭素生產(chǎn)廠家使用的主要煅燒設(shè)備之一。它是一種熱工設(shè)備，在高溫和重負荷下工作，加上本身的傾斜和各處的溫度不均勻及熱膨脹量的不同，會發(fā)生變形，并且變形具有正負不斷和多次反復(fù)的特征，一轉(zhuǎn)中就有6次。窯筒體的耐火磚，是靠拱的作用隨筒體的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，中性面的曲率是隨著筒體的轉(zhuǎn)動而做周期增減，變化幅度隨筒體橫向變形的增大而加劇。筒體橫截面的變形與回轉(zhuǎn)窯的3個支點有關(guān)，且受滾圈與筒體的間隙影響。
筒體與滾圈間隙的大小直接影響著回轉(zhuǎn)窯筒體的橫向變形量〔1〕。大的間隙會使筒體變形加大，墊板與筒體的焊縫應(yīng)力增高，產(chǎn)生斷裂，縮短耐火磚的使用壽命，同時還會使?jié)L圈與筒體墊板間的相對滑動增大，加劇兩者的磨損，使間隙進一步增大。然而，間隙過小，筒體膨脹又會出現(xiàn)過盈，引起縮頸現(xiàn)象的產(chǎn)生，也會使筒體出現(xiàn)大的變形，同時使?jié)L圈的應(yīng)力增大，嚴重時能造成滾圈斷裂。
不論是哪種變形，都會引起耐火磚的松動，排列扭曲和斷裂，從而發(fā)生掉磚紅窯事故，更嚴重時筒體出現(xiàn)裂紋，甚至斷裂，造成整個筒體的損壞。因此，掌握滾圈與筒體間隙的變化規(guī)律及其控制技術(shù)，對回轉(zhuǎn)窯的日常管理維護，有著十分重要的作用。本文將國內(nèi)外有關(guān)的間隙控制方法及原理在此作簡介，以期起到借鑒作用。
2 間隙控制方法及原理
回轉(zhuǎn)窯滾圈與筒體的間隙、滾圈及其滾圈處的筒體強度在設(shè)計時很關(guān)鍵，但炭素生產(chǎn)廠家為提高產(chǎn)品質(zhì)量，大多提高煅燒溫度(一般設(shè)計為1250℃，實際達到1350～1400℃)，又由于制造、運行等原因，導(dǎo)致實際運行中滾圈與筒體間隙處于不合理失控狀態(tài)。
2.1滾圈間隙儀法〔2〕
滾圈間隙儀如圖所示。
滾圈間隙儀示意圖
1—筒體；2—筒體磁座；3—支架；4—畫筆；
5—圖形板；6—滾圈磁座；7—滾圈；8—墊板
在回轉(zhuǎn)窯運轉(zhuǎn)時，將裝有圖形板的滾圈磁座先吸附在滾圈的側(cè)面上，圖形板隨滾圈轉(zhuǎn)動。在固定圖形板時，應(yīng)注意圖形板方位的準確。然后將用彈簧支撐的畫筆的筆尖對準圖形板的合適位置，通過筒體磁座吸在墊板或筒體上，隨筒體轉(zhuǎn)動。當(dāng)窯體轉(zhuǎn)動一圈時，畫筆就會在圖形板的紙上畫出一個半波形曲線。高度H即是滾圈的實際間隙值，長度L即是筒體轉(zhuǎn)動一圈時與滾圈的相對滑移值。
滾圈間隙儀結(jié)構(gòu)簡單，體積小，價格便宜。但是操作環(huán)境艱苦，且不能連續(xù)記錄。改進措施是用滾圈間隙儀和窯側(cè)設(shè)置的噴霧風(fēng)機可以對滾圈間隙進行人工控制。具體做法是：當(dāng)發(fā)現(xiàn)窯筒體溫度升高，滾圈間隙接近于零時，就可用間隙儀準確地測出滾圈間隙。如果滾圈間隙已過2mm(參考)就應(yīng)起動噴霧風(fēng)機，這時不噴水，如果窯筒體溫度繼續(xù)升高，表明僅用風(fēng)冷不夠用，再開動水路，呈霧狀噴到筒體上，對筒體進行冷卻。如果這時筒體溫度下降，就可停水，只用風(fēng)冷。若是筒體溫度繼續(xù)下降，滾圈間隙增大到3～4mm(參考)時，把風(fēng)機也停開。用這種方法雖然可以控制滾圈間隙，但其操作煩雜難掌握，稍有不慎，間隙就會失控，造成不應(yīng)有的損失。國內(nèi)外出現(xiàn)的自動冷卻裝置，能夠連續(xù)準確地控制滾圈間隙，使其處于合理的范圍之內(nèi)。
2.2自動冷卻法
自動冷卻法主要用于回轉(zhuǎn)窯中檔和頭檔來控制滾圈間隙，以免滾圈下筒體溫度過高而產(chǎn)生縮頸。其原理如下：
假定滾圈與墊板間在接觸時無滑動，由圖3可見，有如下等式：
U=πdl－πds=π(dl－ds)=πC(1)
U——滾圈相對筒體每轉(zhuǎn)的滑動量，mm；
dl——滾圈的理論內(nèi)圓直徑，mm；
ds——筒體墊板的理論外圓直徑，mm；
C——滾圈與墊板之間的理論間隙，mm。
由(1)?C=U/π(2)
(1)和(2)式還可用兩者的轉(zhuǎn)速表示為：
U=πds(ns－nl)/ns
C=(ns－nl)ds/ns
ns和nl分別為筒體和滾圈的轉(zhuǎn)速，這就把滾圈與墊板的理論間隙值通過兩者的滑動量和轉(zhuǎn)速表示出來。
自動冷卻法有風(fēng)冷式、水冷式、風(fēng)水混合式3種冷卻方法，以下分別介紹。
