当前新型干法回转窑运行管理中共性问题的再讨论 20120613 百度

第一篇：当前新型干法回转窑运行管理中共性问题的再讨论 20120613 百度

关于新型干法回转窑运行管理中

共性问题的再讨论

武汉理工大学回转窑管理工程技术研究中心

郑 用 琦

武昌430070

关 键 词 ：回转窑

设备管理

水泥

提

要 ：

作者在通过对全国近三分之一水泥企业回转窑运行管理状况的讯访调查和现场调研后，就当前企业回转窑运行管理的状况进行了归纳和整理，结合回转窑管理技术的发展过程提出了新的见解。通过对列举种种实例的分析，证实了当前新型干法回转窑的设备管理工作存在的问题，首先是观念上其次是方法和技术方面的问题。并指出了只有在管理观念上发生转变，在管理技术和方法上得到探索创新，才能提高管理水平，使回转窑管理技术水平满足正常生产发展的需要，将设备完好率保持在最高水平。

-------------------------回转窑是冶金建材化工行业的重要设备，更是水泥企业生产过程中的心脏设备，一般占水泥企业设备总投资额的8－12％。从事过水泥生产的人们都知道它在水泥生产过程中重要性，常挂在嘴边“只要大窑转，就有千千万”的说法，不仅反映了它在工艺操作中的地位，同时也是对设备的运行管理和维护工作提出的要求。回转窑设备在管理技术方面较其他设备存在一定难度的原因，是由于它不仅是重要的机械设备，同时也是运动着的热工设备，具备两种不同功能于一体是它的主要特征。由此需要技术管理人员在具备机械专业技能的同时，还应熟悉工艺方面的专业知识是驾驭回转窑的基本要求，这对于大多数企业都是了解的，也是能做得到的。

通过对全国近三分之一的水泥企业及个别冶金企业的回转窑（不包括二档支撑窑）运行管理状况的讯访调查和现场调研结果来看，当前回转窑运行管理上除少数企业存在技术水平上的不足外，大多数是观念和方法上的问题，尤其在新型干法回转窑生产线上表现比较明显。从上世纪九十年代的兴起到本世纪初，新型干法水泥生产方式的大规模迅速发展,一部分老企业对新型干法回转窑的习性还不甚了解，处在似接触而非接触、似了解而不太了解的设备管理人员来说，容易将湿法、半干法及老式干法回转窑的观念和方法不知不觉地渗透进来；另一方面为从立窑企业直接跨入新型干法生产方式的企业来说，对于回转窑更是初次相 识，同样出现很多棘手的问题。通过归纳这些问题大致可分为：

（1）设备管理观念的束缚。

（2）托轮轴瓦发热现象的分析、处理和预防能力欠缺。（3）托轮调整过于频繁。

（4）工艺操作与设备正常运行关系的协调性不足。

（5）烧成带后部的筒体（即2－3档之间，有的延伸到3档以后）温度偏高。（6）动态（也称热态）的窑中心线明显不呈直线状态，托轮轴线相对于窑中心线（也称窑两线）不平行。

（7）液压挡轮运行不正常，挡轮经常损坏，有的甚至长期停止运行。（8）轮带与垫板之间的间隙问题。

（9）传动部位的筒体发生周期性的震荡。

以上几个方面问题，大部分企业都不同程度存在，有的企业十分严重，尤其以（1）－（6）项较为普遍，其中又以第（2）（3）两项托轮调整和轴瓦发热现象最为多见，是共性问题中的热点。由于回转窑既是运动的机械设备同时也是主要的热工设备，往往一个问题会是与多方面的原因交织在一起所致，在分析其因果关系时不能就某一方面定论，尤其是新型干法窑，若在管理观念上没有一个新的认识是难以保证设备的安全正常运行的。笔者分别在2005年全国水泥技术大会和湖北省水泥技术交流大会上曾就此类问题展开过讨论，后经过一年多来扩大范围的再调研，今就其共性问题与工作在一线同行们进行一次再学习再讨论。

1.回转窑管理技术观念上的转型和方法上的更新

新型干法窑与湿法、半干法窑相比较，其区别是：前者长径比要小不少；所承受的热负荷、物料负荷、动负荷却要大许多，台时产量高出近10倍左右；由于窑筒体直径大、热负荷大、筒体温度高、故筒体刚度会显得不足；筒体容易变形，窑皮易脱落；筒体易于变形又将使托轮受力不均，使托轮轴瓦发热；筒体变形也会使大小齿轮啮合不均，发生顶齿和刨根等现象，引起振动；窑速快，则运动部件相互间磨损快，如垫板与轮带之间间隙容易增大，轴与瓦之间磨损加快使窑体下沉出现不均；窑体上、下行运动不用靠调整窑两线的夹角而产生的轴向推力来实现，而由液压档轮来完成，等等诸多的不同在此不一一列举。

既然两者之间存在很多的不同之处，其管理方式也应有所不同，新型干法回 转窑管理的观念和方法应在原湿法及半干法窑的基础上，得以转型和更新才能适应新的生产方式需要，这类共性问题在调查中发现不少企业在管理观念上已经发生转变，在方法上也已经更新并得到发展和创新，从中尝到了甜头。同时自觉或不自觉沿用旧观念和老方法的企业迄今未止，且表现较为普遍。也发现不少企业的生产和设备管理技术人员已经认识到这一点，观念上正在发生转变，只是苦于暂时还未找到合适的方法，对于新方法的认知程度上仅停留在表观上，未从机理上去加深学习和理解，故一直彷徨于二者之间。最不可理解的是极少数企业至今仍摆脱不了原固有的观念束缚，固执的在多年形成的模式中兜圈，以致于设备事故频繁，正常的生产秩序被打乱，企业遭受着不必要的经济损失。

持原固有观念管理的企业事例不少，其中不乏是部分国有老企业的设备管理人员，有着多年的湿法窑生产管理经验，在新建了新型干法生产线后，原湿法窑的管理经验在新型干法窑上却未能奏效，窑设备运行状态屡不正常，事故频繁，在托轮岗位当班的巡检工提心吊胆，害怕事故在本班发生的心态常有。其窑运行状态的共同点是：窑两线都不平行，有的偏差很大，导致托轮止推盘受偏力很大，轴承座普遍振幅偏大；由于止推盘受力大，尤其在窑皮径向不均匀，中间档以后筒体温度过高时，托轮轴瓦发热频繁，一般高达80℃以上，烧瓦伤轴、顶窑换瓦是常有的事；由于窑两线的多方位不平行，对窑上、下运动产生同方向和不同方向的额外轴向推力，破坏了液压挡轮的正常运行，液压挡轮被窑下窜顶翻和窑尾密封装置被窑上窜顶坏的事故时有发生，有的被迫长期停止了液压挡轮的工作；个别企业液压挡轮被顶翻，甚至窑被卡死不能转动而导致窑筒体弯曲；更为严重的是窑筒体变形在运转时所产生的偏心，使得托轮座地脚螺栓松动、垫铁滑动移位，整个托轮组随窑的转动而左右摆动。不少企业在处理托轮轴瓦发热现象时，仍习惯于向轴瓦上内注水；或不加分析地采用二硫化钼或石墨粉等含有固体化学元素的润滑油（剂）注入在轴瓦内；或简单地采用湿法窑上常用的压铅丝法来判断托轮的受力情况；或习惯采用调整托轮的办法去处理轴瓦发热现象。等等不正确或有待重新认证的处理方法来对待。

然而，在调查中又发现不少新型干法生产线企业的情况却恰恰相反，其台时产量都超过设计能力达15％左右，在先后相继投产2－5年的时间里，设备运转率始终保持95％以上。由于工艺方面的原因，托轮轴瓦发热的情况虽也时有发 3 生，他们一直坚持采用浇淋同类高粘度冷润滑油的方法，也从不轻意或从未调动过托轮，至今没有发生过烧坏和更换过轴瓦；在处理轴瓦发热过程中从未停窑减产和造成事故；托轮位置从未作过调动，窑两线基本处在平行状态之中；托轮两端止推盘与瓦端部始终保持一定的的间隔距离；液压挡轮油压始终保持在4－6Mpa之间；窑上、下行时间也在正常范围之内。这些企业的回转窑能保持如此良好的状态，其原因在于其管理观念得到更新。在新的观念支配下采用了正确得当的处理方法，使整个生产的安全正常运行得到了保证。

通过以上企业中两种类型的情况对比，说明了在回转窑运行管理工作中持不同的观念和方法所带来的效果是绝然不同的，在同等技术水平的条件下，管理观念的转型所带来方法上的创新将起到决定性作用。

2．托轮轴瓦发热是共性问题中的热点

托轮是支撑回转窑运动的关键部件。正确的管理和维护托轮轴和瓦，使它能安全正常运行是保证回转窑高运转率的重要前提。托轮轴瓦发热这一现象从回转窑开始产生的时候起，就伴随着它并一直延续到今天的新型干法生产线的回转窑上，而且将会继续下去。2.1引起托轮轴瓦发热的原因分析

引起托轮轴瓦发热的原因有很多方面,若以设备管理工程技术学科门类的设备现代综合管理理念来分析，則将贯穿于回转窑设备的规划、设计、制造、验收、安装、使用、维护、维修等全过程的管理之中。即：规划的可行性；设计的合理性、先进性和可靠性；制造过程中符合工序质量要求和行业产品质量等级标准的程度；设备交付过程中的质量严格验收把关程度；安装过程中的每道工序是否都满足行业施工及验收规范的要求；生产过程中的工艺操作和热工参数是否一贯均衡稳定；以及维护维修的方式方法和管理水平是否满足正常生产及设备管理规范的要求等诸多方面，都可能是引起托轮轴瓦发热现象产生的原因。后两个方面原因所引起的托轮轴瓦发热,通常也称为一般情况下的托轮轴瓦发热现象，是引发当前新型干法回转窑托轮轴瓦发热现象最为频繁，最受关注，表现最为突出的共性问题。

一般情况下的托轮轴瓦发热是指回转窑的设计、制造、安装质量都能满足要求,但生产过程中的设备管理和维护工作处在一般水平,即表现为运行中的窑两 线虽未作动态检测，但与正常值偏差不大；托轮轴瓦润滑及油膜形成状况、轴承座内止推盘间隙及接触状况、液压挡轮的运行速度等等也都在基本正常范围,此时的设备运行管理状况一般能满足生产的需要，若借用现代医学名词来评价，即属于一种“亚健康”状态，这种状态不仅代表了大多数企业回转窑设备目前的状况，而且占全国新型干法回转窑总数量的70％以上。处在这种设备状态下的生产运行，当工艺操作出现异常情况时易引起轴瓦发热，如：配料成分波动、喷煤管位置不当、预热器局部堵塞和来料不匀等原因导致窑皮的厚薄不均，窑筒体在径向或轴向温差过大、筒体局部发生变形而使托轮受力不均等。若仅仅是上述后者单方面因素引起的轴瓦发热，若事先做好了防范,其处理方法和过程相对简单一些,然而不少的情况是发生在几个方面因素叠加交织在一起，为作出准确的分析判断增加了难度,需要管理人员具有一定技术水平和综合分析能力,遇到问题能冷静分析,找出原因,少凭感觉行事。这是做好对托轮轴瓦发热防范工作的重点,也是前提。

长期以来，工艺操作者往往有只注重熟料产量和质量的习惯，而不太重视对窑皮的保护和防范，保持它的均匀性和牢固程度。并认为掉窑皮是不可避免的事，只要熟料质量不受影响而无关紧要。有时则恰恰相反，由于不关注对窑皮的保护，会使窑皮在轴向或径向，或二者并存的窑皮不均匀现象时有发生。窑皮的厚薄不均匀，会使得窑筒体延轴向和径向发生不均匀的膨涨和收缩，从而破坏了窑中心线的直线度。尤其在窑头和中间两档轮带的筒体上出现这种状况更应值得关注和警惕，因为它将会直接导致托轮受力状态的变化，引起轴瓦发热。

由于配料成分的波动、预热器局部堵塞、来料不均、喷煤管位置不当等原因会很容易使窑皮出现不均匀的状况，这一观点大多数有经验的技术管理人员都会认同。当出现这种情况若不及时调整和采取措施，随着时间的延续，托轮轴与瓦之间的受力不均会导致油隙变小，油膜破坏，轴瓦开始发热，轴和瓦处在无油的干磨擦状态中很快就会伤轴拉瓦，甚至发生一系列更严重事故。如ZJMY水泥厂的一条2500T/D新型干法回转窑曾发生过类似情况，并伴随着某种特定条件导致了一系列严重事故。事发前，窑头轮带处筒体窑皮长达近一周时间的严重脱落，一个工作日内挂上数次又脱落数次，筒体径向180°的两处表面温差达200℃，用手持式激光测温仪和筒体扫描仪的检测结果一致，四个轴承座承受的 5 载荷方式由均衡转为交变，筒体每旋转一周轮带与托轮表面呈现出大面积的非接触状态。此时，窑的状态正处在危机之中，又由于窑皮长时间的大量脱落，使得篦冷机前段堆积了已快接触到窑口处大量灼红的熟料，导致了“堆雪人”即红河现象的事故发生。为了清除堆积在篦冷机上的熟料，操作者又再次失误，将运转的窑停下，打开篦冷机前端的人孔门，采取人工清除堆积的熟料。此时，灼红的熟料所产生的高温气流被窑尾排风机直接拉到窑头段的筒体表面，与堆积在筒体下面的高温熟料汇集一起使筒体下表面温度继续升高。由于已承受着重力负荷和热负荷状态下静止的筒体，与长期窑皮脱落处在高温状态的集中作用下，使筒体刚度下降，筒体在窑头托轮和轮带组成的支撑点处向下折弯。事后测量窑口处筒体径向跳动量为6cm～7cm之多。接踵而来的是：筒体的定向弯曲所产生的轴向和径向作用力使托轮表面出现数条规则的压痕；四个托轮座也出现不同程度无规则的振动，振动的剧烈程度随窑皮厚薄的变化而变化；托轮轴表面也出现由于受力不均，所导致的轴瓦之间局部油膜被破坏后产生的压痕；支撑着四个托轮座的整个混凝土设备基础，随着窑体的转动也出现周期性规则的振动和晃动；轴瓦继而发热，并伴随着严重的拉伤，侥幸的是维护人员抢救及时方法得当尚未造成严重后果。随着生产的继续，以上现象并未减轻或消失，其原因为窑头段的筒体是处在一种悬臂梁式的支撑状态，不可能靠转动调整回复。筒体过度的弯曲已是一种不可逆转的塑性变形。由此发展下去，各托轮轴瓦之间都将受到额外的偏心力，即轴向和径向分力的作用下长期不均匀接触，油膜被破坏，轴瓦受到不规则的非正常磨损以致更严重的事故将会再度发生。这一事例表明不关注窑皮保护和工艺操作不当给窑的正常运转所带来的危害，是不可忽视的重要因素。2.2 托轮轴瓦发热的处理方法

在回转窑运行管理和维护中对偶然出现的轴瓦发热现象如何正确处理，它不仅关系到如何缓解当前设备存在的问题，还关系到以后设备长期安全运行问题，故处理方法正确如否至关重要。当发现托轮轴瓦有发热的趋势或已经发展到比较严重的程度时，作为设备管理人员应该保持头脑冷静，在仔细分析原因的同时，应迅速采取往轴承座内轴瓦浇淋同类型，粘度高温度低的润滑油。这种方式不仅可以迅速降温,还可以使被破坏的油膜再度恢复，是一种在理论和实践上都已确认并为行之有效的方法。

往轴瓦上注水来处理轴瓦发热的方法起源于六、七十年代湿法窑和半干法窑上，当时的技术水平相对落后，瓦口接触角都为60-70º左右，有的甚至到90º。由于接触角过大，轴瓦一旦发热，极易发生瓦将轴抱紧抱死，发生伤轴并与瓦融为一体的严重事故。为了在轴瓦发热时首先保护轴，不得已采取弃瓦保轴的办法。当发现轴瓦发热的情况时，常常先将窑停下来，随后往轴和瓦上注水使瓦口张开，事后再顶窑换瓦；也有的不停窑，注水的同时让窑继续运行。但事后瓦一般也都还得进行重新研刮或更换，处理一次轴瓦发热事故一般都得24小时以上，有的需48小时甚至更长。因注水后轴瓦之间原本仅存少量的油膜已遭到破坏，在无油膜的状态下运行仅可降温，避免瓦不抱轴的现象出现，但不能减小轴与瓦之间的磨擦，若不换瓦将给以后的再度发热留下了隐患。

以上情况在六、七十年代已屡见不鲜习以为常，后随着国内外先进技术的交流发展和进步，逐步认识到这种方法的弊端而被否定，已不再被推崇使用。在九十年代以来的新型干法窑上，轴瓦瓦口接触角的大小随着技术的进步已发生改变,由原来60-70º的接触角发展为30º，现在大型回转窑的托轮轴瓦上已开始使用大瓦口的免刮瓦，油膜的生成状况得到明显的改善和提高，轴瓦发热后的瓦抱轴现象已大为减少，在轴瓦发热时往里注水的方法已逐渐消失。但现在仍有少数企业及个别安装公司在生产调试期间遇到轴瓦发热时仍有向轴承座内注水的习惯，对于当前新型干法窑来说这类方法是有害的。

使用含有石墨或二硫化钼等固体外加剂的润滑油可能会暂时缓解发热状况,但也会留下祸根,因为外加剂的固体残留物和油腊混合后，会在轴瓦接合部入口缝隙边缘形成一道稠状不规则的堤坝，挡住润滑油正常通过，影响油膜生成的均匀性，也给轴瓦以后再度发热留下了隐患。八十年代石化行业的某润滑研究机构，在中小水泥和化工企业的磨机轴瓦上推广使用二硫化钼润滑脂，不到两年时间其弊端逐步显现出来，其主要原因是油膜形成的均匀性不如润滑油好，对轴瓦的长期安全运行不利而被停止推广使用。

本文前面提到的一些观念更新后的企业在处理轴瓦发热时，由于一直坚持使用浇淋同类型高粘度的低温润滑油,不仅在轴瓦严重发热后轴与瓦均没有受到损坏，多少年来未顶过一次窑,，换过一块瓦，且至今仍运转良好。他们在轴瓦发热的处理过程中生产继续进行，其处理方法是：当发现轴瓦温度上升时，将平时 7 库存预留的同类型高粘度低温润滑油迅速浇淋在轴瓦上，此时的轴与瓦温度可能已经达到80 ℃以上，实践经验证明应保持冷静、不必慌乱，坚持不懈地往里浇注冷油，同时将热油放出，此时轴承座内润滑油的温度会经历三个时间段，即：高温持续阶段――温度下降阶段――正常温度稳定阶段。整个处理时间一般为8个小时左右，最短4－6小时，最长为12－14小时，各阶段所需时间的比例一般各占1/3。在ZJMW水泥厂的2500T/D新建生产线试投产期间就曾进行了成功的尝试，调试期间的生产设备管理维护工作由安装公司负责，连续三次点火投料三次失败，每次投料2小时后便先后出现几个托轮的轴瓦温度升高，由于每次都采用向轴瓦注水冷却和调动托轮的方法，不但没有使试生产进行下去，反而导致5个轴瓦报废。在更换新瓦和托轮复位（恢复两线平行）后再次点火，投料2小时左右，也相继出现3个托轮轴瓦温度升高，由于采用了事先准备了冷的高粘度中负荷极压齿轮油向发热的轴瓦上淋注，试生产调试没有中断，4-8小时后轴瓦温度便恢复正常，使得试生产调试成功。

确认浇淋低温油处理轴瓦发热为最好的方法是在八十年代后期，国外水泥业的同行们曾由此发明体外油循环冷却方法来处理轴瓦发热现象已以见成效。国内近来在行业内的科研机构研制出一种空气能量分离装置的快速油循环冷却系统，通过能量分离生成0－5℃的低温气体替代水作为冷却介质，使热油在短时间内能快速得到冷却，经过一些企业试用后效果反映较好，不仅减降低了低温润滑油的储备和消耗，同时还减轻了繁重的人工劳动。

以上所述是围绕如何使用冷油处理方法上的创新，采用低温润滑油浇淋或注入的处理方法，既能降低油温，保持油的原有粘度，使摩擦副之间油膜的不断产生，保证了设备的长期安全运转及生产的均衡稳定，说明采用低温润滑油的处理方法是最安全合理的。

2.3 对托轮调整作用的重新思考

首先应当明确的是作为回转窑支撑点的托轮，在安装调试完毕后的位置调动是相对的，而不是绝对的，若是调动应该能满足下列条件，即：使回转窑中心线在动态（即热态）时趋于直线状态；使托轮轴线与回转窑中心线保持相对平行；使各个托轮与轮带之间受力均匀，表面磨损均匀一致。目前多数企业的技术人员因为轴瓦发热或主观认为托轮与轮带接触不均匀等背离以上原则而调动托轮位 8 置，主要是对于回转窑中心线动态的直线状况及托轮轴线与回转窑中心线保持相对平行关系重要性，及其与液压挡轮的不正常运行，托轮轴瓦发热和烧瓦断轴，托轮及轮带表面出现点蚀、掉渣掉块、裂纹，或不规则的磨损，轮带挡铁顶坏掉、移位，回转窑发生振动等等不正常现象相关联的重要性不甚了解而盲目所为。

在没有找出引起托轮轴瓦发热的原因之前，不要轻易调动托轮位置，经过观察若确因工艺上原因使筒体局部温度偏高而产生了变形，致使托轮受力状况发生变化而引起的轴瓦发热，在工艺上应尽快调整操作方案，让托轮受力状况恢复正常，会使处理轴瓦发热的时间大大缩短。

七八十年代，有一种习惯的作法是在轴瓦发热时，事先就考虑调动托轮位置，以改变或减轻托轮的受力状态，待轴瓦温度降下来后再回复到原来的位置。其实不然，一般托轮在经过几次调动后再调回原位是不太可能的，即使通过调动托轮温度会暂时下降，当窑工艺恢复正常窑筒体的变形消失后，有可能是导致下一轮轴瓦发热现象开始，长此以往会增大窑两线不平行程度，给今后的正常维护和管理增加难度。尤其是现在新型干法窑也采用调整托轮的方法来处理轴瓦发热现象，使发热轴瓦的托轮在某一时间段受力状况有可能会得到缓解，但调整后的托轮在它适应了新的位置后，在短时间内不可能使其恢复原状态，随着托轮调整次数的增多，即使做了详细的调整笔录也难以使其再调回到原位，因原位是窑中心线呈直线的位置（一般新窑安装后的试运行阶段，其中心线已经调为直线）。每次调进或调退时丝杆旋动的角位移与轴承座位移量不一定相符，在调进时因托轮需克服窑的重载和相应的摩擦阻力，使得轴承座部件会储存部分能量而暂缓释放，随着窑体的旋转运动可能会逐渐释放，也有可能继续储存延缓释放或不释放，在释放中会使轴承座悄然发生位移，其位移量难以估量，这就是托轮调退后很难调进回复原位的原因。

托轮在经过数次调整后，窑中心线的直线度必然会引起变化，如此反复，托轮受力的均匀性状态也必然会受到破坏。托轮轴瓦径面和端面的发热现象增多亦成必然。如SDML水泥厂的一条5000T/D新型干法回转窑就曾有过类似情况。事发之前由于窑皮不均匀，导致筒体径向伸缩不均，尤其在中间挡轮带的筒体经常处于径向窑皮不均、温差过大的现象，轴瓦发热现象时有发生。由于每次轴瓦发热时，多采用调整托轮的方法来处理，随着时间的延长，问题不但没有得到缓解 9 反日趋严重，托轮调整后的最终位置是否是窑中心线原有的直线状态已无法断定，且伴有窑体自行上窜等不良现象。凭经验观察窑体自行上窜是在经过频繁调整托轮后，窑两线可能已形成一定的夹角，施加给托轮轴向的推力所致。通过窑上窜的速度可判定出推力的大小，这种判断方法如湿法窑的上、下行移动的机理是完全一致的。由于新型干法窑的总负荷大于湿法窑，故靠托轮轴瓦和止推盘来承受这种推力是很危险的，它很容易增加止推盘的磨损使轴瓦发热。后经过认真分析，对该厂窑中心线进行了重新检测，发现中档轮带处筒体的中心线与原中心线水平方向绝对偏差为5.5～5.8MM，垂直方向绝对偏差为7.9MM，证实了窑中心线已处于不均直状态。后经过对各个托轮进行复位性调整，使中心线回归到理想的直线状态后，上窜现象自然消失，轴瓦发热现象明显减少，窑主机电流也有所下降，其它不正常的现象也都有所好转。以上情况的产生除了中间档筒体温度过高而引起的窑中心线升高外，还有另一个原因是窑皮不均引起的轴瓦发热过多而调整托轮过度产生的失控状态所致。

在轮带和托轮之间采用压铅丝的方法在刚安装的新窑上使用，可以作为辨别托轮受力状态的参考依据。经过长期生产运行后的窑，若采用压铅丝的方法来确定托轮受力状态和方位的变化在湿法和半干法窑上也能见效，但在新型干法回转窑上采用这种方法可能会产生误导。其原由是轮带与筒体垫板之间的间隙预留较湿法和半干法窑要大，且窑转速快，相对磨损要大，由此产生的间隙使它们产生滑移量也大；同时筒体表面180°径向温差、轮带与筒体之间相互磨损的不均匀程度，将使筒体每旋转一周托轮的受力状态发生变化，这种变化有时是有序的，但大部分却是无序的。若以此作为调动托轮位置的依据将会使托轮轴线偏离窑中心线保持平行状态越来越远，窑况会变得越来越糟。

总之,无论采取怎样的方法处理托轮轴瓦发热现象，都应遵循保证窑设备能保持长期安全运转、符合机械设备摩擦与润滑机理和窑两线保持平行的三个基本原则，任何违背这一规律看似有效的方法都是不可取的。

3．其他几个方面共性问题的认识

多数企业除了存在上述的问题外，有部分企业还不同程度的存在以下几个方面问题,对这些问题其实企业都有所了解，只是认识的深度不同，多数对问题的认识仅停留在表观上，没有切入到问题的实质；或是认识的角度不同而导出的结 果有别。由此,有必要进行一次重新认识和提高。3．1 加强对筒体表面温度状况的关注

窑筒体180°径向表面温差过大,尤其超过100℃以上应是关注的重点,单方向的轴向温差过大稍次之；若轴向和径向表面温差都同时偏大则应引起重视,这种情况若发生在窑头或中间档轮带附近的筒体上,二者叠加起来的危害性将成倍增加，托轮轴瓦发热的可能性也会随之增大。中间档与窑尾档轮带之间的筒体表面温度应控制在250-280℃左右，温度过高筒体刚度下降，挠度增加，易造成大小齿轮啮合不均，出现啃齿现象；或窑筒体发生周期性震荡，直接影响到轴瓦的寿命和安全。根据计算：4m直径的窑在3m长筒体段表面温度为350℃时,径向膨胀量为15.8mm,轴向膨胀量为6mm,若筒体径向180º表面温差为100-120℃时,筒体两半圆直径则相差8.5mm,周长相差26mm,轴向膨胀量相对于230-250℃温度的筒体段则增大6mm，即此时筒体截面近似于鸡蛋纵截面状,若这种情况发生在轮带附近的筒体上，托轮轴瓦发热的几率将会增大,因此,筒体表面温差过大是一件不容忽视的问题。

在前面提到ZJMS水泥厂2500T/D生产线由于配料成分波动，窑皮挂不牢，屡挂屡掉，在窑热端轮带处筒体发生过筒体径向180°表面温差接近200℃，低温120℃，高温320℃左右，持续时间长达5天以上的情况,生产管理人员的疏忽失误,造成了托轮轴瓦的严重发热，还导致筒体弯曲,轴承座振动。还有JSMQ水泥厂的2500T/D生产线由于生产管理人员责任心不够,煤粉细度过大，使煤粉燃烧点后移,前面烧成带筒体温度相对较低也没引起警觉, 在中间轮带后3m处开始，到窑尾档轮带的筒体温度长时间在280-300℃，有时达到300℃以上,筒体轴向温差超过120℃，径向温差也到100℃以上,大齿轮筒体每旋转一周发生一次剧烈的震荡、窑主机电流高、波动大，随后窑尾档前托轮轴瓦发热,由于处理方法不正确,延误时间，轴被严重拉伤,瓦被严重烧坏。以上实例说明生产和设备管理人员都要提高对窑筒体表面温度重要性的认识、尤其是对筒体表面温差的检查,对于做好防范工作,杜绝事故发生是很有必要的。3.2 托轮与轮带表面接触及受力状态分析

托轮与轮带在正常情况下,其接触面光亮色泽程度应是一致的,远、近距离观察无明显的纵向明暗条纹,这表明托轮受力大小均匀。若出现明暗条纹,光亮的一 11 边则表明该轴承座的轴瓦受力。反之,另一边轴承座的轴瓦则不受力或受力偏小。明暗反差越大则表明受力不均匀程度越大,若轮带与托轮在暗淡一边的接触面出现脱离接触的一条缝隙,则说明光亮一边轴瓦的受力已处在两倍的重负荷状态中。此时轴瓦发热的可能性极大,这种情况在不少企业的窑上存在。

出现这种现象的原因一般有三种类型,一种是托轮调整较多,其实际位置已不在调整记录的位置上,窑两线存在一定的夹角,使托轮距离窑中心线近的一边受力大，引起相互间摩擦力增大,形成光亮面。另一种是轮带光亮一边筒体的径向或轴向温度过高,温差过大,使筒体发生变形,变形的筒体增大了与轮带的接触面,同时也增大了托轮光亮一边的负荷,负荷增大则摩擦力增大,其结果与上面相同，此时筒体的变形多属一种弹性变形,在工艺操作上作一些调整使筒体温度恢复正常后,这种现象便可以自然消失。还有一种是轮带与托轮接触面出现中间很亮,两边暗淡呈带状的三部分,这种现象在中挡轮带与托轮出现较多，其原因多为窑头轮带处的筒体温度偏高，而中档轮带处筒体的温度相对偏低，使窑头轮带处的中心线升高，而使中间轮带处的中心线相对下降,整条窑呈两头高中间低的状态，这种情况说明窑头托轮承受的负荷较大，应调正工艺操作方式使窑头筒体的温度降下来；若以前正常,近期才出现这种现象,多为热端筒体温度过高使窑中心线升高所至；若经过观察窑头筒体温度相对于窑中筒体并不显高，而且长时间如此，則应考虑是否为中档托轮和轴瓦的正常磨损使中心线自然降低所致，需通过窑中心线动态检测证实后，则应考虑调整托轮予以纠正；同理，在窑头或窑尾轮带表面出现外部亮、内部暗的状况，則应考虑中间档的中心线位置是否升高，其原因仍可从筒体表面温度和托轮及轴瓦的磨损方面去分析，便可得出结论。

以上几种情况都会引起轴瓦发热,同时还会使轮带或托轮表面产生掉渣或裂纹，这种状况大部分企业的窑上都有过，只是严重程度不一，平时应该注意勤观察，多分析，对各种窑况才能运筹帷幄，处理起来可以得心应手。3.3 液压挡轮与窑正常运行的关系

新型干法回转窑与湿法、半干法窑不同，后者是依靠调整两线的夹角所产生的托轮与轮带表面磨擦推力来实现筒体的上行运动的，下行运动則依靠筒体3.5％的斜度形成的下滑力来克服托轮与轮带表面磨擦力实现，但其作用力最后还是由轴瓦的端面和止推盘来承担。而新型干法窑是靠液压挡轮施加的外作用力 12 来实现的。两线保持平行，将可为托轮与轮带的均匀接触创造条件，在减少设备非正常磨损，保证长期安全正常运行，提高设备使用寿命方面体现了液压挡轮的优势所在。

液压挡轮的运行状况一般看来与两线平行状态、托轮受力状况及轴瓦发热现象好像没有关联。其实不然，液压挡轮的行走速度均匀与否，尤其在某一方向的单向行程中有无出现明显的不均匀情况；行程时间的长短；上/下行程的时间；液压油缸压力变化情况等等，都能直接或间接地通过托轮受力和轴与瓦之间的情况反映出来。液压挡轮在运行中各种参数的变化与托轮受力状况、两线的平行程度都有着直接的关系，它们之间是相互影响、相互制约的。

现就下面几种影响运行状态作一下简单分析：

若液压油站的各种仪表都在完好状态下，但窑上行速度慢且不均匀,而下行速度偏快时,则应考虑两线在某一档存在夹角，形成有向下的轴向推力,此轴向力属额外的推力，它将使轴与瓦之间产生挫动和摩擦,同时还使止推盘与轴瓦端部的接触情况发生改变,使间隙变小、或更趋紧密,产生摩擦引起轴瓦发热；反之，若上行速度快，而下行速度慢，则应考虑两线在某一档是否存在有助于形成向上轴向推力的夹角，致使上行速度变快，下行受到阻力而速度变慢。

又若当某一轴瓦的止推盘与瓦端接触紧密，油膜破坏引起发热，可利用调节液压挡轮的运行速度或行走方向的方法，使止推盘与瓦端的间隙逐渐变大，发热现象会得到抑制并逐渐消失。HBMW水泥厂的1800T/D生产线的窑头上位托轮轴瓦瓦端与止推盘长期接触，经常发热导致停窑，曾采用丝杆和千斤顶在下位轴端施压，也无济于事。后笔者在现场通过仔细的观察找出了问题的根源，在再次点火投料该部位又开始发热时，采用了通过调整液压挡轮的速度和方位的方法，抑制了温度的上升，经过两个班的处理，温度下降到正常范围。当然，根本性解决问题，还需进行窑两线的检测，找出两线位置偏差后对托轮复位才能使问题得到彻底解决。这里提醒一下：这种方法必须是对液压挡轮系统相当熟悉，并能操作自如，对窑况十分了解无误的技术管理人员方能采用。又如GDMB水泥厂2000T/D生产线的回转窑中档托轮上轴承座止推盘与轴瓦端部也是长期接触经常发热，严重影响正常生产,多次处理也无济于事。后通过检查分析,排除了引起发热的各种相关因素后,发现问题的原因在液压挡轮系统上。该挡轮全行程时间仅为3个多小时, 13 且上/下行程时间比例失控,由于设备管理人员忽视了它的重要性,平时不注意检查,油站开启后，只要窑能上下行走便无人问津。后经过对窑两线的平行状态进行了检测，两线基本平行，排除了托轮施加轴向推力外部因素存在的可能性，确定原因在于液压系统管理不善，工作参数设置有误而失控所致。继而对挡轮液压系统进行了检修，各个阀门进行了清洗和更换，对压力范围进行了调整,扩大了全行程时间,纠正了运行时间比,经过一段时间的运行后，止推盘间隙逐渐拉开，发热现象减少并逐渐消失。以上实例说明托轮受力的变化与液压挡轮正常运行是密切相关并互相影响着的。液压挡轮在窑系统设备中决不是孤立存在的，它与窑的安全正常运行有着不可分割的联系。

从液压挡轮上/下行程时间比来观察,一般来说应≤1,全行程的时间不应少于6小时(单行程距离为50 mm)，正常值为8小时或维持8mm/h的运行速度运行。若时间比＞1－1.5,则说明下行速度稍快,有可能引起轴瓦或止推盘发热。若时间比＞1.5－2，说明速度过快，运动惯性明显，不仅容易引起轴瓦或止推盘发热，所形成的冲击力会使轴高端的止推盘受到破坏。通过对液压油站压力表变化情况的观察,能反映出窑在行走中所受阻力的大小,正常情况下油缸上行时压力为6Mpa左右,上、下行时压差不应大于1Mpa,若大于1Mpa则应检查调速阀或节流阀的开度是否偏大,或油缸密封圈老化形成内泄漏现象,或窑两线存在某种夹角所形成的轴向推力所致。

总之,对窑上、下行的速度和时间平时应勤观察，多分析，才能做到遇事心中不乱，操作自如。

3.4 轮带与筒体垫板的间隙问题

有些企业的设备管理人员不太注重对轮带间隙大小及磨损状况的检查,更不注重对它的润滑.其间隙大小会导致窑内耐火砖的松动和脱落等影响在这里暂不细述。诸不知湿法窑和新型干法窑的轮带与筒体之间设计间隙和磨损状态不同所产生的误导，以致会出现一系列与之相反的结果。

新型干法回转窑的轮带与垫板之间的预留间隙比湿法、半干法窑的要大，是因为前者筒体温度高，膨胀量大；窑转速高，线速度大，窑重力负荷大，磨损大，由此筒体在轮带里活动的空间相对较大。当轮带两边筒体出现较大温差的时候,温度高的一边筒体则刚度下降,挠度增大, 下垂的筒体与轮带的接触面随之增大, 14 而轮带另一端的接触面则相对变小，轮带两端与托轮的接触面发生变化,造成托轮两边轴瓦受力不均而引起发热。

轮带间隙最简单的检测方式为:测出筒体与轮带的相对滑移量△S,再用公式△S/π计算便得出轮带间隙。一般ΔS为5-15mm属正常值范围，（△S/2π为轮带与筒体的中心高之差）大于或小于该范围应引起警觉。ΔS≤5mm則表明可能会发生轮带将筒体抱死现象，严重时使筒体产生缩颈，引起窑内耐火砖松动，甚至掉落；在ΔS＞15mm，若筒体温度在正常范围内，則表明可继续运行一段时间；若此时筒体温度偏高，則应考虑添加或更换垫板，使间隙恢复到正常范围。

在检查垫板的磨损情况的同时，应重视对该部位的润滑。采用喷射专用高温固体润滑剂或石墨块嵌入方式润滑摩擦部位可有效缓解磨损,提高轮带和垫板的使用周期。使用嵌入石墨块方法时，为了不影响筒体散热,石墨块置放应间隔2-3个空档，石墨块的两端在筒体或垫板上焊上挡板，可防止石墨块从端部滑落。石墨块随窑的转动在轮带内圈不断地摩擦，将石墨粉附着在轮带内圈上，润滑效果很好，一年更换一次，费用比采用喷射专用高温固体润滑剂要少得多。

窑检修期间当垫板处于可换可不换时,应该更换,切不可忽视而因小失大。在这种情况下往往窑耐火砖的龄期不一定会垫板磨损的限期相吻合,到时不可能因轮带间隙过大而停止正常的生产来更换垫板。类似的实例很多，如HBMY水泥厂5000t/d生产线的回转窑上，中间档轮带与垫板间隙在设备大检修时，由于检修计划工作量大，轮带间隙处在可换可不换的情况下，没有被列入检修计划之中，结果在大修完2个月左右发生重大事故，造成严重损失。事故发生过程是：由于间隙大，轮带在垫板上长时间的轴向移动形成轴向冲击力，导致部分挡铁先后被顶掉，轮带向下窜动20cm左右，托轮受力状态失衡，轴瓦开始发热。事发之时为夜班，轴瓦温度升高时才发现轮带已经移位，此时应当停窑，将轮带复位后才能继续生产。然而在处理中采取了寄希望于通过调动托轮，让托轮对轮带形成的轴向反作用力将轮带复位。然事如愿违，此时居然忽略了轴与瓦之间、托轮与轮带之间通过摩擦产生的轴向分力远远小于轮带与垫板之间的反向摩擦力，结果使轴瓦发热现象越趋严重，引起三个轴瓦温度都同时升高，最后导致三个轴瓦和一个托轮轴报废。又如HNME水泥厂1000T/D生产线窑中间档轮带处筒体长时间在间隙过大的状态中运行，使在热态时呈椭圆的筒体长径增长，短径变短，筒体中 15 心点降低，筒体厚、薄钢板连接处反复折叠导致应力增大，疲劳过度发生断裂，又由于忽略了轮带间隙过大的原因，多次焊接后又多次裂开。直到找出了原因，处理了轮带间隙后裂缝现象再也没有出现。

以上两个实例都是因为轮带与垫板间隙偏大，应该处理而没有处理，使原本可以避免的事故没有被制止，以致造成了不必要的经济损失。3.5 窑中心线和托轮轴线的保持平行的重要性

新型干法回转窑生产线在水泥行业全面兴起以前，人们对回转窑中心线的认识还一直停留在冷态（即静态）时的概念上，对回转窑中心线状况的检测仅仅停留在设备大检修阶段。对于热态（即动态）时的窑中心线检测，在认识和重要性方面还是空白，通常以冷态时的窑中心线状况作为处理热态、即生产运行中各种故障处理的依据。

随着科学技术的不断进步和提高，回转窑上的机械挡轮、也称限位挡轮逐渐被液压挡轮所取代，使原来依靠调动托轮的位置，使其产生的轴向推力使窑作上行运动的行为由液压挡轮系统来完成，这是回转窑技术发展史上的一重大转折。由于液压挡轮的出现，使窑两线之间相对位置的状态要求发生改变。此前，两线之间需有一定夹角，而至此以后两线之间应保持相互平行，若继续存有夹角則有害于回转窑的长期安全运行，其原因对于大多数从事回转窑设备管理的技术人员来说是不言而喻的。

经过调研发现，时至今日尤其是新型干法生产技术占主导地位的时代，仍有部分企业对窑动态中心线状况的认识仍停留在原来的观念上，对窑两线相对平行状况的重要性认识不足。尚不知湿法和半干法窑使用机械挡轮时,窑的上下行走是靠调整两线的夹角而形成的轴向力来实现的。而新型干法窑的上、下行走和速度控制是由液压挡轮来控制调节的。

由于使用液压挡轮有不少优点,八十年代后期在湿法和半干法窑上也有少数企业采用了液压挡轮,其目的在于减小或消除托轮承受的轴向力,降低摩擦和磨损,减少轴瓦发热现象的产生。

在新型干法回转窑上，由于液压挡轮施予窑体的是轴向力,所有托轮不应再承受额外的轴向力,由此窑两线应保持热运行状态下的平行,而非静止状态下的平行。由于窑在冷、热两种状态下的平行状况相差甚远,冷态下的平行在热态下 16 会不平行；热态下的平行到冷态时也会不平行。冷态时的窑是静止的，而热态时的窑是在绕中心线旋转和延中心线轴向运动的。同时，在窑内各区段温度的影响下，筒体无规则地进行着微量的膨胀和收缩变化，正常的生产所需要的窑况是热态而非冷态下的平行。因此,为了始终保持窑热态下的平行,对托轮的位置应少调动或不调动。同时有必要在每隔1-2年的时间里，对窑两线的状态作一次动态检测,检测后就其平行状态通过对托轮的调动再作恢复性调整，尤其是运行时间在5年左右的回转窑，由于轮带和托轮之间正常及非正常的磨损，大、小齿轮之间的齿顶间隙会变小，托轮的支撑角也会变小，此时更需要对窑作动态检测。在没进行动态检测而仅凭直觉，是不能作为调整托轮位置依据的,这样才能使窑两线在少受干扰情况下的长期保持平行。分别在SDMQ水泥厂5000T/D生产线和HNMB水泥厂2500T/D生产线上，由于相同的原因使得两个厂液压挡轮长期处于停止状态。两个厂多年来一直习惯于用调整托轮的方法来处理轴瓦发热,每次调整后无论是有调整记录或无记录,最终都不能准确地确定各个托轮的位置和受力状况。两条窑都存在窑两线的长期不平行，在上、下位方向上存在不同的夹角,构成了托轮施予窑体往高、低端方向的轴向力,当变化的轴向力恰好在等于或大于液压挡轮上行推力的时候,便形成一对正向和反向的作用力,最终逐渐发展成为：前者是当液压挡轮开启是上行时，各托轮状态正常，一旦自动换向为下行在10分钟后，窑尾低端托轮轴瓦便开始发热，油温上升很快，由于每次开启后这种状况都重复出现，使得当班人员不得不停止液压挡轮的运行；后者导致液压挡轮的轮体将窑卡死不能转动,导致窑筒体弯曲,挡轮报废，更换了新的液压挡轮后，由于窑两线尚未复正，事故隐患尚未排除，只得将液压挡轮的停止运行。

液压挡轮停止工作，則表明窑在托轮的轴向上是相对静止的，将使轮带在托轮上的某一处相互之间由正常磨损转变为非正常磨损，随着时间的延长对窑的危害性将会增大，在开、停窑时轴瓦发热的几率将会更多，这是大家都能领会到的。

4.结束语

在生产过程中，对回转窑的管理和维护工作应坚持“检查为主,防范在先”的指导思想，切不可将“事后处理”作为设备管理工作的全部内容，做好这些工作是全体生产管理人员和设备管理人员的共同责任，需要两方面的共同努力。有的企业生产管理人员持有一种“轴瓦发热不要紧，大不了烧瓦，到时候换块瓦有 多大事，窑一天的产量可买好几十块瓦”的错误观点，不太注重配合做好设备事故的防范工作，这是不正确的。同时，设备管理和维护人员对于做好事故防范工作应主动将自身放在主角的位置，不仅要多检查，勤维护，做到发现问题哪怕是细小的问题也要做到先认真分析，再作处理，不要盲目行事。设备与生产两者之间应是相辅相成的关系。正常的生产是以完好的设备为基础，只有提高了设备的完好率才能保证生产的正常运行,才能创造出良好的企业经济效益，二者缺一不可。

多年来，随着科学技术的不断进步和发展，回转窑设备在国内外各行各业，尤其是水泥行业在技术上已不断地得到发展和更新，然而，对于回转窑设备的管理工程技术水平来说表现相对滞后，综上所列出的种种实例及其分析，主要原因表现为观念上的守旧，从而抑制了管理方法上的学习和创新。因此，新型干法回转窑的设备管理只有在原有观念上发生转变，在管理技术上不断的探索，驾驭新型干法回转窑的能力自然会得到提高，回转窑设备的使用寿命将会大大延长，设备完好率和企业经济效益将也会随之提高了。

-------------------------2007-2-23拟