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回转窑筒体设计(上)pdf

发布时间:2021-01-27 22:19 作者:现金信誉网

  ● , 水 泥 机 械 ● 天津水 泥工业设计研究 院 熊会 思 摘要 : 筒体 是 回转窑设 备 的主 要部 件之 一, 其变影 太小直接 夥响窑 的运 转率 , 因此 筒体 设 计 要 求 在 横 断 面 上 具 有 较 太 的 刚 r 浊, 在 纵 向 上 要 有 较 好 的 柔性 , 即 ‘‘ 横 刚纵 柔 ” 表 文介 绍 了作 者 在 长 期 设 计 工 作 和 实 践 经 验 中 , 总 结 出确 保 “ 横 刚纵 柔 ” 的 几种 措 施 ,如钢 板 厚度 的选择 、轮 带的结构 和安装 方式 、增加跨 问距 减 少附加弯 曲应 力 、选择 计算纵 向弯 曲应 力等等, 可供 工程 技 术人 员参考 ’ 、 、 Summa ry:K iln ...

  ● , 水 泥 机 械 ● 天津水 泥工业设计研究 院 熊会 思 摘要 : 筒体 是 回转窑设 备 的主 要部 件之 一, 其变影 太小直接 夥响窑 的运 转率 , 因此 筒体 设 计 要 求 在 横 断 面 上 具 有 较 太 的 刚 r 浊, 在 纵 向 上 要 有 较 好 的 柔性 , 即 横 刚纵 柔 ” 表 文介 绍 了作 者 在 长 期 设 计 工 作 和 实 践 经 验 中 , 总 结 出确 保 “ 横 刚纵 柔 ” 的 几种 措 施 ,如钢 板 厚度 的选择 、轮 带的结构 和安装 方式 、增加跨 问距 减 少附加弯 曲应 力 、选择 计算纵 向弯 曲应 力等等, 可供 工程 技 术人 员参考 、 、 Summa ry:K iln shell is the main bod y at a tatark kiln .the de }。 rmation 0}which i nf luences di re cdy the aoail aMlity at the kiln.T heref ore the desig n of shell requires hig h rig idity on i ts CTOSS- sec ti on oHd good tT ex i bi l ity on i ts l ong i tudi na l di r e cti on S ev era l w a y s to e nsu re rl*e a~ove 删entioned potter 月d, , f kis ess 。 ,steel pl ate, , ntroduced structure of In ge and i ts erecti on mel hod.th e increa se of span while rhi 口 , t, cle.fo, nsta nce .the selection of dPcf easing tke additional bending stress sel ecti on and calcul ation of l ongitudinal bending stress 已 c 由于悬 浮预热 器 窑的 出现 ,使干 法窑 具有 热耗 低 、产量 高 的优 点 ,国际上 水泥生 产方法 呈现 出 由湿 法 向干 法发展 的趋势 。而湿 法窑 为 l r 在产 量上 与干法 窑竞 争, 出现 了特大 型湿 法 长窑, 如西 7. 6/ 6. 4/ 6. 9 × 232m 窑。 回转 窑大型 化 带来 了各种各样 的技 术 问题 ,例如窑筒 体 的 强度和刚度设计计算, 筒体和轮 带制造运输 等。 另外随着窑直径 增大,窑简体横 向别度降低 , 琦体 内部 的村料 不易稳 定,衬料寿 命缩 短 ,严 萝影 响窑 的运转 率。 为此 要 求测 量 出窑筒体 径 向变形而发明了筒体径 向变形测量仪。通过这 种仪 器对 许 多窑筒体 的测 嚣, 积 累 了大 量数据 , 查 明 了筒 体径 向变形 和衬 料寿命 的关系 。同时 根据这 些 测量 数据找 出影 响筒体 径 向变 形 的一 些 因素 及其 规律, 用来 指导窑 简体 设 计 。 本文仅就回转窑筒体设计发表一些看法。 窑简体达 到 “ 横刚 ” 的措施 焊 接窑 筒体 设计 ,可 以概 括戚 一句话 ,就 是要 “ 横 刚纵柔 ” , 即窑 简体 在横 断面上具 有 较大的刚性 ,在纵向上要有较好的柔性。 一 所谓横 断面 有 较大刚性就 是要 求横 断面 的 径向变形要尽量小。窑回转 时变形仪测得的筒 体变形 见图 1 。 固l 变}l壬 悭 碍筒 体变碓 田 (般 太100I苦) 圊转 窑筒体是 通过轮 带支承 在 中心 夹 角约 6O。 的两 个托 轮 上,筒 体变 形及横 断面 呈不规 则的椭 圆形 。 当窑简 体转 动 时,其 筒壁 上每一 点沿着该椭圆轨迹而移动,其曲率的大小在不 断 变化 ,因而也迫 使筒 体 内的窑皮 和砖环拱 作 相应变 化 使窑村 之 阿有 时受 挤压 ,有 时则被 拉 开 。当受挤压 时耐 火砖被 压碎 , 当拉 开 时压 碎耐 火砖 脱落 ,这 时必须停 窑换砖 。显 然窑简 体 横 断面变形越 大 .耐火 砖和 窑皮 中所 产生 应 12 Gg面j 田 口船础 蝴 Ⅳ 0. 6 .1990. 维普资讯 力越 大 .衬 料 的稳定 性越低 ,其寿 命越 短 。为 此 我们设 计 窑简体 时要使横 断 面变形 尽量 小, 即横 断 面 刚度 尽量 大。 窑简体 达到 “ 横 刚” 的 措 施主要 有 : 1. 窑筒体 钢板厚 度 的选 择 : 用简 体径 向变形 仪测量 筒体 变形 时 ,是 通 过椭 圆度计算值 衡 量 简体 径 向变 形的 大小。椭 圆度用 下式 计算 : 4 D 守 一 2 i 式 中:D 窑 简体 直径 ,m ; s 变形仪 支架跨 度,m ; u一仪 器 支架所跨 过简 体弧 的弦高 变 化值 ,即仪 器 中部 触 头上 下移 动值周 时该段弧 曲率 半径变 化值 )根据 回转 窑 简体径 向变形 的 大 量 硝 量 数 据 ,说明 当简 体椭 圆 度控 制 在 4 D 以 下, 则 可避 免过 大 的横 断面变 形而不 会损 坏 耐火 砖 。 径 向变形仪 对各 种窑跨 间不 同横 断 面的测 量 结果 见图 2 。图 上表示距 窑 支点的 相对距 离 相同 ,但相 对椭 圆 度差 别很大 , 1 、 2 号窑筒 ( 窑 回转 一 ,m 。 匪支点的柑对臣寓 筒件 横 向变形 沿娥 向囊藏 棚 围2 圆度 较小 ,相反 4 , 5 、 6 号 窑筒体钢板 太薄 , 是 刚度 小的软筒体 ,其相对椭 圆度较 太 。换言 之,锕板厚度6 与筒 体曲率 (椭圆度 ) 变化值 u成 反 比关系。即 1 1 6 或 ” = K ÷ 将上 述 两数值 代入 ( 】) 式 中 ÷ c : 对 于径 向变形仪 来 说 其 支 架 跨 度s 为 定 值 , 整 理 上 式 后 可 得 K K ( 2 ) 由 ( 2 ) 式 可 见,只 要使窑简体 钢板厚 度 对窑筒体 直径 比值 大于 其一定值 ,就能 保证 窑 简体横 断面有足够刚度,可以避免窑内耐火砖 过 早损坏 。 另 外由图 2 可 看出厚度 较厚 的 l 、 2 号窑 简体径 向变形值 衰减快 , 至跨 中可衰减至零 , 而 筒体薄 的 4 、 5 、 6 号窑软筒体 ,径向变形 值 衰减慢 ,至跨 中椭 圆度仍 为轮 带处椭 圆度 的65 90 。总 的趋 势是 远离轮 带的径向变形 小。 故 设计窑 简体 时, 轮 带下简体钢板 厚度 取最厚 。 相邻 过渡段钢板 厚 度次 之,而跨度 中间厚 度 较 薄 。考 虑到烧 成带 经受高温 作 用,为保 护窑皮 和耐 火 砖起 见,烧 成 带简 体钢板 要较低温 区简 体钢板 设计 得厚 一些 ( 见图 3 ) 。 ~图3 确定 窑f畸 体 钢 扳厚度 2. 由图2 可 见, 在轮 带处简体横 向变 形最 大. 而轮 带处筒体 横 向变 形 主要 与轮 带的横 向刚 度 以及轮 带在简体上 的安装 方式有 关 。 ( 1 ) 轮带横 向刚度 简体的作 用, 必然要 求轮 带 刚度 比简 体刚度 大 。 对 于一 个软 轮 带来说 , 如果其本身 变形就 很 大, 也会导致 简体 有很 太的 变形, 因此要求轮 带变 形要小 。轮 带变形 以椭圆 度表 示 ,其椭圆 度计 轮 带 的横 向 刚度和安装方 式 : 由于轮带起加固 水沈技 毒1990.舳.6 . 维普资讯 【 lJ 川 RL ( 3 E l l}】 : O 一一 作 用 疗 -轮 带 }: £艰 反 力 .kN ; R 一轮 带 r 均 卜一 轮 带 断 面惯 性 矩 , c I” E一忭性模 数. kN { 根据 经 验. 椭 圆 度 m值 ,一般不 应超过 2 D 。 1 ) 铸 造 空 心 轮 带 体造 空心 轮 带 可获得较大 的刚度。但 是空 心 轮 惜形状 复杂,铸 造 困难,铸 造应力 大 ,在 讧筋处 容 易产生 裂纹 , 难 以保 证质 量。使 用时 r 轮 带 内外表 面温度 差较 大,会产生 过高热 戍 力 另外轮 带滚 动表 面较薄 ,磨损 到一定程 度 - 侄 曲立 筋 之 间 会 被 挤 压 凹 陷 _F 去 . 圆 周 方 向 形成 多边 形 , 产生 龟裂等 , 因此使 用寿 命不 长。 2 ) 焊 接空心轮 带 焊接 空心轮 带同样可提 高轮 带 刚度 ,因焊 接 应力 及轮 带 内外表 面温 度差会 引起 较大 的热 应 力。 虽然也有 内装 氟 利昂来 消除 热 应力 ,但 终 【 结构 复 杂很 少 采用; 3 矩 形 实 心 轮 带 日前世 界上绝 大 多数新 设计 的窑都采 用矩 形 实心 轮 带. 虽然消耗钢 材较 多,但 使用寿命 两 蓍相抵 ,仍属 经 济,台算 。 ( 2 ) 轮 带在简 体 k 的安装 方式 大 多数轮 带活套 在窑 简体 上,通 过径 向变 形仪测 量 ,简 体横 向变形 值障 与轮 带变形有 关 外 .还 j 轮 带和筒体 之 间间隙有 很大关 系。 经 驯定发脱,筒体 F 半部基本和轮 带下半内圆全 面接 触 而 简体 上半部 F 陷使 其与轮 带上 半内 圆的间隙 加大, 造成 简体椭 圆度 也加 大。 为 了减 小 简体椭 圆度, 麻将 轮 带和 筒体 之 间间隙作 得 尽 t r 能 小 : 似是该 问隙 若 过 小 ( 如 图 4 A A ) , 窑 点 火升温 时,简 体升温 速度 比轮 带快 得 多,使 得 筒f)}=直径 比轮 带 内纷 膨胀速 度快 ; 当篙 体温 度 升高 到一定值 时 ,轮 带 内 【 即B 点 ) .这 时 轮 带与筒体 之 间间隙 消失 。 。 c m ; ; 和筒 体 外 强 相 等 当简 体温 度继续 增 高时.筒体膨 胀受 到轮 带束 缚 ,在筒 体 内部 产生 应力 ,该 应力达 到屈服 点 I 。 点火升掘 时间, 窑点 火后齄 带与简体直 恒变 化 图4 后筒体仍缝璧爿 温,就会使简体产生塑性变形 (如B 到D 点 ) 。 当 窑 停 转 降 温时,筒体 降温 速度 则较快 ,在D 点 冷缩 N c 点 时 ,简 体 内弹 性 变形 消失 , 而翅性 变形仍保 留。 再继 续降温 时, 简 体外 径由c 点 收缩 至 E 点 ,这时 冷态轮 带与 简体 之 间间隙增 大 至A E , 从 而在 简体 上产生 “ 束颈 ” , 以致 引起衬料脱 落 。 为避 免简体 产生 束颈 ,应根据嘭胀 系数 计 算 出轮 带和简体 之 间 间 隙 值 ,并增 加 l ~ 2 m m 余量 ,使之 在正常热 态运转 时 ,轮 带 相对 于简 体具 有滑动 量 ,一 般以窑转 一周时的滑 动 量 3 ~ 5 m m 为宜 。特 别是 在窑点 火升温 时, 定 要严 格按 规定升 温 曲线 控 制升温速 度 ,同 时密 切注意轮 带的 滑动量 , 当滑动量接近 零 时 就 要降低 窑内升温 速 度, 也就 降低 了简体 升温 速 度,避 免简 体 产生 “ 束颈 ” 。 现 在有 一种监测轮 带滑动 量的 自动 控制装 置 , 当该 滑动 量太 小 时, 则会 自动 向轮 带下筒 体 吹冷风 或 喷水雾 来降低 该处 简体 温 度, 以免 产 生 “ 束 颈 ” 。 轮 带与筒体 温 度差 、问隙 以及简体 与轮 带 椭圆度 之问 关 系见 图 5 。 对于 一台啦4 m 的窑 , 设轮 带与简 体温 度差 为300 ; 计算结 果 ,设 计 间隙 为l 6m m ,这 时 冷窑运转 间隙 约24m m 。在这 种情 况 下, 若取 轮 带椭 圆度 为0. 2 . .( 轮 带制造 成本 较台适 ) , 则可查得筒体椭圆度商达(1 . 68 o+ 大于前面所 述 允许简 体椭 圆 度的0. 4“ , 因此 会降低 耐火 砖 一l 4 维普资讯 技术 快讯 霸 河 南省 七里 岗水 泥厂 700t/ d预 分解 生产线达 标 在 亚 运 会 和 国庆 佳 节 即将 到 来 之 际 . 河 南 省 七里 韪水泥厂70【 jI/ dO f f 分 解生 产线 日,实 现连 续正 常运转 72 小时, 共 生产 熟料21g2t , 平 均 日产727t , 标 号均在550 号 以上 , 产量 和 质 量 一举 达 标 。 七 里 岗 水 泥 厂 是 天 津 水 泥 工 业 设 计 研 究 院 设计 、调 试和 达标 的 第三 争700t/ d 预分解 生产 线 。 该 生 产 线 奎 部 采 用 国 产 装 备 且 曲 新 建 厂 , 技 术 及 管 理 水 平 比较 薄 弱 , 应 厂 方 要 求 , 天 津 腕 成 立 了调 试 组 。 调 斌 组 于夸 年 4 月份 进 驻 厂 里后, 仅用l 0天 时问就 与厂 方一 同粗 定 了调 试 计 划 , 整理 出l 】 0 多项 调 试 点 。 在 半 年 的 调 试 工 作 中, 天津 院调 试 组全体 同志 夜 以继 日, 与厂 方工程技 术人 员一道奋 战,进 行现场 指导 、操 作 和服 务 天津 院调 试组 的工 作作 风 受到厂 方 的 好 评 。 9 月21 耳七 里 岗 水 泥 厂 隆 重 召 开 诫 生 产 选 标 庆祝 会 。河 南省 劳歧局 贾喜正 副局 长 ( 该厂 为 劳改 企 业 )、 乏津 院 李善 鹤 书记 等 到 会 祝 贺 . 同 日, 厂 、 院领 导 厦 技 术 人 员举 行 座 谈 会 , 天 津 院 诚 恳扯 求 厂 方对 设 计 工作 的 意 见 ; 双 方 共 同 拟 定 了下一步 的工作 方向。 ( 刘明) 鸽 鸽* * 0 鸽 鸽似 々 ; 的使 用寿 命 。 如果 仅仅用增 加轮 降 至O. 4 , 则要 求将轮 / 时轮 带断面尺 寸过 大 通过 简体径 向变 形仪 测定后 ,可得 出下列 一 结 论 : ( 1 ) 对于 刚性不 大的老式 铆接 窑简体 . 加固 罔能起 到提 高 刚度 、延 长窑衬寿 命 的作 用: ( 2 ) 若 加固 圈采用扁钢 或 方钢焊 在简体 上 ,容 易产 生 “ 束颈 ” ,而采 用工字 钢断 面橙 套 在简体 t 较好 ,但 要根据该 处筒 体温升预 留 定膨胀 问隙 , 在制造 和使 用上难 以保证 。 ( 3 ) 对新 设计焊接 窑简体 ,在烧成 带不 宜设置 加 固圈 。因为砖本 身起 4加固 窑筒体 作 用。在耐 火 砖烧薄 以后 ,窑简体温 度升高 ,简 体直 径 的蟛胀 、将受 到 加固圈 的箍 紧,加 固圈 处窑 的简体 产生 “ 束颈 ” ,反而 使耐火 砖 易于 脱 落 。 ( 4 ) 根 据径 向变形 仪测得 窑简 体径 向变 形 瞳来看 ( 见图 2 ),在 支承 处变形 最 大,在 跨 中离 支承点越远 的断 面其径 向变形越 小,因 此 在轮 带附近 设置 加固 圈能起 到一定 作 用。 但 由于 加固 圈的刚 度比轮 带刚度小 得多。加 固 圈 对筒体加固作 用比轮带小得 多,故在轮带附近 设置 加 固圈不 如增大轮 带 刚度 好 。 ⋯( 待续 ) 8 液往牟1 9%.№.6 . 1 5 维普资讯


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