筒體墊板在回轉(zhuǎn)窯中的應(yīng)用

唐威

摘 要：筒體墊板結(jié)構(gòu)是否合理關(guān)系到回轉(zhuǎn)窯整體運(yùn)行的穩(wěn)定與否，回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行的穩(wěn)定性以及連續(xù)性都會(huì)受到筒體墊板的影響，另外筒體墊板還會(huì)影響到設(shè)備的檢修費(fèi)用以及日常維護(hù)工作，一定程度上起到了決定作用。

關(guān)鍵詞：通體墊板；回轉(zhuǎn)窯；擋圈

1 前言

回轉(zhuǎn)窯的筒體墊板位于松套輪帶下，均勻分布在筒體段的表面，呈現(xiàn)出若干弧形截面的鋼板，其作用是為了襯墊輪帶，避免筒體的外表面同輪帶面直接接觸，這些筒體外的鋼板就被稱作筒體墊板。筒體墊板是否具有合理的結(jié)構(gòu)是保證回轉(zhuǎn)窯能否長(zhǎng)期穩(wěn)定的安全運(yùn)行的關(guān)鍵，同時(shí)還具有決定維修、使用設(shè)備期限的重要作用。

2 作用

2.1 筒體以及輪帶

回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)行時(shí)，筒體溫度相對(duì)較高。而輪帶則會(huì)裸露于空氣中，其外表面距離筒體距離較大，因而相對(duì)溫度較低。若是輪帶內(nèi)表面無(wú)法及時(shí)的冷卻，那么就會(huì)在內(nèi)外表面產(chǎn)生相當(dāng)?shù)臏囟炔?，溫度差?huì)產(chǎn)生一定的應(yīng)力，在該種應(yīng)力的作用下就會(huì)使得輪帶斷裂。而在筒體外設(shè)置墊板后，輪帶同筒體之間就會(huì)由于存在墊板而能夠良好的進(jìn)行通風(fēng)散熱，因而就不會(huì)在輪帶內(nèi)表面以及筒體的外表面形成過(guò)熱的現(xiàn)象，從而有效的控制輪帶內(nèi)外的溫度差，令其能夠在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，保證輪帶能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 筒體的保護(hù)

而在回轉(zhuǎn)窯中使用了浮動(dòng)輪帶結(jié)構(gòu)，通常在筒體以及輪帶圓周方向都會(huì)存在滑動(dòng)。若是該處直接令輪帶同筒體直接接觸則必然會(huì)產(chǎn)生磨損，而添加了墊板之后則會(huì)降低磨損程度。設(shè)置了墊板之后的筒體外表面不會(huì)直接接觸輪帶，因此就不會(huì)因?yàn)橄鄬?duì)摩擦而使得筒體受到磨損。此外，設(shè)置了墊板的筒體，其剛度也有一定的加強(qiáng)。

2.3 輪帶安裝相對(duì)方便

設(shè)置墊板的回轉(zhuǎn)窯其本質(zhì)上加大了支撐段的筒體直徑，墊板長(zhǎng)度一般設(shè)置為筒體長(zhǎng)度的一半。一定程度也能夠說(shuō)是縮短了筒體的節(jié)段，因此輪帶在進(jìn)行套裝時(shí)更為方便、容易，這一優(yōu)勢(shì)在更換輪帶時(shí)較為突出。

2.4 利于粘掛窯皮

在回轉(zhuǎn)窯的筒體中，會(huì)在內(nèi)壁砌筑一層耐火磚，或者打上澆注料用以提高耐火度，保護(hù)筒體。在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行作業(yè)過(guò)程中，其窯襯的內(nèi)表面會(huì)有窖皮產(chǎn)生，并附著在燒成帶內(nèi)表面。而對(duì)于窖皮的粘掛則要求平整、厚實(shí)、堅(jiān)固、均勻，并且還應(yīng)當(dāng)牢牢粘固在耐火材料桑。因此回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行操作的過(guò)程中需要把握窖皮的粘掛，窖皮對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程具有重要意義。但是窖皮在過(guò)高的溫度下不易粘掛，因此需要對(duì)筒體的溫度予以控制，即公國(guó)墊板的設(shè)置，保證筒體中窖皮的粘掛。

3 計(jì)算、設(shè)計(jì)墊板

墊板的應(yīng)用從上世紀(jì)初開(kāi)始便有了一定的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)不斷的被加以改進(jìn)。目前回轉(zhuǎn)窖中筒體墊板大多采用了浮板設(shè)計(jì)，基本上都采用浮放墊板。而墊板的設(shè)計(jì)需要以確切的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，因此就涉及了墊板的計(jì)算。針對(duì)墊板的計(jì)算主要內(nèi)容包括了周長(zhǎng)、長(zhǎng)度、寬度以及形狀、塊數(shù)，并需要對(duì)其同筒體之間的連接、支擋等做出正確的技術(shù)指標(biāo)計(jì)算。

3.1 確定總周長(zhǎng)

作用在回轉(zhuǎn)窯筒體上的作用力作用在輪帶上是通過(guò)墊板進(jìn)行傳遞的，但是由于墊板的特殊結(jié)構(gòu)使得墊板的受力并非是均勻的，往往在某一瞬間最下面的墊板受到作用力最大，兩側(cè)的則較小，位于上面的墊板在一般情況下幾乎不受力。因此，應(yīng)當(dāng)保證墊板受到的最大作用力小于墊板所能承受的最大壓力值，避免出現(xiàn)冷焊以及塑性形變現(xiàn)象?？紤]到輪帶以及筒體應(yīng)當(dāng)在結(jié)構(gòu)上方便更換且具有足夠空間進(jìn)行冷卻，墊板的總周長(zhǎng)可以通過(guò)以下公式予以確定。

CF=KCCS=KC？仔D mm （1）

式中：KC-墊板的總周長(zhǎng)系數(shù)，一般KC=0.5～0.7；

CS-筒體的外圓周長(zhǎng)，mm CS=？仔D；

D-筒體的外圓直徑，mm；

？仔-周周率，？仔=3.142

3.2 寬度以及數(shù)量的確定

確定了墊板總周長(zhǎng)后，墊板的寬度會(huì)直接影響到墊板的使用數(shù)量。若是墊板具有較大的寬度，那么就會(huì)由于焊縫開(kāi)裂導(dǎo)致筒體裂縫，這是出現(xiàn)筒體焊接問(wèn)題的主要原因。鋼板的厚度會(huì)影響到其剛度，剛度越大就越容易受到外力作用。若是對(duì)焊縫處產(chǎn)生集中的應(yīng)力以及疲勞影響，那么應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的處理保證變導(dǎo)致筒體裂紋以及焊縫連接開(kāi)裂。

3.3 確定墊板長(zhǎng)度

輪帶長(zhǎng)度受到了諸多因素的影響，其中最主要的為輪帶寬度以及支擋結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^(guò)相關(guān)計(jì)算予以明確：

LF=KLBt mm （2）

上述公式中KL為長(zhǎng)度系數(shù)，用以應(yīng)用在墊板長(zhǎng)度計(jì)算中，相對(duì)于可調(diào)墊板、普通墊板，其中KL范圍在1.7至2.4；對(duì)于可調(diào)型的墊板，KL取值1至1.002，該種計(jì)算僅對(duì)輪帶接觸點(diǎn)予以計(jì)算；而KL在浮放墊板即墊板的接觸段，取值應(yīng)當(dāng)保證在1.2至2.1之間。其中Bt為輪帶寬度，單位為毫米。

若是材料條件優(yōu)越，那么應(yīng)當(dāng)選擇墊板長(zhǎng)度較長(zhǎng)的。但是長(zhǎng)度上應(yīng)當(dāng)控制，避免加固成本的提高，著對(duì)于企業(yè)盈利以及加工也是一種影響。

3.4 確定墊板厚度

徑向變形在筒體上是無(wú)法避免的，尤其是輪帶同墊板的內(nèi)部被磨損后，由于輪帶間隙的增加，就會(huì)加大筒體的變形量。由于墊板厚度的增加，剛性的加大，墊板不會(huì)隨著筒體的變形隨意變形，從而加大了焊縫處的應(yīng)力。因此對(duì)于筒體外壁設(shè)計(jì)的較厚而將墊板設(shè)計(jì)較薄是較為合理的。墊板的厚度可以通過(guò)以下方式進(jìn)行確定：

？啄F=K？啄？啄t mm （3）

上述公式中Kδ是墊板厚度的常用系數(shù)。普通墊板Kδ取值區(qū)間在0.4到0.6，而在小型回轉(zhuǎn)窯以及浮放墊板其取值為0.6，而對(duì)于可調(diào)墊板中的固定墊板，厚度系數(shù)為0.35至0.50；而可調(diào)墊板中的活動(dòng)墊板，其Kδ的取值范圍最小為0.26，最大值為0.35；δt表示筒體厚度，單位毫米。

3.5 形狀以及貼合度

焊縫應(yīng)力大小以及加工的難易程度、筒體損傷都會(huì)受到墊板形狀的影響。為了方便加工且對(duì)焊縫處的應(yīng)力予以減小，筒體的焊接件全都改為使用圓角，并在墊板的端頭增加一個(gè)大坡角作，這對(duì)于墊板同筒體之間的貼合有一定的作用。

墊板與筒體的貼合度，主要靠墊板橫截面圓度與筒體焊接時(shí)所采取的措施來(lái)保證。國(guó)內(nèi)大部分控制間隙≤0.5mm，而國(guó)外多控制在≤0.25mm，只要采取恰當(dāng)?shù)拇胧┦悄軌驖M足這種要求的。

圖1 擋圈擋塊與墊板

3.6 墊板與筒體的聯(lián)接

墊板浮放在筒體上，沒(méi)有焊縫的影響。這樣，不存在焊縫開(kāi)裂的問(wèn)題，筒體也不會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力，可以避免斷裂的發(fā)生。所用的定位塊和夾塊雖與筒體焊接，因?yàn)閴K度小，所有的尖角又都采用圓角，所以受筒體變形的影響很小，應(yīng)力集中也很小。但必須注意：在設(shè)計(jì)浮放墊板時(shí)，必須考慮三維的限位問(wèn)題，即環(huán)向、軸向和徑向都必須有定位和限位措施。

3.7 輪帶的止擋裝置

回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要上下往復(fù)移動(dòng)，以保證輪帶和托輪接觸表面磨損均勻。另外，窯體因溫度變化軸向長(zhǎng)度也在隨之變化。這些都會(huì)使輪帶與筒體在軸向上有相對(duì)移動(dòng)。為了使輪帶在軸向上準(zhǔn)確地與墊板接觸，必須在墊板上設(shè)置輪帶的止擋裝置，推薦使用擋圈?？紤]熱脹的問(wèn)題，擋圈不宜制成整體，而應(yīng)分瓣。一般可分為4～6瓣較好，具體根據(jù)窯徑的大小確定。

擋圈與擋圈的接頭，靠輪帶的里側(cè)應(yīng)加工出大坡角或大圓弧，見(jiàn)圖1，以免劃傷輪帶側(cè)面，減輕磨損。

4 結(jié)束語(yǔ)

回轉(zhuǎn)窯的發(fā)展速度令筒體墊板必須隨之發(fā)展，目前筒體上采用復(fù)方結(jié)構(gòu)的墊板是最佳的。雖然回轉(zhuǎn)窯的筒體墊板在結(jié)構(gòu)上通過(guò)不斷的更新?lián)Q代取得了一定成就，但是還是存在一些問(wèn)題有待改進(jìn)。

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