回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦發(fā)熱原因分析與解決措施

王盛凱 萬 亮 高先梨

（1.葛洲壩宜城水泥有限公司， 湖北 襄陽 441419；2.中國葛洲壩集團(tuán)水泥有限公司， 湖北 武漢 430070）

1 背景介紹

我公司某生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯二檔托輪7#軸瓦發(fā)熱導(dǎo)致被迫減產(chǎn)，通過調(diào)整工藝操作，并采取開外排循環(huán)水、風(fēng)扇吹風(fēng)、淋冷潤滑油等一系列降溫措施后，設(shè)備恢復(fù)正常生產(chǎn)。為檢查該托輪軸瓦是否在發(fā)熱過程中產(chǎn)生損傷，利用錯(cuò)峰生產(chǎn)時(shí)間，邀請了托輪檢修外包隊(duì)伍對其進(jìn)行檢查，并對軸瓦進(jìn)行了刮研處理。但開窯后托輪軸瓦又出現(xiàn)了高溫發(fā)熱現(xiàn)象，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯無法提至正常轉(zhuǎn)速，且托輪軸瓦因溫度過高（最高達(dá)90℃左右）采取了直接淋水的緊急降溫措施，對托輪軸瓦損傷較大。此次設(shè)備故障不僅消耗了大量的人力物力，且嚴(yán)重影響了熟料的產(chǎn)量和質(zhì)量。實(shí)際生產(chǎn)中，回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦發(fā)熱主要與其潤滑狀態(tài)、承受的載荷情況有關(guān)，下文將主要從這兩個(gè)方面分析托輪軸瓦發(fā)熱原因及相應(yīng)的預(yù)防處理措施。

2 托輪軸瓦發(fā)熱的主要原因分析

2.1 潤滑狀態(tài)不良

1.回轉(zhuǎn)窯冷卻循環(huán)水內(nèi)雜質(zhì)過多，導(dǎo)致冷卻水管因堵塞使循環(huán)水流動不暢，潤滑油降溫效果不明顯；內(nèi)部循環(huán)水管破裂導(dǎo)致滲水漏水，造成潤滑油發(fā)生乳化，因油質(zhì)劣化使軸瓦溫度升高。

2.托輪軸瓦潤滑油失效需換油時(shí)未及時(shí)換油，導(dǎo)致潤滑油粘度降低、油變質(zhì)乳化等。

3.托輪軸密封不良導(dǎo)致滲油、漏油嚴(yán)重，使油位下降，或出現(xiàn)油勺脫落的情況，潤滑不足導(dǎo)致托輪軸瓦溫度上升。

4.托輪軸表面粗糙或軸拉絲嚴(yán)重（軸和軸瓦部分區(qū)域相當(dāng)于點(diǎn)接觸），不利于油膜的形成。

5.軸與軸瓦發(fā)生相對移動，軸跟軸瓦重新研磨，導(dǎo)致發(fā)熱。

6.瓦口過小或刮研方法不對，在托輪軸和軸瓦之間未形成良好的楔形空間，無法形成有效油膜。

7.托輪軸瓦通過長時(shí)間的使用，瓦與軸的接觸角度越變越大，同時(shí)瓦口與軸之間的接觸間隙也越來越小，當(dāng)其小到一定程度時(shí)，潤滑油不能順利地進(jìn)入軸瓦底部，導(dǎo)致軸瓦出現(xiàn)高溫發(fā)熱現(xiàn)象。

2.2 承受的載荷不正常

1.各檔托輪調(diào)整不當(dāng)或窯內(nèi)徑向、環(huán)向溫差過大等，導(dǎo)致窯實(shí)際各檔中心標(biāo)高與標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)高偏差過大，窯體中心線出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，從而使各檔受力波動偏大，當(dāng)超過原有的承載能力后，極易產(chǎn)生軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象。

2.輪帶與墊板磨損間隙過大，導(dǎo)致輪帶的變形橢圓度超過正常范圍，或使輪帶與托輪接觸面發(fā)生改變，造成托輪兩端的軸瓦出現(xiàn)受力不均的情況，引起托輪軸瓦高溫發(fā)熱。

3.托輪軸瓦側(cè)面與止推盤間隙過?。ㄕＶ狄话銥?-5mm），造成軸瓦的止推盤與軸肩接觸產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致軸瓦發(fā)熱。

4.窯上下竄動速度過快，當(dāng)液壓擋輪上行的速度過慢且不穩(wěn)定，而下行的速度過快時(shí)，則會在軸向產(chǎn)生向下的推力，此力也可使托輪軸瓦間出現(xiàn)相對挫動和摩擦，使托輪軸瓦端面受力過大，油膜破壞。

5.窯內(nèi)耐火磚使用導(dǎo)熱品種不一、窯皮厚度不均或脫落、噴煤管位置及火焰調(diào)整頻繁等導(dǎo)致窯筒體外溫差變化大，窯筒體得徑向溫度差過大，當(dāng)筒體發(fā)生變形或外溫高對托輪熱輻射大時(shí)，造成托輪軸瓦高溫發(fā)熱。

6.窯基礎(chǔ)下沉或地腳、頂絲松動造成托輪位置變化，受力不均極易造成軸瓦發(fā)熱。

3 托輪軸瓦發(fā)熱后的應(yīng)急處理方案

當(dāng)托輪軸瓦出現(xiàn)發(fā)熱跡象時(shí)，現(xiàn)場設(shè)備管理人員應(yīng)仔細(xì)分析原因，并根據(jù)軸瓦溫升情況采取能迅速降溫的有效措施，避免托輪軸和軸瓦燒壞與抱死情況的發(fā)生。托輪軸瓦發(fā)熱后具體應(yīng)急處理措施步驟參考如下：

（一）檢查現(xiàn)場軸瓦溫度與中控溫度是否一致，確認(rèn)現(xiàn)場軸瓦溫度是否偏高。

（二）當(dāng)溫度達(dá)到50℃以上時(shí)用氣管正對發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行冷卻，并對托輪座架設(shè)降溫風(fēng)扇進(jìn)行降溫。

（三）檢查托輪軸上的油膜和油勺里的油量，以油勺油量滿杯為宜。

（四）檢查油盤上的油是否流暢。

（五）檢查發(fā)熱點(diǎn)，若發(fā)熱點(diǎn)來源于推力盤與托輪瓦端面間隙小而產(chǎn)生摩擦所致，及時(shí)檢查窯是否處于下限位，如果是此原因就手動開啟液壓擋輪將窯向上頂。

（六）當(dāng)溫度達(dá)到55℃以上，開啟外排循環(huán)水，同時(shí)觀察托輪軸上的油膜情況，對出現(xiàn)油膜較差的高溫點(diǎn)用小型尖嘴油壺加油。

（七）如若瓦溫不高，油溫較高（超過55℃），可適當(dāng)開啟壓縮空氣對托輪油進(jìn)行冷卻，溫度下降到55℃以下停止用氣。

（八）當(dāng)發(fā)現(xiàn)托輪軸瓦發(fā)熱超過65℃，且仍有上升趨勢時(shí)，軸表面溫度較高，可先降低窯速，不斷加入涼的潤滑油，直至托輪軸瓦溫度恢復(fù)正常。

（九）觀察輪帶與托輪的接觸情況，觀察軸端止推盤與軸瓦側(cè)面的接觸情況，如若接觸異常，且瓦溫持續(xù)上升時(shí)，可以考慮對托輪進(jìn)行微調(diào)（未找出引起托輪軸瓦發(fā)熱的原因前，不要輕易調(diào)動托輪位置）。

4 托輪軸瓦發(fā)熱的主要預(yù)防與解決措施

托輪軸瓦發(fā)熱后的應(yīng)急處理措施能及時(shí)有效地降低軸瓦溫度，使其短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常瓦溫。但如未針對發(fā)熱原因采取有效的預(yù)防與解決措施，托輪軸瓦發(fā)熱問題還會反復(fù)，甚至采用應(yīng)急降溫處理措施后也不能使瓦溫恢復(fù)正常狀態(tài)。因此針對分析的問題原因，還要求采取相應(yīng)的預(yù)防處理措施。

4.1 潤滑狀態(tài)不良

油量供應(yīng)短缺或油膜破壞，都會導(dǎo)致托輪軸瓦直接接觸，造成摩擦加劇，引起軸瓦高溫發(fā)熱。因此，根據(jù)原因分析，建議對應(yīng)采取以下措施：

1.檢修安裝時(shí)確保瓦座內(nèi)清潔無雜質(zhì)，并用壓縮空氣對軸瓦冷卻水管進(jìn)行吹掃，確保通暢無阻，同時(shí)過濾、清除冷卻水內(nèi)的雜質(zhì)，經(jīng)常檢查回水管內(nèi)是否有回水。

2.使用專用的托輪軸瓦潤滑油，夏季環(huán)境溫度高，選用粘度較大的潤滑油，增加抗壓能力，有利于形成油膜；冬季選用粘度較小的潤滑油，防止“翻瓦”、掛掉帶油勺等事故發(fā)生。潤滑油要求定期更換，發(fā)過熱的軸瓦要求每年徹底更換一次潤滑油；未發(fā)過熱的軸瓦，要求不超過兩年徹底更換一次潤滑油。

3.根據(jù)使用周期和使用情況按要求對密封圈進(jìn)行更換，保證密封圈在使用過程中能保持彈性與完好性，橡膠密封圈建議每年更換一次，使用時(shí)間不宜過長，防止因磨損或老化造成設(shè)備漏油；在日常巡檢中，應(yīng)檢查托輪軸承組供油系統(tǒng)的完好性，觀察油勺是否存在松動或脫落的情況，檢查撒油盤泄油是否順暢，如若發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)組織現(xiàn)場人員進(jìn)行處理。

4.如果發(fā)現(xiàn)托輪軸表面粗糙，應(yīng)及時(shí)處理，一般是在回轉(zhuǎn)窯慢轉(zhuǎn)時(shí)用油石進(jìn)行研磨，嚴(yán)重時(shí)建議直接更換托輪。

5.采用正確的軸瓦刮研方法，使軸與軸瓦間形成良好的油膜，同時(shí)刮研換瓦后，重新開窯時(shí)注意規(guī)范工藝操作，提窯速時(shí)應(yīng)每次提0.05r/min，防止提速過快導(dǎo)致軸與軸瓦磨合時(shí)間過短而發(fā)熱。軸瓦刮研前檢查瓦背接觸情況，然后按《水泥機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》JCJ/T 3-2017 的要求對球面與軸瓦進(jìn)行刮研處理。

6.探尋合適的潤滑油外循環(huán)冷卻裝置，托輪軸瓦發(fā)熱或油溫高時(shí)對托輪油進(jìn)行應(yīng)急冷卻（托輪油粘度較高，外循環(huán)冷卻裝置的選用應(yīng)能保證托輪油的正常流動）。

4.2 承受的載荷不正常

回轉(zhuǎn)窯托輪與軸瓦之間承受的載荷若分布不均勻，就會導(dǎo)致局部的應(yīng)力增大，從而難以在接觸表面形成完整的油膜，使之變成邊界摩擦或干摩擦，最終造成軸瓦發(fā)熱或燒瓦事故。因此，根據(jù)原因分析，建議對應(yīng)采取以下措施：

1.保證托輪與窯筒體組對時(shí)的安裝偏差達(dá)到規(guī)范要求；保證回轉(zhuǎn)窯更換筒體時(shí)筒體中心的徑向跳動在規(guī)定要求內(nèi)；回轉(zhuǎn)窯停窯后應(yīng)保持慢轉(zhuǎn)狀態(tài)，防止窯筒體熱變形彎曲。

2.使用噴射專用的高溫潤滑油定期對筒體墊板和輪帶進(jìn)行潤滑，減少墊板與輪帶直接摩擦帶來的磨損，磨損間隙過大時(shí)，建議對墊板加薄墊或直接更換新墊板，以恢復(fù)到初始安裝間隙；對輪帶與筒體高溫處進(jìn)行風(fēng)冷降溫，使窯體和輪帶的表面溫度控制在正常范圍內(nèi)。

3.若托輪止推盤和軸瓦側(cè)面間隙過小甚至接觸受力時(shí)，觀察軸瓦溫度變化，檢查是否為窯向上或向下的竄動量過大導(dǎo)致，并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。如需調(diào)整托輪應(yīng)遵循托輪調(diào)整要求進(jìn)行微調(diào)，使托輪軸瓦與止推盤之間形成一定的間隙。

4.當(dāng)回轉(zhuǎn)窯向上或向下的竄動量過大時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整液壓擋輪油站油泵的供油速度和節(jié)流閥的泄油速度，使回轉(zhuǎn)窯筒體恢復(fù)至上下均勻竄動。建議回轉(zhuǎn)窯上行與下行時(shí)間周期均控制在8 小時(shí)，且合理控制液壓擋輪工作壓力，Φ4.8×74m 回轉(zhuǎn)窯控制在6.0MPa 左右（上行壓力5-7.5MPa、下行壓力4-6MPa），其它小型回轉(zhuǎn)窯控制在5MPa 左右。

5.有些情況的軸瓦發(fā)熱是窯皮分布不均勻等工藝原因?qū)е碌?，?dāng)工藝操作不當(dāng)引起軸瓦發(fā)熱時(shí)，應(yīng)設(shè)法阻止軸瓦溫升的同時(shí)，找出具體原因，從而及時(shí)調(diào)整工藝數(shù)據(jù)與操作方案，使其恢復(fù)正常。

6.加強(qiáng)巡檢，針對現(xiàn)場基礎(chǔ)下沉或地腳、頂絲松動造成托輪位置變化的情況，及時(shí)預(yù)防并進(jìn)行恢復(fù)處理。

5 結(jié)語

導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦高溫發(fā)熱的因素很多，如何快速找出原因并及時(shí)有效地進(jìn)行處理，是考驗(yàn)現(xiàn)場設(shè)備技術(shù)管理人員綜合能力水平的關(guān)鍵。作為現(xiàn)場設(shè)備技術(shù)管理人員，一是要豐富現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，了解引起托輪軸瓦出現(xiàn)高溫發(fā)熱的潛在原因，并善于總結(jié)分析，做出正確判斷，提出合理的預(yù)防與解決措施；二是要經(jīng)常深入現(xiàn)場，在協(xié)助現(xiàn)場崗位工做好回轉(zhuǎn)窯日常維保工作的同時(shí)，及時(shí)了解回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行狀況與各零部件的磨損情況，并做好記錄，利用計(jì)劃檢修時(shí)間，對異常情況及時(shí)進(jìn)行維護(hù)與修理，以避免導(dǎo)致托輪軸瓦發(fā)熱或燒瓦、翻瓦事故的發(fā)生。