回轉(zhuǎn)窯筒體的改造與更換

孟俊杰

(南京西普重型機(jī)械有限公司,南京 211200)

在生產(chǎn)中，經(jīng)常接到回轉(zhuǎn)窯筒體的備件訂單，這涉及到對(duì)回轉(zhuǎn)窯提產(chǎn)改造而進(jìn)行的筒體改造，以及為了更換輪帶、墊板或者筒體嚴(yán)重銹蝕、筒體裂紋等問題需要更換等。但也經(jīng)常遇到業(yè)主提出的方案不是最佳方案，而需要對(duì)所定備件進(jìn)行調(diào)整。為了更好地指導(dǎo)筒體備件定制及更換，根據(jù)不同的筒體更換目的及需求，提出更換中所需面臨的問題以及對(duì)應(yīng)的處理方案。

在回轉(zhuǎn)窯筒體的更換中，根據(jù)更換目的，可以大致分為兩類，一類是為了提產(chǎn)改造進(jìn)行的筒體改造，另一類是為了替換銹蝕、損壞的筒體而進(jìn)行的備件更換。這兩類筒體更換，為了達(dá)到更好的使用效果，需要考慮不同方面的影響因素，以提出更優(yōu)質(zhì)的備件需求。

1 提產(chǎn)改造

涉及到回轉(zhuǎn)窯筒體的改造，一般是提產(chǎn)類型的改造，其中涉及窯頭位置擴(kuò)徑或者窯尾位置擴(kuò)徑，在新型干法水泥的改造中，絕大多數(shù)集中在窯尾部分的擴(kuò)徑改造。窯尾的擴(kuò)徑，可以有效提高窯尾通風(fēng)截面，降低風(fēng)速，從而減少回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量高時(shí)風(fēng)速過高導(dǎo)致的回帶現(xiàn)象，進(jìn)一步地提高產(chǎn)量[1]。但是筒體擴(kuò)徑也會(huì)遇到一個(gè)比較棘手的問題，那就是窯內(nèi)物料流動(dòng)的問題。由于回轉(zhuǎn)窯一般是按照3.5%或4%斜度安裝[2]，轉(zhuǎn)換成角度即2.006°與2.292°。在這個(gè)斜度情況下，增加一段擴(kuò)徑便形成了錐部，該錐部位置的傾斜角度相較原筒體角度較低，即錐段的下部母線更加地接近水平。生產(chǎn)過程中，若繼續(xù)沿用改造前的工藝參數(shù)進(jìn)行操作，則容易造成物料下滑速度降低，從而出現(xiàn)物料的堆積，甚至?xí)霈F(xiàn)物料從窯尾密封處漏出，尤其是當(dāng)物料黏度較高時(shí)，窯中部形成結(jié)圈，漏料的狀況會(huì)更加惡化。

為了使回轉(zhuǎn)窯的擴(kuò)徑改造能夠成功實(shí)施，在做擴(kuò)徑時(shí)需從以下三個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整或改進(jìn)。

1.1 備件設(shè)計(jì)方面

1)在窯尾護(hù)板的選用方面，可以先增加護(hù)板高度，然后再根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，逐步降低護(hù)板高度，直到達(dá)到一個(gè)平衡，即盡量限制系統(tǒng)提產(chǎn)的情況下，縮小窯尾截面直徑，增強(qiáng)窯尾護(hù)板的擋料能力，減少漏料情況的發(fā)生。但這種方法需要在檢修期間逐次切割護(hù)板，并且一般水泥廠會(huì)盡量減少停窯檢修次數(shù)，那么尋找平衡點(diǎn)的時(shí)間會(huì)比較長，并且該段時(shí)間內(nèi)也會(huì)損失一部分產(chǎn)量。

2)在尾部擴(kuò)徑的錐部設(shè)計(jì)上，可以盡量延長錐部的長度，增大錐部下方母線的角度，減輕堆積狀況，可以有效減少漏料。但錐部筒體的加工難度較大，并且該處耐火磚為異型磚，價(jià)格較高。

1.2 配料方面

在尾部擴(kuò)徑后，為了防止窯尾漏料，對(duì)燒成工藝操作人員的要求會(huì)有較大提高。由于窯內(nèi)結(jié)皮過厚，窯的凈空直徑下降，同樣產(chǎn)量下，會(huì)提升窯內(nèi)物料填充率[3]，造成尾部物料的堆積。當(dāng)窯內(nèi)出現(xiàn)結(jié)圈時(shí)，結(jié)圈處就像攔截壩一樣，阻礙了物料的順暢下行，加劇了窯尾物料的堆積。因此為了減少物料在窯尾堆積的狀況，需要盡量控制物料黏度，避免窯內(nèi)結(jié)皮過厚，尤其是不能出現(xiàn)結(jié)圈。

1.3 工藝操作方面

由于回轉(zhuǎn)窯物料通過能力與窯轉(zhuǎn)速成正比，因此提高窯速，可以有效縮短物料通過時(shí)間，減少回轉(zhuǎn)窯的填充率，改善窯尾的物料堆積狀態(tài)，減少漏料狀況。但是提高窯轉(zhuǎn)速同時(shí)會(huì)影響工藝的操作，提高了入窯分解率和煤質(zhì)的要求。

2 筒體備件更換

筒體備件的更換一般需要注意三點(diǎn)：1)焊縫同一部位返修次數(shù)不應(yīng)超過兩次；2)筒體小段節(jié)的最短長度不應(yīng)小于1 m，同一跨度內(nèi)長度小于1.5 m的段件不應(yīng)多于1節(jié)；3)不等厚鋼板對(duì)接時(shí)，當(dāng)兩板厚度差大于薄板厚度的30%或超過5 mm時(shí)，應(yīng)在段節(jié)外壁按L≥5(S1-S2)[4]要求將厚板加工成過渡圓錐面(見圖1)，S1代表厚鋼板厚度，S2代表薄鋼板厚度，L代表厚鋼板削薄寬度。

對(duì)于第1條和第2條，根據(jù)鋼板布置情況綜合考慮，為了躲避焊接影響區(qū)域，一般需要與原焊縫錯(cuò)開200～300 mm長度進(jìn)行切割，并且回轉(zhuǎn)窯筒體鋼板寬度設(shè)置一般在2 m以上，1.8 m以下寬度較少使用，因此第1條較少觸及，如果遇到則需特事特辦；對(duì)于對(duì)3條，為了降低鋼板不等厚造成的應(yīng)力集中顯現(xiàn)，需要對(duì)筒體進(jìn)行削薄處理，但是削薄處理只能在新備件上進(jìn)行，而原回轉(zhuǎn)窯筒體則難以進(jìn)行削薄處理，因此設(shè)計(jì)備件時(shí)需要同時(shí)考慮。下面根據(jù)實(shí)際情況舉例說明。

如圖2所示，為回轉(zhuǎn)窯的窯口及Ⅰ、Ⅱ檔支承位置，從窯口位置對(duì)鋼板進(jìn)行編號(hào)，其中鋼板3和鋼板9為輪帶下鋼板，厚度最厚；鋼板5、鋼板6、鋼板7為Ⅰ、Ⅱ檔之間跨距鋼板；鋼板11和鋼板12為Ⅱ、Ⅲ檔之間跨距鋼板；鋼板2、鋼板4、鋼板8及鋼板10為過渡鋼板；鋼板1為窯口段。

1)跨距間鋼板更換——更換鋼板6

跨距之間的鋼板，一般在紅窯燒穿，或者出現(xiàn)裂紋時(shí)進(jìn)行更換。由于鋼板6與鋼板5和鋼板7等厚，那么一般需要兩端各加寬200 mm，即鋼板7和鋼板5均被切除200 mm，然后刨出新的焊縫即可。

2)窯口鋼板更換——更換鋼板1

由于鋼板1位于窯口，該處有窯頭密封進(jìn)行包裹，致使該處散熱條件較差，如果出現(xiàn)窯頭冷卻風(fēng)機(jī)故障或者窯口護(hù)板燒損等問題，容易造成窯口筒體變形的問題，從而需要進(jìn)行更換。

由于鋼板1與鋼板2不等厚，并且鋼板1厚度大于鋼板2，因此在更換時(shí)，需要將鋼板2切除200 mm，新的鋼板1加寬200 mm，并在新的備件上做削薄處理即可。

3)輪帶下鋼板更換——更換鋼板3

在使用過程中，輪帶墊板磨損速度較快，需要經(jīng)常更換，輪帶的磨損速度較慢，更換頻率較低。但一般輪帶的使用壽命在8～10年，在輪帶磨損較為嚴(yán)重時(shí)，依然需要進(jìn)行更換。由于更換輪帶需要割斷回轉(zhuǎn)窯才能取出，因此一般情況下需要將輪帶下墊板、筒體一起更換，以達(dá)到更好的使用效果。

在切除鋼板3時(shí)，需要兩端各加寬200 mm，即序號(hào)2和序號(hào)4均被切除200 mm。雖然鋼板3的厚度與過渡鋼板不等厚，但新加工的鋼板3可以做削薄處理，因此處理起來較為方便。

4)過渡鋼板更換——更換鋼板4

在回轉(zhuǎn)窯使用過程中，如果過渡鋼板出現(xiàn)了裂紋等損壞，處理起來是比較復(fù)雜的。此處以更換鋼板4為例，根據(jù)裂紋位置的不同，又存在兩種不同的處理辦法。

如果過渡鋼板4上的裂紋位置在靠近鋼板5的位置，并且切除裂紋位置后，鋼板4剩余寬度依然在1 m以上(1.5 m以上更佳)，那么便切除左半邊鋼板4、整塊的鋼板5、以及200 mm寬的鋼板6，然后采用與過渡鋼板4等厚的鋼板制作新的鋼板4與鋼板6及剩余的鋼板4進(jìn)行焊接。由于新的鋼板4左側(cè)可以削薄處理，因此便可以滿足筒體更換的3條要求。

如果過渡鋼板4的裂紋靠近鋼板3位置，并且切除裂紋位置后，鋼板4的寬度不能滿足1 m以上的要求，那么便需要確定鋼板3剩余的可切除寬度。如果鋼板3上擋塊的外沿距離焊縫位置較遠(yuǎn)，已經(jīng)達(dá)到了200 mm以上，那么可以采用與鋼板3等厚的鋼板更換鋼板4；如果擋塊外沿距離焊縫位置較近，不足200 mm，那么便需要鋼板4連同鋼板3一起更換。因?yàn)殇摪?和鋼板3一起更換的成本較高，如果業(yè)主愿意承擔(dān)一部分風(fēng)險(xiǎn)，并且鋼板3上擋塊的外沿距離焊縫位置在100～200 mm之間，那么可以將焊縫躲避距離縮短至100～200 mm，但該方案容易造成焊接裂紋，因此需要提高焊工技術(shù)水平，并且一次焊接成功。該方案存在施工的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，因此不建議采用。

3 結(jié) 語

筒體的改造中，由于擴(kuò)大直徑后，存在著窯尾漏料加劇的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要業(yè)主提前做好各種改進(jìn)準(zhǔn)備，減少漏料。在筒體備件更換中，大部分更換方案確定起來是比較簡單便捷的，只需要根據(jù)文中各種條件進(jìn)行比對(duì)，便可得出實(shí)際所需更換筒體的長度，也更有利于業(yè)主提前計(jì)算更換成本、施工周期等。只是在過渡鋼板的處理中較為復(fù)雜，牽涉到了三條要求中的每一條，并且存在著更換成本較高的可能性，這便需要更詳細(xì)的溝通與方案編制，以盡可能降低成本，減少風(fēng)險(xiǎn)。