回转窑结构及密封装置的论述

李博　郭海峰

摘 要：回转窑回转部的自重和轴线与水平面间的斜度，以及筒体热涨，使回转部在挡轮的行程范围内产生轴向位移，筒体由于安装误差和热涨系数的存在，在径向上也有一定的摆动，鳞片密封装置通过鳞片和焊接在筒体外部上的摩擦板从结构设计上解决了漏风的问题。

关键词：回转窑；密封；结构

1 工作原理

球团矿的焙烧、固结过程在回转窑中完成。经过链篦机预热后的球团通过铲料板和给料溜槽给入回转窑中，并随回转窑沿周边翻滚的同时，沿轴向朝窑头移动。在窑头装有专门设计的双调节伸缩式天然气烧嘴，通过调节空气煤气比例来调节火焰长度，控制煤气量。

同时将环冷机一冷段近1100℃热废气引入窑头罩，作为补充二次风。以保证窑内所需焙烧温度及起到降低能耗的作用。矿物在窑内主要受热辐射作用，边翻滚边焙烧，使矿物焙烧均匀。

2 回转窑结构

回转窑由筒体部、传动装置、支承装置、液压挡轮装置、窑头窑尾密封罩、结构冷却装置、窑位控制装置、测温系统、固定筛部、液压系统、干油集中润滑系统等主要部分组成。

2.1 传动装置

传动装置用于驱动筒体回转，由于功率较大，采用两侧同时驱动方式。传动装置主要由带弹簧板大齿轮、小齿轮及轴承座、液压马达、液压泵和液压站等组成。大齿轮与筒体采用弹簧板切向联结，能减少由于高温辐射对大齿轮精度的影响。

2.2 筒体部

球团回转窑筒体属短窑，各段按强度要求，由不同厚度的钢板卷制成筒节后，经自动焊接组成。在筒体的两端，均装有能防止筒口高温变形的护口。护口材质通常选用耐热铸钢。

2.3 支承装置和液压挡轮装置

支承装置用于支承回转窑筒体部，从窑头（排料端）到窑尾（进料端）依次为一挡支承装置和二挡支承装置。在二挡支撑装置处配有液压挡轮装置。挡轮装置承受因筒体倾斜安装产生的轴向力，限制筒体的轴向窜动，并实时通过液压缸调整筒体的纵向位置，以实现滚圈和托轮的均匀磨损。

2.4 窑头、窑尾密封罩

窑尾密封罩用于回转窑和链篦机的联结，内设耐火层，带有观察门及检修门。窑头密封罩用于回转窑与环冷机的联结，内部同样有耐火层，并带有煤粉喷枪。

回转窑密封装置尤为重要，密封装置主要由鳞片、摩擦板、架体组成。由于筒体轴线与水平面有一定的斜度，物料由进料端（窑尾）进入窑内，按照工艺流程在筒体内部完成反应，物料由出料端（窑头）排出，经过筛分，合格的球体进入下一段工艺。由于回转窑回转部的自重和轴线与水平面间的斜度，以及筒体热涨，使回转部在挡轮的行程范围内产生轴向位移，筒体由于安装误差和热涨系数的存在，在径向上也有一定的摆动，鳞片密封装置通过鳞片和焊接在筒体外部上的摩擦板从结构设计上解决了由于位移导致漏风的问题。

设备在正常运转过程中，窑内应为微负压，但同时也存在窑内瞬时正压的情况，为防止在高压气体排出后，密封鳞片发生塑性变形导致密封失效，所以对密封鳞片的选材上弹性要求较高。球团窑窑头温度普遍在1200℃～1400℃间，窑皮温度在200℃～300℃间，密封装置长时间承受高温，为防止密封装置受热变形，密封效果下降，所以还要求密封装置耐高温能力强。在整机里，头尾密封装置分别与窑头罩和窑尾罩进行焊接，作为固定件，通过鳞片与回转部进行柔性连接达到密封效果，长时间磨损，更要求鳞片耐磨性好。

现在的密封装置为双层鳞片中间夹耐热层配合摩擦板的密封方式，现场安装密封装置非常便捷，将回转部与两端的头尾密封罩间隙调整好后，即可将第一层鳞片与架体把合，把合好第一层鳞片后铺装耐热层，待耐热层铺装平整，进行第二层鳞片的安装，为安装考虑，鳞片上设计为一个圆孔和一个长孔的形式，解决了鳞片在安装精度上定位的问题。双层鳞片安装调整合格后，安装压板，压板作用在于使鳞片受力点发生变化，保证密封鳞片时刻在弹性范围内，以一定的角度和压力压紧筒体上的摩擦板，达到预期的密封效果。

2.5 结构冷却装置

为防止窑头窑尾处筒体表面过热，影响鳞片密封性能和使用寿命在窑头、窑尾筒体与鳞片密封附近设有风冷式结构冷却装置。

2.6 窑位控制装置

为保证设备安全运行，在液压挡轮装置处安装有窑位控制装置。通过行程传感器，将窑位纵向串量以电信号方式输出到中控室，供操作者监测和调整。

2.7 固定筛部

固定筛位于窑头密封罩内回转筒体的排料处，此装置用来筛分来自窑内的矿物，保证进入环冷机的物料粒度均匀。

2.8 液压系统

该部分为主传动装置的液压马达供油。液压站位于设备附近，有独立的电控系统，能在中控室的控制下开机和关机。为了管理设备工作状态，同时有油流的油压、油温和油流信号传至中控室，如有异常，可实现报警和停机。

液压站供油系统中有辅助泵，可实现软启动和满足筒体的低速检修要求，以便于回转窑的安装、调试和维修。

2.9 干油集中润滑系统

该部分主要负责为托辊轴承、挡轮轴承和小齿轮轴轴承，以及大齿圈与小齿轮间提供润滑脂。

3 回转窑主要零部件的设计验算

3.1 筒体的载荷计算

3.1.1 总均布载荷q=qs+qc+qu

3.1.2 筒体单位长度载荷qs：

在计算筒体单位载荷的时候，可先把筒体净重计算出来，在这个筒体净重的基础上增加15%～30%的重量。结合实际项目的不同，取不同的安全数值，由于球团回转窑为两档支撑。所以在球团回转窑，通常取15%进行计算。

3.2 窑衬单位长度载荷qc=3.081×10-5·？籽c（Di-h）h

？籽c为窑衬密度，单位kg/m3

Di为筒体内经，单位mm

h为衬层厚度，单位mm

3.3 物料单位长度载荷qu=7.705×10-6·？籽·fD■■

？籽为物料密度，单位kg/m3

f为填充系数

Di0衬后内径，单位

3.4 齿圈质量载荷Fc=Gc·g

Gc为齿圈质量，单位kg

g为重力加速度，单位

4 结束语

通过对6.1×40m、6.96×54m球团回转窑的设计研究，具备了设计开发球团回转窑的能力。在国内60万吨、120万吨、240万吨和500万吨的成型球团回转窑设备中，我们已经全部具备设计生产能力，并在此基础上还能衍生出类似规格的球团回转窑。

在日后的工作中，要通过理论与实践的结合，不断改进现有规格的回转窑设备，以满足市场需求。

参考文献

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