回转窑的密封结构及改进措施
回转密封的原理
回转密封的原理
回转密封是指回转窑、单筒冷却机及烘干机等设备中的附属产品，主要作用是保证设备在回转过程中不漏气、不漏灰。
其原理是利用密封圈唇口与轴颈之间的配合实现密封。
具体来说，在正常情况下，密封圈唇口的内径比轴颈的直径小，即使没有弹簧的缩紧，也会对轴颈外表面产生一定的轴向工作压力。
当轴转动时，在密封圈的唇口与轴颈之间会产生一条0.3-0.5mm宽的橡胶密封垫，在该环状橡胶密封垫内维持一层厚约0.002mm的油膜。
这层油膜使密封圈唇口与轴颈之间维持薄而均匀的油膜，是密封圈工作中的最佳状态。
在这种情况下，会出现极少量的液压油外渗，使唇口两侧的轴颈潮湿，这虽然在外观上会染尘，但却是密封圈工作中良好的标志，不能视为故障。
随着密封圈唇口的磨损，其内径越来越比轴颈的直径大，靠自紧弹簧的弹性不能对轴颈表面产生一定的工作压力，这时油膜变厚，液压油的泄漏会逐渐增加，导致密封失效。
回转密封的原理对于回转设备的正常运行至关重要，对于不同的应用场景和工况，需要选择合适的密封件和设计合理的密封结构，以确保设备的密封性能和可靠性。
回转窑的密封结构及改进措施
回转窑的密封结构及改进措施作者：李秋丹来源：《中国机械》2013年第06期摘要：回转窑密封装置的好坏，直接影响着回转窑烧成系统的热耗、电耗、产量、污染和工艺的稳定操作等方面。
本文就目前使用在水泥、冶金、化工等行业中的回转窑密封装置的各种型式的优缺点进行分析与比较，针对回转窑的特点及密封装置的使用情况，对其结构进行了改进，选择一种好的密封装置—新型复合柔性密封，它能很好的适应回转窑端部的复杂运动，耐磨耐高温，有效地消除回转窑轴向、径向和环向间隙，实现了无间隙密封，保证了良好密封的效果。
关键词：回转窑密封装置特点改进复合柔性密封熟料烧成回转窑是氧化铝、水泥、化工及冶金等行业的关键生产设备，回转窑是在负压下操作的，如果热端漏入过量空气会减少入窑的二次空气，且降低二次空气量，造成热量损失。
在回转窑的运行过程中，冷端负压高极易吸入大量冷空气，使窑内大量的废气不易排出，导致燃料不能完全燃烧，冷端废气中含有粉尘，偶尔倒风会溢出大量粉尘，污染坏境。
密封是将筒体与窑头罩、窑尾罩即运动体与固定体连接起来的纽带，因此，回转窑密封的好坏对熟料烧成的整个工艺参数和设备高效运行具有重大意义。
1.烧成系统回转窑对密封的要求烧成系统是热工环境。
以窑尾为例，不仅存在高温、高粉尘、负压工艺环境，而且筒体存在椭圆、弯曲等变形，回转部件与固定件间存在不断变化的径向、轴向和环向三维间隙。
因此，这种复杂的工艺条件下，要求密封应具备以下的特点：不漏风、不漏灰、不漏料、耐高温、耐磨损、长寿命、高可靠性、安装方便、维护方便等综合使用成本。
2.目前应用于回转窑的几种密封装置密封主要分为静密封和动密封两种，动密封又可分为接触型密封和非接触型密封。
而目前，我国应用在回转窑上的密封装置主要有迷宫式密封装置、摩擦式密封装置，另外还有气封式密封装置、组合式密封装置等。
2.1.迷宫式密封装置迷宫式密封装置分为轴向迷宫和径向迷宫两种。
其装置结构较简单，没有接触面，也不存在磨损问题，同时不受简单窜到的影响。
回转窑窑头气室复合密封
回转窑窑头气室复合密封
回转窑窑头气室复合密封技术是为了解决传统回转窑窑头密封效果差、寿命短等问题而发展出来的一种技术。
它通过在回转窑窑头气室内设置多个可调节的密封板，并在密封板之间形成多个可调节的密封室，从而实现对回转窑窑头的高效密封。
该技术采用柔性密封材料和耐高温材料，有效避免了传统回转窑密封结构中存在的密封材料易磨损、密封效果差等问题，提高了回转窑的密封性能和运行效率。
通过气室内部的各个调节机构与控制机构之间的配合，窑头密封室的气室压力与热气流压力相互匹配，达到了很好的密封效果。
这种技术延长了回转窑的使用寿命，降低了运行成本和维护成本，同时减少了工业生产中的污染排放。
回转窑窑头气室复合密封技术的优点主要包括：
1. 高密封性能：采用多层次、多板组合的密封方式，有效提高密封效果，减少漏风、漏灰现象。
2. 长寿命：选用优质耐高温、耐磨损的密封材料，保证密封板的使用寿命。
3. 维护简便：各调节机构和控制机构独立工作，方便进行日常维护和检修。
4. 适用性强：适用于不同规格和类型的回转窑，能够满足各种工艺需求。
5. 节能环保：提高密封性能和运行效率，降低能耗和污染物排
放。
总的来说，回转窑窑头气室复合密封技术为现代工业生产中回转窑设备的高效、稳定运行提供了有力保障。
回转窑密封结构的设计
在进行回转窑密封结构的设计和选择过程中，有一些细节问题是我们不得不去关注的，判断水泥回转窑是否环保的因素有很多，重金属元素的含量是其中之一的考虑因素。
本文针对水泥设备回转窑的4大类密封结构设计介绍。
（1）当在回转窑内所应用的是迷宫式密封结构时，其安装方式为径向迷宫式和轴向迷宫式。
在设计此种迷宫式密封结构过程中要特别注意，相邻间隙应保持大于筒体的轴向窜动量，即大于或等于20毫米-40毫米，迷宫腔最少2个，并且在腔内填入石棉板或是硅酸铝纤维毡。
在多次生产实践过程中总结到：迷宫式密封结构比较适用于和大气有较小压差的场合中。
（2）接触式密封结构式，其最常用安装方式为径向接触式和轴向接触式。
此种回转窑结构密封有自己独特的设计特色，弹簧式压紧装置要对称布置，数量为4的倍数。
目前，接触式密封是一种应用较为广泛的回转窑密封结构。
（3）複合式密封结构，其安装方式及设计特点主要为径向迷宫式加径向接触式和轴向迷宫式加径向接触式，比较适合应用在密封要求比较严格的回转窑运转场合中。
（4）气封式密封结构，安装和设计主要是在回转窑的端部形成气幕的密封，气压较窑外压力要大一些。
除了在回转窑的密封装置中注意设计和安装的细节外，对密封本身还有一定的要求：密封性能要好，对于筒体的形状产生的误差，以及安装的同轴度偏差和运转中的往複窜动有较好的承受力，还要有较小的磨损以及可靠的结构才能够保证回转窑良好的密封性能。
水泥回转窑工况要稳定，尤其处置危险废弃物时，工况更应稳定，否则势必造成回转窑排放有害物超标。
回转窑系统的情况都不相同，在利用和销毁废弃物时都应根据具体情况做试验，找出合适的处置方式和数量。
从回转窑窑型上看悬浮预热器回转窑比半干法窑好，利用废气馀热烘干原料的更好，可提高微量元素的吸收率。
从物质上讲首先是原燃料包括废弃物带入的元素总量，尤其易挥发元素总量应有限定；其次是碱、硫和卤素含量，硫及卤素首先与碱生成化合物，剩馀的才会与挥发的重金属元素形成相应化合物。
回转窑密封装置的改进
回转窑密封装置的改进摘要密封装置是回转窑的关键部件，它位于旋转的筒体和静止不动的罩体之间，作用是使窑内环境与外界隔离，防止冷空气吸入窑内和窑内粉料漏出窑外，所以回转窑密封效果的好坏直接影响产量、热耗、电耗、污染和工艺等方面。
目前回转窑的密封形式有很多种，它们的特点各不相同。
针对鱼鳞片式密封装置中存在的漏风、漏料、成本过高等问题，对鱼鳞片式密封装置的结构和材料进行改进，以消除回转窑在运转中产生的轴向、径向间隙以及在加工装配时产生的间隙，增强保温、密封效果和延长使用寿命。
关键词回转窑密封装置鱼鳞片式The Improvement of Sealing Device in Rotary KilnZhao Chunbo(Mining Machinery Subsidiary Northern Heavy Industries)AbstractThe sealing device is a key component of rotary kiln, which is located between the rotating cylinder and motionless cover. The role of sealing device is to make the kiln inner completely cut off from the outside world, prevent cold air into the kiln and the powder in the kiln leak outside. The seal performance of the sealing device affects the yield, heat consumption, power consumption, pollution and technology directly. At present, there are many kinds of seal device of rotary kiln, and the characteristics of each are not identical. Aiming at some problems of powder leakage，air leakage and high costs，the fish scale type seal device was improved on sealing structure and materials，in order to eliminate the axial, radial clearance produced in rotary kiln operation and the processing assembly, enhance the heat preservation and the sealing efficiency and prolong the service life.Keywordsrotary kiln,sealing device，fish scale type回转窑是指旋转煅烧窑。
三种回转窑窑尾密封结构形式及其改进和应用
三 种 ： 宫式 密封 、 墨块式 密封 、 式 密封 ， 迷 石 气缸 这几 种 密封形 式 都有着 各 自的特 点 。
２１ 迷宫式 密 封 ．
箱 型 法 兰
图 ２ 改 进 迷 宫 式 密 封 结构
迷 宫 式 密 封 的 基 本 结 构 形 式 有 径 向和 轴 向两
２２ 石 墨块 式 密封结 构 ． 石 墨块 式 密 封是 接 触式 密封 的一 种 （ 本 结构 基
图３ 的石 墨块 式密 封 采用 弹簧 压 紧石 墨块 的结
永 工 疆
卜
构形式 ， 回料 斗上装 有一 圈石墨块 ， 其 每块石 墨两端 的外 侧用 挡板 挡住 ， 加压 弹簧 一端 固定 在 导 向锲 块
封 。其 中气缸 压力 的 大小 可通 过 调压 阀调 节 ， 以保 证 滑动摩 擦 板和 固定摩 擦板 之 间贴合 紧密 ， 又不 但
３ 结语
图 ５ 气 缸 式 密 封 结构
压 紧石墨块 ， 使得石 墨块与筒 体实现 密封 。显然 ， 这 种结 构 的弹 簧离 烟室 的距 离 较远 ， 只受 到 简体 的热 辐射 ， 度相 对较 低 ， 温 故弹 簧 的老化 速 度 降低 ， 因而 提高 了石墨块 密封结 构的密封 效果 和使用寿命 。
操作的 ， 凡是 有 空 隙 的地 方 ， 气就 要 进 入 ， 其 在 空 尤 窑尾处 ， 吸入 大 量 冷空 气 ， 衡 就遭 到 破 坏 ， 内空 平 窑 气 携带 物料 外泄 ， 增加 窑尾 分解 炉 的燃 料 损耗 ， 尾 窑
结 皮堵塞 ， 并增 大 风机 的负荷 ； 同时 当窑尾 产生 物料 堆 积时 ， 会大 量溢 出 ， 重影 响生 产环 境 ， 成 浪费 ， 严 造 为 了解决 这个 矛盾 ， 就需 要采 取 密封措 施 。 常见 的 窑尾密封 结 构形式 有 迷宫式 和端 面接触 式 。迷宫式 密封 装置 结构 简单 ， 没有 接 触 面 ， 不存 在
回转窑窑尾密封结构的改进
Maintenance回转窑窑尾密封结构的改进山西某水泥厂于90年代建设一条Φ3×48m 回转窑生产线， 窑尾密封改造为鳞片式密封结构，见图 1。
这种密封结构密封效果较好。
但是经过长期的使用发现该设计存在不足之处，影响了密封效果。
图1 改进前窑尾密封结构示意图1.窑尾固定框架2.连接板3.连接螺栓4.鳞片5.窑筒体密封圈6.窑筒体1 存在问题（1）鳞片4是由耐热钢板制作，鳞片4与连接板2是由螺栓3进行连接，鳞片与窑筒体6上的密封圈5 接触进行密封，连接螺栓和螺母其中一件是在鳞片里侧，这种设计结构在窑进行整体安装时，操作人员可以进入里侧进行拧螺母，可是窑在工作时操作人员在外侧无法进行拆卸和安装，这样就导致个别鳞片出现损坏，而无法更换，任其漏风。
只能等到大修时彻底更换，严重影响了密封效果。
（2） 鳞片是由1mm 厚的耐热钢板制作，由于钢板太簿，强度和刚度都很差，在高温的影响下，过早发生“蠕变”现象，失去弹性，丧失密封作用。
由于密封板的密封作用差，窑尾处漏灰严重，大量冷风进入窑尾，影响窑的正常工作状态。
2 改进设计2009年，该厂利用大修时间对该回转窑窑尾密封结构进行改进，改进后结构见图2。
图2 改进后窑尾密封结构示意图1.窑尾固定框架2.连接板3.连接螺栓4.鳞片5.窑筒体密封圈6.窑筒体（1） 将原连接板2拆掉，换上新结构的连接板，新型连接板拧螺栓的位置安排在外侧，发现鳞片出现问题，短时间就可以更换完成，易操作。
（2）鳞片采用δ=2mm 厚的耐热钢板，增加了刚度和强度，耐热性也增强。
3 效 果窑尾密封结构经过改进，密封效果明显改善，损坏的鳞片可以得到及时更换。
钢板厚度的增加，鳞片的弹性增强，密封性能增强，漏风和漏灰现象减少，有利于稳定窑的正常工作状态。
1 32 456 1 2 354 6。
回转窑结构及调整
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回转窑结构及调整
二、轮带
轮带是一个坚固的大钢圈套装在筒体上，整个回转 窑（包括窑砖和物料）的全部重力，通过轮带传给托 轮，轮带随筒体在托轮上滚动，轮带一般用铸钢或锻 钢制成。截面尺寸较大的轮带，一般采用铸造，其截 面有实心矩形和空心箱体两种。 轮带的安装方式： 一种是固定式，将轮带通过垫板直接铆在筒体上， 这种方式限制了筒体的自由膨胀，轮带与筒体的热应 力较大，目前很少使用。
回转窑结构及调整
1、回转窑的筒体与轮带 2、托轮与窑体窜动 3、挡轮组 4、传动装置 5、密封装置
回转窑结构及调整
一、筒体
筒体是回转窑的主要组成部分，它是一个钢制的圆 筒，由不同厚度钢板事先卷成一节一节的圆筒，安装 时再焊接起来。 筒体内镶砌有200mm左右的耐火材料，以保护筒体。 筒体外面套装有几道轮带，筒体成一定斜度（一般 3.5%~5%），坐落在现轮带相对应的托轮上。由于回 转窑筒体，要承受筒体本身、耐火衬料及物料等的重 力，在两道托轮之间的筒体会产生轴向弯曲，轮带处 产生横截面的径向变形。
回转窑结构及调整
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回转窑结构及调整
三、托轮与窑体窜动
1.托轮及轴承的结构
在每道轮带的下方两侧，设有一对托轮，支撑 窑的部分重力。它是一个坚固的钢质鼓轮，通过 轴承支撑在窑的基础上，轮中有带孔的辐板，托 轮的中心贯穿一轴，两轴颈安装于轴承之中。托 轮的直径一般为轮带的1/4，其宽度比轮带宽 50~100mm，托轮安装时，必须将两托轮的中心 与窑的中心连线构成一等边三角形，以便两个托 轮受力均匀，保证筒体“直而圆”的稳定运转。
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轮带在筒体上的安装（活套）
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回转窑的密封结构及改进措施
摘要：回转窑密封装置的好坏，直接影响着回转窑烧成系统的热耗、电耗、产量、污染和工艺的稳定操作等方面。
本文就目前使用在水泥、冶金、化工等行业中的回转窑密封装置的各种型式的优缺点进行分析与比较，针对回转窑的特点及密封装置的使用情况，对其结构进行了改进，选择一种好的密封装置—新型复合柔性密封，它能很好的适应回转窑端部的复杂运动，耐磨耐高温，有效地消除回转窑轴向、径向和环向间隙，实现了无间隙密封，保证了良好密封的效果。
关键词：回转窑密封装置特点改进复合柔性密封
熟料烧成回转窑是氧化铝、水泥、化工及冶金等行业的关键生产设备，回转窑是在负压下操作的，如果热端漏入过量空气会减少入窑的二次空气，且降低二次空气量，造成热量损失。
在回转窑的运行过程中，冷端负压高极易吸入大量冷空气，使窑内大量的废气不易排出，导致燃料不能完全燃烧，冷端废气中含有粉尘，偶尔倒风会溢出大量粉尘，污染坏境。
密封是将筒体与窑头罩、窑尾罩即运动体与固定体连接起来的纽带，因此，回转窑密封的好坏对熟料烧成的整个工艺参数和设备高效运行具有重大意义。
1.烧成系统回转窑对密封的要求
烧成系统是热工环境。
以窑尾为例，不仅存在高温、高粉尘、负压工艺环境，而且筒体存在椭圆、弯曲等变形，回转部件与固定件间存在不断变化的径向、轴向和环向三维间隙。
因此，这种复杂的
工艺条件下，要求密封应具备以下的特点：不漏风、不漏灰、不漏料、耐高温、耐磨损、长寿命、高可靠性、安装方便、维护方便等综合使用成本。
2.目前应用于回转窑的几种密封装置
密封主要分为静密封和动密封两种，动密封又可分为接触型密封和非接触型密封。
而目前，我国应用在回转窑上的密封装置主要有迷宫式密封装置、摩擦式密封装置，另外还有气封式密封装置、组合式密封装置等。
2.1.迷宫式密封装置
迷宫式密封装置分为轴向迷宫和径向迷宫两种。
其装置结构较简单，没有接触面，也不存在磨损问题，同时不受简单窜到的影响。
考虑到简体的热胀冷缩、弯曲、径向跳动等因素。
迷宫式密封不管在径向和轴向的预留间隙都不能够太小，所以，迷宫式密封也有其缺点，那就是密封效果不理想，存在漏风、漏料等情况。
故只适合于压力较小的场合或者与其他的密封结合使用。
2.2.摩擦式密封装置
摩擦式密封装置主要分为径向摩擦式和轴向摩擦式，此装置效果较好，普遍性较高。
（1）径向接触摩擦密封即石墨块密封，窑体周围的石墨块有两种形式，一种是将重锤与钢丝绳紧密压实，并与套筒紧紧地接触，不留空隙，另外一种是利用弹簧将之与套筒固定，这种形式是不适合在高温的地方使用。
石墨块密封结构具有自润性，且摩擦功率耗能少，不容易磨损，结构简单等优点。
（2）轴向摩擦式密封即汽缸压紧端面密封和弹簧片压紧端面摩擦，此装置结构比较的复杂，且维修不便，如弹簧过热就会失去弹性，从而达不到所期望的密封效果，
2.3.气封式密封装置
此装置可分为正压和负压密封，主要的原理是借助外界的气体，在外面形成气压，致使里面的气体因为压力，不外溢，此结构的磨损率小，但对于气体的流入很难把控。
如果漏人冷风的话，对其工艺操作有负面影响。
2.4.组合式密封
组合式密封主要是迷宫密封与鱼鳞片密封的组合，其主要的特征是固定顶部的金属鳞片与摩擦环的接触实现密封。
此种密封是目前较为先进、密封效果较好的形式。
由于一些特殊原因，如：窑体状态较差、窑线弯曲，不稳定等，在使用的过程中，发现跟窑体接触的鱼鳞片很容易损毁，不能正常使用，到最后只是留下了其迷宫的结构，这样不能保证组合密封的效果。
3.新型复合柔性密封装置
以上各密封装置虽有各自优点，但其密封效果仍不是很理想，笔者认为良好的密封装置应经得起烧成系统复杂的工况的考验，至少满足以下几点：①结构简单，安装维修方便；②使用的年限较长，磨损部件少；③操作简单，密封效果较好；④耐高温、腐蚀。
经过了解及分析，对回转窑的密封装置应采用高水平技术的复合柔性密封装置。
3.1.它的结构特点是一端固定焊接在窑头罩上，另一端无间隙的紧贴在设置的冷风套上，冷风套与支撑法兰链接，支撑法兰与窑筒体焊接，耐热钢鱼鳞片（磨擦板），碳硅铝复合板（密封体），钢板鱼鳞片（压板）依次在锥体法兰上用螺栓连接固定，耐热鱼鳞片紧贴冷风套上，然后张紧装置实现无间隙密封，密封装置罩体上开孔。
其下设置漏斗，用以回收漏料。
3.2.复合柔性密封装置是采用四方联技术，应用新型耐高温、耐磨损的半柔性碳硅铝复合板，做成密闭的整体形锥体，它能够很好地配合回转窑端部的复杂运动，使用时其中的一端密闭地固定在窑尾烟室及其窑头罩上，另一端用张紧装置柔性地张紧在回转窑的简体上，能够有效地消除了回转窑轴向、径向和环向间隙，实现了无间隙密封，并且内部辅助设置了自动回灰以及反射板的装置，此结构显得十分科学，密封效果好，该密封装置实现了集迷宫式、摩擦式和鱼鳞式密封等为一体，博采所长，充分地发挥了材料特性优势，突出刚性密封挡料、柔性密封隔风的特点，使得动静密封体在设备有限的活动区域内，实现稳定的运转。
3.3.该装置的主要技术要求是：刚性体安装精准牢固，柔性体构造紧凑耐用。
法兰制作安装强度和精度要求高、贴合严密，密封效果好。
柔性密封材料抗高温老化和力学性能高，隔热效果好，弹性强；摩擦片具有自润滑特点，耐磨性强，张紧装置结构简便可靠，方便调整与维修。
4.新型复合柔性密封装置的应用效果
这种密封装置应用以来，效果就十分的突出，主要表现在以下方面：
4.1.窑头与窑尾部的漏风量较原来大大地减少了，且窑头部温度也提高了。
4.2.有效解决电收尘的结露现象。
4.3.岗位环境大有改观，减轻了操作维护及检修的强度，运行成本大大降低。
5.结束语
通过以上各密封结构的分析可以看出，虽然不同的密封结构都有各自优缺点，但是综合分析及经实践证明，使用新型复合型柔性密封技术才能达到最优的密封效果，才能最经得起回转窑运行中复杂工况的考验。
参考文献：
[1]于兴敏.新型干法水泥实用技术全书[j].北京：中国建材工业出版社，2006.
[2]成大先.机械设计手册[j].北京：化学工业出版社出版，2009，112-145.。