回转窑轮带垫板磨损分析及更换

回转窑轮带垫板磨损分
析及更换
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东王艳艳（河南济源钢铁（集团）有限公司河南济源 454650）
中图分类号：文献标识码：A
一、回转窑轮带垫板更换的理论依据
球团回转窑轮带以及垫板磨损之后间隙过大，在耐火材料方面会导致窑内耐火砖的松动、碎裂、脱落；在机械方面会造成轮带裂纹、窑体裂纹、回转窑偏心旋转、轴瓦温度高等不良后果。

根据实际运行情况，结合以下理论依据，建议利用停机时间及时更换垫板，以免造成不应有的经济损失。

球团回转窑的轮带与垫板之间的冷态下设计预留间隙为8mm，是考虑筒体温度高，膨胀量大；窑转速高，线速度大；窑重力负荷大，磨损快而预留的间隙；因此筒体在轮带里活动的空间相对较大。

当轮带两边筒体出现较大温差的时候，温度高的一边筒体则刚度下降，挠度增加，下垂的筒体与轮带的接触面随之增大，而轮带另一端的接触面则相对变小，轮带两端与托轮的接触面发生变化，造成托轮两边轴瓦受力不均而引起发热。

轮带间隙最简单点的检测方式为：测出筒体与轮带的相对滑移量ΔS,再用公式ΔS/π计算便得出轮带间隙。

一般ΔS为5-15mm属正常值范围，大于或小于该范围应引起警觉。

ΔS≤5mm则表明可能会发生轮带将筒体抱死现象，严重时使筒体产生缩颈，引起窑内耐火砖松动，甚至掉落；在ΔS>15mm，若筒体温度在正常范围内，则表明可继续运行一段时间；若此时筒体温度过高，则应考虑添加或更换垫板，使间隙恢复到正常范围。

窑检修期间当垫板处于可换可不换时，应该更换，切不可忽视而因小失大。

在这种情况下往往耐火材料的龄期不一定会跟垫板磨损的限期相吻合，到时不可能因轮带间隙过大而停止正常的生产来更换垫板。

类似的实例很多，如某生产线的回转窑上，中间挡轮带与垫板间隙在设备大检修时，由于检修计划工作量大，轮带间隙处于垫板可换可不换的情况下，没有被列入检修计划之中，结果在大修完两个月左右发生重大事故，造成严重损失。

事故发生过程是：由于间隙大，轮呆在垫板上长时间的轴向移动形成轴向冲击力，导致部分挡块先后被顶掉，轮带向下窜动20cm左右，托轮受力状态失衡，轴瓦开始发热。

事发为夜班之时，轴瓦温度升高时才发现轮带已经移位，此时应当停窑，将轮带复位后才能继续生产。

然而在处理中采取了寄希望于通过调动托轮，让托轮对轮带形成的轴向发作用力将轮带复位。

然事与愿违，此时忽略了轴与瓦之间、托轮与轮带之间通过摩擦产生的轴向分力远远小于轮带与垫板之间的反向摩擦力，结果使轴瓦发热现象越趋严重，引起三个轴瓦温度都同时升高，最后导致三个轴瓦和一个托轮轴报废。

又如某生产线窑中间档轮带处筒体长时间在间隙过大的状态中运行，使在热态时呈椭圆的筒体长径增长，短颈变短，筒体中心点降低，筒体厚、薄钢板连接处反复折叠导致应力增大，疲劳过度发生断裂，由于忽略了轮带间隙过大的原因，多次焊接后又多次裂开。

直到找出了原因，处理了轮带间隙后裂缝现象再也没有出现。

以上两个实例都是因为轮带与垫板间隙偏大，应该处理而没有处理，使原本可以避免的事故没有被制止，以致造成了不必要的经济损失。

回转窑每个支撑档位轮带和筒体之间装有垫板，将筒体载荷传递到轮带上。

此外垫板还有三个作用：1、冷却轮带内表面和筒体的外表面；2、保护筒体；3、方便轮带安装。

但垫板受各种交变应力，磨损较快，甚至断裂。

因此，当垫板磨损，间隙增大到15-20mm以上，就要加薄垫调整间隙，以保证适当的顶间隙。

然而当垫板安装不当时，就会使筒体偏摆，轴线不直，部件严重磨损或者筒体产生裂纹，甚至影响内衬。

回转窑采用活套轮带支撑窑筒体，现在的轮带是矩形实心断面活套套在筒体上，加固空窑筒体。

设计回转窑时，选择轮带内孔和窑筒体垫板间隙需要认真计算，它不能选的过大或过小，间隙过大使窑由冷态到正常受热状态，间隙仍很大时使轮带起不到加固筒体作用，同时轮带和垫板之间产生很大滑移会带来很大磨损。

如果间隙过小，由于内部筒体温度高于轮带，筒体膨胀量超过了轮带膨胀量，很快使间隙胀死，如果内部筒体温度继续升高时，轮带会束缚筒体，使筒体产生束腰，从而使筒体内耐火砖破碎引起掉转事故。

设计轮带与筒体垫板间隙要使筒体在最高温度下要留有很小间隙，一般在窑每转中，轮带相对筒体滑移量在新窑时最小为2mm，随着轮带和垫板磨损量增大，热态下间隙最大滑移量不得超过30mm极限值。

超过这个滑移量，由于间隙过大，轮带不能加固窑筒体，使筒体变形椭圆度太大使窑内耐火砖失稳，大大缩短了耐火砖寿命。

这时必须更换垫板，减小轮带与与筒体垫板间隙。

因此对于活套轮带来说，轮带内孔和筒体垫板之间间隙是必需要有，这样必然引起轮带与筒体垫板之间产生滚动和滑移，滑移就会带来轮带与筒体垫板之间和轮带侧面与挡板之间产生摩擦，造成它们之间间隙不断增大。

轮带垫板磨损后的加垫方法：现代的回转窑，大多采用松套轮带之间的上部间隙，称为轮带间隙。

轮带的原始间隙（即设计间隙）既要满足窑热态时筒体不因间隙过小而产生缩径现场，又要避免热态时间隙过大而影响筒于轮带与垫板的磨损。

然而，即使轮带与垫板的间隙设计合理，由于轮带与垫板的磨损等因素，轮带的间隙也会越用越大。

当间隙超过允许值（一般规定，筒体的相对椭圆度≤%，也即轮带间隙≤，D为筒体直径）时，窑内衬的稳定性将受到较大影响，严重时甚至造成垫板断裂，焊缝开裂。

所以，轮带间隙达到一定值时，必须更换垫板或加薄垫板，生产中大多采用新加薄垫板的办法。

确定新加薄垫板的厚度：1、测量冷态时轮带的顶部间隙，并考虑可能存在不均匀磨损，要转窑多测几次求出平均值。

2、由于筒体与轮带都存在一定变形，冷态时筒体顶部是扁平的，故顶部间隙并不等于轮带与垫板直径差。

3、窑工作时（即热态时），根据上述测试和计算，就可方便地确定薄垫板的厚度。

加垫方法：在垫板上新加薄垫板的方法有两种，一种是直接在旧垫板上加薄垫板，然而由于轮带与垫板之间仍有间隙存在，会有相对滑动，从而会把新垫板挤开；另外，新垫板由于不可能较厚，因此也容易重被磨掉。

另一种方法是把新垫板垫在旧垫板下面，这种方法操作复杂，但使用寿命长。

二、回转窑垫板更换技术方案
只能在回转窑顶部更换，因为回转窑顶部间隙最大，该位置更换最容易。

对各个垫板相对筒体的位置做好标记。

同时做好更换的各项准备并制定安全措施，保证更换时的安全操作。

对称依次180°更换，即将回转窑按垫板数量分成18等份，分别用1-18表示。

那么，先更换1处的垫板，转180°之后更换9处的垫板，再转90°，更换5处的垫板，然后更换14处的垫板，依次类推。

做好更换后间隙的实测记录。

更换垫板之后回转窑低速空负荷试运行24小时。

之后再认真复测顶部间隙，所测数据以备以后运行检修检查时参考。