偏心调整式回转窑密封装置及其应用.pdf

第5 7 卷第l 期 20 05 年2 月 有色金属 N o n f e r r o L k 5M e t a l s V 0 1 ．5 7 ，N o ．1 F e b r u a r y 2005 偏心调整式回转窑密封装置及其应用 刘龙 洛阳工业高等专科学校，洛阳4 7 1 0 0 3 摘 要阐述偏心调整式回转窑密封装置的结构与密封原理、加工制造方法和安装技术要点，并介绍了具体应用情况。偏心调 整式回转窑密封装置具有结构简单，密封效果好，降低煤耗、提高产质量、提高回转窑运转率和经济效益等综合功能。应用于≠4 ．5 X 1 0 0 m 氧化铝熟料回转窑，密封安装间隙首次达到了5 m m ．回转窑运转率从8 3 ％提高到8 9 ％，熟料产量从4 3 ．8 5 t ／h 提高到5 6 ．7 0 t ／h ， 烧成标准煤耗从1 9 3 ．8 3 k ／t 降至1 6 6 ．0 6k g ／t ，每年可节省备件消耗3 6 万元，增加效益7 3 8 ．2 4 万元。 关键词冶金机械及自动化；回转窑密封；偏心调整 中图分类号T F S 0 6 ．1 2 ；T F 8 2 1 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 5 o l 一0 0 6 8 0 3 旋转的回转窑简体和静止的窑头与窑尾之间存 在的间隙是运动物体和静止物体相连接时不可或缺 的。该间隙密封不好时，在强大排风机的抽力下冷空 气就会通过间隙漏入窑内，不仅影响系统热工制度还 会造成产品产质量下降、能耗增加和回转窑运转率降 低。长期的实践证明，传统的迷宫式、摩擦式和鱼鳞 片式等密封装置均不能有效地降低漏风系数。偏心 调整式密封装置突破了传统密封理念，具有更加科学 的密封原理和独特的密封结构，经过7 年多的实践检 验，其性能远优于传统密封装置。≯4 ．5 m 1 0 0 m 氧 化铝回转窑的熟料产量从4 3 ．8 5 t ／h 上升到5 6 ．7 t ／h 。 偏心调整式回转窑密封装置已获国家知识产权局实 用新型专利 专利号9 824 1 6 4 8 ．2 。 1 偏心调整式回转窑密封装置 1 ．1 密封结构 偏心调整式回转窑密封装置由偏心调整环、密封 座、窑头罩、窑尾罩和密封片等组成。依据密封片的 外形尺寸，设计密封槽的结构。密封槽座与窑头罩和 窑尾罩之间采用长螺栓联接。独特的偏心调整式回 转窑密封装置既可以有效地调整始终处于三维运动 状态的窑头、窑尾偏摆量，又可以使密封安装问隙大 大地缩小，安装间隙小于5 m m ，这一点是传统密封装 置结构所不能比拟的。 偏心调整式回转窑密封装置采用了偏心调整环， 从而有效地减少了回转窑运行中窑体回转中心与其 收稿臼期2 0 0 3 1 1 1 8 作者简介刘龙 1 9 5 7 一 ，男，辽宁海城市人，高级工程师，主要从 事热工工程与粉体工程方面的研究。 几何中心不同心造成的偏差。以调整环的外圆确定 密封片的内圆，在保证强度和刚度的条件下确认外圆 尺寸。实践证明，这种密封装置设计原理独特、构思 新颖，完全不同于传统的非接触式迷宫密封和接触式 摩擦密封，不但结构简单运行可靠、安装方便，而且大 幅度减少了检修工作量。 1 ．2 制造加工要求 偏心调整式回转窑密封装置的所有铸造件必须 通过消除内应力的退火处理然后加工，以避免存放期 或使用时的应力变形，摩擦片上用于悬挂在密封座上 的两个销钉长孔要保证平行，周围不能有铸造缺陷， 以防止回转窑运行时由于各部摩擦力的作用而损坏。 这些大型铸件可用1 - - 2 t 冲天炉或0 ．5 t 或1 t 的电弧 炉烤漆翻砂铸造，加之适当的加工、铆焊和热处理。 弹簧用不锈钢弹簧钢丝制作，因为此处的温度有 时可达4 0 0 ℃以上，普通碳钢使用温度到4 0 0 ℃时产 生塑性变形，弹簧将会失效。紧固用螺栓用不锈钢棒 制作，为防止运行中伸长不能复位。 偏心调整式回转窑密封装置的密封槽要组装成 整圆后进行加工。 1 ．3 安装 首先必须确定偏心调整环在窑体上的焊接位置， 偏心调整环位置从档轮起算，根据回转窑窑体的热涨 冷缩量来确认，如图l 所示。窑体的热涨冷缩量 △L 由式 1 计算。 △L 1 ．2 1 0 5 L ￡1 一t 2 1 式中L 一冷态长度；△L 一热态伸长量；t 】一热态窑 体温度；t ，一冷态窑体温度。 偏心调整环的位置确认后，则可以焊接支撑调整 万方数据 第1 期刘龙等偏心调整式回转窑密封装置及其应用 6 9 环的径向立板。根据调整环内径找出立板上调整环 的焊接内圆，此时要将回转窑回转一周，把焊接内圆 找出来，立板按内圆周线切割出来，进行调整环焊接。 在立板上找出调整环的内圆是关键技术环节，因为这 里需要考虑回转窑运行中窑头或窑尾的偏摆量，考虑 不足，立板高度不够将影响密封效果。因为运行多年 的窑体、头或尾的偏摆量一般为7 0 - - 8 0 m m ，所以制作 下料时，立板外圆应控制比调整环内圆高出1 0 0 m m 为宜。旋转窑体一周则可以划出一个基准圆，然后在 窑体两侧进行重锤吊线，如图2 所示。找出基圆直径 d 1 与图纸上调整环内圆直径之差，即d 1 一d 就很容 易地找出了调整圆的内圆线 在找出d 的直径点后， 沿着此点将窑回转一周，就可划出调整环内圆周线 了 。另一侧的立板按照相同的方法找调整环内圆 线，切划后即可以进行调整环的焊接。焊接前要把跳 动量找好，按规定找到径向跳动为8 m m 就基本符合 要求。若能掌握偏心调整式回转窑密封装置结构和 原理等要素，可以将径向跳动找至5 m m 。 窑头 尾 1 一领圈；2 一档轮；3 一窑体 图1 安装调整示意1 F i g ．1 S c h e m e1 o fi n s t a l l a t i o na n da d j u s t m e n t 内圆 d 1 一基圆直径；d 一调整环内圆直径 图2 安装调整示意2 F i g ．2 S c h e m e2o fi n s t a l l a t i o na n da d j u s t m e n t 1 ．4 测量及调整 密封摩擦片放在密封槽里紧固稳定，然后进行整 圆预装，测量跳动量，此处的跳动量应满足径向跳动 不大于2 m m 。拼装后，根据窑体热涨冷缩要求固定 好新窑头 尾 罩上的法兰，即可将拼装后的数片摩擦 片座装在罩上的法兰上，然后把先前固定摩擦片的金 属块切掉，让摩擦片与调整环外圆接触，预紧调整弹 簧，整体焊接牢固，不漏风，最后进行冷态试车、调整， 热态试车、调整，整个密封安装完毕。 偏心调整式回转窑密封装置结构简单、安装十分 简便。对于≠4 ．5 m x1 0 0 m 规格的回转窑密封装置 的安装，窑前窑后同时作业只需4 ～7 d 就可顺利完 成。一般来说，对老窑的改造，因为包括老密封的拆 除和新密封的就位、调整等工作，所以安装一整套密 封装置大约需要7 d 左右时间，而对于新的回转窑安 装一整套密封装置仅需要3 - - 4 d 的时问。 2实际应用效果 偏心调整式回转窑密封装置于1 9 9 7 年1 0 月，先 后在国内某铝厂6 台声4 ．5x1 0 0 m 回转窑上应用。 至今密封效果一直很好，性能稳定，为企业创造了良 好的经济效益。 为了进一步检验偏心调整式回转窑密封装置 的密封效果和性能，对其应用前后进行了热工测量 及计算。声4 ．5x1 0 0 m 回转窑窑尾漏风、窑头漏风 测量结果和主要热工参数和技术经济指标分别如表 1 ～表3 所示。， 由偏心调整式回转窑密封装置使用前后的主要 热工参数和技术经济指标可以看出，该密封装置性 能远远优于传统密封装置。1 9 9 9 年8 月2 1 日，偏 心调整式回转窑密封装置于由国家有色金属工业局 组织专家鉴定，得到高度评价，鉴定为“新型回转窑 密封装置，属于国内首创，达到了国际先进水平， 表1 窑尾漏风测定结果 T a b l e1 A i rl e a k a g ei ne n do fk i l n 表2 窑头漏风测定结果 T a b l e 2 A i rl e a k a g ei nh e a do fk i l n 万方数据 7 0有色金属第5 7 卷 表3 主要热工参数和技术经济指标 T a b l e3M a i nt h e r m o - p a r a m e t e r sa n d t e e h n i c o - e c o n o m i c a li n d e x e s 在全国铝行业烧成窑和水泥窑上具有广泛的推广应 用价值”。 3结语 偏心调整式回转窑密封装置具有结构简单，密 封效果好，降低煤耗、提高产质量、提高回转窑运转 率和经济效益等综合功能。应用于声4 ．5 l O O m 氧化铝熟料回转窑，密封安装间隙首次达到了 5 r a m ，回转窑运转率从8 3 ％提高到8 9 ％，熟料产量 从4 3 ．8 5 t ／h 提高到5 6 ．7 0 t ／h ，烧成标准煤耗从 1 9 3 ．8 3 k g ／t 降至1 6 6 ．0 6k g ／t ，每年可节省备件消耗 3 6 万元，增加效益7 3 8 ．2 4 万元。 E c c e n t r i c i t yA d j u s t i n gS e a lD e v i c eo fR o t a r yK i l na n dI t sA p p l i c a t i o n L I U L o n g L u o y a n gT e c h n o l o g yC o l l e g e ，L u o y a n g4 7 1 0 0 3 ，H e n a n ，C h i n a A b s t r a e t T h es t r u c t u r ea n dd e s i g np r i n c i p l e s ．m a n u f a c t d r ep r o c e s sa n da s s e m b l i n gm e t h o do fan e ws e a ld e v i c ef o rr o t a r yk i l na r ed e s c r i b e d ．a n dt h ea p p l i c a t i o nr e s u l t sa r ea l S Oi n t r o d u c e d ．T h es t r u c t u r eo ft h es e a ld e v i c ew i t ha d j u s t i n ge c c e n t r i c i t yi ss i m p l ea n dc o n v e n i e n t ，a n dt h ee x c e l l e n ts e a le f f e c t ，c o a lc o n s u m p t i o nr e d u c t i o n ，i n c r e a s e o fp r o d u c tq u a l i t ya n dk i l no p e r a t i o ne f f i c i e n c ya sw e l la se c o n o m i c a lp r o f i ta r ea c h i e v e db yu s eo ft h en e ws e a l d e v i c e ．I nt h ea p p l i c a t i o nt ot h e 拳4 ．5 1 0 0 mr o t a r yk i l nf o ra l u m i n ap r o d u c t i o n ，t h eg a p so fa s s e m b l yr e a c h e s 5 m mp r e m i e r l y ．t h eo p e r a t i o ne f f i c i e n c ya n dc a p a c i t ya r ei n c r e a s e dt o8 9 ％a n d5 6 ．7 0 t ／hf r o m8 3 ％a n d 4 3 ．8 5 t ／h ，r e s p e c t i v e l y ，t h es t a n d a r dc o a lc o n s u m p t i o nf o rs i n t e r i n gi sr e d u c e dt o1 6 6 ．0 6k g ／tf r o m1 9 3 ．8 3 k g ／ t ，t h es p a r ep a r tc o s ti ss a v e db y0 ．3 6 M ，a n dt h ep r o f i ti si n c r e a s e db y7 ．3 8 2 4 M ． K e y w o r d s m a c h i n e r ya n da u t o m a t i o no nm e t a l l u r g y ；s e a lo fr o t a r yk i l n ；a d j u s t i n ge c c e n t r i c i t y 上接第6 7 页C o n t i n u e df r o mP ．6 7 [ 4 ] 常鹏北．有衬炉电渣冶金[ M ] 昆明云南人民出版社，1 9 7 9 2 0 2 3 W - M o - C r - VC o n t a i n e dA l l o yR e c y c l i n gf r o mH i g hS p e e dS t e e lS w a r f sb yP y r o m e t a l l u r g i c a lP r o c e s s X ／AW e n ．t a n 9 1 ，Z H A N GQ i x i u1 ，X UR u i 2 1 ．C o l l e g eo fM e t a l l u r g i c a lS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g ，C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y ，C h a n g s h a41 0 0 8 3 ，C h i n a ； 2 ．C o l l e g eo fM a t e r i a lS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g ，Y a n s h a nU n i v e r s i t y ，Q i n h u a n g d a o0 6 6 0 0 4 ，H e b e i ，C h i n a A b s t r a c t T h er e c y c l i n gp r o c e s so fW M o C r Vc o n t a i n e da l l o yf r o ms w a r f so fh i g hs p e e ds t e e lb yt h ep y r o m e t a l l u r g i c a lp r o c e s sf o l l o w i n gt h ep r e ．．t r e a t m e n tw i t hh y d r o m e t a l l u r g i c a lp r o c e s s i si n v e s t i g a t e d ．T h ee f f e c t so fr a w m a t e r i a ls i z ea n dd o s a g eo fr e d u c t a n ta n dl i m eo nr e c o v e r ya r ea n a l y z e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h er e c o v e r yo fW a n dM oi sm o r et h a n9 6 ％，a n dC ra n dVi so v e r91 ％．T h et e c h n o l o g yi sp r a c t i c a b l e ，a n dt h eq u a l i t yo fp r o d u c t i ss t a b l ea n dm e e t st h en e e d so ft h eh i g hs p e e ds t e e lm a k i n g ． K e y w o r d s m e t a l l u r g i c a lt e c h n o l o g y ；r e c y c l i n ga l l o y ；p y r o m e t a l l u r g y ；s w a r f so fh i g h s p e e ds t e e l 万方数据