尚銀(yín)明,李芳
(博愛金隅水泥有限公司)
摘 要:窯係統的穩(wěn)定運行是水泥企業設備維護的重中之重,但很多(duō)企業因為缺(quē)乏經驗,在(zài)日常維護中走了很多彎路,付出(chū)了不小的代(dài)價(jià)。現從6個方麵對(duì)回轉窯機械設備的維護要點進行(háng)闡述,所述均為經過實踐檢驗(yàn)的成功經驗,以期對延長設備使用壽命和避免一些(xiē)重大設備事故的發生有所借鑒。
1 托輪瓦維(wéi)護
回轉窯運行(háng)中托輪瓦是故障率較高的部位,一旦出現故(gù)障(zhàng)會導(dǎo)致降速限產(chǎn)或生產線全部停機(jī),損失巨大。
維護(hù)要點:
(1)保持良好的潤滑,潤滑油要選用有極(jí)壓特性、高黏度的潤(rùn)滑油。傳統的窯瓦用油(yóu)是460號工業齒輪油,它在窯況(kuàng)良好的情況下可以滿足需要,但(dàn)在負荷較大和溫度較(jiào)高(gāo)時的潤滑性能就會急(jí)劇下降。目前市場上有些潤滑油(yóu)生產廠家在一些合成油的基礎上添加多種添加劑(jì)煉製的大瓦專用油(廠家的叫法),運動黏(nián)度100℃時為55~90mm
2/s,在防水、抗乳(rǔ)化(huà)、耐磨(mó)損、耐極壓、抗氧化等方麵可大幅(fú)改善潤滑油的性能,對抑製(zhì)軸瓦發熱,避免(miǎn)拉絲現象,修複接觸表麵損傷作用(yòng)明顯(xiǎn)。與該種油類似的還有(yǒu)一(yī)種大瓦研(yán)磨油,運動黏度100℃時為90~120mm
2/s,是在高黏度合成油(yóu)的基礎上加入(rù)多種固體(tǐ)潤滑材料、抗磨添加劑複配而成,對托輪瓦有研磨(mó)填補、修複拉絲的作用(yòng),特別適用於新回(huí)轉窯托輪軸瓦和需要修複的軸瓦(wǎ)。
(2)冬季停產期間,若使用的是高黏度的潤滑油(yóu),則要將其(qí)臨時(shí)換成黏度(dù)較低的滑潤油(yóu)(若使用的是(shì)460號潤滑油,則無須更換),待開機後(hòu)瓦溫升到25℃以上,再將油換回來,否則高黏度的潤滑油在設備啟動時(shí)有極大的(de)阻力,足以損壞油勺。另外油池中Z好不要使用加熱器,一是不易將油均勻加(jiā)熱,二是很容易使油碳化,造成潤滑油過早(zǎo)失效。目(mù)前國內大多數稀油站均采用熱電阻加熱方(fāng)法,包括窯瓦油池,加熱管的表(biǎo)麵溫(wēn)度高達400℃以上,任何潤滑油在這種溫度下都會(huì)變質碳化,由於初始加熱時油的黏度大(dà),流動性(xìng)很差,加熱管周圍局(jú)部溫度很高(gāo),換的新油加(jiā)熱幾次後就會顏色發黑,而且有一股刺(cì)鼻的氣味(wèi),油沒有(yǒu)被(bèi)用(yòng)壞,卻被燒壞了。另外加熱管上會很快形成一層厚厚的碳化層,起到了(le)隔熱的作用,反而(ér)使油箱加熱速(sù)度變慢,而碳化層越來越厚,形成惡性(xìng)循環。
(3)生產期間要密切注意軸麵布油情況,及時調整撒油盤角度和刮油器位置(位置不對易(yì)使軸(zhóu)封(fēng)處漏油)。定期檢查油勺支架的固定(dìng)螺栓,及時排除鬆動隱患。
(4)定期測量瓦襯裙邊厚(hòu)度和運行溫度(dù),若磨損較快、溫度較高,要及(jí)時調整兩組托輪的軸線與窯軸線的夾角,改變托輪受力情況,減輕瓦襯裙邊(biān)負(fù)荷(hé)。很(hěn)多企業對瓦裙受力過大的危害(hài)認識不夠,處理方法是跟蹤觀察,而不(bú)願及時調整托輪,可(kě)能是擔心調整托輪後瓦溫出(chū)現(xiàn)不可控的變化,但事實上(shàng)微(wēi)量調整一般(bān)不會對托輪運行造(zào)成太大影響,反而是裙邊長期受(shòu)力過大,不僅(jǐn)會導(dǎo)致整個瓦(wǎ)溫升高並減少瓦的使用壽命,還會導(dǎo)致托輪軸頭斷裂(liè)(見(jiàn)圖1)。當然軸頭斷裂也與部件加工質量和(hé)設計不良有關,但過大的軸向力卻是(shì)一個誘導因素。
(5)在冬季寒冷的地區(溫度連續2天在-10℃以下)停窯期間一定要將瓦(wǎ)胎循(xún)環水放掉,並用高(gāo)壓氣清吹幹淨,因為在這樣的持續低溫下,在停窯的情況下即使循環水(shuǐ)不(bú)停,也(yě)極易造成管道被凍住(zhù),甚至凍裂瓦胎(tāi)。此外將循(xún)環水關閉後,一定要將地(dì)麵(miàn)以上的(de)管子(zǐ)內的水也一並放幹淨,避免上凍。閥(fá)門要(yào)設在地麵300mm以下(xià),可基本保證在華中及以南(nán)地區整個冬季閥門不上凍。
(6)加強隔熱措施,降低瓦蓋和瓦座的溫(wēn)度,對降低軸(zhóu)瓦溫度有重(chóng)要作用(yòng)。在(zài)整個瓦座(zuò)周圍設(shè)置隔熱板,Z大限度減(jiǎn)輕回轉(zhuǎn)窯的熱輻射,具體方法可參考圖2。很多單位隻是在托輪瓦座頂部設隔熱層,但瓦蓋側麵在受到窯體輻射後的溫度可達70℃以上。另外在兩瓦座中間位置(窯的正下方)也應加隔熱層,這裏的底板在(zài)輻(fú)射(shè)後溫度也達70~80℃,對瓦的降溫不利(lì)。我公司在幾年前對所有瓦座做了三麵全隔熱後,整體瓦溫降了5~10℃,過去天天出現的高溫(wēn)報(bào)警現象已經很少出現了,另外由於上部實現了全(quán)隔離,巡檢人員作業環境得到改善。
2 輪帶及托輪維護
輪(lún)帶和托輪支撐著幾百噸重的(de)窯體,是(shì)整個回轉窯係統的核心部件之一(yī),由於結構很大,一(yī)旦出現影響運行的故障,維修將非常困難,且零件加工周期長(zhǎng),費用高,所以平時需加強維護。
維護要點:
(1)在安裝精度有保證的情況下,托(tuō)輪和輪帶若出現輕微的接觸不良或受力變化(huà),往(wǎng)往(wǎng)是熱態窯體溫度不均勻造成的,在(zài)不影響整機設備運行情況下,盡量不要調整托輪,若必須調整,也要微(wēi)調,並在窯況好轉或窯況朝著相反(fǎn)方(fāng)向發展時,再及時調整過來。對運(yùn)行時間較長的回轉窯,托輪調整盡量向中心靠攏,以補(bǔ)償(cháng)磨(mó)損造成的中心標高下移。
(2)輪帶與窯墊板、輪帶與擋(dǎng)塊接觸間要定期加高溫輪帶油,一周兩次即可,對延長輪帶、墊板及擋塊的使用壽命極有好處,若能保證潤滑良(liáng)好(hǎo),10年內不需要(yào)調整或更換墊板及(jí)擋塊。
輪帶油25℃的針入度在355~520,是由(yóu)合成油加入(rù)多種超細(xì)耐高溫固體潤滑材料及不易(yì)燃添加(jiā)劑煉製而成,非常適合回轉窯輪帶與墊板(bǎn)、輪帶與托輪、輪帶與擋圈、擋輪之(zhī)間的潤(rùn)滑,Z高使用溫度600℃,能形成高強度的高溫保護潤滑(huá)膜,可有效防(fáng)止回轉窯的抖動、扭曲、變形。
該油可用塗抹和噴注法加注,如(rú)圖3所示采用的是氣動加油機,在輪帶上噴油非常方便。我(wǒ)公司統計(jì)使(shǐ)用輪帶油後,兩年內檢測的(de)輪帶滑移量和(hé)擋塊(kuài)的磨損量變(biàn)化量在2mm以內,而在之(zhī)前,輪(lún)帶滑移量每年可增加5mm以上,擋塊磨(mó)損量在5~10mm。
(3)遇到輪帶或托輪表麵有裂紋或掉塊現象(材質不均勻或有缺陷,或有(yǒu)異物擠壓,或受力過大導致),要(yào)及(jí)時修補,不可任其發展,否則會使表麵損傷(shāng)逐漸加大、加深,Z終造成不可挽回的損失。裂紋和掉塊的修補技術並不複雜,可自(zì)主進行(háng)。焊接(jiē)的(de)要點如下:
輪帶和托輪的材(cái)質一般為ZG35SiMn,選用材質相近的焊條(tiáo)J506、J507或焊絲H08MnSi即可,用手工電(diàn)弧焊或CO
2氣體保護焊均可達到較好的效果(guǒ)。
焊前用(yòng)鋼(gāng)絲刷和清洗劑(jì)把表麵凹坑清理幹淨,對較大的裂紋和翹起的斑塊先用電(diàn)弧氣刨清理掉,再用角磨機將底部打磨幹(gàn)淨,肉眼觀察是(shì)否還有裂紋(wén),若觀察不清,可用裂紋探傷顯影(yǐng)劑觀察。清理完成後,用氧氣-乙炔將(jiāng)預堆焊修補(bǔ)的部位(wèi)預熱到100℃左右,周邊擴展50mm,然後用300℃烘幹(gàn)保溫的(de)焊條進行施焊。堆焊過程每層都要將焊(hàn)渣清理幹淨,並用電鏟或小錘敲擊,消除應力。在有風天氣(qì)或寒冷天氣時要注意防風和保(bǎo)溫(wēn)。焊後在施焊(hàn)部(bù)位要用石棉(mián)布等材(cái)料保溫12h,然後打磨(mó)表麵,用預(yù)先製作好(hǎo)的靠模檢測(cè),要求堆焊(hàn)部位比周邊略低,但不要超過0.5mm。這樣處理過的裂紋和蝕坑,一般不會再出現問題,見圖4。
3 傳動係統維護
傳動係統Z主要的故障是小齒輪與大齒圈的磨損,另外軸承的損壞,主減速機與輔傳(chuán)的故障也是造成停機的重要原因。
維(wéi)護要(yào)點(diǎn):
(1)加強潤滑,如大小齒輪、減速機、輔傳撥叉等部位。主減速機若采用稀油站(zhàn)潤滑(huá),要保證油站斷油時減速機內仍能保持一定油位。輔傳撥叉要在撥叉環(huán)和棘輪上長期保持潤滑脂,對(duì)保持棘輪良好齧合和撥叉的良好使用非常重要。小齒輪下部的(de)帶油輪要(yào)定期檢查(chá),帶油輪見圖(tú)5。
(2)小齒(chǐ)輪要使用硬齒麵齒輪,特別是老舊的生產線更換小齒輪(lún)時一定要選用硬齒麵的,改變過去為保護大齒圈而采(cǎi)取的隻(zhī)是偏硬於大齒圈硬度(dù)的軟齒麵齒輪的(de)做法(fǎ)。因為軟齒麵磨損(sǔn)較(jiào)快,特別是小齒(chǐ)輪(lún)一旦開始磨(mó)損,會破壞與大齒圈的齧合精度,造成齒麵膠合,很快會將漸開麵齒麵磨成內圓弧,造成(chéng)回(huí)轉窯運行振動。若小齒輪的齒形不受破壞,大齒圈一般(bān)不會受到損傷。小齒輪的材料(liào)選用低合金鋼,齒麵淬火硬度在HRC50~55,齒麵磨削,大齒圈的硬度(dù)在(zài)HB270左右即可,小齒(chǐ)輪與大齒圈的硬度差別和材質(zhì)差別越大,越不易(yì)產生(shēng)膠合現象。齒麵的破壞情況見圖6。
(3)小齒輪與大齒圈齧(niè)合(hé),齒頂間隙(xì)按照0.25倍模數調整,改變過去加大齒頂間隙3mm的做法,以前的理論是大齒圈熱膨脹,將會(huì)減小齒頂間隙,造(zào)成振動,但實(shí)際上越是(shì)這樣調整(zhěng),齧合越不好,窯體振動(dòng)越(yuè)大(dà)。原因是窯在(zài)熱態,支撐輪帶和托輪均受熱膨脹,會將窯上抬,而大齒圈因固定(dìng)在彈簧板上,相對溫度(dù)較低,膨脹量也(yě)小,因此齒(chǐ)頂間隙非但不會減小,還(hái)會增大。我公司在2013年更換小齒輪時(shí)(采用硬齒麵齒輪),齒頂間(jiān)隙按正常齧合間隙調(diào)整,調整後大小齒輪(lún)運轉非常平穩,多年的振動問題得到解決,齒麵(miàn)在2018年檢查時仍然光潔平整如(rú)初,見圖7。
(4)主減速機的高速(sù)軸在窯頭端(低端)易漏油,很多減速機高速軸密封隻有一(yī)道或兩道(dào)油封,長時間運行磨損後無法補償,特別是軸密封部(bù)位磨損後會在軸麵上形成溝痕,而運行時又無法更換修複,隻能看著漏油而束手無策。所以(yǐ)在檢修時,可考(kǎo)慮將油(yóu)封(fēng)更換為反螺(luó)旋的膠條密封,利(lì)用軸旋(xuán)轉的力量將油帶回減速機殼體,膠條磨損後或鬆動後可在線(xiàn)緊固,失效(xiào)後可快速更換,窯主減速機高速軸螺旋密封結構見圖8。
4 液壓擋輪維護
液壓擋輪不易拆(chāi)卸,操作空(kōng)間狹小,一(yī)旦損壞,若不能及時(shí)將窯調整為(wéi)上行(háng)窯,就要在熱(rè)態下停窯檢修,很容易造(zào)成重大的設備事故,給窯體帶來永(yǒng)久性損傷。
維護要點:
(1)采用滑潤脂潤滑的擋輪,宜在頂部加隔熱裝置,防止潤(rùn)滑脂長時間高溫(wēn)失效(易使上(shàng)部軸承(chéng)潤(rùn)滑不良)。
(2)液壓擋(dǎng)輪安裝時,中心位置與窯體(tǐ)中心(xīn)線(xiàn)要偏向向下(xià)受力的一邊,一般錯(cuò)開3mm即可,防(fáng)止輪帶將擋輪向上抬起或造成推力(lì)軸(zhóu)承受力不良(liáng),過早(zǎo)損壞。
(3)老舊生(shēng)產線設計的液壓擋輪軸承選型一般偏小,易過早損壞(huài),所以在大修時宜將內部三套軸承,特(tè)別是(shì)下部的推力軸承和調心軸承加大,提高(gāo)運(yùn)行可靠性。
(4)液壓擋輪的行程信號,若采用機(jī)械式開關,要將觸點朝下布置,防止進入灰(huī)塵將觸頭卡死,Z好更(gèng)換為無觸點接近開關,安裝時要考慮隔熱措施。
5 窯筒體維護
近些年國內水泥企業出現不少回轉窯筒體斷裂、窯口部位筒體變形等嚴重事故(gù),加強筒體的維護也逐漸列入了設備管理的(de)重點工作之(zhī)中。
維(wéi)護要點:
(1)避免(miǎn)紅窯煆燒,忌用水冷窯,雨天不要停窯,檢修時熱態窯要定(dìng)期翻轉。有條件的(de)工廠要設保安電源,否則要購置應急發電機。
(2)加強窯口冷(lěng)卻係統的管理,保證窯口冷卻效(xiào)果。對窯口護鐵加強維護,澆注料缺失要及時修補。因為窯口處溫度極高,若保護不好,極易造成筒體變形(xíng),很多工廠因此不得不更(gèng)換窯(yáo)口筒體。
(3)窯筒體在輪帶處若出現裂紋,要及時打止裂孔,擇機及時(shí)焊補,並要防止此處高溫(wēn)紅窯。
(4)若在窯燒成帶部位,特別(bié)是使用矽莫磚的地(dì)段和擋(dǎng)磚(zhuān)圈後方(靠窯口側(cè))發現裂紋,要及時探傷檢查,若筒體腐蝕嚴重,要下決(jué)心更換這部分筒(tǒng)體,並且因為腐(fǔ)蝕區(qū)域(yù)筒體年均(jun1)腐蝕量接近1mm,正常(cháng)區域腐蝕量(liàng)在0.25mm以(yǐ)下,為保證與筒體15年使用壽命相當,更換(huàn)的新筒體厚度要比舊筒(tǒng)體厚10mm以(yǐ)上。筒體裂紋及更換筒體見(jiàn)圖9。
(5)窯(yáo)內擋(dǎng)磚(zhuān)圈盡量少設(shè),一般在(zài)窯口和窯中設兩道即可。擋磚圈要采用和窯體相同或相近(jìn)材質的材料,以提高焊(hàn)接性(xìng)能,過去采用的耐熱不鏽鋼做(zuò)擋磚圈的做法要摒棄,因為耐熱(rè)不鏽鋼和普通(tōng)碳素(sù)結構鋼熱膨脹係數相差很大,一(yī)個(gè)開停窯周期便會出現大量開焊,起不到(dào)好的效果。另外在擋磚圈(quān)的(de)窯口側(低端)可以間隔布置三角加強筋,這樣焊接一次擋磚(zhuān)圈可以使用幾年不用修整。
(6)監督窯砌築人員在用打磚機打磚(zhuān)時勿傷及(jí)筒體,粗放的施(shī)工會造成窯筒體連續幾十米(mǐ)長的傷痕(見圖10)。若傷痕過深,要及時堆焊修複,修複時(shí)用等強度低氫焊(hàn)條即可,焊後打磨平整。
6 窯頭窯尾密封
水泥熟料的生產是建(jiàn)立在熱工平衡基礎上的,因此任(rèn)何額外的冷空氣進入係統都將消耗(hào)熱量,增加能耗,窯尾煙室還會產生大量結皮,影響生產。另外,過多的冷空氣進入,還(hái)將增(zēng)加係統尾氣的氧含量,影響廢氣排放達標,因此,做好(hǎo)窯頭窯尾(wěi)密封也是設備維護的關鍵點。特別是窯尾(wěi)負壓(yā)較(jiào)大,密封不好,帶入的冷空氣會更多。
維護(hù)要點:
(1)窯頭密封由水泥幹法生產(chǎn)線Z初的金屬板摩擦密封和石墨塊密封,基本被魚鱗片式密封取代。魚鱗(lín)片式(shì)密封的特點是(shì)安裝維護簡單,適應窯體(tǐ)擺動能力強,缺點是密(mì)封效果不是很好。近年來有很(hěn)多小公(gōng)司專門進行(háng)窯頭窯尾密封改造,以優(yōu)化魚鱗片式密封的效果,也有的另辟蹊徑采用全(quán)密封的迷(mí)宮(gōng)結構或新型的摩擦密封結構,但少則十幾萬,多則幾十萬的改造(zào)費用,讓(ràng)很多水泥企業不(bú)舍得動手改造。其實窯頭改(gǎi)造很簡單,企業自(zì)己的力量(liàng)完全可以實施,無須外包改造。其關鍵(jiàn)是需用兩層布、兩層板。即內層用不鏽鋼薄板,第二層用耐火布(在正常工作時密封部位溫(wēn)度隻有(yǒu)100℃左右,甚至更低(dī),但點火期間可能有明火噴出),第(dì)三(sān)層用矽膠布(耐溫300℃),第四層仍用不鏽鋼薄(báo)板(或用普(pǔ)通鋼板,隻是外觀沒有不(bú)鏽鋼板好看)保護,Z後加鋼(gāng)絲繩重錘式張緊裝置即可。因耐火布透氣,所以要加矽(guī)膠布。另外(wài)如果在摩擦麵上加高溫輪帶油,使用壽命會大大延長,效果非常好,見圖11。
(2)窯尾(wěi)因為負壓較大,因此(cǐ)密封要求更高。改造(zào)方式有兩種,一種仍沿用舊的接(jiē)觸式密封,這種密封在新窯上效果較好,但隨著筒體和密封件的變形,會出現間隙而漏風。改(gǎi)造方法(fǎ)是校平固定密封板推力架板(bǎn),並且必要時加大(dà)推力氣缸的直徑,同時要(yào)保證(zhèng)良好的潤滑,密封(fēng)板材料用普通Q235鋼板,而不可用原設計(jì)的鑄鐵板,因為鑄鐵(tiě)板耐磨(mó)性差,而鋼板則可使用十(shí)幾年不用換。在(zài)保證密封板接觸良好後,在推力架板的軸向密封部(bù)位加裝矽(guī)膠布纏成的軟連接,這樣徑向和軸向都得到了良好的密封。見圖12。
另一種改造方式就(jiù)是和窯頭(tóu)一樣改為魚鱗片式密封,不過改動稍大一些。
7 結束語
以上總結的回轉窯維護的六大方麵,仍有很多細節和工藝及電氣方麵的內容沒有講(jiǎng)到,在提高設備可(kě)靠性和減少企業備件儲備上仍需廣大設備維護人(rén)員用心摸索,加強管理,但隻要(yào)掌握了其中(zhōng)的要點,就可以實現窯(yáo)係統的高運(yùn)轉率。
來源:《水泥(ní)》雜誌