回轉窯的結構設計和傳動系統(tǒng)的比較

1、<p>　　回轉窯的結構設計和傳動系統(tǒng)的比較</p><p>　　摘要：隨著現(xiàn)代高爐煉鐵對精料提出的要求，以及鋼鐵冶煉短流程的興起，球團礦在鋼鐵工業(yè)中已成為一種不可或缺的優(yōu)質冶金爐料，而鏈箅機-回轉窯工藝所焙燒出的球團礦質量較豎爐工藝與帶式焙燒工藝具有均勻、調節(jié)靈活等優(yōu)勢，在國內外市場大力采用?；剞D窯作為鏈箅機-回轉窯工藝必不可缺的主要設備之一，其結構特點與傳動方式，直接影響到整個球團廠的產能，所以在選

2、擇設備之前，必須要對其進行了解，以最小的投入得到最大的收益。 </p><p>　　關鍵詞：回轉窯；回轉窯參數；傳動方式比較 </p><p>　　中圖分類號:TB482.2 文獻標識碼：A </p><p><b>　　1、前言 </b></p><p>　　鏈箅機-回轉窯工藝所焙燒出的球團礦質量較豎爐工藝與帶式焙燒工

3、藝具有均勻、調節(jié)靈活等優(yōu)勢，本篇主要是介紹回轉窯的結構特點及其工藝參數，回轉窯的兩種傳動系統(tǒng)的比較，即電機-減速機傳動方式與液壓系統(tǒng)傳動方式的比較，它對于提高球團廠的產能有其重要意義。 </p><p>　　2、回轉窯的結構特點及其工藝參數 </p><p>　　2.1 回轉窯的結構特點 </p><p>　　回轉窯主要由筒體、窯頭窯尾密封裝置、支承裝置、傳動裝置、

4、托輪支承裝置(包括擋輪部分)，滑環(huán)裝置等組成。筒體由兩組托輪支承，靠一套大齒輪及懸掛在其上的柔性傳動裝置、液壓馬達驅動簡體旋轉，在窯的進料端和排料端分別設有特殊的密封裝置，防止漏風、漏料。另外，在進出料端的筒體外部，用冷風冷卻，以防止燒壞筒體及縮口圈和密封鱗片。 </p><p><b>　　2.1.1 筒體 </b></p><p>　　筒體是由不同厚度的鋼板焊接而

5、成。筒體支承點的滾圈是嵌套在筒體上的，并用擋鐵固定在筒體上。 </p><p>　　2.1.2 窯頭、窯尾密封裝置 </p><p>　　窯尾密封裝置由窯尾罩、進料溜槽及鱗片密封裝置組成，主要是用于聯(lián)系鏈箅機頭部與回轉窯筒體尾部，組成鏈箅機與回轉窯的料流通道。頭、尾密封的形式采用鱗片式密封，其主要結構特點為：通過固定在頭、尾部灰斗上的金屬鱗片與旋轉筒體上摩擦環(huán)的接觸，實現(xiàn)窯頭及窯尾的密封。

6、其中鱗片分底層鱗片、面層鱗片及中間隔熱片。底層鱗片由于與筒體摩擦環(huán)直接接觸，要求其能有較好的耐溫性能及耐磨性能，并具有一定的彈性。面層鱗片主要用于壓住底層鱗片，使其能與筒體摩擦環(huán)緊密接觸而達到密封效果，中間隔熱片是裝在底層鱗片與面層鱗片之間的，主要是起隔熱作用，要求其能耐高溫，并有良好的隔熱性能及柔軟性能。鱗片式密封結構簡單，安裝方便，重量輕，且成本相對較低。 </p><p>　　2.1.3 支承裝置 <

7、/p><p>　　根據回轉窯生產能力及規(guī)格大小來確定，下面就以兩個支承點為例，從排料端到進料端分別標為No.1、No.2；其中No.2靠近傳動裝置，在安裝時定為基準點。 </p><p>　　每組支承均由嵌在筒體上的滾圈支承在兩個托輪上，支承筒體的重量并防止筒體變形。托輪軸承采用滾動軸承，軸承由通向軸承座內的冷卻水來冷卻。筒體安裝傾斜角度2.5°～3.0°，由推力擋輪來實現(xiàn)

8、竄窯時筒體的縱向移動。推力擋輪是圓臺形，內裝有4個滾動軸承。 </p><p>　　1號、2號支承裝置附設液壓系統(tǒng)，用于自動控制竄窯，以實現(xiàn)滾圈與托輪的均勻磨損。 </p><p>　　2.1.4 傳動裝置 </p><p>　　電機-減速機傳動方式由于安全性差、噪聲大，新設計的回轉窯一般不予采用。 </p><p>　　柔性傳動裝置提供回轉

9、窯的旋轉動力，它通過裝在大齒輪上的連桿與筒體連接而使筒體轉動。主要由動力站、液壓馬達及懸掛減速機等組成。 </p><p>　　液壓馬達壓桿與扭力臂連接處采用關節(jié)軸承，壓桿座采用活動鉸接，以補償因熱脹(或竄窯)引起的液壓馬達與基礎之間的各向位移。傳動部分的開式齒輪副與懸掛減速機中的齒輪副采用干油通過帶油輪進行潤滑；懸掛裝置軸承則由電動干油系統(tǒng)自動供脂潤滑。 </p><p>　　2.1.5

10、 熱電偶滑環(huán)裝置 </p><p>　　熱電偶滑環(huán)裝置用于將熱電偶的測溫信號送到主控儀表室進行監(jiān)控，以作為溫度控制的重要依據。如武鋼程潮鐵礦球團廠120萬噸球團所用的回轉窯就是在筒體的中部設一個測溫點，熱電偶滑環(huán)裝置帶有兩根滑環(huán)，其中一根備用。 </p><p>　　回轉窯是一個尾部(進料端)高，頭部(排料端)低的傾斜筒體。球團在窯內滾動瀑落的同時，又從窯尾向窯頭不停地滾動落下，最后經窯頭

11、排出，也就是說球在窯內的焙燒過程是一個機械運動、理化反應與熱工的綜合過程。 </p><p>　　2.2 回轉窯的參數 </p><p>　　包括長徑比、長度、直徑、斜度、轉速、物料在窯內停留時間、填充率等。 </p><p><b>　　2.2.1長徑比 </b></p><p>　　長徑比(L/D)是回轉窯的一個很重

12、要的參數。長徑比的選擇要考慮到原料性質、產量、質量、熱耗及整個工藝要求，應保證熱耗低、供熱能力大、能順利完成一系列物理化學過程。此外還應提供足夠的窯尾氣流量并符合規(guī)定的溫度要求，以保證預熱順利進行。生產氧化球團礦時常用的長徑比為6.4～7.7。早期曾用過12，近幾年來，長徑比已減少到6.4～6.9，長徑比過大，窯尾廢氣溫度低，影響預熱，熱量容易直接輻射到筒壁，使回轉窯筒壁局部溫度過高，粉料及過熔球團粘結于筒壁造成結圈現(xiàn)象。 </p

13、><p>　　2.2.2內徑和長度 </p><p>　　美國愛立斯---恰默斯公司計算回轉窯尺寸的方法是：在回轉窯進料口處的氣流速度設計時取28～38m/s，按此計算出給礦口直徑，加上兩倍的回轉窯球層的厚度，取出回轉窯的有效內徑和選定的長徑比即可求出有效長度。 </p><p>　　2.2.3傾斜度、轉速及物料在窯內的停留時間 </p><p>

14、;　　回轉窯的傾斜度和轉速的確定主要是保證窯的生產能力和物料的翻滾程度。根據試驗及生產實踐經驗，傾斜度一般為3%～5%，轉速一般為0.3～1.5r/min。轉速高可以強化物料與氣流間的傳熱，但粉塵帶出過多。物料在窯內停留時間取決于料流的移動速度，而料流的移動速度又跟物料粒度、黏度、自然堆角及回轉窯的傾斜度、轉速有關。物料在窯內停留時間一般為30～40min。 </p><p>　　2.2.4填充率和利用系數 &l

15、t;/p><p>　　窯的平均填充率等于窯內物料體積與窯的有效容積之比。國外回轉窯的填充率一般在6%～8%。回轉窯的利用系數與原料性質有關。磁鐵礦熱耗低，單位產量高，但是由于大、小回轉窯內料層厚度都差不多，大窯填充率低，因此長度相應取長些，以便保持適當的焙燒時間。愛立斯---恰默斯公司認為回轉窯利用系數應為如下公式來表示更有代表性。 </p><p>　　3、兩種傳動方式的比較 </p&

16、gt;<p>　　回轉窯傳動方式有電機---減速機傳動方式和液壓傳動方式。下面就以這兩種傳動方式的工作原理做一下比較。 </p><p>　　3.1、電機-減速機傳動方式 </p><p>　　傳統(tǒng)的電機-減速機傳動方式就是電機帶動減速機轉動，驅動回轉窯緩緩旋轉，但是這種方式所產生的噪聲既大、安全性又差，現(xiàn)在所設計的回轉窯一般已經不采用此傳動方式，下面介紹一下帶有柔性傳動裝置

17、的電機-減速機傳動方式。 </p><p>　　3.1.1回轉窯柔性傳動裝置的使用 </p><p>　　柔性傳動是把全部或部分傳動系統(tǒng)懸掛在傳動主軸上，并將懸掛的傳動系統(tǒng)用彈性元件組成的支承元件和基礎連接的一種傳動方式。這種傳動方式具有在傳動主軸發(fā)生變形的時候，可以保證末級傳動齒輪之間的正常嚙合狀態(tài)，并能吸收部分傳動中的動負荷的優(yōu)點，因此逐漸得到廣泛的應用。自1990年，國內在回轉窯上開

18、發(fā)研制了一系列BF型(懸掛小車)和BFP型(推桿式)柔性傳動裝置。這些設備投產以來工作正常，運行比較平穩(wěn)，解決了齒圈振動的問題，且具有一定的節(jié)能效果。 </p><p>　　3.1.2BF型柔性傳動方式工作原理： </p><p>　　圖1 BF型柔性傳動方案 </p><p>　　其中電動機8和落地減速箱7安裝在基礎上，而懸掛齒輪箱5通過4個滾輪3懸掛在大齒輪內緣

19、滾道上，工作中滾輪在大齒輪的內緣上滾動并承受傳動時齒輪間的徑向力。電動機的動力通過萬向聯(lián)軸器6進行傳遞。彈性支承桿2的作用是將懸掛減速箱和基礎相連，防止懸掛齒輪箱繞大齒輪1旋轉并能吸收運轉中的沖擊，使運轉更加平穩(wěn)。重力平衡器4的作用是平衡懸掛齒輪箱的自重。 </p><p>　　3.1.3BFP型柔性傳動方式工作原理： </p><p>　　圖2BFP型柔性傳動方案 </p>

20、<p>　　和大齒輪1嚙合的浮動齒輪箱3安裝在彈性底座2上，彈性底座一端和基礎鉸接，另一端支承在彈簧推桿4上。電動機5和落地減速機6安裝在基礎上，通過萬向聯(lián)軸器7和浮動齒輪箱3聯(lián)結。在和大齒輪嚙合的小齒輪上裝有凸緣8，工作時，凸緣8在大齒輪外圓上滾動，以保證兩者之間的最小側隙。浮動齒輪箱使用彈簧推桿支承，限制輪齒的最大側隙。在齒輪傳動中，當大齒輪位置發(fā)生一定的變化時，彈性推桿允許減速箱跟隨變化，以保證兩者間的中心距。彈性推桿

21、還對傳動中發(fā)生沖擊性或阻塞性載荷起緩沖作用。 </p><p>　　3.2、液壓傳動方式 </p><p>　　下面我以赫格隆公司金牌CB液壓馬達為例來敘述液壓傳動的工作原理。如圖3： </p><p>　　圖3徑向柱塞式液壓馬達 </p><p>　　3.2.1工作原理 </p><p>　　赫格隆公司出產的金牌CB

22、液壓馬達為徑向柱塞式，殼體固定，油缸體/空心軸旋轉。油缸體安裝在殼體中的滾柱軸上。偶數個柱塞均布于油缸體的徑向缸孔中，配流盤實現(xiàn)對工作柱塞的準確配流。每個柱塞都作用在凸輪滾子上。 </p><p>　　當液壓力作用在柱塞上，凸輪滾子就將力傳遞到凸輪環(huán)的斜面上，而凸輪環(huán)與殼體固定在一起，因此產生扭矩。凸輪滾子將反作用力傳遞到油缸體中的柱塞上，因此產生旋轉，同時扭矩正比于系統(tǒng)壓力。 </p><p

23、>　　系統(tǒng)主油管接到接口體上的油口A和C，而泄油管則接到殼體上的油口D1、D2、D3或D4上。 </p><p>　　馬達通過油缸體中的空心軸與設備主軸相連。使用鎖緊盤或花鍵連接傳遞扭矩。 </p><p>　　3.2.2實例簡介 </p><p>　　以印度MSPL120萬噸球團工程中的Φ5m×35m回轉窯為例，其結構和特點大致如下： </p

24、><p>　　傳動裝置是回轉窯的重要部件，大齒圈與筒體間采用切向彈簧板進行連接。大齒圈設密封罩，并設密封裝置對大齒圈進行密封。大齒輪通過兩個小齒輪進行驅動，小齒輪采用變位齒輪，為合金鍛件調質處理，每個小齒輪均由功率為160kW的液壓馬達驅動。此馬達采用的便是赫格隆公司出產的金牌CB徑向柱塞式液壓馬達，此外還對馬達設置了隔熱裝置。 </p><p>　　除這兩臺主傳動裝置外，設備設計另設一臺功率

25、為30kW的輔助馬達傳動，為緊急事故狀態(tài)下的慢轉裝置。 </p><p>　　它的特點：可實現(xiàn)調速，便于工藝控制。動力站驅動可以實現(xiàn)回轉窯從0.44～1.33r/min的調速，緊急事故狀態(tài)下的慢轉動力轉速還可達到0.07r/min，將高溫下的回轉窯損失降至最低點，有益于生產工藝進行控制等。 </p><p><b>　　4、結論 </b></p><

26、;p>　　（1）回轉窯結構設計已系統(tǒng)成熟，在工業(yè)生產中廣泛應用無任何問題。 </p><p>　?。?）回轉窯帶柔性傳動的電機-減速機傳動形式，因為能適應窯體的變形，并具有減少傳動中的沖擊的優(yōu)點，一般來說，柔性傳動系統(tǒng)內扭振力矩比普通傳動系統(tǒng)中的扭振力矩要小，柔性傳動裝置已成功地使用在國內的回轉窯上并逐漸得到推廣。價格相對來說較便宜，但需備品備件，維護維修較復雜，工作量略大等缺點。 </p>

27、<p>　?。?）回轉窯液壓傳動系統(tǒng)的最大特點就是適于低速重載的環(huán)境；可靠性高，無故障工作時間長、穩(wěn)定，設備沖擊負荷小，啟動扭矩大，滿載啟動對電網無沖擊；兩點驅動，功率平衡好，給傳動系統(tǒng)帶來的磨損小，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和使用壽命；保護系統(tǒng)完善，便于維護和操作；無需備品備件，只需正常給系統(tǒng)提供液壓油和冷卻水，系統(tǒng)的維護工作量很小，但價格太貴。 </p><p><b>　　【參考文獻】 &l