回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳動(dòng)系統(tǒng)的比較

1、<p>　　回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳動(dòng)系統(tǒng)的比較</p><p>　　摘要：隨著現(xiàn)代高爐煉鐵對(duì)精料提出的要求，以及鋼鐵冶煉短流程的興起，球團(tuán)礦在鋼鐵工業(yè)中已成為一種不可或缺的優(yōu)質(zhì)冶金爐料，而鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯工藝所焙燒出的球團(tuán)礦質(zhì)量較豎爐工藝與帶式焙燒工藝具有均勻、調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)大力采用?；剞D(zhuǎn)窯作為鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯工藝必不可缺的主要設(shè)備之一，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與傳動(dòng)方式，直接影響到整個(gè)球團(tuán)廠的產(chǎn)能，所以在選

2、擇設(shè)備之前，必須要對(duì)其進(jìn)行了解，以最小的投入得到最大的收益。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)窯；回轉(zhuǎn)窯參數(shù)；傳動(dòng)方式比較 </p><p>　　中圖分類號(hào):TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　1、前言 </b></p><p>　　鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯工藝所焙燒出的球團(tuán)礦質(zhì)量較豎爐工藝與帶式焙燒工

3、藝具有均勻、調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)勢(shì)，本篇主要是介紹回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工藝參數(shù)，回轉(zhuǎn)窯的兩種傳動(dòng)系統(tǒng)的比較，即電機(jī)-減速機(jī)傳動(dòng)方式與液壓系統(tǒng)傳動(dòng)方式的比較，它對(duì)于提高球團(tuán)廠的產(chǎn)能有其重要意義。 </p><p>　　2、回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工藝參數(shù) </p><p>　　2.1 回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) </p><p>　　回轉(zhuǎn)窯主要由筒體、窯頭窯尾密封裝置、支承裝置、傳動(dòng)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(dòng)裝置、液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)體旋轉(zhuǎn)，在窯的進(jìn)料端和排料端分別設(shè)有特殊的密封裝置，防止漏風(fēng)、漏料。另外，在進(jìn)出料端的筒體外部，用冷風(fēng)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(diǎn)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(jìn)料溜槽及鱗片密封裝置組成，主要是用于聯(lián)系鏈箅機(jī)頭部與回轉(zhuǎn)窯筒體尾部，組成鏈箅機(jī)與回轉(zhuǎn)窯的料流通道。頭、尾密封的形式采用鱗片式密封，其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：通過(guò)固定在頭、尾部灰斗上的金屬鱗片與旋轉(zhuǎn)筒體上摩擦環(huán)的接觸，實(shí)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(dá)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，重量輕，且成本相對(duì)較低。 </p><p>　　2.1.3 支承裝置 <

7、/p><p>　　根據(jù)回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)能力及規(guī)格大小來(lái)確定，下面就以兩個(gè)支承點(diǎn)為例，從排料端到進(jìn)料端分別標(biāo)為No.1、No.2；其中No.2靠近傳動(dòng)裝置，在安裝時(shí)定為基準(zhǔn)點(diǎn)。 </p><p>　　每組支承均由嵌在筒體上的滾圈支承在兩個(gè)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(dòng)軸承，軸承由通向軸承座內(nèi)的冷卻水來(lái)冷卻。筒體安裝傾斜角度2.5°～3.0°，由推力擋輪來(lái)實(shí)現(xiàn)

8、竄窯時(shí)筒體的縱向移動(dòng)。推力擋輪是圓臺(tái)形，內(nèi)裝有4個(gè)滾動(dòng)軸承。 </p><p>　　1號(hào)、2號(hào)支承裝置附設(shè)液壓系統(tǒng)，用于自動(dòng)控制竄窯，以實(shí)現(xiàn)滾圈與托輪的均勻磨損。 </p><p>　　2.1.4 傳動(dòng)裝置 </p><p>　　電機(jī)-減速機(jī)傳動(dòng)方式由于安全性差、噪聲大，新設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)窯一般不予采用。 </p><p>　　柔性傳動(dòng)裝置提供回轉(zhuǎn)

9、窯的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，它通過(guò)裝在大齒輪上的連桿與筒體連接而使筒體轉(zhuǎn)動(dòng)。主要由動(dòng)力站、液壓馬達(dá)及懸掛減速機(jī)等組成。 </p><p>　　液壓馬達(dá)壓桿與扭力臂連接處采用關(guān)節(jié)軸承，壓桿座采用活動(dòng)鉸接，以補(bǔ)償因熱脹(或竄窯)引起的液壓馬達(dá)與基礎(chǔ)之間的各向位移。傳動(dòng)部分的開式齒輪副與懸掛減速機(jī)中的齒輪副采用干油通過(guò)帶油輪進(jìn)行潤(rùn)滑；懸掛裝置軸承則由電動(dòng)干油系統(tǒng)自動(dòng)供脂潤(rùn)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(cè)溫信號(hào)送到主控儀表室進(jìn)行監(jiān)控，以作為溫度控制的重要依據(jù)。如武鋼程潮鐵礦球團(tuán)廠120萬(wàn)噸球團(tuán)所用的回轉(zhuǎn)窯就是在筒體的中部設(shè)一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，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(zhuǎn)窯是一個(gè)尾部(進(jìn)料端)高，頭部(排料端)低的傾斜筒體。球團(tuán)在窯內(nèi)滾動(dòng)瀑落的同時(shí)，又從窯尾向窯頭不停地滾動(dòng)落下，最后經(jīng)窯頭

11、排出，也就是說(shuō)球在窯內(nèi)的焙燒過(guò)程是一個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)、理化反應(yīng)與熱工的綜合過(guò)程。 </p><p>　　2.2 回轉(zhuǎn)窯的參數(shù) </p><p>　　包括長(zhǎng)徑比、長(zhǎng)度、直徑、斜度、轉(zhuǎn)速、物料在窯內(nèi)停留時(shí)間、填充率等。 </p><p><b>　　2.2.1長(zhǎng)徑比 </b></p><p>　　長(zhǎng)徑比(L/D)是回轉(zhuǎn)窯的一個(gè)很重

12、要的參數(shù)。長(zhǎng)徑比的選擇要考慮到原料性質(zhì)、產(chǎn)量、質(zhì)量、熱耗及整個(gè)工藝要求，應(yīng)保證熱耗低、供熱能力大、能順利完成一系列物理化學(xué)過(guò)程。此外還應(yīng)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(yù)熱順利進(jìn)行。生產(chǎn)氧化球團(tuán)礦時(shí)常用的長(zhǎng)徑比為6.4～7.7。早期曾用過(guò)12，近幾年來(lái)，長(zhǎng)徑比已減少到6.4～6.9，長(zhǎng)徑比過(guò)大，窯尾廢氣溫度低，影響預(yù)熱，熱量容易直接輻射到筒壁，使回轉(zhuǎn)窯筒壁局部溫度過(guò)高，粉料及過(guò)熔球團(tuán)粘結(jié)于筒壁造成結(jié)圈現(xiàn)象。 </p

13、><p>　　2.2.2內(nèi)徑和長(zhǎng)度 </p><p>　　美國(guó)愛立斯---恰默斯公司計(jì)算回轉(zhuǎn)窯尺寸的方法是：在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料口處的氣流速度設(shè)計(jì)時(shí)取28～38m/s，按此計(jì)算出給礦口直徑，加上兩倍的回轉(zhuǎn)窯球?qū)拥暮穸?，取出回轉(zhuǎn)窯的有效內(nèi)徑和選定的長(zhǎng)徑比即可求出有效長(zhǎng)度。 </p><p>　　2.2.3傾斜度、轉(zhuǎn)速及物料在窯內(nèi)的停留時(shí)間 </p><p>

14、;　　回轉(zhuǎn)窯的傾斜度和轉(zhuǎn)速的確定主要是保證窯的生產(chǎn)能力和物料的翻滾程度。根據(jù)試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，傾斜度一般為3%～5%，轉(zhuǎn)速一般為0.3～1.5r/min。轉(zhuǎn)速高可以強(qiáng)化物料與氣流間的傳熱，但粉塵帶出過(guò)多。物料在窯內(nèi)停留時(shí)間取決于料流的移動(dòng)速度，而料流的移動(dòng)速度又跟物料粒度、黏度、自然堆角及回轉(zhuǎn)窯的傾斜度、轉(zhuǎn)速有關(guān)。物料在窯內(nèi)停留時(shí)間一般為30～40min。 </p><p>　　2.2.4填充率和利用系數(shù) &l

15、t;/p><p>　　窯的平均填充率等于窯內(nèi)物料體積與窯的有效容積之比。國(guó)外回轉(zhuǎn)窯的填充率一般在6%～8%?；剞D(zhuǎn)窯的利用系數(shù)與原料性質(zhì)有關(guān)。磁鐵礦熱耗低，單位產(chǎn)量高，但是由于大、小回轉(zhuǎn)窯內(nèi)料層厚度都差不多，大窯填充率低，因此長(zhǎng)度相應(yīng)取長(zhǎng)些，以便保持適當(dāng)?shù)谋簾龝r(shí)間。愛立斯---恰默斯公司認(rèn)為回轉(zhuǎn)窯利用系數(shù)應(yīng)為如下公式來(lái)表示更有代表性。 </p><p>　　3、兩種傳動(dòng)方式的比較 </p&

16、gt;<p>　　回轉(zhuǎn)窯傳動(dòng)方式有電機(jī)---減速機(jī)傳動(dòng)方式和液壓傳動(dòng)方式。下面就以這兩種傳動(dòng)方式的工作原理做一下比較。 </p><p>　　3.1、電機(jī)-減速機(jī)傳動(dòng)方式 </p><p>　　傳統(tǒng)的電機(jī)-減速機(jī)傳動(dòng)方式就是電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)窯緩緩旋轉(zhuǎn)，但是這種方式所產(chǎn)生的噪聲既大、安全性又差，現(xiàn)在所設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)窯一般已經(jīng)不采用此傳動(dòng)方式，下面介紹一下帶有柔性傳動(dòng)裝置

17、的電機(jī)-減速機(jī)傳動(dòng)方式。 </p><p>　　3.1.1回轉(zhuǎn)窯柔性傳動(dòng)裝置的使用 </p><p>　　柔性傳動(dòng)是把全部或部分傳動(dòng)系統(tǒng)懸掛在傳動(dòng)主軸上，并將懸掛的傳動(dòng)系統(tǒng)用彈性元件組成的支承元件和基礎(chǔ)連接的一種傳動(dòng)方式。這種傳動(dòng)方式具有在傳動(dòng)主軸發(fā)生變形的時(shí)候，可以保證末級(jí)傳動(dòng)齒輪之間的正常嚙合狀態(tài)，并能吸收部分傳動(dòng)中的動(dòng)負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn)，因此逐漸得到廣泛的應(yīng)用。自1990年，國(guó)內(nèi)在回轉(zhuǎn)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(dòng)裝置。這些設(shè)備投產(chǎn)以來(lái)工作正常，運(yùn)行比較平穩(wěn)，解決了齒圈振動(dòng)的問(wèn)題，且具有一定的節(jié)能效果。 </p><p>　　3.1.2BF型柔性傳動(dòng)方式工作原理： </p><p>　　圖1 BF型柔性傳動(dòng)方案 </p><p>　　其中電動(dòng)機(jī)8和落地減速箱7安裝在基礎(chǔ)上，而懸掛齒輪箱5通過(guò)4個(gè)滾輪3懸掛在大齒輪內(nèi)緣

19、滾道上，工作中滾輪在大齒輪的內(nèi)緣上滾動(dòng)并承受傳動(dòng)時(shí)齒輪間的徑向力。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器6進(jìn)行傳遞。彈性支承桿2的作用是將懸掛減速箱和基礎(chǔ)相連，防止懸掛齒輪箱繞大齒輪1旋轉(zhuǎn)并能吸收運(yùn)轉(zhuǎn)中的沖擊，使運(yùn)轉(zhuǎn)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(dòng)方式工作原理： </p><p>　　圖2BFP型柔性傳動(dòng)方案 </p>

20、<p>　　和大齒輪1嚙合的浮動(dòng)齒輪箱3安裝在彈性底座2上，彈性底座一端和基礎(chǔ)鉸接，另一端支承在彈簧推桿4上。電動(dòng)機(jī)5和落地減速機(jī)6安裝在基礎(chǔ)上，通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器7和浮動(dòng)齒輪箱3聯(lián)結(jié)。在和大齒輪嚙合的小齒輪上裝有凸緣8，工作時(shí)，凸緣8在大齒輪外圓上滾動(dòng)，以保證兩者之間的最小側(cè)隙。浮動(dòng)齒輪箱使用彈簧推桿支承，限制輪齒的最大側(cè)隙。在齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)大齒輪位置發(fā)生一定的變化時(shí)，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(duì)傳動(dòng)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(dòng)方式 </p><p>　　下面我以赫格隆公司金牌CB液壓馬達(dá)為例來(lái)敘述液壓傳動(dòng)的工作原理。如圖3： </p><p>　　圖3徑向柱塞式液壓馬達(dá) </p><p>　　3.2.1工作原理 </p><p>　　赫格隆公司出產(chǎn)的金牌CB

22、液壓馬達(dá)為徑向柱塞式，殼體固定，油缸體/空心軸旋轉(zhuǎn)。油缸體安裝在殼體中的滾柱軸上。偶數(shù)個(gè)柱塞均布于油缸體的徑向缸孔中，配流盤實(shí)現(xiàn)對(duì)工作柱塞的準(zhǔn)確配流。每個(gè)柱塞都作用在凸輪滾子上。 </p><p>　　當(dāng)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(chǎn)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(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，同時(shí)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(dá)通過(guò)油缸體中的空心軸與設(shè)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(shí)例簡(jiǎn)介 </p><p>　　以印度MSPL120萬(wàn)噸球團(tuán)工程中的Φ5m×35m回轉(zhuǎn)窯為例，其結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)大致如下： </p

24、><p>　　傳動(dòng)裝置是回轉(zhuǎn)窯的重要部件，大齒圈與筒體間采用切向彈簧板進(jìn)行連接。大齒圈設(shè)密封罩，并設(shè)密封裝置對(duì)大齒圈進(jìn)行密封。大齒輪通過(guò)兩個(gè)小齒輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，小齒輪采用變位齒輪，為合金鍛件調(diào)質(zhì)處理，每個(gè)小齒輪均由功率為160kW的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。此馬達(dá)采用的便是赫格隆公司出產(chǎn)的金牌CB徑向柱塞式液壓馬達(dá)，此外還對(duì)馬達(dá)設(shè)置了隔熱裝置。 </p><p>　　除這兩臺(tái)主傳動(dòng)裝置外，設(shè)備設(shè)計(jì)另設(shè)一臺(tái)功率

25、為30kW的輔助馬達(dá)傳動(dòng)，為緊急事故狀態(tài)下的慢轉(zhuǎn)裝置。 </p><p>　　它的特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)調(diào)速，便于工藝控制。動(dòng)力站驅(qū)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯從0.44～1.33r/min的調(diào)速，緊急事故狀態(tài)下的慢轉(zhuǎn)動(dòng)力轉(zhuǎn)速還可達(dá)到0.07r/min，將高溫下的回轉(zhuǎn)窯損失降至最低點(diǎn)，有益于生產(chǎn)工藝進(jìn)行控制等。 </p><p><b>　　4、結(jié)論 </b></p><

26、;p>　?。?）回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已系統(tǒng)成熟，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用無(wú)任何問(wèn)題。 </p><p>　?。?）回轉(zhuǎn)窯帶柔性傳動(dòng)的電機(jī)-減速機(jī)傳動(dòng)形式，因?yàn)槟苓m應(yīng)窯體的變形，并具有減少傳動(dòng)中的沖擊的優(yōu)點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)，柔性傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)扭振力矩比普通傳動(dòng)系統(tǒng)中的扭振力矩要小，柔性傳動(dòng)裝置已成功地使用在國(guó)內(nèi)的回轉(zhuǎn)窯上并逐漸得到推廣。價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)較便宜，但需備品備件，維護(hù)維修較復(fù)雜，工作量略大等缺點(diǎn)。 </p>

27、<p>　　（3）回轉(zhuǎn)窯液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是適于低速重載的環(huán)境；可靠性高，無(wú)故障工作時(shí)間長(zhǎng)、穩(wěn)定，設(shè)備沖擊負(fù)荷小，啟動(dòng)扭矩大，滿載啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊；兩點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，功率平衡好，給傳動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)的磨損小，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和使用壽命；保護(hù)系統(tǒng)完善，便于維護(hù)和操作；無(wú)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(hù)工作量很小，但價(jià)格太貴。 </p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】 &l