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POLRO一項新的雙式支撐回轉(zhuǎn)窯技術(shù)
在水泥生產(chǎn)者和水泥生產(chǎn)機(jī)器供應(yīng)商的緊密協(xié)作中，機(jī)器的效率因機(jī)械設(shè)備、工藝流程的新發(fā)展和不斷改善而取得很大提高。在制造技術(shù)領(lǐng)域，最新發(fā)展的是通過托輪獲得直接傳動系統(tǒng)的POLRO雙支撐式回轉(zhuǎn)窯，第一臺POLRO回轉(zhuǎn)窯于1995年在德國Alsen Breitenburg Zementund Kalkwerke Gmbh(AB)公司投入使用（圖1）。擁有三級漩風(fēng)預(yù)熱器煅燒窯POLRO以及互換的爐篦冷卻裝置具有4500tpd的額定功率。與POLRO同步，針對于程序加工技術(shù)測定儀，人們進(jìn)行了一個輔以計算機(jī)模擬的實驗室測試程序，這篇論文對POLRO進(jìn)行了全面的闡述，并提供初次操作測量結(jié)果的同時，簡單描述了實驗室測試程序。
程序加工技術(shù)測定部分
一臺回轉(zhuǎn)窯（機(jī)器部件）的資金成本與其窯殼容積成比例。故而機(jī)器供應(yīng)商們都致力于生產(chǎn)載荷可能高的回轉(zhuǎn)窯。另一方面，在水泥煅燒過程中（圖2），對其影響因素所有可能發(fā)生的變化作嚴(yán)格檢測，確保其安全達(dá)到額定功率及所要求的熔渣質(zhì)量，對于配有煅燒窯的回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)來說，現(xiàn)在的回轉(zhuǎn)窯容量具體介于4.0—5.5tpd/m3之間。
試驗程序及熔渣燃料煅燒過程模擬
為了對熔渣燃燒過程中發(fā)生的復(fù)雜的相互作用進(jìn)行更好的評定，并增加安全限度，Polysius對回轉(zhuǎn)窯中所進(jìn)行的工序作了模擬模型（圖3）。在對模擬進(jìn)行計算之前，人們進(jìn)行了實驗室測試程序，這使人們可以對煅燒過程中游離鈣含量揮發(fā)成份變化，主要熔渣階段形成，原料?；鈿ぬ匦?，以及塵埃的形成等作出有效的評估。結(jié)合1000多種回轉(zhuǎn)窯窯型的實際使用和迄今為止所使用的鑒定原料燃燒性能的方法，新的實驗室測試程序和電腦模擬極大的提高了回轉(zhuǎn)窯測定，尤其是回轉(zhuǎn)窯容量小型化的安全性。
回轉(zhuǎn)窯部分
對于采用雙支撐式回轉(zhuǎn)窯，回轉(zhuǎn)窯幾何條件（直徑及長度）的技術(shù)性計算是至關(guān)重要的?；剞D(zhuǎn)窯個體部件的設(shè)計取決于顧客們對于操作可靠性，耐火窯襯壽命及維護(hù)所提出的要求。
選擇雙支撐式或三支撐式窯部分
關(guān)于采用雙式支撐還是三式支撐回轉(zhuǎn)窯取決于窯殼長度與直徑的比值（L:D），由于技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上的因素將雙式及三式支撐回轉(zhuǎn)窯的L:D值劃到14：1比較合理。
過去，許多回轉(zhuǎn)窯的L:D值大于14:1。因此，由3個托輪支撐。然而，在許多情況下，初步煅燒系統(tǒng)逆順流機(jī)器設(shè)備的最優(yōu)化，使得回轉(zhuǎn)窯的L:D值測定合理的調(diào)到小于14:1，這意味著配有煅燒窯的雙式支撐回轉(zhuǎn)窯可以在回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)中幾乎可以通用。
雙式支撐回轉(zhuǎn)窯部分
由于其支撐系統(tǒng)由數(shù)據(jù)測定，相對于三式支撐回轉(zhuǎn)窯，雙式支撐回轉(zhuǎn)窯具備更多的優(yōu)勢，檢測及維護(hù)費用較低，可對機(jī)器部件的使用壽命作出了可靠預(yù)測，耐火窯襯的使用期限更長。原因是：底座沉降，窯殼的熱變形以及托輪的準(zhǔn)線欠佳并不影響支座的載荷，窯殼內(nèi)以及基座機(jī)器部件產(chǎn)生的機(jī)器受力振幅反由窯體和外層的變化著的厚度以及回轉(zhuǎn)窯填充系數(shù)決定，L:D比值高于10:1時，雙式支撐回轉(zhuǎn)窯反而有微小的缺陷。然而，當(dāng)窯長增加時，即L:D比值增大時，傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯工藝（浮動輪轂，非自動調(diào)整的托輪以及小齒輪傳動系統(tǒng)）的不足開始變得明顯。窯周淺附近分布不均的外殼溫度（由不均勻的外層狀況引起）導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯不規(guī)則彎曲?；剞D(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動十這種變形會產(chǎn)生下列不良影響。
1. 窯入口及輪轂擺動增加
2. 托輪與輪轂邊緣受力
3. 小齒輪與輪帶嚙合不緊
雙式支撐回轉(zhuǎn)窯的浮動輪轂的使用也會產(chǎn)生問題，以為在入口處的更短的高溫煅燒帶，輪轂支撐著位于受熱不穩(wěn)定帶且外層厚度劇烈變化的窯殼，這會引起窯殼溫度短暫變化，這變化可能導(dǎo)致其橢圓度發(fā)生較大變化，窯殼可能收縮，如果橢圓率變大，整個輪轂附近的耐火窯襯都會發(fā)生故障。
新的POLRO回轉(zhuǎn)窯
為了更完整地發(fā)掘數(shù)據(jù)測定支持系統(tǒng)的優(yōu)勢并消除上述缺陷，Polysius與回轉(zhuǎn)窯廠家緊密合作，針對雙式支撐的回轉(zhuǎn)窯開發(fā)了新技術(shù)。其特征是新的回轉(zhuǎn)窯支撐與傳動理念。第一臺POLRO式回轉(zhuǎn)窯與1995年投入使用，其直徑為4.8米，長度為65米，輸入功率為4500tpd，即負(fù)載量為406tpd/m3。
窯殼由于傾斜的多鍵輪轂支撐，即可自動校正。滾筒通過進(jìn)口端的托輪基座直接驅(qū)動摩擦力將發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩從自動調(diào)整滾筒轉(zhuǎn)移到多鍵輪轂，輔以氣控操作的帶大徑隙進(jìn)出口密封圈，液壓軸向推力系統(tǒng)及一個直通氣冷進(jìn)口，POLRO型回轉(zhuǎn)窯變得完善，這種窯型設(shè)計可以保證。
多鍵輪轂保持窯體的圓形狀態(tài)，且不論其處于運行條件或輪轂處于何處就可以防止頸縮現(xiàn)象。
滾筒自動調(diào)整，防止輪轂與滾筒的邊緣受力。
回轉(zhuǎn)窯的直接傳動操作不受窯軸變形（外殼的徑向偏心度）影響。
窯進(jìn)出口的搖擺在密封圈承受限度以內(nèi)。
多鍵部分
多鍵輪轂（圖5）為POLRO新的傳動理念提供了基礎(chǔ)。于浮動輪轂相比，多鍵輪轂?zāi)軐鲃愚D(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)移到窯殼。
多鍵輪轂（圖5）的彈性固定系統(tǒng)從1988年開始使用，迄今50多年，這種裝置證明了這種固定系統(tǒng)的耐用性和抗磨損性。而以前的裝置則不能做到，這種配有彈性固定系統(tǒng)的多鍵輪轂使得窯殼在所有操作條件下都保持圓形。冷卻時間間隙為0.4％，消除了頸縮的危險，這為耐火窯襯的長時間使用提供了相應(yīng)的預(yù)處理。
可自動調(diào)整的托輪部分
窯殼與輪轂軸與一般托輪之間的角度差會導(dǎo)致接點性能不良，而赫茲應(yīng)力提升到其不能承受的水平，角偏差可能由很多因素引起（底座沉降，窯殼變形裝配不當(dāng)），自動調(diào)整托輪的使用確保了在任何角位置窯殼與輪轂間都有良好的接觸性能，通過固定彈性材料（類似于橋式基座上的托輪底版），這些滾筒可獲得自動調(diào)整性能，這些彈性材料在支承力方向有很高的硬度?；剞D(zhuǎn)窯對支撐底座超過6000KN的負(fù)載量，只能使彈性壓縮材料壓縮量小于1毫米，彈性材料高度的壓縮穩(wěn)定性保證了一個穩(wěn)定的支撐系統(tǒng)，由于托輪的幾何設(shè)置與低的切變穩(wěn)定性，它們很容易隨窯殼傾斜。
自動調(diào)整托輪的主要問題由輪轂與托輪間不可避免的軸向力引起。當(dāng)窯體和輪轂有任何擺動或軸向移動以及當(dāng)窯體被軸向力推力系統(tǒng)移動時，這種情況就會產(chǎn)生。當(dāng)旋轉(zhuǎn)瞬時中心（圖7）不是位于輪轂與托輪間的接觸點十，這會導(dǎo)致自動調(diào)整托輪接觸。
旋轉(zhuǎn)瞬時中心是任何時刻自動調(diào)節(jié)托輪隨著輪轂的傾斜位置，而傾斜十所繞的那個點，有了自動調(diào)節(jié)托輪（圖6.7） 旋轉(zhuǎn)瞬時中心被彈性材料角定位在輪轂與托輪間的接觸點上，這確保了在所有負(fù)載情況下均勻的接觸點特性。從鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械工程學(xué)及架橋領(lǐng)域?qū)椥圆牧鲜褂玫亩嗄杲?jīng)驗來看，這保證了在沒有任何維護(hù)的情況下的高度的工作和使用的可靠性。
托輪校準(zhǔn)部分
在一個數(shù)據(jù)測盯的支持系統(tǒng)，支承力不會因托輪軸與回轉(zhuǎn)窯中心的移位而增加。然而，如果回轉(zhuǎn)窯裝配的是普通的非自動調(diào)節(jié)托輪。滾筒與窯體輪轂間會發(fā)生邊緣受力，作為預(yù)防措施配備普通托輪的雙式支撐回轉(zhuǎn)窯的托輪座需要每年測量及仔細(xì)校準(zhǔn)，如三式支撐窯的POLSCAN光電測量。
如果安裝自動調(diào)節(jié)托輪，情況就會完全不一樣了。它們可以彌補(bǔ)不同程度的位移，而且位移可由一個簡單的安裝在托輪基座上的指針測量儀表指示，這個儀表安裝在托輪基座上，用于長期指示彈性材料剪切的變形情況。指數(shù)可在任何時刻（一年足夠）與其最大容許限度標(biāo)準(zhǔn)作比較，只有當(dāng)指數(shù)達(dá)到或超過這個限度是，才有必要重新校正托輪軸，這意味著檢測POLRO窯雙式支撐托輪基座有了長期性的措施。輪轂與托輪的邊緣剝落情況可以被排除。
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