氧化鋁回轉(zhuǎn)窯安裝尺寸計(jì)算

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一、氧化鋁回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝解析

氧化鋁生料從料漿槽由高壓泵抽出，經(jīng)噴槍霧化噴入氧化鋁回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在烘干帶被煙氣烘干后，變成含水5-10%的生料。生料借回轉(zhuǎn)窯的斜度與旋轉(zhuǎn)，從窯尾向窯頭移動(dòng)。移動(dòng)過(guò)程中不斷受到煙氣加熱，物料溫度逐漸升高，在燒成帶達(dá)到最高，并在此發(fā)生燒結(jié)反應(yīng)，變成熟料。熟料經(jīng)冷卻帶、下料口進(jìn)入單筒冷卻機(jī)。

熟料在冷卻機(jī)中，一主面受到吸入空氣冷卻;另一方面受到冷卻機(jī)內(nèi)的空氣經(jīng)預(yù)熱，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯作為煤粉燃燒的二次空氣。

貯存在煤粉倉(cāng)中的煤粉經(jīng)“雙管”螺旋管給煤機(jī)和螺旋泵進(jìn)入噴煤管，由煤風(fēng)機(jī)送一次風(fēng)把煤粉吹入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒成帶燃燒。煙氣在窯尾排煙機(jī)的抽力作用下從回轉(zhuǎn)窯窯頭經(jīng)過(guò)整個(gè)窯體到過(guò)窯尾，再由窯尾罩進(jìn)排煙收塵系統(tǒng)，在此過(guò)程中，窯內(nèi)氣將本身的熱傳給物料。

回轉(zhuǎn)窯采用噴入法喂料，窯內(nèi)煙氣帶走大量灰塵�；剞D(zhuǎn)窯若強(qiáng)化生產(chǎn)，窯灰循環(huán)量由45%-60%提高到120%，故窯內(nèi)煙氣必須經(jīng)過(guò)多級(jí)收塵。各級(jí)收塵器的窯灰經(jīng)過(guò)一系列螺旋運(yùn)輸機(jī)，由反灰管返回窯內(nèi)，大量的返回可使窯尾料漿不至于結(jié)泥漿圈、為了防止生料在烘干帶結(jié)圈，設(shè)有刮料器。

二、氧化鋁回轉(zhuǎn)窯支承裝置受力分析

氧化鋁回轉(zhuǎn)窯筒體的支座反力Rn,經(jīng)過(guò)滾圈施加于支承裝置上，下面用Q表示該力。 作用于支承裝置上的力有徑向力和軸向力。下面進(jìn)行氧化鋁回轉(zhuǎn)窯支承裝置受力分析。

1.徑向力

作用于每側(cè)托輪上的徑向力N'來(lái)自筒體載荷Q，滾圈自重Gt(估算時(shí)近傾取Gr=0.08Q)及托輪與軸的自重Gt(近似取Gt=O.05N)。

2.軸向力

窯的傾斜安裝使它可以簡(jiǎn)化為物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)。窯體相當(dāng)于物體，托輪相當(dāng)于斜面，托輪不平行安裝產(chǎn)生的上竄力及液壓擋輪的向上推力相當(dāng)于外力PL，普通擋輪受力、液壓擋輪和推力擋輪承受下滑力的情形，則相當(dāng)于斜面上設(shè)置有附加的阻擋物。而與斜面的區(qū)別僅在于：由于滾圈以兩個(gè)夾角2α2的托輪支承，使兩側(cè)正壓力之和2N=(Q+Gr)/cosα2，為斜面情況的1/cosα2倍。

下面分別各種情況進(jìn)行分析。

(l)窯運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中

由關(guān)于窯體竄動(dòng)的分析可知，窯轉(zhuǎn)動(dòng)后，在下滑力G0sinβ作用下向下滑動(dòng)。正確調(diào)整托輪應(yīng)使獲得的上竄力能略大于窯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力或下滑力，使窯體有可能實(shí)現(xiàn)上竄。雖然窯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的當(dāng)量摩擦系數(shù)是很小的，但由于計(jì)入不平行安裝的調(diào)整量難于正確掌握等因素，計(jì)算時(shí)，取摩擦系數(shù)f= 0.05～0.10。

(2)停窯階段

由于窯體冷卻收縮使?jié)L圈、托輪相對(duì)滑動(dòng)，滑動(dòng)摩擦系數(shù)f=O.l5～0.20，每側(cè)托輪軸向力為f1N。

綜合上述分析，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，考慮到最不利情況的軸向力計(jì)算如下：

1)每側(cè)托輪軸向力F’an=fN=(0.0312-0.624)Q(用液壓擋輪時(shí)取F’an==Q/2*sinβ，但從統(tǒng)一托輪的設(shè)計(jì)考慮，仍按用普通擋輪時(shí)的較大值取F’An=fN)。

2)每擋支承裝置上的總軸向力Fan,此力通常用于向土建專業(yè)提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)載荷，應(yīng)按停窯冷縮考慮，f1=0.15～0.20,Fan=2f1N =(0.19～0.25)Q或(0.175～0.23)(Q+Gr)。

對(duì)于帶擋輪支承裝置，在窯冷縮時(shí)擋輪不受力，總軸向力FAn同上。運(yùn)轉(zhuǎn)中，擋輪與托輪受軸向力之和一般小于冷縮時(shí)的Fan。必要時(shí)可對(duì)兩者進(jìn)行比較，取其較大值。

3)普通擋輪推力Fad，取G0(f/cosαx-sinβ)與Go sinβ之較大值。

4)推力擋輪推力Fay=Go sinβ。

5)液壓擋輪推力Fay= (1.2~1.5)Go sinβ。

在計(jì)算擋輪部件的疲勞壽命時(shí)，應(yīng)考慮整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)壽命期內(nèi)載荷的變化情況，不能一概按上述考慮最不利情況的值計(jì)算，而需進(jìn)行具體分析。

3.調(diào)整托輪軸承座的力P

P= Fh/2+F2*Fv/2=0.24Q

式中 f2-鋼對(duì)鋼干摩擦系數(shù)，考慮到接觸面往往生銹，此處取f2=0.3。

4.軸承庶不傾翻條件

由FH1.09H, 建議b2>2H, b3>0.65H

三、氧化鋁回轉(zhuǎn)窯筒體安裝尺寸計(jì)算

氧化鋁回轉(zhuǎn)窯筒體制造、安裝的圖面技術(shù)要符合一定的要求，以下介紹筒體的熱膨脹與總圖基礎(chǔ)水平的計(jì)算。

1.筒體熱膨脹

筒體很長(zhǎng)，工作時(shí)溫度升高100～200℃以上，其軸向膨脹量很大。10 0米長(zhǎng)的氧化鋁回轉(zhuǎn)窯窯的膨脹量達(dá)220毫米。筒體的熱脹將影響到滾圈與托輪的相對(duì)位置及窯頭、窯尾密封裝置。確定支承裝置的安裝位置時(shí)必須計(jì)及熱脹量，各支承裝置的跨距應(yīng)比相應(yīng)跨的筒體跨距大ΔLn。

上圖筒體熱膨脹(注：以鄰近齒圈的支承為基準(zhǔn))

式中 α--熱膨脹系數(shù)，對(duì)于鋼α=0.000012米/米℃;

Ln--n跨的跨距(米);

t0--安裝時(shí)的環(huán)境溫度(℃);

tn--n跨筒體表面平均溫度(℃)。

當(dāng)缺乏氧化鋁回轉(zhuǎn)窯筒體表面溫度測(cè)定資料時(shí)，對(duì)于氧化鋁廠的冷卻機(jī)，可取t1n- to =100～120℃。

2.總圖基礎(chǔ)水平距離及標(biāo)高尺寸的計(jì)算

這些尺寸是土建施工及設(shè)備安裝的依據(jù)。在計(jì)算時(shí)，必須考慮到筒體冷態(tài)安裝與熱態(tài)工作時(shí)長(zhǎng)度的差別以及窯的傾斜安裝。計(jì)算過(guò)程完全是幾何關(guān)系。

例：φ4.5×100米氧化鋁回轉(zhuǎn)窯的總圖尺寸計(jì)算標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)取在齒圈鄰近擋的底座的中心。

水平距離，

0-1: (4500-125)×0.99939十4183×0.035

=4372.3+146.4=4518.7毫米

1-2:(22500+65)x 0.99939=22551.2毫米

2-3：(29500十60)x 0.99939 -29542.0毫米

3-4: (30000+60)x 0.99939=30041.7毫米

4-5: (13500-60)x 0.99939-4183 x 0.035

=13431.8 -146.4 =13285.4毫米

驗(yàn)算：Σ水平距離=4518.7+22551.2+29542.0+30041.7+13285.4=99939.0毫米。

　　傳動(dòng)部分的計(jì)算從略。

。

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