如何控制回轉窯變形

回轉窯基礎的水平位移和豎向沉降差的多少，直接影響回轉窯的正常使用。如果基礎頂部水平位移偏大，回轉窯在運轉時就會有很明顯地晃動；如果基礎與窯頭或窯尾之間沉降偏大，回轉窯在運轉時就會與固定密封圈的結構摩擦，甚至撬壞結構物，還會造成托輪軸斷裂等。本文就回轉窯的水平位移和沉降差參數的確定與控制進行總結和探討。
水平位移控制參數的確定與控制方法
水平位移控制參數的確定：回轉窯是水泥廠熟料燒成的主要設備，以筒體的內徑及長度來表示其規格，筒體長30～1 80 m，直徑1.8～6m，浮放在2～6對托輪上，托輪的組數視窯的直徑及長度而定，窯體荷載通過托輪底座傳遞給基礎。根據生產工藝的不同，一般濕法窯有6個基礎，而預分解窯僅需要2-3個基礎，其結構形式一般為大塊式混凝土基礎和鋼筋混凝土墻式基礎。為了保證回轉窯正常有效運轉，必須要有安全可靠的基礎來支承。回轉窯是由電機通過減速機和大小齒輪來驅動的，轉速很低，一般在3r/rain左右。回轉窯體具有3％～5％的斜度，物料從高端的窯尾進入，燃料由低端的窯頭噴入，形成物料與高溫煙氣對流。由于窯內煅燒帶溫度高，窯體會變形，有時會導致某一個托輪脫空，使基礎受力不均勻。
為了保證回轉窯能夠安全正常運轉，不但要對地基和基礎的承載力進行控制，還要對整個基礎的變形進行控制。然而對變形控制的參數卻是一個空白，不論是設計規范還是設計手冊，甚至設備制造公司，都沒有一個明確要求，特別是基礎本身的剛度，設計者一般先參考常規的工程實例，回轉窯假定一個截面，再進行強度驗算，而對變形往往沒有驗算，這樣如果設計的基礎與工程實例條件相近，一般不會有什么問題，但是如果設計的基礎與工程實例差異很大，設計者就必須全部重新計算，回轉窯這時就需要一個很明確的控制參數，然而目前卻沒有。對于大塊式基礎，剛度已經很大，位移一般很小，變形不是主要問題；而對于墻式基礎，設計者一般按鋼筋混凝土封閉式框架計算，變形控制參數只有參考框架結構的要求，即基礎頂面水平位移不超過基礎高度的1/550。例如：基礎高度為5000～7000 mm時，基礎頂面水平位移應不超過9～13 mm，回轉窯當基礎高度為17500mm時，基礎頂面水平位移應不超過32mm，這對于一般鋼筋混凝土框架結構的建筑物來說，都沒有什么問題，然而對于長期受水平力作用的回轉窯基礎來說，卻是一個不可忽視的問題。
回轉窯的筒體是浮放在托輪上的，而托輪是固定在基礎上的，驅動回轉窯的減速機也是固定在基礎上的，減速機與回轉窯筒體之間是靠齒輪傳動的。當回轉窯剛啟動時，減速機作用于回轉窯筒體的瞬時水平力很大，迫使浮放在托輪上的回轉窯筒體沿水平力方向移動，隨著移動量逐漸增大，減速機作用于回轉窯的水平力又逐漸減小，回轉窯筒體又基本回位，這時減速機作用于回轉窯的水平力又增大。如此反復，就在基礎頂面產生了大小不斷變化的水平力，也就出現大小變化的位移，從而引起回轉窯基礎的晃動。當基礎剛度較大時，水平位移很小，基本感覺不到晃動，反之，這種晃動使人感覺很不舒服，有時還會影響設備的正常運行。所以如何根據回轉窯的運行特點，確定一個合理可行的水平位移控制參數，顯得十分重要。特別是近幾年，有些工程的回轉窯基礎高度達16～18m，就更加迫切需要這個參數。然而要確定這個參數，并非一件容易的事，確定小了，必然增加投資，而且技術上也根本不可行；確定大了，必會影響窯的安全運轉。幾年前，我們對建成的幾十個工程進行設計回訪，結果發現，凡是基礎頂部水平計算位移不超過3mm的工程，設備運轉正常，基礎也未出現明顯晃動，我們將3mm作為回轉窯基礎水平位移控制參數，目前我們已經按此參數設計了幾十條生產線，阿聯酋uCClO 5000t/d熟料生產線也按此參數控制，現在運行一切正常。
水平位移的控制方法：為了控制基礎頂部位移不超過3mm，我們必須保證基礎具有一定的剛度。具體辦法有：采用大塊式基礎；對于墻式基礎，可以加大墻厚，還可以直接增加橫向剪力墻，這些都是很有效的辦法。
回轉窯沉降差控制參數的確定
回轉窯沉降差是指回轉窯基礎與窯頭及窯尾之間的沉降差，此參數直接影響回轉窯的正常運行，曾經發生過一起因回轉窯基礎與窯尾之間沉降差過大，而導致密封圈以及煙室損壞的安全事故。此參數的確定，一是以我們對一些水泥生產廠家的回訪調查為參考，二是以與國際大型水泥設備制造公司的交流為借鑒。當前，我們在設計中把回轉窯沉降差控制在5mm以內。實踐證明，這種設計完全可以滿足設備運行的要求。

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