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氧化铝回转窑安装尺寸计算

关键词：氧化铝回转窑煅烧工艺解析，氧化铝回转窑支承装置受力分析，氧化铝回转窑筒体安装尺寸计算

一、氧化铝回转窑煅烧工艺解析

氧化铝生料从料浆槽由高压泵抽出，经喷枪雾化喷入氧化铝回转窑内，在烘干带被烟气烘干后，变成含水5-10%的生料。生料借回转窑的斜度与旋转，从窑尾向窑头移动。移动过程中不断受到烟气加热，物料温度逐渐升高，在烧成带达到最高，并在此发生烧结反应，变成熟料。熟料经冷却带、下料口进入单筒冷却机。

熟料在冷却机中，一主面受到吸入空气冷却;另一方面受到冷却机内的空气经预热，进入回转窑作为煤粉燃烧的二次空气。

贮存在煤粉仓中的煤粉经“双管”螺旋管给煤机和螺旋泵进入喷煤管，由煤风机送一次风把煤粉吹入回转窑内烧成带燃烧。烟气在窑尾排烟机的抽力作用下从回转窑窑头经过整个窑体到过窑尾，再由窑尾罩进排烟收尘系统，在此过程中，窑内气将本身的热传给物料。

回转窑采用喷入法喂料，窑内烟气带走大量灰尘。回转窑若强化生产，窑灰循环量由45%-60%提高到120%，故窑内烟气必须经过多级收尘。各级收尘器的窑灰经过一系列螺旋运输机，由反灰管返回窑内，大量的返回可使窑尾料浆不至于结泥浆圈、为了防止生料在烘干带结圈，设有刮料器。

二、氧化铝回转窑支承装置受力分析

氧化铝回转窑筒体的支座反力Rn,经过滚圈施加于支承装置上，下面用Q表示该力。作用于支承装置上的力有径向力和轴向力。下面进行氧化铝回转窑支承装置受力分析。

1.径向力

作用于每侧托轮上的径向力N'来自筒体载荷Q，滚圈自重Gt(估算时近倾取Gr=0.08Q)及托轮与轴的自重Gt(近似取Gt=O.05N)。

2.轴向力

窑的倾斜安装使它可以简化为物体在斜面上的运动。窑体相当于物体，托轮相当于斜面，托轮不平行安装产生的上窜力及液压挡轮的向上推力相当于外力PL，普通挡轮受力、液压挡轮和推力挡轮承受下滑力的情形，则相当于斜面上设置有附加的阻挡物。而与斜面的区别仅在于：由于滚圈以两个夹角2α2的托轮支承，使两侧正压力之和2N=(Q+Gr)/cosα2，为斜面情况的1/cosα2倍。

下面分别各种情况进行分析。

(l)窑运转过程中

由关于窑体窜动的分析可知，窑转动后，在下滑力G0sinβ作用下向下滑动。正确调整托轮应使获得的上窜力能略大于窑转动时的摩擦阻力或下滑力，使窑体有可能实现上窜。虽然窑转动时的当量摩擦系数是很小的，但由于计入不平行安装的调整量难于正确掌握等因素，计算时，取摩擦系数f= 0.05～0.10。

(2)停窑阶段

由于窑体冷却收缩使滚圈、托轮相对滑动，滑动摩擦系数f=O.l5～0.20，每侧托轮轴向力为f1N。

综合上述分析，在设计计算时，考虑到最不利情况的轴向力计算如下：

1)每侧托轮轴向力F’an=fN=(0.0312-0.624)Q(用液压挡轮时取F’an==Q/2*sinβ，但从统一托轮的设计考虑，仍按用普通挡轮时的较大值取F’An=fN)。

2)每挡支承装置上的总轴向力Fan,此力通常用于向土建专业提供基础设计载荷，应按停窑冷缩考虑，f1=0.15～0.20,Fan=2f1N =(0.19～0.25)Q或(0.175～0.23)(Q+Gr)。

对于带挡轮支承装置，在窑冷缩时挡轮不受力，总轴向力FAn同上。运转中，挡轮与托轮受轴向力之和一般小于冷缩时的Fan。必要时可对两者进行比较，取其较大值。

3)普通挡轮推力Fad，取G0(f/cosαx-sinβ)与Go sinβ之较大值。

4)推力挡轮推力Fay=Go sinβ。

5)液压挡轮推力Fay= (1.2~1.5)Go sinβ。

在计算挡轮部件的疲劳寿命时，应考虑整个运转寿命期内载荷的变化情况，不能一概按上述考虑最不利情况的值计算，而需进行具体分析。

3.调整托轮轴承座的力P

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

式中 f2-钢对钢干摩擦系数，考虑到接触面往往生锈，此处取f2=0.3。

4.轴承庶不倾翻条件

由FH1.09H, 建议b2>2H, b3>0.65H

三、氧化铝回转窑筒体安装尺寸计算

氧化铝回转窑筒体制造、安装的图面技术要符合一定的要求，以下介绍筒体的热膨胀与总图基础水平的计算。

1.筒体热膨胀

筒体很长，工作时温度升高100～200℃以上，其轴向膨胀量很大。10 0米长的氧化铝回转窑窑的膨胀量达220毫米。筒体的热胀将影响到滚圈与托轮的相对位置及窑头、窑尾密封装置。确定支承装置的安装位置时必须计及热胀量，各支承装置的跨距应比相应跨的筒体跨距大ΔLn。

上图筒体热膨胀(注：以邻近齿圈的支承为基准)

式中 α--热膨胀系数，对于钢α=0.000012米/米℃;

Ln--n跨的跨距(米);

t0--安装时的环境温度(℃);

tn--n跨筒体表面平均温度(℃)。

当缺乏氧化铝回转窑筒体表面温度测定资料时，对于氧化铝厂的冷却机，可取t1n- to =100～120℃。

2.总图基础水平距离及标高尺寸的计算

这些尺寸是土建施工及设备安装的依据。在计算时，必须考虑到筒体冷态安装与热态工作时长度的差别以及窑的倾斜安装。计算过程完全是几何关系。

例：φ4.5×100米氧化铝回转窑的总图尺寸计算标高基准点取在齿圈邻近挡的底座的中心。

水平距离，

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

验算：Σ水平距离=4518.7+22551.2+29542.0+30041.7+13285.4=99939.0毫米。

　　传动部分的计算从略。

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