本實(shí)用新型涉及回轉(zhuǎn)窯設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具有涉及一種用于高海拔的新型回轉(zhuǎn)窯裝置。

背景技術(shù)：

回轉(zhuǎn)窯是煅燒工藝的主要設(shè)備，是對(duì)散料或漿料狀物料進(jìn)行熱處理的高溫?zé)峁ぴO(shè)備，其廣泛應(yīng)用于冶金、耐火材料、水泥、化工、造紙等行業(yè)。在干法生產(chǎn)中，回轉(zhuǎn)窯是主機(jī)設(shè)備。如果回轉(zhuǎn)窯出現(xiàn)問(wèn)題，輕則減速、減產(chǎn)；重則停窯、停產(chǎn)，增加了生產(chǎn)成本，給企業(yè)帶來(lái)較大的損失。所以回轉(zhuǎn)窯是非常重要的機(jī)械設(shè)備。

我國(guó)幅員遼闊，地形起伏相差很大。東南沿海地勢(shì)較低，其平均海拔高度不超過(guò)200m；而西部海拔有明顯的差別，其海拔高度一般在1000m以上；青藏高原更是高達(dá)3000～5000m。由于地心引力的作用，地球表面大氣層的分子密度是隨著海拔高度而變化，海拔升高后，大氣溫度、壓力、密度均有所降低，由于空氣密度的降低，其氧含量也成比例地降低，其降低幅度與空氣密度相同，這將降低回轉(zhuǎn)窯的使用效果。本設(shè)計(jì)用于高海拔的回轉(zhuǎn)窯裝置，希望能有效地利用西部資源，改善東西部發(fā)展的不平衡狀態(tài)，促進(jìn)建材行業(yè)良好發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本實(shí)用新型目的在于提供一種用于高海拔的回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)，以解決高海拔氧氣不足、場(chǎng)地受限等影響選礦生產(chǎn)的問(wèn)題，以充分利用我國(guó)高海拔地區(qū)資源。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種用于高海拔的回轉(zhuǎn)窯裝置，包括窯筒體、傳動(dòng)裝置、大齒圈、齒輪罩、液壓擋輪裝置、窯頭密封裝置、窯尾密封裝置、窯頭罩及從窯頭罩噴射的煤粉燃燒器；所述窯頭密封裝置處設(shè)有冷卻風(fēng)管裝置，所述窯筒體與地面成3.5～4.5％的斜度，筒體直徑為3.8～4.5m，長(zhǎng)徑比為13.5～14，筒體下面從窯頭至窯尾設(shè)有第一支承裝置、第二支承裝置和液壓擋輪支承裝置；所述傳動(dòng)裝置包括主電機(jī)、梅花聯(lián)軸器、制動(dòng)器、對(duì)輪罩、主減速器、膜片聯(lián)軸節(jié)、漏油接管、小齒輪底座和小齒輪，所述主電機(jī)功率為386～576KW，額定轉(zhuǎn)速為990～1200r/min，勵(lì)磁功率為4200～4600W；所述主電機(jī)配有管道通風(fēng)冷卻裝置，進(jìn)風(fēng)口風(fēng)量不小于5200m³/h，靜壓不小于1600Pa；所述大齒圈齒數(shù)為160～220的偶數(shù)，小齒輪齒數(shù)為21～29的奇數(shù)。

作為優(yōu)選，所述窯筒體與地面成4.0％的斜度，筒體長(zhǎng)度62m，直徑4.5m，所述液壓擋輪支承裝置位于距窯尾10m位置處，所述第二支承裝置位于距液壓擋輪支承裝置24m處，所述第一支承裝置位于距窯頭6m位置處；所述傳動(dòng)裝置位于距液壓擋輪裝置4.5m位置處。

作為優(yōu)選，所述第一支承裝置和液壓擋輪支承裝置的支承托輪軸直徑500mm,第二支承裝置的支承托輪軸直徑560mm。

作為優(yōu)選，所述第一支承裝置、第二支承裝置和液壓擋輪支承裝置的支承托輪采用矩形實(shí)心結(jié)構(gòu)，軸襯瓦材料采用鋅合金鑄鋼。

作為優(yōu)選，所述煤粉燃燒器為帶行走小車(chē)和軌道的四通道煤粉燃燒器，噴煤量為10t/h。

作為優(yōu)選，所述齒輪罩上設(shè)有噴射潤(rùn)滑裝置，保證不間斷大齒圈和小齒輪的潤(rùn)滑。

作為優(yōu)選，所述窯筒體采用焊接結(jié)構(gòu)，由鋼板卷制分段焊接，筒體進(jìn)、出料端裝有耐熱鋼護(hù)板，以保護(hù)回轉(zhuǎn)窯筒體。

作為優(yōu)選，所述第一支承裝置、第二支承裝置和液壓擋輪支承裝置的軸承座上蓋和端蓋上分別裝有測(cè)溫裝置，在軸承座與端蓋之間設(shè)有調(diào)整墊片。

有益效果：本實(shí)用新型的新型回轉(zhuǎn)窯裝置適合高海拔4000t/d～4500t/d產(chǎn)量的生產(chǎn)線，通過(guò)采用合適的回轉(zhuǎn)窯電動(dòng)機(jī)、窯頭冷卻裝置、煤粉燃燒器、支承裝置、齒輪潤(rùn)滑裝置，以及不同于常規(guī)長(zhǎng)徑比的筒體，能最大限度地應(yīng)用于高海拔地區(qū)，能節(jié)約場(chǎng)地，節(jié)約成本，以充分利用我國(guó)高海拔地區(qū)資源，加快西部建設(shè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例回轉(zhuǎn)窯整體布置圖。

圖中：1-窯頭密封裝置，2-冷卻風(fēng)管裝置，3-第一支承裝置，4-筒體，5-傳動(dòng)裝置，6-大齒圈，7-齒輪罩，8-液壓擋輪支承裝置，9-窯尾密封裝置，10-擋輪管路系統(tǒng)，11-擋輪油泵站，12-第二支承裝置，13-窯尾密封加油泵。

圖2為圖1中回轉(zhuǎn)窯傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：51-主電機(jī)，52-梅花聯(lián)軸器，53-制動(dòng)器，54-對(duì)輪罩，55-主減速器，56-膜片聯(lián)軸節(jié)，57-漏油接管，58-小齒輪底座，59-小齒輪。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型方案做進(jìn)一步說(shuō)明。

由于高海拔狀態(tài)下大氣溫度、壓力、密度均有降低，而回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煤粉燃燒速度與氣流中的氧濃度大小成正比，就會(huì)影響煤粉燃燒速度；另外由于氣體密度降低，其輸送物料能力會(huì)有所降低，但窯內(nèi)氣體體積增大、風(fēng)速提高，因此窯尾冒灰會(huì)比平原地區(qū)多。冒灰增多，對(duì)回轉(zhuǎn)窯后續(xù)設(shè)備的運(yùn)行有影響；需設(shè)計(jì)密封效果好的窯頭、窯尾密封裝置，同時(shí)高海拔對(duì)電氣設(shè)備及元件也有不利影響，因?yàn)楦咴貐^(qū)空氣密度降低，電氣設(shè)備會(huì)產(chǎn)生電暈放電和電氣間隙放電等現(xiàn)象，為保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，故主要電氣設(shè)備要選用高原型。由于海拔因素的關(guān)系，通過(guò)煙室的煙氣量，比相同產(chǎn)量平原生產(chǎn)線增加了很多，同時(shí)系統(tǒng)的熱耗也相應(yīng)的增加。因此在回轉(zhuǎn)窯設(shè)計(jì)時(shí)，我們要控制窯內(nèi)的斷面風(fēng)速，窯斷面熱負(fù)荷，以提升回轉(zhuǎn)窯的使用效果。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種高海拔的回轉(zhuǎn)窯裝置，適用于4000t/d規(guī)格的生產(chǎn)線，主要由窯筒體4、窯冷卻風(fēng)管裝置2、傳動(dòng)裝置5、大齒圈6、齒輪罩7、第一支承裝置3、第二支承裝置12、液壓擋輪裝置(圖中未示出)、液壓擋輪支承裝置8、擋輪管路系統(tǒng)10、擋輪油泵站11、窯頭密封裝置1、窯尾密封裝置9、窯尾密封加油泵13、窯頭罩及從窯頭罩噴射的煤粉燃燒器(圖中未示出)等組成。

如圖2所示，傳動(dòng)裝置5包括主電機(jī)51、梅花聯(lián)軸器52、制動(dòng)器53、對(duì)輪罩54、主減速器55、膜片聯(lián)軸節(jié)56、漏油接管57、小齒輪底座58和小齒輪59?；剞D(zhuǎn)窯裝置由主電機(jī)51傳輸動(dòng)力經(jīng)連接梅花彈性聯(lián)軸節(jié)；經(jīng)主減速器55，主減速器55配套強(qiáng)制潤(rùn)滑的稀油站，經(jīng)可承受大扭矩的膜片聯(lián)軸節(jié)56，連接小齒輪59，帶動(dòng)大齒圈6傳動(dòng)，大齒圈6上設(shè)計(jì)有漸擴(kuò)式彈簧板以帶動(dòng)窯筒體4連續(xù)旋轉(zhuǎn)。

高海拔氣候特性對(duì)熱力設(shè)備系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、燃燒器等機(jī)械的性能均會(huì)產(chǎn)生較大的影響，如果設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)就會(huì)影響設(shè)備能力的發(fā)揮，不能達(dá)標(biāo)、達(dá)產(chǎn)；如果安全系數(shù)考慮過(guò)大又會(huì)增加工程的建設(shè)成本，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，所以設(shè)計(jì)要準(zhǔn)確、合理、節(jié)能、安全。

主電機(jī)參數(shù)的確定：高海拔對(duì)電動(dòng)機(jī)的不利影響，是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的空氣重量減少，從而使冷卻作用降低，故采取降低電動(dòng)機(jī)的輸出力矩，保持電機(jī)的溫升不變。電動(dòng)機(jī)的效率比在海平面時(shí)要小，同時(shí)生產(chǎn)設(shè)備的單位產(chǎn)量降低，所以，單位綜合電耗也比常規(guī)的4000t/d生產(chǎn)系統(tǒng)的電耗要高。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式、理論公式、簡(jiǎn)易公式，經(jīng)計(jì)算、比較，設(shè)計(jì)確定主電機(jī)功率為560KW；設(shè)計(jì)主電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1000r/min；設(shè)計(jì)主電機(jī)額定電壓為660V；設(shè)計(jì)主電機(jī)勵(lì)磁功率為4500W。

為減少高海拔對(duì)減速機(jī)使用效率的影響，設(shè)計(jì)減速機(jī)速比為31.5，設(shè)計(jì)減速機(jī)齒輪箱額定功率為896KW,校核減速機(jī)熱平衡功率安全、可靠。設(shè)計(jì)采用內(nèi)冷藏冷卻，即強(qiáng)制潤(rùn)滑冷卻，選配稀油站，稀油站冷卻用水量11.25立方米/小時(shí)，壓力為0.3MPa。

考慮高海拔對(duì)電動(dòng)機(jī)效率的影響，設(shè)計(jì)大齒圈齒數(shù)為178，小齒輪齒數(shù)為23，校核大齒圈強(qiáng)度，校核小齒輪、小齒輪軸、小齒輪軸上受力鍵的疲勞強(qiáng)度，校核小齒輪軸承、軸承底座的強(qiáng)度，軸承壽命等，計(jì)算所有零件強(qiáng)度足夠，安全、可靠。這樣設(shè)計(jì)可使回轉(zhuǎn)窯最高轉(zhuǎn)速達(dá)4.01r/min。

由于預(yù)分解窯大部分燃料是在分解爐內(nèi)燃燒的，窯內(nèi)燃燒所需空氣量大大下降，分解爐燃燒所用空氣相當(dāng)多的部分由三次風(fēng)管而來(lái)，并不經(jīng)過(guò)窯內(nèi)，因而預(yù)分解窯與濕法窯有相當(dāng)大的區(qū)別。窯內(nèi)風(fēng)速不應(yīng)該成為高海拔地區(qū)對(duì)窯徑的制約因素，不能照搬窯的產(chǎn)量反比于地區(qū)氣壓的關(guān)系。考慮同樣規(guī)格的回轉(zhuǎn)窯，其產(chǎn)量為平原地區(qū)的83.95％，確定回轉(zhuǎn)窯直徑為φ4.5m。以往常規(guī)回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)徑比為14～15.5,為節(jié)約場(chǎng)地，節(jié)約成本，在保證產(chǎn)量的前提下確定回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)徑比為13.8，即確定回轉(zhuǎn)窯筒體長(zhǎng)度為62m。

為保證生產(chǎn)操作的穩(wěn)定性和對(duì)工況變化的適應(yīng)性，筒體采用三擋支承裝置，如何布置使筒體所受應(yīng)力最小，設(shè)計(jì)比較了5種筒體跨距方案，計(jì)算了該5種輪帶所受應(yīng)力，以窯尾10m處設(shè)計(jì)液壓擋輪支承裝置，依次24m處設(shè)計(jì)第二支承裝置,再次22m處設(shè)計(jì)第一支承裝置,筒體所受應(yīng)力為最小，最后一段離窯頭為6m。這樣定位跨距方案為(從窯尾)：10m-24m-22m-6m。

為改善高海拔氧含量較低對(duì)煤粉燃燒速度的影響，該回轉(zhuǎn)窯采用高效、大推力的煤粉燃燒器設(shè)備，同時(shí)提高煤粉細(xì)度，能有效改善窯內(nèi)的燃燒溫度和燃燒速率，并確保入窯二次風(fēng)溫度，從而有效提高窯內(nèi)的燒成溫度，本次設(shè)計(jì)采用帶行走小車(chē)和軌道的四通道煤粉燃燒器，噴煤量為10t/h。

為減少高海拔對(duì)液壓系統(tǒng)的影響，設(shè)計(jì)液壓擋輪裝置采用3組軸承，使輪帶給擋輪的壓力點(diǎn)合理分配于擋輪上部及上、中軸承之間，使擋輪軸及軸承受力穩(wěn)定、合理。具體設(shè)計(jì)擋輪下面與主軸的上部設(shè)計(jì)一個(gè)大調(diào)心滾子軸承,在此軸承的下面設(shè)有一個(gè)小調(diào)心滾子軸承,再下設(shè)有一個(gè)推力調(diào)心滾子軸承,可使軸頸處自動(dòng)調(diào)位。這樣上面兩組軸承能承受較大的徑向載荷,下面推力軸承承受較大的軸向載荷,可大幅提高軸承的使用壽命。校核計(jì)算擋輪接觸應(yīng)力、擋輪軸強(qiáng)度、擋輪軸承應(yīng)力等均安全、可靠，計(jì)算軸承使用壽命15年以上。

三擋支承裝置的設(shè)計(jì)：計(jì)算筒體三擋支承處輪帶所受應(yīng)力為3530KN；4879KN,3274KN,設(shè)計(jì)窯頭、窯尾兩檔支承托輪軸直徑500mm,計(jì)算其許用應(yīng)力可達(dá)4100KN；設(shè)計(jì)中間檔支承托輪軸直徑560mm,計(jì)算其許用應(yīng)力可達(dá)5100KN；校核三擋支承托輪、托輪軸、軸承、軸承座等部件強(qiáng)度足夠安全、可靠。

綜上，本實(shí)施例的回轉(zhuǎn)窯總體配置為：回轉(zhuǎn)窯的筒體與地面成4.0％的斜度；回轉(zhuǎn)窯筒體長(zhǎng)度62m；直徑4.5m；長(zhǎng)徑比L/D為：13.8；筒體出料端懸臂長(zhǎng)6m靠窯頭處配置第一支承裝置；進(jìn)料端懸臂長(zhǎng)10m靠窯尾處擋輪配置支承裝置；以避開(kāi)筒體的高溫工作區(qū)，保證筒體在工作狀態(tài)下變形最小為基準(zhǔn)；靠窯尾擋輪4.5m處配置傳動(dòng)裝置。

為避開(kāi)筒體的高溫區(qū)，傳動(dòng)裝置設(shè)置在靠近窯尾擋輪處，并配有輔助傳動(dòng)裝置以供檢修或主電機(jī)有故障或斷電時(shí)短暫使用，以使生產(chǎn)得以繼續(xù)不至于停窯停產(chǎn)造成損失。輔助傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輔助減速器與主電機(jī)的主減速器之間用斜齒離合器連接，再經(jīng)主減速器、小齒輪裝置，來(lái)帶動(dòng)大齒圈傳動(dòng)。斜齒離合器是在主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)與輔助傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的連鎖裝置，其作用是當(dāng)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)電源接通時(shí)輔助傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)電源就斷開(kāi)，反之亦然，兩個(gè)電源不得同時(shí)接通。

回轉(zhuǎn)窯筒體采用焊接結(jié)構(gòu)，由鋼板卷制分段焊接，筒體進(jìn)、出料端裝有耐熱鋼護(hù)板，以保護(hù)回轉(zhuǎn)窯筒體。筒體三擋支承的托輪采用矩形實(shí)心結(jié)構(gòu)，軸襯瓦材料選擇鋅合金鑄鋼。

主減速器與小齒輪之間采用可承受大轉(zhuǎn)矩的膜片聯(lián)軸節(jié)，校核計(jì)算該聯(lián)軸節(jié)轉(zhuǎn)矩，其強(qiáng)度足夠，安全、可靠。大、小齒輪潤(rùn)滑如果采用以往帶油輪潤(rùn)滑方式，由于高海拔溫度較低，油箱里的油易冷凝，而一旦潤(rùn)滑不好即會(huì)加重大、小齒輪點(diǎn)蝕現(xiàn)象影響壽命，所以采用噴射潤(rùn)滑方式,在齒輪罩裝置處設(shè)計(jì)噴射潤(rùn)滑裝置，保證不間斷大齒圈和小齒輪的潤(rùn)滑。

由于高海拔溫度較低，設(shè)計(jì)本回轉(zhuǎn)窯支承設(shè)備帶測(cè)溫檢測(cè)裝置,在軸承座上蓋和端蓋上分別設(shè)計(jì)裝有測(cè)溫裝置,在所述的軸承座與所述的端蓋之間設(shè)有調(diào)整墊片。這樣可監(jiān)控軸承的溫升狀況,從而得知軸承座內(nèi)潤(rùn)滑狀態(tài)以及軸承的受力狀況,保證軸承不被損壞,降低設(shè)備維修成本。

窯頭密封采用彈簧片和迷宮組合式密封裝置。相互聯(lián)接的耐熱彈簧鋼片適度壓緊于風(fēng)冷套的筒體上，以鋼絲重錘拉緊彈簧鋼片，以鋼絲繩的柔軟性補(bǔ)償筒體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的偏擺，設(shè)計(jì)迷宮組合式密封，可加強(qiáng)密封效果，并可防止由于窯頭出現(xiàn)正壓而噴射出熟料細(xì)顆粒而引起鋼片卡住而不能貼緊的現(xiàn)象，為防止積存熟料細(xì)顆粒，將灰斗下端接入篦冷機(jī)或拉鏈機(jī)中。

靠窯頭密封處配有冷卻風(fēng)管裝置，風(fēng)機(jī)通過(guò)喇叭口吹入適量的冷空氣冷卻窯口護(hù)板以減少高溫對(duì)回轉(zhuǎn)窯護(hù)板的熱輻射，考慮高海拔的影響，設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)風(fēng)量為20000立方米/小時(shí)，風(fēng)壓為2000Pa。同時(shí)，主電機(jī)采用管道通風(fēng)冷卻，進(jìn)風(fēng)口風(fēng)量5200立方米/小時(shí)，靜壓1600Pa。

窯尾密封采用徑向彈簧壓緊式石墨塊密封裝置。安裝在預(yù)熱器上的固定套筒的外圓面作為與石墨塊的接觸密封面。石墨塊在軸向和周向上受到限制，在徑向上通過(guò)彈簧力始終與套筒外圓面緊密接觸，自動(dòng)補(bǔ)償窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的偏擺和運(yùn)轉(zhuǎn)中沿軸向的往復(fù)竄動(dòng)，并自動(dòng)徑向補(bǔ)償運(yùn)行中的磨損，此種密封效果良好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，更換方便。

安裝石墨前,必須仔細(xì)檢查與石墨塊接觸的附近區(qū)域的焊縫是否打平、磨光。安裝過(guò)程中石墨塊應(yīng)輕拿輕放，以免碰壞影響密封效果。

安裝時(shí)要注意圖紙給出的回轉(zhuǎn)窯中心線是筒體與輪帶中心線重合時(shí)的理論中心線，是回轉(zhuǎn)窯在常溫下的設(shè)計(jì)尺寸，安裝時(shí)要根據(jù)筒體實(shí)物測(cè)量所得的實(shí)際尺寸進(jìn)行修正。

本實(shí)施例采用確定的筒體跨距、傳動(dòng)方案、支承裝置、冷卻方式、燃燒器噴煤設(shè)計(jì)參數(shù)等，均設(shè)計(jì)合理，安全可靠，節(jié)約場(chǎng)地，較好地滿足了高海拔的特殊性，滿足生產(chǎn)，實(shí)用性較高。使用本實(shí)施例的新型回轉(zhuǎn)窯裝置，用于4000t/d高海拔生產(chǎn)線，投產(chǎn)后，產(chǎn)量可達(dá)4200t/d，效果極佳。上述實(shí)施例僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本實(shí)用新型的精神所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。