由天津水泥工業(yè)設計研究院開發(fā)的國內第一條5000t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線已經(jīng)于2002年5月28日在安徽池州海螺水泥股份有限公司投入生產(chǎn)，并一直連續(xù)穩(wěn)定地運行在設計產(chǎn)量之上。
1、主要技術性能指標
單臺產(chǎn)能：5000t/d;
規(guī)格：+4.8mx72m（筒體內徑×長度）；
型式：單傳動、單液壓擋輪；
窯支承：3檔；
斜度：3.5%（正弦）；
主傳動轉速：0.396—3.96r/min;
輔助傳動轉速：11.45r/h;
傳動功率：630kW;
旋向：從窯頭向窯尾看窯為逆時針方向旋轉。
2、回轉窯裝備設計優(yōu)化
隨著水泥熟料生產(chǎn)線規(guī)模的不斷擴大，裝備的規(guī)格尺寸也在不斷增加，帶來了一系列的制造、運輸、安裝及使用的問題。該生產(chǎn)線的回轉窯規(guī)格為中4.8mx72m，見圖l。這是在總結國內幾十條新型干法預分解窯的生產(chǎn)實踐
經(jīng)驗基礎上，并注意吸收國外先進技術，結合國內制造能力的前提下確定的，并且著重在回轉窯簡體、托輪軸承組、開式齒輪傳動、窯頭及窯尾密封等部位進行了優(yōu)化設計，目的是提高裝備的可靠性，方便維護，提高裝備運轉率，現(xiàn)分述如下。
2.1回轉窯簡體優(yōu)化設計
在回轉窯運轉的過程中，回轉窯的簡體雖然有輪帶的支承，但由于簡體、內襯火磚、支承托輪的原因，筒體還是存在較大的變形，并且隨其本身的轉動在不斷變化，見圖2�；剞D窯簡體規(guī)格增大引起窯簡體變形增大，所帶來的直接問題就是窯內火磚壽命的降低。在回轉窯簡體設計中所要遵循的設計觀點就是要實現(xiàn)回轉窯簡體的“橫剛縱柔”。具體說，就是要保證回轉窯簡體橫斷面具有較大的剛性，盡量減小橫斷面變形。
回轉窯筒體徑向變形位置發(fā)生在回轉窯支撐處，與簡體支撐處的鋼板厚度成反比，并隨與支撐位置距離的加大而衰減，即在支承輪帶下簡體變形最大，而離開輪帶中心距離越大筒體徑向變形越小，見圖3。本次方案設計充分考慮了設備大型化所造成的簡體橫向剛度降低的問題，加厚了輪帶下鋼板厚度，使回轉窯的橫斷面在支承處的徑向變形盡量小，以延長窯內耐火磚壽命，提高窯運轉率。表1為國內相近規(guī)格回轉窯筒體鋼板參數(shù)表。
提高簡體橫向剛度，降低簡體徑向變形的另一個措施就是增加輪帶本身的剮度，同時控制輪帶與筒體之間，的間隙在合適的范圍內，盡量發(fā)揮輪帶對回轉窯簡體的支承作用，但又要防止由于輪帶與簡體間隙過小而使簡體產(chǎn)生縮頸。
關于回轉窯筒體跨距的分布，主要考慮了簡體表面溫度和附加彎曲應力的因素。
根據(jù)目前預分解窯入窯物料分解率≥90%的情況，一般燒成帶長度約占回轉窯長度的50010左右，出窯物料溫度一般在1370—1400C，窯筒體高溫區(qū)域長。從實際生產(chǎn)情況看，窯皮的長度約為5.5D—6D左右，窯皮之后的簡體因失去了窯皮的保護作用而表面溫度增高，而且實際生產(chǎn)中，因為增產(chǎn)而強化窯內煅燒造成窯皮后的簡體表面溫度經(jīng)常在400CC左右。若按照等支撐反力原則分配跨距，則第1、Ⅱ檔輪帶和支撐裝置都將處于高溫區(qū)域，容易因為輪帶與墊板兩者的間隙不當或即使有合適的間隙但因操作不當，窯升溫速度太快產(chǎn)生筒體“縮頸”。而一旦產(chǎn)生“縮頸”后火磚很難砌牢，嚴重影響窯的運轉率。
回轉窯因安裝誤差、各窯墩基礎下沉不均、各檔輪帶、托輪、軸承磨損不同、運轉中托輪調整誤差等原因會破壞窯中心線的直線度，造成各檔支反力發(fā)生很大變化，并在窯內產(chǎn)生附加應力�；剞D窯簡體的附加彎曲應力的大小與回轉窯簡體縱向剛度，及支承裝置間的跨度有關。我們可以根據(jù)公式1計算由于基礎沉陷所引起的附加應力值：
a為附加應力
M-基礎沉陷所引起的固端彎矩
w——回轉窯簡體斷面系數(shù)
k——系數(shù)
D-回轉窯筒體直徑
L——回轉窯支承間跨度
△——基礎沉陷量
K-系數(shù)
增大窯跨距可以使附加彎曲應力迅速降低，但增大跨距也會引起撓度加大。公式(2)反映了跨間最大撓度與跨距之間的關系。由于跨間回轉窯筒體存在撓度，就會在支承處使簡體產(chǎn)生一個偏轉角，實際造成托輪-s輪帶的接觸不勻。為此，曾有國外公司在安裝窯支承裝置時在窯斜度(3.5%或4%)的基礎上修正一個角度，以適應窯簡體的這一轉角。因此對于普通形式的三檔支承回轉窯而言，兩跨跨距存在一個合適的比例，使輪帶兩側的簡體附加彎曲應力較小。目前窯中兩跨的跨距值趨向于接近。
K—系數(shù)
q-回轉窯簡體均布載荷
L-回轉窯支承間跨度
E-鋼的彈性模量
I——窯簡體截面慣性矩
本次回轉窯方案設計充分考慮了窯筒體表面溫度的影響及筒體附加彎曲應力的影響，力爭兼顧指標先進與技術可靠。表2為國內相近規(guī)格回轉窯跨距比較。
在結構設計上，回轉窯筒體采用保證6項機械性能（嘰、皿、8%、ak、A“和冷彎試驗）的20g鋼板卷制而成，采用自動焊接。簡體壁厚一般為28mm，燒成帶處為32mm，輪帶下為75/80mm，由輪帶下到跨間有42/55mm厚的過渡段節(jié)，從而使簡體的設計更為合理，既保證橫截面的剛性又改善了支承裝置的受力狀態(tài)。在筒體進、出料端分別裝有耐高溫、耐磨損的窯口護板。其中，窯頭護板與冷風套組成環(huán)形分隔的套筒空間，冷風從冷風套的喇叭形端口吹人并冷卻窯頭護板的非工作面，以保證該部件的長期安全工作。為保證靠近窯頭溫度較高的兩檔支承裝置運行可靠，在窯頭的兩檔輪帶下裝有特設的筒體風冷裝置。
2.2 回轉窯支承托輪軸承組優(yōu)化設計
支承裝置的核心是托輪軸承組。在本次回轉窯設計中，為增加可靠性，托輪軸承采用了大直徑，小長徑比的軸承形式。由公式(3)可以看出托輪軸某一截面處的彎曲應力與托輪軸承長徑比(IJD)的關系。由公式3可知，在相同作用力的情況下，采用大直徑，小長徑比的軸承其軸的安全性更高。
式中：
a為托輪軸危險截面處的彎曲應力
M-托輪軸危險截面處的彎矩
W為托輪軸危險截面處的抗彎截面模量
F托輪軸承處的支反力
A-托輪軸危險截面到軸承邊的距離
L-托輪軸承的長度
d—托輪軸承的直徑
為適應裝備大型化的特點，將托輪軸承的止推環(huán)置于靠近托輪的內側，改善了受力情況，提高了設備可靠性，見圖4。
2.3傳動裝置的優(yōu)化設計（圖5）
傳動裝置采用單傳動形式。主電機選用新型變頻調速電動機，該電動機具有2.5倍啟動轉矩，調速范圍100—1000r/min，尾部帶有測速發(fā)電機，可以指示窯體的實際轉速。與主電動機配套使用的減速器為三級硬齒面圓柱齒輪減速器，設置了單獨的集中循環(huán)潤滑系統(tǒng)并設有油用加熱器，從而保證了潤滑油路長期、穩(wěn)定的正常工作。窯的大齒輪通過切向彈簧板固定在簡體上。大小齒輪由敞開式齒輪罩予以密封。
本傳動裝置設有連接保安電源的輔助傳動裝置和輔助傳動電源，可保證在主電源中斷的情況下仍能盤窯操作，以防止筒體變形。輔助傳動的設置同時也方便了檢修。
本傳動裝置中采用了撓性軸聯(lián)接，增加了傳動的平穩(wěn)性，具有較大的檢修和操作空間。
在開式齒輪傳動裝置的齒輪罩設計中，總結了以往的齒輪罩設計中的優(yōu)點，強化了密封的可靠性。
2.4窯頭和窯尾密封裝置的優(yōu)化設計
窯頭密封采用罩殼氣封，迷宮加彈簧片式的密封裝置，通過冷風套的喇叭口吹人適量的冷風以冷卻窯頭護板，受熱后的冷風由密封罩頂部排出至大氣。交迭的耐熱鋼片適度壓緊于風冷套的簡體上，保證在窯稍有偏擺時，仍能保持良好的密封效果。為提高窯頭密封的可靠性，增加窯頭密封的使用壽命，窯頭密封的彈簧片由三層構成，內層為耐熱鋼片，中間為隔熱層，外層為彈簧片，見圖6。
窯尾密封采用杠桿式（或直壓式）石墨塊密封及潤滑系統(tǒng)（圖7），這種密封裝置能夠滿足窯的軸向移動和徑向
偏移。石墨塊密封的壓緊裝置采用受壓彈簧，并在布置上遠離熱源同時為彈簧設置護套+從而延長彈簧使用壽命；為壓桿設置導向套筒及合理地選擇彈簧的長徑比，有效防止了壓桿卡死的可能。這種裝置有良好的密封效果，簡單可靠的結構，同時也便于操作與維護。
3、回轉窯的實際運行參數(shù)
以上對50fflt/d回轉窯的裝備開發(fā)作了較為詳細的介紹，其在投產(chǎn)后的運行參數(shù)列于表3。
三門峽富通新能源銷售回轉窯、烘干機、干燥機、滾筒烘干機等。
