φ3×55m煅燒回轉窯的設計計算及制造

趙恒濤

摘 要：文章針對回轉窯內煅燒物料的運動特點，計算出工藝煅燒時間。通過對窯體回轉力矩的分析，求得電機功率。并敘述了主要部件窯體的制造工藝及質量控制。

關鍵詞：回轉窯；煅燒；回轉力矩；制造工藝；質量控制

1 設備簡介

φ3×55m煅燒回轉窯是萬噸級鈦白生產裝置中的重要設備，是一種連續逆流式（熱風流動方向與物料移動方向相反）直接加熱回轉干燥器。具有：大量連續處理（年產量20kt/a，按300個工作日計），適應被干燥物料性質的較大變化（入窯物料為偏鈦酸，含濕量55～60%），能使用高溫熱風（窯頭溫度1000℃，窯尾溫度450℃）的特點。采用：提高入窯偏鈦酸的固含量，利用真空轉鼓過濾機對偏鈦酸進行脫水；控制因窯內微負壓引入的冷空氣量，在下料口處設置液壓雙翻板下料閥；高溫物料余熱回收，冷卻轉筒采用風冷間接換熱，通過二次風機回收從冷卻轉筒來的熱空氣送燃燒室的節能技術。

2 設計計算

2.1 性能參數

2.3 物料平均軸向運動速度

煅燒物料從入窯時的泥糊狀到出料時的粉末狀，其運動軌跡復雜多變，文獻[1]簡化后分析認為：物料運動軌跡和速度主要受窯體內徑、轉速、傾角等影響，也與物料休止角和充滿角有關。

3 制造工藝

因窯體長度為55m，考慮運輸、安裝方便，采取分段供貨，現場組焊的工藝方案。為保證窯體的制造質量，從材料、制造組裝工藝、焊接工藝及無損探傷等方面進行質量控制。

3.1 材料控制

根據設計要求[2]，鋼板、手工電焊用焊條、埋弧焊用焊絲、焊劑的化學成分及力學性能必須符合有關國家標準。對鋼板外形及表面檢查合格后進行噴砂除銹和涂漆防腐處理。

3.2 制造組裝工藝

（1）窯體筒節下料精度控制與標記移植：窯體筒節下料精度是窯體全面質量控制的第一步，必須將長度偏差控制在±5mm，對角線長度偏差控制在±2mm。標記移植鋼印全面、準確、清晰。（2）錯邊量控制：對窯體筒節等厚處焊接接頭錯邊量按b≤1/4δ控制，對不等厚處采取外側單面削薄厚板邊緣后，其錯邊量按b≤1/4δ控制，確保窯體內徑偏差不超標。（3）窯體筒節圓度、棱角度控制：卷制筒節時，鋼板留出拉伸余量12-24mm不等，控制卷板機的壓頭速度，并經常用樣板測量。嚴格控制筒節環向棱角度E≤1/10δs+2，同一斷面最大、最小直徑差e≤1%DI。對不符合要求的，進行彎制校正或采用火焰法在平臺上校正。（4）窯體筒節直線度控制：窯體長度為55m，組裝后整體直線度是最關鍵最難控制的一項指標。組裝時，每道工序都著重強調直線度控制，根據現場條件專門設計可調試工裝，以方便調整各段的組裝。在筒節軸向沿圓周0°、90°、180°、270°四個方向拉線，嚴格控制預組裝直線度≤1%L，每一道環焊縫組對嚴格找正，避免偏差積累。（5）整體預組裝：窯體筒節分段組裝完畢，出廠前必須進行整體預組裝，以檢查調整各項整體指標，在分段處作出明顯、清晰的標記，以便現場組裝使用。

3.3 焊接工藝

（1）焊接工藝評定：窯體筒節鋼板焊接前制焊接試板，進行焊接工藝評定：認為焊接單位有能力制出符合設計要求的焊接接頭。（2）窯體筒節焊接應力分析：根據有關文獻[3]，認為沿焊縫方向的焊接應力為拉應力，垂直于焊縫方向的焊接應力既有壓應力（焊縫兩端），也有拉應力。（3）減小焊接應力及變形措施：一是焊接順序和方向，二是較小的焊接線能量，三是焊前預熱。（4）焊接工序檢查：要求施焊人員嚴格執行焊接工藝卡，檢驗人員隨時監督，檢查焊縫外觀質量。

3.4 無損探傷

按圖樣設計要求，對窯體焊縫進行不小于20%的射線無損探傷。

4 結束語

φ3×55m煅燒回轉窯設計制造安裝后，經過三個月的運行，順利達產，效果良好。

參考文獻

[1]彭思眾，等.回轉窯內物料流動模型研究[J].工業爐.

[2]吳建國，等.450m3二次混料機的強度剛度分析及其優化設計[J].重型機械，1990，4.

[3]王飛，等.萃取塔制造的質量控制[J].化工機械.