本實用新型涉及回轉窯設備技術領域，具有涉及一種用于高海拔的新型回轉窯裝置。

背景技術：

回轉窯是煅燒工藝的主要設備，是對散料或漿料狀物料進行熱處理的高溫熱工設備，其廣泛應用于冶金、耐火材料、水泥、化工、造紙等行業(yè)。在干法生產中，回轉窯是主機設備。如果回轉窯出現問題，輕則減速、減產；重則停窯、停產，增加了生產成本，給企業(yè)帶來較大的損失。所以回轉窯是非常重要的機械設備。

我國幅員遼闊，地形起伏相差很大。東南沿海地勢較低，其平均海拔高度不超過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，這將降低回轉窯的使用效果。本設計用于高海拔的回轉窯裝置，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)，促進建材行業(yè)良好發(fā)展。

技術實現要素：

發(fā)明目的：本實用新型目的在于提供一種用于高海拔的回轉窯結構，以解決高海拔氧氣不足、場地受限等影響選礦生產的問題，以充分利用我國高海拔地區(qū)資源。

技術方案：為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種用于高海拔的回轉窯裝置，包括窯筒體、傳動裝置、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有冷卻風管裝置，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，長徑比為13.5～14，筒體下面從窯頭至窯尾設有第一支承裝置、第二支承裝置和液壓擋輪支承裝置；所述傳動裝置包括主電機、梅花聯軸器、制動器、對輪罩、主減速器、膜片聯軸節(jié)、漏油接管、小齒輪底座和小齒輪，所述主電機功率為386～576KW，額定轉速為990～1200r/min，勵磁功率為4200～4600W；所述主電機配有管道通風冷卻裝置，進風口風量不小于5200m³/h，靜壓不小于1600Pa；所述大齒圈齒數為160～220的偶數，小齒輪齒數為21～29的奇數。

作為優(yōu)選，所述窯筒體與地面成4.0％的斜度，筒體長度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心結構，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，所述齒輪罩上設有噴射潤滑裝置，保證不間斷大齒圈和小齒輪的潤滑。

作為優(yōu)選，所述窯筒體采用焊接結構，由鋼板卷制分段焊接，筒體進、出料端裝有耐熱鋼護板，以保護回轉窯筒體。

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溫裝置，在軸承座與端蓋之間設有調整墊片。

有益效果：本實用新型的新型回轉窯裝置適合高海拔4000t/d～4500t/d產量的生產線，通過采用合適的回轉窯電動機、窯頭冷卻裝置、煤粉燃燒器、支承裝置、齒輪潤滑裝置，以及不同于常規(guī)長徑比的筒體，能最大限度地應用于高海拔地區(qū)，能節(jié)約場地，節(jié)約成本，以充分利用我國高海拔地區(qū)資源，加快西部建設。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例回轉窯整體布置圖。

圖中：1-窯頭密封裝置，2-冷卻風管裝置，3-第一支承裝置，4-筒體，5-傳動裝置，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中回轉窯傳動裝置結構示意圖。

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

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型方案做進一步說明。

由于高海拔狀態(tài)下大氣溫度、壓力、密度均有降低，而回轉窯內煤粉燃燒速度與氣流中的氧濃度大小成正比，就會影響煤粉燃燒速度；另外由于氣體密度降低，其輸送物料能力會有所降低，但窯內氣體體積增大、風速提高，因此窯尾冒灰會比平原地區(qū)多。冒灰增多，對回轉窯后續(xù)設備的運行有影響；需設計密封效果好的窯頭、窯尾密封裝置，同時高海拔對電氣設備及元件也有不利影響，因為高原地區(qū)空氣密度降低，電氣設備會產生電暈放電和電氣間隙放電等現象，為保證電氣設備的安全運行，故主要電氣設備要選用高原型。由于海拔因素的關系，通過煙室的煙氣量，比相同產量平原生產線增加了很多，同時系統(tǒng)的熱耗也相應的增加。因此在回轉窯設計時，我們要控制窯內的斷面風速，窯斷面熱負荷，以提升回轉窯的使用效果。

如圖1所示，本實用新型實施例提供的一種高海拔的回轉窯裝置，適用于4000t/d規(guī)格的生產線，主要由窯筒體4、窯冷卻風管裝置2、傳動裝置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，傳動裝置5包括主電機51、梅花聯軸器52、制動器53、對輪罩54、主減速器55、膜片聯軸節(jié)56、漏油接管57、小齒輪底座58和小齒輪59?；剞D窯裝置由主電機51傳輸動力經連接梅花彈性聯軸節(jié)；經主減速器55，主減速器55配套強制潤滑的稀油站，經可承受大扭矩的膜片聯軸節(jié)56，連接小齒輪59，帶動大齒圈6傳動，大齒圈6上設計有漸擴式彈簧板以帶動窯筒體4連續(xù)旋轉。

高海拔氣候特性對熱力設備系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、風機、電動機、減速機、燃燒器等機械的性能均會產生較大的影響，如果設計不嚴謹就會影響設備能力的發(fā)揮，不能達標、達產；如果安全系數考慮過大又會增加工程的建設成本，降低企業(yè)的經濟效益，所以設計要準確、合理、節(jié)能、安全。

主電機參數的確定：高海拔對電動機的不利影響，是單位時間內通過的空氣重量減少，從而使冷卻作用降低，故采取降低電動機的輸出力矩，保持電機的溫升不變。電動機的效率比在海平面時要小，同時生產設備的單位產量降低，所以，單位綜合電耗也比常規(guī)的4000t/d生產系統(tǒng)的電耗要高。通過經驗公式、理論公式、簡易公式，經計算、比較，設計確定主電機功率為560KW；設計主電機額定轉速為1000r/min；設計主電機額定電壓為660V；設計主電機勵磁功率為4500W。

為減少高海拔對減速機使用效率的影響，設計減速機速比為31.5，設計減速機齒輪箱額定功率為896KW,校核減速機熱平衡功率安全、可靠。設計采用內冷藏冷卻，即強制潤滑冷卻，選配稀油站，稀油站冷卻用水量11.25立方米/小時，壓力為0.3MPa。

考慮高海拔對電動機效率的影響，設計大齒圈齒數為178，小齒輪齒數為23，校核大齒圈強度，校核小齒輪、小齒輪軸、小齒輪軸上受力鍵的疲勞強度，校核小齒輪軸承、軸承底座的強度，軸承壽命等，計算所有零件強度足夠，安全、可靠。這樣設計可使回轉窯最高轉速達4.01r/min。

由于預分解窯大部分燃料是在分解爐內燃燒的，窯內燃燒所需空氣量大大下降，分解爐燃燒所用空氣相當多的部分由三次風管而來，并不經過窯內，因而預分解窯與濕法窯有相當大的區(qū)別。窯內風速不應該成為高海拔地區(qū)對窯徑的制約因素，不能照搬窯的產量反比于地區(qū)氣壓的關系?？紤]同樣規(guī)格的回轉窯，其產量為平原地區(qū)的83.95％，確定回轉窯直徑為φ4.5m。以往常規(guī)回轉窯長徑比為14～15.5,為節(jié)約場地，節(jié)約成本，在保證產量的前提下確定回轉窯長徑比為13.8，即確定回轉窯筒體長度為62m。

為保證生產操作的穩(wěn)定性和對工況變化的適應性，筒體采用三擋支承裝置，如何布置使筒體所受應力最小，設計比較了5種筒體跨距方案，計算了該5種輪帶所受應力，以窯尾10m處設計液壓擋輪支承裝置，依次24m處設計第二支承裝置,再次22m處設計第一支承裝置,筒體所受應力為最小，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煤粉燃燒速度的影響，該回轉窯采用高效、大推力的煤粉燃燒器設備，同時提高煤粉細度，能有效改善窯內的燃燒溫度和燃燒速率，并確保入窯二次風溫度，從而有效提高窯內的燒成溫度，本次設計采用帶行走小車和軌道的四通道煤粉燃燒器，噴煤量為10t/h。

為減少高海拔對液壓系統(tǒng)的影響，設計液壓擋輪裝置采用3組軸承，使輪帶給擋輪的壓力點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。具體設計擋輪下面與主軸的上部設計一個大調心滾子軸承,在此軸承的下面設有一個小調心滾子軸承,再下設有一個推力調心滾子軸承,可使軸頸處自動調位。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。校核計算擋輪接觸應力、擋輪軸強度、擋輪軸承應力等均安全、可靠，計算軸承使用壽命15年以上。

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

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

為避開筒體的高溫區(qū)，傳動裝置設置在靠近窯尾擋輪處，并配有輔助傳動裝置以供檢修或主電機有故障或斷電時短暫使用，以使生產得以繼續(xù)不至于停窯停產造成損失。輔助傳動電動機的輔助減速器與主電機的主減速器之間用斜齒離合器連接，再經主減速器、小齒輪裝置，來帶動大齒圈傳動。斜齒離合器是在主傳動電動機與輔助傳動電動機的連鎖裝置，其作用是當主傳動電動機電源接通時輔助傳動電動機電源就斷開，反之亦然，兩個電源不得同時接通。

回轉窯筒體采用焊接結構，由鋼板卷制分段焊接，筒體進、出料端裝有耐熱鋼護板，以保護回轉窯筒體。筒體三擋支承的托輪采用矩形實心結構，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矩的膜片聯軸節(jié)，校核計算該聯軸節(jié)轉矩，其強度足夠，安全、可靠。大、小齒輪潤滑如果采用以往帶油輪潤滑方式，由于高海拔溫度較低，油箱里的油易冷凝，而一旦潤滑不好即會加重大、小齒輪點蝕現象影響壽命，所以采用噴射潤滑方式,在齒輪罩裝置處設計噴射潤滑裝置，保證不間斷大齒圈和小齒輪的潤滑。

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

窯頭密封采用彈簧片和迷宮組合式密封裝置。相互聯接的耐熱彈簧鋼片適度壓緊于風冷套的筒體上，以鋼絲重錘拉緊彈簧鋼片，以鋼絲繩的柔軟性補償筒體運轉時的偏擺，設計迷宮組合式密封，可加強密封效果，并可防止由于窯頭出現正壓而噴射出熟料細顆粒而引起鋼片卡住而不能貼緊的現象，為防止積存熟料細顆粒，將灰斗下端接入篦冷機或拉鏈機中。

靠窯頭密封處配有冷卻風管裝置，風機通過喇叭口吹入適量的冷空氣冷卻窯口護板以減少高溫對回轉窯護板的熱輻射，考慮高海拔的影響，設計風機風量為20000立方米/小時，風壓為2000Pa。同時，主電機采用管道通風冷卻，進風口風量5200立方米/小時，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，在徑向上通過彈簧力始終與套筒外圓面緊密接觸，自動補償窯運轉時的偏擺和運轉中沿軸向的往復竄動，并自動徑向補償運行中的磨損，此種密封效果良好，結構簡潔，更換方便。

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

安裝時要注意圖紙給出的回轉窯中心線是筒體與輪帶中心線重合時的理論中心線，是回轉窯在常溫下的設計尺寸，安裝時要根據筒體實物測量所得的實際尺寸進行修正。

本實施例采用確定的筒體跨距、傳動方案、支承裝置、冷卻方式、燃燒器噴煤設計參數等，均設計合理，安全可靠，節(jié)約場地，較好地滿足了高海拔的特殊性，滿足生產，實用性較高。使用本實施例的新型回轉窯裝置，用于4000t/d高海拔生產線，投產后，產量可達4200t/d，效果極佳。上述實施例僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。