× 55m煅烧回转窑的设计计算及制造
赵恒涛（山东冶金机械厂有限公司，山东淄博255064）
摘要：文章针对回转窑内煅烧物料的运动特点，计算出工艺煅烧时间。
通过对窑体回转力矩的分析，求得电机功率。
并叙述了主
要部件窑体的制造工艺及质量控制。
关键词：回转窑；煅烧；回转力矩；制造工艺；质量控制
1设备简介
3 × 55m煅烧回转窑是万吨级钛白生产装置中的重要设备，是一种连续逆流式（热风流动方向与物料移动方向相反）直接加热回转于燥器。
具有：大量连续处理（年产量20kt/a，按3个工作日计），适应被干燥物料性质的较大变化（人窑物料为偏钛酸，含湿量55、 60％），能使用高温热风（窑头温度10開℃，窑尾温度450℃）的特戟、、0 采用：提高人窑偏钛酸的固含量，利用真空转鼓过滤机对偏钛酸进行脱水；控制因窑内微负压引人的冷空气量，在下料口处设置液压双翻板下料阀；高温物料余热回收，冷却转筒采用风冷间接换热，通过二次风机回收从冷却转筒来的热空气送燃烧室的节能技术。
2设计
计算
2」性
能参数
规格：3 × 55m（窑体内径R ×
长度L) 转速：N=0.3r/min 安
装倾角：仪：2．292。
生产量：2．625t/h
2．2窑体临界转速：N，“：42÷
SC=35.5r/min 式中:Rc=1.4一窑体
有效半径显然，窑体转速小于临界
转速。
2．3物料平均轴向运动速度
煅烧物料从人窑时的泥糊状到出料时的粉末状，其运动轨迹复杂多变，文献[刂简化后分析认为：物料运动轨迹和速度主要受窑体内径、转速、倾角等影响，也与物料休止角和充满角有关。
公式ü={8TNRctgaxSimIJX( 1+0）}/3SinO×巾产3．346 h 式中：巧。
，物料充满角之半巾，：0· 95944，物料堆积所占弧度数(D：L25，物料与窑体壁相对运动影响因子
2．4工艺煅烧时间:t=l丿ü=巧·03h
2 · 5生产时窑体总重量
（1）窑体筒本体加上箍圈、大齿圈等：GF1.47x106N
（2）窑体内所砌耐火砖重量：G2：翦（R2一Rc2）LYI：1.3 × 106N，式中：Yi =2．6t/m3，
镁质耐火砖密度
（3）生产时窑体内物料重量：G3= Rc2 LY：3 · 945 × 105N
式中：0· 1457，物料充填系数；Y2：0．8t/m3，
物料密度故，生产时窑体总重量：G：G汁
C2+G3：3．17× 106N
2．6托轮接触强度校核
箍圈与托轮受力分析如图1所示。
当窑体静止时：FFF2；当窑体回转时：F2>F №
FFG/2Cos300 L78
× 106N ，：
kC,/2C“30：：
2．1、10。
N
F
式中：k ：L 18，物料偏移系数。
按F2校核托轮接触强度即可，托轮接触强度：：VF2/3b•p
= 108.8kg/mm2
式中：ZE=60 · 6，钢对钢弹性模量
b=550mm，托轮与箍圈接触宽度
p= 394，7mm，综合曲率半径
选取托轮材质为45钢，淬火处理45巧OH c，采用稀油润滑，其许用接触应力〖司H：135皿
仃<，故托轮接触强度符合要求。
2 · 7窑体回转力矩计算
窑体回转所需总力矩M为物料重量力矩M。
落料惯性力矩
M落料摩擦力矩M摩及窑体支撑系统摩擦力矩M “之和（1）物料重量力矩M G3Re：4 ·4× 105Nm
式中:Re=k Re= 1.12m，k =0，8，物料重心分布影响系数。
（2）落料惯性力矩M惯=CJ3RcN2,/9開巾。
= 80．5Nm
（3）落料摩擦力矩M摩=0．5G3Rc甴Cose：
8．836 × 104Nm 式中：甴=0．08，物料与窑体摩
擦系数。
（4）窑体支撑系统摩擦力矩M摩支=（Fl + F2 2= 3彐× 105Nm 式中：勘=0 ·4，箍圈与托轮摩擦系数。
M Gt=M重+M M+M +M摩支= & 384× 105Nm。
2．8电机功率的计算：
P=M总N/9550 = 33 · 3Kw，=0· 796。
据此，选取电机功率为45Kw，电机型号为YCT3巧-4Ba
2．9减速机型号及开式齿轮的确定
选取一次减速机为ZDH40-6.3-ll，高速轴允许输人功率为49 ·9Kw，速比I=6．5。
选取二次减速机为ZSH40一7 ]一I，高速轴允许输人功率为30．3Kw，速比I=70．63。
为适应窑体直径和速比的要求，确定廾式齿轮的参数如下：厶：
7，Z2=52，m=
30 3制造工
艺
因窑体长度为55m，考虑运输、安装方便，采取分段供货，现场组焊的工艺方案。
为保证窑体的制造质量，从材料制造组装T 艺焊接工艺及无
损探伤等方面进行质量控制
3 · 1材料控制
根据设计要求2]，钢板、手工电焊用焊条、埋弧焊用焊丝、焊剂的化学成分及力学性能必须符合有关国家标准。
对钢板外形及表面检查合格后进行喷砂除锈和涂漆防腐处理。
3．2制造组装工艺
（1）窑体筒．节下料精度控制与标记移植：窑体筒节下料精度是窑体全面质量控制的第一步，必须将长度偏差控制在± 5mm ，对角线长度偏差控制在± 2mm。
标记移植钢印全面、准确、清晰。
（2）错边量控制：对窑体筒节等厚处焊接接头错边量按1／45控制，对不等厚处采取外侧单面削薄厚板边缘后，其错边量按1 /45控制，确保窑体内径偏差不超标。
0）窑体筒节圆度、棱角度控制：卷制筒节时，钢板留出拉伸余量12一24mrn 不等，控制卷板机的压头速度，并经常用样板测量。
严格控制筒节环向棱角度 E 1/10ös + 2，同一断面最大、最小直径差1％D “、对不符合要求的，进行弯制校正或采用火焰法在平台上校正。
（4〕窑体筒节直线度控制：窑体长度为55m，组装后整体直线度是最关键最难控制的一项指标。
组装时，每道工序都着重强调直线度控制，根据现场条件专门设计可调试工装，以方便调整各段的组装。
在筒节轴向沿圆周0。
、90。
、] 80。
、270。
四个方向拉线，严格控制预组装直线度1％1,，每一道环焊缝组对严格找私过免偏差积累。
（5）整体预组装：窑体筒节分段组装完毕，出厂前必须进行整体预组装，以检查调整各项整体指标，在分段处作出明显、清晰的标记，以便现场组装使用。
3．3焊接工艺
o ）焊接工艺评定：窑体筒兯钢板焊接前制焊接试板，进行焊接
探讨，以期为船舶电气设备的使用和设计提供一定的参考。
工艺评定：认为焊接单位有能力制出符合设计要求的焊接接头。
（2）窑体筒节焊接应力分析：根据有关文献卩]，认为沿焊缝方向的焊接应力为拉应力，垂直于焊缝方向的焊接应力既有压应力（焊缝两端），也有拉应力。
（3）减小焊接应力及变形措施：一是焊接顺序和方向，二是较小的焊接线能量，三是焊前预热。
（4）焊接工序检查：要求施焊人员严格执行焊接工艺卡，检验人员随时监督，检查焊缝外观质量。
3 ·4无损探伤
按图样设计要求，对窑体焊缝进行不小于20％的射线无损探伤。
4结束语
甲 3 ×55m煅烧回转窑设计制造安装后，经过三个月的运行，顺利达产，效果良好。
卩]彭思众，等．回转窑内物料流动模型研究[耳工业炉．罔吴建国，等·450m3二次混料机的强度刚度分析及其优化设计重型机械，] 990，4．。