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窑头、窑尾密封新装置的应用

0引言

华新黄石公司万吨Φ6.2m×98m回转窑窑尾密封采用一种新型径向石墨块密封，窑头也突破性地使用了特殊的径向石墨块密封。回转窑窑头窑尾都采用径向石墨块密封的在国内国外是极其鲜见的。目前国内外传统的回转窑窑尾密封的设计都是采用端面密封。窑头密封设计都采用鱼鳞片密封。这种设计从理论上分析都没有问题，但实际使用都有问题，原因如下面的对比分析。

窑尾端面密封的缺点窑尾端面密封的密封原理见图1，它是利用套在固定套筒上的钢圈端面与回料斗端面接触进行密封，为保证端面始终接触，钢圈背面均布安装了18个直径80mm的气缸，将钢圈推向回料斗。若压缩空气压力按0.6MPa计算18个气缸的理论推力为5425.9kg。

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这种密封的缺点：

(1)窑尾端面的跳动(即回料斗端面的跳动)严重影响密封效果。因为窑尾节段是现场安装时对接焊接的，窑尾端面的跳动是无法消除的，窑尾节段又处于悬臂状态即使组焊时端面跳动较小，投产后实际跳动还会增加。许多端面密封的窑，端面跳动产生的间隙都无法消除。

(2)端面密封结构复杂，制造成本高，维修难度大。一是端面密封钢圈和回料斗两接触端面都要贴耐磨铸铁板；二是要单独设置润滑油站对钢圈耐磨面多处配置油管加油润滑；三是钢圈内孔与固定套筒外圆之间的间隙比较大(因固定套筒受热要膨胀)，所以要防止钢圈下落，把钢圈两面用钢丝绳吊起固定；四是钢圈与固定套筒之间要加毛毡圈密封，由于位置受限，更换密封毛毡圈相当困难，维修极其不便。

(3)窑的能耗有所增大。窑在运转时要克服窑尾端面之间产生的摩擦力，这个摩擦力的大小由18个气缸产生的推力决定，因此驱动窑的功率要加大。

2窑尾径向石墨块密封

窑尾径向石墨块密封原理是在回料斗端面上安装一圈石墨块，石墨块紧贴固定套筒外圆并随回料斗绕固定套筒旋转，达到窑尾密封的目的，见图2。径向石墨块密封，密封效果好，结构简单，同样工况耗能比端面密封低，维修也方便。但如果安装不到位，工艺操作不细心，开停窑时大量漏灰，将严重影响径向石墨块密封的使用寿命。???

窑尾采用径向石墨块密封也是一种使用方法，但由于设计存在问题，安装也存在问题，很多窑尾径向石墨块密封的回转窑使用都不成功，大多改用端面密封了。通过现场调查研究，反复思考，找到了以往使用径向石墨块密封设计的错误，对径向石墨块密封装置进行了重新设计；同时找到了与分解炉联接的固定套筒的正确安装方法，设计制造了安装胎；随后又找到了回料斗外圆和端面跳动对径向石墨块密封产生不良影响的解决办法。在公司领导的大力支持下，2014年在华新新建的桑植公司Ф4m×56m回转窑上使用，2015年3月首次在华新冷水江公司回转窑年修上使用，都取得了满意的效果。黄石公司万吨窑对窑尾固定套筒又进行了改进，套筒外圆车削光洁，减小了与石墨块的摩擦系数。用专用胎具安装，最后打表检查固定套筒外圆对窑中心的跳动量均在13mm范围之内。导向支架安装消除了窑尾径向跳动对径向石墨块密封的影响，石墨块绕固定套筒旋转一圈，弹簧的最大伸缩量不会超过15mm，这是符合设计要求的。如果工艺操作人员正常操作，开、停窑时不漏灰或少量漏灰，回料斗的温度不急剧上升，华新多家公司实践证明了径向石墨块密封的使用寿命是有保证的。???

3窑头鱼鳞片密封

窑头鱼鳞片密封原理是在灰斗和冷风套之间安装圈鱼鳞片(鱼鳞片宽度170mm左右，由不锈钢板和隔热板组成)，鱼鳞片的一端用螺栓固定在灰斗圆锥外圆上，一端搭在冷风套外圆上，再在鱼鳞片组成的外圆上加一圈钢丝绳，钢丝绳的两端绕过固定的滑轮后挂上重锤，使鱼鳞片紧贴在冷风套外圆上，达到密封的目的，见图3。这种密封的主要问题是使用寿命短，新安装好的鱼鳞片，由于安装精度低，冷风套外圆跳动较大，在钢丝绳的缠绕下受力不均，鱼鳞片容易损坏，有的窑新更换的鱼鳞片，运转三个月后就有个别损坏了，一旦鱼鳞片出现坏的，密封效果就恶化。由于窑是连续运转的设备，发现鱼鳞片有坏的，也不能及时更换，严重影响窑头密封效果。???

4窑头径向石墨块密封

窑头径向石墨块密封原理是在灰斗端面上安装一圈石墨块。石墨块紧贴冷风套外圆，冷风套在随窑筒体旋转的过程中，始终与石墨块严密接触，达到窑头密封的目的，见图4。由于冷风套内孔与窑筒体外圆之间安装了与石墨块数量相等的千斤顶，用千斤顶找正冷风套外圆对窑回转中心的跳动量是很容易达到设计要求的。黄石公司万吨窑冷态时冷风套外圆跳动量在5mm范围之内。冷风套找正后再以冷风套外圆为基准安装灰斗。灰斗安装到位后再安装石墨块，安装精度高。窑投入运行前再把每个千斤顶螺杆向下拧1.5圈(根据万吨窑筒体直径决定)，以消除热态时窑筒体膨胀对冷风套跳动的影响。之前华新改造的窑头密封和新制造窑的窑头密封都是采用这种工艺方案施工安装，