生产10万t矿粉级一氧化锰项目用设备-干燥窑的设计.

1、回转窑设计51摘要锰矿在我国属短缺资源，且现有资源贫多富少，因此，充分利用氧化锰矿资源，提高锰矿产品质量，十分必要。如何低成本高效利用这些氧化锰矿资源，为电解氧化锰提供优质原料，已成为制约锰业发展的颈瓶。本论文介绍了在锰矿资源开发中回转窑的设计及制造，回转窑的机构组成比较简单，一目了然。但由于回转窑形大体重，而且还要转动，给设计、制造、安装带来了一些向题。设计中必需考虑大型零部件的制造、运输和安装条件，尤其是直径4米以上的窑：往往会受到很多限制。人们在解决矛盾的过程中，使回转窑不断发展。 本论文主要阐述了回转窑的整体设计及计算，零部件的设计，支撑装置，传动装置的设计和鱼鳞式密封的设计。关键词：

2、回转窑、传动、支撑装置、鱼鳞式密封结。AbstractManganese is a shortage of resources in China, and existingresources, the poormore than rich less, therefore, take full advantage of the oxidation of manganese resources to improve the quality of mangan ese products is n ecessary. Low-cost and efficie nt use of mangan ese

3、oxide min erals resources, to provide high-quality raw material for electrolytic mangan ese oxide has bee n restricti ng the developme nt ofMangan ese n eck bottles.This paper describes the rotary kiln design and manufacture of rotary kilns in the manganese ore resources in the development of instit

4、utions is relativelysimple at a glanee.However, due to the rotary kiln shaped weight, but also rotation.to the design, manufacture,installationbrought someproblems. Design must considerthe large parts manu facturi ng,tran sportati onand installationconditions,especially more tha nfourmeters in diame

5、terkil n:and oftensubject to manyrestrict ions.People in the process of resolvingcon tradict ions,so that the rotarykil n to con ti nue to develop.This thesis describes the overall design and calculation of the rotarykiln, the design of parts, support equipment, gear design and fish-scale seal desig

6、n.Keywords: rotary kil n, tran smissi on, support ing device, scales sealed knot.目录摘要 1第一章.绪论3-1.1设计背景 3第二章.设计内容 42.1回转窑的发展 42.2回转窑的组成与分类 5第三章.主要部件选择与设计93.1窑桶的设计 93.2支撑装置的设计 103.3传动装置的设计 123.4密封装置的设计 13第四章.热平衡计算144.1进料干燥加热相关计算 144.2生物质发热的相关计算 15第五章.运动及动力参数计算5.1传动功率的计算 165.2传动参数选择和减速器 18第六章.主要部件的结构强度

7、计算 20结束语 26参考文献 27致谢 28附录 29第一章绪论1.1设计背景软锰矿是硫化锰的重要原料，世界上约60%的软锰矿由锰矿加工制得。传统工艺是用煤作还原剂焙烧，使软锰矿 MnO2转化为MnO然后用硫酸浸出，但该法存在能耗高、操作条件差、环境污染严重等问题。新开发工艺两矿焙烧法同样存在诸多缺点，如硫化矿焙烧法使 MnO2转化为MnSO4 FeS2转化为Fe2O3然后用水浸出的工艺， 则需要高硫锰比下长时间焙 烧，不仅造成FeS2不能充分利用，且渣量大，难处理，同时还存在延期处理等问题。而在 直接酸浸发中往往有锰浸出率低，矿渣难处理和硫酸用量大等缺点。因此，研究一种可行的新工艺以代替传

8、统工艺，减少污染，提高资源利用率具有极其重要的的意义。我国以软锰矿为原料生产硫酸锰主要采用还原焙烧一硫酸浸出一浓缩结晶的工艺流程，传统工艺生产一氧化锰的还原焙烧设备是传统的反射炉，这种设备热号高，锰回收率低，劳动条件差。二十世纪八十年代，云南、湖南湘西及广东等地曾先后建成回转窑进行这方便的尝试， 但由于原料精度细、回转窑机构和技术问题，窑内粘结现象严重， 大部分回转窑都无法正常生产。近年来开发的一种热回收型氧化锰矿石微波还原焙烧工艺，用微波加热炉进行氧化锰石的还原焙烧工艺，因电耗和煤耗高，以及微波源、处理能力和劳动劳动保护问题未得到解 决，目前也难以在生产中推广运用。我国的干燥设备应用已有几十

9、年的历史。近20年来，干燥设备行业快速发展，经过广大工程技术人员的努力，目前国内市场需要的常规干燥设备，以及国际市场需要的主要干燥设备，我国基本都能自己制造， 这表明，我国干燥设备以进口为主的历史已经结束。但还存在一些问题和隐忧。存在的问题据中国通用机械干燥设备行业协会预测，今后几年，我国化工行业干燥设备需求量将达到 3000台（套）左右；制药用干燥设备年需求量将达到3000台（套）左右;农林、粮食、轻工等行业用烘干设备年需求量预计将达到5000台（套）左右。目前，我国干燥设备在国内市场占有率已达80%以上。据估计，目前中国的干燥设备厂家约有500多家，年销售额超过30亿元。就数量而言，我国算

10、得上是世界干燥设备生产第一大国。但我国多 数干燥设备生产企业技术水平不高，有的甚至没有技术可言。一批投资少、技术含量低的”杂牌军”以大量低质、低价的设备挤占市场，不仅影响了我国干燥设备的整体形象，更引起 了国内干燥设备价格的”内讧，从而使中国干燥业的整体竞争能力难以得到发挥。在貌似繁荣的背后， 我们还应该清醒地看到，一方面，与国际先进技术相比，我国存在很大差距，只能在中、低技术产品市场上占据主导地位。随着国外公司的纷纷进入，全球化经济 加强，我国干燥设备制造业将面临巨大的竞争压力。另一方面，我国干燥设备厂家良莠不齐。一些企业起点高，坚持走科技发展之路，为干燥业的发展起到推动作用；但也有投资少、

11、技 术含量低的“杂牌军”，以大量低质、低价的设备挤占市场，不仅影响了干燥设备的整体形 象，更引起了国内干燥设备价格的“内讧”，出现了价格战。科技含量高的产品挤不进大市 场，而“利润的微弱化”更让很多优势企业在市场中毫无优势可言。在市场上，用户往往会 因为分不清干燥设备厂家的实际生产能力和信誉度，而在购买时无从选择。常州友朋机械有限公司专业生产真空耙式干燥机，回转窑干燥机，喷雾干燥机，圆盘式造粒机，滚筒干燥机，滚筒冷却，链式提升机，摆动分级筛，卧式双轴搅拌机，卧式双轴搅拌机， HYG系列回转滚筒干燥机，HG系列滚筒刮板干燥机， LPG高速离心喷雾干燥机，YPG系列压力式喷雾造粒干燥机，ZLPG系

12、列中药浸膏喷雾干燥机，QG/JG系列气流干燥机，XSG系列旋转闪蒸干燥机，真空耙式干燥机，SZG系列双锥回转真空干燥机等专用设备！回转窑是活性白云石的关键设备，由筒体、传动装置，托、挡轮支承装置，窑头、窑尾 密封，窑头罩及燃烧装置等部分组成。回转窑筒体是受热的回转部件，采用优质钢板卷焊制成，与水平呈一定 的斜度，整个窑体由托轮装置支承，并有控制窑体轴向窜动的机械或 液压挡轮装置。传动装置通过设在筒体中部的齿圈使筒体按要求的转速回转。传动部分除设置配套直流或变频调速主电机的主传动外，还设置了为保证在安装和维修及主传动电源中断时仍能使窑体慢速转动、防止窑体变形的辅助传动装置。为防止冷空气进入和烟气

13、粉尘溢出 筒体，在筒体的进料端（尾部）和出料端（头部）设有可靠的窑尾和窑头复合鱼鳞片密封装 置。工程上采用直径较大、窑长较短的窑型，既减少了窑体上下窜动幅度、延长窑内结圈 周期又节约了占地。在建材、冶金、化工、环保等许多生产行业中，广泛地使用回转圆备对固体物料进行机械、物理或化学处理，这类设备被称为回转窑。回砖窑设备按燃料分有混烧窑，即烧固体燃料，焦炭、焦粉、煤等。和气烧窑。气烧窑包括烧高炉煤气，焦炉煤气，电石尾气，发生炉煤气， 天然气等。按窑形分，有竖窑、回转窑、套筒窑、西德维马斯特窑、麦尔兹窑（瑞士）、弗 卡斯窑（意大利）等。同时又有正压操作窑和负压操作窑之分。林州现代科技中心研制设计了

14、300立方以下的混烧窑和140立方以下的气烧窑，特别是高炉煤气和焦炉煤气燃烧的XD型节能环保石灰窑。攻克了焦炉煤气热值高，火焰短的燃烧难题，可以使剩余焦炉煤气得到 充分利用。由原来的焦炉煤气“点天灯”，污染环境变为了为企业创造效益的宝贵能源。对 中小钢铁企业、焦化企业、电石企业、和耐火材料工业都是非常好的节能、环保、增效的有 效途径。在建材、冶金、化工、环保等许多生产行业中，广泛地使用回转圆备对固体物料进 行机械、物理或化学处理，这类设备被称为回转窑。第二章设计内容2.1回转窑的发展回转窑的应用起源于水泥生产，1824年英国水泥工J阿斯普发明了间歇操作的土立窑;1883年德国狄茨世发明了连续操

15、作的多层立窑；1885英国人兰萨姆发明了回转窑， 在英、美取得专利后将它投入生产，很快获得可观的经济效益。回转窑的发明，使得水泥工业迅速发展，同时也促进了人们对回转窑应用的研究，很快回转窑被广泛应用到许多工业领域，并在这些生产中越来越重要，成为相应企业生产的核心设备。它的技术性能和运转情况， 在很大程度上决定着企业产品的质量、产量和成本。“只要大窑转，就有千千万”这句民谣就是对生产中回转窑重要程度的生动描述。在回转窑的应用领域，水泥工业中的数量最多。水泥的整个生产工艺概括为“两磨一烧”，其中“一烧”就是把经过粉磨配制好的生料，在回转窑的高温作用下烧成为熟料的工艺过程。因此，回转窑是水泥生产中的

16、主机，俗称水泥工厂的“心脏”。建材行业中，回转窑除锻烧水泥熟料外，还用来锻烧粘土、石灰石和进行矿渣烘干等；耐火材料生产中，采用回转窑锻烧原料，使其尺寸稳定、强度增加，再加工成型。有色和黑色冶金中，铁、铝、铜、锌、锡、镍、钨、铬、锂等金属以回转窑为冶炼设备，对 矿石、精矿、中间物等进行烧结、焙烧。如：铝生产中用它将氢氧化铝焙烧成氧化铝；炼铁中用它生产供高炉炼铁的球团矿 ；国外的“ SL/RN法”、“Krupp法”用它对铁矿石进行直接还 原；氯化挥发焙烧法采用它提取锡和铅等。选矿过程中，用回转窑对贫铁矿进行磁化焙烧，使矿石原来的弱磁性改变为强磁性，以利于磁选。化学工业中，用回转窑生产苏打，锻烧磷肥

17、、硫化钡等。上世纪60年代，美国LapPle等发明了用回转窑生产磷酸的新工艺。该法具有能耗低、用电少、不用硫酸和可利用中低品位磷矿的优点，很快得到推广。此外，在环保方面，世界上发达国家利用水泥窑焚烧危险废物、垃圾已有20余年的历史，这不仅使废物减量化、无害化，而且将废物作为燃料利用，节省煤粉，做到废物的资 源化。2.2回转窑的组成与分类一、回转窑的组成回转窑是对散状或浆状物料进行加热处理的热工设备，问世已逾百年。回转窑广泛用于有色冶金、黑色冶金、耐火材料、水泥、化工和造纸等工业部门。回转窑的外形与结构组成见图1 一 1.图1 一1回转窑简图1-燃烧器，2-窑头罩，3 一筒体;4-窑衬，5-热交

18、换器，6-滚圈，7-窑尾罩.8 一喂料装置，9-支承装置，0-带挡轮支承装置，11-传动装置回转窑属于回转圆筒类设备。筒体内有耐火砖衬及换热装置，以低速回转。物料与热烟气一般为逆流换热， 物料从窑的高端(又称冷端或窑尾端)加人。由于筒体倾斜安装，在回 转时，窑内物料在沿周向翻滚的同时沿轴向移动。燃烧器在低端(又称热端或窑头端)喷入燃料，烟气由高端排出。物料在移动过程中得到加热，经过物理与化学变化，成为合格产品从低端卸出。回转窑一般由下列九部分组成 ：(I)筒体与窑衬筒体由钢板卷成，是物料完成物理与化学变化的容器，因而是回转窑的基体。窑内物料温度可达1450 “C以上，故筒体内均砌筑耐火材料(即

19、窑衬)，起保护筒体和减少散热的作 用。按照物料的变化过程， 筒体内划分成各工作带， 如烘干带、预热带、分解带、烧成带(或 反应带)、冷却带等。工作带的种类和长度随物料的化学反应及处理方法而异。由支承的需 要，筒体又分成若干跨。(2) 换热装置为增强换热效果，筒体内往往还设有各种换热装置，如链条、格板式热交换器等。(3) 滚圈筒体、窑衬、物料等所有回转部分的重量通过滚圈传到支承装置上。滚圈传递可达儿百吨重的载荷，其本身的重量也可达到几十吨，是回转窑最重的零件。(4) 支承装置它承受回转部分的全部重量，由一对托轮轴承组和一个大底座组成。一对托轮支承着滚圈，既允许筒体自由转动，又向基础传递了巨大的荷

20、重。支承装置的套数称为窑的挡数，一般有27挡。在其中一挡或几挡支承装置上装有挡轮，称为带挡轮支承装置。挡轮的作用是限制或控制窑回转部分的轴向窜动。(5) 传动装置它的作用是通过没在筒体中部的齿圈使筒体回转。齿圈用弹簧板安装在筒体上。由于操作和维修的需要，较大的窑还设有使窑以极低转速转动的辅助传动。(6) 窑头罩它是连接窑头端与流程中下道工序设备(如冷却机)的中间体。燃烧器及燃烧所需空气经过窑头罩入窑。这里是看火工进行生产操作的地点，因此窑头罩上设有看火孔及检修门。窑头罩内也砌有耐火材料。在静止的窑头罩与回转的筒体间有密封装置，称窑头密封。(7) 燃烧器回转窑的燃烧器大多从筒体窑头端擂入，通过火

21、焰辐射将物料加热到需要的温度。嫩烧 器有喷煤管、油喷枪、煤气喷嘴等，因燃料而异。当反应温度较低时，在窑头罩旁另设燃烧室，将热烟气通入窑内来供给热量。外热窑是在筒体外砌燃烧室，对物料进行间接加热。（8）窑尾罩它是连接窑尾端与物料预处理设备以及烟气处理设备的中间体。烟气经窑排出而入烟道及收尘系统。物料由喂料设备直接喂人窑的尾部， 对千带有外部换装置的窑，则经换热装置 处理后经窑尾罩人窑。窑尾罩内也砌有耐火、保温材料。在静止的窑尾罩与回转的筒体间有密封装置，称窑尾密封。（9）喂料设备它是回转窑的附属设备。 根据物料入窑形态来选用喂料设备。干的粉料（包括窑灰）或块状料由螺旋喂人或经溜管、溜槽馏入。含水

22、分40%左右的水泥生料浆用勺式喂料机舀人流槽流入窑内。水分相似的碱石灰铝矿料浆用喷枪在压力下雾化后喷入窑内。呈过滤机滤饼形态的湿氢氧化铝一类物料， 可用板式喂料机、螺旋喂料机喂入容内。对喂料的要求是稳定、均匀、容易控制，以便配合窑的操作。一般用变速电动机驱动来调节喂料量。回转窑的基本参数有：直径（筒体内径），长度，安装斜度，转速，产能，热耗以及所需 传动功率。在进行回转窑设计之前， 必须掌握下列工艺资料:所处理物料的种类、 状态（尤其是水分 含量），相适应的喂料方法，处理物料的要求（温度、物理、化学变化），对窑产能及其波动范围的要求，窑灰入窑的位置（窑尾还是窑中），燃料的种类及耗量等。湿物料从

23、左端上部加入，经过圆筒内部时，与通过筒内的热风或加热壁面进行有效地接触而被干燥，干燥后的产品从右端下部收集，在干燥过程中，物料借助于圆筒的缓慢转动，在重力的作用下从较高一端向较低一端移动。筒体内壁上装有顺向抄板（或类似装置），它不断地把物料抄起又洒下，使物料的热接触表面增大，以提高干燥速率并促 使物料向前移动。干燥过程中所用的热载体一般为热空气、烟道气或水蒸气等。如果热载体（如热空气、烟道气）直接与物料接触，则经过干燥器后，通常用旋风除尘器将气体中夹带的细粒物料捕集下来，废空气则经旋风除尘器后放空。 转筒干燥器是最古老的干燥设备之一， 目前仍被广泛使用于冶金、建材、化工等领域。二、转筒干燥器的

24、特点转筒干燥器与其他干燥设备相比，具有如下优点：（1）生产能力大，可连续操作；（2）结构简单，操作方便；（3）故障少，维修费用低；（4）适用范围大，可以用它干燥颗粒状物料，对于那些附着性大的物料也很有利；（5）操作弹性大，生产上允许产品的产量有较大波动范围，不致影响产品的质量；（6）清扫容易。这种干燥器的缺点是：（1）设备庞大，一次性投资多；（2）安装、拆卸困难；（3） 热容量系数小，热效率低（但蒸汽管式转筒干燥器热效率高）；（4）物料在干燥器内停留时间长，且物料颗粒之间的停留时间差异较大，因此不适合于对温度有严格要求的物料。三、回转窑的分类回转窑可以从不同角度进行分类。（1）按喂料方法分根据

25、入窑的物料是否带附着水，分干法窑和湿法窑。湿法窑还可分为流入法和喷人法。干生料制成球 （含水12-14%）经炉蓖子加热机（又称链蓖机）缎烧后入窑的 方法俗称“半干法”。氧化铝焙烧窑的原料氢氧化铝含附着水 12-18%，亦可称半干法。（2）按长径比L/D分长径比是划分长窑和短窑的依据。 一般干法窑内工作带数少，L/D Br+ 2U式中Bt、Br-滚圈、托轮的宽度；2U-筒体的轴向窜动量，普通挡轮一般为2040毫米。由于回转窑筒体热膨胀计算及托轮底座的安装会有误差，托轮滚圈宽度差应大于2U。一般取 Bt=Br+50100 （毫米）。2）当窑较长时，还应验算冷态时滚圈与托轮的接触宽度不小于滚圈宽度的

26、34。托轮工作表面磨损速度一般为24毫米/年，应具有610年的正常使用寿命。回转窑托轮与轴是紧配合装配的，往往是轴随托轮磨损严重而报废。为延长托轮的使 用寿命，大连水泥广采用了镶套托轮。装配时将外套加热至400500 由于可采用锻钢外套，托轮寿命得到延长。外套损坏后，可以拆掉重新镶套使用。回转窑托轮表面有局部凹凸不平的缺陷时，可以用车削回转窑托轮的方法来消除不平。车削装置中，工字钢导轨粱由4个槽钢座固定在支承底座上。导轨粱中装有纵向移动刀架和横向移动刀架。纵向刀架由丝杠带动，丝杠可由托轮轴通过棘轮带动。手轮用来调整避刀量，进刀应均匀，切削深度不超过0.5毫米。托轮位置调整正确后，将车削工具固定

27、在底座上。停窑后，将进刀的传动机构装在托 轮轴上。然后转动窑，利用窑的动力进行车削操作。车削后托轮直径减小，其位置应稍向内移。2挡轮挡轮是用来限制（普通挡轮）或控制（液压挡轮）窑体的轴向窜动。挡轮和轮带侧面要 保持一定的间距 U,其值由窑筒体允许的轴向窜动距离而定。其确定原则是既使轮带与托轮在全宽上均匀磨损，又使窑上大小齿轮良好啮合， 同时窑两头的密封装置不致失去密封作用。对水泥回转窑允许窜动的间距 U = 2040毫米；窜动周期一般为每八小时 1 2次。对 于多支点的回转窑， 考虑到窑体热胀冷缩， 挡轮应布置在传动大齿圈附近的轮带两侧。 这样 既防止由于大齿圈过度的轴向移动而影响啮合，又便于

28、大小齿轮罩的设计。 同时，传动装置和支承装置做成联合基础，因此能承受更大的轴向力，并便于工人集中管理。（1 ）、普通挡轮在普通挡轮装置中，挡轮的转动成为窑体上窜或下滑的极限位置的标志。因此亦称为“信号挡轮”。在运转中，应注意不得使上挡轮或下挡轮长时间连续转动。因为这种挡轮装 置是按只对窑体窜动起一定阻止作用的原则设计的。在两个挡轮附近装有限位安全开关，当窑体窜动力过大而挡轮不能阻止时，使窑的主电机断电停车，以保证窑体不会从托轮支承上滑落下来造成重大事故。窑运转时，若普通挡轮转动，则要求我们立即采取措施防止窑体继续上窜或下滑。当改变摩擦系数法无效时，就必须依靠调斜托轮位置来平衡窑体窜动。这种方法

29、从结构上看来是比较筒单而成功的，但也带来了一系列不良后果，主要表现在以下几个方面： 轮带与托轮接触不良。因为两个相依滚动的圆柱体，只有当轴线完全平行时才能获得全宽上的均匀接触。轴线歪斜后，有些部位比压增大， 有些部位比压减少，使托轮或轮带表面磨成马鞍形、锥形，造成表面压溃、剥落、点蚀等缺陷。因此规定托轮与窑体轴线的歪 斜不得大于03。 滑动摩擦增加。由于轮带与托轮间轴线不平行，两个圆柱体不再是纯滚动而兼有滑动摩擦，使零件磨损加剧并增加无谓的功率消耗。 接触表面润滑不良。因为防止窑体下窜的力，来自轮带与托轮表面的摩擦，如果改善了表面润滑条件就必须使轴线歪斜得更大。 但歪斜越大，前述两种后果就更严

30、重。否则摩 擦系数变小了，就会破坏窑体平衡而产生窜动。这样就限制了接触表面充分润滑。润滑不良， 同样会加剧磨损。 维护管理频繁。轮带与托轮表面的摩擦系数是经常变化的，它与零件本身磨损程度、气候条件（如尘士、雨、雪等）、气温和窑内热工制度等因素的变化有关。这些都足以破坏原来力的平衡，使窑体发生窜动。因此需要勤观察、多调整，以防止单侧挡轮经常受力，增 加了工人劳动强度。（2 ）、液压挡轮随着回转窑大型化，普通挡轮的这些缺点更为突出。为使轮带和托轮在全宽上都能均匀磨损。以延长使用寿命，保证窑体直线性，减少功率消耗，产生了液压挡轮。液压挡轮结构是形如蘑菇状的挡轮，内装有向心球面滚柱轴承2，使挡轮可以摆

31、动一个微小的角度，以保持挡轮侧面和轮带完全接触。在止推滚珠轴承3的下方用上球面座 7和下球面座6起调心作用。球面座的球心应与轴承2的球心重合于0点，才能转动灵活。挡轮 1通过空心轴8支承在两根平行的导向轴 4上，导向轴由左底座 10和右底座5固定在基础上。在活塞杆 9 或轮带的推动下，挡轮和空心轴能在导向轴上灵活地往复运动。3.3传动装置的设计窑系统传动装置的组成部分：（1 ）减速机：马达的转速都比较高，窑的转速一般都在3rpm左右，两者间需要有减速机进行减速传动， 有的窑利用三角皮带进行减速，三角皮带在高温环境下工作，很容易老 化，传动比也不是很衡定，目前广泛所用的是普通的齿轮减速机。（2）

32、动力马达：山川重工回转窑载何有恒力矩、起动力矩大、要求均匀地进行无级变速。回转窑窑可采用单边传动，多数采用双边同步马达，采用双边传动便于布置，也节省投 资，比较适合于较为大形的回转窑（旋窑），一般窑内填充率在 20-25%左右，如果出现结圈或堵料，窑的主马达功率会上升，有的厂家也利用液压系统进行传动。（3）密封装置：回转窑（旋窑）系统都是在负压下工作，在回转窑（旋窑）的转动与静止两个部份间的连接处（在窑头与窑尾两个地方），不可避免地有缝隙，为防止外界冷空气的进入，均设有密封装置。在窑头的Seal Air与止封圈并不冲突，它只是将清除窑头附近的一些粉尘吹干净而以。（4 ）辅助引擎：辅助引擎主要是

33、为防止突然断电，窑体在高温、重载（窑内有较多的余料）的情况下发生变形，目前回转窑中都设有余热发电及重油发电设备，停电后自发的电还可以利供窑系统工作用， 停电对窑内生产的影响小一些，在砌砖或检修时要用辅助引擎进行带动，开窑时也要用辅助马达来帮助起动，这样可以减少开窑起动时的能耗，辅助马达与主减速机之间还设有一个辅助减速机，回转窑系统一般布置了一到两台汽油引擎的寸步电 机。（5 ）小齿轮：为了适应窑体的串动，小齿轮要与大齿轮之间留有一定的间隙，新窑更 要注意。两者间隙小，两者很容易造成咬合、磨损加快等现象，小齿轮可以安装在大齿轮的正下方，也可以在大齿轮的斜下方，前者会使小齿轮的地脚螺栓完全受水平力

34、作用，比较容易损坏；后者小齿轮受水平与垂直两个方向上的力，这样基座受的水平力就小些。（6 ）环齿轮：大齿轮都尺寸比较大，一般都由两半（或者更多块）经螺栓联接组成，环齿轮通过弹簧片与窑壳连接，这样具有一定的弹性，可以减少因开、停窑时对大小齿轮的冲激。有的厂家也有利用固定式的螺栓与窑壳进行连接，这种连接方式不具有缓冲的作用， 齿轮也容易受窑壳热膨胀的影响。（7）润滑冷却系统：在大小齿轮间设有自动喷油装置，对齿轮进行润滑；每班的现场 人员要检查齿轮零件及润滑情况，齿轮的润滑情况；齿轮处的冷却是靠润滑油来冷却。3.4密封装置的设计双柔式密封装置新型回转窑、双柔式密封装置，经国家建材局建材机械产品质量监

35、督检测中心和国家 环保局进行的多家现场跟踪监督及检测，其技术性能的先进性、质量可靠性、运行的定性、 环保的功能性予以肯定，是国家建材及国家环保局积极倡导推广的高效节能环保技术新产 品。解决漏风的专利技术-双柔式密封装置(1 )原理：此密封装置为柔性结构，采用一种特殊的耐高温、抗磨损的半柔性新型复 合材料，(碳硅铝复合板)其中包括耐热钢鱼鳞片、碳硅铝复合板、普通钢板鱼鳞片其组合 而成的柔性密封结构整体可以随回转窑的运动而变形，从而适应回转窑在高温使用状态下产生的窑体变形、筒体偏摆及偏心。它一端固定在窑头罩或窑尾烟室上，另一端无间隙地保覆在专门设置的磨擦套上，实现无间隙密封，确保了不漏风。灰斗的设

36、置保证了在回转窑生产不正常情况下的倒料、 吐料有了走料的通道， 灰斗出口管道根据现场情况与塔架下设备连接 或集中处理，使预热后的生料不会漏到设备外面而污染环境及烫伤操作工。因柔性密封装置所用的密封材料全部采用进口耐高温材料及特殊热处理工艺制作，所以在窑头温度1000 c1200C的情况下仍能保持良好机械性能，从而保证密封效果及使用寿命。彻底解决回转部 件与固定部件间的漏风、漏灰问题，提高窑头三次风温保证正常的热工环境。(2) 实验室性能试验：耐磨性：将该耐磨材料张紧在直径 0.8m、以960r/min旋转的钢轮上连续运转了 45天, 磨损量最大处为1.6mm。按4m分解窑折算其磨损寿命大于3年

37、。耐温：经国家建材局建材机械产品质量监督检测中心检验耐温1400 C回转窑自身散热水分被加热到100摄氏度Q2水分被在100摄氏度气化Q3生物质燃烧需要的空气被加热到200摄氏度Q1+ Q7水蒸气被从100加热到200 摄氏度Q4物料被加热到200摄氏度Q5第四章热平衡计算生物质气加热回转干燥窑QI1反应炉余热QI2反应炉焖化罐余热计算条件1利用QI3图1干燥窑顺流进料与燃烧加热的热平衡计算模型含水率按照15%进行，生产效率按照10吨矿物计算。工艺按照设定的工艺。4.1进料干燥加热相关计算已知每小时要求干燥12T的料，10T的矿物，2T的生物质，温度从20C升至200 J设回转窑的转速N为10

38、r/min,长度L为16m，物料在干燥窑内停留时间 T为10min,常压下为空气的比热容 Cp为1000J/kg K,空气密度 入为1.3kg/ m3，物料的密度为800kg/ m3.因为物料在干燥炉内停留30min,所以干燥窑内应有质量M为2T物料体积V0 =M =2.5 m3P设物料占干燥窑内的容积的1/3,则窑的容积V为7.5 m3设干燥窑的内部直径D为0.8m,4V则干燥窑的长度L 2 =15m,Tt D干燥窑内螺旋的螺距P= =0.15m干燥回转窑内200 C气体为7.5 x 2/3m3=5m3P1=P2=1atm由公式其在20 C空气体积壬曰.质量Py PVV1 =0.95 X 7

39、.5 X 2/3 X (273+20)/(200+273)=2394M ! =詔=2.94 x 1.3=3.82kgQ1=3.82x 1X( 200-20) =688KJ从20 C到200C所需热量设矿料含水量为15%，总量M为12000X 15%=1800kg液态水的热容 4200J/kg K,水蒸汽的比 热容为2100 J/kg K,水的汽化热2260 kJ/ kg水从20C到100C所需的热量100 C水的汽化所需的热量气态水从100 C到200 C所需的热量Q2=180X 4.2 X 80=604800kJQ3=2260X 1800=4068000 kJQ4=180X 2.1 X 10

40、0=378000kJ矿料在反应炉内温度从 20C加热到200C实现反应，物料的比热容C为1000J/kgK,除水后的质量为 3600-1800=1800kg,则矿料所需热量Q5=180X 1 X (200-20) =324000 kJ锅炉散热量Q6=TA TR/dA散热面积n DL ; T表面温差(加了保温层，控制温差200-20 C ) ; R保温材料岩棉/硅酸铝的热导率0.06W/(MK) ; d窑的厚度100mmQ6=12000 X 3.14 X 0.8 X(25X20 C) X 0.06/0.1 =48833.28KJ反应炉气体带回热量QI2=20% Q7=122400 kJ焖化罐返回

41、热量QI3= (1-20%) 40% Q7=195840 kJ综上所诉，回转窑内一小时所需的热量Q z=Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6 - QI2-QI3= 5106081.28kJ2生物质发热的相关计算已知：生物质的用量 W kg/h，产气能力E=1.2m3/kg，燃烧值Q=4000大卡/（1大卡的热量为1kg水升温1摄氏度的热量，4200J）则每小时需要的生物质 W供应热量（利用率为90%）Q z=n W2 E Q=1.2 X 4000 X 4.2 X 90%W1 KJW1=281kg3产生生物质气体的体积V仁281X 1.2=337.7m （20C，常压）由公式 得400

42、C常压排除时的体积V2=317m323.5%,取生物质气体中CH4为3%, H2为25%, CO为10%,则需要氧气量与生物之气比例为需要空气量为117.5%则需要的常温常压空气体积V3= 117.5%V1=396.8m3 （温度为20C ）此部分混入空气加热到 400 C的体积V4=117.5%V2=372.5两部分气体加热到400C需要的热量为Q7,整体密度去1.3kg/m3Q7= （337.7+396.8） X 1.3 X 1 X （400-20）=362843 KJ所需生物质用质量w2=7kg总的出气量 V= V2+ V4=690m3回转窑的流量 Q=690 /h=0.192 /s流速

43、 v=Q/S=0.34m/sX3/2=0.57 m/s第五章运动及动力参数计算5.1传动功率的计算主传动计算1运转消耗功率jy _ 7Y 十 N 2式中N 运转消耗功率（电动机轴）；N1 翻动物料消耗功率；N2 克服轴承摩擦消耗功率；：总传动效率，各级传动效率可按表5 一 2或减速器资料定。(i)N1 （见图5 一 5）按物料重心上移需要功率计算，分析如下( 102式中 Gm窑内物料总重，=孑了（吨）；R窑各段有效半径0.8（米）;Li窑各段有效长度15（米）; y物料容重2（吨/米3）;uv物料重心（C点）线速度Uc的垂直分量，/_ 2”叽60sin or(米/秒);物料料面与水平面的夹角（

44、度）。N2分析如下102Pt托轮轴颈上的摩擦力 ，COS +(公斤);fs 托轮轴承摩擦系数，一般取:稀油润滑了f3= 0.018;干油润滑f3=0.060 ;滚动轴承f3=0.0050.010;Rn各档支座反力 Rn与滚圈自重 Gt之和，Rn=Rn+Gt（吨）;込 一托轮、滚圈中心连线与垂直方向夹角，一般4=30Gt托轮与轴的重量，与厂-比可略去不计；（米/抄）；_ 卄 Df . rfA（千瓦V轴颈的圆周速度，切57V書=0593町耳+GJd轴颈直径（米）.则各档Dv/Dt及相同时,川串=0593猝打Gd幷F （千瓦（或期圉59求解）式中：GO回转部分总重2.12选用主电机的功率 NdNd=

45、C1CN千瓦）下面对C和C1作定性的说明。起动过载系数c的定义是_ 一奄起型力矩/窗工馆力矩.电嘲机起劫方輕/电劫机備定方矩，由此可知c与电动机的特性（主要是起动性能）有关，调磁直流电动机 c值最小，调压直流电动机、绕线电动机、整流子 电动机、JO3型居中，JO2型及滑差电动机要求 C谊大一些。C又与窑（或冷却机）的载荷特性 有关，如翻料功率较小的氧化铝焙烧窑的C值就比其他窑大得多。C1为考虑各种特殊情况使所需功率增大的系数。主要是指：（1）三挡以上多支点窑r由子滚圈、托轮、轴承不均匀磨损，支座调整不当及基础不均 匀下沉，使筒体轴线弯曲，会使功率增大。尤其是检修后运转初期表现明显。（2）更换耐

46、火砖过程中，当转窑将废耐火砖送出来时，消耗功率也较大。（3）托轮轴承维护不良时，摩擦系数增大。（4）冷却机长度短，对物料量的波动比较敏感也由C1设及。即：主传动功率 N=N1+N力畀=45（千瓦）辅助传动功率Nf=2X NDX nf/n（千瓦）辅助传动转速nf与主传动转速之n血=2.61/0.18所以 Nf=2X NdX nf/n=7.5 （千瓦）即：主传动功率转速与转矩P0 = Pr=45kwn0=1000r/minT0=9.55 P0 / n0=429 。 7N?m辅助传动功率转速与转矩P1 =7.5kw n I = n0 / i 1 =970r/minT1= 73.8 N?m5.2传动参

47、数选择和减速器速比的分配电动机选定后，由电动机转速和窑（或冷却机）转速即可确定总速比is=nD/n=8.526对常用的电动机一减速器一齿轮齿圈一筒体的传动系统，即减速器速比ii=8.526*5=45齿轮、齿圈主要参数1齿圈分度圆直径df2齿圈一与筒体间的弹簧板需一定空间才能安装，因此由D确定试，（表5-6）.即 可确认分度圆直径 df2=42模数m 可参照电动机功率（双传动时按单侧功率）选定（表5 7）。从而提高传动平稳性， 减轻重量和提高加工精度。目前趋向于减小模数，增大齿数和Z1+Z2。即。选模数m=25.回转窑用减速器根据我国当前减速器的设计制造情况，建议优先采用圆柱齿轮减速器（JB 113070）和大功率圆柱齿轮减速器中的ZS三级减速器和ZL两级减速器。回转窑、冷却机载荷特点是连续、平稳、不经常起动。考虑到回转窑电动机在运转时的负荷率均较低，选择减速器应按计算运转功率（加一定波动余量）作为减速器的设计功率，并以窑在起动时的最大力矩为尖峰载荷，核算减速器承受尖峰载荷的能力，考虑到有色冶金工厂自制备件的材料与质量可能低于原设计要求，宜将上述两系列减速器标准中给出的承载能力降低10%取用。传动件设计1：材料齿轮的损坏形式主要是磨损严重后不能保证正常啮合而更换，如图5 一 11,即使齿顶磨尖，一般也不发生断齿现象。