隧道窯內軌道易出現問題的分析及控制措施

筆者在燒結磚行業工作近15年,經歷過大、中、小不同斷面和不同有效高度隧道式焙燒窯的設計圖紙審査、施工管理燒成工作的操作管理以及在使用過程中出現問題的決策、解決,體會最深且難以解決的問題是,窯爐在使用過程中,軌道因無規律外伸變形,出現窯內軌道接頭間斷檔等事故以及脫軌而導致窯車不能正常運行,甚至停窯維修生產事故的發生。下面從窯爐軌道工作機理開始,詳細講述窯爐的設計圖紙審査、窯爐的施工管理、窯爐燒成工作具體操作的管理,并拿出了解決問題的手段和保障措施,以供同仁商榷斧正。

1、軌道的受力及其影響

1.1軌道的受力分祈

窯車是在外力的作用下通過鋼制車輪與鋼制軌道的滾動摩擦而在窯內運行的,鋼制軌道承受著窯車靜止時的垂直壓力,力的方向垂直向下;窯車運行時滾動摩擦力的反作用力的方向與窯車運行方向相反。

在特殊情況下,鋼制軌道頂側面還承受導向約束輪的鋼軌導向力即鋼軌導向力。這個力的形成機理是:窯車運行時,當窯車輪的軸在支座受到變形或軸承支架受損后,導向約束輪給鋼軌以橫向力,鋼軌同時給車輪一橫向反作用力,迫使窯車改變方向運行這個力就稱鋼軌導向力,力的方向是沿著車軸方向的。

1.2導向力與鋼軌側摩擦力

鋼制軌道的側摩擦力的大小與導向力成正比,它還與輪緣角、鋼軌水平方向的曲率半徑、車載荷的大小、摩擦系數、固定車軸牢固程度等有關。在實際工作中,人們無法改變車的載荷、摩擦系數,但是能在設計時對鋼軌平直標準進行量化和窯車車軸固定的優化,施下中調直并固定鋼軌和提高車輪制作精度,以及日常維修中及時把車軸固定牢靠。

1.3鋼軌導向力與脫軌

我國規定脫軌系數是用作用在輪軌接觸點的鋼軌導向力與垂直力的比值來表示。鋼軌導向力愈大,垂直力愈小,愈容易脫軌。引起鋼軌導向力和垂直作用力變化的因素很多,如在線路方面軌道頂面高低不平,甚至有凹洼等不符合標準和水平不良,以及車軸固定不牢和輪緣角與軌道不吻合等,將引起窯車車架變形,導致車軸位移,增加導向輪的鋼軌導向力,出現脫軌。

2、正常進行焙燒過程中,隧道窯的軌道會無規律的向外(與窯車運行方向一致)伸長問題和脫軌問題的分析

1引起軌道外伸因素

2.1.1設計方面的因素

a.設計時軌道的選型,針對隧道窯斷面和窯車的載重量(含自重)分別選型,選型是否合理;

b.軌道間膨脹縫的留設尺寸大小是否合理;

c軌道的接頭形式和軌枕的布置是否合理;

d.窯車的車輪與軌道頂面接觸時是否吻合,尤其是導向輪(約束輪)的輪唇與軌道頂面側邊緣是否吻。

2.1.2施T方面的因素

a.軌道安裝長度尺寸及軌道的型號,軌道的材質是否達到設計要求標準;

b.軌枕鋼板的埋設尺寸及軌道接頭的軌枕留設方式,U型螺栓的位置(含平行于窯爐中心線的軸向位置)是否位移及其配套的壓緊板是否滿足設計要求一旦不滿足設計和規范要求,日后會出現軌道外伸逐步發展到軌道接頭斷檔;

c.軌道安裝時水平度與軸線尺寸是否滿足設計要求,軌道安裝完畢后是否加焊軌道擋鐵;

d.窯車在制作時的車輪與窯爐的軌道是否吻合;窯車在窯內運行時是否靈活自如,尤其是窯車運行時車輪軸與窯內軌道是否在空間上垂直成90°,車軸的延長線是否垂直于窯墻;否則就存在脫軌的隱患;

e.采購的窯車輪是否滿足設計要求;

f窯車制作過程中的邊框磚是否超寬或過窄;

2.1.3窯爐使用操作方面的因素

a.窯車的砂封板與吃進窯爐砂封槽的石英砂內尺寸小,密封效果差,熱輻射日積月累地作用到軌道上使軌道存在變形的隱患;

b.窯車在運行一段時間后,使用單位進行窯車維修時,未按照設計要求擺放面磚和邊框磚,造成邊框磚尺寸或大或小,大則剛蹭窯墻,導致導向輪的輪唇受力,扭曲鋼制軌道;小則造成窯車上的火下竄,致使鋼制軌道受熱膨脹,使軌道湉窯車運動方向無規律延伸,軌道接頭處就可能出現斷檔;

c.窯車之間的密封性能沒有保證,造成窯車上的火可能下竄,鋼制軌道受熱變形;

d.在日常操作中,風閘開啟方式不正機的頻率配置不合理,尤其是隨意關閉車底風,造成窯車上的火下竄,致使鋼制軌道受熱膨脹面無規律向外延伸。

3、控制措施

在隧道式焙燒窯運行過程中,解袂鋼制軌道無規律外伸和脫軌的保障措施如下。

3.1嚴格審查設計圖紙

高度重視設計圖紙,嚴格審核圖紙,把隱患問題在施T前整改掉。

3.2依據窯斷面寬度選好軌道型號當前,隧道窯的斷面寬度可分為:2.5m、3.0m、1m、3.6m、4.6m、4.8m、69m、7.3m、9,2m、10.4m等不同寬度的隧道窯。

通常情況下,4.6m斷面寬以上的隧道窯(含4.6m),均選擇22kg/m輕型軌道,有的選用30kg/m的重型軌道;4.6m斷面以下隧道窯均選擇18kg/m輕型軌道;2.5m斷面寬以下選擇15kgⅧm輕型軌道。軌道的尺長度,通常根長為8m,10m.12m。為使軌道的膨脹控制在合理范圍內,一般選擇根長10m。對于22kg/m的軌道接頭留有8mm-12mm的縫隙(縫隙內用高鋁棉塞實、壓緊);對于18kgm的軌道接頭留有6mm-10mm的縫隙(縫隙內用高鋁棉塞實、壓緊)。軌道接頭處埋設雙軌枕板,接頭設置在軌枕板上,有便于軌道膨脹自如。軌道接頭有兩種方式:一種是平口接頭;另一種是斜口接頭,在接頭方向上斜口接頭有利于平口接頭,斜口接頭的小角度方向要與窯車運行前進的方向一致,千萬不要反向放置。

3.3施工方面的控制措施

a.建設單位和監理單位,尤其是監理單位對軌道進場后要抽樣,全面檢驗軌道的材質,性能指標必須滿足設計要求,軌道的外形尺寸符合標準時方可進行下一步工序;

b.捋清軌道的安裝T藝,牢靠固定窯爐的縱向中心線。以中心線為標準,劃分軌道混凝土梁的位置支設的模板牢固且不變形,在模板上根據軌道的根

長,按照設計要求標注軌枕板的中心位置和U型預埋螺栓的位置,注意雙軌枕板的地方不得遺漏;預埋軌枕板的錨鐵與混凝土梁受力筋點焊牢固,U型螺栓也是如此固定;

c.窯車制作結構是否合理,它將直接影響到軌道的使用:

①窯車的導向輪是有單邊導向輪與雙邊導向輪之分,輪唇與軌道的吻合合理與否,直接影響軌道是否受到側向力,進一步發展為軌道扭曲;

②車軸與軌道的空間關系,也十分重要,車軸與車架連接零件支座的位置關系和牢固程度是檢查的重點;

③窯車與窯車的接口處咬合時是否緊密,它會直接影響軌道面的正常工作溫度高低的;

④輪軸內安裝耐熱軸承,而滾珠的間隙周邊尺寸合理,有利于自由膨脹而自如滾動;

⑤窯車接口處形態“V"型與“C”型相比V"型為最佳,但“V”型深度尺寸較“C"型要深1020mm;為此除施T單位自檢外,監理單位要進行旁站監理,留有文字和影像記錄;

d.對窯車底軌道的溫度控制措施。按要求車底風的溫度要低于窯車軸承潤滑劑的熔點,以保證注入軸承內的潤滑劑不融化,避免軸承被燒死,造成窯車卡在窯爐內。為此,

①確保車底送風道的暢通和避免中途的“跑、冒、漏”;

②經常巡視車底風出口處風的淮度,以不高于80℃為宜,但是也要看出風口是設置在燒成區域還在預熱區域而區別對待,以及磚廠所在的地理位置和季節,應靈活掌握;

③加強窯車的維修管理,做實維修記錄,落實到人頭,進行跟蹤,達不到標準的嚴加考核;

④在維修后的窯車出車口兩側加裝限制超寬裝置;

⑤窯車維修后聯合驗收,以后在使用過程中,出現與窯墻摩擦碰撞和火燒窯車裙板、窯車與窯車接口處咬合不嚴等不達標現象,對參加驗收者進行附帶責任考核;

e.防止脫軌重要控制措施:

①在軌道施τ中嚴格按照圖紙要求操作,測量儀器在鋪軌和調整軌道時隨時進行水平高程測量和經緯測量;

②在施T中圖示位置標注出車軸固定支座的材料優劣的選擇、車輪及其軸承的制作采購;

③在使用期間必須細心地維護窯車輪、軸及軸承,還有車軸的支座;

④一旦出現窯車輪轉動不良,立即更換軸承并將在場分析換下來的軸承,找出原因,制定措施,防止以后再出現。因為不轉動的窯車輪與軌道是滑動摩擦,通俗地講是硬碰硬摩擦,容易造成軌道出現凹凸窩,導致軌道被不正常拉長;同時約束輪的輪唇也可能出現受力現象,導致軌道在橫向水平導向力的作用下而變形,壓緊板松動,長時間地在同一部位重復出現橫向力,易造成園定壓緊板的疲勞破壞而斷裂,失去固定軌道的作用,存在著軌道接頭斷檔的隱患;

⑤確保車架不變形,維修時多測量幾次對角線的長度,看是否在允許誤差范圍內,重點是對窯車輪與窯車架連接機構零件進行檢查維護,一旦發現車輪軸與軌道不成90°,立即調整連接零件,以防止窯車在窯內左冇擺動呈蛇形軌跡前行從而避免車上的火下竄使軌道膨脹外伸變形或脫軌。

內容來源于百度