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1、1事故概述我公司二线4m60m回转窑，三档支撑，单传动，单液压挡轮,斜度3.5%,主减速器型号ZSY63O-35.5-V,速比34.601,主电动机型号ZSN4-355-092,功率315kW,其窑体旋向从窑头往窑尾看为逆时针方向。其主要结构及各档轴承座布置见图1,该生产线自2006年9月投产运行至今，设计产量为2500t/d。2#4#2#4#2#4#图1回转窑结构及各档轴承座布置示意各档关键组件的轮带分别被两组托轮呈60。夹角支撑传递动力。各托轮轴承座内结构见图2,由托轮轴、球面瓦、衬瓦、止推圈及油勺、油勺支架等组成。12月28日17点40分，中控操作员在正常操作时发现窑主传电流从350A升
2、至600A,且维持了几秒。针对此异常电流情况，中控操作马上电话通知岗位现场排查，但由于岗位人员未认识到问题的严重性，只对现场相关设备作了简单的检查后，以“一切正常”反馈给了中控，继续维持运行，但时隔5h13min（即当天的22点53分），窑电流又冲到100OA以上，随即第11档3#轴承座温度由50C陡升至75且失去控制，中控被迫止料停窑，再次通知岗位排查，检查后发现H档1#轴承座内托轮轴肩靠尾端沿止推圈卡槽处整体断裂，如图3所示，而同轴的另一端即3#轴承座密封及油勺被刮坏，3#托轮轴瓦已严重缺油冒烟，用测温仪现场测试轴面温度己达80C,且还在上涨，轴上已有明显铜屑，从而导致了此次恶性事故的发生
3、。图2回转窑各档托轮轴端结构放大示意断裂线断裂线图311档1#托轮轴头断裂示意2抢修措施我公司及时组织相关人员进行抢修：其一通知维修轴瓦技术娴熟、作风过硬的维修队伍进场；其二对整个检修现场所需工器具、吊装设备从安全角度上作全面的风险评估检查，对施工现场的安全范围半径、临时安全照明、施工的安全监管等进行了详细的现场交底；其三，对此次抢修的关键配件及施工技术的相关要求进行落实：由于公司此档托轮及轴均无配件，故整体安排是将1#轴承座内断裂的轴头作焊接加固处理，对3#轴与轴瓦配合面由于烧瓦造成的铜屑、毛刺等做手工打磨处理，对配件库已落实好的同型号规格的新轴（铜）瓦做重新研刮、修配的重点处理，其他相关组
4、件只作例行检查处理；其四，考虑当时市场需求及窑内温度较高而无法深入内部系统排查，故在原因未彻底分析清楚之前，暂只恢复到前期正常投料量的90%先行组织生产。3具体抢修施工要点先将顶窑及维修用的相关工器具运至现场。顶窑前，为释放窑体偏心力，手动松开辅传抱闸，然后在II挡轮带中心位架设固定40Ot液压油顶及顶窑专用弧板，将II挡轮带顶起约20mm,为安全起见，采用保险垫铁将千斤顶两边塞牢。然后，拆卸1#、3#组托轮两边的轴承座隔热板、冷却水管、石墨板支架、测温装置等相关组件，同时放尽1#、3#轴承座内润滑油，并拆除两边轴承座端盖、轴承座内淋油盘、油勺等相关组件，利用50t吊车及钢丝绳将1#、3#轴承
5、座上盖、托轮及轴吊至窑墩地面，这样空旷的场地，为后续的施工安全及进度创造了非常有利的条件。为尽可能争取时间，通过不断优化现场施工方案后，决定1#、3#两轴承底座可不做移动，但各轴承底座内的球面瓦及1#端托轮瓦等必须注意例行的技术检测及油泥的清理。对于3#托轮轴由于烧瓦时产生的表面磨痕的修复，先用细铿刀修刮、再用油石反复打磨，直至整个轴面光滑、无高点方可。3#托轮新轴瓦的换新是本次抢修时间和技术的关键节点，其主要技术指标必须符合：托轮轴瓦背与球面瓦刮研配合，其接触角为90。，接触面为每2.5cm2.5cm上的接触斑点不得少于23点；托轮瓦面与轴颈的接触角度为30,接触面接触斑点不少于12点/cm
6、2；轴瓦面与轴颈的侧间隙为0.0010.0015D（D为轴的直径），且用涂色法检查各配合表面，着色均匀、接触良好，而轴瓦进、出口侧游隙应做两次各分五处用塞尺进行测量，即第一次放在轴颈上测量；第二次在组装受力时测量，并做好相关检测记录，作业时轻吊轻放，避免轴瓦受损。最后，待新瓦修刮全面达到技术要求，各相关配件全部清洗干净后，将球面瓦及衬瓦吊至轴承座内，并用50t吊车及手动葫芦将托轮及轴吊至1#、3#轴承座内，在轴瓦面上抹上润滑油并用白布覆盖，落下时要防止托轮及轴的滚动，并控制其轴向窜动。而1#开裂轴头的修复，则先用手砂轮机将裂纹口毛刺清除干净、再磨削裂纹口呈30。坡口，焊工用手工电弧及25mm2
7、5mm长度低于轴头直径470mm的钢板作加强焊接处理。经过维修人员连续奋战18h后，窑顺利投产。4原因分析针对此次突发事故，通过上述的重点安排及抢修，运行32d后，到了次年的年修阶段，于是公司再次组织相关技术人员深入窑内，通过全方位排查、分析及相关处理，同时结合前后期的生产运行情况，特别是年修开机后稳定而连续的运行，也终于找到了这次事故的原因，其具体可初步描述为：窑提产，窑内填充率增加，窑体窜动加剧，但由于窑尾筒体与烟室间隙不均引发剧烈碰撞，碰撞所产生的作用力迅速传递于各组托轮上，而间隙最小的H档1#托轮止推圈形成反作用力致使该事故轴止推圈瞬间崩裂，同时伴随窑电流飙升、同轴的另一端油勺破坏、轴
8、瓦被烧的一系列后果。4.1 提产和事故的关联性回转窑筒体与水平呈一定的斜度安装在托轮上，经过长期的运行后，由于基础的变化、筒体的弯曲度、各托轮与轮带表面的不均匀磨损、接触表面摩擦系数的变化等，窑体运转时一般均存在一定幅度的窜动。经分析，事故前两天，分厂工艺根据整个窑况及产质量情况，结合其他国内同类窑型的投料量情况（一般均为熟料日产3000t左右），制定了尝试提产的计划，生料投料从175t/h逐渐提高至186th,且要求每3h增加0.5t量控制，生产第一天后，各相关设备运行未见明显异常，但随着后续的生产，窑内填充率在慢慢增加，导致整个窑体窜动的幅度增加，同时托轮受力也发生了一定的变化，只是未引起
9、重视。事故后通过反查中控DCS曲线时，各托轮温度曲线绝大部分有小幅的上升。这样，提产后窑内填充率逐渐增加，加重了整个窑体的窜动势能,造成了窑尾的偏摆量增加，故提产成了此次事故的第一导火线。4.2 窑尾烟室的碰撞及后期处理窑尾烟室下料嘴与筒体结构如图4所示。虽其窑尾密封结构从最初设计的石墨块形式已改为可以承受一定偏摆的鱼鳞片式，但由于该生产线已经过十多年运行，回转窑在多次点火升温、临时停窑过程中工艺有时未严格按升温要求操作转窑，致使筒体中心弯曲度较大，加之原烟室支座为槽钢焊接件，欠牢固及温度交变的叠加，从而加速了整个窑尾烟室的位置的形变。虽事故前曾几次在外面进行过简单的固定处理，但关键部位如图4
10、所示的回转窑筒体与烟室下料嘴的内部间隙50mm尺寸处未调整到位，而平时每次停窑检修时技术人员也忽视了对此处的检查。图4回转窑与烟室下料嘴间隙经过前面的事故后，2019年2月的年修期间，技术人员在冷态后利用辅传多次旋转窑体，然后对筒体内端与烟室下料嘴间外端的各点间隙进行了准确测量记录，从窑头看，整体间隙数值左大右小，最小处只有35mm,在筒体可见弧长为30mm深度约3mm的磨痕。为彻底消除此隐患，公司经过多次讨论,制订了详细的技术及安全施工方案。第一步，为安全起见，在烟室与预热器的立柱间交叉架设4个5t手动葫芦；第二步，逐一将支撑烟室的4个立柱中间或上部割除一道上下约50mm距离的平口，然后在各
11、上下空档处平行焊接厚度为20mm且面积大于立柱截面的钢板，再在两平行钢板中间塞入三根可活动自如的IOmm的圆钢，以利于整体割断后的自由调整，具体如图5所示；第三步，在下部所有支撑立柱加装活动圆钢的工序全部完工后，再将上部分解炉下缩口的膨胀节、相连的C5下料管分别割断，以达到整个烟室与分解炉的完全分离；第四步，利用2只20Ot千斤顶加4个5t手动葫芦，以筒体为基准，利用各支撑立柱中间增加的三根圆钢为活动支点，将整个烟室拖动、调整到下料嘴与窑尾筒体360。间隙为（502）mm；第五步，待整个烟室下料嘴与筒体调整到位后，重新对接固定焊接各割断点槽钢，并增加槽钢焊接加强固定处理，见图6。4.3 对此次
12、事故中II档1#托轮轴头断裂的分析在日常回转窑设备管理中，对回转窑的各档轴承座内止推圈间隙的检查与记录，是一项非常重要而细致的基础管理工作，因为各档托轮止推圈间隙大小及变化，可以非常直观地反映窑体各托轮受力的大小及方向的变化。图6窑尾烟室调整后固定同时根据设计可知：此规格窑型托轮轴头止推圈与轴瓦端面间隙合理范围为6mm2mm,且窑体正常运转时，各组托轮一般间隙低端稍大于高端，即此窑各档3#、4#轴端间隙大于各档1#、2#数据，也可说明托轮受力主要为上推力。事故出现后，通过查阅分厂事故前的各档托轮止推圈间隙数据（如表1）及结合图1、图2分析可知，整个托轮各档止推圈间隙虽属合理数值，但H档1#托轮
13、轴止推圈间隙明显小于其他止推圈间隙，仅为4mm,这样，当窑尾烟室与筒体瞬间发生剧烈碰撞时，碰撞产生的作用力迅速传递于各组托轮上，而间隙最小的11档1#托轮止推圈将形成非常大的反向作用力从而造成此轴端止推圈的瞬间断裂，引发窑体电流的波动，及同轴的另一端轴瓦油勺破坏、轴瓦缺油、烧毁。当然，如没有窑尾筒体与烟室下料嘴的碰撞，此事故也不会发生。表1各档各轴承座内止推圈间隙mm轴承座第I档第11档第UI档1#7462#10983#1521154#1816185结束语此次事故虽在公司技术部门的精心组织下得到了有效的处理，特别是通过后期的分析，再次处理后，已连续稳定运行1年，在年修第三天后窑投料量就实现了预
14、期的提产目标值，窑电流再未出现任何的波动,产质量及现场设备非常稳定,但事故的教训值得我们思考。（1）回转窑的提产是生产组织管理中的常见工作，但需要组织各专业系统评估、分析、持续的跟踪后方可实施，不能完全凭臆想实施。（2）加强工艺设备日常的现场巡检，及时发现生产过程中一些设备异常的响声、振动、摩擦，并及时反馈和分析，以免造成事故。（3）对于生产中各种故障的出现，我们应有一个正确的认知，要从多方位、多角度去认真组织分析，这样，将有效提高整个生产设备的管理水平。某公司某生产线回转窑二档托轮7#轴瓦发热导致被迫减产，通过调整工艺操作，并采取开外排循环水、风扇吹风、淋冷润滑油等一系列降温措施后，设备恢复
15、正常生产。为检查该托轮轴瓦是否在发热过程中产生损伤，利用错峰生产时间，邀请了托轮检修外包队伍对其进行检查，并对轴瓦进行了刮研处理。但开窑后托轮轴瓦又出现了高温发热现象，导致回转窑无法提至正常转速，且托轮轴瓦因温度过高（最高达90左右）采取了直接淋水的紧急降温措施，对托轮轴瓦损伤较大。此次设备故障不仅消耗了大量的人力物力，且严重影响了熟料的产量和质量。实际生产中，回转窑托轮轴瓦发热主要与其润滑状态、承受的载荷情况有关,下文将主要从这两个方面分析托轮轴瓦发热原因及相应的预防处理措施。02托轮轴瓦发热的主要原因分析1 .1润滑状态不良1 .回转窑冷却循环水内杂质过多，导致冷却水管因堵塞使循环水流动不
16、畅，润滑油降温效果不明显；内部循环水管破裂导致渗水漏水,造成润滑油发生乳化,因油质劣化使轴瓦温度升高。2 .托轮轴瓦润滑油失效需换油时未及时换油，导致润滑油粘度降低、油变质乳化等。3 .托轮轴密封不良导致渗油、漏油严重，使油位下降，或出现油勺脱落的情况，润滑不足导致托轮轴瓦温度上升。4 .托轮轴表面粗糙或轴拉丝严重（轴和轴瓦部分区域相当于点接触），不利于油膜的形成。5 .轴与轴瓦发生相对移动，轴跟轴瓦重新研磨，导致发热。6 .瓦过小或刮研方法不对，在托轮轴和轴瓦之间未形成良好的楔形空间，无法形成有效油膜。7 .托轮轴瓦通过长时间的使用，瓦与轴的接触角度越变越大，同时瓦口与轴之间的接触间隙也越来
17、越小，当其小到一定程度时，润滑油不能顺利地进入轴瓦底部，导致轴瓦出现高温发热现象。.2承受的载荷不正常1.各档托轮调整不当或窑内径向、环向温差过大等，导致窑实际各档中心标高与标准标高偏差过大，窑体中心线出现弯曲现象，从而使各档受力波动偏大，当超过原有的承载能力后，极易产生轴瓦发热现象。2 .轮带与垫板磨损间隙过大，导致轮带的变形椭圆度超过正常范围，或使轮带与托轮接触面发生改变，造成托轮两端的轴瓦出现受力不均的情况，引起托轮轴瓦高温发热。3 .托轮轴瓦侧面与止推盘间隙过小（正常值一般为3-5mm）,造成轴瓦的止推盘与轴肩接触产生摩擦，导致轴瓦发热。4 .窑上下窜动速度过快，当液压挡轮上行的速度过
18、慢且不稳定，而下行的速度过快时，则会在轴向产生向下的推力，此力也可使托轮轴瓦间出现相对挫动和摩擦，使托轮轴瓦端面受力过大，油膜破坏。5 .窑内耐火砖使用导热品种不一、窑皮厚度不均或脱落、喷煤管位置及火焰调整频繁等导致窑筒体外温差变化大，窑筒体的径向温度差过大，当筒体发生变形或外温高对托轮热辐射大时，造成托轮轴瓦高温发热。6 .窑基础下沉或地脚、顶丝松动造成托轮位置变化，受力不均极易造成轴瓦发热。03托轮轴瓦发热后的应急处理方案当托轮轴瓦出现发热迹象时，现场设备管理人员应仔细分析原因，并根据轴瓦温升情况采取能迅速降温的有效措施，避免托轮轴和轴瓦烧坏与抱死情况的发生。托轮轴瓦发热后具体应急处理措施
19、步骤参考如下：（一）检查现场轴瓦温度与中控温度是否一致,确认现场轴瓦温度是否偏高。（二）当温度达到50以上时用气管正对发热点进行冷却，并对托轮座架设降温风扇进行降温。（三）检查托轮轴上的油膜和油勺里的油量，以油勺油量满杯为宜。（四）检查油盘上的油是否流畅。（五）检查发热点，若发热点来源于推力盘与托轮瓦端面间隙小而产生摩擦所致，及时检查窑是否处于下限位，如果是此原因就手动开启液压挡轮将窑向上顶。（六）当温度达到55以上，开启外排循环水，同时观察托轮轴上的油膜情况，对出现油膜较差的高温点用小型尖嘴油壶加油。（七）如若瓦温不高，油温较高（超过55）,可适当开启压缩空气对托轮油进行冷却，温度下降到55
20、以下停止用气。（八）当发现托轮轴瓦发热超过65,且仍有上升趋势时，轴表面温度较高，可先降低窑速，不断加入凉的润滑油，直至托轮轴瓦温度恢复正常。（九）观察轮带与托轮的接触情况,观察轴端止推盘与轴瓦侧面的接触情况,如若接触异常，且瓦温持续上升时，可以考虑对托轮进行微调（未找出引起托轮轴瓦发热的原因前，不要轻易调动托轮位置）。04托轮轴瓦发热的主要预防与解决措施托轮轴瓦发热后的应急处理措施能及时有效地降低轴瓦温度，使其短时间内恢复到正常瓦温。但如未针对发热原因采取有效的预防与解决措施，托轮轴瓦发热问题还会反复，甚至采用应急降温处理措施后也不能使瓦温恢复正常状态。因此针对分析的问题原因，还要求采取相应
21、的预防处理措施。4.1润滑状态不良油量供应短缺或油膜破坏，都会导致托轮轴瓦直接接触，造成摩擦加剧，引起轴瓦高温发热。因此，根据原因分析，建议对应采取以下措施：1 .检修安装时确保瓦座内清洁无杂质，并用压缩空气对轴瓦冷却水管进行吹扫，确保通畅无阻，同时过滤、清除冷却水内的杂质，经常检查回水管内是否有回水。2 .使用专用的托轮轴瓦润滑油，夏季环境温度高，选用粘度较大的润滑油，增加抗压能力，有利于形成油膜；冬季选用粘度较小的润滑油，防止“翻瓦”、挂掉带油勺等事故发生。润滑油要求定期更换，发过热的轴瓦要求每年彻底更换一次润滑油；未发过热的轴瓦，要求不超过两年彻底更换一次润滑油。3 .根据使用周期和使用
22、情况按要求对密封圈进行更换，保证密封圈在使用过程中能保持弹性与完好性，橡胶密封圈建议每年更换一次，使用时间不宜过长，防止因磨损或老化造成设备漏油；在日常巡检中，应检查托轮轴承组供油系统的完好性，观察油勺是否存在松动或脱落的情况，检查撒油盘泄油是否顺畅，如若发现异常情况应及时组织现场人员进行处理。4 .如果发现托轮轴表面粗糙，应及时处理，一般是在回转窑慢转时用油石进行研磨，严重时建议直接更换托轮。5 .采用正确的轴瓦刮研方法，使轴与轴瓦间形成良好的油膜，同时刮研换瓦后，重新开窑时注意规范工艺操作，提窑速时应每次提0.05rmin,防止提速过快导致轴与轴瓦磨合时间过短而发热。轴瓦刮研前检查瓦背接触
23、情况,然后按水泥机械设备安装工程施工及验收规范JCJ/T3-2017的要求对球面与轴瓦进行刮研处理。6 .探寻合适的润滑油外循环冷却装置，托轮轴瓦发热或油温高时对托轮油进行应急冷却（托轮油粘度较高，外循环冷却装置的选用应能保证托轮油的正常流动）。7 .2承受的载荷不正常回转窑托轮与轴瓦之间承受的载荷若分布不均匀，就会导致局部的应力增大，从而难以在接触表面形成完整的油膜，使之变成边界摩擦或干摩擦，最终造成轴瓦发热或烧瓦事故。因此，根据原因分析，建议对应采取以下措施：1 .保证托轮与窑筒体组对时的安装偏差达到规范要求；保证回转窑更换筒体时筒体中心的径向跳动在规定要求内；回转窑停窑后应保持慢转状态，
24、防止窑筒体热变形弯曲。2 .使用喷射专用的高温润滑油定期对筒体垫板和轮带进行润滑，减少垫板与轮带直接摩擦带来的磨损，磨损间隙过大时，建议对垫板加薄垫或直接更换新垫板，以恢复到初始安装间隙；对轮带与筒体高温处进行风冷降温，使窑体和轮带的表面温度控制在正常范围内。3 .若托轮止推盘和轴瓦侧面间隙过小甚至接触受力时，观察轴瓦温度变化，检查是否为窑向上或向下的窜动量过大导致，并进行相应调整。如需调整托轮应遵循托轮调整要求进行微调，使托轮轴瓦与止推盘之间形成一定的间隙。4 .当回转窑向上或向下的窜动量过大时，应及时调整液压挡轮油站油泵的供油速度和节流阀的泄油速度，使回转窑筒体恢复至上下均匀窜动。建议回转
25、窑上行与下行时间周期均控制在8小时，且合理控制液压挡轮工作压力，4.874m回转窑控制在6.0MPa左右（上行压力57.5MPa、下行压力46MPa）,其它小型回转窑控制在5MPa左右。5 .有些情况的轴瓦发热是窑皮分布不均匀等工艺原因导致的，当工艺操作不当引起轴瓦发热时，应设法阻止轴瓦温升的同时，找出具体原因，从而及时调整工艺数据与操作方案，使其恢复正常。6 .加强巡检，针对现场基础下沉或地脚、顶丝松动造成托轮位置变化的情况,及时预防并进行恢复处理。05结语导致回转窑托轮轴瓦高温发热的因素很多，如何快速找出原因并及时有效地进行处理，是考验现场设备技术管理人员综合能力水平的关键。作为现场设备技
26、术管理人员，一是要丰富现场实践经验，了解引起托轮轴瓦出现高温发热的潜在原因，并善于总结分析，做出正确判断，提出合理的预防与解决措施；二是要经常深入现场，在协助现场岗位工做好回转窑日常维保工作的同时，及时了解回转窑的运行状况与各零部件的磨损情况，并做好记录，利用计划检修时间，对异常情况及时进行维护与修理，以避免导致托轮轴瓦发热或烧瓦、翻瓦事故的发生。回转窑托轮轴瓦异响、过热的原因及处理一、回转窑托轮轴瓦异响的原因及处理(1)故障分析托轮径向受力过大，致使轴与轴瓦摩擦力增加，油膜破坏。托轮轴向力过大，使推力盘与轴承端面挡圈压得太紧，产生强力摩擦。选油不当，油粘度不够。窑体局部高温辐射轴承，使润滑油
27、粘度变低，油膜变薄。轴承内冷却水长时间中断，使其温度升高，破坏油粘度。冬季低温时轴承内润滑油粘度偏高，流动性差，呈缺油状态。慢速转窑时间过长,使油勺带油量过少，不能满足轴与瓦之间的润滑要求。轴承内润滑装置发生故障或分油槽堵塞油面过低。轴与轴瓦接触角和接触点的密合程度不符合检修质量标准。(2)故障处理调整托轮受力情况，更换轴承内润滑油，调大轴承冷却水量及采用其他冷却措施。调整托轮，减轻压力，保持托轮推力均匀。更换粘度较高的润滑油，增加隔热措施。临时换入粘度较高的润滑油，增加隔热措施。恢复冷却水，保持通畅，更换新润滑油。及时更换冬季润滑油，拆去轴承上隔热板。临时人工加油，提高窑速。及时修复、清理、补充新油。换入新油，重新修刮轴瓦并配准。二、回转窑托轮轴瓦过热的原因及处理(1)主要原因窑体中心线不直，使托轮受力过大，局部超负荷；托轮歪斜过大，轴承推力过大；轴承内冷却水管不通或漏水；润滑油变质或弄脏，润滑装置失灵。(2)处理方法定期校正筒体中心线；调整托轮；检修水管；清洗、检修润滑装置及轴瓦，更换润滑油。
