預乾燥窯利用熱風爐天然氣燃燒產生的高溫煙氣，以順流方式通過乾燥窯時，高溫煙氣與銅精礦進行充分的熱交換，當乾燥窯運轉時，內筒體上的揚料板不斷翻炒銅精礦，促進精礦與熱煙氣的接觸，從而達到銅精礦脫水效果。
基本介紹
- 中文名：預乾燥窯
- 套用：乾燥銅精礦
概述,結構,作業管理,故障及分析,存在問題與改進,
概述
迴轉窯屬於大型圓筒類迴轉設備，小角度傾斜安裝，以低速迴轉。貴冶預乾燥迴轉窯為順流式迴轉窯，規格φ3.2×20m。採用二支點設計，安裝斜度 5%，筒體轉速 3~4r/min。整台迴轉窯由內外雙層筒體、傳動機構、托擋輪、滾圈、傳動齒圈及頭尾密封裝置構成。其工作原理是利用熱風爐天然氣燃燒產生的高溫煙氣，以順流方式通過乾燥窯時，高溫煙氣與銅精礦進行充分的熱交換，當乾燥窯運轉時，內筒體上的揚料板不斷翻炒銅精礦，促進精礦與熱煙氣的接觸，從而達到銅精礦脫水效果。目前，兩台窯實際脫水能力可達到 5~6t/h左右。
結構
1、 筒體
考慮到銅精礦含水較高，具有一定的粘性。為了減少物料的粘接及散熱損失，因此採用內、外雙層筒體設計。兩層筒體採用特殊螺栓連線，在保持筒體熱膨脹需要的同時，確保螺栓不被剪斷
（1） 外筒體
外筒體採用 Q235-A 鋼卷焊製成，窯體前後共設有8圈振打錘。按照窯內精礦分布和粘接情況，窯前6圈和窯後2圈設計安裝了10個/圈振打錘。此外，根據窯體支撐需要，在外筒體距窯前、窯後端4m的位置，利用墊板、擋塊各設計安裝了1組松套式截面滾圈。根據傳動需要，在外筒體中部設計安裝了大齒圈。
（2） 內筒體
內筒體採用 10mm 厚不鏽鋼板卷焊製作。考慮到進料端水分高、粘性大，因此在窯頭位置設計了8 塊螺旋式推料板，滿足窯內精礦推送需求。同時，考慮到防止返料和耐高溫的需要，還在窯頭設計了耐熱擋板和擋料板。此外，為了在窯內達到拋撒精礦物料的效果，在內筒體設計安裝了12圈舉升式揚料板。其中，根據窯內精礦水分“前高后低”的情況，前 6 圈每圈設計安裝 8 塊，後 6 圈每圈設計安裝 10 塊，總計 108 塊揚料板。隨著企業的不斷發展壯大，生產能力的不斷提升，原料成分複雜，各礦種中腐蝕元素（CI-）含量較高，造成乾燥窯內筒體及揚料板腐蝕加劇，使用壽命變短。
2、 傳動控制
目前，兩台迴轉窯均採用變頻電機驅動，額定功率為 200kW。其傳動方式為 ：變頻電機→彈性柱銷聯軸器→減速機→彈性柱銷齒式聯軸器→小齒輪→大齒輪。小齒輪與大齒圈採用油氣潤滑技術，其特點是潤滑油以較大的顆粒黏附在管道內壁四周，當壓縮空氣高速向前流動時，在管壁上形成一層均勻的連續環狀油膜，最後以壓縮空氣分離的連續精細油流噴射到潤滑點。窯體可採用現場調速或遠程 DCS 監控系統集中控制，電機轉速可在0-1360r/min 之間進行調節。
作業管理
1、 啟動前的檢查
按照預乾燥迴轉窯的控制特點，結合現場的實際情況，通常可以從以下幾個方面進行相應的檢查和確認 ：
（1）檢查 DCS 控制調速是否為“零”；
（2）根據現場或遠程啟動需要，將現場控制箱轉換開關置於“單機”或“聯鎖”位置 ；
（3）確認大齒圈噴油裝置工作狀態是否良好 ；
（4）確認上、下托輪冷卻水是否暢通，接觸面潤滑是否良好 ；
（5）確認停窯位置是否與接班記錄相符 ；
（6）檢查確認是否有人員檢修或施工 ；
（7）檢查窯體及附屬設施是否有其他異常現象 ；
（8）確認一切正常後，方可按順序啟動。
2、 停車注意事項
預乾燥迴轉窯的停車操作通常需要結合生產狀況進行控制，需要特別注意的是 ：
（1）先停止窯前給料，再停窯，避免窯頭返料現象發生 ；
（2）停車電流控制在 180-190A，並保持窯內精礦物料的均勻分布，以避免 ：①停車電流過大，造成再次啟動時變頻跳閘或無法啟動 ；②停車電流過小，造成再次開車時窯後“冒灰”現象發生 ；
（3）要求每班次停車位置準確，保持窯內粘礦均勻，保障迴轉窯運行電流持續穩定 ；
（4）DCS 控制調速調節到“0%”；
（5）將現場選擇開關打至“零”位 ；
（6）檢修施工或其他異常情況做好詳細記錄。
3、 作業管理要求
貴冶結合多年的運行管理，對迴轉窯停車位置進行了具體要求，並納入日常考核規範 ；另外，根據迴轉窯運行電流波動情況，在電流波動達到30~40A 時，安排進行 1 次內筒體的粘礦清理 ；此外，勤點檢操作，對窯運行情況進行實時跟蹤監控。結合劣化情況，定期進行脫落振打錘的補充，以及揚料板、內筒體的檢查和焊補檢修。
故障及分析
根據多年的作業管理總結及分析，振打錘、揚料板劣化脫落，內筒體腐蝕穿孔，窯電機跳閘等是迴轉窯作業多發故障。
1、 振打錘脫落
振打錘脫落是預乾燥迴轉窯發生最多的故障之一，主要原因是振打錘尾部固定螺栓磨損脫槽，造成振打錘的整體脫落 ；部分振打錘因焊接處脫焊造成錘頭脫落。針對這個情況，貴冶根據振打效果和實際使用情況，採取振打錘的間隔安裝，在保障振打效果的同時，合理安裝振打錘的用量。此外根據劣化情況，進行定期的補充和尾部固定螺栓調整。
2、 揚料板脫落
揚料板均勻地分布在內筒體上，有利於物料更好的熱交換，但是在實踐運用過程中發現，如果揚料板與迴轉窯安裝角度不合適的情況下，若迴轉窯內部結圈厚度達到一定厚度，將阻礙物料向前運動。其中，揚料板脫落通常是窯體劣化到了一定程度的體現。根據腐蝕劣化情況，新筒體一般在使用一年以上，開始發生揚料板逐漸脫落的現象，其主要原因為採用的“一”字型揚料板根部腐蝕變薄，承受力變差，加上物料沖刷、人工清理等外力因素，加速了揚料板的脫落。揚料板的脫落會對窯後運輸皮帶造成極大的威脅。因此針對該情況，貴冶一方面對揚料板進行定期檢查，及時發現情況 ；另一方面根據劣化程度，再決定對揚料板的處理方式。劣化開裂超過揚料板長度 50%，採取整塊割除，再適度錯開原焊接底部，重新焊接補充新揚料板 ；開裂不超過揚料板長度 50% 的，對開裂部分進行局部割除使用，待進一步劣化後再行處理。
3、 內筒體開裂
迴轉窯內筒體開裂，一般是長周期生產末期才會出現的現象。由於需處理濕法冶煉工序的中間物料，S/Cu 比是配料需要考慮的重要參數之一，受物料腐蝕程度大，貴冶預乾燥 1# 迴轉窯常出現較為嚴重的內筒體開裂現象。受酸性物料腐蝕影響，內筒體局部腐蝕加劇，不鏽鋼板材會出現較為嚴重的腐蝕穿孔或脆化變薄，加上外部振打和人工清理的外力作用，易出現劣化開裂現象。針對該現象，根據預乾燥生產周期，有計畫的進行清理焊補，日常維護採用局部切割焊補方法。焊接時，在鋼板拼接處打坡口，選用 CO2氣體保護焊和手工電弧焊相結合的焊接方法。
4、 變頻跳閘
在多年的生產檢修過程中，迴轉窯變頻跳閘也是多次出現的故障。多次實踐證明這個現象問題的根源所在，是窯運行負荷過大。其主要原因為窯內精礦粘接不均勻，造成變頻器直流母線過電壓。具體表現在，迴轉窯電流呈鋸齒狀。電機長期處於過負荷運行，變頻器過負荷保護會動作，導致電機停機。為消除該現象，主要的措施是減輕窯運行負荷，有效清理內筒體粘接精礦。
存在問題與改進
1、 存在問題
結合多年來貴冶預乾燥迴轉窯的作業管理經驗，主要存在以下幾方面的問題 ：（1）窯體大齒圈區域無法安裝振打，精礦粘接速度較其它區域更快 ；（2）窯體清理時，由於採用人工大錘清理，對揚料板的傷害，特別是對底部焊接點的傷害比較大 ；（3）由於生產物料中需消化濕法冶煉中間物料，加劇了對迴轉窯內筒體的腐蝕。
2、 改進措施及建議
針對存在的問題，貴冶預乾燥作業從以下幾方面進行了嘗試改進 ：
（1）針對迴轉窯大齒圈區域無法安裝振打，粘礦速度快的問題。從管理方面著手，重點是對停窯位置進行有效管理，降低局部精礦粘接不均的機率，避免窯運行負荷過大。
（2）針對清理過程中損傷揚料板根部焊接點的情況。2011 年開始嘗試設計安裝了“L”型揚料板，通過增加揚料板和迴轉窯內筒體間的焊接面，提高揚料板的焊接強度。目前，貴冶已在 1# 乾燥窯尾部兩圈試用，計畫今後逐步在其他區域推廣使用。
（3）進入迴轉窯進行預乾燥處理的中間物料，達到1萬餘t/年。主要為濕法冶煉工序的鹼式碳酸銅。2013 年，工廠嘗試性地進行開路處理，減少了進入主系統的中間物料量。此外，在內筒體材質的選用上，可選擇耐腐蝕性較好的不鏽鋼型號，也有利於延長內筒體使用壽命。
