177748. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés a forgókemence falazat élettartamának növelésére
3 177748 4 Ismert, hogy a forgókemence falazatának élettartamára döntő befolyással bír a kemenceköpeny és a futógyűrű közötti s üzemi hézag mértéke, amellyel összefüggésben áll a kemenceköpeny relatív ovalitása. (Érni, H.: Betriebserfahrungen mit grossen Drehöfen und Folgerungen für Konstruktion und Überwachung, Z. K. G. 1974/10. p. 486—498.; Xeller, H. und Jöhnk, H.: Überwachung, planmässige Wartung und vorbeugende Instandhaltung bei Laufringen, Z. K. G. 1976/12. p. 557—564.; Liebler, K. W.: Ovalitätsvervormungen während des Anfahrbetriebes, Z. K. G. 1976/12. p. 565—567.; Duda, W. H.: Cement—Data—Book. Bauverlag GmbH, Wiesbaden und Berlin, 2. Kiadás, 1977. p. 335 és 19.1.10. fejezet.) A szakirodalomban a köpenynek a radiális irányú rugalmas alakváltozás nagyságát jellemző relatív ovalitására elfogadott közelítő összefüggés szerint (Steinbiss, E. ; Messung der Ovaiitätsverformung und des Laufringspiels von Drehöfen, Z. K. G. 1976/10. p. 321—328.): fc’rK^rt +K D ahoi t.)rK=a kemenccköpeny relativ ovalitása, % =a futógyürű relatív ovalitása, % s---az üzemi hézag, mm Dk ni kemenccköpeny külső átmérője, m K—0,1—0,3; értéke a köpeny szilárdsági tulajdonságaitól és az üzemeltetési körülményektől függ. Ugyancsak általánosan elfogadott, hogy a köpeny 0,3%-os relatív ovalitása olyan mértékű deformáció, amely még nem váltja ki a falazat mechanikai sérülését. Több éven át végzett köpcnydclörmációs méréseink szerint a korszerű, nagyteljesítményű forgökcmencéink futógyűrüi alakváltozásra is megfelelően méretezettek (wrF=0,l—0.15/n), azonban a köpenydeformációk mértéke általában a megengedett <orK=0,3% feletti és az adott helyen, az időben növekvő tendenciát mutat. Az wrK értékének megváltozását a köpeny és a futógyűrű közötti konstrukciós hézag. AD, valamint az adott pillanatban az adott helyen uralkodó üzemi viszonyok — hőmérsékleti és mechanikai tényezők — együttesen határozzák meg. Előfordul olyan állapot, hogy bizonyos AD esetén az s üzemi hézag értéke zérus — a kemenceköpeny megszorul a futógyürObcn. vagy az s értéke túlzottan nagy. Mindkét jelenség káros, ezek ugyanis további alakváltozás-növekedésnek és ezzel a falazat meghibásodásának a veszélyét rejtik magukban. Közismert, hogy a falazatmeghibásodások gyakorisága és a falazatjavitások alatti üzemátiás időtartama a teljes termelőkapacitás kihasználását jelentősen korlátozza. A köpenydeformáció nagysága leggazdaságosabban az üzemi hézag megfelelő beállításával csökkenthető. A fenti összefüggés alapján meghatározható az optimális üzemi hézag értéktartománya : “opt *^K (rnm) ahol <»)rK=0,3%-os küszöbérték wrF=0,1—0,15% Dk=3—10 m, a kemencék külső átmérője K=0,1—0,3, vagyis a cementipari forgókemencék esetében; l,5mmssopts20mm. Ennél nagyobb üzemi hézag esetén a futógyűrű merevítő hatása olymértékben csökken, hogy a megnövekedett köpenydeformáció a falazat meghibásodását eredményezi, míg ennél kisebb érték esetén a köpeny gátolt hőtágulásából adódó plasztikus horpadás, sőt a futógyűrű alatti köpenyszakasz felrepedése, azaz a teljes mechanikai tönkremenetel következhet be. Az üzemközbeni hézag folyamatos meghatározására szolgáló ismert megoldások (Xeller és Duda idézett cikkei) azon az elven működnek, hogy a méréshez szükséges jeleket a forgókemence hajtóművének kisfogaskerekén vagy a hajtómotor tengelyén elhelyezett impulzusadó szolgáltatja. Ennek a megoldásnak a hátránya, hogy csak abban az esetben szolgáltatna hibamentes adatot, ha az impulzusadó és a mérni szándékozott futógyűrű közötti mechanikai szerkezet, amely fogaskerékkapcsolatokból, a kemenceköpeny és a fogaskoszorú rugalmas kapcsolatából, valamint a kemencetest esetleg 40 m-t is meghaladó szakaszából áll, teljesen merevnek lenne tekinthető. A valóságban a felsorolt kinematikai rendszer rugalmas elcsavarodásra képes, amelynek mértéke a kemence beállításától, üzemeltetési körülményeitől jelentősen függ — így az ismert megoldásokkal a kemenceköpeny és a futógyűrű között egy kcmencefordulat alatt létrejött relatív elmaradást nem lehet megfelelő pontossággal mérni. A találmány célja olyan módszer kidolgozása, amelylycl a kemenceköpeny rugalmas alakváltozását legnagyobb mértékben befolyásoló tényező, az üzemközbeni hézag mértéke folyamatosan meghatározható és a forgókemence üzemének vezetésében figyelembe vehető. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy a kemence forgása közben a futógyűrű u relatív elmaradása a kemenceköpenyhez képest folyamatosan és pontosan meghatározható egy, a kemence meghajtásától függetlenül működő impulzusgenerátor és két érzékelő segítségével; ezek közül az egyik a futógyűrű, a másik a kemenceköpeny mozgását érzékeli. Ily módon megállapítható az u relativ elmaradás impulzusszáma és ebből a futógyürű elmaradása gépi (elektronikus) úton kiszámítható. Felismertük továbbá, hogy az s üzemi hézag és a futógyürű u relatív elmaradása közötti arány adott viszonyok között, adott mérési helyen kevéssé változik, ez időről időre meghatározható és közben állandónak tekinthető. Ennek az adatnak a birtokában a folyamatosan meghatározott u relatív elmaradásból az | állandó arány ismeretében az s üzemi hézag értéke folyamatosan kiszámítható és kijelezhető. A találmány szerinti eljárás lényege tehát, hogy a forgókemence köpenyén és futógyűrűjén rögzített jelzőszervekkel és ezek mozgáspályái mellett elhelyezett érzékelőkkel folyamatosan meghatározzuk a futógyűrű egy kemencefordulat alatti u relatív elmaradását a kemenceköpenytől. Továbbá időről időre meghatározzuk az u relatív elmaradás és az s üzemi hézag ~ állandó arányát. A két adatból folyamatosan meghatározzuk az s üzemi hézag 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
