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衬板使用寿命和窑椭圆度 Yoshiki Tuchiya, Eiichi Nakajima, Hiroya Takenounchi, and Toru Honda, MinoYogyo (Ceramic)Co., Ltd, 研究耐火材料寿命与窑体变形的相关关系。 摘要 ：椭圆度可能显著地缩短耐火衬板的使用寿命。因此研究回转窑筒体的横截面变形，对许多窑椭圆度和衬板的磨损速度进行测量研究。研究者发现了窑椭圆度与磨损速度之间的一种关系。然而，这种关系没有在煅烧区域砖中观察到。因为在煅烧区域中衬板实际寿命有时比使用寿命短，缘由是使用寿命受衬板的熔化、腐蚀、结构上的散裂等等影响。其中散裂是变热期间熔化渗透和热剥落引起的。 引言 在日本，回转式水泥窑松动地支撑在3或4个托轮上。这些托轮是厚钢环，窑筒体从它们内径里穿过。筒体通常是薄的并且在边缘扭曲变形。在某种程度上因为当较低区域包围在托轮之间，自身重量或椭圆度的存在使筒体不能支撑上面区域的下沉。在论文，毁坏区域内水平直径与垂直直径之间不同点称为筒体椭圆度。椭圆度是抗筒体内部直径的椭圆百分比。托轮的内部直径与筒体垂直直径之间的不同点首先影响最好的间隔。从出料端可数出托轮的数目。 加衬在回转式水泥窑内的砖受到热量、化学、机械应力的共同作用影响而磨损。这些应力是复杂的，在实际情况中区分磨损原因是相当困难的。在这篇文章中，我们简化原因，仅仅考虑椭圆度引起的机械应力。有许多报告，其内容为窑中大直径筒体椭圆度缩短砖使用寿命，但是没有报告是建立在椭圆度数据和砖磨损速度数据相互关系基础上。作者收集了大量的关于测量椭圆度和砖磨损速度的数据，分析了这统计数据，发现它们之间的相互关系。 椭圆度测量 应用椭圆度测验装置方法 椭圆度测验装置的测量原理和公式由Rosenblad发现。椭圆度测验装置的外部结构见图1，测验装置和它的测量方法如图2所示。装置包括一个轭，为两端的两副磁铁装备上的，扣住回转窑垂直方向的中心轴。轭跨越一个循环部分，包含基本长度（1m）和高度。 因为通常通过增长到托轮的距离来减少筒体的变形损伤，所以应在托轮的近距离区域进行椭圆度测量。为了获得关于变形损坏区域的精确结果，在每一个测量平面图中测量三个点，三点位于窑筒体线偏移120°处（详情见图2）。 首先通过磁铁把装置安装在作标记的测量点（图２中的点１），然后旋转窑一周。在一次旋转的过程中，回转窑筒体会出现不同的弯曲度半径。通过提升和降低弯曲度部分使这些弯曲度变化变得可见并可靠的在上面固定点。在轭的中间提供录像机，在哪里测量期间触针能一直接触窑体。 触针借助一只铅笔把在高度部分变化转化到一张图形圆盘上。图形圆盘系牢在录像机转轴上，通过振动体圆盘的宽度找到合适位置。窑回转一周之后，如图２一个封闭的线图产生了，代表着损坏窑筒体的一个类似几何学上的描绘。实际窑筒体的损坏是从记录图表上估算出来的。为了得到准确的分析，一段关闭时间期间对于每个托轮测量的椭圆度取平均值。 椭圆度可通过下列公式⑴估算得到，公式由Rosenblad从椭圆度测验装置的图表中发现的。作为椭圆度百分比发现以下所有椭圆度数据。 椭圆度　= 式中：　：椭圆度　 　　　　：变形最大限度　（mm） 　　　　ｄ：窑筒体外部直径　（ｍ） 　　　　：窑筒体内部直径　（ｍｍ） 运用椭圆度测验装置实际测量的数据 实际用图表作的图如图３所示。两个图表是从一个窑上获得的，左边的是第一个托轮的图表，椭圆度达0.41%，右边的是第二个托轮的图表，椭圆度达0.78%。托轮１表明端部间隙小和变形小。这个图表示的是正常变形。托轮１的图表输入端说明由支撑滚筒导致微小变形，原因是转块没有重新划线。而输出端说明变形较小，原因是测量之前这边的砖是新安装的。托轮１图表说明椭圆度十分大，在端部矫直。在支撑滚筒上的变形也是相当大的。筒体刚度减少，端部间隙超过极限。 椭圆度和砖磨损速度之间相互关系 图４，５，６所示测量的椭圆度与砖块磨损速度之间的相互关系，它们一起用最小二乘方法由线性回归线估算得到。（对于窑托轮来说，４号托轮的数据是不能利用的）。 图４发现在２，３，４号托轮上椭圆度与砖块磨损速度之间的相互关系。磨损速度随着椭圆度的增大而加快。在这个图中，每个托轮和窑上安装的砖块材料和质量有区别，但是相似的关系已观测到。 图５所示，在１号托轮上椭圆度不是跟磨损速度相互依存的。一般情况下，第１个托轮位于回转式水泥窑的煅烧区域。位于煅烧区域的砖块遭受到剧烈的热应力并快速腐蚀。通常砖块是因为水泥涂层受到热应力的保护，但是在椭圆度的情况下涂层会变得不稳固。当涂层加速砖块腐蚀的时候就会掉下来。而且，当窑加热和涂层掉下来的时候，煅烧区域的砖块有时会变成碎片。在这基础上，砖块磨损速度显著改变并发现没有关系。 接近第１个托轮的最小磨损速度（在２m上下区