1　前言

　　回转窑是水泥、冶金、化工等行业的关键设备。回转窑是在负压下操作的，如果热端漏入过量空气会减少入窑的二次空气，且降低二次空气量，造成热量损失。冷端负压高极易吸入大量冷空气，使窑内大量废气不易排出，导致燃料不能完全燃烧。冷端废气中含有粉尘，偶尔倒风会溢出大量粉尘，造成污染。密封是将筒体与头、尾罩即运动体与固定体连接起来的纽带。所以密封的好坏对熟料烧成的整个工艺参数和设备高效运行具有重大意义。

　　2　烧成系统回转窑对密封的要求

　　烧成系统是热工环境。以窑尾为例不仅存在高温、高粉尘、负压工艺环境，窑尾端部同时存在回转、摆动、轴向窜动等综合复杂运动，而且筒体存在椭园、弯曲等变形，回转部件与固定件间存在不断变化的径向、轴向和环向三维间隙。因此，在这种极其复杂的工艺条件下要求密封应具有如下特点：不漏风、不漏灰、不漏料、耐高温、耐磨损、长寿命、高可靠性、安装方便、免维护和使用低的综合使用成本。

　　3　应用于回转窑的几种典型的密封装置

　　按密封原理可分为以下四种类型：（1）迷宫式-密封件之间不接触。（2）摩擦式-密封件之间相互接触。（3）气封式-利用外部少量气体形成气幕。（4）组合式-迷宫+弹簧片。

　　3.1迷宫式密封装置

　　分为轴向迷宫和径向迷宫两种（见图1），工作原理是使气流通过弯曲狭窄的通道，以增加流体阻力来降低漏风量。结构简单没有接触面，不存在磨损问题，同时不受筒体窜动的影响，为了避免动、静密封环在运动中发生接触，考虑到筒体的热胀、冷缩、窜动、弯曲、径向跳动等因素，动、静环之间预留间隙不可太小，因此Z大的缺点是密封效果不理想，漏风、漏料比较严重。只适用于压力小的场合或与其它密封结合使用。

　　3.2摩擦式密封装置

　　分为径向摩擦式和轴向摩擦式两种，效果较好，现在也被普遍应用。石墨块密封为径向接触摩擦密封（见图2），其原理是随筒体旋转的石墨块与固定套筒之间靠摩擦形成密封。窑体一周的石墨块，一种形式是由重锤通过钢丝绳将之压紧与固定套筒紧密接触，另一种形式是利用杠杆原理通过弹簧将之与固定套筒压紧，此种型式密封不宜用在高温处。石墨块密封结构能够满足筒体轴向和径向偏移。优点是石墨有自润性，摩擦功率消耗少，筒体不易磨损，石墨能耐高温，抗氧化，不变形使用寿命长，价廉且货源充足，质量轻更换方便，加工制作容易。缺点是弹簧过热会失去弹性，石墨块易被小粒物料卡住不能复位，石墨块磨损较严重，又由于筒体的倾斜和密封件自身重力的影响，使筒体下半周的石石墨块不能紧贴筒体，影响密封效果。

　　汽缸压紧端面密封（见图3）和弹簧片压紧端面摩擦属于轴向密封，多用于窑尾密封。其工作原理都是通过固定摩擦环和活动摩擦环之间的摩擦形成密封。弹簧片压紧端面摩擦密封，缺点是弹簧过热会失去弹性，失去密封效果。汽缸压紧端面密封该结构是由可随筒体窜动但不转动的径向密封环、固定磨擦片、吊杆、汽缸及活动磨擦片所组成，通过均匀设置在径向密封环和喂料室上若干个汽缸产生的推力，推动径向密封环，使两个密封环始终保持接触状态。此密封结构复杂，维修不便，安装调试困难。

　　3.3气封式密封可分为正压和负压密封

　　原理是利用外部少量气体形成气幕，使室内气流不能外溢，而鼓入的预热风成为二次空气入室，这种结构没有磨损件，缺点是很难控制冷风的流入，一旦漏入少量冷风对工艺操作有一定的不利影响。

　　3.4组合式密封（见图4）
　　典型的组合式密封是：迷宫+鱼鳞片密封，其主要结构特点为：通过固定在头尾罩上的金属鳞片与旋转筒体上摩擦环的接触实现密封的。此种密封是目前各种回转窑普遍使用的较先进且密封效果较好的密封形式。但由于回转窑向大型化方向发展，目前我厂生产的窑型较大，窑体状况较差，窑头、窑尾径向偏摆大，窑线弯曲，上下行不稳定等特殊因素，根据现场使用情况反映，与窑体接触的鱼鳞片很快损坏，无法使用，结果只保留了其迷宫结构，失去了组合密封的意义，未达到预期的密封效果。

　　4、新型复合柔性密封装置在回转窑上的应用

　　1）通过以上几种典型密封装置的分析与比较，和在我厂的实际运用情况，认为目前的密封效果均不理想，根据回转窑的工作性质和环境决定了良好的密封装置至少应满足以下几个条件：

　　（1）结构简单，安装检修方便。

　　（2）使用周期长，磨损部件少。

　　（3）操作可靠密封效果好。

　　（4）耐高温、耐腐蚀，不影响窑的热工制度。

　　2）通过了解和分析，对回转窑的密封装置应采用具有先进水平的复合柔性密封装置。（见图5）

　　3）它的结构特点为：一端固定焊接在窑头罩上（椎体法兰），另一端无间隙地紧贴在专门设置的冷风套上，冷风套与支撑法兰链接，支撑法兰与窑筒体焊接。耐热钢鱼鳞片（摩擦板）、碳硅铝复合板（密封体）、钢板鱼鳞片（压板）依次在椎体法兰上用螺栓连接固定，耐热钢鱼鳞片紧贴冷风套上，然后用张紧装置实现无间隙密封，密封装置罩体上开孔，其下设置漏斗。用以回收漏料。

　　4）复合柔性密封装置是采用四方联技术，应用河北廊坊生产的新型耐高温、耐磨损的半柔性碳硅铝复合板，做成密闭的整体形锥体，它能很好地适应回转窑端部的复杂运动，使用时其一端密闭地固定在固定锥套筒上，它有效地消除了回转窑轴向、径向和环向间隙实现了无间隙密封，并且内部辅助设置了自动回灰和反射板装置，因而其结构显得十分科学，密封效果好，该密封装置实现了集迷宫式、磨擦式和鱼鳞片式密封为一体，博采所长，充分发挥材料特性优势，突出刚性密封挡料，柔性密封隔风的特点，使得动、静密封体在设备有限的活动区域内，发挥出良好稳定和功能效果。

　　5）该装置主要技术要求是：刚性体安装准确牢固，柔性体结构紧凑耐用，法兰制作安装强度和精度要求高、贴合严密，密封效果好。柔性密封体材料抗高温老化和力学性能高，隔热效果好，弹性强；磨擦片具有自润滑特点，耐磨性强；张紧装置结构简便可靠，方便调整与维修。

　　5、应用效果

　　此种密封装置在夏河安多水泥厂、云南曲靖、承德建龙等厂家运行以来作用效果十分突出，主要表现在以下几个方面：

　　a）窑头漏风量较原来减少了85%以上，温度升高了60℃。另外相应降低了冷却机的机尾进风量，降低了冷却效果，出料温度下降了30℃。

　　b）尾部漏风量也大大减少，基本上消除了电收尘的结露现象，排烟机的风门开设度下降了3%，达到节能和减磨的目的。

　　c）岗位环境大大改观，基本上消除了因窑本身形位公差的变化，给密封带来的负面影响。

　　6、结束语

　　对于以上分析的四种典型密封都各有其优点，但相应的存在着许多缺点和不足之处。欲使大型回转窑密封结构简单，实用效果好，关键要解决磨擦件的材质问题（耐热、耐磨、耐蚀），而使用碳硅铝复合板这种复合柔性密封，恰好解决这一问题，因此我们可以采用新型复合柔性密封技术，更好地改善烧成系统的热平衡条件，降低能耗，减轻操作维护和检修工的强度，使运行成本大大降低，为企业和社会创造更多的效益。

　　参考文献：

　　[1]于兴敏.《新型干法水泥实用技术全书》，中国建材工业出版社.2006年.　

　　[2]朱昆泉，许林发.《建材机械工程手册》，武汉工业大学出版社.2004年.

　　[3]熊会思.《新型干法烧成水泥孰料设备：设计、制造、安装与使用》，中国建材工业出版社，2004年.

来源：《冶金设备》