氧化铝熟料烧成回转窑运行轴线的直线度是回转窑长期稳定高效运行的关键。如何快速准确进行轴线测量和计算，一直是国内外有关专家研究的重要课题。本节重点针对国内目前的静态测量技术和计算方法进行了优化，总结出一种利用计算机绘图技术模拟仿真比较精确的绘制和计算各支承档位筒体中心的坐标相对偏移；另外本文介绍了一种简单实用的回转窑动静态测量仪，具有很好的推广价值。要求理论联系实际，动静态测量相结合，使回转窑轴线的测量与计算技术达到智能优化的目的。
    中铝山西分公司氧化铝熟料窑直径4.5m，长度110m，是目前我国氧化铝行业中最大规格的回转窑。回转窑规格越大，负荷越重，机械故障相对较多，窑体轴线变化和调整难度也相对较大。笔者从事回转窑修理技术工作多年，理论联系实际，在轴线测量与计算技术上不断总结、完善和优化，现参考国内外有关资料作以探讨。
    1目前回转窑轴线测量技术发展状况
    1.1静态测量技术
    虽然静态测量结果与回转窑正常运转下的状态有明显的差异。但由于目前动态测量旋窑技术还有待进一步发展，动态测量仪还存在一些不足，因此大多数氧化铝及水泥生产厂家对回转窑的轴线检测多是在停窑冷却后进行，即静态测量。有人工测量计算法、经纬仪测窑法，激光测窑法、窑内测定法、窑外测定法等等。目前使用较多的是人工测量计算法和经纬仪测窑法。
    人工测量计算法就是通过测量各档托轮、滚圈直径、滚圈与筒体垫板间隙、托轮轴头标高、半开档距等数据，通过几何原理计算出各支承位筒体中心，即所谓的“窑线”。经纬仪测窑法，是通过经纬仪测出各档滚圈正上方坐标（垂直标高和水平偏离），再根据滚圈直径、滚圈与垫板间隙等数据计算出各支承位筒体中心。两者原理基本一致。
    人工测量计算法和经纬仪测窑法除具有测量误差大和未考虑热工设备的温度效应等静态测量技术通病外，计算方法还存在一定误差，比如（1）由于滚圈、托轮等部件的磨损，滚圈中心与两托轮轴中心已不构成60°夹角，然而一般计算仍按60°计算。（2）计算滚圈中心与托轮轴中心垂直高差时，依据勾股定理分别计算南北两托轮垂直高差、再取平均值，本身就是一种错误。（3）回转窑水平窑线偏差与两托轮半开档距、托轮直径、托轮轴中心标高三个因数有关。一般计算只考虑开档距的影响。（4）有些计算窑线时基准点选择不当等等。因此目前的静态测量技术远远满足不了生产需求，必须进一步优化。
    1.2动态测量技术的发展
    回转窑轴线动态测量就是在窑体热态正常运转过程中，测量筒体回转中心的直线度。回转窑在热态下无论在窑的长度上，还是在各段滚圈、筒体的直径、都发生不同的增量，这些增量造成窑轴线的偏移。加上窑体机件磨损不均，人为的测量误差等，从上世纪80年代末起，国内外开始研究回转窑运行轴线的动态测量法。
    波兰首创了滚圈位置测量法、随后丹麦FLS公司研制了激光滚圈测量法，它们是利用经纬仪、光学垂直仪、激光等测窑仪测量滚圈外径水平和垂直切线到基准线的距离来计算转窑轴线，方法相当于静态测量法中经纬仪测窑法。随后德国Polysius公司开发了托轮位置测定法、采用测量学方法测定托轮轴心位置，再测量托轮、滚圈直径、滚圈与垫板间隙，计算出窑筒体轴线，方法相当于静态测量法中的人工测量计算法。还有筒体位置测定法等。由于筒体易变形，圆度难以保证，托轮磨损较大，与滚圈接触面不平直，而滚圈变形及磨损相对较小。因此现在的动态轴线测量仪多采用滚圈位置测定法。目前，国内回转窑动态轴线测量仪主要有武汉工业大学研制的“KAS—02”动态测量系统和山东铝业公司研制的“回转窑轴线动态测量仪”两种。
    以上动态测量仪虽直接反映出回转窑热态运行中的轴线状况，测量速度快，并且能通过计算机直接打出窑线图形，使人一目了然。但同时测量系统存在一些不足之处：
    （1）设备系统复杂、价格昂贵，安装精度要求高。
    （2）水平测量位置高，不便于操作。
    （3）定基准时间长，且存在偏差。
    （4）滚圈外径最大处难找，存在偏差。
    （5）对操作者责任心要求较高，人为影响因素大。这些都有待于不断提高和优化。
    2回转窑静态测量与计算技术的智能优化
    在目前静态测量技术占主导地位的情况下，必须对其测量与计算技术进行优化，把人为因素和热工效应造成的误差降低到最小化，同样能起到较好的效果。通常人们所说的或所测量的回转窑轴线仅指各支承档位滚圈处筒体中心的连线，笔者认为回转窑轴线的测量还应包括筒体弯曲度或着叫中心直线度的测量，另外，调整窑线时必须考虑各档支承部件的热膨胀量，以保证窑体在热态运行中的直线度。
    本小节主要介绍利用计算机模拟仿真快速准确计算回转窑各支承档位筒体中心偏移量
    由回转窑支承装置的结构可知，回转窑支承档位筒体中心与各支承位两托轮的中心距、中心高和直径，滚圈直径，滚圈与筒体垫板之间的间隙等的大小有关。笔者利用计算机CAXA电子图版模拟仿真精确绘制出支承档位各部件为设计尺寸时的筒体中心坐标，然后依据实际测量的托轮直径、滚圈直径、托轮轴中心标高、两托轮中心距、半开档距及滚圈与筒体垫板之间的间隙等数据，可绘制出此支承档位实际的筒体中心坐标。两者偏差在计算机上即可表示出来。分别绘制各支承档位筒体中心坐标，查询与对应支承档位筒体中心理论坐标偏差，即可绘制出回转窑轴线的水平和垂直偏差。计算速度快，无理论误差。
    3回转窑动态测量与计算技术的智能优化
    回转窑支承处的筒体和滚圈，并非象测量方法中假设的那样为标准的圆或椭圆，而是在热工作用下一吸一涨，一收一缩。在滚圈与两托轮接触处凹陷，正下方凸出。2000年，中南大学机电工程学院提出了回转窑运行轴线动态测量时域分析法，研制回转中心监测零位移方向键相法，该法通过15°方向键相法测量窑体截面的回转中心。目前正在研发和试用中
    它由平衡架、激光接收板、可调支架和磁力座等组成。测量时，把测量仪置于滚圈正下方（通过带有弹簧的滚动轴承反复精找最低点），把带有高精度水平气泡的平衡架调整水平，在滚圈与托轮间隙用激光经纬仪从窑尾至窑头打一条基准线，每个档位滚圈中心坐标偏差就直接反映在带有坐标网格的激光接收板上。通过坐标网格偏差，即可绘制出滚圈中心坐标偏差。同时利用旋窑间隙测量仪测量各档滚圈与垫板间隙，然后利用计算机计算出各档支承位筒体中心的坐标，即回转窑轴线。该测量仪的特点既可以在静态下测量，也可以在动态下使用，设备简单、操作实用，人为影响因素小，经理论分析和实际测量，精度可达到1.5mm以内。它具有投资小，适应现场恶劣环境，对操作人员没有特殊要求，因此，具有很大的实际使用价值。
    在目前回转窑轴线以静态测量为主的情况下，必须对其测量技术和计算方法进行智能优化。树立滚圈中心与两托轮轴中心在实际运行中已不构成60°夹角；计算滚圈中心坐标时，不能依据勾股定理等观点。利用计算机模拟仿真技术，绘制出筒体实际轴线，也可优化计算支承档位筒体中心简易公式，利用计算机编程快速计算窑线。
    4结束语
    利用中铝山西分公司新开发的一种回转窑动静态测量仪和筒体弯曲动态测量仪，能在回转窑热态运行中快速测量窑体轴线，结构简单，操作方便，稳定性好。克服了一般动态测量仪设备系统复杂、安装精度高，人为影响因素大等不利因素。
    动态测量旋窑技术还有待进一步发展，静态测量数据较多，人工测量误差大、计算复杂。只有理论联系实际，动态测量与静态测量相结合，计算结果与窑体滚圈、托轮实际接触状况相结合，不断比较、总结和智能优化，才能使回转窑达到最佳运行状态。