第6章 水泥熟料的烧成3-4

1、干法水泥生产工艺 李豪15038582191 lihao_ 第六章 水泥熟料的烧成 章节主要内容及要求章节主要内容及要求 3 回转窑的结构 4 回转窑工作原理 掌握回转窑的构造由哪些部件组成，有何作用。掌握回转窑的构造由哪些部件组成，有何作用。 掌握回转窑内物料的运动、燃料的燃烧、气体掌握回转窑内物料的运动、燃料的燃烧、气体 的流动和传热过程。的流动和传热过程。 3 回转窑的结构 回转窑作为水泥熟料煅烧回转窑作为水泥熟料煅烧的主要的主要设备，具有以下五大功能：设备，具有以下五大功能： 燃料燃烧功能燃料燃烧功能 煤粉燃烧产生的热量通过辐射、对流、和传导三种基煤粉燃烧产生

2、的热量通过辐射、对流、和传导三种基 本传热方式，将热量传给物料。作为燃料燃烧装置，它具本传热方式，将热量传给物料。作为燃料燃烧装置，它具 有广阔的空间和热力场，可以供应足够的空气，装设优良有广阔的空间和热力场，可以供应足够的空气，装设优良 的燃烧装置，保证燃料充分燃烧，为熟料煅烧提供必要的的燃烧装置，保证燃料充分燃烧，为熟料煅烧提供必要的 热量。热量。 回转窑作为水泥熟料煅烧回转窑作为水泥熟料煅烧的主要的主要设备，具有以下五大功能：设备，具有以下五大功能： 燃料燃烧功能燃料燃烧功能 热交换功能热交换功能 作为热交换装置，它具有比较均匀的温度场，可以满作为热交换装置，它具有比较均匀的温度场，可以

3、满 足水泥熟料形成过程各个阶段的换热要求，特别是阿利特足水泥熟料形成过程各个阶段的换热要求，特别是阿利特 矿物生成的要求。矿物生成的要求。 作为热交换装置，窑内炽热气流与物料之间主要是作为热交换装置，窑内炽热气流与物料之间主要是 “堆积态堆积态”换热，换热效率低，从而影响其应有的生产效换热，换热效率低，从而影响其应有的生产效 率的充分发挥和能源消耗的降低。率的充分发挥和能源消耗的降低。 回转窑作为水泥熟料煅烧回转窑作为水泥熟料煅烧的主要的主要设备，具有以下五大功能：设备，具有以下五大功能： 燃料燃烧功能燃料燃烧功能 热交换功能热交换功能 化学反应功能化学反应功能 作为化学反应器，随着水泥熟料矿

4、物形成不同阶段的作为化学反应器，随着水泥熟料矿物形成不同阶段的 不同需要，它既可分阶段地满足不同矿物形成对热量、温不同需要，它既可分阶段地满足不同矿物形成对热量、温 度的要求，又可以满足它们对时间的要求，是目前用于水度的要求，又可以满足它们对时间的要求，是目前用于水 泥熟料矿物最终形成的最佳装备，尚无其他装备可以替代。泥熟料矿物最终形成的最佳装备，尚无其他装备可以替代。 回转窑作为水泥熟料煅烧回转窑作为水泥熟料煅烧的主要的主要设备，具有以下五大功能：设备，具有以下五大功能： 燃料燃烧功能燃料燃烧功能 热交换功能热交换功能 化学反应功能化学反应功能 物料输送功能物料输送功能 回转窑有一定斜度（回

5、转窑有一定斜度（35%），在窑不断回转运动中，），在窑不断回转运动中， 物料从高端向低端（窑头）逐渐运动。物料从高端向低端（窑头）逐渐运动。 作为输送设备，它具有更大的潜力，因为物料在回转作为输送设备，它具有更大的潜力，因为物料在回转 窑断面内的填充率、窑斜度和转速都很低。窑断面内的填充率、窑斜度和转速都很低。 回转窑作为水泥熟料煅烧回转窑作为水泥熟料煅烧的主要的主要设备，具有以下五大功能：设备，具有以下五大功能： 燃料燃烧功能燃料燃烧功能 热交换功能热交换功能 化学反应功能化学反应功能 物料输送功能物料输送功能 降解利用废弃物功能降解利用废弃物功能 由于回转窑具有较高的温度场和气流滞流时间长

6、的热由于回转窑具有较高的温度场和气流滞流时间长的热 力场，可降解化工医药力场，可降解化工医药等等行行业业排出的有毒、有害废弃物。排出的有毒、有害废弃物。 同时，可将其中的绝大部分重金属元素固化在熟料中，生同时，可将其中的绝大部分重金属元素固化在熟料中，生 成稳定的盐类，避免了成稳定的盐类，避免了“垃圾焚烧炉垃圾焚烧炉”容易产生的二次污容易产生的二次污 染。染。 3.1 筒体筒体 筒体是由不同厚度钢板事先卷成的，筒体内镶砌有耐火材筒体是由不同厚度钢板事先卷成的，筒体内镶砌有耐火材 料，圆筒外面套装有几道轮带，筒体成一定斜度，坐落在料，圆筒外面套装有几道轮带，筒体成一定斜度，坐落在 与轮带相对应的

7、托轮上。与轮带相对应的托轮上。 托轮之间的筒体会产生轴向弯曲。支撑轮带下筒体变形最托轮之间的筒体会产生轴向弯曲。支撑轮带下筒体变形最 大，而离开轮带中心距离越大筒体径向变形越小。设计时大，而离开轮带中心距离越大筒体径向变形越小。设计时 应考虑加大轮带下窑体钢板厚度。应考虑加大轮带下窑体钢板厚度。 规模规模 （t/d） 窑规格窑规格 （m） 热端钢热端钢 板厚板厚 (mm) 烧成带烧成带 钢板厚钢板厚 (mm) 轮带下轮带下 钢板厚钢板厚 (mm) 轮带两侧轮带两侧 过渡板厚过渡板厚 (mm) 齿轮两齿轮两 侧板厚侧板厚 (mm) 其他钢其他钢 板厚度板厚度 (mm) 40004.7*74453

8、255/95/55 45/65/454528 4000 4.75*74503070/75/70 35/38/353525 50004.8*72503275/80/75 42/55/424228 回转窑筒体 3.2 支撑装置支撑装置 支撑装置是回转窑的重要组成部分，它承受着窑的全部支撑装置是回转窑的重要组成部分，它承受着窑的全部 重量，对窑体还起定位作用，使回转窑能安全平稳地运重量，对窑体还起定位作用，使回转窑能安全平稳地运 转。支撑装置由转。支撑装置由轮带、托轮、托轮轴承和挡轮轮带、托轮、托轮轴承和挡轮等组成。等组成。 图图6-2 回转窑的支撑装置回转窑的支撑装置 轮轮 带带 轮带是一个坚固的

9、大钢圈套装在筒体上，支撑回转窑（包括轮带是一个坚固的大钢圈套装在筒体上，支撑回转窑（包括 窑砖和物料）的全部重力；窑砖和物料）的全部重力； 轮带的重量从轮带的重量从20吨吨(直径直径3.6m)到到100吨吨(直径直径5.6m)不等；不等； 轮带附近的壁厚增大，轮带附近的壁厚增大，目的是减少因托轮压力产生的变形。目的是减少因托轮压力产生的变形。 轮带的型式：矩形、箱形。轮带的型式：矩形、箱形。 轮带在筒体上的轮带在筒体上的 安装方式：安装方式： 活套式；活套式； 轮带与筒体一轮带与筒体一 体化结构；体化结构； 槽齿轮带。槽齿轮带。 托托 轮轮 作用作用借轮带支撑窑体，还在径向和轴借轮带支撑窑体，

10、还在径向和轴 向对筒体起着定位作用。向对筒体起着定位作用。 数量数量取决于窑体长短，一般取决于窑体长短，一般29对。对。 位置位置与轮带的位置相对应。与轮带的位置相对应。 安装安装托轮中心线与窑的中心线平行。托轮中心线与窑的中心线平行。 为保护托轮，在托轮底座上装有水槽，为保护托轮，在托轮底座上装有水槽， 由冷水进行冷却。在窑体热端的托轮上由冷水进行冷却。在窑体热端的托轮上 安装易于拆卸的遮热板。安装易于拆卸的遮热板。 材质材质我国一般采用我国一般采用ZG55制造托轮。制造托轮。 托托 轮轮 托轮其直径一般为轮带直径的托轮其直径一般为轮带直径的1/4，宽比轮带宽宽比轮带宽50100mm： 考虑

11、冷窑和热窑时轮带的位置不同，同时移动轮带使托轮整考虑冷窑和热窑时轮带的位置不同，同时移动轮带使托轮整 个表面受到均匀的磨损，否则会留下沟纹，无法正常工作。个表面受到均匀的磨损，否则会留下沟纹，无法正常工作。 为使托轮磨损均匀：为使托轮磨损均匀： 窑体每班上下移动窑体每班上下移动13次，次， 每次移动幅度约每次移动幅度约50mm上上 下移动可通过：托轮的倾下移动可通过：托轮的倾 斜液压挡轮完成。斜液压挡轮完成。 挡挡 轮轮 挡轮的作用挡轮的作用检验窑体是否有纵向移动并控制窑体上下移动检验窑体是否有纵向移动并控制窑体上下移动 。回转窑正常运转时，轮带处于两挡轮中间位置，轮带两。回转窑正常运转时，轮

12、带处于两挡轮中间位置，轮带两 侧与挡轮的工作面间的间隙为侧与挡轮的工作面间的间隙为3040mm。当轮带与任何一。当轮带与任何一 侧挡轮接触，说明窑体发生了窜动。侧挡轮接触，说明窑体发生了窜动。 设置挡轮的缘由：设置挡轮的缘由： 回转窑倾斜安装，斜率一般回转窑倾斜安装，斜率一般35%，绝大多数，绝大多数3.54%之间。之间。 正常情况，窑体本身的重力在沿轴线方向向下滑动的分力正常情况，窑体本身的重力在沿轴线方向向下滑动的分力 等于轮带与托轮间的摩擦力，窑体平衡。当失去平衡时，等于轮带与托轮间的摩擦力，窑体平衡。当失去平衡时， 大小齿轮的轮齿会离开啮合范围，密封装置受到破坏，严大小齿轮的轮齿会离开

13、啮合范围，密封装置受到破坏，严 重时出现掉窑或窑体下坑的重大事故。重时出现掉窑或窑体下坑的重大事故。 挡轮的结构形式（按其工作原理分类）：挡轮的结构形式（按其工作原理分类）： 不吃力挡轮、吃力挡轮、液压挡轮、自控式挡轮。不吃力挡轮、吃力挡轮、液压挡轮、自控式挡轮。 不吃力挡轮不吃力挡轮不能防止窑体上下窜动，只能起信号作用，不能防止窑体上下窜动，只能起信号作用， 又叫信号挡轮。调节窑体上下窜动，主要是靠歪斜托轮的又叫信号挡轮。调节窑体上下窜动，主要是靠歪斜托轮的 方法。且有很多不良后果，如：轮带与托轮接触不良；活方法。且有很多不良后果，如：轮带与托轮接触不良；活 动摩擦增大；表面润滑不良；托轮调

14、整过于频繁；增大了动摩擦增大；表面润滑不良；托轮调整过于频繁；增大了 主电机功耗。主电机功耗。 吃力挡轮吃力挡轮可以承受窑筒体上下窜动的力。因此，筒体与可以承受窑筒体上下窜动的力。因此，筒体与 托轮的中心线可以平行安装，不需要调斜托轮，克服了轮托轮的中心线可以平行安装，不需要调斜托轮，克服了轮 带与托轮表面接触不良的现象。带与托轮表面接触不良的现象。但是但是，由于这种挡轮会使，由于这种挡轮会使 轮带与托轮的接触位置保持不变，往往在其接触表面由于轮带与托轮的接触位置保持不变，往往在其接触表面由于 长期磨损而形成台肩，影响窑体的正常运转。长期磨损而形成台肩，影响窑体的正常运转。 液压挡轮液压挡轮

15、结构结构如如图图6-12。挡轮布置于轮带的下侧，通过空心轴支。挡轮布置于轮带的下侧，通过空心轴支 撑在两根平行的支承轴撑在两根平行的支承轴(由上底座、下底座固定在基础上由上底座、下底座固定在基础上) 上。空心轴可在活塞上。空心轴可在活塞活塞杆的推动下，沿支承轴轴向滑活塞杆的推动下，沿支承轴轴向滑 移。移。 工作原理工作原理设有这种挡轮的窑，托轮与轮带可以平行安装设有这种挡轮的窑，托轮与轮带可以平行安装 ，窑筒体在下滑力的作用下向下滑动，到达一定位置后触，窑筒体在下滑力的作用下向下滑动，到达一定位置后触 动限位开关而启动液压油泵，靠液压油的压力推动活塞动限位开关而启动液压油泵，靠液压油的压力推动

16、活塞 活塞杆，从而推动挡轮，由挡轮强制推动轮带即窑筒体上活塞杆，从而推动挡轮，由挡轮强制推动轮带即窑筒体上 窜，上窜到一定位置后触动限位开关，油泵停止工作，滑窜，上窜到一定位置后触动限位开关，油泵停止工作，滑 阀换向，挡轮推动窑筒体的力消失，筒体向下滑动。如此阀换向，挡轮推动窑筒体的力消失，筒体向下滑动。如此 往返，轮带在托轮表面上以每往返，轮带在托轮表面上以每812小时有小时有12次的上下滑次的上下滑 行游动。行游动。 液压挡轮的缺点液压挡轮的缺点 传统式液压挡轮的油缸活塞进给速度与传统式液压挡轮的油缸活塞进给速度与 窑体转速无同步关系；当窑速下降到与进给速度不适应时窑体转速无同步关系；当窑

17、速下降到与进给速度不适应时 ，势必在托轮表面与轮带之间产生附加滑动力，即增大了，势必在托轮表面与轮带之间产生附加滑动力，即增大了 托轮的磨损。托轮的磨损。 自控式挡轮自控式挡轮 工作原理工作原理利用旋转窑体的下滑驱动挡轮旋转，通过挡轮利用旋转窑体的下滑驱动挡轮旋转，通过挡轮 内部设置的传动部件推动柱塞向油缸供油产生活塞推力，内部设置的传动部件推动柱塞向油缸供油产生活塞推力， 使挡轮在导向轴上来回移动，从而达到推动窑体上下窜动使挡轮在导向轴上来回移动，从而达到推动窑体上下窜动 的目的。的目的。 特征特征这种装置这种装置不再调整托轮偏斜角不再调整托轮偏斜角。其主要特征之一是。其主要特征之一是 无需

18、油站无需油站，即不需要另外提供动力，而是靠旋转窑体的下，即不需要另外提供动力，而是靠旋转窑体的下 滑力来获得推力；特征之二是滑力来获得推力；特征之二是机液一体化机液一体化，液压和机械组，液压和机械组 成一个共同结构体，液压系统是在一个完全封闭的系统中成一个共同结构体，液压系统是在一个完全封闭的系统中 与机械共同完成工作循环，这套装置类似一个触发部件，与机械共同完成工作循环，这套装置类似一个触发部件， 当窑体的旋转轮带接触它即能自动完成上述的工作循环。当窑体的旋转轮带接触它即能自动完成上述的工作循环。 3.3 传动装置传动装置 作用作用通过大齿轮带动窑体旋转，属于蜗杆传动。通过大齿轮带动窑体旋转

19、，属于蜗杆传动。 回转窑的慢速转动目的是使物料翻滚、混合、换热和移回转窑的慢速转动目的是使物料翻滚、混合、换热和移 动，控制煅烧时间，保证物料在窑内充分进行物理和化动，控制煅烧时间，保证物料在窑内充分进行物理和化 学反应。学反应。 回转窑齿圈回转窑齿圈 3.3 传动装置传动装置 工作原理工作原理电动机通过减速器带动小齿轮转动，小齿轮电动机通过减速器带动小齿轮转动，小齿轮 带动大齿轮转动，大齿轮带动窑体转动。带动大齿轮转动，大齿轮带动窑体转动。 安装安装大齿轮通过弹簧钢板与窑体相连，安装在窑体中大齿轮通过弹簧钢板与窑体相连，安装在窑体中 部，中心线与窑体中心线重合。部，中心线与窑体中心线重合。

20、3.4 密封装置密封装置 回转窑是负压操作的热工设备，在进、出料端与静止装回转窑是负压操作的热工设备，在进、出料端与静止装 置（烟室或窑头罩）连接处，难免要吸入冷空气，为此置（烟室或窑头罩）连接处，难免要吸入冷空气，为此 必须装设密封装置，以减少漏风。如果密封效果不佳，必须装设密封装置，以减少漏风。如果密封效果不佳， 在热端将降低燃烧温度，增加热耗；在冷端将影响窑内在热端将降低燃烧温度，增加热耗；在冷端将影响窑内 正常通风，加大主排风机负荷。因此，密封性能的好坏正常通风，加大主排风机负荷。因此，密封性能的好坏 ，对窑系统的运转和生产指标如产量、质量和能耗等具，对窑系统的运转和生产指标如产量、质

21、量和能耗等具 有重要意义。有重要意义。 密封结构形式密封结构形式： 窑的密封可分为静密封和动密封两种，动密封又分为非窑的密封可分为静密封和动密封两种，动密封又分为非 接触和接触式。目前我国用于回转窑的密封装置主要有接触和接触式。目前我国用于回转窑的密封装置主要有 以下几种以下几种: 迷宫式密封装置迷宫式密封装置 气封式密封装置气封式密封装置 气缸式密封装置气缸式密封装置 弹簧杠杆式密封装置弹簧杠杆式密封装置 带有石棉绳端面摩擦密封装置带有石棉绳端面摩擦密封装置 石墨块密封装置石墨块密封装置 移动滑环式密封装置移动滑环式密封装置 薄片式密封装置薄片式密封装置 除尘风箱式密封装置除尘风箱式密封装置

22、 新型复合柔性密封装置新型复合柔性密封装置 4 回转窑的工作原理 物料回转窑内煅烧的过程物料回转窑内煅烧的过程是生料从是生料从窑的冷端喂入窑的冷端喂入，由于窑，由于窑 有一定的倾斜度，且有一定的倾斜度，且不断回转不断回转，因此使生料连续，因此使生料连续向热端移向热端移 动动。燃料自热端喷入，在空气助燃下燃烧放热并产生高温。燃料自热端喷入，在空气助燃下燃烧放热并产生高温 烟气，热气在风机的驱动下，自热端向冷端流动，而物料烟气，热气在风机的驱动下，自热端向冷端流动，而物料 和烟气在逆向运动的过程中进行热量交换，使生料烧成熟和烟气在逆向运动的过程中进行热量交换，使生料烧成熟 料。料。 因此，研究回转

23、窑的工作原理，主要是因此，研究回转窑的工作原理，主要是研究物料在窑内的研究物料在窑内的 变化变化，物料在窑内的运动物料在窑内的运动，窑内气体的流动窑内气体的流动，燃料燃烧燃料燃烧和和 物料与气体间传热物料与气体间传热的现象和规律。的现象和规律。 4.1 回转窑内的反应回转窑内的反应 工艺带划分工艺带划分：过渡带（固相反应）、烧成带（烧结反应）、：过渡带（固相反应）、烧成带（烧结反应）、 冷却带（熟料冷却）。冷却带（熟料冷却）。 窑内各带的工艺反应窑内各带的工艺反应： 固相反应带：固相反应带： 入窑物料温度入窑物料温度860左右。左右。 入窑后的物料在重力作用下沉积在窑的底部，形成对堆入窑后的物

24、料在重力作用下沉积在窑的底部，形成对堆 积层，并随窑的转动料粉开始运动，这时积层，并随窑的转动料粉开始运动，这时料层内部的分料层内部的分 解反应将暂时停止解反应将暂时停止。这是因为这是因为料层内部颗粒周围被料层内部颗粒周围被CO2气气 膜包裹，气膜受上部料层压力，使颗粒周围膜包裹，气膜受上部料层压力，使颗粒周围CO2的压力达的压力达 到到1atm左右，料温在其平衡分解温度左右，料温在其平衡分解温度900以下是难以分以下是难以分 解的。此时只有处于料层表面的料粉仍能继续分解。解的。此时只有处于料层表面的料粉仍能继续分解。 窑内各带的工艺反应窑内各带的工艺反应： 固相反应带：固相反应带： 随着料粉

25、的移动，颗粒受气流及窑壁的加热，温度很快上随着料粉的移动，颗粒受气流及窑壁的加热，温度很快上 升到升到900以上，料层内部再进行分解反应以上，料层内部再进行分解反应。当粉料中分。当粉料中分 解反应完成以后，料温逐渐提高，开始发生固相反应。解反应完成以后，料温逐渐提高，开始发生固相反应。 固相反应主要发生在进入回转窑以后固相反应主要发生在进入回转窑以后，这是因为分解炉中，这是因为分解炉中 物料呈悬浮态，各组分接触不紧密。物料呈悬浮态，各组分接触不紧密。 固相反应是放热过程固相反应是放热过程，它放出的热量直接用来提高物料温，它放出的热量直接用来提高物料温 度，可使窑内的料温较快地升到烧结温度。度，

26、可使窑内的料温较快地升到烧结温度。 烧成带：烧成带： 烧成带内有大量液相生成，它一方面使物料结粒，另一烧成带内有大量液相生成，它一方面使物料结粒，另一 方面促进方面促进C3S形成。形成。 为保证为保证C3S的顺利形成，在生料化学成分稳定条件下，要的顺利形成，在生料化学成分稳定条件下，要 保持保持一定的烧成温度一定的烧成温度（13001450），另外烧成带还需），另外烧成带还需 要具有一定的长度，保证要具有一定的长度，保证C3S的形成能的形成能持续一段时间持续一段时间，使，使 化学反应尽量完全。化学反应尽量完全。 冷却带：冷却带： 温度降至温度降至1300以下时，熟料开始凝固，以下时，熟料开始凝

27、固，C3S的生成反应的生成反应 结束，熟料中部分熔剂矿物结束，熟料中部分熔剂矿物C3A和和C4AF形成晶体析出，形成晶体析出， 另一部分熔剂矿物应为冷却速度较快，来不及析晶而形另一部分熔剂矿物应为冷却速度较快，来不及析晶而形 成玻璃体。成玻璃体。 以上各带是根据熟料的大致行程过程对回转窑进行人为以上各带是根据熟料的大致行程过程对回转窑进行人为 划分的，各带在窑内的位置和长度也不是固定的，各带划分的，各带在窑内的位置和长度也不是固定的，各带 之间有相互交叉。之间有相互交叉。 4.2 窑内物料的运动窑内物料的运动 物料在回转窑内是如何向前运动的？物料在回转窑内是如何向前运动的？ 物料由窑尾进入回转

28、窑后，由于筒体具有一定的斜度，物料由窑尾进入回转窑后，由于筒体具有一定的斜度， 并以一定的速度回转，物料就会逐渐由窑尾向窑头运动并以一定的速度回转，物料就会逐渐由窑尾向窑头运动 。这一运动影响到物料在窑内的停留时间、物料的填充。这一运动影响到物料在窑内的停留时间、物料的填充 系数和物料受热面积等。系数和物料受热面积等。 窑内的物料仅占据窑容积的一部分，物料颗粒在窑内的运窑内的物料仅占据窑容积的一部分，物料颗粒在窑内的运 动过程是比较复杂的。动过程是比较复杂的。 假设物料颗粒在窑壁上及料层内部没有滑动现象，当窑回假设物料颗粒在窑壁上及料层内部没有滑动现象，当窑回 转时，物料颗粒靠着摩擦力被窑带起

29、，带到一定高度，即转时，物料颗粒靠着摩擦力被窑带起，带到一定高度，即 物料层表面与水平面形成的角度等于物料的自然休止角时物料层表面与水平面形成的角度等于物料的自然休止角时 ，则物料颗粒在重力的作用下，沿着料层表面滑落下来。，则物料颗粒在重力的作用下，沿着料层表面滑落下来。 因为因为窑体以窑体以3.55%的倾斜度安装的倾斜度安装，所以物料颗粒不会落，所以物料颗粒不会落 到原来的位置，而是向窑的低端移动了一个距离，落在一到原来的位置，而是向窑的低端移动了一个距离，落在一 个新的点，在该新的点又重新被带到一定高度再落到靠低个新的点，在该新的点又重新被带到一定高度再落到靠低 端的另一点，如此不断前进。

30、端的另一点，如此不断前进。 实际上物料颗实际上物料颗 粒在回转窑内粒在回转窑内 的运动呈周期的运动呈周期 性变化，物料性变化，物料 颗粒或埋在料颗粒或埋在料 层里与窑一起层里与窑一起 向上运动，或向上运动，或 到料层表面上到料层表面上 降落下来，但降落下来，但 是是只有在物料只有在物料 颗粒降落的过颗粒降落的过 程中，才能沿程中，才能沿 着窑长方向移着窑长方向移 动。动。 物料在回转窑内的运动速度物料在回转窑内的运动速度 回转窑内物料运动的情况比较复杂，影响因素很多，因回转窑内物料运动的情况比较复杂，影响因素很多，因 此要想用简单的公式来准确计算物料在窑内各带的运动此要想用简单的公式来准确计算

31、物料在窑内各带的运动 速度是比较复杂的和困难的。速度是比较复杂的和困难的。 在对回转窑内物料运动的规律进行分析和模拟试验后，在对回转窑内物料运动的规律进行分析和模拟试验后， 得出很多计算回转窑内物料运动的速度的公式，其中最得出很多计算回转窑内物料运动的速度的公式，其中最 为常用的一般公式为：为常用的一般公式为： (m/min), 1.77 nD (m/s), 1.7760 nD 60 L v ii m m 式中：式中： vm物料在窑内运动的速度，物料在窑内运动的速度，m/s； L窑的长度，窑的长度，m； m物料在窑内停留的时间：物料在窑内停留的时间： min, 77. 1 nD L i m n

32、窑的转速，窑的转速，rpm； 物料的休止角，度；物料的休止角，度； 窑的倾斜度（角），称为斜度，窑的倾斜度（角），称为斜度，tg sin； Di窑的衬砖内径，窑的衬砖内径，m。 关于上述公式的讨论关于上述公式的讨论 m v i D 物料运动速度物料运动速度与窑的倾斜角与窑的倾斜角，窑的衬砖内径，窑的衬砖内径 和转速和转速n成正比，与物料休止角成正比，与物料休止角的平方根成反比。的平方根成反比。 m v 当窑径一定时，当窑径一定时，与与n的积成正比。若使物料的运动的积成正比。若使物料的运动 成反比，即窑的倾斜角愈大，成反比，即窑的倾斜角愈大，速度保持一定，则速度保持一定，则n与与 窑的速度应愈低

33、。窑的速度应愈低。 i D m v实际生产中，实际生产中，已为定值，则已为定值，则与与n 、 、 即改变窑速，窑内物料的运动速度随之变化。即改变窑速，窑内物料的运动速度随之变化。 成正比，成正比， 如窑内有结圈或人工砌筑的挡料圈时，物料的运动速度要如窑内有结圈或人工砌筑的挡料圈时，物料的运动速度要 降低。降低。 窑内的热交换装置（如链条、热交换器）也会影响物料的窑内的热交换装置（如链条、热交换器）也会影响物料的 运动速度。运动速度。 问：窑喂料量、窑的负荷填充率与窑转速之间是问：窑喂料量、窑的负荷填充率与窑转速之间是 什么关系？什么关系？ 在在窑喂料量不变时窑喂料量不变时，窑速加快，会使窑的填

34、充率降低。此，窑速加快，会使窑的填充率降低。此 时窑的产量并未增加；但由于是簿料快转，有利于熟料煅烧时窑的产量并未增加；但由于是簿料快转，有利于熟料煅烧 均匀，质量提高；传热效果好，热耗降低；窑皮、窑耐火砖均匀，质量提高；传热效果好，热耗降低；窑皮、窑耐火砖 受热波动小，窑的安全运转周期长。受热波动小，窑的安全运转周期长。 在窑填充率不变时，让窑速与喂料量同步增加或减少，即在窑填充率不变时，让窑速与喂料量同步增加或减少，即 窑的产量高低时刻伴随着窑速的快慢进行。但由于窑的热负窑的产量高低时刻伴随着窑速的快慢进行。但由于窑的热负 荷要相应改变，窑皮与窑衬所承受的热负荷也要变化，势必荷要相应改变，

35、窑皮与窑衬所承受的热负荷也要变化，势必 影响窑的安全运转周期。影响窑的安全运转周期。 这种方法慎用这种方法慎用 思考题：思考题： 当窑的斜率（）时，为得到同样的物料运动速度，当窑的斜率（）时，为得到同样的物料运动速度， 窑的转数（）。窑的转数（）。 A A、越大、越大、越大、越大 B B、越小、越大、越小、越大 C C、越小、越小、越小、越小 D D、应保证同样的增长速度、应保证同样的增长速度 回转窑的斜率为回转窑的斜率为3.5%表示表示 A、窑倾斜角为、窑倾斜角为3.5度；度； B、每英尺窑长为多少英寸；、每英尺窑长为多少英寸； C、斜度角正切的百分数；、斜度角正切的百分数； D、倾斜角度对

36、应的高除以相邻的直角边。、倾斜角度对应的高除以相邻的直角边。 窑窑的喂料量不变的情况下，窑速增加，物料的填的喂料量不变的情况下，窑速增加，物料的填 充率（），有利于熟料（）充率（），有利于熟料（） A、增大、煅烧均匀、增大、煅烧均匀 B、减少、煅烧均匀、减少、煅烧均匀 C、增大、传热效果好、增大、传热效果好 D、减少、传热效果、减少、传热效果不好不好 物料的自然休止角越大，物料被带起的（），向物料的自然休止角越大，物料被带起的（），向 下回落时间（），物料的运动速度（）。下回落时间（），物料的运动速度（）。 A、高、短、慢；、高、短、慢；B、低、长、快；、低、长、快； C、高、长、慢；、高、长

37、、慢；D、低、短、快。、低、短、快。 4.3 回转窑内的燃料燃烧回转窑内的燃料燃烧 回转窑煅烧熟料需要的热量来自燃料的燃烧，因此可将回转窑煅烧熟料需要的热量来自燃料的燃烧，因此可将 回转窑看做是燃烧设备，燃料燃烧的一段空间，一般称回转窑看做是燃烧设备，燃料燃烧的一段空间，一般称 为为“燃烧带燃烧带”。 回转窑燃料燃烧应控制的因素：回转窑燃料燃烧应控制的因素： 火焰温度火焰温度 根据物料所要求的煅烧温度来控制。根据物料所要求的煅烧温度来控制。 火焰的长度火焰的长度 火焰的长度火焰的长度 火焰的长度火焰的长度一般是指从喷煤管口到火焰终止断面的距离一般是指从喷煤管口到火焰终止断面的距离 ，即煅烧带的

38、长度。即煅烧带的长度。燃烧条件的变化则火焰长度会有很燃烧条件的变化则火焰长度会有很 大的变化。大的变化。 火焰长度对烧成工艺影响很大，当发热量一定时，如火焰长度对烧成工艺影响很大，当发热量一定时，如火火 焰过长焰过长，烧成带的温度就会降低，物料过早出现液相，烧成带的温度就会降低，物料过早出现液相， 易引起结圈，此外还会造成不完全燃烧，废气温度会提易引起结圈，此外还会造成不完全燃烧，废气温度会提 高，煤耗加大等高，煤耗加大等 相反，相反，火焰过短火焰过短，高温部分过于集中，容易烧垮窑皮及，高温部分过于集中，容易烧垮窑皮及 衬料，不利于窑的长期安全运转。衬料，不利于窑的长期安全运转。 影响火焰长度

39、的因素影响火焰长度的因素： 气流速度气流速度 煤粉燃烧速度煤粉燃烧速度 喷嘴的结构喷嘴的结构 窑内气速越快，火焰会被拉长；窑内气速越快，火焰会被拉长； 窑尾排风量增加，窑尾负压增窑尾排风量增加，窑尾负压增 加，二次风增加，火焰也被拉长。加，二次风增加，火焰也被拉长。 煤愈细、二次风温越高，燃烧煤愈细、二次风温越高，燃烧 快，火焰长度愈短；煤水分越快，火焰长度愈短；煤水分越 高，火焰越长。高，火焰越长。 单风道喷煤管单风道喷煤管淘汰淘汰 双风道喷煤管双风道喷煤管 三风道喷煤管三风道喷煤管 预热器窑预热器窑 四风道喷煤管四风道喷煤管 和预分解窑和预分解窑 4.4 回转窑内的气体流动回转窑内的气体流动 窑内气流属于高度湍流状态窑内气流属于高度湍流状态 回转窑内气体的流动过程回转窑内气体的流动过程 为了使回转窑内燃料燃烧完全，必须不断地从窑头送入大为了使回转窑内燃料燃烧完全，必须不断地从窑头送入大 量的助燃空气，而燃料燃烧后产生的烟气和生料分解出来量的助燃空气，而燃料燃烧后产生的烟气和生料分解出来 的气体，在向窑的冷端流动的过程中，将热量传给与之相的气体，在向窑的冷端流动的过程中，将热量