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1、,Southwest University of Science and Technology Prof.Y.X.Li,回轉(zhuǎn)窯圓筒，其斜度一般為,3%-5%,，生料由圓筒的高端（一般稱為窯尾）加入，由于圓筒具有一定的斜度而且不斷回轉(zhuǎn)，物料由高端向低端（一般稱為窯頭）逐漸運(yùn)動(dòng) 。,一次空氣,：用鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)噴煤管由窯頭噴入窯內(nèi)。燃燒用的空氣由兩部分組成，一部分是和煤粉混合并將煤粉送入窯內(nèi)的這部分空氣。一般占燃燒總量的,15,30,5.3,水泥熟料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的煅燒,二次空氣,：經(jīng)過(guò)預(yù)熱到一定溫度后進(jìn)入窯內(nèi) 的空氣。,冷卻,二次空氣作用,助燃,二次風(fēng)溫：,600900,窯內(nèi)總風(fēng)量,=,一次風(fēng)量,+,二次
2、風(fēng)量,高溫氣體和物料在窯內(nèi)是相向運(yùn)動(dòng)的,，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行熱量交換，物料接受高溫氣體和高溫火焰?zhèn)鹘o的熱量，經(jīng)過(guò)一系列物理化學(xué)變化后，被煅燒成熟料，其后進(jìn)入冷卻機(jī)，遇到冷空氣又進(jìn)行熱交換，本身被冷卻并將空氣預(yù)熱作為二次空氣進(jìn)入窯內(nèi)。,5.3.1,回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料流速和煅燒特點(diǎn),試驗(yàn)表明，在回轉(zhuǎn)窯的斜度和轉(zhuǎn)速不變的情況下，由于物料在窯內(nèi)各帶的化學(xué)變化和物理狀態(tài)不同，使物料以不同的速度通過(guò)窯的各帶。,物料在燒成帶內(nèi)通過(guò)速度最慢，分解帶內(nèi),，由于碳酸鈣大量分解，使生料顆粒表面被,CO,2,氣體包裹而呈微流態(tài)化，因而,物料運(yùn)動(dòng)速度最快,。,（,1,）干燥帶：,干燥帶物料溫度,20-150,，氣體溫度,200
3、-400,，含有大量水分的生料漿入窯后，被熱氣流加熱，溫度逐漸升高，水分開始緩慢蒸發(fā)，當(dāng)物料達(dá)到一定溫度時(shí)，水分迅速蒸發(fā)，直到約,150,左右，水分全部蒸發(fā)，物料離開干燥帶而進(jìn)入預(yù)熱帶。,對(duì)濕法窯而言，干燥帶消耗熱量較多，為了提高干燥帶的熱交換效率，在干燥帶的大部分空間掛有鏈條作為熱交換器。,新型干法回轉(zhuǎn)窯由于入窯生料水分很少，幾乎沒有干燥帶。,（,2,）預(yù)熱帶,預(yù)熱帶物料溫度在,150-750,，氣體溫度在,400-1000,，離開干燥帶的物料溫度上升很快，粘土中的有機(jī)物發(fā)生干餾和分解，同時(shí)高嶺土開始脫水反應(yīng)，碳酸鎂的分解過(guò)程也開始進(jìn)行。,新型干法窯外分解窯，生料預(yù)熱在預(yù)熱器內(nèi)進(jìn)行，窯內(nèi)無(wú)預(yù)
4、熱帶。,對(duì)于立波爾窯，預(yù)熱在爐篦子加熱機(jī)上，窯內(nèi)無(wú)預(yù)熱帶。,（,3,）碳酸鹽分解帶,分解帶物料溫度在,750-1000,，氣體溫度約在,1000-1400,。物料進(jìn)入分解帶后，燒失量開始明顯減少，結(jié)合二氧化硅開始明顯增加，表明碳酸鈣分解和固相反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。由于碳酸鈣分解反應(yīng)吸收大量熱量，所以物料升溫較慢。由于分解后放出大量,CO,2,氣體，使粉狀物料處于流態(tài)，物料運(yùn)動(dòng)速度較快。由于此帶所需熱量最多，物料運(yùn)動(dòng)速度又快，實(shí)現(xiàn)碳酸鈣分解，需要較長(zhǎng)的距離，所以分解帶占回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)度比例較大。,新型干法窯：碳酸鈣分解主要在,分解爐內(nèi),完成，窯內(nèi)進(jìn)行的碳酸鹽分解只有,15%,左右。,（,4,）放熱反應(yīng)帶,放熱
5、反應(yīng)帶物料溫度在,1000-1300,。氣體溫度在,1400-1600,。由碳酸鹽分解產(chǎn)生的大量氧化鈣與其他氧化物進(jìn)一步發(fā)生固相反應(yīng)，形成熟料礦物，并放出一定熱量，故稱為“放熱反應(yīng)帶”。因反應(yīng)放熱，再加上火焰的傳熱，使物料溫度迅速上升，該帶長(zhǎng)度占全窯長(zhǎng)度的比例很小。,（,5,）燒成帶,該帶物料溫度為,1300-1450-1300,，物料直接受火焰加熱，自進(jìn)入該帶起開始出現(xiàn)液相，一直到,1450,，液相量繼續(xù)增加，同時(shí)游離氧化鈣被迅速吸收，水泥熟料燒成，故稱燒成帶。,由于,C,3,S,的生成速度隨著溫度的升高而激增，因此燒成帶必須保證一定的溫度。在不損害窯皮的情況下，適當(dāng)提高該帶溫度，可以促進(jìn)熟
6、料的迅速形成，提高熟料的產(chǎn)質(zhì)量。,燒成帶還要有一定的長(zhǎng)度，主要使物料在燒成溫度下，持續(xù)一段時(shí)間，使生成,C,3,S,的化學(xué)反應(yīng)盡量完全，使熟料中游離氧化鈣的含量最少。,一般物料在燒成帶的停留時(shí)間大約在,15-20min,左右，燒成帶的長(zhǎng)度取決于火焰的長(zhǎng)度，一般為火焰長(zhǎng)度的,0.6-0.65,倍。,（,6,）冷卻帶,在冷卻帶中物料溫度由出燒成帶的,1300,，溫度下降，液相凝固成為堅(jiān)固灰黑顆粒，進(jìn)入冷卻機(jī)內(nèi)再進(jìn)一步冷卻。,注：回轉(zhuǎn)窯的各帶劃分是人為的，這些帶的各種反應(yīng)往往是交叉或同時(shí)進(jìn)行的，不能截然分開，如生料受熱不均勻，和傳熱緩慢將增大各種反應(yīng)的交叉，因此回轉(zhuǎn)窯各帶的劃分是十分粗略的。,項(xiàng)目,
7、指標(biāo)（,kJ/kg,熟料）,由燃料供應(yīng)的熱耗,5510,粘土脫水,167,碳酸鹽分解,1989,放熱反應(yīng),419,熟料燒成（,C,3,S,和液相生成）,105,熟料煅燒理論熱耗,1742,水分蒸發(fā),2366,廢氣中的熱損失,754,熟料帶走的熱損失,59,從冷卻機(jī)抽熱取得的空氣熱量,100,散熱損失,窯壁,515,冷卻機(jī)壁,25,其他,142,5.0/4.35m165m,濕法回轉(zhuǎn)窯的有效耗熱量和窯內(nèi)物料各帶的熱化學(xué)特性,5.3.2,回轉(zhuǎn)窯的煅燒特點(diǎn),（,1,）,在燒成帶,，硅酸二鈣吸收氧化鈣形成硅酸三鈣，為使熟料礦物晶體發(fā)育良好，游離氧化鈣吸收完全，,必須使物料在燒成帶保持一定的高溫和足夠的停
8、留時(shí)間。,回轉(zhuǎn)窯：斜度,3.5%-4.0%,，轉(zhuǎn)速,1-3r/min,，停留時(shí)間,15-20min,。,窯外分解窯：斜度,3.5%-4.0%,，轉(zhuǎn)速,3.5-3.7r/min,，停留時(shí)間,10-15min,，甚至,10-12min,即可完成熟料的燒成。,（,2,）,在分解帶內(nèi),，碳酸鈣分解需要吸收大量的熱量，由于窯內(nèi)傳熱速度很低，物料在分解帶內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度又很快，停留時(shí)間較短，這是影響回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料煅燒的主要矛盾之一。,緩和矛盾可采取的措施：分解帶內(nèi)加擋料圈。,（,3,）降低理論熱耗，減少?gòu)U氣帶走的熱損失和筒體表面的散熱損失，提高窯的熱效率。,（,4,）提高窯的傳熱能力，受回轉(zhuǎn)窯的傳熱面積和傳熱系
9、數(shù)的限制，如提高氣流溫度，以增加傳熱速度，雖然可能提高窯的產(chǎn)量，但相應(yīng)提高了廢氣溫度，使熟料單位熱耗反而增加。,對(duì)一定規(guī)格的回轉(zhuǎn)窯，在一定條件下，存在一個(gè)熱工上經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)量范圍。,（,5,）回轉(zhuǎn)窯的預(yù)燒能力和燒結(jié)能力之間存在著矛盾，或者說(shuō)回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力和傳熱能力之間存在著矛盾，且窯規(guī)格愈大矛盾愈突出。窯的,發(fā)熱能力與窯直徑,3,次方成正比；傳熱能力與窯直徑的,2,2.5,次方成正比。窯的規(guī)格愈大，窯的單位容積產(chǎn)量愈低。,為增加窯的傳熱能力，必須增加窯系統(tǒng)的傳熱面積，或者改變物料與氣流之間的傳熱方式，預(yù)分解爐是解決這一矛盾的有效措施。,補(bǔ)充內(nèi)容：窯皮,什么是窯皮,：為了延長(zhǎng)耐火磚的使用壽命，人們
10、在其表面粘掛上一層熟料作為保護(hù)層。,由于窯皮本身的重力和物料的摩擦及機(jī)械振動(dòng)等作用，窯皮粘粘掉掉，數(shù)量幾乎相等，于是就形成了一定厚度的窯皮。,怎樣掛窯皮：,掛窯皮時(shí)間一般為三天，因?yàn)椴荒芤幌抡硳斓嚼硐氲暮穸龋荒苤饾u掛上。,耐火磚：火磚表面燒的微發(fā)融，但不得燒流。,物料：使物料膠粘性最大時(shí),當(dāng)物料通過(guò)燒成帶時(shí)，火磚被物料壓在下面，兩者粘在一起，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，隨著溫度的降低而固結(jié)，形成第一層窯皮。,補(bǔ)充內(nèi)容：立升重,熟料立升重,:,是指一定粒度熟料單位容量的重量，以,g,L,表示，通常指每升,5-7mm,粒徑的熟料質(zhì)量。,立升重太低，說(shuō)明熟料欠燒；反之，則說(shuō)明熟料過(guò)燒。,使用多筒冷卻機(jī)的窯，一般升重控制范圍是,1450100g/L,使用篦式冷卻機(jī)的窯，急冷效率高，熟料顆粒內(nèi)多孔、疏松、熟料輕，因而控制范圍為,1400100g/L,。,如果升重實(shí)在燒不上去，,f-CaO,含量又不超過(guò)范圍，升重控制范圍也可定為,1350100g/L,。,回轉(zhuǎn)窯工藝管理規(guī)程,規(guī)定，熟料升重波動(dòng)范圍最好控制在,75g/L,，合格率在,85%,以上。,
回轉(zhuǎn)窯與帶的劃分
