回轉窯的工作原理

1、一.回轉窯（旋窯）的工作原理回轉簾（旋簾）是一個冇一定斜度的圓筒狀物，斜度為3-3. 5%，借助帑 的轉動來促進料在冋轉窯（旋窯）內(nèi)攪拌，使料互和混合、接觸進行反應。窯頭 噴煤燃燒產(chǎn)生大量的熱，熱量以火焰的輻射、熱氣的對流、窯磚（窯皮）傳導等方 式傳給物料。物料依靠窯筒體的斜度及窯的轉動在窯內(nèi)向前運動。（1）回轉窯（旋窯）一方面是燃燒設備，煤粉在其中燃燒產(chǎn)生熱量；同時也是 傳熱設備，原料吸收氣體的熱量進行鍛燒。另外冇時輸送設備，將原料從進料端 輸送到出料端。而燃料燃燒、傳熱及原料運動三者間必須合理配合，才能使燃料 燃燒所產(chǎn)生的熱量能在原料通過回轉窯（旋窯）的時間內(nèi)及時傳給原料，已到達 高產(chǎn)、優(yōu)

2、質、低消耗的目的。（2）原料顆粒在回轉窯（旋窯）內(nèi)運動情況是比較復雜的。如杲假定原料 顆粒在窯壁上及原料層內(nèi)部沒冇滑動現(xiàn)象時，通常認為原料運動是這樣：原料在 摩擦力的作用下與窯壁一起像一個整體一樣慢慢升起，當轉到一定的高度時，即 原料層表面與水平面形成的角度等于原料的堆積角吋，則原料顆粒在重力的作用 下，沿料層滑落下來。曲于回轉窯（旋窯）有一定傾斜度，而原料顆粒滾動時， 沿著斜度的最大方向下降，因此向前移動了一定的距離。當原料在簾內(nèi)運動時，原料顆粒的運動方式冇周期性的變化，或埋在料層里 面與窯一起向上運動，或到料層表面上而降落下來。但只有在原料顆粒沿表面層 降落的過程屮，它才能沿著窯長方向前進

3、。原料在窯內(nèi)運動的情況將影響到原料在窯內(nèi)的停留時間（即原料受熱吋間）; 原料在窯內(nèi)的填充系數(shù)（即原料受熱面積）；原料粒度翻動情況，也影響到原料 的均勻性（即影響到燃燒產(chǎn)物與原料的表而溫度）。各種運動條件對中心角的影響，也就是對原料顆粒填充系數(shù)的影響，必須加 以注意。如果要在窯內(nèi)保持一定的填充系數(shù)，就需使窯的轉速和喂料速度互相配 合，并保持一定比例；這也是提高產(chǎn)量、質量，穩(wěn)定熱力制度，克服結團等的工 藝條件。二.回轉窯（旋窯）的結構窯體的主耍結構包括有：1. 窯殼，它是冋轉窯（旋窯）的主體，窯殼鋼板厚度在40nmi左右的鋼板， 胎環(huán)的附近，因為承重比較大，此處的窯殼鋼板耍厚一些。窯殼的內(nèi)部砌有-

4、層 200rmn左右的耐火磚。窯殼在運轉的時候，由于高溫及承重的關系，窯殼會有橢 園型的變形，這樣就會對窯磚產(chǎn)生壓力，影響窯磚的壽命。在窯尾大約有一米長 的地方為錐形，使從預熱機進料室來的料能較為順暢地進入到窯內(nèi)。2. 胎壞、支持滾輪、軸承、胎環(huán)與支持滾輪都是用來支撐窯的重量用。胎 環(huán)是套在窯殼上，它與窯殼間并沒有固定，窯殼與胎還z間是加有一塊鐵板隔開, 使胎環(huán)與窯殼間保留一定間隙，不能太大也不能過小。如果間隙太小，窯殼的膨 脹受到胎環(huán)的限制，窯磚容易破壞。如果間隙太大，窯殼與胎環(huán)間和對移動、磨 擦更加利害，也會使帶殼的橢圓變形更加嚴重。通常耍在二者間加潤滑汕。我門 可以通過窯殼與胎壞間的相對

5、運動來憑估計窯殼的橢圓變形程度。窯殼與胎環(huán)z間存在著熱傳導率的差異，必需借助外部的風車來幫助窯殼散熱， 平衡減小兩者間的溫差。否則窯殼的膨脹會受到胎環(huán)的限制。在開窯時，窯殼的 升溫速率高于胎環(huán)，窯工必須控制回轉窯（旋窯）的升溫速率在50°c/h,這樣 有利保護窯磚。通常托輪要比輪帶寬50-100mm毫米左右，滾輪軸承是采用巴氏 合金，如呆軸承失去潤滑，會使軸承因溫度過高而燒壞。在軸承處都冇冷卻水進 行循環(huán)冷卻。為減少窯殼對胎環(huán)的熱輻射，造成托輪溫度過高，在二者之間都加 有隔熱板來減少熱輻射?；剞D窯（旋窯），一般有2組到3組托輪。3. 止推滾輪 止推滾輪就是限制回轉窯（旋窯）吃下或吃上

6、時的極限開關。 因為支持滾輪要比窯胎寬一些，為使托輪與輪帶能夠上卜移動，磨損均勻。在胎 環(huán)的端而設冇止推滾輪。止推滾輪只是起到阻扌當?shù)淖饔?，滾輪本身并沒冇動力。 窯體的吃上吃下是靠滾輪的偏位，將托輪與窯的中心線有一定角度，讓托輪給窯 體有向上的力，使窯殼上移。有時撒一些生料粉或將托輪擦干凈，增大其磨擦系 數(shù)，也可使窯體上移。窯體吃下吋，只要在托輪與輪帶之間撒上石墨粉，減小兩 者間的磨擦力既可。當回轉窯（旋窯）吃卜觸及到y(tǒng)1開關時，液壓系統(tǒng)開始吃 上動作，液壓系統(tǒng)吃上1分鐘，停止4分鐘，然后重復吃上1分鐘停4分鐘的動 作，直到窯胎環(huán)觸及到y(tǒng)5位置。此時窯體開始吃下，液壓系統(tǒng)泄壓2分鐘，停 4分鐘

7、，然后重復動作。直到窯體觸及到y(tǒng)1位置又進行吃上。不斷重復以上的 過程既可。在液壓系統(tǒng)停止動作時，內(nèi)部的壓力不變。液壓系統(tǒng)還冇三到極限 開關。吃上時，如果y1開關有故障時，窯體會觸及到y(tǒng)第二道開關，系統(tǒng)就會 警報眥時帑體已超出吃上范圍30mm）,若又觸及到第三道開關，則系統(tǒng)會跳車 （此時以超出吃上的范圍50imn） o冋轉窯（旋窯）吃下時，如果第一道開關有故 障，則回轉窯（旋窯）在觸及到第二到開關吋，系統(tǒng)就會警報，但不會跳車，因 為有止推滾輪的限制窯殼的吃下極限。三止推滾輪液壓系統(tǒng)窯體的吃上吃一 k主要是要使支持滾輪與胎環(huán)磨損均勻o每8小時吃上吃卜各 一次，這都是靠液壓扌當輪來控制。液壓擋輪的

8、工作原理與滾壓機的液壓原理較為 相近。止推滾輪的液壓系統(tǒng)位于窯基座的下部，這樣可以使現(xiàn)場的布置合理，液 壓設備的工作溫度更低。液壓油經(jīng)油泵浦從油缸中抽岀，經(jīng)過一個單向閥被分成兩路，其屮一路經(jīng)過 三向開關進入到液壓缸中，在常態(tài)下該閥門是關閉不工作，它是作為另一個三向 開關的備用。另一油路經(jīng)過一個三向開關，當開關的在左邊的位置時，油可以通過閥門。在右 邊的位置時油會回到油缸小。屮間的位置油路不通。在三向開關的入口處并連有 油壓表，在三向開關的入口處與回油管串連有一個泄壓閥，用于過載保護。正常 的情況下，液壓油經(jīng)過三向閥以后，進入到一個橋式整流油路。整流油路利用單 向閥作為導路原件，對面的兩個單向閥

9、方向是一至的，中間用一汕路接有一個過 濾器與閥門。不管是加壓進油或是退油都會都要使油進行過濾。在三向開關的冋 油管上也設有單向閥，然后又經(jīng)過由單向閥、過濾器組成的并連油路，回油進入 油缸前都進行過濾，其屮單向閥只是在過濾器阻力較大或堵塞時才會用到。在并 連油路的側邊設有一個壓力表用于測壓力。液壓汕從過濾器岀來以后，汕經(jīng)過一個電動雙向開關與手動閥門后便可進入 到液壓缸中，在手動閥門邊上加有一個手動開關，手動開關閥門在放油泄壓才會 用到。液壓油進入液壓缸的管路也并連有兩跟油管。其小-條油路上接有-個信 號轉化器，將油壓信號轉化成電信號傳到中控室。另一根經(jīng)過一個手動閥門被分成三條油路，一條與油壓表相

10、連，主要用于測 量入液壓缸油壓的大?。ㄔ撚蛪罕砦挥跇遣罚Ｒ粭l連有一個較小的氮氣囊進行緩 沖。另一條油路上設冇一個手動開關）與泄壓閥所組成的并連油路，必要時可將 其打開讓油冋到油缸中。液壓缸入口處設有一個油壓表，用于測量油壓大?。ㄎ挥诂F(xiàn)場），現(xiàn)場可以方便觀 測油壓。氮氣囊在窯體吃上時要將其進油閥門打開，緩沖油壓。在窯吃下時要將 進油閥門關閉，液壓缸的工作壓力在60bh左右。四窯系統(tǒng)的傳動窯是慢速轉動的設備，窯系統(tǒng)傳動裝置主耍由以下幾個部份組成：1. 動力馬達冋轉窯載何的特點為：比恒力矩b. 起動力矩大c. 要求均勻地進行無級變速?；剞D窯窯可采用單邊傳動，多數(shù)采用雙邊同步馬達。采用雙邊傳動便丁布

11、置, 也節(jié)省投資，比較適合于較為大形的冋轉窯（旋窯）。一般窯內(nèi)填充率在20-25% 左右，如果出現(xiàn)結圈或堵料，窯的主馬達功率會上升。有的廠家也利用液壓系統(tǒng) 進行傳動。2. 輔助引擎輔助引擎主要是為防止突然斷電，窯體在高溫、重載（窯內(nèi)有 較多的余料）的情況下發(fā)生變形，目前回轉窯中都設有余熱發(fā)電及重汕發(fā)電設備, 停電后自發(fā)的電還可以利供窯系統(tǒng)工作用，停電對窯內(nèi)生產(chǎn)的影響小一些。在砌 磚或檢修時要用輔助引擎進行帶動。開窯時也要用輔助馬達來幫助起動，這樣可 以減少開窯起動時的能耗。輔助馬達與主減速機之間還設有一個輔助減速機?；?轉窯系統(tǒng)一般布置了一到兩臺汽油引擎的寸步電機。3. 減速機馬達的轉速都比較

12、高，窯的轉速一般都在3rpm左右。兩者間需 要有減速機進行減速傳動。有的窯利用三角皮帶進行減速，我個人認為三角皮帶 在高溫環(huán)境下工作，很容易老化，傳動比也不是很衡定?？谇皬V泛所用的是普通 的齒輪減速機。4. 小齒輪為了適應窯體的串動，小齒輪要與大齒輪z間留有一定的間隙， 新簾更要注意。兩者間隙小，兩者很容易造成咬合、磨損加快等現(xiàn)象。小齒輪可 以安裝在大齒輪的正下方，也可以在大齒輪的斜下方。前者會使小齒輪的地腳螺 栓完全受水平力作用，比較容易損壞。后者小齒輪受水平與垂直兩個方向上的力， 這樣基座受的水平力就小些。5. 環(huán)齒輪 大齒輪都尺寸比較大，一般都由兩半（或者更多塊）經(jīng)螺栓聯(lián)接組 成，環(huán)齒輪

13、通過彈簧片與常殼連接，這樣具有一定的彈性，可以減少因開、停需 時對大小齒輪的沖激。有的廠家也有利用固定式的螺栓與窯殼進行連接，這種連 接方式不具有緩沖的作用，齒輪也容易受窯殼熱膨脹的影響。6潤滑冷卻系統(tǒng)在大小齒輪間設有自動噴油裝置，對齒輪進行潤滑。每班 的現(xiàn)場人員要檢查齒輪零件及潤滑情況，齒輪的潤滑情況。齒輪處的冷卻是靠潤 滑汕來冷去卩o7.密封裝置冋轉窯（旋窯）系統(tǒng)都是在負壓下工作，在冋轉窯（旋窯）的 轉動與靜止兩個部份間的連接處（在窯頭與窯尾兩個地方），不可避免地有縫隙， 為防止外界冷空氣的進入，均設有密封裝置。在窯頭的seal air與止封圈并不 沖突，它只是將清除窯頭附近的一些粉塵吹干

14、凈而以。如果是在窯頭有漏冷風，會降低窯內(nèi)的燒成溫度。在窯尾有漏冷風，會減少 二次空氣量，影響窯內(nèi)通風與燒成，增大廢氣排放量，增大風車與電收塵的負何 等一系列的問題。對于密封裝置的主要要求有：1. 密封性要好窯頭的負壓低一些，要求可以不要那樣高，在窯尾的負壓大 則要求就嚴格一些。2. 能適應于簾體的吃上吃下，簾體溫度變化時長度的仲縮，簾體直徑的變 化以及懸臂端輕微彎曲等的要求。3. 耐高溫、耐磨、結構簡單，便于維修。密封裝置的主要類型有：1. 迷宮式密封，它可以分為軸向式密封與徑向式密封兩種。2. 帶冇石棉繩的端而濟擦式密封3. 石墨塊（鑄鐵、銅）磨擦式密封4. 第三重金屬磨擦式的密封裝置，它借

15、助支架與彈簧將金屬緊壓在筒 體之上進行對氣流的密封。五. 大齒輪傳動及其潤滑在窯體的大齒處，它是靠雙邊同步馬達進行傳動，共有兩個小齒輪與大齒輪 齒合。這樣的傳力點較多，運轉平穩(wěn)，齒的受力減小一半，齒輪的模數(shù)與寬度都 可以大為減小，有利于設備的布置。雙邊傳動也會造成零部件過多，安裝與維修 工作量增加。兩邊齒而都有自動噴油嘴進行噴油潤滑。潤滑后的廢油經(jīng)過泵浦加壓輸送到冷卻機，冷卻機主要將熟料冷卻，不希槊 有熱量的進入，將廢油加到冷卻機中燃燒會提高冷卻機中的溫度，影響到熟料的 冷卻效率。而應該將廢汕引入到需耍熱量的地放去燃燒，如預熱機、窯等地方。潤滑油與泵都在窯基座下的房子內(nèi)，這樣布置使現(xiàn)場更干凈，

16、潤滑設備的壞 境溫度也更低一些。泵是利用空壓機為動力，從空壓機過來的壓縮空氣首先經(jīng)過 一個過濾器將水份過濾去除。然后分成兩路。其屮一路通向上面齒輪的噴嘴處， 在管路上并連接有一個電磁油壓控制閥。另一路是進入到油桶內(nèi)的泵浦，在管路 上串連有一個壓力表、一個汕槽及一個泄壓閥。壓縮空氣經(jīng)過汕槽后，可以使空 氣帶上一部份油入泵中，對泵潤滑。泄壓閥的工作是靠進噴嘴處的電磁閥來控制, 當油路上壓力高于8bar電磁閥會感應一個信號讓泄壓閥泄壓，此時壓縮空氣不 能進入到油桶中加壓工作，空壓機就停止工作。當油壓低于6b韭時，空壓機乂 會重新工作。油從油桶中出來后經(jīng)過一個壓力表，在管路上設有一個過載保護的 閥門。

17、最后才進入到噴汕嘴處，利用氣管中的空氣將汕噴出，多余的汕會從噴嘴 處經(jīng)冋油管中冋到油桶中。一個齒面有四組平行的噴嘴，每次噴油只噴其中的一 個油嘴，然后進行輪流噴油。六. 窯頭煤粉燃燒器預分解以后的生料進入到密內(nèi)，需要繼續(xù)吸熱升溫至1400度左右才能燒成 熟料。回轉窯（旋窯）內(nèi)熱量主要是曲窯內(nèi)的煤粉燃燒裝置提供，它是由噴煤管、 噴煤嘴與燃燒帶三部份所組成。其中噴煤嘴是最為重要的組成部份。噴煤嘴位于窯頭，煤粉隨空氣以一定的流速從噴煤嘴噴出，與周圍的熱空氣 接觸后進行燃燒，形成一定的火焰形狀，將熱量傳給生料。煤粉的燃燒空氣可以 分為兩個部份，一部份是輸送煤粉、將煤粉與空氣混合均勻及供揮發(fā)份燃燒所用

18、的一次空氣。另一部份是依靠預熱機風車從冷卻機中抽上來的高溫高氧的二次空 氣，二次空氣主要是供固定碳進行燃燒。傳統(tǒng)的噴煤嘴只是用一次空氣與煤粉混合后再一起噴出，所形成的火焰風煤 混合不是很好，在火焰的中心通風不良，不便調(diào)節(jié)。在開窯點火時非常的不方便。 目前普遍所用的是較為先進的多風道噴煤嘴。噴煤嘴分為四部份組成，由外到內(nèi)分別為：外圈一次空氣，煤粉圈，內(nèi)圈一 次空氣，以及最內(nèi)圈的噴油管（噴油管只在點火或者沒有煤吋才使用）。各風道都 有各自的動力系統(tǒng)、閥門調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，調(diào)節(jié)火焰非常的方便。其中一次風管外圈 的作用為：1 冷卻噴煤嘴2. 幫助煤粉燃燒，提供揮發(fā)份燃燒所需的氧3. 控制軸向的火焰形狀一次風

19、管內(nèi)圈的作用為：l幫助火焰擴散，在噴嘴中心形成低壓區(qū)2. 幫助煤粉燃燒，提供揮發(fā)份燃燒所需的氧3. 控制徑向的火焰形狀正常工作時，煤粉夾在內(nèi)外圈的氣休之間，在內(nèi)圈空氣的內(nèi)部中形成一個低 壓區(qū)，使空氣與煤粉在此冋旋能充份混合。在外圈空氣的外部也形成一個低壓區(qū), 帶動高溫的二次空氣與煤粉進行混合，供氧供熱進行燃燒。一般增大內(nèi)圈空氣壓力，降低外圈空氣壓力，會使煤粉與空氣混合更快，使 所形成的火焰縮短。如果內(nèi)圈壓力減小，外圈壓力提高，會使火焰仲長。七. 簾皮的作用依照溫度與化學反應的不同，可以將整個窯分為四個帶，它們分別是鍛燒帶、 過渡帶、燒成帶及部分的冷卻帶。一般燒成帶位于從窯頭到5倍的窯直徑處，在

20、 這段區(qū)域內(nèi)有一層比較穩(wěn)定的窯皮存在，窯皮對延長窯磚壽命及有菲常關鍵的作 用，回轉窯（旋窯）的維護成木中，耐火磚所占的比例特別大，如果掉窯磚造成 停簾，火磚的費用不算，產(chǎn)量的損失更人。rfl此可見保護窯皮對延長耐火磚壽命 有重要作用。但如果窯皮過厚也會造成窯的有效空間減小，不利于燒成的進行， 甚至會造成結圈。孟皮是由熟料或粉塵口液相或半液相變成固體，它的主要作用有：1. 保護耐火磚，使耐火磚不直接受高溫及化學侵蝕。2. 儲存熱能，減少簾殼向周圍的熱損失，提高回轉簾（旋簾）的熱效 率。3充當傳熱介質，在窯皮暴露于空氣中，與高溫的空氣接觸時，通過 輻射或者是對流的方式吸收熱量，當窯皮在下部與料接觸

21、時，以傳導的方式傳熱 給生料。4. 簾皮的表面粗糙，它可以降低粉料流動速度，延長料在簾內(nèi)反應時 間。影響窯皮生成的主要因素有：（1）生料的化學成份窯皮是由液相變成固相的過程的產(chǎn)物。鋁質 與鐵質的成份比較多，液相量就多，容易形成窯皮。鋁質與鐵質的成份比較少，液相量少，形成窯皮比較困難。原料中鋁質較多，液相的粘度大，形成窯皮比較 困難，但一旦形成就比較堅固。原料屮鐵質原料多，液相的粘度就比較小，窯皮 容易形成，但形成的窯皮也容易掉落。（2）火焰的溫度 火焰溫度低，料所形成的液相就比較少，不易形 成窯皮，火焰溫度過高，會使窯皮溫度高過液相的凝固溫度，窯皮容易脫落。（3）火焰的形狀窯皮的溫度受火焰形狀

22、、以及窯殼筒體散熱等情 況的彩響。一般來說，太短、太急、太粗闊的火焰對帑皮的侵蝕比較丿力害，長火 焰對窯皮較為有利，但會使窯的熱量分散，對燒成不好。因此在操作吋，一定要保持一定合理的火焰形狀與位置，嚴格控制熟料的結粒, 防止結大塊沖刷窯皮，穩(wěn)定窯內(nèi)的熱工制度，防止結圈，發(fā)現(xiàn)冇大塊或者是結圈 要及時處理。家皮的脫落與發(fā)紅窯皮會因為溫度超過本身的固態(tài)化溫度而掉落，有時也會因為受熱不均勻隨 火磚一起掉落，掉落的主要原因有：1. 飼料成份與喂料量不穩(wěn)定，導至窯溫不穩(wěn)定 如果喂入的料一吋好燒 則窯內(nèi)溫度就高，不好燒時則溫度就低。當料量較多時其溫度就低，料量少時， 多于的熱就沒冇料來吸收。這樣溫度忽高忽低

23、，造成帑皮熱脹冷縮不均勻，容易 脫落。2. 錯誤的操作程序主要是火焰的形狀調(diào)整不恰當所至。當發(fā)現(xiàn)有掉窯皮時，在中控室可以通過查看窯殼溫度去進行判斷，一般窯殼 的溫度在200-300度左右，如杲有溫度過高的地方，就有可能發(fā)生掉窯皮，此時 要馬上要進行補救簾皮的措施，馬上降低噴煤量，或改變火焰形狀及位置，在現(xiàn) 場可以利用鼓風機或壓縮空氣對掉窯皮的窯殼進行冷卻，風機應該放在四點或者 是八點的位置（此處正是料流的位置），離掉窯皮的地方越近越好。各種擋板可以靠氣動或者是電動來控制，兩者都可進行管路擋板的自動控 制。電動擋板主耍使用在氣流管線上，它可以調(diào)節(jié)開度的大小，并且它貝有過載 保護，如果擋被卡住時會使電流增大而跳車。氣動擋板一般只冇開與關兩種狀態(tài) 而已，它不可以調(diào)節(jié)其擋板的開度（建材機械設備網(wǎng)）附1:回轉窯由筒體、傳動裝置，托、擋輪支承裝置，窯頭、窯尾密封，窯頭罩及燃燒裝置等部分組成，如下圖所示。窯頭罩窯頭密封筒體