回转窑结构、参数、分类及应用

回转窑简介

回转窑的俗称为旋窑，是建材设备类的一种，回转窑是统称，根据不同规格分类性质也不同，常见的有水泥窑、冶金化工窑和石灰窑，这些回转窑都是比较有针对性物料的回转窑，性能较高，质量好。回转窑的生产方法分为两大类，一类是干法生产，一类是湿法生产。回转窑的详细介绍如下。

回转窑发展及应用

回转窑的应用起源于水泥生产，1824年英国水泥工J阿斯普发明了间歇操作的土立窑；1883年德国狄茨世发明了连续操作的多层立窑；1885英国人兰萨姆(ERansome)发明了回转窑，将它投入生产，很快获得可观的经济效益。回转窑的发明，使得水泥工业迅速发展，同时也促进了人们对回转窑应用的研究，很快回转窑被广泛应用到许多工业领域，并在这些生产中越来越重要，成为相应企业生产的核心设备。它的技术性能和运转情况，在很大程度上决定着企业产品的质量、产量和成本。”只要大窑转，就有千千万”这句民谣就是对生产中回转窑重要程度的生动描述。在回转窑的应用领域，水泥工业中的数量较多。水泥的整个生产工艺概括为”两磨一烧”，其中”一烧”就是把经过粉磨配制好的生料，在回转窑的高温作用下烧成为熟料的工艺过程。因此，回转窑是水泥生产中的主机，俗称水泥工厂的”心脏”。

建材行业中，回转窑除锻烧水泥熟料外，还用来锻烧粘土、石灰石和进行矿渣烘干等；耐火材料生产中，采用回转窑锻烧原料，使其尺寸稳定、强度增加，再加工成型；有色和黑色冶金中，铁、铝、铜、锌、锡、镍、钨、铬、锉等金属以回转窑为冶炼设备，对矿石、精矿、中间物等进行烧结、焙烧。如铝生产中用它将氢氧化铝焙烧成氧化铝；炼铁中用它生产供高炉炼铁的球团矿；国外的”SL/RN法”、”Krupp法”用它对铁矿石进行直接还原；氯化挥发焙烧法采用它提取锡和铅等。选矿过程中，用回转窑对贫铁矿进行磁化焙烧，使矿石原来的弱磁性改变为强磁性，以利于磁选。化学工业中，用回转窑生产苏打，锻烧磷肥、硫化钡等。上世纪60年代，美国LapPle等发明了用回转窑生产磷酸的新工艺。该法具有能耗低、用电少、不用硫酸和可利用中低品位磷矿的优点，很快得到推广。

此外，在环保方面，世界上发达国家利用水泥窑焚烧危险废物、垃圾已有20余年的历史，这不仅使废物减量化、无害化，而且将废物作为燃料利用，节省煤粉，做到废物的资源化。

水泥工业在发展过程中出现了不同的生产方法和不同类型的回转窑，按生料制备的方法可分为干法生产和湿法生产，与生产方法相适应的回转窑分为干法回转窑和湿发回转窑两类。由于窑内窑尾热交换装置不同，又可分为不同类型的窑。

回转窑的分类

水泥窑目前主要有两大类，一类是窑筒体卧置（略带斜度），并能作回转运动的称为回转窑（也称旋窑）；另一类窑筒体是立置不转动的称为立窑。

1、 湿法回转窑的类型

用于湿法生产中的水泥窑称湿法窑，湿法生产是将生料制成含水为32%~40%的料浆。由于制备成具有流动性的泥浆，所以各原料之间混合好，生料成分均匀，使烧成的熟料质量高，这是湿法生产的主要优点。

2、 干法回转窑的类型

干法回转窑与湿法回转窑相比优缺点正好相反。干法将生料制成生料干粉，水分一般小于1%，因此它比湿法减少了蒸发水分所需的热量。中空式窑由于废气温度高，所以热耗不低。干法生产将生料制成干粉，其流动性比泥浆差。所以原料混合不好，成分不均匀。

水泥回转窑主要用于煅烧水泥熟料，分干法生产水泥回转窑和湿法生产水泥回转窑两大类。冶金化工回转窑则主要用于冶金行业钢铁厂贫铁矿磁化焙烧；铬、镍铁矿氧化焙烧；耐火材料厂焙烧高铝钒土矿和铝厂焙烧熟料、氢氧化铝；化工厂焙烧铬矿砂和铬矿粉等类矿物。石灰回转窑(即活性石灰回转窑)用于焙烧钢铁厂、铁合金厂用的活性石灰和轻烧白云石。

湿法回转窑工艺

湿法回转窑工艺做以介绍和分析。湿法回转窑窑体通常比较长(长径比为30～40)，为增加窑的传热面积，常在窑尾分挂有链条，加速水分蒸发。湿法回转窑生产时在生料磨中加入水，将生料制成含水为30%～40%的料浆，经均化达到要求的料浆由窑头喂料机送入窑内煅烧成熟料，出窑熟料经冷却机冷却，送入熟料库，原煤经烘干兼粉磨成煤粉后再燃烧供给熟料煅烧所需热量。

湿法回转窑煅烧的特点是：由于生料制成泥浆，所以对非均质原料适应性强，生料成分均匀，工艺稳定，烧成的熟料质量高，熟料强度等级高，粉磨过程中粉尘少，窑尾飞灰少。但湿法生产时蒸发30%～40%的料浆水分，需要消耗较大热量，能耗占水泥成本的1/2～1/3，较立窑和干法回转窑均高。湿法生产由于热耗高，能源消耗大，且生产时用水量大，消耗水资源，我国已把湿法水泥生产列为限制淘汰窑型。

水泥立窑的类型即特点

我国目前使用的立窑有两种类型：普通立窑和机械立窑。

普通立窑是人工加料和人工卸料或机械加料；机械立窑是机械加料和机械卸料。机械立窑是连续操作的，它的产、质量及劳动生产率都比普通立窑高。 根据建材技术政策要求，小型水泥厂应用机械化立窑，逐步取代普通立窑。

回转窑窑体的主要结构

1、窑壳，它是回转窑（旋窑）的主体，窑壳钢板厚度在40mm左右的钢板，胎环的附近，因为承重比较大，此处的窑壳钢板要厚一些。窑壳的内部砌有一层200mm左右的耐火砖。窑壳在运转的时候，由于高温及承重的关系，窑壳会有椭圆型的变形，这样就会对窑砖产生压力，影响窑砖的寿命。在窑尾大约有一米长的地方为锥形，使从预热机进料室来的料能较为顺畅地进入到窑内。

2、胎环、支持滚轮、轴承、胎环与支持滚轮都是用来支撑窑的重量用。胎环是套在窑壳上，它与窑壳间并没有固定，窑壳与胎环之间是加有一块铁板隔开，使胎环与窑壳间保留一定间隙，不能太大也不能过小。如果间隙太小，窑壳的膨胀受到胎环的限制，窑砖容易破坏。如果间隙太大，窑壳与胎环间相对移动、磨擦更加厉害，也会使窑壳的椭圆变形更加严重，通常要在二者间加润滑油。我门可以通过窑壳与胎环间的相对运动来凭估计窑壳的椭圆变形程度。

窑壳与胎环之间存在着热传导率的差异，必需借助外部的风车来帮助窑壳散热，平衡减小两者间的温差。否则窑壳膨胀会受到胎环的限制。在开窑时，窑壳的升温速率高于胎环，窑工必须控制回转窑（旋窑）的升温速率在50℃/h，这样有利保护窑砖。 通常托轮要比轮带宽50-100mm毫米左右，滚轮轴承是采用巴氏合金，如果轴承失去润滑，会使轴承因温度过高而烧坏。在轴承处都有冷却水进行循环冷却。为减少窑壳对胎环的热辐射，造成托轮温度过高，在二者之间都加有隔热板来减少热辐射。 回转窑（旋窑），一般有2组到3组托轮。

3、止推滚轮就是限制回转窑（旋窑）吃下或吃上时的极限开关。因为支持滚轮要比窑胎宽一些，为使托轮与轮带能够上下移动，磨损均匀。在胎环的端面设有止推滚轮。

止推滚轮只是起到阻挡的作用，滚轮本身并没有动力。窑体的吃上吃下是靠滚轮的偏位，将托轮与窑的中心线有一定角度，让托轮给窑体有向上的力，使窑壳上移。有时撒一些生料粉或将托轮擦干净，增大其磨擦系数，也可使窑体上移。窑体吃下时，只要在托轮与轮带之间撒上石墨粉，减小两者间的磨擦力既可。当回转窑（旋窑）吃下触及到Y1开关时，液压系统开始吃上动作，液压系统吃上1分钟，停止4分钟，然后重复吃上1分钟停4分钟的动作，直到窑胎环触及到Y5位置。此时窑体开始吃下，液压系统泄压2分钟，停4分钟，然后重复动作。直到窑体触及到Y1位置又进行吃上，不断重复以上的过程既可。在液压系统停止动作时，内部的压力不变。

液压系统还有三道极限开关。吃上时，如果Y1开关有故障时，窑体会触及到Y第二道开关，系统就会警报(此时窑体已超出吃上范围30mm)，若又触及到第三道开关，则系统会跳车(此时以超出吃上的范围50mm)。回转窑（旋窑）吃下时，如果开关有故障，则回转窑（旋窑）在触及到第二到开关时，系统就会警报，但不会跳车，因为有止推滚轮限制窑壳的吃下极限。

4、回转窑无线测温系统

回转窑无线测温设备，采用新无线通信技术，将热电偶测得的窑内温度数据传送到操作室显示。窑温发送器使用电池供电，可同时采集多个热电偶信号。它安装在窑体上，随筒体一道转动，由于采取了隔热措施，能够耐受300℃以上的筒体辐射高温，抗雨、抗晒、抗震动。窑温接收器安装在操作室，直接显示窑内温度，并有4-20mA输出，可送计算机或其它仪表显示。该套设备不仅结构简单、安装方便、工作可靠、经济实用，而且数据准确、稳定、维护量少、寿命长久。

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