回转窑焙烧

回转窑焙烧

一．设备构造及工艺流程

回转窑是对散状或浆状物料进行加热处理的热工设备，回转窑在有色金属生产中占有重要的地位，这种设备用来对矿石，精矿及中间产物进行烧结，焙烧等加热处理．回转窑为中空的卧式圆筒形设备，窑身外壳由钢板卷成，略倾斜与水平面（倾斜度为每米长度为20~60毫米），绕纵轴转动，炉料沿轴向借坡度的作用，窑的回转和料的推力向前运动。回转窑的长度可以数十米至一百数十米，直径从2米至6米或6米以上，无严格限制，随工艺要求而任意选定，回转窑的外形与结构组成见图

回转窑一般由下列久部分组成：

1．筒体与窑衬

筒体由钢板卷成，是物料完成物理化学变化的容器，因而是回转窑的基体。为了适应高温（300.C以上），故筒体内均砌筑耐火材料（即内衬）起保护筒体和减少散热的作用。

按照物料的变化过程，筒体内划分成各个工作带，如烘干带、予热带、分解带、烧成带（或反应带）等。工作带的种类和长度随物料的化学反应及处理方法而异。

由于支承的需要，筒体又分为若干跨。

2．换热装置

为了增强热交换效果，筒体内往往还设有各种换热装置，如：链条、隔板式热交换器等。

3．滚圈

筒体、窑衬、物料等所有回转部分的重量通过滚圈传到支承装置上。滚圈传递可达几百吨重的载荷，其本身的重量可达到几十吨，是回转窑最重的零件。

4．支承装置

它承受回转部分的全部重量，由一对托轮轴承组和一个大底座组成。一对拖轮支承着滚圈，既允许筒体自由转动，又向基础传递了巨大的负荷。

支承装置的套数称为窑的档数，一般有2~7档，在其中一档或几档支承装置上装有档轮为带档支承装置。档轮的作用是限制或控制窑回转部分的轴向窜动。

5．传动装置

它的作用是通过设在筒体上的齿轮是筒体回转，齿轮用弹簧板安装在筒体上。由于操作和维修需要，较大的窑还设有使窑极低转速转动的辅助传动。

6．窑头罩

它是连接窑头端与流程中下道工序设备的中间体。燃烧器及燃烧所需要的空气经过窑头罩入窑。这里是看火工进行生产操作的地点，因此窑头罩上设有看火孔和检修门。

窑头罩内也砌有耐火材料，在静止的窑头罩与回转的筒体间有密封装置，称窑头密封。

7．燃烧器

回转窑的燃烧器大多以筒体头端插入，通过火焰辐射将物料加热到需要的温度，燃烧器有：喷煤管、油喷枪、煤喷气嘴等，因燃料而异。

当反应温度较低时，在窑头罩旁另设燃烧室，将热烟气通入窑内来供给热量。

8．窑尾罩

它是连接窑尾端与物料予处理设备以及烟气处理设备的中间体，烟气经窑尾罩排出而入烟道及收尘系统，物料由加热设备直接加入窑的尾部，对于带有外部换热装置的窑，则经换热装置处理原料经窑尾罩入窑。

在静止的窑尾罩与回转的筒体间有密封装置，称窑尾密封。

9．加料设备

它是回转窑的附属设备，根据物料入窑形态来选用加料设备。加料设备的种类很多，有螺旋加料机、板式给料机、溜管、溜槽及喷枪等类型。对加料的要求是稳定、均匀、容易控制，以便配合窑的操作，一般用变速电动机驱动来调节加料量。

窑中炉料的运动情况可随设计操作方法而变，若回转窑转速很小，则料层基本上保持安定的状态随着窑的回转向前移动。若窑的内壁沿长度安装若干物料板，则由于窑的不停回转，物料板可将炉料扬起来，又通过气流撒落下去，可提高气固接触。有足够的回转速度和合适的物料板装置，可获得快速配合与良好气固接触的效果。

回转窑主要是用于处理易于流动的炉料，它的操作特点是简单，能使炉料得到良好的混合，气固接触好。这对许多火法冶炼有利。

气体、液体或粉末燃料均可供回转窑使用，有时可将固体或液体燃料与炉料混合。 金川公司冶炼厂硫化铜镍矿回转窑焙烧流程如图：

该厂焙烧铜镍硫化精矿的回转窑长52米，外径3.6米，用厚28毫米的钢板卷成筒体，内砌220毫米厚的普通粘土耐火砖。窑头2米浇注耐火混凝土层，厚为220毫米，窑尾钢板上浇注厚150毫米，长13米的耐酸水泥层。窑尾挂有25毫米的圆钢焊接链条，为防止精矿粘结窑尾内壁用。

精矿在回转窑内烟气逆流进行，经过三个区域：⑴予热脱水区（200~400），长约15米：（2）干燥成球区（400~600），长约17米；（3）焙烧区（600~900左右）长约20米。焙烧后产生的焙烧砂粒度小于30毫米，供电炉熔炼使用。

影响回转窑焙烧脱硫的因素：（1）温度适当，过高就会产生熔结现象。（2）氧的浓度高，焙烧脱硫率高，反之亦然。（3）物料的有效表面大，脱硫率高，当窑旋转，物料表面不断移动更新，为了增加物料的有效表面，在窑内增焊扬料板和适当提高密的转速，以及控制料面与气体流速。⑷物料的物理化学性质，如粒度，着火点，致密度，导热性及化学成份等，对焙烧的脱硫率有直接影响。⑸要使化学反应完成，总须有足够的时间。所以要注意炉料在窑内停留时间，对焙烧脱硫率的影响。

回转窑生产能力的计算：

根据有色冶金焙烧用回转窑生产能力计算公式：

G = γωπϕ⨯⨯⨯42d

m

W = 5.78N B d ⨯⨯⨯

式中：Ｇ：为回转窑的生产能力（公斤／小时）；

ω：为料在回转窑内前进速度（米／小时）；

ϕ：为回转窑内充满系数（％）；

ｄ：为回转窑内径（米）；

B ：为回转窑的倾斜度（度）；

N ：为回转窑的转数（转／分）；

5．78：为常数；

γm ：为物料假比重（公斤／米3

）。 二．操作：

1．回转窑的开窑与停窑：

回转窑经过大修或新安装的窑体在开窑前需经过检查，其内容包括有：窑内，窑外，仪表，通风排尘和上料系统等。经检查合格后回转窑及附属设备空负荷运转试车，确认没有问题后才能点火开窑。

停窑可分计划停窑和临时停窑，计划停窑是按计划检修停窑。临时停窑为临时停电及故障停窑。

计划停窑时，把圆盘给料机和皮带运输机上的料下净，窑内的料转空。应根据窑内物料渐少而相应减火，保持焙砂温度。灭火后用付电机转窑，关小排风机风门，使窑内逐渐降温。

临时停窑是由于事故或其它原因造成的，事故停窑应立即停止加料，减火停止送风，临时停窑保温应开付电机转窑，关小油门，降低室温。

2点火烘窑：

⑴把烟道放空阀稍开，使窑头处于微负压，火点燃后以维持最小的火焰，能燃烧即可。

⑵先烘窑头，头盔逐渐拉长火焰后烘窑尾，严格按升温曲线进行，要求缓慢升温（开始不开排烟机），升温时间不少于是乎２４小时．

⑶当窑尾温度热功升到１００C

︒时开主

︒时，开付电机转窑，窑尾温度升到３５０C

电机和排烟机，同时开始进料．

⑷开始进料时，视窑内情况逐渐增加料量，并转入正常生产．

１．正常操作及常见故障处理：

回转窑操作比较简单，只要控制好窑内温度和窑速就能保证正常生产．要使生产正规要控制以下几点：

⑴．在正常操作中窑尾温度控制在３００～５００C

︒，

︒，窑头５００～６００C

焙烧高温区控制在９００C

︒以上。

︒左右。焙砂温度保持在５００C

⑵．要勤观察，少波动，重油要求完全燃烧，不得冒黑烟，不准灭火，随时掌握窑内燃烧情况。

⑶．调整温度时应以调整燃料为主，稳定窑速为宜。

⑷．发现窑内掉砖和窑皮烧红，根据情况不同，及时处理。

⑸．随时注意清理窑尾积料，保证排烟畅通。

回转窑常见故障有：窑尾温度过高，掉砖，结圈及冒黑烟。现分述如下：

⑴．窑尾温度过高：产生原因是来料少，油量过大，抽力过大，窑速太低。处理方法：尽量做到均匀下料，适当调整油量和烟气抽力，控好窑速。

⑵．掉砖：产生原因是窑内温度波动大，砌砖质量差，耐火材料质量差。处理方法尽量做到均匀下料，减少停窑次数，控制窑温波动不要太大，提高修窑质量。

⑶．结圈：分为前结圈和后结圈。

前结圈和生原因是由于窑内温度过高，料在高温区停留的时间长，低熔点物料开始熔化，或是料的成份变化大，易使炉料产生烧结现象，而粘在窑壁上。系在窑的前半部，距窑口５－７米处形成处理方法：有热烧法（即提高火焰温度）和冷烧法（即急剧降低窑温，使冷缩并产生裂纹）或冷热交替法，使结圈体跨落。

后结圈产生原因是由于窑速，窑尾温度波动大，或下料量，料的成份，含水量等变化大。后结圈一般是在距窑尾１２～１５米处形成。处理方法：除了操作上采取一定的措施外，可采用合理的挂链方法，或安装刮料装置。

⑷．冒黑烟：产生原因是由于窑内温度低，油量过大，喷油咀有问题，雾化不好等造成燃料燃烧不完全，所以有大量黑烟冒出，可按具体情况处理。

三．回转窑的主要技术经济指标：

⑴精矿成分：Ni4%、Cu2%、Fe21-23%、S12%

⑵焙砂成分：Ni4.5%、Cu2.3%、Fe22-24%、S8%

⑶脱硫率：30—40%