回转窑设计手册

回转窑的设计

一、窑型和长径比

1. 窑型

所谓窑型是指筒体各段直径的变化。按筒体形状有以下几种窑型：

（1）直筒型：制造安装方便，物料在窑内移动速度较均匀一致，操作控制较易掌握，同时窑体砌造及维护较方便；

⑵热端扩大型：加大单位时间内燃烧的燃料量及传热量，在原窑直径偏小的情况下，扩大热端将相应提高产量，适用于烧成温度高的物料；

（3）冷端扩大型：便于安装热交换器，增大干燥受热面，加速料浆水分蒸发，降低热耗及细尘飞损，适用于处理蒸发量大、烘干困难的物料；

（4）两端扩大型（哑铃型）：中间的填充系数提高，使物料流动的机会减少，还可以节约部分

钢材；还有单独扩大烧成带或分解带的大肚窑”，这种窑型易挂窑皮，在干燥带及烧成带

能力足够时，可以显著提高产量。但这种窑型操作不便。

总之，不论扩大哪一带，必须保持预烧能力和烧结能力趋于平衡。只有在生产窑上，经过生产实践和充分调查研究（包括必要的热工测定和计算），发现某一带确为热工上的薄弱环节，在这种特定条件下将该带扩大，才会得出较明显的效果。

目前国内外发展趋势仍以直筒型窑为主，而且尺寸向大型方面发展。其他有色金属工业用回转窑（还原、挥发、硫化精矿焙烧、氯化焙烧、离析、烧结转化等）多采用较短的直筒窑。

2. 长径比

要得长径比有两种表示方法：一是筒体长度L与筒体公称直径D之比；另一是筒体长

度L与窑的平均有效直径D均之比。L/D便于计算，L/D均反映要的热工特点更加确切，为了区别起见，称L/D均为有效长径比。窑的长径比是根据窑的用途、喂料方式及加热方

法来确定的。根据我国生产实践的不完全统计，各类窑的长径比示于表1中。长径比太大,

窑尾废气温度低，蒸发预热能力降低，对干燥不利；长径比太小，则窑尾温度高，热效率低。同类窑的长径比与窑的规格有关，小窑取下限，大窑取上限。

表1各类窑的长径比

二、回转窑的生产率

回转窑生产是一个综合热工过程，其生产率受多方面因素影响。分析其内在规律性, 可以建立以下几个方面的数量

关系。

1. 按窑内物料流通能力：G=0.785D均2 料伙爷吨/小时(1)

式中：

G——单位生产率，吨/小时；D均——窑的平均有效内径，米；

“——物料在窑内的平均填充系数，一般为0.04~0.12。各类窑的填充系数见表2。

丫料一一物料堆比重，吨/米；某些物料的堆比重见表3;

3料一一物料轴向移动速度，米/小时；其值取决于窑运转情况，可按式(12)、式(13) 及式(14)计算或测定。

表2各类窑的平均填充系数

表3某些物料的堆比重

2. 按物料反应时间

有些工艺过程要求物料有一定的高温持续时间，以完成物理化学反应。若通过实验或

生产实践得知物料必须在窑内停留的时间，贝U : G=0.785X L/ T X均2X^Xft 吨/小时⑵

式中：L―― 窑长(或某带长度)，米；T――物料在窑内(或某带)停留时间，小时；其他符号同前。3. 按正常排烟能力

为了控制窑灰带出的循环量，往往选择一个适宜的窑尾排气速度范围。

G=2826 D 均干2 X w t X®(干)/V0 X (1+ 尾t 吨/小时(3)

式中：V0 ------- 每吨产品的窑气量，标米3/吨；

t尾一一烟气离窑温度，C；

3―一体体积膨胀系数，3 =1/273

3 t —窑尾排气速度，m/s，—般3~8m/s ；

K = 1.0 ;

"干一一干燥带物料填充系数； D 均干 一一干燥带平均有效内径，米。 4.

按供热能力

G=K BXQ 低XnX 料 吨/小时（4）

式中：B ------ 燃料消耗量，公斤/小时或标米3/小时； Q 低 ----- 燃料低发热量，千卡/公斤或千卡/标米3; K ――系数，对铝厂用窑预热二次空气时，

K=1.1~1.15 ;不预热时, n —徭的热效率，一般为 55~65% ;

q 料一一每吨产品必须消耗的有效热，千卡

/吨。

q 料=（G 干料 +A ）（q 吸 +CXt 高 +600w/100-w ） W3 千卡 /吨 式中：G 干料一一每公斤产品理论消耗干生料量 （不包括水分），公斤/公斤;

A ――每公斤产品不可返回的飞尘损失，公斤 /公斤

q 吸 ----- 每公斤产品吸热反应吸热量 （除去放热反应放热量），千卡/公斤;

Cxt 高一一将物料加热到最高温度（烧成带）所需物理热，千卡/公斤； W ――湿生料中所含水分，% 。

5. 按窑内传热能力 ：G=E Q+q 料

或 G=Qi [q 料]i 千卡/小时

（5）

式中：刀Q 窑内各带对物料的总给热量，千卡 /小时； Qi ――窑内某一工作带中对物料的传热量，千卡 /小时； q 料 ----- 物料必须在窑内吸收的总有效热量，千卡

/吨；

[q 料]i 物料在某一工作带内必须吸收的有效热量，千卡 /吨。

所谓有效热量指的是不考虑非生产性消耗和热损失的热量。

回转窑内传热过程比较复杂，各工作带内传热方式也不尽相同。在干燥带，气体温度较 低，传 热以对流为主。另外，窑壁及热交换装置对物料也有传导作用，因传导的计算较繁 杂，而辐射的份量又不大，为简化计算，

往往将两种热交换综合在对流给热系数之中，

用一

个经验公式表示： Q 干=%干汗干X △干式中：a 干一一 干燥带给热系数，千卡/米2 •小 时• C,根据热交换装置类型不同，有各种经验公式，如在挂链条情况下： （式中3 0为

窑全断面的平均流速， Nm/S ）; F 干一一 干燥带中总传热面积（窑的内衬表面 +热交换

装置总表面），m2 ;

△ 干 ――干燥带两端炉气与物料温度差的对数平均值，C 。

图1回转窑内传示意图