水泥回转窑烧成带和过渡带筒体冷却技术的发展
水泥工艺考试试题与参考答案(附水泥厂领导试题)
水泥工艺考试试题姓名：一填空题1、回转窑一般分为预热带、（）、（）冷却带四个带。
2、窑和分解炉用煤比例为（）和（）。
3、旋风筒的主要作用是（）和（）。
4、熟料冷却采用的冷却机为第四代篦式冷却机，出料温度为（）环境温度。
5、水泥厂工艺流程分为（）、（）、（）三个阶段。
6、水泥厂堆场的布置形式通常采用矩形和圆形两种布置形式。
千业石灰石预均化库采用的储存形式为圆形预均化库，此堆场直径（）米，有效存储量（）吨。
7、增湿塔的主要功能是（）和（）。
8、生产生料的主要材料是石灰石、（）、（）、硅石等。
9、熟料质量主要控制指标（）、3天、28天强度。
10、锁风阀（翻板阀）的主要作用是（）和（）。
11、煤磨采用一套辊式磨系统，出磨煤粉水分（），煤粉细度为80um筛筛余（）。
12、熟料烧成系统：千业熟料烧成系统采用直径（）米长74米的回转窑，窑尾设有双系列旋风预热器和DD型分解炉。
入窑物料的碳酸盐分解率达（）以上,分解炉和窑头均设有3通道燃烧器，以保证煤粉的正常煅烧。
13、常见的影响预均化效果的因素有原料成分波动、（）、（）、堆料总层数等。
14、生料均化系统包含原料矿山的搭配开采与运输、（）、（）、入窑生料的均化与储存等四个缺一不可的环节。
15、水泥生产的余热主要用于（）、（）、采暖。
16、利用水泥窑余热进行供热（）、（）、节能效果显著，投资回收期短、实用有效可靠。
17、在干法生产水泥厂中，向烟气喷水进行增湿和降温一般有两种类型。
一种类型是不设置单独的增湿装置，直接在烟气从（）排出之前进行喷水增湿。
烟气喷水增湿塔的另一类型，是在收尘前设置一单独的（），喷入的水在该装置中被蒸发为水蒸气，以增加烟气的湿度。
18、增湿塔的喷嘴主要有两种类型，第一种是（），第二种是（）二选择题1、下列哪个不是生料的主要化学成分（）A、CaOB、SiO2C、Fe2O3D、MgO2、我厂选用的生料磨是（）A、管磨B、雷蒙磨C、立式磨3、下列哪项不是预热器的主要功能（）A、预热B、分解C、烧成4、下列哪项不是取料机常用的取料方式（）A、端面B、侧面C、底部D、顶部5、分解炉内加入燃料的主要目的是（）。
过渡带对烧成带温度的影响
过渡带对烧成带温度的影响新型干法水泥窑内，由于熟料形成过程中吸收近一半热量的碳酸盐分解反应已在窑外基本完成，窑的热负荷已大大地降低。
窑内熟料烧成过程可以简述为部分碳酸盐的分解(约占5％左右)、固相反应、烧结反应等。
熟料烧成在窑内可以划分为三个工艺带：过渡带、烧成带、冷却带。
过去对回转窑的研究主要集中在各个温度带的划分．以及划分的依据。
由于新型干法水泥窑在国内的生产时间较短，依据过去湿法窑的划分理论是否合适预分解窑还值得深入研究。
更深入地对预分解窑定量分析，不仅对预分解窑的传质、传热、动量传递、化学反应等基础研究有很大帮助，而且对研究改进现有的水泥回转窑有重要的意义。
本文着重就过渡带与烧成带的关系方面阐述自己的观点，为改进和提高水泥回转窑操作与设计提供参考。
1 过渡带对烧成带温度的影响在烧成带，回转窑的煅烧特点可以概括为：硅酸二钙吸收游离氧化钙形成硅酸三钙的过程，其化学反应热效应基本上等于零吸(微吸热反应)，只是在熟料形成过程中生成液相需要少量的熔融热。
但是为了fCaO吸收比较完全，并使熟料矿物晶体发育良好，获得高质量的水泥熟料，必须使物料保持一定的高温和足够的停留时间。
因此，在烧成带获得较高的烧成温度对熟料质量至关重要。
1.1 对流换热系数回转窑内过渡带与烧成带紧密相邻，在过渡带内窑皮时挂时脱，温度变化频繁，化学侵蚀严重，燃料燃烧具有1700℃以上的气体温度，热量传递于耐火砖，由于耐火材料的导热一部分热量透过简体散失到外界空气中。
根据传热学，窑简体的散失热量可以通过牛顿冷却定律计算[3]，其公式为：∑Q Bi= ∑ [bi (t bi—t k) F Bi ]式中：i —综合散热系数,W／(㎡·℃)；t bi—被测量筒体表面温度平均值,℃；t k —环境空气温度,℃；F bi —被测量某区域的表面积,㎡；Q bi —被测量区域的表面散热量,kJ。
t bi—t k)、环境风速、冲击角及并列的回转窑间关系等因素，其主要是bi取决于温差(辐射与对流换热。
水泥熟料烧成系统发展史
水泥熟料烧成系统发展史1.引言水泥的历史最早可追溯到古罗马人在建筑中使用的石灰与火山灰的混合物，这种混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似。
用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。
长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于建筑工程。
但水泥是一种高污染、高能耗、高排放的产品，因此，人们总是试图改善它的烧成系统以达到生产处满足要求的水泥并尽量减少能耗以及对环境的污染。
自1824年10月21日，J. Aspdin获英国5022号专利权（即波特兰水泥）以来，水泥窑的发展经历了立窑—回转窑—悬浮预热器窑—流化床煅烧的发展历程，在这些发展过程中，水泥烧成系统越来越优化，为社会的发展做出了巨大的贡献。
2．水泥窑的发展过程仓窑仓窑：1824年波特兰水泥发明时的煅烧设备为瓶窑，48年后的1872年在瓶窑基础上发明专门用于水泥烧制的仓窑，成为第一代水泥窑窑型，造就了水泥生产的仓窑时代。
立窑立窑：1884年Dietzsch发明立窑并取得专利权。
其与仓窑的最大不同是将烧成过程由沿水平运动变为垂直方向。
我国目前使用的立窑有两种类型：普通立窑和机械立窑。
我国经历了人工间歇作业的普通立窑向机械化连续生产的机立窑的发展过程，带来了劳动强度降低、产量提高和质量改善的变化。
普通立窑是人工加料和人工卸料或机械加料，人工卸料；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。
干法回转窑从干法中空回转窑起步，并由此发展出余热锅炉窑、干法长窑和立波尔窑等。
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。
中空回转窑：英国人Cramton于1877取得英国专利；1895年美国人Hurry和Seaman获得煅烧水泥成功并取得专利；余热锅炉窑：1897年德国人发明，解决了干法中空回转窑窑尾废气温度高、热效率低的问题。
简述回转窑的发展和变化
简述回转窑的发展和变化河南郑矿机器有限公司始建于1956年，回转窑的生产制造是历时悠久，行家里手。
下面简单的介绍一下回转窑的发展与变化。
自1885年回转窑作为水泥高温煅烧反应设备以来，其规格经历了由细变粗、变长，再由长变短的发展过程。
煅烧水泥熟料的回转窑，是伴随着干法工艺出现的，但是由于当时水泥生产煅烧工艺还不成熟，有许多问题没法解决，其中最大的问题就是原料的均匀性很差。
由于这一问题，使得当时的干法工艺生产出来的水泥熟料质量极差，稳定性不好。
为此采用了加水制浆法（即湿法），再经烘干、预热、煅烧的工艺过程，使得水泥熟料质量有了较大提高。
随后水泥生产设备厂商大力推出水泥熟料的湿法生产工艺，并逐渐向大型化方向发展。
直至窑筒体直径达7.6，长度达230m，回转窑的支墩多达6个，这就给回转窑筒体的支撑装置的设计、变形后的受力分布及窑内耐火材料的稳定性造成了不利影响，使得大型化水泥的运转率明显降低。
1950年前后随着预热器技术的出现和不断完善，加上生料干法预均化技术的改善和应用，使得以干法生产为特征的回转窑，又重新回到了他原有的发展轨道上来。
预热器完成了大量的热交换和部分物料的分解任务，大大的缩短了回转窑的长度，同时热耗也较湿法窑低，极大地改善了回转窑的热负荷和操作状况，为水泥工业实现大型化提供了可靠地技术支撑。
特别是20世纪70年代以后出现的窑外分解技术，再加上近20年来对预热器及分解炉结构及操作参数的不断优化和完善，新型高效篦冷机的不断出现，设计合理和控制灵活的多通道燃烧器的推出和应用，使水泥回转窑的功能发生了质的变化，实现了水泥工业技术的飞跃。
郑矿回转窑不仅在水泥行业的成熟运用，而且在金属镁、石灰、陶粒砂、轻骨料陶粒等行业已经广泛推广和运用，欢迎联系。
水泥回转窑用耐火材科-开题报告-参考文献版
目录1 文献综述 ................................................................................................................ - 1 - 1.1 引言................................................................................................................. - 1 -1.2 水泥的生产...................................................................................................... - 2 -1.2.1 水泥的生产工序 .............................................................................. - 2 -1.2.2 水泥熟料及其形成过程................................................................... - 3 -1.3 水泥回转窑...................................................................................................... - 4 -1.3.1 水泥窑的发展历史 .......................................................................... - 4 -1.3.2 水泥回转窑的组成和应用............................................................... - 5 -1.3.3 窑内各带的划分 .............................................................................. - 6 -1.3.4 水泥回转窑运行机制....................................................................... - 8 -1.4 水泥回转窑用耐火材料.................................................................................... - 8 -1.4.1 历史、发展历程与现状................................................................... - 8 -1.4.2 水泥窑用耐火材料损毁机理 ......................................................... - 11 -1.4.3 水泥窑用耐火材料的要求............................................................. - 12 -1.4.4 窑内各部位对耐火材料的要求 ..................................................... - 14 -1.4.5 回转窑用碱性耐火材料种类及存在的问题 .................................. - 15 -1.5 镁质耐火材料的技术现状 .............................................................................. - 16 -1.5.1 镁质耐火材料的相组成................................................................. - 17 -1.5.2 镁质耐火材料的高温性能............................................................. - 17 -1.5.3 镁质耐火材料的发展..................................................................... - 18 -1.6 镁基多元复相耐火材料.................................................................................. - 19 -1.6.1 MgO-FeO n质耐火材料................................................................... - 19 -1.6.2 MgO-CaO质耐火材料 ................................................................... - 20 -1.6.3 MgO-Fe2O3-CaO质耐火材料......................................................... - 21 -2 课题背景及研究意义............................................................................................ - 23 -3 研究内容及目标 ................................................................................................... - 23 - 3.1 研究内容........................................................................................................ - 23 - 3.2 实验方案及原理............................................................................................. - 24 -3.2.1 试验原料........................................................................................ - 24 -3.2.2 试样制备........................................................................................ - 24 -3.2.3 性能检测........................................................................................ - 25 -3.2.4 耐火砖与水泥熟料反应................................................................. - 28 -3.3 预期目标........................................................................................................ - 28 -4 进度安排 .............................................................................................................. - 28 - 参考文献.................................................................................................................. - 29 -1 文献综述1.1 引言水泥是我们日常见到的建筑中使用到的主要材料，具有许多其他材料没有的优良性能，例如，与普通塑料相比，水泥不易老化；与钢铁材料相比，水泥不易生锈。
中控操作员知识复习题库
中控操作员知识复习题库一、名词解释：1、道路硅酸盐水泥：由道路硅酸盐水泥熟料，0～10%活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性材料，称为道路硅酸盐水泥。
2、普通硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，掺加大于5%且小于等于20%的混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥。
3、通用硅酸盐水泥：以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。
4、快凝：是指水泥熟料磨成细粉与水相遇在瞬间很快凝结的现象。
5、烧失量：指水泥在950～1000℃高温下，煅烧失去的质量百分数。
6、石灰饱和系数：是指熟料中全部氧化硅生成硅酸钙所需的氧化钙含量与全部的氧化硅生成硅酸三钙所需氧化钙最大含量的比值。
以KH表示。
也表示熟料中氧化硅被氧化丐饱和形成硅酸三钙的程度。
7、熟料：凡以适当成分的生料，烧至部分熔融所得的以硅酸钙为主要成分的矿物质，称为硅酸盐水泥熟料。
8、游离氧化钙：是指熟料煅烧过程中没有以化合状态存在而是以游离状态存在的氧化钙，称为游离氧化钙。
9、级配：为减少研磨体之间的空隙率，增大对物料冲击研磨机会，常采用几种不同规格的研磨体按一定的比例配合，即级配。
10、耐火度是耐火材料在无荷重下抵抗高温作用而不熔化的性质。
11、荷重软化温度是指耐火材料在高温下承受恒定载荷产生变形的温度。
12、耐火材料抵抗温度急剧变化而不破裂或剥落的能力称抗热震性，又称热震稳定性、抗温度急变性、耐急冷急热性。
13、耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀和冲刷作用而不破坏的能力称为抗渣性。
14、通常把导热系数较低的材料称为保温材料。
15、热耗：生产1kg熟料所消耗的热量。
16、球耗：指球磨机中，单位产量的研磨体消耗量。
17、标准煤耗：把实物煤折算为标准煤的消耗量称为标准煤耗。
18、热效率：理论上需要的热量与实际消耗的热量之比，称为回转窑的热效率。
19、循环负荷率：指选粉机的回粉量与成品量之比。
20、填充率：研磨体的堆积体积与磨机的有效容积之比，称为填充率。
新型干法水泥窑高温带可分成烧成带和过渡带
砂 石 行 业 相 关 政 策 和 标 准 出 台 ２ ０ １ ３年 ， 随 着 砂 石 行 业 规 模 的 壮 大 ， 政 府 有 关 管理 部 门提 升 了对 砂 石 行 业 管 理 的 重视 程 度 ， 逐 步 出台 了一些 政策 和 管 理 措施 ，如《 机 制 砂 石 行
生 态 设 计 将 是 我 国 砂 浆 工 业 化 发 展 的 必 由 之 路
砂 浆 总产 量 不足 ２ ５ ０万 ｔ ， 不 过 ， 虽 然 我 国 砂 浆 产
党 的 十 八 届 三 中全 会 明 确 要 求 着 力 于 稳 增 长 、 调 结 构 、 促 改 革 ， 全 面 推 进 生 态 文 明 建 设 ，促 进 生产方 式 、消费模 式 向绿 色低 碳 、清 洁 安全 转 变 ， 这 为 我 国 砂 浆 产 业 的 发 展 指 明 了 方 向 ， 也 程 质 量 、 提 高
建 筑 业 现 代 化 施 工 水 平 有 着 十 分 现 实 的 意 义 。 随
着 国 家 对 环 境 保 护 、 节 能 减 排 、 资 源 综 合 利 用 等 （ 摘 自 中 国建 材 数 字 报 ） 要 求 的 逐 步 提 高 ， 预 拌 砂 浆 产 业 的 发 展 将 不 仅 局
一
我 国 预 拌 砂 浆 行 业 进 入 一 个 崭 新 的 发 展 期 。 我 们
要 正 确 认 清 形 势 ， 准 确 定 位 行 业 今 后 的 发 展 ， 引 导 和 鼓 励 我 国 砂 浆 企 业 在 设 计 、 生 产 和 应 用 中 更 新 理 念 ， 大 力 推 广 绿 色 制 造 和 绿 色 施 工 技 术 ， 在 砂 浆 全 生 命 周 期 达 到 节 能 、 节 材 、 环 保 及 资 源 综 合 利 用 ， 生 态 设 计 将 是 中 国 砂 浆 工 业 化 发 展 的 必
回转窑预热和冷却技术国内外研究现状及其分析
关键 词 ： 回转窑 ； 余热 ； 预热技术 ； 冷却技术
中 图分 类 号 ： Ｑ ７ ． ２ Ｔ １２６ ２
文献标识 码Байду номын сангаас： Ａ
ＤＯＭ ＥＳ Ｉ ＡＮ Ｄ Ｔ Ｃ ＦＯＲＥＩ ＧＮ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＴＡＴＵ Ｓ ＡＮ Ｄ Ｓ ＡＮＡ ＬＹ ＳＩ Ｓ
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回转窑预热 和冷却技 术 国内外研究 现状及其 分析
罗 申 ，温 治 ，王 汇
（ 京科 技 大 学 ， 京 １ ０ ８ ） 北 北 ０ ０ ３
摘 要 ：回转 窑广泛应用 于冶金 、 耐火材料 、 水泥 、 化工和造纸 等工业 部门 ， 为燃烧 装置 为物料 锻烧 作
提 供 必 要 的 热 量 。 由 于 窑 内 炽 热 气 流 与 物 料之 间 的换 热 效 率 低 ， 回转 窑 生 产 过 程 中 产 生 了 大 量 的余 热 ， 如 何 最 大 程 度 地 利 用 这 些 余 热 资 源 就 变 的 非 常重 要 。本 文从 预 热 技 术 和 冷却 技 术 两 方 面 系 统 全 面 地 分 析 和 阐述 了 回转 窑 余 热 资 源 综 合 利 用 的 国 内 外研 究 现 状 ， 对 预 热 技 术 和 冷 却 技 术 的 研 究 工 作 做 了 展 并
回转窑工作原理及结构
回转窑工作原理及结构回转窑是一种常用的工业设备，广泛应用于水泥、冶金、化工等行业。
它以其独特的工作原理和结构特点而备受关注。
本文将详细介绍回转窑的工作原理及结构，帮助读者更好地理解和应用该设备。
一、工作原理回转窑的工作原理主要包括物料的进料、预热、烧结和冷却四个过程。
1. 进料：物料通过进料端进入回转窑，并随着窑筒的旋转逐渐向出料端移动。
2. 预热：物料在进入窑筒后，首先经历预热过程。
在预热区，物料与高温燃烧气体进行热交换，使物料逐渐升温。
3. 烧结：在窑筒的烧结区，物料被加热到足够高的温度，发生化学反应，形成熟料。
这个过程需要足够的时间和温度，以保证熟料的质量。
4. 冷却：熟料在窑筒的冷却区，通过与冷却气体进行热交换，使熟料逐渐冷却，最终成为可用的水泥熟料。
二、结构特点回转窑的结构主要包括筒体、扶正轮、齿圈、润滑装置和传动装置等。
1. 筒体：回转窑的筒体是由钢板焊接而成的圆筒形结构。
它具有足够的强度和刚度，能够承受窑内物料的重量和旋转力矩。
2. 扶正轮：扶正轮位于窑筒的两端，通过扶正轮的支撑和固定，保证窑筒的正常运转。
扶正轮一般由铸铁或铸钢制成，具有耐磨和耐高温的特点。
3. 齿圈：齿圈位于扶正轮的外侧，与传动装置相连接。
它通过与传动装置的齿轮啮合，驱动窑筒的旋转运动。
4. 润滑装置：润滑装置用于保证回转窑的正常运转和减少摩擦损失。
常见的润滑方式包括油脂润滑和油气润滑等。
5. 传动装置：传动装置用于提供足够的动力，驱动回转窑的旋转运动。
常见的传动方式包括电动机驱动、液压驱动和齿轮传动等。
三、应用领域回转窑广泛应用于水泥生产、冶金和化工等行业。
具体应用领域包括：1. 水泥生产：回转窑是水泥生产过程中的核心设备之一。
它能够将原料烧结成熟料，用于水泥生产。
2. 冶金行业：回转窑在冶金行业中主要用于焙烧矿石和精矿，以提取有用的金属元素。
3. 化工行业：回转窑在化工行业中主要用于石油焦的生产和处理，以及有机化合物的热解和煅烧等。
新型干法水泥回转窑工艺及设备概述
阻力和框架稿度。
缺点：气固分离效率较低，适用于作为旋风预热器系统的
中间级
新型干法水泥回转窑工艺及设备概述
特点：最上一级为高型圆柱型旋风筒；最下一级的旋风筒则采 用较陡的锥角；目的是为提高分离效率。中部各级采 用的是低压损旋风筒，其排气管(内筒)部位采用了导
向 板，以便使旋风筒内的大部分循环气流由导向板直接 引入排气管，从而保证在不降低气固分离效率的前提
Φ物料填充系数
新型干法水泥回转窑工艺及设备概述
6）回转窑内燃烧带的空气过剩系数 根据生产经验已煤粉为燃料的水泥回转窑
α=1.04-1.10范围较合理
7）回转窑内的热效率
Qsh---水泥熟料理论热耗（在没有热量损失和物损失时，由0℃的干生料
烧成1kg水泥熟料所需要的热量（kJ/kg熟料）
新型干法水泥回转窑工艺及设备概述
（kJ/kg熟料）
新型干法水泥回转窑工艺及设备概述
3）回转窑内燃烧带的截面热力强度（燃烧带的截面热负荷）： 燃烧带单位截面面积、单位时间内所承受的热量
4）回转窑内燃烧带的表面热力强度（燃烧带的表面热负荷) 燃烧带单位表面面积、单位时间内所承受的热量
5）回转窑内燃烧带的容积热力强度（燃烧带的容积热负荷) 燃烧带单位容积、单位时间内所承受的热量
新型干法水泥回转窑工艺及设备概述
1.2.4 各级旋风预热器性能的配合（以5级为例）
（1）各级旋风筒的气固分离效率 （2）各级旋风筒的表面散热损失 （3）各级旋风筒的漏风量
1.2.5 各级旋风预热器串联级数的选择（P29）
新型干法水泥回转窑工艺及设备概述
1.2.6 旋风预热器分类以及几种典型的旋风预热器
新型干法水泥回转窑工艺及设备概述
“综合效应”的发展主要体现在以下几个方面： ① 适当扩大分解炉的容积，延长分解炉的出口管道形成“炉体+
水泥熟料窑系统中冷却带是如何冷却的
水泥熟料窑系统中冷却带是如何冷却的主要承担熟料的冷却，使熟料中的一部分熔剂矿物C3A、C4AF形成结晶体析出；另一部分熔剂矿物因冷却速度较快来不及析晶而形成玻璃体。
C3S在高温下是一种不稳定的化合物，在1250℃时，容易分解，所以要求熟料自1300℃以下要进行快冷，使C3S来不及分解，越过1250℃以后C3S就比较稳定了。
急速冷却还可以防止C2S在675℃时发生晶型转变，由β- C2S转变为γ—C2S，发生粉化现象(α—C2S在1420℃以下即转变为β—C2S)，该带同时回收熟料中的热量加热燃烧用的空气。
冷却带内物料温度为1300一1000℃。
冷却带内熟料冷凝成圆形颗粒后落入冷却机内继续冷却。
回转窑内以上各带不是截然分开的，各带没有明显的界限，而是互相交叉的，随着窑内下料量的多少、温度高低、通风状况、火焰长短等因素而变化。
所以说，窑的长度是一定的，而窑内各带的长度则不一定。
例如当窑尾温度发生变化时，物料的干燥预热必然受到温度变化的影响，干燥预热时间缩短或延长，必然引起其他各带的位移变化而不能固定。
再如CaCO3的分解温度是900℃左右，但在放热反应带仍有剩余的CaCO3在继续分解，同时随着原科性质的不同，反应温度也有差异。
物料在窑内燃烧时，一方面吸热升高温度，另一方面又发生了一系列的物理化学变化，各种变化的热性质不同，使各带物科温度升高速度也不同。
随着新型干法技术的使用和发展，各种窑系统内热力分布状况也不同，它们所具有的反应带分布亦有所不同，其间的传热、传质、动量传递及物理化学反应状况也不同。
在各种窑系统中只有湿法窑在窑内承担了水泥熟料煅烧所有的物理化学反应任务。
回转窑内物料温度和气体温度变化及窑内各带的划分如图4.1所示。
从图4.1可知，在干燥带热气体传给物料热量主要用于蒸发料浆中水分，需要较多的热量，物料升温不快。
在预热带由于物料化学变化，需要吸收热量很少，因此物料温度很快升高。
碳酸盐分解带由于碳酸盆的分解，需要吸收大量的热，所以物料升温速度最慢。
回转窑的发展
回转窑的发展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，在英、美取得专利后将它投入生产，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，水泥工业中的数量最多。
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”。
回转窑的类型即特点：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。
回转窑的分类大致如下：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。
回转窑的工作性能：回转窑属于可以旋转的窑炉，最早用于煅烧水泥熟料，目前也用于耐火材料及其冶金工业，如图所示。
ф2×30m 回转窑系统1.回转窑窑体；2.窑头小车；3.热烟室；4.冷却筒；5.窑头鼓风机；6.集尘室；7.烟囱；8.进料对硅酸盐水泥的湿法回转窑而言，生料在回转窑中经高温煅烧发生一系列物理的、化学的和物理化学的变化，最后形成熟料。
新型干法水泥回转窑系统
在分解炉上部设置了一个涡流室， 使炉气呈螺旋形出炉。 将分解炉与预热器之间的联接管道延长---相当于增加了分解炉的容积)，其效果是延长了生料在分解炉内的停留时间，使得碳酸盐的分解程度更高，更重要的是有利于使用燃烧速度较慢的一些燃料。
主要改进：
(2) RSP型炉：
RSP型炉： 结构：左部：混合室（MC室） 右部：上部旋风预燃室(SB炉) 下部涡旋分解室(SC炉) 特点： 燃料：在旋风预燃室喷入，与热空气直接接触而燃烧， 燃烧效果好。 生料：从SC室喂入，被三次风分散。 气体： 窑气经上升管道喷腾进入，热空气从SC炉的内侧 以切线方向送入，两股气流一起进入混合室。 优点：对燃料适应性强 缺点：结构比较复杂，系统通风调节比较困难，流动阻力损失大。
旋风筒改进的几个方面： 1）旋风筒入口或出口处增设导向叶片； 2）旋风筒筒体结构的改进； 3）旋风筒进风口与排气管（内筒）结构的改进； 4）旋风筒下料口结构的改进 5）旋风筒旋流方式的改进
特点：进风口截面由矩形改为多边形，筒体改为双柱双锥的组
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合，柱体直径相对减小，内筒直径加大，插入深度减小等。
02
燃烧带单位截面面积、单位时间内所承受的热量
3）回转窑内燃烧带的截面热力强度（燃烧带的截面热负荷）：
01
Qsh---水泥熟料理论热耗（在没有热量损失和物损失时，由0℃的干生料烧成1kg水泥熟料所需要的热量（kJ/kg熟料）
6）回转窑内燃烧带的空气过剩系数 根据生产经验以煤粉为燃料的水泥回转窑 α范围较合理 7）回转窑内的热效率
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1.2悬浮预热器
旋风预热器的工作原理 生料粉在废气中分散与悬浮 气、固之间换热 （在联结管道内完成） 气、固相的分离，生料粉的收集 （在旋风筒内完成）
回转窑筒体冷却方式浅析
回转窑筒体冷却方式浅析■—■■■—■●●—tE醚E吾离帕毗地.1尢从精1时的^丁.采Ⅲ偏『自75.旧YlrJ5雁金川,膳∞伯艘f"一般的』庸伯睦拽.I¨的址,哺&r.f_JfJ近J』火削处.将扣肝fn』席战2-3mm的0期,【_n々艇珊主.iJlIlJ-卜i1"1】之i,i】帅摩擦,从增凡r研削力.豫轻r"跛,为f0『壤眇光¨卜J好曲肚础;I表fni枇糙l譬研肼椅'出求我仃J做rllf转角砂光I.装ll荨i31,奉12性幂川tI5kw.2840JCminI机,能做360fE趣『=}m的转动.1J粥环枉符雕仇眇比.他川妓{}{丑亘过I'i.案的实施.利J止成J州2in×13m双卅腔水情筒伴的J』ljI.终验满越riIE-l一再』l;I技术指.m城i他JI1I¨I取得1好帕效求?:I筒I奉录川胁J打.-j之li}『蚤fIJ经纬仪较l『.精.:￡轴肺和坝火『|i】轴J变技佧…蕾.1.他I受山决J这.眯轴L-f¨拖板一}一心平fT废公拦均制O-0jII]HI地l引内;'j外J】1.莳简体卜:衙r枕水.停『禾子时实简件.1Ⅱ.弯fIJ】肜c:)Ⅲ料锥管接住计牛虾1址书崭饥们.上要特点之,fc¨料端芰嚏把,,其端.筒1水怍空世-摇处刚rEl埘小我幂川】r料支最羊【lf【}:接错把合在料卅环f唆扳J',赫板作为辅助点慎疗法碱少r是暖跨_mⅢIl册环l..¨地题.231为J耐师扦世选5"I回转窨简体冷却方式浅析随着水泥生产的发腱.对回转窑筒体进行冷却.延长耐火砖使朋寿命和周期,越来越受到水企业的重税现根据我公司转窑筒怀冷却的宴情况,简要介绍如下,以供参考.1淋水冷却此种方式简单舄行,效粜明艟,赶&期使用过程中lfj5暴露m许多州题一(1)同转窑简体锈蚀严重,i现坑点,锈皮脱落.(2)用水量过大.每天需96t,按3.5元/l计算,每犬费用336元.窑主机运转率按85%计算,一年费崩9.2万兀,浪费严重.(3)冷却不均匀.事故率商窑壤带下部简体不能够直接淋上水.温度偏高,与淋水部分形成温差,产生墟力致使滚带的垫板形变脱落,窑体串动2005/4水泥技术口口董先峥,高清华黑龙江古鹤岗矿齐局水泥厂.黑龙江鹤岗l54108) 太.块掉得频繁,吏严霞的是简体出废裂纹.水渗入致使窑砖炸碎,发生重大工艺事敞直接影响正常生产c4)影响殳备口常维护It1于淋水旃一台两删托轮l苊法常巡捡注油,威胁设备使用寿命..世入冬季,气温偏低.易结冰,设备维护更加困难2鼓风冷却此种式多数厂家采用,设备风机较多.一次惟投人较大,虽影响生产,但进入夏季,气温太高冷却效果理想.筒体韫度偏离,最商达300℃,所以鼓风冷却迁有一定局限.3我公司措施鉴于述两种方式的具体使用情况.我们采州两者的优点,将水加压雾化,用风机吹向简体如尉I.此种方式nr使冷却风带水雾吹向窑体,在窑体图I筒体冷却在置国周围形成流动的水雾,达到降温目的. 另外,将风机与喷头i殳计成可移动疗式.根据窑体温度变化灵活调蝮, 使用效果更加理想。
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中图分类号：TQ 72.622.26 文献标识码：B 文章编号： 008-0473(20 8)05-000 - 2 DOI编码： 0. 6008/ki. 008-0473.20 8.05.00水泥回转窑烧成带和过渡带筒体冷却技术的发展江旭昌天津市博纳建材高科技研究所，天津 300400摘 要 烧成带筒体温度过高，会出现挂窑皮困难、耐火砖寿命短、烧成带筒体过早失效、轮带下筒体出现缩颈、胀裂轮带等情况。
因过渡带没有完好窑皮的保护，预分解窑过渡带筒体的温度也很高。
为安全起见，水泥窑烧成带及过渡带筒体表面的温度均需要有效控制。
“窑筒体高温点水雾冷却装置（HCHSU）”比喷水冷却、淋水冷却、风冷等具有更大的优越性，更加节能减排，更加环保，是水泥窑烧成带筒体冷却的最先进技术。
轮带间隙风水结合自动控制装置在冀东水泥厂的实践说明，只用风冷就可控制住过渡带筒体的温度，基本上用不到水冷。
关键词 烧成带 过渡带 筒体 温度 冷却 装置0 引言烧成带筒体温度过高，会出现挂窑皮困难、耐火砖寿命短、烧成带筒体过早失效、轮带下筒体出现缩颈、胀裂轮带等情况。
大多数的水泥企业为安全起见，水泥窑烧成带筒体表面的操作温度都控制在370 ℃以内，一旦超过370 ℃就要采取应急措施进行调整，以防“红窑”，造成不应有的损失。
水泥回转窑筒体的温度除烧成带最高以外，预分解窑的过渡带筒体温度也很高，这是因为过渡带没有完好窑皮的保护。
其他处的筒体表面温度一般都不会超过370 ℃，可见需要冷却的筒体只有烧成带和过渡带。
对于三档支承的预分解窑，其过渡带基本都处于中间档处。
此处轮带下的筒体一旦温度超高，便会产生两种危险：一种是筒体会产生“缩颈”损坏；另一种是严重时轮带有被胀裂的可能。
到目前为止，解决水泥回转窑烧成带筒体超温和红窑以及过渡带处筒体的超温最适用的办法就是对其筒体进行冷却。
水泥回转窑烧成带筒体的冷却技术由初始的人工手持水管喷水冷却、淋水冷却、空气冷却、简易空气水雾冷却和水雾自动冷却等过程发展至今。
对三档支承预分解窑过渡带筒体的冷却有风水结合自动冷却和风冷技术，主要是通过有效控制轮带间隙进而达到保护此处筒体、轮带和窑衬的目的，以延长它们的使用寿命。
本文就水泥回转窑烧成带筒体和过渡带筒体需要冷却的原因、控制温度限制及冷却技术的发展进行论述，以供同行参考。
1 水泥回转窑烧成带筒体冷却的必要性水泥回转窑筒体基本上都是由不同厚度普通碳素结构钢Q235钢板（有极少数在烧成带误用20 g 钢板）卷制焊接而成的一个长圆筒，长径比最大的湿法窑可达L/D＝43之多，最小的立波尔窑和新型超短窑[1]也在10以上。
其重量约占整台窑设备的38%～65%，是回转窑中最大最重最重要的机件。
回转窑是热工设备，都在高温下工作，水泥回转窑中水泥熟料的烧成温度约为1 450 ℃，烧成带内气流的最高温度可达2 100 ℃（图1）[2]。
除极特殊工业部门中的回转窑外，水泥回转窑几乎是众多工业部门中应用温度最高的回转窑。
为保证正常生产，使回转窑筒体能够在允许的温度内工作，在筒体内必须砌筑耐火砖或局部打耐火浇注料（统称为“窑衬”）加以保护。
回转窑烧成带的筒体温度最高，除需要镶砌耐温好易挂窑皮的耐火砖外，在火砖的内圈表面上还要固结一层一定长度和厚度的“窑皮”。
这样，一方面使煅烧的高温水泥熟料不与耐火砖直接接触而与窑皮直接接触，使耐火砖免受窑内物料的磨损和烧蚀，起到保护耐火砖的作用，以延长其使用寿命；另一方2面能够降低耐火砖的温度进而降低烧成带筒体的温度，延长它们的使用寿命，使回转窑能够正常长期运转，见图2所示。
图1 回转窑烧成系统的温度分布a.窑筒体纵断面b. 窑筒体横断面 图2 水泥回转窑烧成带筒体的构成窑皮质量（长度、厚度、强度和表面的平整度等）的优劣，不仅对水泥熟料的产质量和能耗具有重要影响，而且对烧成系统能否长期、安全、稳定的正常运转也尤为关键。
水泥熟料在窑内烧成带煅烧过程中，火焰、烟气、熟料的热量都是首先通过窑皮继而耐火砖最后才传至金属筒体。
显然，烧成带筒体温度不仅反映了窑皮的质量、火砖状况，而且还反映了回转窑的运行状态是否正常。
因此，当代的水泥回转窑都配备红外线扫描筒体温度监测仪，以监测控制窑筒体的温度。
烧成带筒体温度过高，会出现挂窑皮困难、耐火砖寿命短、烧成带筒体过早失效、轮带下筒体出现缩颈、胀裂轮带等情况。
1.1 挂窑皮困难筒体温度过高或者过低都会造成挂窑皮困难，即使勉强挂上了也不会牢固，很容易脱落，使回转窑不能正常运转。
相反，温度过低也不可，如图3所示[3]。
因此，有经验的窑操或者看火工在挂窑皮时发现筒体温度过高，必须采用冷却措施将筒体温度降到合适温度，才能挂上质量好的窑皮。
a.窑皮的形成、粘附和掉落过程b. 窑皮的稳定段和不稳定段图3 水泥窑烧成带窑皮的形成、粘附和掉落过程及其分段H·Barthel对水泥回转窑内耐火窑衬内表面上窑皮的形成、粘附和掉落过程作了如图3a所示的描述。
由图3b可见，对于一定性能的耐火砖和窑料挂窑皮的要求温度是一定的，只有正火点段内的温度高于挂窑皮的要求温度，进而形成稳定的窑皮段。
烧成带内正火点前后的两侧部位，特别是烧成带前后的两侧过渡段内，窑料实际挂窑皮温度低于其要求温度，所形成的窑皮是不稳定的，通常会时长时落。
31.2 缩短耐火砖的寿命筒体温度过高窑皮不会牢固，当窑皮脱落后不仅会使耐火砖的温度增高，砖体软化，减弱抗磨蚀能力，而且水泥熟料便会与耐火砖直接接触，加快其磨蚀；由于不同的耐火砖其热膨胀系数不同，碱性耐火砖的热膨胀系数与金属筒体的热膨胀系数属于一个数量级，其线热膨胀系数α＝（8～16）×10-6/K 或α＝（8～16）×10-6/℃。
当窑筒体的热膨胀系数高于耐火砖时，窑筒体内表面与耐火砖保护层间就会出现间隙，使耐火砖的紧固度不足；当窑筒体的热膨胀系数小于耐火砖的热膨胀系数时，耐火砖又会被挤得过紧，超过自身抗压强度而损坏[4]，见图4。
1.3 水泥窑烧成带筒体过早失效水泥回转窑筒体的设计寿命一般为30年，但由于烧成带筒体超温会使其寿命大大缩短。
当烧成表2 4 000 t/d 水泥生产线非计划紧急停窑经济损失的估算注：最大停窑时间按停窑冷却2 d，耐火砖维修2 d，烘干1 d，升温投料1 d，共2＋2＋1＋1＝6 d。
a.不同窑径的衬砖圈压缩应力与筒体椭圆度ω的关系b.不同窑筒体椭圆度的衬砖圈压缩应力与窑直径D 的关系图4 窑衬厚度为200 mm 时衬砖圈压缩应力与筒体椭圆度ω和窑直径D 的关系带筒体外表面温度达到460℃时，其许用应力仅为316 ℃时的一半，见表1所测的数据。
当温度超过550～600 ℃，窑筒体就会出现红热点，晚间观察可看见微红色，这就是习称的“红窑”。
如果没有冷却措施，就必须紧急停窑，造成很大的损失。
现以国外一条4 000 t/d水泥生产线为例，一次因红窑紧急停窑所造成的经济损失就达26.4万美元[5]，折合人民币则约为170万元，详见表2。
表１ 普通钢板许用应力随温度升高的变化红窑有两种情况：一是局部红窑，即由窑皮局部脱落，耐火砖随之局部损坏，造成水泥窑烧成带筒体局部超温甚至红窑，如图5所示[5]；二是整段整环红窑，即整段整环的窑皮脱落，整段整环的耐火砖磨蚀变薄损坏，造成整段整环的红窑。
以前有的水泥厂操作员或看火工缺乏经验，采用水管喷水进行冷却，筒体便会发生凸凹不平很大的褶皱变形，火砖难以稳固，必须更换这段筒体才能保证正常生产。
另外，因温度过高导致筒体钢板许用应力降低而造成筒体裂断，也必须更换，这时所造成的损失就会更大。
我国HD水泥厂Φ4 m×60 m立波尔4窑烧成带筒体曾因此造成在约1 m宽度段上的整环发生严重皱瘪，不更换就无法进行生产。
图5 因窑皮局部脱落而造成烧成带筒体局部超温或红窑1.4 轮带下筒体出现缩颈、胀裂轮带近代的回转窑，基本上都采用松套轮带。
在冷态时，轮带内径与筒体垫板间存有一定的间隙，称为“轮带间隙”。
因为窑轮带下筒体的温度永远大于轮带温度，所以筒体的热胀量永远都大于轮带。
当轮带下筒体超温膨胀量增大超过轮带内径时，轮带宽度下的筒体因受刚固轮带的约束而不能继续膨胀，可轮带两侧的筒体因无约束便继续膨胀，经过较长时间后形成了在冷窑时轮带下的筒体直径比其两侧的小，即形成了“缩颈”[6]。
当轮带下筒体产生缩颈时，毫无疑问会使轮带的应力增大，这是轮带发生断裂的一个很重要的影响因素。
由上述可见，控制水泥回转窑烧成带筒体既不超温不红窑又不温度过低是非常必要的，或者说是使烧成系统能够长期、安全、稳定正常运转的重要保证[7-8]。
2 水泥回转窑筒体表面极限温度的限定水泥回转窑内的温度以烧成带为最高，由图1可知，气流的最高温度可达2 100 ℃，煅烧的熟料温度在1 350 ～1650 ℃之间。
有良好窑皮保护的火砖层内表面温度约在600～700 ℃之间[3]。
当窑皮脱落时，耐火砖层的内表面一般可达1 300 ～1 400 ℃，见图6所示。
当完好的耐火砖层厚度为200 mm时，不同种类或者说不同品种的耐火砖导热系数不同。
通过对一条规格直径为Φ4.4 m的水泥回转窑所测定结果表明，镁铬砖的导热系数大于晶体结合高铝砖。
在相同条件下窑筒体内表面的温度却不同，前者比后者高434－300＝134 ℃。
对于相同材质厚度均为25 mm厚的窑筒体，内表面温度越高，其传递速度越快。
由图6中的计算结果可见，采用镁铬砖窑筒体的温度传递速度为V Mg ＝0.36 ℃/mm，大于采用晶体结合高铝砖窑筒体的温度传递速度V Al ＝0.2 ℃/mm。
也就是说，晶体结合高铝砖的隔热性能优于镁铬砖，因此前者窑筒体的表面温度仅为295 ℃，而后者则高达425 ℃，超过了钢材允许的400 ℃的极限温度。
图6 不同耐火砖层和窑筒体的温度测定及温度传递速度的计算随着窑衬使用时间的延长，耐火砖层的内表面会磨蚀损坏，使其减薄，对窑筒体表面温度有很大影响。
除此之外，当采用40 mm厚耐火泥和垫以3 mm 厚陶瓷纤维毡砌筑火砖时，对窑筒体外表面温度也都有一定的影响。
对完好200 mm厚的普通碱性和专用碱性不同砌筑方式耐火砖层以及已磨损掉80 mm厚的相同旧砖层进行了窑筒体表面温度的测定，其结果见图7所示。
由此可见，采用普通碱性200 mm厚的新砖层，烧成带窑筒体表面的最高温度可达430 ℃，对于相同已磨蚀掉80 mm 厚的旧砖层，烧成带窑筒体表面的最高温度可达515 ℃，比新砖增高了85 ℃。
不管新旧砖，也不管普通碱性和专用碱性砖，采用3 mm厚陶瓷纤维衬的耐火砖层，其窑筒体表面温度都是最低的，今后应该推广，对节能减排大有好处[4]。
实测表明，在采用普通碱性砖时筒体表面温度由430 ℃降到350 ℃左右，熟料煤耗降低约2 kg/t·cl。