回转窑基础知识

窑基础知识

议程

◆设计演变

◆ 窑的机械效应

◆ 热膨胀

◆ 塑性变形

◆ 弹性变形

◆ 窑的不同设计

◆ 窑轮带

◆ 支承托轮◆ 窑轴向推力

窑的设计演变

窑的设计主要受到产能增加的影响。

例如：

工厂长度(m)直径(m)速度(rpm)产能(t/d)

敦提1 1405/4.61-1.51500克拉克斯威尔230 6.9/6.4/7.61-1.54000阿尔奇斯6842-2.51250舍卡65 5.2 3.5-45800波特兰78 5.2 3.5-45400圣吉纳维芙90 6.6 3.5-412000

老式湿法窑(1948)

老式湿法窑设计

现代干法窑设计

切向悬挂轮带

窑托轮驱动

自调整支承FLS两窑墩回转窑

回转窑中不同区域的划分

⏹安全带

⏹温度波动大

⏹低温共熔物开始

⏹碱腐蚀及渗透

⏹烧成带(窑直径3 –5 倍)

⏹温度从1300 到1450 °C，硅酸三钙形成，结皮稳定

⏹过热，熔融熟料和碱性硫酸盐渗透

⏹冷却带(窑直径0 –1倍)

⏹温度从1200 到1100 °C ，

熟料结晶

⏹熟料灰磨蚀、碱腐蚀

⏹热冲击和高机械力

⏹预热带

⏹温度达到700 °C，对物

料进行加热和脱水

⏹受到物料的磨蚀

⏹采取隔热措施保护窑传动

⏹分解带(窑直径4 –6倍)

⏹温度从700 到1000 °C，对物

料进行分解

⏹磨蚀、碱性腐蚀和温度变化适

中

⏹过渡带上部(窑直径2 –4倍)

⏹温度达到1300 °C，结皮不稳定

⏹热负荷和热冲击最大

⏹过渡带下部(窑直径1 –2倍)

⏹熟料的温度从1400 °C 降到1200

窑的概览（看不到的部位）

轮带间隙

窑筒体变形轮廓

热负荷

椭圆度

窑筒体疲劳

挡圈

托轮轴弯曲

窑传动

窑弯曲托轮轴线倾斜

窑轴线调整

窑口

窑的机械效应

1. 热膨胀：

材料因温度改变而产生的尺寸的变化

2. 塑性变形：

物体在负荷作用下尺寸改变，负荷释放后也不恢复

3. 弹性变形：

材料在压力作用下产生的变形，释放压力作用后可以恢复

热膨胀（可逆的）

窑筒体依据热膨胀系数膨胀（过程是可逆的）

⏹窑筒体的热膨胀

⏹ 窑筒体温度分布不均

⏹窑的拉长 ⏹直径增大

⏹弯曲变形

温度分布图

热膨胀（可逆的）

例子：窑在20°C是直径是φ4.5M，那么在300°C

的时候直径会增加多少？

△D= D1×α×△θ

△D 直径增量（mm）

D1 原始直径（mm）

α 膨胀系数（1/℃）

△θ 温差（℃）

△D=4500×0.000011×280=14mm

正常运转中的活套轮带截面

耐火材料纵向剖面图：

垫板

缝隙(在顶部)

窑筒体

轮带

接触

无缝隙轮带（紧箍轮带）

无相对运动轮带阻碍了窑筒体的热膨胀

收缩的窑筒体

窑筒体的热膨胀受到轮带的限

制

窑筒体永久性塑性变形

轮带/窑筒体温差

12

3

4

窑筒体l

轮带

1

2

4

3

温差

间

隙

•窑受热是间隙控制最关键阶段•建议遵守升温时间（一般是：24小时）

切向固定大齿圈

塑性变形(不可逆的)

窑筒体在超过其受热能力和机械能力情况下运行导致变形( >屈服点)

•高温点

•窑筒体温度梯度大

•在热态下没有转窑

•高温点

•轮带阻碍热膨胀•改变微观组织结构

•弯曲

•不圆

•窑筒体受到挤压

钢的性能(S235 JRG2)

50

100

150

200

250

20

100

200

300

350

400

450

500

550

600

温度 [°C]

屈服强度 [N /m m 2]

屈服强度弹性模量

塑性变形

机械性能随温度升高而降低

塑性变形（不可逆的）

窑筒体冷却后在其高温点附近发生收缩

热变形

高温点

（冷却后）窑

窑筒体变形（高温点）

窑筒体变形（例如：在高温点后面）

直尺

窑筒体变形测量

view from outlet (rotation anticlockwise)

-100

-90-80-70-60-50-40-30-20-100101

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

测量区的窑筒体发生的变形最大-最小>25mm