機(jī)械立窯詳細(xì)介紹

1、第十一章第十一章 機(jī)械立窯機(jī)械立窯 本章提要本章提要 1. 機(jī)械立窯總體設(shè)計(jì)機(jī)械立窯總體設(shè)計(jì) 2. 機(jī)械立窯結(jié)構(gòu)與制造機(jī)械立窯結(jié)構(gòu)與制造 3. 水泥廠優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗總目標(biāo)下設(shè)備和工水泥廠優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗總目標(biāo)下設(shè)備和工藝綜合研究藝綜合研究第一節(jié)、機(jī)械立窯總體設(shè)計(jì)第一節(jié)、機(jī)械立窯總體設(shè)計(jì) 一、水泥熟料的煅燒機(jī)理一、水泥熟料的煅燒機(jī)理 水泥生產(chǎn)的主要原料是石灰石、粘土。 石灰石、粘土是如何轉(zhuǎn)變成“水硬性凝膠材料”-水泥?關(guān)鍵的轉(zhuǎn)變過程發(fā)生在窯內(nèi)。圖11-1為立窯煅燒水泥熱料示意圖. 經(jīng)過粉磨后的原料經(jīng)過粉磨后的原料(石灰石、鐵粉、粘土、煤以及復(fù)合石灰石、鐵粉、粘土、煤以及復(fù)合礦化劑礦化劑)按一定配比，加

2、水按一定配比，加水(約約12-14)并在成球盤中形并在成球盤中形成濕料球成濕料球(3-15mm為宜為宜)由喂料裝置由喂料裝置2從窯頂加入，靠從窯頂加入，靠自重下移，助燃空氣由底自重下移，助燃空氣由底(或側(cè)或側(cè))鼓入，向上通過料球之鼓入，向上通過料球之間孔隙流動(dòng)，與料球表面進(jìn)行熱交換，熱源由料球內(nèi)的間孔隙流動(dòng)，與料球表面進(jìn)行熱交換，熱源由料球內(nèi)的燃料提供，加上某些反應(yīng)中放出熱量，使料球由表及里燃料提供，加上某些反應(yīng)中放出熱量，使料球由表及里預(yù)熱、脫水，預(yù)分解、燒成、冷卻，并通過卸料裝置從預(yù)熱、脫水，預(yù)分解、燒成、冷卻，并通過卸料裝置從窯底部卸出窯底部卸出。圖16-1 立窯煅燒水泥熟料示意圖1主要

3、煅燒工藝過程及煅燒帶主要煅燒工藝過程及煅燒帶1.1.預(yù)熱帶預(yù)熱帶(包括干燥、預(yù)熱和分解反應(yīng)包括干燥、預(yù)熱和分解反應(yīng)) 濕料球入窯后，受自下而上的熱氣流加熱，水分蒸發(fā)，變成干球料。同時(shí)溫度不斷升高，燃料中揮發(fā)物不斷逸出，因熱氣流中缺氧而不能燃燒，隨廢氣排入大氣中。隨著物料下沉，物料溫度繼續(xù)升高，達(dá)到500-600時(shí)，其中高嶺土脫水；溫度繼續(xù)升高，碳酸鹽開始分解，并有部分固相反應(yīng)。這一帶物料在窯面層，約占窯體高度的5-10，溫度范圍201000。應(yīng)當(dāng)注意；濕料球干燥脫水，產(chǎn)生大量水氣，分解時(shí)又放出大量氣體，一方面料球收縮，同時(shí)使料球產(chǎn)生許多毛細(xì)孔，如料球塑性差，可能使球球炸裂粉化，影響窯內(nèi)通風(fēng)。因

4、此立窯煅燒對(duì)料球可塑性、孔隙率、強(qiáng)度有一定要求。 1.2.煅燒帶煅燒帶(或稱高溫帶、燒成帶或稱高溫帶、燒成帶) 預(yù)熱帶物料隨卸料運(yùn)動(dòng)下沉進(jìn)入煅燒帶，料球溫度繼續(xù)升高到1000以上。料球中煤 粉大量燃燒，溫度急速升高，發(fā)生大量固相反應(yīng)。反應(yīng)放熱使溫度更快地升高到1300以 上，出現(xiàn)液相，而進(jìn)入燒結(jié)階段。物料進(jìn)一步收縮，收縮程度依燃料、原料性質(zhì)及生產(chǎn)方法而異，一般機(jī)立窯中為12-22。燒結(jié)的液相和軟化的料球粘結(jié)，構(gòu)成一層塑性高溫層稱底 火.當(dāng)熟料中Al203含量高(6.5)時(shí)，底火軟，粘性大，此時(shí)濕料層若大，則底火被壓密， 影響通風(fēng)煅燒. 若熟料中Fe2O3含量高(5)時(shí)，底火較脆，并使液相過早出

5、現(xiàn)，易結(jié)大塊，在卸料時(shí),容易錯(cuò)斷，脫節(jié)，底火破壞，影響正常煅燒. 煅燒帶在立窯內(nèi)的位置和厚度，對(duì)煅燒水泥熟料影響很大，而它的位置和厚度不僅取決于生料中煤的含量，還決定于煤的品質(zhì)，粒度和通風(fēng)狀況、生料的均化程度，卸料的快慢以及操作水平.正常煅燒時(shí)，煅燒帶在窯擴(kuò)大口下部，約占窯體高度的10-15%，1.3. 冷卻帶冷卻帶 燒成熟料自煅燒帶繼續(xù)下落，進(jìn)入冷卻帶，與窯下鼓入的冷空氣進(jìn)行熱交換，軟狀熔融熟料冷固成塊.空氣被預(yù)熱向上進(jìn)入煅燒帶，熟料冷卻應(yīng)需要較長時(shí)間，一般冷卻從1300開始到100左右出窯，此帶占窯體高度的75-85.如冷卻不好，既影響熟料質(zhì)量又加快卸料篦子損壞. 立窯煅燒熱料過程大致可分

6、成上述三帶，但各帶之間并無明顯界限，而且各帶所占比例與燒成工藝和鼓風(fēng)壓力關(guān)系很大，一般要求有相對(duì)穩(wěn)定的底火層.底火層的控制除可以用燒成帶上下的熱電偶檢測(cè)外，還可以用插釬法觀察.物料在立窯內(nèi)各帶煅燒的主要反應(yīng)機(jī)理和溫度范圍見表11-1.窯內(nèi)各帶 名稱溫度() 主 要 反 應(yīng) 方 程 式吸放熱預(yù)熱帶750 干燥 100-150 (一) 脫水 500-600 Al2o32SiO22HtOAl2o32SiO2+2HtO (-)碳酸鹽分 解650-1000750 MgCO3+Mg0+CO2 CaCO3Ca0+CO2,1000時(shí)反應(yīng)劇烈,平衡可逆 (一) (一)煅燒帶 1300-1450-1300多級(jí)固相

7、反應(yīng)1000 CaO+ Al2O32CaO.Al2o3+QCaO+Fe2O22CaO.Fe2o3+Q (+)1200CaO.Al2o3+ CaO.Fe2o34CaO.Al2o3. Fe2o3+ QCaO.Al2o3+ CaO3CaO.Al2o3. + QCaO+ SiO22CaO. SiO2+ Q 3SOAT 2CaO. SiO2+ CaO3CaO. SiO2 (+) 冷 卻 帶 對(duì) 流 熟 料 冷卻1250C一100 一部分熔劑礦物成晶體析出，另一部分來不及析出而呈玻璃體，C3s在1250不穩(wěn)定，易分解，低于1250C則穩(wěn)定，C,S在1000以下緩冷易使*,-CS轉(zhuǎn)變成-cJ失去水硬作用 -

8、C2S14505-C2S630680 -C2S500-C2S 各帶熱 主 要 反 應(yīng) 機(jī) 理 和 工 藝傳導(dǎo)方式 名稱溫度() 方 程 式吸放熱預(yù) 熱帶750 干燥 100-150 (一) 脫水 500-600 Al2o32SiO22HtOAl2o32SiO2+2HtO (-)碳酸鹽分 解650-1000750 MgCO3+Mg0+CO2 CaCO3Ca0+CO2,1000時(shí)反應(yīng)劇烈,平衡可逆 (一) (一)煅燒帶 1300-1450-1300多級(jí)固相反應(yīng)1000 CaO+ Al2O32CaO.Al2o3+QCaO+Fe2O22CaO.Fe2o3+Q (+)1200CaO.Al2o3+ CaO

9、.Fe2o34CaO.Al2o3. Fe2o3+ QCaO.Al2o3+ CaO3CaO.Al2o3. + QCaO+ SiO22CaO. SiO2+ Q 3SOAT 2CaO. SiO2+ CaO3CaO. SiO2 (+) 冷 卻 帶 對(duì) 淀 熟 料 冷卻1250C一100 一部分熔劑礦物成晶體析出，另一部分來不及析出而呈玻璃體，C3s在1250不穩(wěn)定，易分解，低于1250C則穩(wěn)定，C,S在1000以下緩冷易使*,-CS轉(zhuǎn)變成-cJ失去水硬作用 -C2S14505-C2S630680 -C2S500-C2S2、煅燒過程的物理化學(xué)變化熟料冷卻熟料燒成固相反應(yīng)碳酸鹽分解粘土的脫水與分解自由水蒸

10、發(fā)2.1、粘土的脫水與分解2.2、碳酸鹽分解2.3、固相反應(yīng) 反應(yīng)過程沒有融熔狀態(tài)物出現(xiàn)，是在固體狀況下進(jìn)行的叫固相反應(yīng) 800 CA、C2F C2S 800900 C12A7 9001000 C2AS、C3A、C4AF 11001200 C4AF、C2S極大值 2.4、熟料燒成 130014501300 2CaO*SiO2+CaO 3CaO*SiO22.5、熟料冷卻 13001250500100 2.6、熟料液相量的計(jì)算 當(dāng)燒成溫度為1400 時(shí) 2.7、生成1kg熟料的理論熱耗 2.8、熟料形成熱的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式3、熟料形成過程的熱效應(yīng)二、立窯煅燒的傳質(zhì)和傳熱二、立窯煅燒的傳質(zhì)和傳熱 1.立

11、窯內(nèi)物料的運(yùn)動(dòng)立窯內(nèi)物料的運(yùn)動(dòng) 立窯窯體固定不動(dòng)，引起窯內(nèi)料球運(yùn)動(dòng)的主要原因有： 1.1 卸料運(yùn)動(dòng)引起全窯物料相繼下落，經(jīng)窯底卸出. 1.2 料球在窯上部預(yù)熱帶、燒成帶，除落料運(yùn)動(dòng)，還因煅燒時(shí)體積收縮而產(chǎn)生徑向趨中運(yùn)動(dòng). 1.3 卸料篦子帶動(dòng)其中一部分物料的圓周運(yùn)動(dòng)， 物料的運(yùn)動(dòng)速度影響物料在窯內(nèi)停留時(shí)間，運(yùn)動(dòng)速度過快，則物料在窯內(nèi)停留時(shí)間過短，使熱料生燒：運(yùn)動(dòng)速度過慢，停留時(shí)間過長,窯的產(chǎn)量降低.物料在窯內(nèi)停留時(shí)間與窯內(nèi)物料燃燒有關(guān)，如能加大風(fēng)量提高窯溫，縮小料球直徑，加強(qiáng)熱交換，可縮短物料在窯內(nèi)停留時(shí)間，提高窯的產(chǎn)量. 2. 立窯內(nèi)氣體流動(dòng) 空氣由風(fēng)機(jī)壓入窯底部(或腰部)，通過料層經(jīng)煙囪排

12、出，空氣的作用主要是熱傳導(dǎo)并和料球中的煤燃燒放熱.氣流阻力主要來自料層(可達(dá)2000Pa)，特別是濕料層和燒結(jié)層阻力較大，其次還有管道和卸料篦子的阻力(約1000-2000Pa).阻力越大，上火越慢，漏風(fēng)越多，熱效率越低，煅燒產(chǎn)量越低，風(fēng)機(jī)功耗越大.為減少阻力，可采用下述措施： 適當(dāng)降低窯高， 升高中心風(fēng)管或補(bǔ)設(shè)窯腰風(fēng)， 使料球均齊，空隙較大，不粘不碎不炸。 為加強(qiáng)熱交換并強(qiáng)化煅燒，通常增加入窯風(fēng)量.但風(fēng)量增加，當(dāng)截面不變時(shí)，流速增加，從而使流體阻力增加，功耗增加.因此存在著一個(gè)最佳氣流速度，據(jù)經(jīng)驗(yàn)機(jī)械立窯的凈空截面平均流速(即假定窯斷面無料時(shí)的氣體流速)以0.5-0.7ms為宜。3.立窯內(nèi)燃

13、料的燃燒 立窯生產(chǎn)常用無煙煤摻合在生料中，與空氣接觸機(jī)會(huì)較少，燃燒條件較差，因而一般對(duì)燃料有一定質(zhì)量要求，見表1-3。 表1-3 水泥廠對(duì)煤的質(zhì)量要求 窯 型 干燥基灰分(%) 干燥基揮發(fā)分(%) 干燥基低熱值(kJkg) 漫 法 窯 干 法 窯 立 窯 28 25 30 18-30 18-30 21000 23000 21000 立窯用煤: 3.1 要求揮發(fā)物低，以減少化學(xué)不完全燃燒的熱損失： 3.2 要求熱值高，可使燃燒溫度提高，傳熱快，物料煅燒時(shí)間短，使窯的產(chǎn)量提高，熱耗降低， 3.3 要求灰分少，因?yàn)槊夯曳指邥r(shí)熱值低，對(duì)操作控制不利，同時(shí)灰分高易造成煉窯，結(jié)瘤現(xiàn)象，還會(huì)影響熟料質(zhì)量。

14、除了煤的質(zhì)量指標(biāo)外，準(zhǔn)確配煤和控制煤的粒度很重要.粒度過細(xì)，燃燒過快，使煅燒帶過短，熟料礦物來不及形成，影響質(zhì)量，增加煤耗，粒度過粗，燃燒速度慢，高溫煅燒帶長，火力不集中，高溫帶溫度上不來，冷卻帶過短，也影響熟料質(zhì)量。煅燒時(shí)可采用不同的配煤煅燒方法：有白生料法、黑生料法、半黑生料法、包殼料法、差熱煅燒法、煤料分別粉磨法 ,使用最廣泛的是黑生料法.這種方法，燃煤細(xì)，燃燒速度快，煤、料混合均勻，配煤工藝簡單，熱力比較集中，中部通風(fēng)好，有利于正常操作.但因料球表面的煤粉入窯后在預(yù)熱帶遇低溫缺氧氣氛生成大量CO，熱損失較大，煅燒帶較薄，配煤不易準(zhǔn)確控制。 4. 立窯內(nèi)的傳熱 在預(yù)熱帶，高溫氣體與濕料以

15、對(duì)流方式傳熱，物料表面再以傳導(dǎo)方式向料球內(nèi)部傳遞; 煅燒帶，熱源是燃料顆粒的燃燒、物料固相反應(yīng)的放熱，產(chǎn)生高溫氣體，并與由下向上的氣體進(jìn)行以對(duì)流和傳導(dǎo)傳熱為主，輻射為次的熱交換； 在冷卻帶，是高溫物料向入窯氣體傳熱，以對(duì)流為主要形式。 對(duì)于同一物料球，傳熱由外到內(nèi)進(jìn)行，所以同一料球內(nèi)可能形成冷卻、燒成、預(yù)熱三個(gè)不同階段(圖11-2)。圖中，料球外部進(jìn)入燒成階段，次外層由于傳熱的滯后，碳酸鹽開始分解，中心部分則剛處于料球的預(yù)熱階段；圖中，料球次外層的碳進(jìn)一步燃燒進(jìn)入燒成，中心分碳酸鹽分解，而外表巳進(jìn)入冷卻階段，圖c中，中心部分的料球進(jìn)入燒成時(shí)，次外層物料開始冷卻。因而這樣，用較小的料球可能得到較

16、快的傳熱效率。但料球太小，又會(huì)使空隙較低，影響通風(fēng)、煅燒。圖l62 立窯中料球分層煅燒示意圖三、煅燒工藝要點(diǎn) 1.物料在預(yù)熱帶和燒成帶，由于 水分的蒸發(fā)逸出， 分解時(shí)CO2和燃料中揮發(fā)物的排出， 燒結(jié)時(shí)液相的形成，使得物料在煅燒過程中體積收縮。料球的收縮程度依燃料、原料的性質(zhì)及生產(chǎn)方法而異，單個(gè)料球的體收縮率約為0.120.22. 2.燒成帶液相形成時(shí)，料球軟化粘結(jié)，構(gòu)成一層所謂“底火”，底火的位置厚度通常是反應(yīng)煅燒情況優(yōu)劣的標(biāo)志. 3.水泥熟料的主要礦物要在液相中才能大量形成(一般在1450左右)，為了降低液相熔點(diǎn)，通常采用復(fù)合礦化劑，為了達(dá)到較高溫度，通常采用大風(fēng)大火. 4燒成的熟料必須急

17、冷通過1250點(diǎn)，避免C3S向C2 S的轉(zhuǎn)化，并且即使在1000C以下也須急冷，若在675 以上緩慢冷卻，則產(chǎn)生-C2S向-C2S的轉(zhuǎn)變，使體積增大，出現(xiàn)粉化，失去水硬性.同時(shí)， 熟料急冷： 可防止C2S晶體長成或礦物晶體化而難磨， 使MgO凝結(jié)成玻璃體或以細(xì)小晶粒析出，可減輕方鎂石晶體的緩慢水化出現(xiàn)的體積膨脹，不會(huì)快凝， 增加應(yīng)力而易磨 ; 降低熱耗. 總的說來，機(jī)立窯內(nèi)物料的煅燒，既有水硬凝膠體生成的化學(xué)反應(yīng)，又有傳質(zhì)，傳熱的物理過程.影響這種物理，化學(xué)過程的因素很多，最主要的是風(fēng)、料、煤合理統(tǒng)一，才能實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗.這種工藝要求又須通過煅燒設(shè)備實(shí)現(xiàn).窯體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，正是從這一工藝的

18、基本要求出發(fā).四 機(jī)械立窯結(jié)構(gòu)參數(shù)確定 式中 Qy-要求的熟料年產(chǎn)量(t熟料年)； Gy-工廠規(guī)模(t水泥年)； d-水泥中石膏的摻入量(%)， e-水泥中混合材的摻入量(%)， p-水泥的生產(chǎn)損失(%)，可取為35%。1機(jī)立窯的規(guī)格參數(shù)1.1 根據(jù)水泥年產(chǎn)量要求計(jì)算熟料年產(chǎn)量.yyGpedQ100100(17-1) 式中:n -窯的臺(tái)數(shù)；窯的臺(tái)數(shù)n首選1，只有當(dāng)窯規(guī)格直徑大于3.3m時(shí)才取2或3 Qy-要求的熟料年產(chǎn)量(t/y)； Qh1-所選窯的標(biāo)定臺(tái)時(shí)產(chǎn)量(t/h)； -窯的年運(yùn)轉(zhuǎn)率，以小數(shù)表示。機(jī)立窯0.8-0.85； 1.3 窯規(guī)格計(jì)算： nQQyh8760(17-2)kQDh4(1

19、7-3)式中： K-窯燒成帶單位截面產(chǎn)量，kghm2，機(jī)立窯；K1500-2400，kghm22、機(jī)械立窯高度 立窯高度設(shè)計(jì)應(yīng)滿足煅燒工藝要求：即在窯內(nèi)完成預(yù)熱、燒成、冷卻.設(shè)計(jì)中除用圖表法外，還可采用下述方法； 2.1 燒成帶沉料速度法 根據(jù)煅燒工藝，立窯中物料的燒成時(shí)間t30分鐘，燒成帶物料沉降速度為1.22mh，故燒成帶高度h=0.6lm，若以燒成帶占全窯高度H的10計(jì)，則H=610m，這種計(jì)算比較粗糙，但其原理卻是根據(jù)煅燒工藝確定的.2.2 高徑比法 窯的高度由窯的公稱直徑確定，常取高徑比H/D=34.早期的窯H/D通常取4，立窯的高度隨著新的煅燒方法的發(fā)展，特別是大風(fēng)大火強(qiáng)化煅燒以來

20、，H/D有漸小的趨勢(shì)。目前新設(shè)計(jì)的窯H/D30.5。當(dāng)HD小時(shí)，煅燒工藝上須格外精心，謹(jǐn)防出紅料. 由煅燒工藝過程可知：物料從預(yù)熱干燥到燒成，體積發(fā)生收縮，又由于物料間的搭接粘滯而趨中，會(huì)使邊部空隙過大。為避免邊風(fēng)過大，常將窯口擴(kuò)大.理想的擴(kuò)大口形式應(yīng)當(dāng)正好符合物料宏觀斷面收縮，并使得預(yù)熱、燒成二個(gè)過程均在擴(kuò)大口高度內(nèi)完成.擴(kuò)大口高度的確定是根據(jù)淺暗火、深暗火操作的不同可分別取1.40.2和1.850.15m。如上述，擴(kuò)大口直徑D1確定也可有如下擴(kuò)大角法和計(jì)算法二法。 3.擴(kuò)大口直徑擴(kuò)大口直徑3.1 擴(kuò)大角法 根據(jù)類比法或經(jīng)驗(yàn)法選定一擴(kuò)大角，則擴(kuò)大口直徑 D1 D+2H1tga. (m) 式中

21、:D1、D-為擴(kuò)大口上下底面直徑，m， H1-擴(kuò)大口高，m。 早期使用的窯擴(kuò)大角較大，約1726，近期窯的擴(kuò)大角有縮小趨勢(shì)， 廠 名 窯規(guī)格 DXH 擴(kuò) 大 口 D， 玎， 嘎 D截面單產(chǎn) 熱耗 (m) (m) (m) (o)k9m.h Uhs熟料天津水泥廠紅旗水泥廠順德水泥廠濟(jì)南水泥廠北京水泥制品廠滁縣水泥廠雙水水泥廠張店水泥廠臨淄水泥廠諸城水泥廠青島水泥廠鎮(zhèn)江水泥廠麥溪水泥廠海口水泥廠金洲水泥廠甘肅灑泉水泥廠廣東高要水泥廠棲霞水泥廠望都水泥廠北流水泥廠零陵水泥廠鹽城水泥廠大豐水泥廠建湖水泥廠秀山水泥廠均 值3.35103.0X103.OXl02.9X92.9X 102.9X102.8X10

22、2.7X102.7X102.7X9.32.5X102.5X9.52.5X102.5X102.5X102.5X102.5X102.5X102.58.5 2.462.2X7.S82。2X8.52.2X7.5 2.27 2X8 習(xí).21 習(xí).2 3.85 4.0 3.9 3.38 3.3 3.4 3.478 3.22 3.6 3.44 3.25 3.07 3.38 3.88 3.42 3.03 3.45 3.05 2.9 3.2 2.9 2.95 2，9 L 5 L 65 1.5 l 35 L喵 L 5 L5 1.65 2.0 1.55. 1：38 L 3 1.42 L譬 1.5 1.46 1.51

23、 1.5 L 5 1.1 1.1 1.5 1.4 1.4 1.3 16 19.59 15.82 22.17 19.65 9 9.4612110 9.52 21.73 19.87 14.79 11.5 15.36 25.3 16.94 10.02 17.57 16.46 17.65 18.43 14.04 15 19.6 1257 1.習(xí) 1.283 1.379 1.345 L 164 L 179 L259 L288 L 193 1.44 L376 1.3 L228 L352 1.552 L368 L212 L38 1.271 L318 1.455 L318 L341 L 45 1.325 15

24、77 1457 1665 1837 1247 1780 1543 1747 1747 1485 1991 1913 1350 1622 1458 1792 1926 1448 16444213.習(xí) 4564.6 4355.6 4313.8 4932.4 3138.0 3774.5 351L2 3741.1 4012.8 4848.0 3560.9 4681.6 3724.習(xí) 3390.0 8154.24970.04451.74479.06018 。3540.54121.73.2 收縮率推算法 根據(jù)窯的煅燒情況可作如下簡化假設(shè)： (1)物料從窯面烘干預(yù)熱到燒成階段的收縮呈線性，且在擴(kuò)大口末端完成

25、收縮； (2)物料在窯內(nèi)沉降互不干擾，即按不變的排列次序向中心收縮，且以同一沉降速度下落。 (3)物料是等球徑，且在討論的某一截面上是兩兩相切等徑圓，在外圍被窯壁圓包絡(luò)。 則可以證明命題： 大圓中包絡(luò)兩兩相切等徑圓的空隙率只與大小圓直徑比有關(guān)，而與大小圓直徑值無關(guān)； 當(dāng)料球始終被窯壁包絡(luò)時(shí)，窯口直徑變化率等于料球線性收縮率。 如圖16-3為討論截面的窯壁包絡(luò)料球模型，等徑小圓兩兩相切，并被某一大圓包絡(luò)， 已知兩兩相切使圓有緊密排列，每三個(gè)兩兩相切圓心連線為正三角形。 作一大圓直徑使之通過最多的等徑圓心，其上圓心數(shù)即為包絡(luò)圓直徑對(duì)等徑小圓直徑d之比值，其余等徑圓心均在與該直徑平行且相互間距為r的

26、一組平行弦上。 分兩種情況討論 圖16-3等徑外切圓在包絡(luò)大圓中的空隙率 第1種情況： 設(shè) R=(2K+1)r 式中:R、r-分別為包絡(luò)圓等徑圓半徑； ， 2K+1-大圓直徑上等徑圓的最大個(gè)數(shù)。 圖1-5中正六邊形ABCDFF(含邊)所包容的等徑圓心數(shù)為 g1(k)=2k+1+(2k+k+1)k=3K2+3K+1 (16-25) 在正六邊形與包絡(luò)圓之間仍有部分等徑圓圓心均落在與正六邊形各邊間距為Ir的一組平行弦上，其中I=1、2.P P為(2一)K的整數(shù)部分，記作 P=INT(0.1547K) (1-26) P排符合條件的圓心數(shù)為 2211()43(1)pif KINTKK2220.51236

27、(13 )12(0.5) 3.66.4138pikkINTKiikk1222()1 .63 4 .5()10 .1( 21)ykkkkk第種情況 當(dāng)R=2Kr時(shí)，同上法可求得y2(k)=92(k)+6f2(k) 1122( )3.678( )10.1(21)441y kkkkkk 空隙率由上知命題得證.利用計(jì)算機(jī)對(duì)f1(k)進(jìn)行最小二乘曲線擬合，可求得對(duì)于k=200400(適宜于機(jī)立窯內(nèi)窯斷面直徑對(duì)于球平均直徑的比值)區(qū)間的函數(shù)表達(dá)式： f1(k)=0.10K2-0.50K-13 (1-28) 則大圓中包絡(luò)等徑圓心數(shù)為 yl(k)=9l(k)+6fl(k) (1-29)20020()1ykdD

28、22()1ykdD0220220()()ykdykdDD0000DDddDd設(shè)在直徑D 1窯面有y(k)個(gè)直徑d。的圓相切排列，下落到D處，料球收縮為d，仍相切包絡(luò)，則在D0窯面之空隙率：即 在D窯面之空隙率由命題 知故窯口直徑收縮率等于料球直徑收縮率，命題 得證。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，單個(gè)料球煅燒線收縮率0=0.12-0.22。實(shí)際料球因受擠壓楔塞而使液相收縮率加大，須修正：Klo，Kl為修正系數(shù)，其中K1=1.3-1.5，所以=0.156-0.33，代入(1-37)得： 由表1-5可知： 工廠實(shí)際擴(kuò)大口基本上都在式1-37計(jì)算范圍內(nèi).25個(gè)統(tǒng)計(jì)值基本上成正態(tài)分布，分布中心與時(shí)的計(jì)算中值僅差11000，

29、由反推得=0.245，故理論式1-37與實(shí)踐的吻合較好。 同 一直徑窯，擴(kuò)大口直徑一般相差不大.注意新窯擴(kuò)大口比老窯擴(kuò)大口略小些，但當(dāng)擴(kuò)大口高度相差較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)大角有較大變化.在選定擴(kuò)大口直徑時(shí)，可根據(jù)實(shí)測(cè)線收縮率適當(dāng)考慮下述情況調(diào)整：， 適當(dāng)減小擴(kuò)大口，有利通風(fēng)，但過小易跑邊風(fēng)影響中火；反之，見過大，風(fēng)阻增加，且易煉邊、擱料.一般料球質(zhì)量好，工藝穩(wěn)定，或閉門燒窯時(shí)，宜用較小擴(kuò)大口，否則宜略大。如生產(chǎn)廠無料球收縮率實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可按式11-37的中值選用，該值有較好的綜合工藝性五 機(jī)立窯工藝參數(shù)選定 機(jī)立窯的設(shè)計(jì)參數(shù)主要分工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)。結(jié)構(gòu)是為工藝服務(wù)的，而工藝常常需要靠結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)函

30、數(shù)。 工藝參數(shù)主要包括轉(zhuǎn)速、功率、產(chǎn)量、風(fēng)量、風(fēng)壓、煙囪廢氣量、風(fēng)機(jī)選型、燒成帶沉料速度等. 1、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速 機(jī)立窯卸料裝置的轉(zhuǎn)速實(shí)際上決定著卸料能力。而卸料能力又由立窯燃燒過程中熱和質(zhì)的傳導(dǎo)決定。由于物料經(jīng)歷著常溫一1450-100冷一熱一冷的變化和C3S、C2S等產(chǎn)物形成階段，所以必然有熱源、需時(shí)間，這樣，卸料能力作為目標(biāo)函數(shù)o；，(，)又被工藝時(shí)間約束著，也即轉(zhuǎn)速受到一定限制.機(jī)立窯卸料裝置的轉(zhuǎn)速因?yàn)楹苈院茈y建立宏觀數(shù)學(xué)模型，一般控制在3-9rh. 設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速必須可調(diào)，這是因?yàn)?，卸料速度被轉(zhuǎn)速控制，而卸料速度又控制著穩(wěn)定的底火層，即燒成質(zhì)量。但： (1)物料從溫室-1450100在短

31、時(shí)期內(nèi)完成，熱工制度不穩(wěn)定； (2)影響燒成質(zhì)量的因素很多：料球的干濕、大小，燃料的發(fā)熱值、粒度、多少，風(fēng)壓、風(fēng)速、操作水平等等.所以，非可調(diào)不能保證在燒透的基礎(chǔ)上及時(shí)卸料. 調(diào)速范圍一般控制在1：31：4，過大的調(diào)速范圍只能使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有實(shí)際意義.2.功率 生產(chǎn)實(shí)踐證明，塔式(含盤塔式)卸料裝置具有較好的綜合效益，故以塔篦為例計(jì)算. 可以把塔式篦子簡化為階梯式圓柱體，物料即在其上被帶動(dòng)或從上一臺(tái)階到下一臺(tái)階。 因此電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)消耗在： (1)塔篦齒與熟料的磨削與剪切， (2)邊壁摩擦； (3)物料破碎： (4)其它摩擦. 2.1.破碎功 幫德定義 將一短噸(907ks)的礦石理論上從無限大

32、粒度粉碎到80%通過100m方孔篩所需要的能量為功指數(shù)(worklndex)，按定義x2100m代入幫德公式212111()bbEKKxxx1 0biKWE211110()XiWWxx21111 1 .0 3()XiWWxx則Kb=lOWi代入式16-39c則有式中 wi-幫德指數(shù)(kWh短噸)。 wi的大小反映了物料破碎的難易程度，機(jī)立窯的卸料裝置亦可看作破碎機(jī)構(gòu).幫德對(duì)83種礦物、礦石實(shí)測(cè)了功指數(shù)。水泥熟料的功指數(shù)：wi=13.49(試驗(yàn)60次，比重SG=3.09) 代入式16-40并化為公制熟料在窯內(nèi)破碎塔前后的粒度均值可取x1=150mm, x2=30mm代入式16-41得211111

33、11.03()148.8() 0.013150.475(/ )XiWWxxkw t 對(duì)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量G=5.9th的窯破碎功耗N1 Nl=GWX=5.9 X 0.4752.803 (kW)圖l6-4 塔篦立軸垂直載荷 此破碎功也可折算為破碎力矩：取n=0.15r/m51195501.78 10 (. )nNMN mn圖l1-4 塔篦立軸垂直載荷2.2克服物料對(duì)塔篦的摩擦阻力矩的功耗 為了簡化討論，可將階梯式塔篦子簡化為階梯圓柱體，分兩種情況討論。 第1種情況 物料和階梯圓柱上平面的摩擦力矩 取微元面積：dA=dsd=dd，則徽元面積上阻力矩 dMn2=fPdA=fp2dd22320023rnMfpd

34、dfpr2222221()3()()33tttKR Hr hK GPRRh rhkHkHR 由于塔篦的高h(yuǎn)lV2，且破碎塔進(jìn)出料粒度對(duì)功耗影響很大。而進(jìn)出料粒度隨機(jī)性很大，進(jìn)料粒度與燒成工藝相關(guān)，急冷可能淬裂，煤多可能呈死燒大塊：出料粒度隨破碎腔尺寸、破碎塔形式、破碎方式不同而改變.在摩擦功耗計(jì)算中，摩擦系數(shù)可能較大，甚至有摩擦力矩轉(zhuǎn)化成破碎力矩的，2.5電機(jī)功率3、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量24AGD m4、風(fēng)量、風(fēng)速，風(fēng)壓、風(fēng)量、風(fēng)速，風(fēng)壓4.1.風(fēng)量入窯風(fēng)量應(yīng)包括：V1-一煅燒物料的基本風(fēng)量，V2-漏風(fēng)損失，可用系數(shù)Kl計(jì)算，K11.151.25;V3-儲(chǔ)備風(fēng)量，可用系數(shù)K2計(jì)算。K2=1.21

35、.3 故 VV1+V2十V3=K1K2V1 基本風(fēng)量V1的確定有二個(gè)方法： 方法一 據(jù)B安謝爾姆經(jīng)驗(yàn)公式”61244.82 1049701000KGqVKGq式中 G-窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，k8h； V1一燃燒基本風(fēng)量，m3min q-熟料單產(chǎn)熱耗，uk9熟料； k-生產(chǎn)不均衡衡量系數(shù)，機(jī)立窯；K=1.0，方法二 根據(jù)燃料消耗量估算 式中:Vo每公斤煤理論空氣消耗量，mn3/kg：當(dāng)煤的熱值為25000-20000kJkg時(shí)，一般取7-8mn3/kg， -立窯過?？諝庀禂?shù)，=1.2一L 3， t-鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度，； B-立窯燃料消耗量。 B=GqQDWy (kgh) 式中 G立窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，keh： q立

36、窯熟料燒成熱耗，機(jī)立窯q=37604600kJkg， QDWy煤的應(yīng)用基低熱值，kJkg。 (單位燃料完全燃燒后，燃燒產(chǎn)物冷卻到參加燃燒反應(yīng)起始溫度，而燃燒產(chǎn)物中水蒸汽冷成20水蒸汽所放出熱量，稱為燃料的應(yīng)用基的低熱值。)0273127360ttVBV熟料臺(tái)時(shí)產(chǎn)量已在前面述及 各種煤的低熱值見表1-7。表 1.7.常用煤的低發(fā)熱值. 品名煙煤 煙煤煙煤無煙煤無煙煤 無煙煤 煤矸石石煤 產(chǎn)地大同平填山開灤 陽泉 朔甫宜章廣東曲仁北京城東礦浙江熱值(MJ) 29 2023 29 27 27 5.8 7.5 窯內(nèi)風(fēng)速的大小，既影響著傳熱效果，又影響料層阻力等，由于粒間空隙的實(shí)際流量很難確定，故一般常

37、取平均值法或凈空流速(假定流速).一般要求高溫帶W0=0.5-0.7ms，4.2風(fēng)速風(fēng)速4.3風(fēng)壓 一般立窯的料球直徑d，氣體重度均變化不大，故鼓風(fēng)壓力Af主要與流速平方成正比，21()vpHA 式中 -阻力系數(shù)。與形狀、粒度、表面粗糙度、空隙率有關(guān)，一般取值：粒狀=(8.8-10.8)X10-4； V1-鼓風(fēng)量，Nlmmin； A-窯橫截面積，m2， H一窯有效高度，m 。 2.經(jīng)驗(yàn)估算法(12502450)pH 五、廢氣量確定 1立窯廢氣量形成 (1)鼓入空氣中參加反應(yīng)后的剩余物，除N2外還可能有余量O2 (2)反應(yīng)生成物CO，CO2，H2O蒸汽等形成： (3)窯面負(fù)壓漏入的部分氣體。 前

38、兩項(xiàng)經(jīng)常用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值估算，一般以單位熟料氣體生成量Ve表示，按經(jīng)驗(yàn)Ve=1.6-2.Om3/kg熟料.則立窯廢氣量Vg可按下式計(jì)算：1273101.3273ggetVVGkkp式中 tg-廢氣溫度，一般；tg=80120， ，p-當(dāng)?shù)卮髿鈮海琸Pa； K-生產(chǎn)不均衡系數(shù)(同前)： K1-漏風(fēng)系數(shù)(同前)。上次課程教學(xué)檢查與回顧 1機(jī)械立窯內(nèi)煅燒分哪幾個(gè)帶,主要進(jìn)行哪些物理化學(xué)過程?第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)械立窯結(jié)構(gòu)與制造機(jī)械立窯結(jié)構(gòu)與制造 機(jī)械立窯主要由喂料裝置、窯罩煙囪、窯體、卸料裝置、傳動(dòng)裝置，電氣控制、料封和料位控制、收塵裝置組成。一、一、 喂料裝置喂料裝置 1.喂料裝置工作要求 機(jī)立窯的喂料裝置

39、將成球盤中生成的料球均勻地撒到窯中指定的位置。 1.1 喂料裝置的要求： 1.1.1 能在窯面(窯中物料最上面簡稱窯面)任意位置布料。 1.1.2 調(diào)整方便。 為此，喂料裝置上都設(shè)置回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)，前者使撒料溜子 (圖16-12)可360逆順回轉(zhuǎn)，后者可調(diào)整撒料溜于俯角，使撒料點(diǎn)的徑向位置控制靈便。 2.喂料裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理及類喂料裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理及類型型 圖16-12是喂料裝置的一種常見形式 電機(jī)1通過連軸器2、減速機(jī) 3、傘齒輪4，5嚙合，驅(qū)動(dòng)與大傘齒， 輪剛連在一起的加料斗6回轉(zhuǎn)，撤料溜子13與加料斗鉸連，并隨斗作正反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向及停啟由電機(jī)控制。加料斗通過傘齒輪下面的鋼球10、

40、滾道9、底座11支撐在窯罩頂蓋12上。撤料溜子的升降則通過鋼絲繩8、防扭器等另一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，使溜于與窯體中心線夾角在0-45范圍靈活變化。從成球盤下來的料球通過加料斗6、撒料溜子13的回轉(zhuǎn)和升降而進(jìn)入窯面指定位置，從而實(shí)現(xiàn)全窯面的任意點(diǎn)布料。降機(jī)構(gòu)時(shí)，注意升降行程應(yīng)滿足撒料溜子兩個(gè)極限位置，即下料點(diǎn)在窯邊緣和窯中心，因而在撒料溜子長度、鉸支點(diǎn)、力作用點(diǎn)的位置方面均需統(tǒng)籌考慮。溜子過長，可能碰窯邊和窯面物料，過短則不能下料到窯邊。且因落差大料球易碎。為了避免加料斗回轉(zhuǎn)時(shí)的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到升降機(jī)構(gòu)(或鋼絲繩)上去+通常設(shè)置防扭器.防扭 gS有幾種，其一如圖16-6所示，隨同撒料溜子7回轉(zhuǎn)的拉桿5

41、通過鋼球4支承在防扭器座3上，因而當(dāng)鋼球隨拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，防扭器座不跟轉(zhuǎn)。該防扭器結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易，不足之處是杠桿2的端點(diǎn)繞支點(diǎn)擺轉(zhuǎn)，使拉桿在中空料斗中升降同時(shí)還有水平偏移運(yùn)動(dòng)。 撒料溜子升降機(jī)構(gòu)可有如下三種形式。 2.1 電機(jī)通過差徑卷筒、鋼絲繩、滑輪組，防扭器等使撒料溜于升降，以改變?nèi)隽狭镒酉铝辖嵌龋?2.2 采用電動(dòng)葫蘆懸吊于窯上方樓頂，通過立窯下料溜子差徑卷筒操縱器 。 2.3 用液壓活塞扦和一套杠桿鉸鏈機(jī)構(gòu)通過防扭器帶動(dòng)溜子升降。 圖16-16 鋼絲繩防扭器結(jié)構(gòu)示意圖1-吊環(huán)，2-吊瓤，3-壤珠軸承：4-導(dǎo)管，8-方軸，6-支槊，7-鋼絲繩，8一導(dǎo)管， 9一導(dǎo)輪 圖16-14

42、 立窯下料溜子差徑卷筒操縱器 圖16-15 活塞杠桿升降機(jī)構(gòu)1-手艷，2-鋼絲蠅，0-動(dòng)滑輪，4-調(diào)節(jié)螺絲 l-液壓缸：2-杠桿，3-防扭器；5-防扭器座6-回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7-撤料溜子， 4- 鋼球5-拉桿，6-喂料斗 降機(jī)構(gòu)時(shí)，注意升降行程應(yīng)滿足撒料溜子兩個(gè)極限位置，即下料點(diǎn)在窯邊緣和窯中心，因而在撒料溜子長度、鉸支點(diǎn)、力作用點(diǎn)的位置方面均需統(tǒng)籌考慮。溜子過長，可能碰窯邊和窯面物料，過短則不能下料到窯邊。且因落差大料球易碎。為了避免加料斗回轉(zhuǎn)時(shí)的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到升降機(jī)構(gòu)(或鋼絲繩)上去+通常設(shè)置防扭器.防扭 gS有幾種，其一如圖16-6所示，隨同撒料溜子7回轉(zhuǎn)的拉桿5通過鋼球4支承在防扭器座3上，因

43、而當(dāng)鋼球隨拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，防扭器座不跟轉(zhuǎn)。該防扭器結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易，不足之處是杠桿2的端點(diǎn)繞支點(diǎn)擺轉(zhuǎn)，使拉桿在中空料斗中升降同時(shí)還有水平偏移運(yùn)動(dòng)。 如圖16-16所示為另一種形式防扭器結(jié)構(gòu)，放松吊環(huán)1的鋼索(圖中未畫出)，由于撤料溜子的自重，使其通過鋼絲繩7，方軸5、拉動(dòng)吊架幻并靠吊架2的上端二根小軸沿著導(dǎo)管4中間開的滑槽下滑，以改變?nèi)隽狭镒痈┙?。?dāng)撒料溜子回轉(zhuǎn)時(shí)，鋼絲繩7、方軸5隨同回轉(zhuǎn).由于吊架通過滾珠軸承與方軸接觸，所以扭矩不傳遞到吊架上。鋼絲繩7通過導(dǎo)輪9中凹槽滑動(dòng)，可防止方軸偏斜.二、窯罩和煙囪 1.窯罩窯罩 窯罩通常用8lOmm的鋼板卷成圓臺(tái)，下底與窯擴(kuò)大部分相應(yīng)，上端蓋是

44、約lOOmm鋼板夾層，內(nèi)填保溫材料，上置喂料裝置， 窯罩錐度約70罩高原則上以導(dǎo)氣方便、不塞不回、便于操作為限，通常2000mm左右，四周開46個(gè)門，以便觀察處理窯面.為防止在運(yùn)輸過程中變形，許多大的窯罩只作了門的位置標(biāo)志，而在現(xiàn)場(chǎng)開門孔.還有的窯罩是將兩半邊運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)焊合的.窯罩兩側(cè)通常設(shè)兩個(gè)煙囪臂7，也有的在窯頂部設(shè)煙囪，實(shí)踐表明，適當(dāng)增大窯罩空間，對(duì)順利排煙和窯面操作有利.一些擴(kuò)徑改造的機(jī)立窯，往往忽視窯罩相應(yīng)擴(kuò)大的問題，造成窯面回?zé)焽?yán)重，操作困難.窯罩門制作時(shí)通常采用門孔割 下的材料，既節(jié)省又與本體形狀一致。 2.煙囪 煙囪通常用36mm鋼板卷成，如圖2-12所示，煙囪的高度和直徑對(duì)窯

45、排風(fēng)影響很大，一般要求窯面微負(fù)壓(一3mmHzO)，煙氣速度一般在2-4ms 煙囪直徑Dg決定于廢氣量和氣體流速：3 6 0 04gggVDun2 7 31 .2 9 3(0 .9 1 5)2 7 37 6 0mphpt式中:ug煙氣流速，ug =2-4ms n煙囪的個(gè)數(shù)， h窯的廢氣量，m3h. 煙囪高度h可用下式估算：則h16.382X 760p一般為1015m.煙囪越高，抽力越大，對(duì)窯操作有利；但過高，穩(wěn)固就難，且愈高易有水汽凝結(jié)粉塵，使煙道撐風(fēng)受阻，故一般取1015m，如抽風(fēng)力不足可加一排風(fēng)機(jī).煙囪高度還應(yīng)高出周圍建筑群3m以上。從窯罩出來的煙氣若進(jìn)沉降室收塵，一般需另加風(fēng)機(jī)，否則煙囪

46、還應(yīng)相對(duì)增高一些.鹽城水泥廠2.28.5m窯的熱工測(cè)定表明：該廠煙囪分兩段，在沉降室前高9米，沉降室后高6米，窯面仍顯零壓或正壓，希望煙囪再高一些，或加風(fēng)機(jī).圖16-18窯罩煙囪 三、窯體三、窯體 窯體是鍛燒水泥并承受物料高溫、料氣對(duì)流傳導(dǎo)熱交換的主要部分。熟料燒成的化學(xué)反應(yīng)、物理過程以及落料運(yùn)動(dòng)均在窯內(nèi)進(jìn)行，故應(yīng)具備耐高溫、耐磨損，耐化學(xué)侵蝕、熱穩(wěn)定性好，有一定強(qiáng)度，向外散熱少等條件。它主要由筒體3、窯襯14以及筒體與窯襯間隔熱層組成。見圖16-19。 1筒體 筒體常用8-10mm鋼板卷制成型，焊縱縫，并據(jù)窯體大小，將全窯高度方向分焊成2 3段節(jié)，到現(xiàn)場(chǎng)組裝拼焊. 筒體內(nèi)襯有隔熱材料和窯襯.

47、筒體冷卻帶下部通常有一段鋼板夾層，有筋支承，且用鐵管將內(nèi)外層筒體焊連，既可作襯板連接螺栓之襯套便于填料密封，又能加固筒體.有的廠在夾層里通冷卻水強(qiáng)化熟料冷卻，有的填保慍材料減少熱散失，也有的廠無填料亦不通冷卻水. 圖16-19 窯體結(jié)構(gòu)圖1-測(cè)溫計(jì)；2-加強(qiáng)筋：3-筒體：4-加固圈,5-門： 6-鐵磚：7-襯扳：8-刮料板：9-承料盤：10-筋板，11-襯套，12-外顆板，13-內(nèi)筒，14-窯襯 其實(shí)，熱料的急冷工藝要求和減少熱損失的保溫有一個(gè)最佳值問題，即在保證最優(yōu)質(zhì)熟料的同時(shí)減少熱損失。按工廠使用的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為水冷卻得到的熱量如果能回收利用：工藝控制如果比較穩(wěn)定，熱耗沒有因此增加，那么用冷卻水

48、還是適宜的. 為了控制燒成帶溫度，在喇叭口上下和冷卻帶中部，通常安有測(cè)溫導(dǎo)管.測(cè)沮導(dǎo)管底端寓窯襯內(nèi)壁距離為40-50mm，周向均布3-4個(gè)，導(dǎo)管外的保護(hù)套砌筑時(shí)從窯襯一側(cè)安放. 筒體冷卻帶中部還常開設(shè)人孔以便檢修窯襯和卸料篦于.但人孔門內(nèi)側(cè)需襯上和窯體內(nèi)襯表面相平的耐火襯料，以保證窯內(nèi)物料順暢下落。 筒體下部及筒體D：和o，的過渡處常設(shè)置加強(qiáng)筋板。 筒體中部有時(shí)設(shè)置加強(qiáng)圈，便于下層耐火磚脫落后更換。 筒體組裝焊接環(huán)縫時(shí)應(yīng)注意組對(duì)接口。通常將被連接的下側(cè)筒體上口均勻焊接46塊“L”形鋼板，將上截筒體吊起落入下側(cè)接口上，用楔鐵打入“L”形板與筒壁間，使上下接口對(duì)齊，均勻點(diǎn)焊四周。用兩人對(duì)稱焊接環(huán)縫

49、，組對(duì)時(shí)還需注意上下截的縱焊縫應(yīng)錯(cuò)開，以免十字形焊縫造成應(yīng)力集中。2.窯襯 2.1窯襯工作要求 立窯窯襯是與熟料直接接觸的部分，所以對(duì)窯襯要求， (1)耐高溫。能在1500環(huán)境中工作； (2)化學(xué)穩(wěn)定性好。能經(jīng)受住酸堿和熔相侵蝕， (3)耐磨損?；剞D(zhuǎn)下落的爐料與窯襯作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磨損少； (4)外形尺寸準(zhǔn)確，有助于鑲砌； (5)熱阻高，保溫性能好。 2.2.窯襯材料配置 立窯的窯襯材料，須在提高綜合經(jīng)濟(jì)效益的前提下，根據(jù)各部分熱工狀況特點(diǎn)、要求合理選用， 2.2.1立窯上部是預(yù)熱、燒成帶 溫度從201450+1300，還有物料的荷重壓力和運(yùn)動(dòng)摩擦，會(huì)使窯襯變形、軟化甚至燒熔。同時(shí)由于物料燒成時(shí)

50、發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，逸出大量揮發(fā)性氣體和有害腐蝕物，如CO、SO2、氯化物、CaO而且又有13001450液相的強(qiáng)烈侵蝕，使窯襯工作條件特別苛刻，易被蝕壞。再加上當(dāng)熟料下落時(shí)燒成帶赤熱窯襯與濕 料層接觸的聚冷驟熱，又加劇了窯襯的裂紋、侵蝕。為此喇叭口窯襯通常采用強(qiáng)度較高的耐火磚。表162為部分輕質(zhì)耐火磚和隔熱材利的理論指標(biāo)。 圖16-20 a-窯體保溫材料示意田；b-窯壁溫度測(cè)量值1-內(nèi)擴(kuò)口磚，29t擴(kuò)口磚：3-保溫層：4-礦渣棉；5-珍珠巖，6-外窯體；?-窯體；8-外層磚；9-內(nèi)層磚；10-襯板2.3.隔熱保溫層 在窯筒壁與窯襯磚間通常充填一層隔熱保溫材料，以減少散熱損失。經(jīng)驗(yàn)證明，立

51、窯窯墻的熱散失對(duì)熟料熱耗、煅燒質(zhì)量影響較大，通常應(yīng)在熱工計(jì)算的基礎(chǔ)上，優(yōu)選結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好、導(dǎo)熱系數(shù)低、顯氣孔率高、容重小的隔熱保溫材料，以使熱散失、漏風(fēng)、外部冷空氣吸入都較少。2.3.1.保溫層熱工計(jì)算立窯窯襯和保溫層組成窯體的多層圓筒墻體(圖16-18)，由內(nèi)向外傳熱.正常生產(chǎn)時(shí)，窯襯各圓筒間穩(wěn)定導(dǎo)熱，單位高度窯墻筒體散熱量，可用下式計(jì)算:1011111ln22niiiinttqrrrh(i1，2，) (16-22)式中:t1窯內(nèi)壁溫度， t0窯外環(huán)境溫度，： ti、ti+1第i層窯墻內(nèi)壁、外壁溫度，： ri、ri+1第i層窯墻內(nèi)徑，外徑，m， i第i層窯墻導(dǎo)熱系數(shù)，1m， A窯表面綜合換熱系數(shù)

52、，wm2，見表165 n窯墻層數(shù)。 某一單層窯墻的傳熱公式為:11111ln2iiniiiittqrr (2-23)利用上式，在巳知窯墻結(jié)構(gòu)有關(guān)物理常數(shù)時(shí)計(jì)算散熱量，可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行迭代法計(jì)算求得窯墻各交界面上溫度.反過來，利用計(jì)算機(jī)可對(duì)各種窯墻尺寸的組合進(jìn)行散熱比較，從而優(yōu)選最好的一種組合方式及尺寸，窯表面溫度4050100150200h(Wm2.)15.4 16.519.823.5 27.3表11-5窯表面綜合換熱系數(shù)(風(fēng)速1ms) 2.3.2 隔熱磚加輕質(zhì)耐火混凝土，隔熱磚宜采用容重輕(0.69cra)、耐壓強(qiáng)度大(50kgcmz)，導(dǎo)熱系數(shù)低(約0.836kWm左右)的材料。輕質(zhì)耐火混凝

53、土宜選用膨脹珍珠巖、或陶粒、硅藻土、石棉網(wǎng)、干礦渣。粘結(jié)劑宜用優(yōu)質(zhì)硅酸鹽水泥.條件許可使用礬土水泥、磷酸、水玻璃等. 2.3.3 耐火磚耐火纖維氈復(fù)合磚加輕質(zhì)耐火棍凝土，即在耐火磚靠筒體面做成凹形，凹槽內(nèi)貼上20mm耐火纖維氈。 2.3.4 采用單一的輕質(zhì)耐火混凝土，這種方法被許多水泥廠實(shí)際采用.較多的廠采用膨脹蛭石粉，常見隔熱保溫材料見表2-2. 表2-2 機(jī)立窯用部分輕質(zhì)耐火磚和隔熱材料的理化指標(biāo) 材 料 名 稱容重k9m：常溫耐壓強(qiáng)度 MPa允許溫度 C 導(dǎo)熱 系數(shù)WmK 材 料 名 稱 容重 kgm常溫耐壓強(qiáng)度 MPa允許溫度導(dǎo)熱系數(shù) W，n1K磷酸鹽高鋁磚 輕質(zhì)粘土磚抗結(jié)皮高鋁磚 輕

54、質(zhì)尚鋁磚 CB30特隔磚高強(qiáng)度隔熱磚隔熱珍珠巖磷酸鹽珍珠巖 27 16 26 101 6.5 6 4 2.2 68.8 3.0 58.8 4.0 16 5.0 1.0 0.71400113013801350125090080010002.00.5232.0 0.65 0，233 0.128 0.052CBl0硅隔磚超輕質(zhì)珍珠巖膨脹珍珠巖 膨脹蛭石無石棉硅鈣板 石棉粉 礦渣棉 稻谷灰 1 22.1-2.40.4-7.50.84 23.5-8.6 1-1.50.10.510.3-.7- 0.4 9006508008OO105060070013500.30.133.058-.174.047-.070

55、 0.05 0.003.035-.052以前多采用高鋁磚.近年實(shí)踐認(rèn)為采用磷酸鹽高鋁結(jié)合磚為為佳。它用含Al2O380%的特級(jí)煅燒熟料礬石作骨料。磷酸鹽作粘結(jié)劑，經(jīng)機(jī)械高壓成型加熱制成。耐火度達(dá) 1720，常溫耐壓強(qiáng)度60MPa，荷重軟化溫度1450，體積密度265kgcm3濕氣孔率1518，具有良好的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，耐磨性和耐化學(xué)侵蝕穩(wěn)定性及抗熱震穩(wěn)定性，耐急冷急熱100次以上。普通高鋁磚無法匹敵。為加強(qiáng)保溫效果，燒成帶耐火保溫層應(yīng)增厚到1m左右。 2.2.2窯中上部是冷卻帶的開始階段，溫度在600-1300之間。此區(qū)域溫度稍低，試驗(yàn)研究認(rèn)為用磷酸鹽高鋁耐磨磚為佳。該磚在800時(shí)仍具有較高的耐

56、磨性，耐磨性是粘土磚六倍以上，(注；不宜使用在高溫帶以免炸裂)；也可采用水泥窯用致密高強(qiáng)度粘土磚，或參照盛鋼桶用磚標(biāo)準(zhǔn)(參表21)制磚，在中間層用粘土磚。 2.2.3窯冷卻帶下部為窯體下擴(kuò)大端，此部分物料溫度低于600C，又受卸料塔轉(zhuǎn)動(dòng)的牽連而有周向運(yùn)動(dòng)。故窯襯以耐磨性要求為主，常選用鑄造鐵磚，在擴(kuò)大口與直筒的連接處則用錐形鐵磚過渡連接，過渡角 2.2.4 冷卻帶下部從卸料帶錐頂略高處開始物料被卸料塔牽連而周向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)更甚，故常用耐磨性能較高的襯板。周向波紋增加摩擦并用螺栓通過簡體套管連接于簡體內(nèi)壁 2.2.5 最下層的襯板，一些制造廠制成“L”形圓弧襯板沿壁圍成“承料盤”。從錐塔間物料下落到

57、承料盤中，被連接在卸料錐底的刮料板刮入卸料錐。但近年實(shí)踐認(rèn)為承料盤與刮料板實(shí)屬畫蛇添圯許多廠拆除削料板、切除承料盤水千部分或干脆將最下層改成錐形下料口，實(shí)踐證明不僅卸料正常而且減少了刮料動(dòng)力消耗。 2.3 耐火材料節(jié)能型襯里和保溫材料的應(yīng)用 立窯的散熱，不僅是能耗的浪費(fèi)，而且導(dǎo)致熟料煅燒不良，fCaO高，近年來，人們逐漸趨向于采用耐火材料節(jié)能型襯里減少熱散失。耐火材料節(jié)能型襯里由三部分組成；工作層采用耐侵蝕、抗熱震和能減輕煉邊的抗結(jié)皮高鋁磚或抗震性能優(yōu)良的磷酸鹽磚；隔熱層可選用 CB30、CBl0隔熱磚；保溫層采用無石棉硬硅鈣石型硅酸板，這種板比傳統(tǒng)的粒粉狀、纖維狀隔熱材料不僅熱阻高，而且強(qiáng)度

58、高，不易發(fā)酥、粉化、擠壓、流失。為了進(jìn)一步減少窯體散熱損失，有的廠在窯體上部外壁分層涂抹總厚度2025mm的保溫涂料，可使窯壁溫度從150下降到30左右。上次課程教學(xué)檢查與回顧200912031 2.立窯上部為何設(shè)置擴(kuò)大口？擴(kuò)大口大小對(duì)煅燒工藝有何影響？ 3.試分析立窯內(nèi)通風(fēng)不均的原因和對(duì)策. 4.機(jī)立窯的喂料裝置怎樣實(shí)現(xiàn)煅燒工藝要求?四四. 卸料裝置卸料裝置 1. 卸料裝置的工作要求卸料裝置的工作要求 機(jī)立窯的卸料裝置是機(jī)立窯生產(chǎn)的關(guān)鍵部位；也是立窯技術(shù)改造中人們最關(guān)注的部位，因?yàn)樗煌５匦D(zhuǎn)或擺動(dòng)，不但要承受全窯物料，還要松動(dòng)破碎物料，使物料卸出量根據(jù)需要得到方便的控制。此外，風(fēng)也常從底部

59、經(jīng)卸料裝置進(jìn)入，故對(duì)卸料裝置有如下要求： 1.1 能使窯內(nèi)整個(gè)斷面均勻地卸料，以保證落料平穩(wěn)，底火穩(wěn)定， 1.2 燒結(jié)的大塊熟料能及時(shí)破碎； 1.3 上風(fēng)均勻風(fēng)阻較小(風(fēng)口面積較大)， 1.4 根據(jù)煅燒工藝要求方便地調(diào)整卸料速度與回轉(zhuǎn)方向； 1.5 耐熱耐磨，維修方便， 1.6 承載受扭，剛度較大。圖圖11-21 盤式卸料裝置盤式卸料裝置l一蝸扦，一蝸扦，2一蝸輪：一蝸輪：3一立軸，一立軸，4一上軸承：一上軸承： 5-鐵磚鐵磚;6-窯殼：窯殼：7一大盤篦于，一大盤篦于，8一中心篦子，一中心篦子，9一集料溜子一集料溜子;10一下軸承一下軸承2 卸料裝置的常見形式2.1.盤式卸料裝置盤式卸料篦子為

60、一固定的鑄鋼圓盤.中有立軸支承如圖16-21所示。盤中部突出，突出部分直徑約lm，中心高約250mm，它可將窯心處的熟料擠向四周。盤上有高約100mm交錯(cuò)排列的破碎齒，齒與齒間有約200mm的方形或長方形卸料孔。篦子常用蝸輪蝸桿傳動(dòng)。篦子轉(zhuǎn)速0.050.18rmin。當(dāng)篦于回轉(zhuǎn)時(shí)，熟料在盤上被破碎齒破碎，通過卸料孔排出。盤式蓖子的優(yōu)點(diǎn)是破碎能力強(qiáng)，進(jìn)風(fēng)量大，卸料能力強(qiáng)，但出料粒度較大.2.2塔式卸料蓖子塔式卸料篦于通常有疊成塔形的同心圓環(huán)上配置齒和孔如圖16-22，塔的圓環(huán)成雙偏心，下有帶破碎板的顎口。當(dāng)卸料篦子旋轉(zhuǎn)時(shí)，塔齒便將窯內(nèi)物料松動(dòng)并擠向四周落入顎口破碎。通過承料盤4被刮料板3刮列下料