回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行原理及結(jié)構(gòu)

煅燒是在低于熔點(diǎn)的適當(dāng)溫度下，加熱物料，使其分解，并除去所含結(jié)晶水、二氧化碳或三氧化硫等揮發(fā)性物質(zhì)的過(guò)程。例如，石灰石經(jīng)過(guò)煅燒失去二氧化碳而生成生石灰；氫氧化鋁脫水而生成氧化鋁；堿式硫酸鈦失去水和三氧化硫而生成二氧化鈦等。煅燒過(guò)程主要發(fā)生的物理和化學(xué)變化有：(1)熱分解；(2)再結(jié)晶，可得到一定的晶形、晶體大小、孔結(jié)構(gòu)和比表面；(3)微晶適當(dāng)燒結(jié)，以提高機(jī)械強(qiáng)度。煅燒是天然化合物或人造化

合物發(fā)生熱離解或晶形轉(zhuǎn)變的過(guò)程，煅燒時(shí)化合物受熱離解生成組分更簡(jiǎn)單的化合物或發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變。

煅燒作業(yè)可用于直接處理礦物原料以適于后續(xù)工藝要求，也可用于化學(xué)選礦后期處理而制取化學(xué)精礦，滿足用戶對(duì)產(chǎn)品的要求。

非金屬材料幾乎都要經(jīng)過(guò)煅燒加工工藝處理制備而成，這就必須要用到產(chǎn)生高溫和利用高溫的非礦熱工煅燒設(shè)備。1、工作原理

回轉(zhuǎn)窯設(shè)備(旋窯)是一個(gè)有一定斜度的圓筒狀物，斜度為3~3.5%，借助窯的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)促進(jìn)料在回轉(zhuǎn)窯（旋窯）內(nèi)攪拌，使料互相混合、接觸進(jìn)行反應(yīng)。窯頭噴煤燃燒產(chǎn)生大量的熱，熱量以火焰的輻射、熱氣的對(duì)流、窯磚（窯皮）傳導(dǎo)等方式傳給物料。物料依靠窯筒體的斜度及窯的轉(zhuǎn)動(dòng)在窯內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)。

生料從窯尾筒體高端進(jìn)入窯筒體內(nèi)進(jìn)行煅燒。由于窯筒體的傾斜和緩慢地回轉(zhuǎn)，使物料產(chǎn)生一個(gè)既沿著圓周方向翻滾，又沿著軸向從高端向低端移動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。生料在窯內(nèi)通過(guò)分解、燒成及冷卻等工藝過(guò)程，燒成水泥熟料后從窯筒體的低端卸出，進(jìn)入冷卻機(jī)。

燃料從窯頭噴入，在窯內(nèi)進(jìn)行燃燒，放出的熱量加熱生料，使生料鍛燒成為熟料，在與物料熱交換過(guò)程中形成的熱空氣，由窯進(jìn)料端進(jìn)入窯尾系統(tǒng)，最后由煙囪排入大氣。

2、回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)

回轉(zhuǎn)窯主要由窯筒體、傳動(dòng)裝置、支承裝置、擋輪裝置、窯頭密封裝置、窯尾密封裝置、窯頭罩等組成?；剞D(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。01窯筒體部分

窯筒體是回轉(zhuǎn)窯的軀干，系由鋼板卷制并焊接而成。窯筒體傾斜地安裝在數(shù)對(duì)托輪上。在窯筒體低端裝有耐高溫耐磨損的窯口護(hù)板并組成套筒空間，還設(shè)有專用風(fēng)機(jī)對(duì)窯口部分進(jìn)行冷卻。沿窯筒體長(zhǎng)度方向上套有數(shù)個(gè)矩形輪帶，它承受窯筒體、窯襯、物料等所有回轉(zhuǎn)部分的重量，并將其重力傳到支承裝置上。輪帶下采用浮動(dòng)墊板，可根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)后的間隙進(jìn)行調(diào)整或更換，以獲得最佳間隙。墊板起到增加窯筒體剛度，避免由于輪帶與窯筒體有圓周方向的相對(duì)滑動(dòng)而使窯筒體遭受磨損和降低輪帶內(nèi)外表面溫差的作用。02大齒圈裝置

在靠近窯筒體尾部固定有大齒圈以傳遞轉(zhuǎn)矩。大齒圈通過(guò)節(jié)向彈簧板與窯筒體連接，這種使大齒圈懸掛在窯筒體上的連接結(jié)構(gòu)能使齒圈與窯筒體間留有足夠的散熱空間，并能減少窯筒體彎曲變形等對(duì)嚙合精度的影響，還起一定的減振緩沖作用，有利于延長(zhǎng)窯襯的壽命。03傳動(dòng)裝置①傳動(dòng)型式單傳動(dòng)：傳動(dòng)系統(tǒng)采用單傳動(dòng)，由一臺(tái)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。雙傳動(dòng)：傳動(dòng)系統(tǒng)釆用雙傳動(dòng)，分別是由兩臺(tái)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。兩套傳動(dòng)系統(tǒng)的同步通過(guò)調(diào)整電氣設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而保證兩系統(tǒng)受力均勻。從機(jī)械上采用了兩個(gè)小齒輪與大齒圈嚙合瞬時(shí)錯(cuò)開(kāi)1/2周節(jié)的配置。②電動(dòng)機(jī)除小型回轉(zhuǎn)窯可選用Z2系列小型直流電動(dòng)機(jī)外，其余均選用回轉(zhuǎn)窯專用ZSN4-直流電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)是在Z4系列電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，根據(jù)水泥回轉(zhuǎn)窯主傳動(dòng)的工況特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的專用系列直流電動(dòng)機(jī)，具有體積小、質(zhì)量小、效率高、性能優(yōu)良等特點(diǎn)。③減速器減速器一般選用硬齒面減速器，它技術(shù)先進(jìn)、體積小、質(zhì)量小。④組合彈性聯(lián)軸器小齒輪裝置和主減速器之間采用組合彈性聯(lián)軸器，它彈性好，能吸收一部分沖擊，并能補(bǔ)償較大的徑向偏差和軸向伸縮。04支承裝置

支承裝置是回轉(zhuǎn)窯的重要組成部分，它承受著窯筒體的全部重力，并對(duì)窯筒體起定位作用，使其能安全平穩(wěn)地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。支承裝置為調(diào)心式滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小。并配置了潤(rùn)滑油的自動(dòng)加熱和溫控裝置及測(cè)量裝置，運(yùn)行可靠，適應(yīng)性強(qiáng)。

05擋輪裝置

擋輪按其受力情況及作用原理，設(shè)計(jì)有機(jī)械信號(hào)擋輪及液壓擋輪兩種：機(jī)械擋輪：成對(duì)地安裝在大齒圈鄰近輪帶的兩側(cè)，起到限制窯筒體軸向竄動(dòng)的作用。液壓擋輪：擋輪設(shè)置在靠大齒圈鄰近輪帶的下側(cè)。通過(guò)液壓擋輪迫使輪帶和窯筒體一起按一定的速度和行程沿窯中心線方向在托輪上往復(fù)移動(dòng)，使輪帶和托輪在全寬上能均勻磨損，以延長(zhǎng)使用壽命。06窯頭密封裝置

窯頭密封裝置為SM型窯頭密封裝置(石墨塊式)和GP型窯頭密封裝置(鋼片式)兩種中的一種。①SM型窯頭密封系石墨塊徑向接觸式+迷宮組合的密封形式。能自動(dòng)補(bǔ)償窯筒體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的偏擺和運(yùn)轉(zhuǎn)中沿軸向往復(fù)竄動(dòng)，密封性能好。②GP型窯頭密封系鋼片徑向接觸式的密封形式。能自動(dòng)補(bǔ)償窯筒體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的偏擺和運(yùn)轉(zhuǎn)中沿軸向往復(fù)竄動(dòng)，密封性能好。07窯尾密封裝置

QD型窯尾密封裝置采用氣缸壓緊端面接觸式，整個(gè)密封圈受力均勻且能消除由于安裝和窯筒體撓度產(chǎn)生的不良影響，此外，由電動(dòng)干油泵將潤(rùn)滑脂注人摩擦圈接觸面進(jìn)行潤(rùn)滑，摩擦阻力及磨損小，密封可靠，效果好。08窯頭罩

窯頭罩為鋼板焊接而成的罩形，通過(guò)兩側(cè)的支腿坐落在窯頭操作平臺(tái)上，下部與冷卻機(jī)的接口連接。窯頭罩內(nèi)砌耐火磚或澆灌耐熱混凝土。窯頭罩的外端面設(shè)有兩扇懸掛移動(dòng)式窯門，以便進(jìn)入窯內(nèi)檢修及窯襯砌筑等工作。3、操作要點(diǎn)（1）啟動(dòng)與停機(jī)啟動(dòng)前檢查確認(rèn)潤(rùn)滑系統(tǒng)正常。傳動(dòng)部件無(wú)卡阻。耐火材料無(wú)脫落。密封裝置完好。預(yù)熱與升溫緩慢升溫，建議速率≤50℃/h，避免窯體受熱不均導(dǎo)致變形。停機(jī)操作逐步降溫，降溫速率≤30℃/h，防止急冷導(dǎo)致耐火材料開(kāi)裂。（2）運(yùn)行監(jiān)控溫度控制燒成帶溫度控制在13001450℃（根據(jù)物料調(diào)整），避免過(guò)高導(dǎo)致結(jié)圈或耐火材料損壞。窯尾溫度≤300℃，防止尾端設(shè)備過(guò)熱。轉(zhuǎn)速與傾斜度根據(jù)物料特性調(diào)整轉(zhuǎn)速（通常14rpm）和窯體傾斜度（25%）。物料填充率控制在10%15%，過(guò)高會(huì)導(dǎo)致窯內(nèi)通風(fēng)不良，過(guò)低則熱效率下降。（3）燃燒控制火焰形狀保持火焰穩(wěn)定、不發(fā)散，避免局部高溫?zé)龘p窯皮。燃料與風(fēng)量配比優(yōu)化空燃比，確保完全燃燒，減少結(jié)焦和熱損失。窯頭負(fù)壓維持-50-100Pa，防止正壓導(dǎo)致熱煙氣外溢。（4）異常處理結(jié)圈處理調(diào)整燃料配比或短時(shí)提高轉(zhuǎn)速甩落結(jié)圈，嚴(yán)重時(shí)需停窯人工清理。突然停機(jī)立即切斷燃料，啟動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)裝置（慢轉(zhuǎn)窯體），防止窯體彎曲。4、維護(hù)要點(diǎn)（1）日常維護(hù)托輪與輪帶檢查每班檢查托輪軸承溫度（≤65℃）、油膜狀態(tài)及輪帶磨損情況。密封裝置維護(hù)定期清理窯頭/尾密封積灰，確保密封件無(wú)破損，減少漏風(fēng)漏料。潤(rùn)滑管理托輪軸承采用高粘度齒輪油，每班補(bǔ)充潤(rùn)滑脂。大齒輪噴霧潤(rùn)滑系統(tǒng)需定期清理噴嘴，保證油膜均勻。（2）耐火材料維護(hù)窯襯檢查每周通過(guò)紅外測(cè)溫儀監(jiān)測(cè)窯體表面溫度，局部超溫（≥350℃）提示耐火磚脫落。窯皮管理保持燒成帶窯皮厚度200300mm，過(guò)薄時(shí)需調(diào)整操作參數(shù)促進(jìn)掛窯皮。更換周期燒成帶耐火磚壽命通常612個(gè)月，需根據(jù)磨損情況提前備料。（3）傳動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)齒輪嚙合檢測(cè)每月檢查大齒輪與小齒輪嚙合間隙（齒側(cè)隙1.52.5mm），偏差過(guò)大需調(diào)整底座。減速機(jī)監(jiān)測(cè)定期檢測(cè)振動(dòng)值（≤4.5mm/s）、油溫（≤80℃）及油質(zhì)，每5000小時(shí)換油。電機(jī)維護(hù)檢查繞組絕緣電阻（≥1MΩ），清理散熱通道積灰。（4）窯體狀態(tài)檢測(cè)直線度校準(zhǔn)每半年用激光對(duì)中儀檢測(cè)窯體直線度，偏差超過(guò)5mm/m需調(diào)整托輪。橢圓度檢測(cè)停窯時(shí)測(cè)量輪帶處窯體橢圓度（允許值≤1%窯徑），超標(biāo)需加固或更換筒體段節(jié)。5、安全與優(yōu)化建議（1）安全防護(hù)高溫區(qū)域設(shè)置隔離欄，人員穿戴耐高溫裝備；檢修時(shí)鎖定主電源并掛警示牌。（2）節(jié)能措施回收窯尾廢氣余熱（用于發(fā)電或烘干），優(yōu)化燃燒器降低煤耗。（3）智能化升級(jí)安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（如窯體溫度、振動(dòng)傳感器），實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)。

6、回轉(zhuǎn)窯的常見(jiàn)故障及預(yù)防措施（1）常見(jiàn)故障故障類型故障現(xiàn)象可能原因解決方法燃燒系統(tǒng)故障火焰不穩(wěn)定或窯內(nèi)溫度異常

燃燒器堵塞、燃料供應(yīng)不暢、空氣供應(yīng)不足或過(guò)多、窯內(nèi)氣流方向偏差等清理燃燒器噴嘴，確保燃料和空氣供應(yīng)穩(wěn)定，調(diào)整窯頭溫控系統(tǒng)，檢查窯體是否有形變窯內(nèi)結(jié)圈

物料成分不當(dāng)、窯速過(guò)慢、燃燒不完全等

調(diào)整配料，提高窯速，采用冷熱交替燒法或止燒法破壞結(jié)圈結(jié)構(gòu)

預(yù)熱器堵塞

燃燒不充分、翻板閥卡死、下料溜管結(jié)皮、風(fēng)料不平衡、原料中有害成分富集等

停止進(jìn)料，降低轉(zhuǎn)速，調(diào)整擋板，清理堵塞物，嚴(yán)格控制原料成分

機(jī)械故障

軸承溫度過(guò)高

潤(rùn)滑不良、潤(rùn)滑油變質(zhì)、軸承磨損、窯體偏移等

清洗軸承，補(bǔ)充潤(rùn)滑油，更換磨損的軸承，調(diào)整窯體對(duì)中

托輪斷軸

托輪與軸配合不合理、疲勞斷裂、制造缺陷等

更換托輪或軸，確保配合合理，避免應(yīng)力集中

窯體振動(dòng)

窯體受熱不均勻、托輪襯空、齒輪嚙合間隙不當(dāng)、基礎(chǔ)松動(dòng)等

調(diào)整托輪，校正窯體中心線，緊固松動(dòng)的螺栓，修復(fù)齒輪

筒體開(kāi)裂

窯體振動(dòng)、局部過(guò)熱、鋼板缺陷、基礎(chǔ)沉陷不均等

修復(fù)或更換筒體，加固結(jié)構(gòu)，調(diào)整托輪，降低筒體溫度

煙氣處理系統(tǒng)故障

煙氣排放不暢或超標(biāo)

除塵設(shè)備堵塞、煙氣管道泄漏、排氣風(fēng)機(jī)故障等

清理除塵器，修復(fù)管道泄漏，維修或更換風(fēng)機(jī)

其他故障

紅窯掉磚

窯皮掛得不好、筒體過(guò)熱變形、窯襯鑲砌質(zhì)量差、筒體中心線不直等

選用高質(zhì)量窯襯，提高鑲砌質(zhì)量，及時(shí)更換磨薄的窯襯，校正筒體中心線

物料流動(dòng)不暢或堵塞

物料粒度過(guò)大或過(guò)小、窯體傾斜度或轉(zhuǎn)速不當(dāng)、窯內(nèi)積料等

篩分物料，調(diào)整窯體傾斜度和轉(zhuǎn)速，定期清理窯內(nèi)積料

（2）預(yù)防措施措施類型具體內(nèi)容

定期檢查與維護(hù)

定期檢查設(shè)備的潤(rùn)滑、冷卻、燃燒、煙氣處理等系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在問(wèn)題

操作規(guī)范

嚴(yán)格按照操作規(guī)程運(yùn)行設(shè)備，避免超負(fù)荷運(yùn)行，合理調(diào)整工藝參數(shù)

質(zhì)量控制

嚴(yán)格控制原料質(zhì)量，避免有害成分超標(biāo)，確保燃料和物料的均勻性

人員培訓(xùn)

加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn)，提高其對(duì)設(shè)備故障的識(shí)別和處理能力

7、回轉(zhuǎn)窯的發(fā)展

回轉(zhuǎn)窯作為工業(yè)領(lǐng)域的重要設(shè)備，其發(fā)展歷史可以追溯到19世紀(jì)。1824年，英國(guó)工程師阿斯普丁發(fā)明了間歇操作的土立窯，但效率較低。1885年，蘭薩姆發(fā)明了第一臺(tái)連續(xù)操作的回轉(zhuǎn)窯，顯著提升了水泥生產(chǎn)的效率和規(guī)模。20世紀(jì)初，水泥生產(chǎn)轉(zhuǎn)向濕法工藝，推動(dòng)回轉(zhuǎn)窯向大型化發(fā)展。20世紀(jì)50年代后，預(yù)熱器技術(shù)和生料干法預(yù)均化技術(shù)的成熟，使干法工藝重新成為主流，窯外分解技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步推動(dòng)了水泥工業(yè)的發(fā)展。如今，回轉(zhuǎn)窯不僅在水泥行業(yè)發(fā)揮重要作用，還廣泛應(yīng)用于冶金、化工、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域。

未來(lái)，回轉(zhuǎn)窯的發(fā)展將聚焦于技術(shù)創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。一方面，隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，回轉(zhuǎn)窯將通過(guò)優(yōu)化燃燒技術(shù)、提高熱效率等方式減少碳排放，同時(shí)廢渣資源化利用將成為重點(diǎn)，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。另一方面，智能化和數(shù)字化控制將成為趨勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)的應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障預(yù)測(cè)和工藝參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)。此外，回轉(zhuǎn)窯還將向多元化應(yīng)用領(lǐng)域拓展，如建材、冶金、環(huán)保等，同時(shí)設(shè)備的大型化與高效化也將繼續(xù)推進(jìn)。在全球化