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1、回 转 窑 热 工 设 计回 转 窑 热 工 设 计刘 杰: D6 4 |4 p; / H0 s N7 Q一、窑型和长径比1. 窑 型 , V* g4 R& n9 x* C( H0 b 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：0 t# A: ?8 y9 D7 e1 j# U4 h(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；(2) 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；/ c$ l. R N2 # U, v2 D, y(3) 冷端扩大型：
2、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；& c& & R3 G: n5 B+ j, K. V(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。9 Z( s4 v) n9 t; H 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
3、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。 o2 p# y0 s/ : g6 2 M 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。0 q: ! h- H T# A+ Y2. 长径比 窑的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。1 c2 p y, A m- X0 P$ e 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
4、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。4 C V1 s) Y7 J 同类窑的长径比与窑的规格有关，小窑取下限，大窑取上限。4 * O& z. T( o8 + X 表 1 各类窑的长径比 : K8 % q6 * R# e1 L9 z+ Q& u0 U0 Z! v: 2 I: G T2 N; t窑的名称 公称长径比 有效长径比 氧化铝熟料窑 (喷入法) 2025 2227 氧化铝焙烧窑 2023 / L6 z3 f F& p8 B! B21.524 % S/ o$ b% ?5 x7 z1 E% e%
5、 s- s. f) G I碳素煅烧窑 13.519 s$ m. g , g3 e$ y/ Y$ P1724干法和半干法水泥窑 1115 9 K4 # t6 b( E3 2 q C0 l/ a- |; h0 G2 A( B湿法水泥窑 3042 1 / p+ Q1 4 p$ T3 Y4 d- O7 I l8 9 A: t1 j* ?单筒冷却机 812 3 8 e& L+ f+ c i+ u* N; # M+ 1 U X# u- A2 e% Y. M4 d1 w2 K铅锌挥发窑 1417 16.718.3 2 h0 a0 T1 l7 s/ T铜离析窑 ) _1 K( m3 k4 J$ q- R1 Q
6、1516 M3 u5 i$ M1 q; - e氯化焙烧窑 1217.7二、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。9 z$ b: l/ n1. 按窑内物料流通能力： G=0.785D均2料料 吨/小时 (1)式中： r: 0 |8 g) q9 B, * i N G 单位生产率，吨/小时； D均 窑的平均有效内径，米；# l* D) y0 u6 T% q* X8 a( n 物料在窑内的平均填充系数，一般为 0.040.12 。各类窑的填充系数见表2。 u* c! a4 n. w: Q4 q# u, M K7 料 物
7、料堆比重，吨/米；某些物料的堆比重见表3； 料 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窑名称 平均填充系数 铜离析窑 $ L% d, G4 l6 C L& q8 H9 P0.060.08 2 Z! O1 L; N b) G3 2 Q铅锌挥发窑 0.040.08 0 e7 N/ Q! y) 6 V- T: w氧化焙烧窑 5 B E, N; ) 7 h& o! L u0.040.07氯化焙烧窑 ; L E8 H2 B$ o7 B2 e5 v V0.040.07氧化铝熟料窑 ( o* v2 D- k, D/
8、K x7 r0.060.08 - U& t6 A7 W; P5 $ F5 t$ I* F( U% u: W; f氧化铝焙烧窑 0.060.08表 3 某些物料的堆比重 , 1 b+ z( z9 ! m- S8 t6 ! z2 o2 T* ! r$ 1 N物料名称 + x9 s2 ?# 1 i4 x7 - H3 b( 堆比重锌浸出渣 1.61.65 , j& B4 v2 e; G1 V- d0 C* E/ Q0 F E锌浸出残渣与 50% 焦粉混合料 1.21.3铅鼓风炉水碎渣与 50% 焦粉混合料 6 d- O. f; m) o4 ( _1.41.5 / M0 x5 b$ X7 R# % s8
9、 z h: e1 O* Z: 6 t% O e1 D氯化铜矿 1.16 0 5 Y3 q 2 / o7 H S+ Y f锌沸腾焙烧细尘 1.80 ; M. S: I2 l2 Y硫化镍精矿 1.61.8 1 Z& b+ o1 g硫化镍焙砂 1.22.0 ) ! ! F2 q9 t* U氧化铝和干氢氧化铝 $ R& t: P3 p f- M8 x% p8 q1.0 8 5 ?* O% Y- V碱石灰铝土矿干生料 3 I# V2 c5 % v) w1.2 % B( U/ ; ! u k9 B Y7 9 b碱石灰铝土矿熟料 3 W! G. z) : u+ S1.31.4: W7 k- v* p( G*
10、 m# 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，则 ：G=0.785L/D均2料 吨 /小时 (2)式中：L 窑长 ( 或某带长度 ) ，米； 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 0 I a( f& F4 # 7 v4 S7 v 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。 ! 6 D, w; i0 X- K- G=2826D均干2t(1-干)/V0(1+t尾) 吨/小时 (3)* u, ?5 + b% e- _* U, w u式中：V0 每吨产品
11、的窑气量，标米3/吨；t尾 烟气离窑温度，；气体体积膨胀系数 , =1/273； t 窑尾排气速度，m/s ，一般38m/s ；干 干燥带物料填充系数；D均干 干燥带平均有效内径，米。( ?( . o; t( ?4. 按供热能力 G=KBQ低/q料 吨/小时 (4) 5 H U3 y6 E4 ; y& Y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； |: N; 4 F5 B Z5 B! i N5 w: k K系数，对铝厂用窑预热二次空气时，K=1.11.15 ；不预热时， K1.0 ； 窑的热效率，一般为5565%；8 X( 2 |: o0
12、# c k# , N$ f/ ( j: v q料 每吨产品必须消耗的有效热，千卡/ 吨。 & 4 o9 F+ z) Q, W0 7 O3 q1 P3 M4 K H) O0 Xq料=（G干料+A)(q吸+Ct高+600w/100-w)103千卡/吨 ) a( y& S+ q% h% s: A% d( i L$ k9 g. s: S: I式中：G干料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； M0 4 D% J5 P! L C t高将物料加热到最高温度(烧成带) 所需
13、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=Qq料 或 G=Qiq料i 千卡/小时 (5), L8 Y7 B ? z# C1 C8 式中：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；8 % a8 |+ X1 / # 9 P F$ w 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。/ o# l* R/ P& f3 F( 3 R 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
