回转窑:建材设备-中文百科频道

金属行业应用

有色和黑色冶金中，铁、铝、铜、锌、锡、镍、钨、铬、锉等金属以回转窑为冶炼设备，对矿石、精矿、中间物等进行烧结、焙烧。

选矿过程中，用回转窑对贫铁矿进行磁化焙烧，使矿石原来的弱磁性改变为强磁性，以利于磁选。化学工业中，用回转窑生产苏打，锻烧磷肥、硫化钡等。上世纪60年代，美国LapPle等发明了用回转窑生产磷酸的新工艺。该法具有能耗低、用电少、不用硫酸和可利用中低品位磷矿的优点，很快得到推广，在回转窑的生产中经常会出现结圈现象，大多用停工人工清理的办法，但是影响生产，提高生产成本，刚刚研制出来的回转窑清圈机避免了这个现象。能很好的处理结圈现象。

作用

1.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。

2.建材行业中，回转窑除锻烧水泥熟料外，还用来锻烧粘土、石灰石和进行矿渣烘干等;耐火材料生产中，采用回转窑锻烧原料，使其尺寸稳定、强度增加，再加工成型。

3.选矿过程中，用回转窑对贫铁矿进行磁化焙烧，使矿石原来的弱磁性改变为强磁性，以利于磁选。

4.化学工业中，用回转窑生产苏打，锻烧磷肥、硫化钡等。上世纪60年代，美国LapPle等发明了用回转窑生产磷酸的新工艺。该法具有能耗低、用电少、不用硫酸和可利用中低品位磷矿的优点。

5.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”。

6.在环保方面，世界上发达国家利用水泥窑焚烧危险废物、垃圾已有20余年的历史，这不仅使废物减量化、无害化，而且将废物作为燃料利用，节省煤粉，做到废物的资源化。

分类

回转窑的分类：按照外型分分为变径回转窑和通径回转窑，按照用途分可以分为水泥回转窑、陶粒砂回转窑、高龄土回转窑、石灰回转窑等，按照供能效果不同又分为燃气回转窑，燃煤回转窑，混合燃料回转窑。

1、变径回转窑

前后直径有变化的回转窑。一般前后直径变化约30cm。比较传统的通径回转窑有节能，高产的优点，只是变径回转窑加工难度大，比传统通径回转窑更难加工。对设备要求更严格。

2、通径回转窑

就是前后直径一样的回转窑，常见的回转窑类型，1883年由德国狄茨世发明。经过一百多年的演变回转窑已经成为通用设备。比传统立窑有更好的效果和更高的产量。加工简单，只是比变径回转窑更加耗能。

湿法工艺

仅以湿法回转窑工艺做以介绍和分析。湿法回转窑窑体通常比较长(长径比为30～40)，为增加窑的传热面积，常在窑尾分挂有链条，加速水分蒸发。湿法回转窑生产时在生料磨中加入水，将生料制成含水为30%～40%的料浆，经均化达到要求的料浆由窑头喂料机送入窑内煅烧成熟料，出窑熟料经冷却机冷却，送入熟料库，原煤经烘干兼粉磨成煤粉后再燃烧供给给熟料煅烧所需热量。

湿法回转窑煅烧的特点是：由于生料制成泥浆，所以对非均质原料适应性强，生料成分均匀，工艺稳定，烧成的熟料质量高，熟料强度等级高，粉磨过程中粉尘少，窑尾飞灰少。但湿法生产时蒸发30%～40%的料浆水分，需要消耗较大热量，能耗占水泥成本的1/2～1/3，较立窑和干法回转窑均高。湿法生产由于热耗高，能源消耗大，且生产时用水量大，消耗水资源，中国已把湿法水泥生产列为限制淘汰窑型。

工艺流程

1、陶粒回转窑设备由回转筒体、支承装置、带挡轮支承装置和窑头、窑尾密封装置、喷煤管装置等部分组成。

2、窑体与水平呈一定的斜度，整个窑体由托轮装置支承，并有控制窑体上下窜动的挡轮装置。

3、传动部分除设置主传动外，还设置了为保证在主传动电源中断时仍能使窑体慢速转动、防止窑体变形的辅助传动装置。恒昌窑头采用壳罩式密封，窑尾装有轴向接触式密封装置，保证了密封的可靠性。

4、工作温度达到(950℃～1050℃)之间煅烧超细高岭土，对陶粒砂进行运转的过程，然后根据物料的多少调节温度的高低，最终达到自己想要的目标，这种煅烧技术经实践证明：能耗低、产品经脱水、脱碳增白，性能稳定性好。

水泥立窑的类型及特点

中国使用的立窑有两种类型：普通立窑和机械立窑。

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，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。

传热方式

导流

导流是指由于物体各部分的直接接触、弹性波的作用，原子或分子的扩散以及自由电子的扩散等所引起的能量转移。

对流

对流只能在液体和气体中出现，这种现象是指在回转窑内各部分发生相对位移而引起的能量转移，必须指出，在回转窑内部对流的同时流体各部分之间还存在着导热。

热辐射

热辐射是一种电磁波来传播能量的现象，不仅要产生能量的转移，而且还伴随着能量形式的转化，即从热能转化为辐射能或者相反的从辐射能转化成热能。因此回转窑内部的传热方式是根据物料的形式来决定的。

主要结构

窑头部分

窑头是回转窑出料部分，直径大于回转窑直径，通过不锈钢鱼鳞片和窑体实现密封，主要组成部分有检修口、喷煤嘴、小车、观察孔等部分构成。

窑体部分

这是回转窑（旋窑）的主体，通常有30~150米长，圆筒形，中间有3~5个滚圈。筒体多由工厂加工成3~10段，由大型卡车运输到目的地后焊接而成。其中滚圈部分也俗称（胎环）由钢水浇铸而成，滚圈部分窑体由于承重所以比其他部分窑体钢板稍厚。支撑拖轮，也是窑体的一部分和滚圈对应与地基相连，是整个回转窑的承重支柱。通常一组托辊，由两个托辊和两个挡轮组成。回转窑在正常运转时里面要铺上耐火砖。

窑尾部分

窑尾部分也是回转窑的重要组成部分，在进料端形状类似一个回转窑的盖子，主要承担进料和密封作用。

回转窑支撑架

1.回转窑的支撑架可以使回转窑设备更加的坚固，使其工作的时候不会摇动，稳定生产;

2.回转窑的支撑架主要是固定回转窑设备，在其使用的时候能够防止回转窑设备变形，大家都知道回转窑设备如果操作不当会走形的，所以其具备这样的作用;

3.回转窑支架可以方便回转窑设备的吊装等，方便运输。

预热塔

也叫预热器是物料在进入回转窑之前由回转窑排出的尾气余热来将物料进行初步加热的设备，多为立式结构。其原理就是将回转窑窑尾排出的余热经过装满原料的预热塔实现原料加热过程。加上预热塔能有效降低能耗，并且提高成品质量等级。

冷却机

冷却机和预热器相反是回转窑物料烧成之后迅速降温的装置，看起来像一个小型的回转窑，只是直径更小更短，不需要铺设耐火砖，里面由扬料板取代。主要作用是将成品迅速降温。

输送带

输送带是回转窑的物料输送装置，在使用过程中，常会出现多种形式的损坏，例如：边缘分层、溃烂、缺损与开裂；长距离纵向撕裂、深度划伤、孔洞、大面积磨损、复盖胶鼓包或起皮、接头内在缺陷等。其中纵向撕裂最迫切，边缘破损最普遍，接头内在缺陷难避免，修复后使用寿命最关心。

传统的高温热硫化工艺对于长距离的纵向撕裂、长距离边缘溃烂、边缘缺损，修复的效果差，而且回转窑笨重，劳动强度也大。90T有极好的粘着力，粘着与所有橡胶；卓越的弹性，拉伸度可达300%；出色的抗磨性能，耐磨性能超过热固化的人造橡胶；抗散落性能好，可以在垂直或头顶上的表面涂抹到1英寸厚，而不会散落；100%固体意味着不会收缩，极好的抗化学腐蚀性能，可以抗很多种化学腐蚀。

福索恩是一种新型合成橡胶产品，可以简单、快速和长久的修复传送带，有极好的耐磨性，抗冲击性及长久耐用性相当于延长传送带的使用寿命。

技术参数

测温范围：0~2000℃（分段）；

系统精度：0.5；

发送器发送间隔时间：快发10-30秒，慢发60-180秒；

环境温度：可耐受300℃以上的窑体辐射高温；

防护等级：IP65（防雨、抗晒、抗震动）；

设备工作方式：24小时连续；

无线传送距离：150米（转发500米）；

信号输出形式：温度显示（4-20mA电流、RS485接口、Rs232接口可选）。

煅烧生产

回转窑点火

YT-16系列回转窑无线测温系统

回转窑无线测温设备，采用最新无线通信技术，将热电偶测得的窑内温度数据传送到操作室显示。窑温发送器使用电池供电，可同时采集多个热电偶信号。安装在窑体上，随筒体一道转动，由于采取了隔热措施，能够耐受300℃以上的筒体辐射高温，抗雨、抗晒、抗震动。窑温接收器安装在操作室，直接显示窑内温度，并有4-20mA输出，可送计算机或其它仪表显示。该套设备不仅结构简单、安装方便、工作可靠、经济实用，而且数据准确、稳定，维护量少，寿命长久回转窑的工作区可以分为三段，即干燥段、加热段、焙烧段。在回转窑中，矿石被焙烧脱水，重量减少30%左右。

同时，氧化镍和部分铁被炉料中的还原剂还原。在回转窑出料端设有密封的出料装置，镍渣以600～900℃的温度在隔热的状态下被送入到矿热炉保温的供料料仓，再通过一个密封的管状布料装置，均匀地分配到矿热炉内。根据炉料的处理方式不同，回转窑有不同的直径和长度的比值。回转窑的烧嘴结构是重要的，有效地调整火焰的长度和刚度，保证炉内三个工作区的温度在工艺要求的范围内。另外，要充分考虑利用回转窑的烟气烘干炉料，以节能。

控制通风量

通风是燃烧反应的两个物质条件之一。没有适量的氧气供燃料燃烧，热量就不能释放出来，也就不能维持适宜的温度。在正常情况下，当通风量小时，供氧不足，燃烧速度减慢，热耗增高；通风量大时，气体流速增大，燃烧分解时间变短，燃烧后烟气量大，热耗高。这都会影响窑的正常运转，因此，应该控制窑的通风量。

正常情况下，系统尾部风机稳定运转排风，窑、炉内通风基本稳定。但也有一些因素会影响通风量，如整个系统阻力变化、入窑空气的温度、系统是否漏风及风机入口是否掺冷风、管道内是否有积灰、堵塞或物料撒布是否均匀、窑、炉两个系统是否有干扰等。这些因素都会影响窑的通风量，因此必须及时对通风量进行调节和控制。

针对上述影响因素，应有针对性地调节和控制通风量。如当系统的阻力发生变化时，应及时调整系统的流体阻力大小，保证输出风量的大小。当入窑空气的温度变化时，需使其控制在合适的范围内。对于系统漏风及风机入口掺冷风，则应对系统检修，找出漏风处，处理即可。对于管道积灰、堵塞或物料撒布不均，需要及时清理管道，撒料均匀就可解决问题。对于窑、炉两个系统的干扰，可通过设置窑尾闸板及烟道缩口，来调节、平衡两个系统的通风量。若全系统总风量过大，则在两系统会合后的管路上调节较为方便。

在生产中，实现对通风量的控制。就必须准确测定通风量的大小，测定方法可通过观察一个设备的通风入口负压大小来判定。只有在准确测定通风量的大小的前提下，对窑的通风量进行控制，才能最大限度地发挥窑的工作能力。

中心轴测量

对于热态回转窑中心轴线的测量，简单讲就是确定动态悬空大直径物体的圆心过程。依照数学方法论，确定大直径的圆心位置概括起来大致有以下三种方法：

方法一：

通过水平方向测量基准垂面与筒体的距离来确定窑的中心

对于悬空的热态回转窑来说，这种测量方式在操作上存不是很方便，问题主要是出现在测量水平方向基准与筒体的距离上，需要测量人员靠近高温运转的窑体，进行高空操作，存在难以估计的人为观测误差及一定的危险性，因此在实现上有着比较大的难度。

另外，在测量时通过水平方向测量回转窑的基准垂面与筒体的距离来确定窑的中心，需要高空架设设备，增加了系统安装的难度，本监测系统不予采纳。

方法二：

已知圆上三点，确定圆的中心

在正式测量前分别测定窑上不同三点的位置，以此确定窑的中心位置。这种方法不需要测量托轮和窑体的直径，减小了测量过程中存在的间接误差。当采用接触式传感器测量时，热态回转窑筒体的高温及震动都会对测量精度有很大影响。监测系统拟采用置于地面的激光传感器进行测距，避免了窑墩的振动造成的测量结果误差。

方法三：

已知两点和直径，确定回转窑的中心

该方法主要是通过测定轮带上不同两点的位置，并且结合轮带的直径，以此确定窑的中心位置。用这种方法测量时，需要同时测得轮带的直径。需要注意的是轮带直径的测量通常会给测量结果带来一定的误差。

故障处理

1、托轮瓦座球体磨损

回转窑在运行过程中，因为轴瓦断裂造成瓦座球体磨损，问题发生后，传统方法不能现场有效修复，更换新备件不仅需要高额的费用，而且需要长时间停机等待备件，将给企业造成重大损失。高分子复合材料具有超强的粘着力，优异的抗压强度等综合性能，可免机加工现场快速修复瓦座球体磨损。既无补焊热应力影响，修复厚度也不受限制，同时产品所具有的金属材料不具备的退让性，吸收设备的冲击震动，并且可使配合面100%接触，避免了再次出现磨损的可能。

2、托轮瓦座及其球体裂纹

回转窑托轮瓦座球体或托轮瓦座因为意外冻裂，因为是铸铁材质，传统方法同样不能修复。高分子复合材料具有超强的粘着力，优异的综合机械性能，以及良好的耐受水、油及化学介质的能力。修复回转窑托轮瓦座球体，为企业节省大量的停机时间，创造巨大的经济价值；避免了报废更换，使企业内部的维修资源得到优化。

3、回转窑窑尾吐灰

锚固件选择错误，造成窑尾烟室斜坡的浇注料平面比设计高。在增加喂料量时，下料管容易被堵死，加上下料室板浇注尺寸错误，造成回转窑内通风受阻，导致结后窑圈严重，窑尾频繁吐料。及时对预热器、翻板阀、管道和检查门等部位进行堵漏处理，减少漏风对窑运行的影响，确保温度和压力恢复到正常操作状态。拆除窑尾烟室斜坡和下料室板的浇注料和锚固件，按照设计要求，重新焊接锚固件和浇注浇注料。

4、回转窑放炮

点火时回转窑内温度较低，加煤燃烧不好，当煤粉落到一定程度时，燃烧激烈，发生放炮现象。防止的方法为尽量提高点火温度，减少用煤量，缩短点火时间。点火前窑内煤粉过多，点火后容易出现放炮。防止的方法是在点火前尽量减少或不向窑内通热风，减少煤粉的沉落，如需放热风，可开排风机，低速旋转回转窑，将煤粉排到窑外。

5、回转窑托轮轴瓦温升

回转窑托轮轴瓦温升属于突发事件，因此要做好及时的安排，只有这样才不会错过最佳时期。对于处理托轮轴瓦温升的专用工器具，也应该单独放置。由于循环水不畅、量少或内部循环水管渗水同时瓦口间隙小是引起的轴瓦温升的最常见原因。同时由于轮带垫板、挡板磨损过大，使轮带运行不稳定也是造成托轮轴瓦温升的原因。面对托轮轴瓦温升采取以下应对措施：循环水外排，加大冷却水量，同时对各挡轮带与托轮接触面加强润滑，加注新润滑油；如果整个托轮温度较高，可向托轮下面的水槽内加水降温；如果轴肩或止推圈处温度高，可改变液压挡轮运行状态。

6、回转窑结圈

结圈分为前结圈和熟料圈。前结圈，是结在回转窑烧成带末端部位的圈，而熟料圈，是结在窑内烧成带与放热反应带之间的圈，也水泥回转窑内危害最大的结圈。在熟料进入冷却带时，带有液相的高温熟料复盖在温度较低的末端窑皮上，就会很快粘结、越粘越厚，形成前结圈。而熟料圈则是在熟料煅烧过程中，温度范围内出现的液相量偏多，从而形成熟料圈。当圈位距下料口较远时可不关排风、不减少喂料量，只要拉出喷煤管就可以烧掉。当窑内窑皮长得长而厚或有轻度圈根时，将喷煤管偏外拉出，移动燃烧带位置，降低结圈部位温度，改变煤灰沉落位置，使厚长的窑皮逐渐垮落。

污泥处理

随着中国城市污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污水处理厂排出的污泥量呈现不断增长的趋势。城市污泥排出量的不断增加，也使做好城市污泥的终端处置成为亟待解决的问题。

在实际生产中，通过新型干法水泥生产工艺实施污泥的资源化利用，取得了较好的环保效果，为城市生活污泥减量化、稳定化、无害化、资源化、低成本的最终处置提供了一个全新模式，为城市环境优化和循环经济的推广拓宽了道路。

污泥处理现状

城市污泥是污水处理厂对城市污水处理后产生的废弃物，经物理脱水后形成具有异臭味的、褐色或者黑色的、比重略大于水的软性固体，含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属及致病菌和病原菌等，如果不加处理地任意排放，会对环境造成严重污染。如何妥善地做好污泥终端处置，真正实现废弃物的减量化、资源化、无害化目标，已成为摆在城市管理者面前的紧迫任务，也得到更多人的重视。

由于污泥经过脱水后普遍含水率较高，且带有异臭味，污水处理厂一般都采用农业利用、填埋、焚烧、投海疏散等处置方法。污泥农用投资少、能耗低、运行费用低，但重金属、病原体、难降解有机物及氮、磷的流失对地表水和地下水的污染也不容忽视；卫生填埋操作相对简单、投资费用较小、处理费用较低、适用性较强，但是侵占土地严重，很难找到合适的地点，如果防渗技术不够成熟，将导致潜在的土壤污染和地下水污染。

而且，填埋处置不能最终避免环境污染，只是延缓了环境污染产生的时间；污泥焚烧是最彻底的污泥处理方法之一，能使有机物全部碳化，杀死病原体，最大限度地减少污泥体积，但处理设施复杂、耗能高、投资大、处理费用多，而且有机物焚烧会产生二恶英等物质，危害环境。

主要技术指标

整个物流流程从原料调配站和煤堆场进入磨机系统，到回转窑内煅烧熟料全部为密闭循环状态，在生产过程中，气流处于负压状态，各个扬尘点全部配置中国国内先进的收尘设施。回转窑内的温度始终保持在1400～1800℃，窑尾分解炉温度在850℃左右，五级悬浮预热器在350～880℃，冷却熟料所产生的大量热风除用来发电和生料烘干外，部分被外排，将温度在120～300℃的外排热风进行利用，增设部分烘干设备。

在处理能力上，由于在大规模的水泥生产中具有很大的热容量，允许进入物料的数量及质量有适度波动，因此能包容垃圾加入所引起成分的微小改变，在废弃物的利用规模上远大于现有专业处理设备的处理能力。污染日处理能力超过50吨以上，并且在水泥矿物的形成过程中有液相出现，因此在使用废弃物以后，其焚烧的残渣可以被水泥矿物吸收或者固熔，从而不存在残渣的处理问题。

污泥理化性能

城市污泥是一种由各种废弃物经过生物化学反应后形成的活性物质，其水分含量较高，约60%～75%，组分和热值则随着污泥来源的不同而存在较大的差异。污泥的无机成分基本上类似黏土矿物。

针对污泥水分含量较高、产量较低、难于单独进行连续烘干的特点，将污泥投放至料仓时，采用封闭式处理，保持料仓内始终处于负压状态，从而防止料仓内臭气泄漏。在不影响原有生产线正常生产运行的基础上，充分利用回转窑废气余热进行烘干代替原燃材料，即以烟煤混磨作为燃料低量加入或作为劣质燃料直接经过头尾煤粉计量秤稳定喂入分解炉和窑内，喂入的烘干后的污泥分别经过分解炉900℃和1700℃以上持续高温的燃烧分解，从而避免了二恶英的低温生成。回转窑的各路废气经在线环境监测仪器跟踪确定达标后排向大气，有效地杜绝了可能存在的扬尘和二次污染。

生产的熟料经各项指标检验，均无成分异常，理化指标合格。通过处置利用可以证实，城市生活污泥在新型干法水泥生产中进行无害化处置是可行的。将污泥的处理与水泥生产结合起来，污泥与物料一起送入分解炉中煅烧，其干燥、煅烧全部在密闭的分解炉中进行，直至成为水泥熟料组分中的一部分。

城市生活污泥中含有一定的发热量，可以直接喂入窑中进行燃烧，从而起到节省燃料的作用。新型干法水泥生产线具有处置过程温度高、处置时间长、运转率高、粉尘废气实现无害化排放等优点，可对污泥进行彻底的无害化处置。

将垃圾通过高温、灭菌的焚烧处理不仅是最卫生的处理方法，而且通过焚烧可减少污泥体积，更容易进行最终处理。同时，垃圾燃烧时产生的能量可作为其他工艺的热源使用，对节省能源做出了贡献。通过与新型水泥窑系统进行配套组合，降低了煤耗，实现了节能目标，同时其产生的灰分又能作为水泥原料，提高水泥熟料的生产能力。