回轉窯:建材設備-中文百科頻道

金屬行業應用

有色和黑色冶金中，鐵、鋁、銅、鋅、錫、鎳、鎢、鉻、锉等金屬以回轉窯為冶煉設備，對礦石、精礦、中間物等進行燒結、焙燒。

選礦過程中，用回轉窯對貧鐵礦進行磁化焙燒，使礦石原來的弱磁性改變為強磁性，以利于磁選。化學工業中，用回轉窯生産蘇打，鍛燒磷肥、硫化鋇等。上世紀60年代，美國LapPle等發明了用回轉窯生産磷酸的新工藝。該法具有能耗低、用電少、不用硫酸和可利用中低品位磷礦的優點，很快得到推廣，在回轉窯的生産中經常會出現結圈現象，大多用停工人工清理的辦法，但是影響生産，提高生産成本，剛剛研制出來的回轉窯清圈機避免了這個現象。能很好的處理結圈現象。

作用

1.技術性能和運轉情況，在很大程度上決定着企業産品的質量、産量和成本。“隻要大窯轉，就有千千萬”這句民謠就是對生産中回轉窯重要程度的生動描述。

2.建材行業中，回轉窯除鍛燒水泥熟料外，還用來鍛燒粘土、石灰石和進行礦渣烘幹等;耐火材料生産中，采用回轉窯鍛燒原料，使其尺寸穩定、強度增加，再加工成型。

3.選礦過程中，用回轉窯對貧鐵礦進行磁化焙燒，使礦石原來的弱磁性改變為強磁性，以利于磁選。

4.化學工業中，用回轉窯生産蘇打，鍛燒磷肥、硫化鋇等。上世紀60年代，美國LapPle等發明了用回轉窯生産磷酸的新工藝。該法具有能耗低、用電少、不用硫酸和可利用中低品位磷礦的優點。

5.水泥的整個生産工藝概括為“兩磨一燒”，其中“一燒”就是把經過粉磨配制好的生料，在回轉窯的高溫作用下燒成為熟料的工藝過程。因此，回轉窯是水泥生産中的主機，俗稱水泥工廠的“心髒”。

6.在環保方面，世界上發達國家利用水泥窯焚燒危險廢物、垃圾已有20餘年的曆史，這不僅使廢物減量化、無害化，而且将廢物作為燃料利用，節省煤粉，做到廢物的資源化。

分類

回轉窯的分類：按照外型分分為變徑回轉窯和通徑回轉窯，按照用途分可以分為水泥回轉窯、陶粒砂回轉窯、高齡土回轉窯、石灰回轉窯等，按照供能效果不同又分為燃氣回轉窯，燃煤回轉窯，混合燃料回轉窯。

1、變徑回轉窯

前後直徑有變化的回轉窯。一般前後直徑變化約30cm。比較傳統的通徑回轉窯有節能，高産的優點，隻是變徑回轉窯加工難度大，比傳統通徑回轉窯更難加工。對設備要求更嚴格。

2、通徑回轉窯

就是前後直徑一樣的回轉窯，常見的回轉窯類型，1883年由德國狄茨世發明。經過一百多年的演變回轉窯已經成為通用設備。比傳統立窯有更好的效果和更高的産量。加工簡單，隻是比變徑回轉窯更加耗能。

濕法工藝

僅以濕法回轉窯工藝做以介紹和分析。濕法回轉窯窯體通常比較長(長徑比為30～40)，為增加窯的傳熱面積，常在窯尾分挂有鍊條，加速水分蒸發。濕法回轉窯生産時在生料磨中加入水，将生料制成含水為30%～40%的料漿，經均化達到要求的料漿由窯頭喂料機送入窯内煅燒成熟料，出窯熟料經冷卻機冷卻，送入熟料庫，原煤經烘幹兼粉磨成煤粉後再燃燒供給給熟料煅燒所需熱量。

濕法回轉窯煅燒的特點是：由于生料制成泥漿，所以對非均質原料适應性強，生料成分均勻，工藝穩定，燒成的熟料質量高，熟料強度等級高，粉磨過程中粉塵少，窯尾飛灰少。但濕法生産時蒸發30%～40%的料漿水分，需要消耗較大熱量，能耗占水泥成本的1/2～1/3，較立窯和幹法回轉窯均高。濕法生産由于熱耗高，能源消耗大，且生産時用水量大，消耗水資源，中國已把濕法水泥生産列為限制淘汰窯型。

工藝流程

1、陶粒回轉窯設備由回轉筒體、支承裝置、帶擋輪支承裝置和窯頭、窯尾密封裝置、噴煤管裝置等部分組成。

2、窯體與水平呈一定的斜度，整個窯體由托輪裝置支承，并有控制窯體上下竄動的擋輪裝置。

3、傳動部分除設置主傳動外，還設置了為保證在主傳動電源中斷時仍能使窯體慢速轉動、防止窯體變形的輔助傳動裝置。恒昌窯頭采用殼罩式密封，窯尾裝有軸向接觸式密封裝置，保證了密封的可靠性。

4、工作溫度達到(950℃～1050℃)之間煅燒超細高嶺土，對陶粒砂進行運轉的過程，然後根據物料的多少調節溫度的高低，最終達到自己想要的目标，這種煅燒技術經實踐證明：能耗低、産品經脫水、脫碳增白，性能穩定性好。

水泥立窯的類型及特點

中國使用的立窯有兩種類型：普通立窯和機械立窯。

普通立窯是人工加料和人工卸料或機械加料，人工卸料；機械立窯是機械加料和機械卸料。機械立窯是連續操作的，産、質量及勞動生産率都比普通立窯高。根據建材技術政策要求，小型水泥廠應用機械化立窯，逐步取代普通立窯。

傳熱方式

導流

導流是指由于物體各部分的直接接觸、彈性波的作用，原子或分子的擴散以及自由電子的擴散等所引起的能量轉移。

對流

對流隻能在液體和氣體中出現，這種現象是指在回轉窯内各部分發生相對位移而引起的能量轉移，必須指出，在回轉窯内部對流的同時流體各部分之間還存在着導熱。

熱輻射

熱輻射是一種電磁波來傳播能量的現象，不僅要産生能量的轉移，而且還伴随着能量形式的轉化，即從熱能轉化為輻射能或者相反的從輻射能轉化成熱能。因此回轉窯内部的傳熱方式是根據物料的形式來決定的。

主要結構

窯頭部分

窯頭是回轉窯出料部分，直徑大于回轉窯直徑，通過不鏽鋼魚鱗片和窯體實現密封，主要組成部分有檢修口、噴煤嘴、小車、觀察孔等部分構成。

窯體部分

這是回轉窯（旋窯）的主體，通常有30~150米長，圓筒形，中間有3~5個滾圈。筒體多由工廠加工成3~10段，由大型卡車運輸到目的地後焊接而成。其中滾圈部分也俗稱（胎環）由鋼水澆鑄而成，滾圈部分窯體由于承重所以比其他部分窯體鋼闆稍厚。支撐拖輪，也是窯體的一部分和滾圈對應與地基相連，是整個回轉窯的承重支柱。通常一組托輥，由兩個托輥和兩個擋輪組成。回轉窯在正常運轉時裡面要鋪上耐火磚。

窯尾部分

窯尾部分也是回轉窯的重要組成部分，在進料端形狀類似一個回轉窯的蓋子，主要承擔進料和密封作用。

回轉窯支撐架

1.回轉窯的支撐架可以使回轉窯設備更加的堅固，使其工作的時候不會搖動，穩定生産;

2.回轉窯的支撐架主要是固定回轉窯設備，在其使用的時候能夠防止回轉窯設備變形，大家都知道回轉窯設備如果操作不當會走形的，所以其具備這樣的作用;

3.回轉窯支架可以方便回轉窯設備的吊裝等，方便運輸。

預熱塔

也叫預熱器是物料在進入回轉窯之前由回轉窯排出的尾氣餘熱來将物料進行初步加熱的設備，多為立式結構。其原理就是将回轉窯窯尾排出的餘熱經過裝滿原料的預熱塔實現原料加熱過程。加上預熱塔能有效降低能耗，并且提高成品質量等級。

冷卻機

冷卻機和預熱器相反是回轉窯物料燒成之後迅速降溫的裝置，看起來像一個小型的回轉窯，隻是直徑更小更短，不需要鋪設耐火磚，裡面由揚料闆取代。主要作用是将成品迅速降溫。

輸送帶

輸送帶是回轉窯的物料輸送裝置，在使用過程中，常會出現多種形式的損壞，例如：邊緣分層、潰爛、缺損與開裂；長距離縱向撕裂、深度劃傷、孔洞、大面積磨損、複蓋膠鼓包或起皮、接頭内在缺陷等。其中縱向撕裂最迫切，邊緣破損最普遍，接頭内在缺陷難避免，修複後使用壽命最關心。

傳統的高溫熱硫化工藝對于長距離的縱向撕裂、長距離邊緣潰爛、邊緣缺損，修複的效果差，而且回轉窯笨重，勞動強度也大。90T有極好的粘着力，粘着與所有橡膠；卓越的彈性，拉伸度可達300%；出色的抗磨性能，耐磨性能超過熱固化的人造橡膠；抗散落性能好，可以在垂直或頭頂上的表面塗抹到1英寸厚，而不會散落；100%固體意味着不會收縮，極好的抗化學腐蝕性能，可以抗很多種化學腐蝕。

福索恩是一種新型合成橡膠産品，可以簡單、快速和長久的修複傳送帶，有極好的耐磨性，抗沖擊性及長久耐用性相當于延長傳送帶的使用壽命。

技術參數

測溫範圍：0~2000℃（分段）；

系統精度：0.5；

發送器發送間隔時間：快發10-30秒，慢發60-180秒；

環境溫度：可耐受300℃以上的窯體輻射高溫；

防護等級：IP65（防雨、抗曬、抗震動）；

設備工作方式：24小時連續；

無線傳送距離：150米（轉發500米）；

信号輸出形式：溫度顯示（4-20mA電流、RS485接口、Rs232接口可選）。

煅燒生産

回轉窯點火

YT-16系列回轉窯無線測溫系統

回轉窯無線測溫設備，采用最新無線通信技術，将熱電偶測得的窯内溫度數據傳送到操作室顯示。窯溫發送器使用電池供電，可同時采集多個熱電偶信号。安裝在窯體上，随筒體一道轉動，由于采取了隔熱措施，能夠耐受300℃以上的筒體輻射高溫，抗雨、抗曬、抗震動。窯溫接收器安裝在操作室，直接顯示窯内溫度，并有4-20mA輸出，可送計算機或其它儀表顯示。該套設備不僅結構簡單、安裝方便、工作可靠、經濟實用，而且數據準确、穩定，維護量少，壽命長久回轉窯的工作區可以分為三段，即幹燥段、加熱段、焙燒段。在回轉窯中，礦石被焙燒脫水，重量減少30%左右。

同時，氧化鎳和部分鐵被爐料中的還原劑還原。在回轉窯出料端設有密封的出料裝置，鎳渣以600～900℃的溫度在隔熱的狀态下被送入到礦熱爐保溫的供料料倉，再通過一個密封的管狀布料裝置，均勻地分配到礦熱爐内。根據爐料的處理方式不同，回轉窯有不同的直徑和長度的比值。回轉窯的燒嘴結構是重要的，有效地調整火焰的長度和剛度，保證爐内三個工作區的溫度在工藝要求的範圍内。另外，要充分考慮利用回轉窯的煙氣烘幹爐料，以節能。

控制通風量

通風是燃燒反應的兩個物質條件之一。沒有适量的氧氣供燃料燃燒，熱量就不能釋放出來，也就不能維持适宜的溫度。在正常情況下，當通風量小時，供氧不足，燃燒速度減慢，熱耗增高；通風量大時，氣體流速增大，燃燒分解時間變短，燃燒後煙氣量大，熱耗高。這都會影響窯的正常運轉，因此，應該控制窯的通風量。

正常情況下，系統尾部風機穩定運轉排風，窯、爐内通風基本穩定。但也有一些因素會影響通風量，如整個系統阻力變化、入窯空氣的溫度、系統是否漏風及風機入口是否摻冷風、管道内是否有積灰、堵塞或物料撒布是否均勻、窯、爐兩個系統是否有幹擾等。這些因素都會影響窯的通風量，因此必須及時對通風量進行調節和控制。

針對上述影響因素，應有針對性地調節和控制通風量。如當系統的阻力發生變化時，應及時調整系統的流體阻力大小，保證輸出風量的大小。當入窯空氣的溫度變化時，需使其控制在合适的範圍内。對于系統漏風及風機入口摻冷風，則應對系統檢修，找出漏風處，處理即可。對于管道積灰、堵塞或物料撒布不均，需要及時清理管道，撒料均勻就可解決問題。對于窯、爐兩個系統的幹擾，可通過設置窯尾閘闆及煙道縮口，來調節、平衡兩個系統的通風量。若全系統總風量過大，則在兩系統會合後的管路上調節較為方便。

在生産中，實現對通風量的控制。就必須準确測定通風量的大小，測定方法可通過觀察一個設備的通風入口負壓大小來判定。隻有在準确測定通風量的大小的前提下，對窯的通風量進行控制，才能最大限度地發揮窯的工作能力。

中心軸測量

對于熱态回轉窯中心軸線的測量，簡單講就是确定動态懸空大直徑物體的圓心過程。依照數學方法論，确定大直徑的圓心位置概括起來大緻有以下三種方法：

方法一：

通過水平方向測量基準垂面與筒體的距離來确定窯的中心

對于懸空的熱态回轉窯來說，這種測量方式在操作上存不是很方便，問題主要是出現在測量水平方向基準與筒體的距離上，需要測量人員靠近高溫運轉的窯體，進行高空操作，存在難以估計的人為觀測誤差及一定的危險性，因此在實現上有着比較大的難度。

另外，在測量時通過水平方向測量回轉窯的基準垂面與筒體的距離來确定窯的中心，需要高空架設設備，增加了系統安裝的難度，本監測系統不予采納。

方法二：

已知圓上三點，确定圓的中心

在正式測量前分别測定窯上不同三點的位置，以此确定窯的中心位置。這種方法不需要測量托輪和窯體的直徑，減小了測量過程中存在的間接誤差。當采用接觸式傳感器測量時，熱态回轉窯筒體的高溫及震動都會對測量精度有很大影響。監測系統拟采用置于地面的激光傳感器進行測距，避免了窯墩的振動造成的測量結果誤差。

方法三：

已知兩點和直徑，确定回轉窯的中心

該方法主要是通過測定輪帶上不同兩點的位置，并且結合輪帶的直徑，以此确定窯的中心位置。用這種方法測量時，需要同時測得輪帶的直徑。需要注意的是輪帶直徑的測量通常會給測量結果帶來一定的誤差。

故障處理

1、托輪瓦座球體磨損

回轉窯在運行過程中，因為軸瓦斷裂造成瓦座球體磨損，問題發生後，傳統方法不能現場有效修複，更換新備件不僅需要高額的費用，而且需要長時間停機等待備件，将給企業造成重大損失。高分子複合材料具有超強的粘着力，優異的抗壓強度等綜合性能，可免機加工現場快速修複瓦座球體磨損。既無補焊熱應力影響，修複厚度也不受限制，同時産品所具有的金屬材料不具備的退讓性，吸收設備的沖擊震動，并且可使配合面100%接觸，避免了再次出現磨損的可能。

2、托輪瓦座及其球體裂紋

回轉窯托輪瓦座球體或托輪瓦座因為意外凍裂，因為是鑄鐵材質，傳統方法同樣不能修複。高分子複合材料具有超強的粘着力，優異的綜合機械性能，以及良好的耐受水、油及化學介質的能力。修複回轉窯托輪瓦座球體，為企業節省大量的停機時間，創造巨大的經濟價值；避免了報廢更換，使企業内部的維修資源得到優化。

3、回轉窯窯尾吐灰

錨固件選擇錯誤，造成窯尾煙室斜坡的澆注料平面比設計高。在增加喂料量時，下料管容易被堵死，加上下料室闆澆注尺寸錯誤，造成回轉窯内通風受阻，導緻結後窯圈嚴重，窯尾頻繁吐料。及時對預熱器、翻闆閥、管道和檢查門等部位進行堵漏處理，減少漏風對窯運行的影響，确保溫度和壓力恢複到正常操作狀态。拆除窯尾煙室斜坡和下料室闆的澆注料和錨固件，按照設計要求，重新焊接錨固件和澆注澆注料。

4、回轉窯放炮

點火時回轉窯内溫度較低，加煤燃燒不好，當煤粉落到一定程度時，燃燒激烈，發生放炮現象。防止的方法為盡量提高點火溫度，減少用煤量，縮短點火時間。點火前窯内煤粉過多，點火後容易出現放炮。防止的方法是在點火前盡量減少或不向窯内通熱風，減少煤粉的沉落，如需放熱風，可開排風機，低速旋轉回轉窯，将煤粉排到窯外。

5、回轉窯托輪軸瓦溫升

回轉窯托輪軸瓦溫升屬于突發事件，因此要做好及時的安排，隻有這樣才不會錯過最佳時期。對于處理托輪軸瓦溫升的專用工器具，也應該單獨放置。由于循環水不暢、量少或内部循環水管滲水同時瓦口間隙小是引起的軸瓦溫升的最常見原因。同時由于輪帶墊闆、擋闆磨損過大，使輪帶運行不穩定也是造成托輪軸瓦溫升的原因。面對托輪軸瓦溫升采取以下應對措施：循環水外排，加大冷卻水量，同時對各擋輪帶與托輪接觸面加強潤滑，加注新潤滑油；如果整個托輪溫度較高，可向托輪下面的水槽内加水降溫；如果軸肩或止推圈處溫度高，可改變液壓擋輪運行狀态。

6、回轉窯結圈

結圈分為前結圈和熟料圈。前結圈，是結在回轉窯燒成帶末端部位的圈，而熟料圈，是結在窯内燒成帶與放熱反應帶之間的圈，也水泥回轉窯内危害最大的結圈。在熟料進入冷卻帶時，帶有液相的高溫熟料複蓋在溫度較低的末端窯皮上，就會很快粘結、越粘越厚，形成前結圈。而熟料圈則是在熟料煅燒過程中，溫度範圍内出現的液相量偏多，從而形成熟料圈。當圈位距下料口較遠時可不關排風、不減少喂料量，隻要拉出噴煤管就可以燒掉。當窯内窯皮長得長而厚或有輕度圈根時，将噴煤管偏外拉出，移動燃燒帶位置，降低結圈部位溫度，改變煤灰沉落位置，使厚長的窯皮逐漸垮落。

污泥處理

随着中國城市污水處理設施的普及、處理率的提高和處理程度的深化，污水處理廠排出的污泥量呈現不斷增長的趨勢。城市污泥排出量的不斷增加，也使做好城市污泥的終端處置成為亟待解決的問題。

在實際生産中，通過新型幹法水泥生産工藝實施污泥的資源化利用，取得了較好的環保效果，為城市生活污泥減量化、穩定化、無害化、資源化、低成本的最終處置提供了一個全新模式，為城市環境優化和循環經濟的推廣拓寬了道路。

污泥處理現狀

城市污泥是污水處理廠對城市污水處理後産生的廢棄物，經物理脫水後形成具有異臭味的、褐色或者黑色的、比重略大于水的軟性固體，含有大量的有機物、豐富的氮磷等營養物、重金屬及緻病菌和病原菌等，如果不加處理地任意排放，會對環境造成嚴重污染。如何妥善地做好污泥終端處置，真正實現廢棄物的減量化、資源化、無害化目标，已成為擺在城市管理者面前的緊迫任務，也得到更多人的重視。

由于污泥經過脫水後普遍含水率較高，且帶有異臭味，污水處理廠一般都采用農業利用、填埋、焚燒、投海疏散等處置方法。污泥農用投資少、能耗低、運行費用低，但重金屬、病原體、難降解有機物及氮、磷的流失對地表水和地下水的污染也不容忽視；衛生填埋操作相對簡單、投資費用較小、處理費用較低、适用性較強，但是侵占土地嚴重，很難找到合适的地點，如果防滲技術不夠成熟，将導緻潛在的土壤污染和地下水污染。

而且，填埋處置不能最終避免環境污染，隻是延緩了環境污染産生的時間；污泥焚燒是最徹底的污泥處理方法之一，能使有機物全部碳化，殺死病原體，最大限度地減少污泥體積，但處理設施複雜、耗能高、投資大、處理費用多，而且有機物焚燒會産生二惡英等物質，危害環境。

主要技術指标

整個物流流程從原料調配站和煤堆場進入磨機系統，到回轉窯内煅燒熟料全部為密閉循環狀态，在生産過程中，氣流處于負壓狀态，各個揚塵點全部配置中國國内先進的收塵設施。回轉窯内的溫度始終保持在1400～1800℃，窯尾分解爐溫度在850℃左右，五級懸浮預熱器在350～880℃，冷卻熟料所産生的大量熱風除用來發電和生料烘幹外，部分被外排，将溫度在120～300℃的外排熱風進行利用，增設部分烘幹設備。

在處理能力上，由于在大規模的水泥生産中具有很大的熱容量，允許進入物料的數量及質量有适度波動，因此能包容垃圾加入所引起成分的微小改變，在廢棄物的利用規模上遠大于現有專業處理設備的處理能力。污染日處理能力超過50噸以上，并且在水泥礦物的形成過程中有液相出現，因此在使用廢棄物以後，其焚燒的殘渣可以被水泥礦物吸收或者固熔，從而不存在殘渣的處理問題。

污泥理化性能

城市污泥是一種由各種廢棄物經過生物化學反應後形成的活性物質，其水分含量較高，約60%～75%，組分和熱值則随着污泥來源的不同而存在較大的差異。污泥的無機成分基本上類似黏土礦物。

針對污泥水分含量較高、産量較低、難于單獨進行連續烘幹的特點，将污泥投放至料倉時，采用封閉式處理，保持料倉内始終處于負壓狀态，從而防止料倉内臭氣洩漏。在不影響原有生産線正常生産運行的基礎上，充分利用回轉窯廢氣餘熱進行烘幹代替原燃材料，即以煙煤混磨作為燃料低量加入或作為劣質燃料直接經過頭尾煤粉計量秤穩定喂入分解爐和窯内，喂入的烘幹後的污泥分别經過分解爐900℃和1700℃以上持續高溫的燃燒分解，從而避免了二惡英的低溫生成。回轉窯的各路廢氣經在線環境監測儀器跟蹤确定達标後排向大氣，有效地杜絕了可能存在的揚塵和二次污染。

生産的熟料經各項指标檢驗，均無成分異常，理化指标合格。通過處置利用可以證實，城市生活污泥在新型幹法水泥生産中進行無害化處置是可行的。将污泥的處理與水泥生産結合起來，污泥與物料一起送入分解爐中煅燒，其幹燥、煅燒全部在密閉的分解爐中進行，直至成為水泥熟料組分中的一部分。

城市生活污泥中含有一定的發熱量，可以直接喂入窯中進行燃燒，從而起到節省燃料的作用。新型幹法水泥生産線具有處置過程溫度高、處置時間長、運轉率高、粉塵廢氣實現無害化排放等優點，可對污泥進行徹底的無害化處置。

将垃圾通過高溫、滅菌的焚燒處理不僅是最衛生的處理方法，而且通過焚燒可減少污泥體積，更容易進行最終處理。同時，垃圾燃燒時産生的能量可作為其他工藝的熱源使用，對節省能源做出了貢獻。通過與新型水泥窯系統進行配套組合，降低了煤耗，實現了節能目标，同時其産生的灰分又能作為水泥原料，提高水泥熟料的生産能力。