水泥工艺介绍大全.pptx

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1、回转窑的发展回转窑的应用起源于水泥生产，1824年英国水泥工J阿斯普发明了间歇操作的土立窑;1883年德国狄茨世发明了连续操作的多层立窑;1885英国人兰萨姆(ERansome)发明了回转窑，在英、美取得专利后将它投入生产，很快获得可观的经济效益。回转窑的发明，使得水泥工业迅速发展，同时也促进了人们对回转窑应用的研究，很快回转窑被广泛应用到许多工业领域，并在这些生产中越来越重要，成为相应企业生产的核心设备。第1页/共40页它的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。在回转窑的应用领域，水泥工业中的

2、数量最多。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”。第2页/共40页回转窑的类型即特点：水泥工业在发展过程中出现了不同的生产方法和不同类型的回转窑，按生料制备的方法可分为干法生产和湿法生产，与生产方法相适应的回转窑分为干法回转窑和湿发回转窑两类。由于窑内窑尾热交换装置不同，又可分为不同类型的窑。回转窑的分类大致如下：第3页/共40页1、湿法回转窑的类型：用于湿法生产中的水泥窑称湿法窑，湿法生产是将生料制成含水为32%40%的料浆。由于制备成具有流动性的泥浆，所以

3、各原料之间混合好，生料成分均匀，使烧成的熟料质量高，这是湿法生产的主要优点。第4页/共40页2、干法回转窑的类型：干法回转窑与湿法回转窑相比优缺点正好相反。干法将生料制成生料干粉，水分一般小于1%，因此它比湿法减少了蒸发水分所需的热量。中空式窑由于废气温度高，所以热耗不低。干法生产将生料制成干粉，其流动性比泥浆差。所以原料混合不好，成分不均匀。第5页/共40页230m 回转窑系统1.回转窑窑体；2.窑头小车；3.热烟室；4.冷却筒；5.窑头鼓风机；6.集尘室；7.烟囱；8.进料 回转窑属于可以旋转的窑炉，最早用于煅烧水泥熟料，目前也用于耐火材料及其冶金工业，如图所示。回转窑的工作性能回转窑的工

4、作性能第6页/共40页对硅酸盐水泥的湿法回转窑而言，生料在回转窑中经高温煅烧发生一系列物理的、化学的物理的、化学的和物理化学和物理化学的变化，最后形成熟料。湿法回转窑主要用于煅烧含水3040%的料浆。第7页/共40页一、回转窑的功能和特征回转窑作为水泥煅烧的关键装备，它的功能如下：（1）作为燃料燃烧装置。它具有广阔的空间和热力场，可以供应足够的空气，装设优良的燃烧装置，保证燃料充分燃烧，为水泥煅烧提供必要的热量。第8页/共40页（2）作为热交换装备，它具有比较均匀的温度场，可以满足水泥熟料生产过程各个阶段的换热要求。（3）作为化学反应器，随着水泥熟料矿物形成不同阶段的不同需要，它既可分阶段地满

5、足不同矿物形成对热量、温度的要求，又可以满足它们对时间的要求。（4）作为输送设备，它具有更大的潜力。第9页/共40页二、水泥回转窑内的煤粉燃烧特点：具有一定动量的空气(一次风)携带一定量的煤粉喷入水泥回转窑内实现着火燃烧。煤粉喷入水泥回转窑内后，再与大量来自于水泥熟料冷却机的预热空气(二次风)相接触，在二次风的助燃下，煤粉实现完全燃烧，从而形成了一个具有一定长度、刚度和形状的稳定火焰。如图1.95。第10页/共40页图1.95 单通道喷煤管第11页/共40页图7.2表示一台5/4.5135m湿法回转窑熟料煅烧过程。湿法回转窑分为如下六个带：回转窑水泥生产工艺第12页/共40页（1）干燥带干燥带

6、：温度150左右，自由水的蒸发过程；（2）预热带预热带：温度150750，发生粘土矿物脱水与碳酸镁开始分解；（3）碳酸盐分解带碳酸盐分解带：温度750800，烧蚀量明显减少，碳酸盐分解与固相反应，由于吸热反应，故升温速率缓慢。当温度升到1100，分解速率迅速增加。游离氧化钙达到最大值。第13页/共40页（4）放热反应带放热反应带：固相反应释放大量热量，物料上升了300，在12501300，氧化钙射出光辉，使得分解带物料黑暗，又称“黑影”。（5）烧成带烧成带：温度125014501250。在12501280开始出现液相，在1450，液相量增加，游离氧化钙吸收，水泥熟料化合物形成。（6）冷却带冷却

7、带：熟料继续向前运动，与温度较低的二次空气相遇，熟料温度下降。其温度分布如图1-3-2。第14页/共40页回转窑内物料温度和气体温度以及各带划分的大致情况图第15页/共40页回转窑的原理及类型介绍1熟料在回转窑内的煅烧水泥熟料在回转窑内形成过程：从窑尾开始窑长度，按温度和反应大致可分为干燥预热烧成和冷却等。第16页/共40页21原料在窑内运动情况回转窑一方面是燃烧设备，煤粉在其中燃烧产生热量；同时也是传热设备，原料吸收气体的热量进行煅烧。另外有时输送设备，将原料从进料端输送到出料端。而燃料燃烧、传热及原料运动三者间必须合理配合，才能使燃料燃烧所产生的热量能在原料通过回转窑的时间内及时传给原料，

8、已到达高产、优质、低消耗的目的。第17页/共40页22原料在窑内运动情况原料颗粒在回转窑内运动情况是比较复杂的。如果假定原料颗粒在窑壁上及原料层内部没有滑动现象时，通常认为原料运动是这样：原料在摩擦力的作用下与窑壁一起像一个整体一样慢慢升起，当转到一定的高度时，即原料层表面与水平面形成的角度等于原料的堆积角时，则原料颗粒在重力的作用下，沿料层滑落下来。由于回转窑有一定倾斜度，而原料颗粒滚动时，沿着斜度的最大方向下降，因此向前移动了一定的距离。第18页/共40页窑系统的传动辅助引擎辅助引擎主要是为防止突然断电，窑体在高温、重载(窑内有较多的余料)的情况下发生变形，目前回转窑中都设有余热发电及重油

9、发电设备，停电后自发的电还可以利供窑系统工作用，停电对窑内生产的影响小一些。在砌砖或检修时要用辅助引擎进行带动。开窑时也要用辅助马达来帮助起动，这样可以减少开窑起动时的能耗。辅助马达与主减速机之间还设有一个辅助减速机。回转窑系统一般布置了一到两台汽油引擎的寸步电机。第19页/共40页回转窑（旋窑）的工作原理水泥烧成设备有竖窑、湿法回转窑（旋窑）、普通中空干法窑、立波尔窑、预热机窑(SP)以及目前普遍使用的新型干法回转窑（旋窑）。回转窑（旋窑）是一个有一定斜度的圆筒状物，斜度为33.5%，借助窑的转动来促进料在回转窑（旋窑）内搅拌，使料互相混合、接触进行反应。窑头喷煤燃烧产生大量的热，热量以火焰

10、的辐射、热气的对流、窑砖(窑皮)传导等方式传给物料。物料依靠窑筒体的斜度及窑的转动在窑内向前运动。第20页/共40页原料颗粒在回转窑（旋窑）内运动情况当原料在窑内运动时，原料颗粒的运动方式有周期性的变化，或埋在料层里面与窑一起向上运动，或到料层表面上而降落下来。但只有在原料颗粒沿表面层降落的过程中，它才能沿着窑长方向前进。原料在窑内运动的情况将影响到原料在窑内的停留时间（即原料受热时间）；原料在窑内的填充系数（即原料受热面积）；原料粒度翻动情况，也影响到原料的均匀性（即影响到燃烧产物与原料的表面温度）。第21页/共40页回转窑（旋窑）的结构窑体的主要结构包括有:窑壳、胎环、支持滚轮、轴承、止推

11、滚轮1.窑壳，它是回转窑（旋窑）的主体，窑壳钢板厚度在40mm左右的钢板，胎环的附近，因为承重比较大，此处的窑壳钢板要厚一些。窑壳的内部砌有一层200mm左右的耐火砖。窑壳在运转的时候，由于高温及承重的关系，窑壳会有椭园型的变形，这样就会对窑砖产生压力，影响窑砖的寿命。在窑尾大约有一米长的地方为锥形，使从预热机进料室来的料能较为顺畅地进入到窑内。第22页/共40页胎环、支持滚轮、轴承胎环、支持滚轮、轴承、胎环与支持滚轮都是用来支撑窑的重量用。胎环是套在窑壳上，它与窑壳间并没有固定，窑壳与胎还之间是加有一块铁板隔开，使胎环与窑壳间保留一定间隙，不能太大也不能过小。如果间隙太小，窑壳的膨胀受到胎环

12、的限制，窑砖容易破坏。如果间隙太大，窑壳与胎环间相对移动、磨擦更加利害，也会使窑壳的椭圆变形更加严重。通常要在二者间加润滑油。我门可以通过窑壳与胎环间的相对运动来凭估计窑壳的椭圆变形程度。第23页/共40页止推滚轮止推滚轮就是限制回转窑（旋窑）吃下或吃上时的极限开关。因为支持滚轮要比窑胎宽一些，为使托轮与轮带能够上下移动，磨损均匀。在胎环的端面设有止推滚轮。止推滚轮只是起到阻挡的作用，滚轮本身并没有动力。窑体的吃上吃下是靠滚轮的偏位，将托轮与窑的中心线有一定角度，让托轮给窑体有向上的力，使窑壳上移。有时撒一些生料粉或将托轮擦干净，增大其磨擦系数，也可使窑体上移。窑体吃下时，只要在托轮与轮带之间

13、撒上石墨粉，减小两者间的磨擦力既可。当回转窑（旋窑）吃下触及到Y1开关时，液压系统开始吃上动作，液压系统吃上1分钟，停止4分钟，然后重复吃上1分钟停4分钟的动作，直到窑胎环触及到Y5位置。此时窑体开始吃下，液压系统泄压2分钟，停4分钟，然后重复动作。直到窑体触及到Y1位置又进行吃上。不断重复以上的过程既可。在液压系统停止动作时，内部的压力不变。液压系统还有三到极限开关。吃上时，如果Y1开关有故障时，窑体会触及到Y第二道开关，系统就会警报(此时窑体已超出吃上范围30mm)，若又触及到第三道开关，则系统会跳车(此时以超出吃上的范围50mm)。回转窑（旋窑）吃下时，如果第一道开关有故障，则回转窑（旋

14、窑）在触及到第二到开关时，系统就会警报，但不会跳车，因为有止推滚轮的限制窑壳的吃下极限。第24页/共40页窑系统的传动窑是慢速转动的设备，窑系统传动装置主要由以下几个部份组成:1.动力马达回转窑载何的特点为:a.恒力矩b.起动力矩大c.要求均匀地进行无级变速。回转窑窑可采用单边传动，多数采用双边同步马达。采用双边传动便于布置，也节省投资，比较适合于较为大形的回转窑（旋窑）。一般窑内填充率在20-25%左右，如果出现结圈或堵料，窑的主马达功率会上升。有的厂家也利用液压系统进行传动。第25页/共40页窑系统的传动2.辅助引擎辅助引擎主要是为防止突然断电，窑体在高温、重载(窑内有较多的余料)的情况下

15、发生变形，目前回转窑中都设有余热发电及重油发电设备，停电后自发的电还可以利供窑系统工作用，停电对窑内生产的影响小一些。在砌砖或检修时要用辅助引擎进行带动。开窑时也要用辅助马达来帮助起动，这样可以减少开窑起动时的能耗。辅助马达与主减速机之间还设有一个辅助减速机。回转窑系统一般布置了一到两台汽油引擎的寸步电机。第26页/共40页窑系统的传动3.减速机马达的转速都比较高，窑的转速一般都在3rpm左右。两者间需要有减速机进行减速传动。有的窑利用三角皮带进行减速，我个人认为三角皮带在高温环境下工作，很容易老化，传动比也不是很衡定。目前广泛所用的是普通的齿轮减速机。第27页/共40页窑系统的传动4.小齿轮

16、为了适应窑体的串动，小齿轮要与大齿轮之间留有一定的间隙，新窑更要注意。两者间隙小，两者很容易造成咬合、磨损加快等现象。小齿轮可以安装在大齿轮的正下方，也可以在大齿轮的斜下方。前者会使小齿轮的地脚螺栓完全受水平力作用，比较容易损坏。后者小齿轮受水平与垂直两个方向上的力，这样基座受的水平力就小些。第28页/共40页窑系统的传动6.润滑冷却系统在大小齿轮间设有自动喷油装置，对齿轮进行润滑。每班的现场人员要检查齿轮零件及润滑情况，齿轮的润滑情况。齿轮处的冷却是靠润滑油来冷却。第29页/共40页窑系统的传动7.密封装置回转窑（旋窑）系统都是在负压下工作，在回转窑（旋窑）的转动与静止两个部份间的连接处(在

17、窑头与窑尾两个地方)，不可避免地有缝隙，为防止外界冷空气的进入，均设有密封装置。在窑头的SealAir与止封圈并不冲突，它只是将清除窑头附近的一些粉尘吹干净而以。如果是在窑头有漏冷风，会降低窑内的烧成温度。在窑尾有漏冷风，会减少二次空气量，影响窑内通风与烧成，增大废气排放量，增大风车与电收尘的负何等一系列的问题。第30页/共40页窑系统的传动5.环齿轮大齿轮都尺寸比较大，一般都由两半(或者更多块)经螺栓联接组成，环齿轮通过弹簧片与窑壳连接，这样具有一定的弹性，可以减少因开、停窑时对大小齿轮的冲激。有的厂家也有利用固定式的螺栓与窑壳进行连接，这种连接方式不具有缓冲的作用，齿轮也容易受窑壳热膨胀的

18、影响。第31页/共40页二、冷却机第32页/共40页冷却机的发展历程自回转窑诞生后，19世纪末，出现了单筒冷却机。20世纪20年代初，德国克努伯公司研制了Concenter(康森特拉）多筒冷却机。1929年，德国伯力鸩斯公司设计生产了第一台立波尔窑，紧接着生产了世界上第一台回转式冷却机。20世纪30年代初，美国Allis-Chalmers公司又制造了振动式篦冷机。1937年美国Full公司开始生产推动式篦冷机。1965年丹麦史密斯公司生产了推动式篦冷机。1991年德国IKN公司制造了第一台悬摆式冷却机。1997年史密斯公司开发出第4代推动帮式冷却机。第33页/共40页冷却机的分类第34页/共4

19、0页冷却机主要规格对比第35页/共40页冷却机的功能1、作为一个工艺装备，它承担着对高温熟料的骤冷任务。2、作为热工装备，在对熟料骤冷的同时，承担着对入窑二次风及入炉三次风的加热升温任务。3、做为回收装备，它承担着对出窑熟料携出的大量热焓的回收任务。4、作为熟料输送装备，它承担着对高温熟料的输送任务。对高温熟料进行冷却，有利于熟料输送和储存。第36页/共40页冷却机主要性能指标1、冷却机三个效率热效率：从出窑孰料中回收、且重新入水泥熟料烧成系统的总热量与出窑熟料物理热的百分比 QR.l-从出窑水泥熟料中回收的且重新入水泥熟料烧成系统的总热量 Q。出窑熟料的物理热，kJ/kg熟料；Qloss.s

20、冷却机总的热损失，kJ/kg熟料；Qair冷却机排出气体(包括余风和煤磨干燥风)带走的物理热，kJ/kg熟料；Qm出冷却机水泥熟料带走的物理热，kJkg熟料；Qdis.l冷却机散热损失Qsec.a入窑二次风的物理热kJ/kg熟料；Qtec.a入窑三次风的物理热kJ/kg熟料；第37页/共40页第38页/共40页2、入窑二次风温度和入炉三次风温度入回转窑的二次风温度和入分解炉的三次风温度值越高越好，一般二次风温在9001100的范围，三次风温在400-800的范围。3、出冷却机的熟料温度出冷却机的熟料温度越低越好，越低表示熟料被冷却的越充分，一般出冷却机的熟料温度在70300的范围，现代化的篦式冷却机一般能够将熟料冷却到100以下。4、环境保护：噪声污染与粉尘污染要低5、投资费用：设备费用及土建费用要低6、操作费用：动力消耗、维护、维修费用要低。第39页/共40页感谢您的观看！第40页/共40页