原料煅燒窯-豎窯課件

第三章原料煅燒設(shè)備概述豎窯

★結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

★工作原理

★熱工操作回轉(zhuǎn)窯

★結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

★工作原理

★熱工操作原料煅燒窯-豎窯1.原料煅燒設(shè)備的分類

豎窯、回轉(zhuǎn)窯、隧道窯、倒焰窯等。硅酸鹽工業(yè)主要是豎窯和回轉(zhuǎn)窯。2.原料煅燒設(shè)備特點(diǎn)豎窯：優(yōu)點(diǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，投資省，熱利用好，燃耗低。缺點(diǎn)物料煅燒不均勻；易出現(xiàn)粘窯、結(jié)砣等現(xiàn)象；以焦碳為燃料時(shí)，污染原料；對(duì)原料的適應(yīng)性較差，不能煅燒高純?cè)?。概述原料煅燒窯-豎窯回轉(zhuǎn)窯：優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)能力大，適應(yīng)性強(qiáng)，煅燒質(zhì)量均勻、穩(wěn)定，機(jī)械化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度小。缺點(diǎn)基建投資大；飛灰損失大，成品率低；熱效率低，燃耗大；只適用于煅燒粉狀、粒狀、漿狀物料，不宜煅燒塊狀物料。原料煅燒窯-豎窯二.豎窯（一）豎窯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)筒狀窯體，由預(yù)熱、煅燒、冷卻三帶組成。屬于逆流熱工設(shè)備。1.窯體的形狀直筒形：上下內(nèi)徑相同的圓筒形。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固，利于物料順行和下沉。缺點(diǎn)：物料煅燒不夠均勻。喇叭形：?jiǎn)♀徯危红褵龓蝾A(yù)熱帶擴(kuò)大應(yīng)在較長(zhǎng)距離內(nèi)過渡，向冷卻帶擴(kuò)大應(yīng)在較短距離內(nèi)過渡。巨型截面：大容積需外設(shè)燃燒室的豎窯。原料煅燒窯-豎窯圖3-1圖3-2原料煅燒窯-豎窯圖3-3原料煅燒窯-豎窯2.豎窯的內(nèi)徑與高度內(nèi)徑內(nèi)徑大

產(chǎn)量高（優(yōu)點(diǎn)）內(nèi)徑過大窯內(nèi)燃燒不均勻、窯內(nèi)煅燒不易掌握（缺點(diǎn)）∴由煅燒物料的性質(zhì)，煅燒溫度，生產(chǎn)操作靈活程度等決定。高度過高流體阻力大，風(fēng)機(jī)能力不足時(shí)，產(chǎn)量、質(zhì)量低且能耗大。過短熟料冷卻效果差、空氣預(yù)熱不夠，產(chǎn)量、質(zhì)量低且能耗大。原料煅燒窯-豎窯窯體應(yīng)有最佳的高徑比。豎窯的高徑比KL為窯的有效高度H（從窯底出料口到加料口之間垂直距離）與內(nèi)徑D之比，即KL=H/D。KL意義KL過大氣流透過料層的阻力加大KL過小不能充分進(jìn)行熱交換。不同豎窯的KL水泥豎窯：3~4

耐火材料豎窯：5~7

白云石、鎂石豎窯：6~7.6

石灰石、粘土豎窯：≥5原料煅燒窯-豎窯3.窯體砌筑材質(zhì)組成工作層+永久層+隔熱層+鋼殼對(duì)材質(zhì)的要求及選?。汗ぷ鲗宇A(yù)熱帶→承受機(jī)械磨損、溫度波動(dòng)及物料撞擊；煅燒帶→承受高溫、化學(xué)侵蝕、機(jī)械磨損、物料撞擊等。根據(jù)煅燒物料的種類，選取適宜的耐火材料。永久層當(dāng)工作層過度磨損或燒穿時(shí)，保護(hù)窯體。選取一般耐火材料。隔熱層要求隔熱性能好。選取保溫材料（耐火填料、耐火纖維等）原料煅燒窯-豎窯4.布料裝置基本要求：盡可能消除或減少靠近窯壁處空隙率過大的現(xiàn)象，均衡窯內(nèi)通風(fēng)阻力。合理的布料方法：大塊料布于中心，中小塊料布于四周，以使風(fēng)量沿窯截面保持均勻。常用的布料裝置：⑴固定式布料鐘結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布料不均。⑵回轉(zhuǎn)式分級(jí)布料器布料器隨著傘形齒輪的旋轉(zhuǎn)，大塊物料由布料斗的短腿撒向窯的中間，小塊物料由布料斗的長(zhǎng)腿撒向窯的周邊。原料煅燒窯-豎窯圖3-4原料煅燒窯-豎窯⑶升降式布料器布料鐘的行程可調(diào)。通過傘形調(diào)節(jié)器活動(dòng)板的張度變化調(diào)節(jié)布料狀態(tài)。圖3-5原料煅燒窯-豎窯在窯罩內(nèi)安裝回轉(zhuǎn)撒料溜子。撒料溜子通過鉸鏈與加料斗下口相連，并一起轉(zhuǎn)動(dòng)。撒料溜子與窯中心線0°～45°的夾角。可以根據(jù)下料位置的需要隨時(shí)調(diào)整角度的大小，以便能沿窯斷面不料均勻。⑷水泥豎窯的機(jī)械加料裝置圖3-6原料煅燒窯-豎窯常用的出料裝置：⑴拖板出料機(jī)四輪推板小車，安裝于軌道上，通過傳動(dòng)裝置使小車在軌道上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)窯內(nèi)物料落入窯下的受料斗。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資省，但出料均勻性差，只適用于卸松散狀物料。5.出料裝置基本要求：物料均勻下沉，窯內(nèi)三帶相對(duì)位置不被破壞，而且對(duì)大塊物料能起到破碎作用，并易于解決密封問題。圖3-7原料煅燒窯-豎窯圖3-8⑵圓盤出料機(jī)結(jié)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)的圓盤上裝有可拆換的鑄鋼襯板，襯板上鑄有棱形齒，并有大小不等的下料孔。工作過程：圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)（傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)）→物料受料斗。特點(diǎn)

對(duì)物料有破碎作用，能連續(xù)均勻出料。下料孔原料煅燒窯-豎窯圖3-9⑶擺動(dòng)齒輥出料機(jī)結(jié)構(gòu):由并列的帶有楞形齒的輥?zhàn)咏M成。工作過程：液壓傳動(dòng)→滾齒擺動(dòng)→破碎物料→下料口出料特點(diǎn)：對(duì)輥?zhàn)拥哪蜔帷⒚芊饨Y(jié)構(gòu)、材料強(qiáng)度要求高。適用于高溫下易結(jié)砣的物料。原料煅燒窯-豎窯圖3-106.密封裝置為了防止空氣自下部逸出，造成漏損和飛揚(yáng)，必須安裝有效的密封裝置。常用的密封裝置：⑴機(jī)械密封裝置——三道閘門第一道截流閥一塊可繞固定軸心擺動(dòng)的扇形鐵板，作用是截流、控制卸料量和卸料時(shí)間。第二道、第三道密封閘門由閘門和閘門框組成。閘門圈凸形，閘門框凹槽，使其閉合緊密。原料煅燒窯-豎窯三道閘門的開閉順序：①打開第二道閘門，②打開截流閥，③關(guān)閉截流閥，④關(guān)閉第二道閘門，⑤打開第三道閘門（卸料），⑥關(guān)閉第三道閘門。原料煅燒窯-豎窯工作原理熟料卸入料封管內(nèi)，形成一定高度的料柱，根據(jù)料柱高度的變化，通過電控線路自動(dòng)控制電磁振動(dòng)節(jié)流器。當(dāng)料柱高度H＞H0，出料，當(dāng)料柱高度H＜H0，停止出料。⑵料封管的密封裝置結(jié)構(gòu)料封部分、自動(dòng)控制部分、收塵部分組成。圖3-11監(jiān)視料柱高度的方法：γ-射線法原料煅燒窯-豎窯7.通風(fēng)裝置通風(fēng)方式：根據(jù)風(fēng)管插入窯體的位置底布鼓風(fēng)、腰部鼓風(fēng)。根據(jù)窯內(nèi)形成的壓力狀態(tài)壓入通風(fēng)、抽出通風(fēng)、均衡通風(fēng)。底部鼓風(fēng)→總風(fēng)管引致窯體下面，從卸料篦子下部送風(fēng)入窯。進(jìn)風(fēng)口對(duì)準(zhǔn)窯體中心，屬于中心鼓風(fēng)方式?！欣诰鶆蛩惋L(fēng)，降低燃耗，有利于卸料裝置的冷卻。腰部鼓風(fēng)→總風(fēng)管環(huán)繞窯身中部，從風(fēng)管上沿周圍均勻設(shè)置的風(fēng)口鼓風(fēng)入窯，風(fēng)口正對(duì)豎窯截面中心，屬于周邊鼓風(fēng)方式。原料煅燒窯-豎窯壓入通風(fēng)→窯底鼓入空氣，窯內(nèi)形成正壓；抽出通風(fēng)→窯頂抽出煙氣，窯內(nèi)形成負(fù)壓；均衡通風(fēng)→窯底鼓風(fēng)，窯頂抽風(fēng)同時(shí)進(jìn)行，窯內(nèi)既有正壓，又有負(fù)壓，并在一定高度處形成零壓。通風(fēng)裝置鼓風(fēng)機(jī)（最好是回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)：羅茨、葉氏兩種）排氣裝置自然排煙→窯罩、煙囪機(jī)械排煙→窯罩、排煙機(jī)、煙囪原料煅燒窯-豎窯㈡豎窯的工作原理1.豎窯內(nèi)物料的運(yùn)動(dòng)引起物料運(yùn)動(dòng)的原因：⑴物料在煅燒過程中體積收縮而引起上層（預(yù)熱帶和燒成帶）物料的運(yùn)動(dòng)；⑵下部物料的卸出而引起全窯物料的運(yùn)動(dòng)。物料下降速度及對(duì)物料的影響：

u影響物料在窯內(nèi)的停留時(shí)間，影響產(chǎn)量與物料的煅燒質(zhì)量。原料煅燒窯-豎窯2.豎窯內(nèi)氣體的流動(dòng)氣體流動(dòng)的要求：①保證燃料燃燒所需的空氣量；②氣流在窯斷面上合理分布；③降低氣流流動(dòng)過程中的阻力；④保證產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量。⑴豎窯的產(chǎn)量與鼓風(fēng)條件的關(guān)系風(fēng)量大，流速大，換熱強(qiáng)度高，產(chǎn)量、質(zhì)量高；風(fēng)量大，流速大，流體阻力大。

保證風(fēng)機(jī)足夠的風(fēng)量、風(fēng)壓，并確定合理的經(jīng)濟(jì)流速原料煅燒窯-豎窯⑵窯內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)的阻力損失屬于氣體通過散料層的阻力損失ε—物料堆積空隙率V0—顆粒堆積空隙體積，m3；

Vs—固體顆粒的真實(shí)體積，m3；

V—顆粒堆積的總體積，m3u—空窯速度，m/s；H—窯的高度，m；dm—窯的當(dāng)量直徑，m；λ—摩擦系數(shù)ρ—顆粒平均密度，kg/m3φ—球形度當(dāng)顆粒為球形時(shí)，φ=1，當(dāng)顆粒為其它形狀時(shí)，0＜φ＜1。原料煅燒窯-豎窯影響阻力損失的因素：①窯的高度，H↑→hl↑；②空窯速度，u↑→hl↑③窯內(nèi)氣流溫度，溫度↑→氣體實(shí)際流速大→hl↑④物料塊度，塊度↓→hl↑⑤球形度、空隙率：在料塊中，若夾雜有大量碎塊，且顆粒大小不等，小料塊填充于大塊料之間，

φ↓，ε↓→hl↑

豎窯中希望顆粒盡可能均勻。原料煅燒窯-豎窯⑶豎窯斷面上的氣流分布——窯壁效應(yīng)窯壁效應(yīng)—在窯的同一斷面上，周邊氣流的分配較中心處為多，致使物料在窯的同一斷面煅燒不均勻。窯壁效應(yīng)影響煅燒帶物料在豎窯中的位置與形狀。

“碗狀”煅燒帶粘窯事故—豎窯周邊氣體流動(dòng)阻力過小，而燃料量又多，造成窯四周溫度過高，使燃料中灰分與物料中低熔點(diǎn)物質(zhì)粘結(jié)成砣，并粘附于窯壁上。圖3-12原料煅燒窯-豎窯⑷豎窯的通風(fēng)方式與窯內(nèi)壓力制度

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表3-3豎窯各種壓力制度特點(diǎn)及應(yīng)用⑸燃料燃燒①固體燃料的燃燒燃燒方式混料式、外設(shè)火箱式混料式：a.對(duì)燃料的質(zhì)量要求較嚴(yán)格，要求其灰分盡量低，常以焦碳、無煙煤為燃料。b.燃料的灰分夾雜與熟料中，降低熟料的質(zhì)量。c.高溫下灰分易熔化，使窯內(nèi)物料結(jié)砣，且腐蝕窯內(nèi)襯。d.對(duì)燃料塊度的要求：太大、太小都不利，生產(chǎn)中常用焦碳的塊度為25～40mm。原料煅燒窯-豎窯外設(shè)火箱式：a.對(duì)燃料的質(zhì)量要求較低，可以使用的燃料種類較廣泛；b.需外設(shè)燃燒室，窯體結(jié)構(gòu)復(fù)雜；c.物料煅燒不均勻，中間易出現(xiàn)欠燒現(xiàn)象；d.燃料消耗較大。②氣體燃料的燃燒③液體燃料的燃燒⑹窯內(nèi)的熱交換原料煅燒窯-豎窯㈡豎窯的熱工操作1.裝出窯制度混料式豎窯裝窯方法：分層裝窯、混合裝窯裝出窯應(yīng)采取勤裝、勤出，裝出窯的時(shí)間間隔與裝出窯量應(yīng)保持均衡與穩(wěn)定。入窯原料塊度的要求：物料在窯內(nèi)所需停留時(shí)間與其塊度的二次方成正比。塊度大物料在窯內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)量低。塊度太小料層阻力大，風(fēng)機(jī)功耗大，且難以保持料層的穩(wěn)定性。所以，規(guī)定：耐火原料的豎窯入窯塊度：最小塊度25～30mm，最大塊度80～150mm。原料煅燒窯-豎窯入窯原料應(yīng)有適宜的塊度比塊度比—指原料組成中最大塊度與最小塊度