0027-JLY3809机立窑（窑体及卸料部件）设计
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jly3809
机立窑
卸料
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该方案是JLY3809机立窑(窑体及卸料部件)设计，初级阶段的立窑装备老化、不完善，工艺落后，消耗大，成本高，生产不稳定，产量质量低，它们正处于被淘汰的处境。因此，新型的JLY3809机立窑应运而生。而窑体及卸料装置的结构的好坏决定了此机立窑总体结构的好坏。JLY3809机立窑从以下方面对窑体及卸料装置方面进行了改造：
1.大胆地的对原有机立窑进行了扩径改造，实现对立窑产量的大幅度提高；
2.窑体保温直接影响机立窑产、质量，由于窑体保温不好，配煤增加，中部热量过剩，造成中部煅烧带延长，底火下移，影响机立窑煅烧，产量降低。故本机立窑在窑体内采用了绝热保温效果好的新型保温材料和浇注料；
3. 选用新型窑体卸料结构。本机立窑不宜采用塔式结构，因为塔式结构不仅增加卸料部分高度，缩短窑的有效高度；而且随着窑径扩大，塔式窑中、边部卸料能力不均匀性越大，造成中部卸料速度远远大于边部卸料速度，必然造成底火拉深，中风不足，故我选择了卸料均匀性好的双曲面可换齿高效节能塔篦。经过对窑体及其卸料装置这一系列的结构和技术的改造，JLY3809机立窑的能耗变低，水泥产质量都得到了提高。
- 内容简介：
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1 氟氯碳化物 (水泥窑中的分解 何剑峰 泥公司的 日本已经实现了重要的试验和示范 。 摘 要 近年来，关于 种 在 1994 年， 泥公司和日本东京的一政府参与并开始了一种安全可行的用机立窑处理这些 者成功的利用了一个小型的实验窑来分解 从 1995 年以来，示范实验证明了这样的商业性质的窑已经可以正常运转的。 在 1995 年的 8 月，文章第一段中提到的实验证明了在水泥窑中短时间（大约在 6 个小时 ） 分解 体实验 已经被实现。在 10 月份连续 3 天分解 11 月实现了分解 两种气体。 气的性质和 体通入方式被确认。同样证明了这种方式对于窑内的工艺没有影响。这种方法总是被那些水泥窑技术改造调查委员会认可。也就是那些由几个专家 和一些专门收集分解 体方法的人员组成的一个组织。 今年 大约在一个月之后将会看到连续通入 体的实验。这被期望用于商业活动中。 臭氧层的保护问题是给全球的一个挑战。在 1985 年的游行中，采纳了保护臭氧层的意见，之后，就象特殊的测量，由于 产品耗尽臭氧层的成分，大会上禁止其排放。从表 1 可以看出近年来，日本 放量的改变。 产品介绍 目前建立一种既安全又适用的分解 术是很重要的。在 1994 年，司一所致力于解决环境问题的机构和东京 一起开始一项调查，发展用水泥窑既安全又可行的分解 体这项技术。 水泥窑分解该气体这项技术是几个签约国在讨论保护臭氧层大会上通过的一项技术之一。 图表 1 给我们展示了水泥窑如何分解 整个过程。 2 体在 900 度或者高于这个温度时会被分解。当它们被送入燃烧温度大约 1500 度的窑体内，即被分解生成 2 222 (1) 象 成的酸性气体，在水泥窑的整个过程中都被石灰吸收 了并与水泥中的材料反应生成方程式 2中的 后产生 方程式（ 3）与（ 4） 。最后这些氟组成水泥然后氟化物被循环吸收。 （ 2） 2 （ 3） 2 （ 4） 东京 府已经证明这个实验的安全性，既在1994 年用一个小型实验窑和从 1995 年以来用一商业性质的窑做实验。 包括 6个小时分解 实验、连续 3天分解 小时分解 者证实了 图 表 1 . 显示的 水泥窑内的分解 大纲。 二垩英和酸性气体的排放，通入氟氯碳化物（ 方法且这种方法在窑的改进上已经不是领先的。经营窑的 论证实验结果归纳在表 1。 表格 过 运输量的趋势 计 1986 29401 38203 63578 1613 130 13925 1987 34231 40940 77261 2530 610 155572 1988 34337 41214 80385 2659 625 159220 1989 32485 41406 83491 2738 601 160721 1990 23611 27587 57840 1522 686 111210 1991 20966 21446 50786 1669 729 95578 1992 14178 18006 26838 902 680 60604 单位：吨 实验 设备 s 使用 1号窑做的实验。下面就是 1 号 3 窑的外型尺寸： 尺寸：内径 =度 =号：新型四级预热窑 生产能力：热料产量 =210吨 /时 用的 温常压下的气体）， 温常压下的液体） 点： 京的 究所能够保持冷却的 空气冷却中恢复过来。 点： 京的 究所能够保持冷却的 点： 京的 第一个示范实验（一个六小时的处理 目的 如同第一个论证实验。重复两次短时间的 解实验 来证明 分解能力，排气的安全性以及设备的效果。 方法 为了处理分解，一个小时就通入 克的 入水泥窑中。这种通入率是使即便所有的被分解的 生的氯气，结果都被熟料吸收，熟料中的氯气浓度增加到 10 重复两次通入 6小时的 通入的前后时间要进行空转测试。气的安全性以及设备的效果要一直跟踪监视直至满意。 第二个论证实验（关于 目的 做这个关于 连续三天的分解处理实验就是为了去监视 入的稳定性，废气排放的安全性，有害物质的集中和循环以及设备的一系列效果。 方法 实验中要 4 进行五次测试：第一个测试每天都在通入的前后进行转动和空转。 分解能力，排气的安全性以及设备的效果要一直跟踪监视直至满意。 图表 2显示的 通入气体设备的外型。 连接二个 40 公斤汽缸。打开汽缸阀门到一个刻度。关闭另一个汽缸的阀门。当第一个汽缸变成空的 ,把它从刻度移开而且以一个新的汽缸替换它。 第三个论证实验（关于 六个小时的分解处理实验） 目的 做这个实验是为了检查在常温常压下液体 方法 通入率达到 克每小时， 到 克每小时，就象前面的两个实验。理论熟料中的氯气浓度达到 10入时间大约六个小时，和第一个实验一样。 两天的实验中每天通入一次，每次测试两次（空的和通入的）。 气的安全性以及设备的效果要 一直跟踪监视直至满意。 图表 3显示的 通入气体设备的外型。 11 和 113 像液体一样被喷射出来。他们和来自压缩物的空气混合之后被注入窑。 表格 气中的和外部环境中的 转动时 废气 外部环境 浓度（ 窑南方的200m( 窑北方的250m( 转动 1 空转 动 2 通入D 动 3 通入D 动 3 空转 察觉的浓度 察觉的浓度 果 表格 2、 3、 4显示的是在第一、二、三次实验中所获得的废气和外部环境中的 5 第一次论证实验的结果，表明在废气中的 察通入 且这远低于外部环境的 过 。在第二个实验中，废气中的浓度仍低于所能允许的，另外在通入时转动和空转之间没有什么明显不同的观点。测试它们时非常微小，可以假定通入 外，测试时废气中的 过 。处理 表格 气中和外部环境中的 度 转动 废 气 中（ 外部环境中的 窑南方的200m（ 窑西 方的800m（ 转动 1 空转 D 动 2 通入 动 3 通入动 4 通入D 动 5 空转 可察觉的浓度 格 气中和外部环境中的 浓度 转动 废气中 外部环境中 窑西方 800m 窑南方 转动 1 空转 动 2 动 3 空转 动 4 察觉的浓度 6 观察第三个实验有同样的趋势， 常温常压下液态的使用情况。在 常满意（超过 。 当这些结果全部成为依据时，可以总结出 酸性气体浓度的分析 图 5， 6， 7显示的是在 第一、二、三次实验中所获得的废气和外部环境中的所含的酸性气体分析的结果。 第一个实验的结果显示，废气中的 浓度低于所有转动时检测到的浓度范围。检测到一些 是它们的浓度很低几乎没有，而且在 入时转动和空转之间酸性气体的浓度没有什么不同。观察 第二个实验中，废气中的 然也检测到一些 是它们的浓度很低几乎没有。另外，在转动和空转之间酸性气体浓度没有不同意味着 任何影响。在这连续三天的处理实验中，证明了酸性气体没有被集中和循环。 观察第三个实验也有同样的趋势，也就是在常温常压下使用的 根据这些依据，可以总结出 于排放酸性气体的安全性已经被证实了。 表 测量 废气 外环境 氯 （千克 /立方 纳米） 氟 （千克 /立方 纳米） 窑南方 200 千米处 窑北方 250 米处 氯 （千克 /立方 纳米） 氯 （千克 /立方 纳米） 氟 （千克 /立方 纳米） 氟 （千克 /立方 纳米） 测量 1 2 7 空运转 D D D 测量 2 通入 D D 测量 3 入 D D D 量 4 空运转 D D D 观察 的界限 7 表 酸性气体在废气和外环境中的密度 测量 废气 氯离子 （千克 /立方纳米） 氟离子 （千克 /立方纳米） 氯离子 （千克 /立方纳米） 氟 离子 （千克 /立方纳米） 测量 1 空运转 D D 测量 2 通入 D D 量 3 通入 - - - - 测量 4 通入 D 量 5 空运转 可观察 的界限 可观察的界限 （ 千克 /立方纳米） 表 酸性气体在废气中的密度 测量 氯离子 （千克 /立方纳米） 氟离子 （千克 /立方纳米） 测量 1 空运转 D D 测量 2 入 D D 测量 3 空运转 D 量 4 入 D D 可观察的界限 8 外文翻译 1 关于机立窑系统技术改造的若干问题 中国水泥协会立窑研究会 专家 中国建材工业经济研究会 专家 水泥专业委员会立窑学组 组长 王志强高工 （国家）建材行业生产力促进中心 专家 南京立窑水泥技术研究所 所长 机立窑系统技术改造是立窑水泥企业技术进步的关键，南京立窑水泥技术研究所十多年来始终围绕立窑如何提高产量、稳定质量、降低消耗和环保达标，开发出了许多新型实用新技术、新产品，先后对全国 4000 多家水泥企 业进行技术改造，取得了巨大的经济效益和社会效益。本文就立窑系统技术改造中的关键问题和大家交谈探讨，以飨同行。机立窑综合改造示意图（见图 1）。 图 l 大直径机立窑示意图 1 烟囱与窑罩 烟囱 熟料煅烧过程中产生的废气不仅包括有煤燃烧和石灰石分解产生的 有料球水分蒸发形成的水蒸汽、入窑风中剩余的 剩的 不完全燃烧及包氏反应和郝氏反应产生的 发份产生的气体及从窑罩门漏入的空气等。生产4 h），由立窑的烟囱排 向大气。 立窑水泥企业通过立窑扩径、预加水成球技术的应用、稳定生料质量等措施，产量明显提高：单位截面积产量大大超过以往的设计指标 (1660kgh)，如南京雄州水泥公司 的 2500h、镇江长江水泥厂 的 2250kgh。产量提高也必须引起废气量的增加，而原先设计的烟囱与窑罩均未充分考虑如此之大的废气量，以致窑面常常逸出大量废气而使操作环境恶劣。另由于排气不畅，还严重影响了窑内的上火速度及熟料产量的提高。立窑烟囱直径（双） d 应大于 D 为立窑直径），表 l 为不同 规格的立窑应配备的烟囱直径的适应尺寸。 表 1 不同规格的立窑应配备的烟囱直径 立窑直径 (m) 熟料台时 产量 (t/h) 废气量 (m3/h) 烟囱直径 (m) 0 35000 5000 0000 5000 5000 0500 2 窑罩 窑罩的高度，有条件的扩径立窑应加高 罩的出风口也应作如图 2 所示的改动（图2 左半部分为改造前；右半部分为改造后，即将烟囱下部与窑罩的连接处向下扩大到窑罩底部），以降低排气阻力。 左：改造前 右：改造后 图 2 立窑窑罩出风口的改造示意 立窑技改后，窑罩必须相应加高， h/D 以 为例，窑煅烧时，为了减少废气量，即使不能做到闭门操作，但也应少开窑门，对提高窑内上火速度和熟料产量、改善窑面操作环境均有好处。 2 喇叭口角度和高度 喇叭口角度 我国机立窑的喇叭口角度一般在 9 17的范围内选取。之所以将喇叭口设计成一个角度，一方面是将生料球在预热和煅烧过程中的体积收缩率视为一个常数，另一方面是为了耐火砖的砌筑简便。实际上，生料球在预热和烧结过程中的收缩率是不同的，即使对同一过程 (如预热干燥过程 )而言，若操作方法 (浅暗火、暗火、深暗火 )不同，生料球的体积收缩率也有差异，即浅暗 火操作时的生料球体积收缩率比暗火、深暗火操作时的要大，而在预热过程中的收缩率比烧结过程中的要大。如果喇叭口角度按生料球在烧结过程中的收缩率选择，通常取 9 12，煅烧时虽不易炼边，但边部呲火频繁，中部底火拉深 (窑径大者更甚 )，卸出熟料温度偏高，时有卸红料现象；如果喇叭口角度按生料球在预热干燥过程中的收缩率选择，通常取 14 17，由于扩大了烧成带截面积，熟料产量有一定提高，还有利于边部封料，不易呲火，但炼边严重，增加了操作工人的劳动强度。针对上述问题，有的水泥厂将机立窑的喇叭口设计成两个角度，如图 2 所示。 图 3 的 预热过程（即湿料层部分）的喇叭口角度， 烧结过程中的喇叭口角度，显然 差值与各厂的生料球的物理化学性能及 成球的工艺条件有关，一般为 别为喇叭口角度 高度，一般 图 3 立窑双角度喇叭口示意 对于采用双喇叭口角度的立窑，操作必须稳定，亦即底火层能控制的在较为恒定的深度。设想一台操作变化大、底火层忽上忽下的立窑，必然会引起预热干燥过程与烧结过程位置在不断剧烈变化，则双喇叭口角度还有什么意义呢 ! 目前，我国立窑喇叭口的设 计一般根据机立窑的收尘方式确定，一般采用大布袋除尘器或电除尘器，采用浅暗火操作，喇叭口角度 =采用暗火或深暗火操作喇叭口角度一般 喇叭口高度 喇叭口的高度与角度一样，同样受各厂操作方法的制约。深暗火或暗火操作的喇叭口高度要比浅暗火操作的高。同时还因立窑直径不同而异，直径大的，喇叭口高度相应要大些，唯一的原则是维护立窑煅烧熟料过程中的整个烧成带位置，绝大部分在窑直筒部分之上的喇叭口部位，且烧成带的最低处必须在喇叭口与直筒部位接口处 600上。一般采用大 布袋或电收尘器，采用浅暗火操作，喇 3 叭口深度 H=火或深暗火操作，喇叭口深度 H= 煤的挥发份对喇叭口角度也有一定影响，一般煤的挥发份高，喇叭口深度要浅一些；煤的挥发份低，喇叭口深度要深一些。 3 布料器 原加料系统（如图 4） 图 4 原加料系统图 1234567其存在的主要问题是： 1加料斗和布料器（或称溜子）易变形，易被腐蚀。因为加料斗和布料器均设在窑罩内腔里，而窑罩内腔里布满 高温和有腐蚀性气体（如 等），所以使用时间短，须常更换。 2料球常易粘附在料斗内壁，阻碍下料，工人清除时很不方便，清除粘料时间长，影响生产。 3蜗轮减速机不适宜在高温、粉尘大及腐蚀性气体下工作。高温及腐蚀下立轴部位油封经常损坏，箱内润滑油保存不住，顺轴流出，同时含有粉尘热气流上升进机体内，也造成轴承、蜗杆和蜗轮的严重磨损。 4蜗轮减速机的中空输出轴与料斗是用 处于窑罩内腔高温腐蚀性环境里，螺栓经常脱落、断裂，从而造成料斗和溜子落入窑内。 5料斗和溜槽均是用 12 钢板焊接而成，重量大、价格高，更换频繁，浪费严重。 改进后的加料系统（如图 5） 图 5 改进后加料系统图 1234567 8其主要特点是： 1结构合理，料斗布置在窑罩上，脱离了高温腐蚀区；溜子被升高，比改造前离高温腐蚀区远些，从而提高了料斗和溜子的使用寿命。 2用摆线针轮减速机取代了蜗轮减速机，彻底解决了漏油问题，且功率不变。 3将料斗和溜子的钢板厚度由 12为3约了材料，降低了 价格。 4大圆锥齿轮下有轨道和钢球，传动十分平稳，操作方便，占地小，费用低。 改进后的效果 改进后的加料系统运转率达到 98以上，使用检修十分方便，材料消耗大大地降低。减轻和降低了维修工作量及费用。 4 节能型窑体保温技术 大规格直径机立窑，尤其要重视窑体保温措施，窑体保温直接影响机立窑产、质量，由于窑体保温不好，配煤增加，中部热量过剩，造成中部煅烧带延长，底火下移，影响机立窑煅烧，产量降低；而且由于中部通风不良，还原气氛严重，造成 2S 和二次 f 料质量下降。采用节能型窑衬以后，边部 散热减少，减少了中边部温差，底火不拉深，中风加强，煅烧速度加快，产品质量提高。窑体保温不宜用外保温法，应采用内保温法。在窑体内采用绝热保温效果好的新型保温材料和 4 浇注料。窑体保温后，应使煅烧带筒体表面温度与环境温度差不小于 10。采用新型保温技术后，一般机立窑可节煤 10 15%，以年产量 10 万吨熟料计，年节煤近 60 万元。 图 6 3 10M 机立窑耐火、保温材料布置图 #砖 150 浇注料 20 保温 板 温砖 40 保温板 注料 5 机立窑底火平衡自动控制系统 立窑底火的稳定是优质高产的基本条件。在立窑煅烧过程中，由于料球成分、含煤量、窑内通风、炼边等多种因素，往往引起底火的偏斜，一旦发生偏火，随之产生结块、架窑等异常现象，甚至发生喷窑事故。传统的处理办法是减风、不均匀布料、插钎打洞、局部加煤等办法，不但劳动强度大，而且处理时间长，严重影响立窑的产、质量。 随着我国立窑技术水平的不断提高，一方面立窑的规格越来越大，操作带来困难；另一方面，越来越多的立 窑企业采用大布袋除尘器，对立窑的操作提出了更高的要求，如何通过技术手段保证底火的稳定，是目前立窑水泥企业面临的一个重大问题。我所自行研发的立窑底火平衡自动控制系统成功的解决了上述难题，是立窑系统综合改造必须配套的关键设备。 本系统是在广大立窑水泥厂应用热电偶测温的基础上研制成功的。它根据煅烧原理和闭环控制原理，采用微机自控技术，将热电偶作为底火温度热传感器，用电动风阀作为腰风执行元件，由微机构成闭路自控系统，同时对八个方向上的温度进行检测，自动诊断偏火情况，并根据偏火位置，自动控制与其对应的腰风阀的开启、关 闭，集中风力消除偏火，无需进行人工干预，使底火自动稳定在预定的范围内。 图 7 立窑底火平衡自动控制系统示意图 1. 窑壁热电偶外套管 2. 测量窑壁温度热电偶 3. 环形窑风供风管 4. 窑风阀 5. 入窑窑风管 6. 腰风供风管 7. 腰风供风调节阀 8. 放风管 9. 罗茨风机 6 新型卸料篦子 大直径机立窑卸料结构不宜采用塔式结构，因为塔式结构不仅增加卸料部分高度，缩短窑的有效高度，而且随着窑径扩大，塔式窑中、边部卸料能力不均匀性越大，造成中部卸料速度远远大于边部卸料速 度，必然造成底火拉深，中风不足。即使是塔式窑结构，千万不要采用高塔篦。应选择卸料均匀性好的双曲面可换齿高效节能塔篦（见图 8）。双曲面可换齿高效节能塔篦主要性能特点： a破拱、破碎能力大，卸料能力强； b破碎卸料均衡，底 5 火平稳； c通风面积大，通风阻力小，通风均匀性好。 图 8 双曲面可换齿高效节能塔篦 图 9 双曲面可换齿高效节能盘塔 大直径机立窑卸料结构宜选用通风面积大、卸料均匀性好的双曲面可换齿高效节能盘塔结构（见图 9）。该盘塔主要性能特点： a塔尖、盘体采用双曲面结构设计，兜风效果大大提高， 气流阻力减小，中心通风加大，上风速度加快且通风均匀性好；b破碎卸料平衡，中、边部物料下移速度落差减小，稳定底火； c塔尖、爪齿、颚板使用寿命长，且更换方便； d产量提高 15 20，煤耗降低，熟料强度提高。 采用以上卸料结构不仅破碎卸料能力大，而且卸料均匀性好、底火平浅、不拉深、落料平衡、中风强，窑面不正常情况少，工人好操作，产量高、质量好。 7 供风 风机的选型 机立窑供风可用罗茨风机，亦可采用高压离心风机。罗茨风机是硬特性，当风压变化时，风量不变化；离心风机是软特性，当风压变化时，风量也随 之变化。一般操作水平比较差的企业尽可能采用罗茨风机。不论是采用罗茨风机或高压离心风机，有条件的厂家应尽可能用变频器调节风量，这样有利于机立窑操作和煅烧。 风压和风量的选择 一 般 机 械 化 立 窑 横 截 面 的 气 流 速 度 s 为宜，所需空气量以燃烧 1 8 气体通过立窑的总压降，随着窑的高度增加而增大，而与窑径的关系不显著，立窑中阻力最大的是冷却带和预热带，预热带的阻力取决于成球质量。冷却带的阻力取决于立窑的烧结状态，即底火厚度。如底火厚度厚，冷却带内块状熟料比例大通风空隙多，阻力变 小。反之，底火较薄，窑煅烧经常出现呲火、漏生，在冷却带内块状与粉状混存，通风间隙大幅度下降，通风阻力骤增。生产实践证明，窑况良好的立窑，其窑体阻力 (全风入窑时 )可稳定在 1200 1600立窑产量超设计产量 15 20以上，而且立窑不粘边、不结圈，工人操作简化，劳动强度下降。 8 大直径机立窑的最新突破 立窑直径 立窑直径小一直是影响立窑水泥生产线生产能力的“瓶颈”，过去一直认为立窑直径扩大以后，窑内通风和热力场分布的不均匀性加剧，煅烧条件和烧成火候的差异将扩展，窑的工况处于不正常的故障状态，无法维持持续正常生产。近年来，经过立窑水泥工作者的不懈努力，通过优化窑形型结构的设计、卸料通风部位的改进、加强窑体保温、小料球煅烧、改进配料方案和窑工操作方法等一系列技术措施，立窑直径有大幅度提高。目前 立窑已在全国 60 多家水泥厂推广使用，而且由于采用了一系列有针对性的技术措施，窑越大越好烧， 立窑台时产量高达 25t/h、熟料强度均在 62上，煤耗在 900料以下，技术经济指标和新型干法窑相比毫不逊色。南京立窑所正抓紧进行 4m、 5m 机立窑的研 发工作，新一代超大直径优质高产机立窑即将问世！ 立窑高径比 立窑的高度是为了保证熟料在窑中的烧结和充分的冷却，所以立窑高径比历来为水泥工作者所重视。立窑改造时为不增加太多的土建费用，往往 6 保持原有窑房高度上进行，因此必须考虑高径比。比较保守的高径比一般控制在 4 左右，后随着全黑生料和小料球煅烧与新技术的采用，才降低至 3前立窑高径比有重大突破，采用低风压大风量风机， 最小高度仅 径比 窑高度大大降低，不但风机功率消耗大大降低节约成本，而且加快熟料冷却，产量高质 量好。 大直径机立窑综合改造技术 一、立窑煅烧特点与熟料质量 对大直径机立窑的影响 二、大直径机立窑扩径改造技术要求及技术措施 三、改造厂家举例及效果分析四、结论 随着立窑企业向现代立窑发展，立窑规格趋向大型化。机立窑规格由过去的 步向 规格发展。在研究大直径机立窑窑型时，必须采取系统研究大直径立窑技术要求及技术措施。 一 、立窑煅烧特点与熟料质量对大直径机立窑的影响 与冷空气逆向而行，随着料球向下移动，向上流动的空气与生料燃烧反应、氧气浓度逐渐降低，而高温带生料中 02分压随温度升高而增加，使氧气浓度较难扩散至料球中心，致使料球中心燃料的燃烧比较困难。 料已接近燃烧完毕，而立窑上部挥发物的燃烧， 的燃烧又发生在缺氧条件下，使化学不完全燃烧相对比较严重。 常窑边部通风较中部为好，使窑中部燃烧也处于缺氧状态下。由此可知，立窑内燃料的燃烧是在料球内部中心缺氧，窑上部缺氧和窑中心部分缺氧的条件下进行的。 漏斗型 ” 效应的影响。立窑类似于一个垂直下料筒，在筒内物料下移的过程中始终存在中部物料下移速度快于边部物料下移速度，这中、边部速度差直接影响机立窑煅烧带底火层的形状。 此，料球间孔隙的空气阻力远较料球与窑边壁产生的阻力为大（即边壁效应），且煅烧过程中，料球会产生干燥与烧结收缩，从而易造成边风过剩和各种通风不均，窑中心因缺氧易产生还原气氛，但 料中至金属 及料球易粘结成大块，进一步加剧窑中部通风不良。 综上所说立窑成球不良和立窑直径的加大会进一步加剧上述这些过程，从而使窑的整个横截面各部分温度分布不均匀性随立窑直径加大而增加，导致了熟料质量下降。这是立窑煅烧本身的弱点，也是大直径机立窑扩径改造必须引起重视的一点。 二、大直径机立窑扩径改造技术要求及技术措施 除搞好原燃材料的预均化外，要降低生料细度，特别是 提高生料的分散度，利于加速固相反应和熟料的形成，降低 加强化验室对生料 保生料成分的均匀、稳定，为立窑的煅烧打下基础。 证生料易烧 根据本厂的原材料特性、工艺条件、操作水平等摸索出符合大规格立窑的煅烧特点的配料方案，达到即好烧，产、质量也高的目的，下面三种配料方案可供参考。 （ 1） 高硅低铁方案 N： P： 2） 高饱和方案： N： P： 3）三高方案 N： P： 上三种方案已被许多立窑厂所采用，为适应水泥新标准的需要，各厂可根据本厂具体情况选用。 高成球质量 改进老式的预加水成球系统，建立适应生产需要，略有富余量，且具有溢流功能的料仓，使进入双轴搅拌机的物料流均衡、稳定，同时喂料计量设备的选用、搅拌机叶片的改进、喷水装置的设置、成球盘技术参数的调整等都要为大规格立窑的煅烧提供粒径适宜，成球均匀的高质量的料球，存而提高水泥熟料的产品质量，（ 1）烟囱，窑罩的改进 由于立窑产量的提高，废气量也随之增大，立窑烟囱直径及窑罩高度也应相应增大，建议机立窑烟囱直径（双） d3 （ 窑罩高度 h/ 例，机立窑烟囱直径（双）窑罩高度 （ 2） 布料器的改进 老式蜗轮蜗杆布料器因故障率较高，布料不均匀，积料料垢严重等应予以淘汰。回转支撑中心布料器，由于采用回转支撑，大、小伞齿轮传动，因此故障率低，几乎无故障，而且布料均匀性好，积料料垢少，减轻工人劳动强度，该新型布料器已在全国300多家水泥厂推广使用。 （ 3）喇叭口角度确定 为减小边风，提高中风，窑型采用二级倒台阶结构，见图 1。喇叭口设计应根据机立窑的收尘方式来确定。一般采用大布袋或电收尘，采用浅暗火操作，喇叭口深度 5=。采用水收尘或沉降室，操作方法采用暗火或深暗火操作，喇叭口深度 =。 图 1 机立窑扩径改造示意图 1. 耐 火 砖 2. 保 温 材 料 4。 双曲面组合盘塔 5。 扩径外颚板 6。 内筒体 （ 4 ） 内 衬 尺 寸 的 设 计 内衬尺寸的设计很重要 ， 设计不当 ， 易造成立窑不正常情况的发生 。 为避免倒台阶处风的紊流对底火的影响 ， 否则容易引起二肋处呲火 、 风眼 、 风洞的产生 ， 建议 建议 00 （ 5 ） 窑体保温 大规格直径机立窑 ， 尤其要重视窑体保温措施 ， 窑体保温直接影响机立窑产 、 质量 ， 由于窑体保温不好 ， 配煤增加 ， 中部热量过剩 ，造成中部煅烧带延长 ， 底火下移 ，影响机立窑煅烧 ， 产量降低；而且由于中部通风不良 ， 还原气氛严重 ，造成 2料质量下降 。 采用节能型窑衬以后 ， 边部散热减少 ， 减少了中边部温差 ， 底火不拉深 ，中风加强 ， 煅烧速度加快 ， 产品质量提高 。 窑体保温不宜用外保温法 ， 应采用内保温法 。 在窑体内采用绝热保温效果好的新型保温材料和浇注料 。 窑体保温后 ， 应使煅烧带筒体表面温度与环境温度差小于 10 。 采用新型保温技术后 ，一般机立窑可节煤 10 以年产量 10万吨熟料计 ， 年节煤近 60万元 。 （ 6） 采用压边风 ， 提中风的导风铁砖 立窑边风大的主要来源是从颚口部分上来的边风和塔篦中出来的边风汇聚而成 。 从卸料部分起边风就过大 ， 从而形成立窑边风大 、 中风小的工况 。 要想减小立窑边风 ， 必须从源头抓起 。 因此 ，在卸料部分设计多层导风铁砖 ， 使窑边风向上运动时受到导风铁砖作用 ， 产生折流 ， 向中部相对集中 ， 这样就大大减少边风 ， 增强中风 。 （ 7 ） 选用新型窑体卸料结构 因为塔式结构不仅增加卸料部分高度 ， 缩短窑的有效高度；而且随着窑径扩大 ， 塔式窑中 、边部卸料能力不均匀性越大 ， 造成中部卸料速度远远大于边部卸料速度 ， 必然造成底火拉深 ，中风不足 ， 即使是塔式窑结构 ， 千万不要采用高塔篦 ， 应选择卸料均匀性好的双曲面可换齿高效节能塔篦 （ 见图 2） 。 卸料均匀性好的双曲面可换齿高效节能盘塔结构 (见图 3)。 双曲面可换齿高效节能塔篦主要性能特点： 碎能力大，卸料能力强； 火平稳； 风阻力小，通风均匀性好 。 图 2 双曲面可换齿高效节能塔篦 该盘塔主要性能特点： 盘体采用曲面结构设计 ， 兜风效果大大提高 ， 气流阻力减小 ，中心通风加大 ， 上风速度加快且通风均匀性好； 中 、边部物料下移速度落差减小 ， 稳定底火； 爪齿 、 颚板使用寿命长 ， 且更换方便； 5 煤耗降低 ， 熟料强度提高 。 图 3 双曲面可换齿高效节能盘塔 采用以上卸料结构不仅破碎卸料能力大，而且卸料均匀性好，底火平浅，不拉深，落料平衡，中风强，窑面不正常情况少，工人好操作，产量高、质量好。 （ 8） 立窑供风量不应小于300m3/风机可采用罗茨风机，亦可采用节能型高压离心风机，不论是采用罗茨风机或高压离心风机，应尽量用变频器调节风量，这样有利于机立窑操作和煅烧。 5、扩径后的大规格机立窑煅烧操作要点： 大规格直径机立窑扩径后，随着窑径的加大，加大了窑的边壁效应（即边风过剩），减弱了中心通风，从而影响熟料的产、质量，所以要采用小料球煅烧技术。 （ 1）由于料球的煅烧是由表及里的过程，料球越小，烧透率越高，烧透时间也越短，爆球率也低，减弱了窑内通风阻力，利于提高产量，还可降低鼓风机电流。 （ 2） 针对大规格窑边风过大，中部通风不良的特点，在操作中除保持足够的湿料层外，要用小料球静态阻力大的特性，压边部，制边风，使边风折向中间，加强了中心通风；另据动量冲量规律，煅烧操作中控制 “ V” 型窑面，使压边部的大球顺 “ V” 型斜面滚向中心，中心空隙率增大，中心通风良好，压边部的小料球受到热收缩滚至二、三肋处，加强了二、三肋的通风，因此不会造成通风不良和还原气氛的出现，保证大规格窑的熟料产、质量。 三、改造厂家举例及效果分析 浙江兰溪三原水泥厂有一台株洲水机厂生产的 11 112001年 3 11m，改造前后情况一览表，见表 1。 兰溪三原水泥厂 11 见表 1 产量 t/熟料抗压强度 M a l / k 型改造前 改造后 改造前 改造后 改造前 改造后株洲窑 1 2 . 6 1 5 . 8 5 2 . 3 5 3 . 4 1023 890朝重窑 1 2 . 3 1 5 . 2 5 1 . 8 5 2 . 8 1049 900山东费县水泥厂有三台 11 11m，改造前后情况一览表，见表 2 产量 t/熟料抗压强度 M a l / k 型改造前 改造后 改造前 改造后 改造前 改造后山东建机窑1 1 . 2 1 5 . 6 5 1 . 7 5 2 . 8 1060 860江苏镇江金山水泥厂原有一台 102001年 12月技改 11m，具体情况一览表见表 3 窑 型 产量 t/熟料抗压强度 M a l / k 11m 1 1 . 2 1 5 . 6 5 1 . 7 5 2 . 8 1060 860四、结论 大直径机立窑扩径改造技术完全成熟、可靠，产量一般提高幅度在 20上，熟料强度不受影响，若采用窑体保温技术，热耗可降低 10南京立窑水泥技术研究所已成功为全国300多家水泥厂进行了 改 立窑大直径扩径改造，效果都非常明显。例：镇江长江水泥厂、镇江金山水泥厂、南京龙潭水泥厂、徐州矿务局水泥厂、浙江兰溪三原水泥厂、浙江兰溪六洞山水泥厂、浙江立马集团、广州石井水泥厂、广东罗浮山水泥厂、广东增城建城水泥厂、河北唐山宏润水泥厂、石家庄红星水泥厂、武汉梅山水泥有限公司、安徽巢湖龙王山水泥厂、安徽巢湖冶山水泥厂、河南登封第二水泥厂、河南顺宝水泥厂、河南淅川集团水泥厂、山东沂州集团、山东费县水泥厂、山东榴园水泥厂、山东肥城矿务局水泥厂、山东枣庄石榴园水泥厂、云南师宗丹凤水泥三厂、湖南怀化金大地水泥厂、江西萍乡裕泉水泥厂、海南东方双吉水泥厂、青海乐都华夏水泥厂、广西苹果县水泥厂、广西中顺水泥厂、广西河池地区水泥厂等。 毕业设计 开题论证报告 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 何 剑 峰 班 级 B 材 机 022 学 号 0 2 1 0 1 2 0 2 2 7 指导教师 刘 平 成 完成日期 2006. . 24 1 课 题名称： 立窑（窑体及卸料部件） 一、 课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述 题目来源 ： 来源生产实 际 课题研究的主要内容 : 立窑（窑体及卸料部件）是目前市场上新型的机械立窑 立窑将与新型干法回转窑有一个共存时期。机械化立窑在原有基础上进行窑体扩径、保温层改造、卸料装置结构的改造等综合技术改造，使立窑单位截面积产量得到提高 ,大大的提升了立窑技术经济水平 。 国内外现状综述 : 我国水泥工业正处于生产结构和产品结构调整时期，国家经贸委对立窑水泥企业实行 了“限制、淘汰、改造、提高”的八字方针，在淘汰一批 2. 5m 以下小型立窑的同时，要求立窑水泥的生产技术必须迈上一个新的台阶。 从最近市场上直径 能环保型机立窑试生产的情况来看，总体效果还是良好的。此 机 立窑的问世为立窑行业的技术进步向前推进了一大步， 是立窑技术进步的又一里程碑，为今后立窑行业在市场经济的大潮中站稳脚跟，立于不败之地奠定了坚实的基础。 二、 本课题拟解决的问题 1、对窑体本身进行综合技术改造，使窑体本身参数如：喇叭口角度、深度、倒喇叭口等处于最佳状态，烟囱、风机等要与之配套。 2、解决立窑的保温 问题 。 3、采用节能塔式篦子。 4、加强立窑烧成操作，确保立窑均匀、稳定地加料、卸料。做到大风大料，速烧快冷。 三、 解决方案及预期效果 1、窑径的选择 将机立窑扩径为 同时应将托盘直径加大，否则过渡斜衬过渡太多，很容易引起立窑底部架窑。 2、窑体保温的改进 立窑窑径扩大后，保温层变薄，窑体表面散热加大，这就势必 造 成立窑边部与中部的温差更大。最有效的做法是，将立窑上筒体割去 4m，然后换上一截 2 4. 2. 5 m、高 4m 的新筒体。新筒 体的内侧帖厚度 60硅酸铝纤维毡或硅酸钙板。 3、选择卸料塔篦 (1)塔篦的每层塔齿在各自的横截 面 上最好呈双偏心分布，这样有利于增强破碎能力。 (2)塔篦高度合适，一般为 (3)塔篦采用垂直风孔，所有通风孔都为倒锥形，上小下大。通风孔 面 积尽量大，以减小通风阻力。 (4)塔篦上下部位磨损速度 不 同，上部比下部磨损速度快。 因 此，塔篦最好分为塔尖、塔圈两个铸件，这样换塔尖时就 不 一定要换塔圈，延长塔圈使用时间，降低生产成本。另外，也可考虑选用更好材料制造的塔尖。 (5)选用可换齿 类塔篦。 (6)塔篦应为材质性能较好的耐热、耐磨钢制成，如多元合金钢、低锰中碳钢等，以延长塔篦使用时
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