毕业设计（论文）-回转窑窑尾的漏料及其改进措施的研究.doc

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1、XX职业技术学院毕 业 论 文毕业生姓名：专业：材料工程技术学号：指导教师：所属系（部）：建筑工程系二一一年五月 毕业论文评阅书题目：回转窑窑尾的漏料及其改进措施的研究 建筑工程 系材料工程技术专业 姓名 设计时间：2011 年3月7日 2011 年5月6日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：2011年 月 日毕业论文答辩记录卡 建筑工程 系材料工程技术专业 姓名答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。 专业答辩组组长：（签名） 2011年月日iii前

2、 言在建材、冶金、化工、环保等许多生产行业中，广泛地使用设备对固体物料进行机械、物理或化学处理，这类设备被称为回转窑。 回转窑诞生于1884年，我国的第一台回转窑于1906年建成，湿法生产在20世纪90年代占主要地位，在20世纪3060年代国际上开发了立波尔窑，20世纪50年代初期德国首次研制成功悬浮预热窑。悬浮预热窑使原来在窑内以堆积状态进行的物料余热和不分碳酸盐分解过程，移到悬浮预热器内以悬浮状态进行，呈悬浮状态的生料粉与热气流充分接触，传热速度快，提高了窑的生产能力，降低熟料烧成热耗。20世纪70年代初，国际上出现了窑外分解新技术，它是在悬浮预热器窑上增设一个分解炉，使燃料燃烧的放热过程

3、与生料碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉中以悬浮状态或流态化下极迅速的进行，使入窑生料碳酸盐的分解率从悬浮预热器窑的30%左右提高到90%左右。 随着工业产业的大力发展，回转窑的广泛使用，窑尾漏料成为一个主要问题，国内外有回转窑的工厂，特别是各大水泥厂，都急于寻找回转窑窑尾漏料的原因。窑尾漏料是影响回转窑正常生产运行最常见的原因，不但影响窑产质量，而且严重影响环境卫生，造成窑尾漏风，冷空气吸入窑内，增大了热损失，使工作环境条件恶劣，制约了生产力的发展。找出影响窑尾漏料的真正原因，以便根据实际情况对症下药，进行处理，从而达到优质高产和创造一个清洁和谐的工作环境。 目 录摘要11 回转窑简介21.1

4、回转窑概述21.2 回转窑的分类31.3 湿法回转窑工艺41.4 回转窑窑体形的主要结构41.5 回转窑点火62 新型超短窑回转窑技术发展的先锋82.1 工艺优势82.1.1节能82.1.2 提高熟料质量92.1.3 对原燃料的适应性更强92.1.4 砖耗降低102.2 机械优势102.3 运行优势102.4 基建投资低112.5 我国新型超短窑的研发和应用现状123 水泥生产流程133.1 水泥设备(水泥机械、水泥厂设备)133.2 水泥生产工艺133.2.1破碎及预热均化143.2.2 生料制备143.2.3 预热分解153.2.4 水泥熟料的烧成153.2.5 水泥粉磨164 几个水泥厂

5、窑尾漏料情况164.1 大同市新荣水泥厂窑尾漏料情况174.1.1系统工况不正常造成窑尾的漏料174.1.2 三次风过小，窑内通风过大造成窑尾的漏料174.2 黑龙江省牡丹江新材料科技股份有限公司窑尾漏料情况174.2.1窑尾密封不好造成窑尾的漏料184.2.2窑尾下料舌头烧损变短及两边的挡料浇注料没有，造成窑尾的漏料184.2.3窑尾部扬料板的烧损及角度不好，造成窑尾的漏料194.3 河南省确山水泥厂窑尾的漏料情况194.3.1生料成分造成窑尾的漏料194.4 新疆天山水泥公司二分厂窑尾情况204.4.1窑尾部件结构214.4.2 窑尾漏料的分析234.4.3窑尾端设计物料最大填充率的计算2

6、34.4.4 窑尾端物料堆积填充率的计算244.4.5窑尾端物料填充率超过其设计最大填充率的分析254.5 河南宇泰机械制造有限公司回转窑情况284.6 河南省确山水泥厂窑尾漏料原因及改进措施305. 结论315.1漏料问题315.2 措施总况32参考文献33致谢34阳泉职业技术学院-毕业论文回转窑窑尾的漏料及其改进措施的研究摘要随着中国经济的快速发展，工业化水平的提高，政府对建筑、机械行业加大了重视程度，在拉动内需的政策推动下，尤其是在矿山机械，近几年砂石冶金等行业生产规模的扩大，其对人工机回转窑的需求越来越大，从而推动回转窑的发展，使其真正成为国民经济中创造效益所不可或缺的一部分。纵观社会

7、的发展方向，回转窑行业拥有良好的发展趋势，并且已经成为一个传统而又崭新的创业领域。因此，我们急需找出影响窑尾漏料的真正原因，以便根据实际情况对症下药，进行处理，从而达到优质高产和创造一个清洁和谐的工作环境，以达到水泥工业的快速可持续发展。关键词：回转窑，窑尾漏料，改进措施，生产工艺，可持续发展1 回转窑简介回转窑是指旋转煅烧窑(俗称旋窑)，属于建材设备类。回转窑按处理物料方式不同可分为水泥窑、冶金化工窑和石灰窑。水泥窑主要用于煅烧水泥熟料，分干法生产水泥窑和湿法生产水泥窑两大类。冶金化工窑则主要用于冶金行业钢铁厂铁矿磁化焙烧;铬、镍铁矿氧化焙烧;耐火材料厂焙烧高铝钒土矿和铝厂焙烧熟料、氢氧化铝

8、;化工厂焙烧铬矿矿砂和铬矿矿粉等类矿物。石灰窑(即活性石灰窑)用于焙烧钢铁厂、铁合金厂用的活性石灰和轻烧白云石。1.1 回转窑概述回转窑是指旋转煅烧窑(俗称旋窑)，属于建材设备类。回转窑按处理物料不同可分为水 泥窑、冶金化工窑和石灰窑。 回转窑按处理物料不同可分为水泥窑、冶金化工窑和石灰窑。水泥窑主要用于煅烧水泥熟料，分干法生产水泥窑和湿法生产水泥窑两大类。冶金化工窑则主要用于冶金行业钢铁厂贫铁矿磁化焙烧;铬、镍铁矿氧化焙烧;耐火材料厂焙烧高铝钒土矿和铝厂焙烧熟料、氢氧化铝;化工厂焙烧铬矿砂和铬矿粉等类矿物。石灰窑(即活性石灰窑)用于焙烧钢铁厂、铁合金厂用的活性石灰和轻烧白云石。 回转窑的应用

9、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年德国狄次世发明了连续操作的多层立窑;1885英国人兰萨姆发明了回转窑，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。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。在回转窑的应用领域，水泥工业中的数量最多。 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。

10、因此，回转窑是水泥生产中的主机，俗称水泥工厂的“心脏”。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。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。如:铝生产中用它将氢氧化铝焙烧成氧化铝;炼铁中用它生产供高炉炼铁的球团矿;国外的“SL/RN法”、“Krupp法”用它对铁矿石进行直接还原;氯化挥发焙烧法采用它提取锡和铅等。选矿过程中，用回转窑对铁矿进行磁化焙烧，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

11、产苏打，锻烧磷肥、硫化钡等。上世纪60年代，美国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、不用硫酸和可以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，现在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。 此外，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。 1.2 回转窑的分类 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

12、法生产，与生产方法相适应的回转窑分为:干法回转窑和湿法回转窑两大类。 （1）湿法回转窑 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。 （2）干法回转窑 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。中空样式回转窑由于废气温度高，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。 1.3 湿法回转窑工艺我们仅以湿法回转窑工艺做以介绍和分析。湿

13、法回转窑的窑体形通常比较长(长径比为3040)，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，经平均化达到要求的料浆由窑头喂料机器传送入窑内煅烧成熟料，出窑熟料经冷却机器冷却，送入熟料库，原煤经烘干兼磨粉成煤粉后再燃烧供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，磨粉过程中粉尘少，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1/21/3，较立窑和干法回转窑均高。湿法生产由于

14、热耗高，能源消耗大，且生产时用水量大，消耗水资源，我国已把湿法水泥生产列为限制淘汰窑型。 1.4 回转窑窑体形的主要结构 (1)窑壳，它是回转窑（旋窑）的主体，窑外壳钢板厚度在40mm左右的钢板，胎圆环的附近，因为承重比较大，此处的窑外壳钢板要厚一些。窑外壳的内部砌有一层200mm左右的耐火砖。窑外壳在运转的时候，由于高温及承重的关系，窑外壳会有椭圆型的变形，这样就会对窑砖瓦产生压力，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。 (2)胎环，胎环、支持滚轮、轴承、胎圆环与支持滚轮都是用来支撑窑的重量用。轮胎圆环是套在窑壳上，它与窑外壳间并没有固

15、定，窑外壳与胎圆环之间是加有一块铁板隔开，使胎圆环与窑外壳间保留一定间隙，不能太大也不能过小。如果间隙太小，窑外壳的膨胀受到轮胎圆环的限制，窑砖瓦容易破坏。如果间隙太大，窑外壳与胎圆环间相对移动、磨擦更加利害，也会使窑外壳的椭圆变形更加严重。通常要在二者间加润滑油。我门可以通过窑外壳与胎圆环间的相对运动来估计窑外壳的椭圆变形程度。 窑外壳与胎圆环之间存在着热传导率的差异，必需借助外部的风车来帮助窑外壳散热，平衡减小两者间的温差。否则窑外壳的膨胀会受到轮胎圆环的限制。在开窑时，窑外壳的升温速率高于胎环，窑工必须控制回转窑（旋窑）的升温速率在50/h，这样有利保护窑砖。 通常衬托轮要比轮带宽50-

16、100mm毫米左右，滚轮轴承是采用巴氏合金，如果轴承失去润滑，会使轴承因温度过高而烧坏。在轴承处都有冷却水进行循环冷却。为减少窑外壳对胎圆环的热辐射，造成托衬轮温度过高，在二者之间都加有隔热板来减少热辐射。 回转窑（旋窑），一般有2组到3组托轮。 （3)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轮胎宽一些，为使托衬轮与轮带能够上下移动，磨损均匀。在胎圆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。窑体形的吃上吃下是靠滚轮的偏位，将衬托轮与窑的中心线有一定角度，使衬托轮对窑体形有向上的力，使窑壳上移。有时撒一些生料粉或将衬托轮擦干净，增大

17、其磨擦系数，也可使窑体形上移。窑体形吃下时，只要在托轮与轮带之间撒上石墨粉，减小两者间的摩擦力既可。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，直到窑胎圆环触及到Y5位置。此时窑体形开始吃下，液压系统泄压2分钟，停4分钟，然后重复动作。直到窑体形触及到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(此时窑体形已超出吃上范围30mm)，若又触及到第三道开关，则系统会跳车(此时以超出吃上

18、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外壳的吃下极限。 1.5 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。窑温度发送器使用电池供电，可同时采集多个热电偶信号。它安装在窑内体上，随筒体一起转动，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。窑温度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

19、济实用，而且数据准确、稳定，维护量少，寿命长久。 回转窑 图1技术参数 测温范围：02000（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以上的窑内体辐射高温， 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）。 规格转速(r/min)斜度(%)产量 (t/d)功率(kw)设备重量 (t)1.4330.393.9633018.547.51.6360.262.6345022521.84

20、50.161.624703078.21.9390.292.934753077.592.0400.232.26310037119.12.2450.212.443.515045128.32.5400.442.443.525055149.612.5540.481.453.530055196.292.7420.101.523.540055198.52.8440.4372.183.560055201.583.0480.63.483.58001002373.2500.6743.373.51000160252.43.552.50.63.63.51500180366.54600.3963.963.525003

21、155234.3640.43.963.53200420606.694.8720.393.963.55000630853.35.2610.383.793.55500800859580ma3.54600080012015.687ma4.23480008001227.52 新型超短窑回转窑技术发展的先锋回转窑技术的发展完全可以按照原材料和通过主燃烧器入窑的低反应性燃料的要求选择回转窑，通常要求用较长的窑。根据窑的规模，可以采用直接设置在入料一侧的托轮站上或两个托轮站上的机电方式或电力液压方式进行驱动，这种窑最早于1993年投入运行。由于在预热器和分解炉中生料几乎完全分解，窑中无需分解带，这就意味着回

22、转窑可以小一些，因此也将更便宜。所产生的结果是，目前L/D比小于13的两支点(两档窑)回转窑在市场上已占主导地位，尤其是产能低于6000t/d的小型和中型窑。所谓“新型超短窑”，一是采用两档支承；二是采用了预分解技术和快速煅烧理论的研究成果，使其无论在工艺、机械和操作运行方面都具有比较突出的优点。与传统的超短立波尔窑和SP窑都有显著不同，能力大幅度提高。为与三档支承、长径比在10.512.5的立波尔窑、SP窑和长径比在1417的一般新型干法窑相区别，故称这种采用两档支承的预分解超短窑为“新型超短窑”，也有称为“两档窑”和“双支承窑”的。从世界范围内的新建水泥工程来看，新型超短窑正被各大水泥工厂

23、广泛使用，从国内外现已投入运行的几十条新型超短窑的生产实践看，其在工艺、机械运行以及基建方面都表现出其他回转窑型不可比的优势。2.1 工艺优势 2.1.1节能研究表明，在CaCO3分解过程中形成许多新生态氧化物，最主要是CaO和SiO2。这些新生态的氧化物具有很高的活化能和很强的反应性。在预分解窑中，入窑物料的分解率至少在90%以上，只有很少量的碳酸盐分解任务留待窑内完成。窑内的高温带仅局限在火焰辐射区段之内，对于一般长径比L/D=1417的预分解窑，已完成分解任务的物料还要在9001 300 的过渡带内停留过长的时间，一般为1516min，延缓了物料的加热进程。因此，CaO等新生态氧化物的活

24、化能和反应性便得不到及时而充分的利用，造成C2S和CaO的矿物长大。因为在此区段内没有足够的热量使其迅速升温，制约了熟料的结粒和烧结。进而造成熟料结构不良，影响熟料质量和易磨性。可是在新型超短窑中，物料在过渡带仅停留56 min就马上进入烧成带，CaO等新生态氧化物的活化能和反应活性得到了充分而及时地利用，所以可降低烧成温度，减少废气的热损失，使热耗降低。在这种情况下所形成的熟料矿物结粒好，多呈微晶和微孔结构，不仅可以提高熟料28d强度，而且易磨性改善，可以降低水泥的粉磨电耗。此外，窑体长度减短，不仅筒体的散热损失随之减少，而且传动功率也相应降低。2.1.2 提高熟料质量对新型预分解窑生产线，

25、入窑物料分解率已达90%以上。在主要矿物C3S稳定形成之前，物料在过渡带停留时间越长，C2S矿物生长越多，但剩余的fCaO就有机会再结晶而使其结粒增大、活性降低。C3S形成过程为固相反应，其形成速度即烧成时间取决于CaO的粒度和活性。CaO晶粒越小、活性越强，则越有利于C3S的形成，熟料28 d强度越高。此外，升温速度越快，CaO的吸收速度也越快，越有利于C3S的形成。而新型超短窑内的煅烧情况满足了上述要求。实践证明，在正常情况下，新型超短窑所生产的熟料质量都比较好。如福建龙岩三德水泥建材工业有限公司100%烧无烟煤新型超短窑生产线，其熟料强度经常都在，有时达到 。2.1.3 对原燃料的适应性

26、更强在相同生产能力的情况下，新型超短窑的直径一般应大于三档预分解窑。因此，在相同操作条件下热负荷降低。这样，对于易烧性较差、碱或其它有害成分含量较高的生料，其适应性更强。一是因为可以得到更好的火焰辐射传热；二是能更好地控制物料在烧成带的停留时间；三是窑尾温度稍高，碱性物不易在窑内凝结，放风排碱效率高。所以，可以促进碱或其它有害成分的降低。 生产实践已充分证明，新型超短窑对于任何种类的生料和燃料都能适应，并比一般预分解窑的适应性更强。如朝鲜祥原水泥厂的4.8 m52 m新型超短窑，除了烧100%低质无烟煤外，原料中的碱含量也很高。我国的龙岩三德公司4 m47 m新型超短窑，烧100%福建产挥发分

27、在3%左右的劣质无烟煤；山西晋牌水泥集团公司的3.96 m42.67 m新型超短窑，虽使用落后的双风道煤粉燃烧器燃烧低挥发分煤，其效果亦很好。 2.1.4 砖耗降低由于烧成带温度可以降低，窑内气体速度亦随之降低，不仅传热得到改善，而且可减少熟料粉尘的再循环，加之机械方面的有利因素，所以耐火砖寿命大大提高，砖耗显著降低。对一般预分解窑，吨熟料砖耗的国际先进指标为0.50.6 kg/t熟料，而新型超短窑可降到0.150.20 kg/t熟料，降低约60%。龙岩三德公司用6 000 元/t的进口砖，换一次砖约需6090万元，砖耗降低对降低水泥成本意义很大。2.2 机械优势新型超短窑的窑体长度比常规预分

28、解窑可以减短20%以上，不仅与工艺有关的因素得到大大改善，而且在机械方面的优点也很突出。由三档支承改为两档支承后，使结构由静不定系统变成静定系统。这样，无论基础下沉，或窑筒体变形和弯曲等，都不会引起筒体、托轮、轮带和传动机构等机件超负荷，也不会造成托轮与轮带的不均匀接触，和各档以及每个支承两侧托轮受力的不均衡。从而避免筒体断裂、托轮断轴、轴承超温和烧瓦、托轮与轮带过快和不均匀磨损、烧毁传动电动机、主减速器的异常损坏等机械事故发生，大大提高了可靠性。另外，新型超短窑为摩擦传动这种先进传动方式的实现创造了必要条件。2.3 运行优势众所周知，基本建设投资是一次性的，运行管理费用则是长期的，并与企业效

29、益息息相关。新型超短窑运行方面的优点是由工艺和设备两方面的因素决定的。首先是运转率高：我国现有新型干法生产线达626条，熟料产能达到4.6亿吨，但真正实现运转率大于85%的却不多，主要是受工艺和设备事故较多的制约。采用新型超短窑后，工艺和设备方面的事故都会明显减少，运转率会有较大幅度地提高。戴曼特水泥厂的4 m40 m新型超短窑（长径比最小）已运转了25年，运转率经常保持在95%；台湾花莲厂5 000 t/d生产线经常保持在94.5%；朝鲜祥原厂2条3300 t/d生产线其运转率都在84%以上。可见新型超短窑的运转率有的已超过湿法窑。如果全国这些新型干法生产线的运转率都提高1%，则约相当于多建

30、3条5000 t/d生产线的能力。 其次是毋需频繁检测窑体中心线：三档窑由于是静不定系统，因基础下沉不均、机件磨损和调整不当等均会造成筒体弯曲，应力成倍增大，托轮与轮带表面接触不良，负荷成倍提高，进而耐火砖寿命降低，设备事故频繁。为此，原国家建材局规定，对三档新型干法窑每隔2年必须对其中心线检测一次。以2 000 t/d级的4 m60 m三档窑为例，每检测一次约需12万元。采用新型超短窑时，这项工作便可以省略，既节省了高昂的检测费用，又节省了人力物力。其三是检修维护费用降低：新型超短窑的支承减少，受力均衡，没有不易发现的超负荷隐患产生，因此机件的寿命都会延长。燃烧带的热负荷小，转速又较低，机械

31、应力降低，耐火砖的寿命也会相应提高，这就使检修维护费用大大降低。 2.4 基建投资低由于两档新型超短窑的窑体减轻、支承减少，尽管有的新型超短窑筒体和托轮的直径稍大，但整台窑的设备重量还会减轻14%20%。从而设备造价可大大减少。另外，由于窑体减轻，窑墩负荷减小，窑的土建费用亦可降低。再则，窑体减短，除占地面积减少外，输送设备长度、各种管道和电线电缆都相应缩短，不但工艺布置更加紧凑，各项投资也相应减少。据统计，新型超短窑的基本建设投资可降低20%25%。按1条5 000 t/d的三档预分解窑生产线投资45亿元计，采用新型超短窑技术，可节省投资约1.25亿元，十分可观。由此可见，这是建设低投资型水

32、泥生产线一项非常重要的新技术。2.5 我国新型超短窑的研发和应用现状2008年4月11日，“NC型两支承短窑”顺利通过了建材行业部级科技成果鉴定。该鉴定认为： NC型两支承短窑具有转速调节范围宽、装机功率低、重量轻等多项技术性能优势，节省投资、节能降耗、运行可靠；采用的托轮支承和轮带垫板结构、窑头窑尾密封装置等新颖适用；型两支承短窑主传动采用的大功率单边单传动、开放式齿轮传动喷雾润滑等技术具有创新性；有效解决了由于窑支承数的减少而导致的支反力、应力、挠度等的不利变化问题、轮带与托轮的边缘承载问题、大小齿轮的啮合精度问题等一系列难题；填补了国内空白，总体性能达到国际同类技术先进水平。NC型两支承

33、短窑的开发应用，扩大了窑装备配置的可选择性。2007年在市场上投入了若干第三代技术，今年又有一批新工艺技术装备要提前投入应用，完成重大技术装备的集成。新一代生产线由大型生料辊式磨、第三代预分解系统、二档短窑、行进式稳流冷却机、高效燃烧器、辊压机联合粉磨水泥系统、窑头窑尾合二为一设置在窑尾的高效收尘等组成，设备全部国产化。目前，国内至少有不下于10条生产线采用新型超短窑技术: 新疆天山水泥股份有限公司、山西晋牌水泥集团有限公司、龙岩三德公司、都江堰拉法基公司等等。但这些都是从国外引进的。尽管“NC型两支承短窑” 2008年4月11日才通过鉴定，事实上该技术早就应用在工程建设中了。5000t/d水

34、泥生产线配套的5.2m61m的NC型两支承短窑，已于2004年11月在江苏联合水泥有限公司投运，其运转率达到97%，实现了100%无烟煤燃烧，熟料热耗719.774.18kJ/kg.cl，熟料电耗52kWh/t.cl，熟料产能5446t/d，耐火砖耗0.26kg/t.cl。5000吨级NC型两支承短窑与国外进口设备相比，窑重量轻了20多吨，电机功率低了80kW；与4.874m三支承窑比，耐火材料少用48吨，设备散热表面积减少119m2，系统投资节省约20%。NC型两支承短窑实际应用的表现代表着新型超短窑的先进性：对原燃料的适应性更强，既可以烧劣质烟煤，也可以烧劣质无烟煤；同时因采用两档支承，使

35、回转窑的结构简化、机重减轻；可使检修维护和土建费用降低，运转率提高等，特别是降低基本建设投资的作用更为显著。3 水泥生产流程水泥生产线(水泥厂设备)是生产水泥的一系列设备组成的水泥设备生产线。主要由破碎及预热平均化、生料制备均化、预热分解、水泥熟料的烧成、水泥粉磨包装等过程构成。3.1 水泥设备(水泥机械、水泥厂设备) 水泥设备包括：水泥回转窑、旋风预热器、篦式冷却器（1）水泥回转窑,是煅烧水泥熟料的主要设备，已被广泛用于水泥、冶金、化工等行业。该设备由筒体、支承装置、带挡轮的支承装置、传动装置、活动窑头、窑尾密封装置、燃烧装置等部件组成，该回转窑具有结构简单，运转可靠，生产过程容易控制等特点

36、。 （2）预热器就是锅炉尾部烟道中的烟气通过内部的散热片将进入锅炉前的空气预热到一定温度的受热面。用于提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗旋风预热器,适于各种回转窑型的配套使用，在转化、消化引进日本川崎日产800吨、日产1000吨水泥熟料的主要设备基础上，研制了日产500吨、2000吨带分解炉的五级悬浮预热器。预热器可广泛应用于大中小水泥厂设备的新建和改造。 （3）篦式冷却机,是一种骤冷式冷却机，其原理是：用鼓风机吹冷风，将铺在篦板上成层状的熟料加以骤冷，使熟料温度由1200骤降至100以下，冷却的大量废气入窑作二次风。3.2 水泥生产工艺 水泥的生产工艺简单概括就是“两磨一烧”，它们即是：生料

37、制备、熟料煅烧、水泥粉磨。水泥生产工艺流程 图23.2.1破碎及预热均化 （1）水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥机械的物料破碎中占有比较重要的地位。 （2）原料预均化技术就是在原料的存、取的过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与平均化的功能。3.2.2 生料制备 水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥设备至少要磨粉3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉

38、磨约占30%以上，煤磨约占30%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨的设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。3.2.3 预热分解 水泥机械把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回转窑的长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高回转窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。 （1）物料分散 换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运

39、动，同时被分散。 （2）气固分离 当气流携带粉料进入旋风筒后，被迫在旋风筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。 （3）预分解 预分解技术的出现是水泥设备煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾部上升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内进行；燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带

40、的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。3.2.4 水泥熟料的烧成 1、水分蒸发：自由水分随物料温度而逐渐蒸发，当温度升高至100150时，生料中自由水分全部被排除。湿法生产中，料浆可达3240%，故此干燥过程对产量、质量及热耗影响极大。2、粘土质原料脱水：生料温度升至450时，高岭土脱去化学结合水。在900950时，无定形物质又转变为晶体，同时放出热量。 3、碳酸盐分解：碳酸钙与碳酸镁在600都开始分解，碳酸镁在750时分解即剧烈进行，而碳酸钙约在900

41、时才快速分解。MgCO3MgO+CO2 CaCO3CaO+CO2 4、固相反应：水泥熟料中的主要矿物在8001300时可以由固相物质相互反应而生成。 800900时,CaO与Al2O3、Fe2O3反应，生成CA、CF；9001100时, 生成C12A7、C2F、C2S；11001300时, 生成C3A、C4AF。以上反应进行时放出一定热量，物料本身温度上升很快。 5、硅酸三钙（C3S）的形成和烧成反应： 硅酸三钙要在液相中才能大量形成。当温度升高到近1300时，C3A、C4AF、R2O等熔剂矿物变成液相，C2S与CaO溶解在高温液相中，互相反应生成C3S；C3S的生成速度与烧成温度和反应时间有

42、关。其生成温度范围一般为130014501300。熟料烧成后，温度开始下降，C3S形成速度减慢直至液相凝固。 6、熟料的冷却过程：在冷却过程中，将有部分熔剂矿物形成晶体析出，另一部分来不及析晶而呈玻璃态存在。C3S在1250时容易分解，所以要求在1300以下熟料要快冷，使C3S来不及分解，越过1250以后，C3S就比较稳定了。C2S在500时，由C2S转变为C2S，密度减少而使体积增大10%左右，从而使熟料块变成粉末状。粉化后的C2S与水反应时，几乎没有水硬性，因此在500温度段时应急冷，使其来不及转化。3.2.5 水泥粉磨 水泥粉磨机械是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。其主要功能在于

43、将水泥熟料（及胶凝剂、性能调节材料等）粉磨至适宜的粒度，形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。4 几个水泥厂窑尾漏料情况4.1 大同市新荣水泥厂窑尾漏料情况该厂于1998年12月建成一条年产20万吨水泥的生产线,熟料烧成采用3.252m回转窑(带预热器)。投产以后,经过几年来的运行,部分部件磨损严重,其中,又以窑尾密封磨损为最。活动圈处的间隙变大,导致窑尾漏料严重、频繁,特别在低窑速时漏料现象更加突出。因此,在一定程度上影响了窑的正常煅烧,现场卫生亦一直得不到改善,加大了岗位人员的劳动强度,增加了泄漏物料的转运费用和其它一些经济损失。此外,经过预热器预热

44、的物料温度较高,泄漏物料对岗位人员和设备巡检人员造成安全隐患。原密封系采用气缸推力端面密封装置,设有12个气缸,通过对气液压力的调整来保证摩擦面的均匀接触。4.1.1系统工况不正常造成窑尾的漏料 各测温点测量仪表不准，显示值比实际温度偏低，据观察特别是分解炉出口温度更加明显。由于温度测量不准确而导致配煤不准（在原煤质量较为稳定的情况下，而熟料煤耗剧烈波动证明了这一点），造成系统温度实际值偏高，窑内煤灰大量沉积，不均匀掺入熟料中，最终导致不正常工况（结圈、结蛋）的发生，以致窑尾漏料。措施: 应对主要测温点仪表进行检查，热电偶头部结皮的要清除，已损坏的要更换；同时将熟料f-控制目标放宽到一定尺度，比如1.0f-2.5，经试验证明，这样不会影响熟料的安定性，得以确保配煤的准确性，从而避免大量煤灰不均匀掺入熟料中造成窑内结圈等不正常工况。4.1.2 三