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                水泥窯結構

                發布時間:2021/05/22 行業新聞 標簽:耐火磚瀏覽次數:116

                一般情況下,按照水泥窯內物料的溫度高低,將回轉窯系統(包括窯尾預熱和窯頭冷卻機)的工作帶分為以下幾種:干燥帶、預熱帶、分解帶、放熱反應帶、燒成帶和冷卻帶。

                水泥窯各部位

                干燥帶

                對于傳統水泥回轉窯,干燥帶中物料溫度為20~150℃,氣體溫度250~400℃。對于新型干法水泥窯,入窯物料在進入窯尾I級旋風筒的瞬間就被加熱到150℃以上。所以,干燥帶只在生料入口處很短的一段。新型干法水泥窯的窯尾系統中,幾乎沒有干燥帶。

                預熱帶

                對于傳統水泥回轉窯,預熱帶中物料溫度為150~800℃,氣體溫度為450~850℃。對于新型干法窯,從第1級到倒數次最后級旋風收塵器都是預熱帶。預熱帶中,生料中的有機組分開始干餾、分解,黏土開始脫水,為碳酸鈣的分解創造了條件。

                分解帶

                對于傳統水泥回轉窯,分解帶中物料溫度為800~1000℃,氣體溫度為1000~1400℃。對于新型干法水泥窯,從分解爐到窯內距窯頭7D(D為窯的鋼板直徑)之處都是分解帶。例如,新型干法窯的回轉窯的尺寸為 Φ4m×60m時,從窯頭起算28~60m都是分解帶;新型干法窯回轉窯的尺寸為 Φ4.7m×74m時,從窯頭起算33~74m都是分解帶。

                在新型干法水泥窯中,分解帶的主要反應是碳酸鈣的分解。一般情況下,生料中的碳酸鈣在窯尾分解90%左右,剩余10%的碳酸鈣遺留在回轉窯分解。這樣的好處是以10%的碳酸鈣作為冷卻劑,控制窯尾的溫度。如果風煤料的比例發生變化,只改變入窯碳酸鈣的分解率,對窯尾溫度幾乎沒有什么影響。但是,這樣也帶來很多問題:其一,回轉窯傳熱效率不高,分解剩余的碳酸鈣就耗費了回轉窯將近一半的空間;其二,窯尾風煤料比例發生變化,雖然不影響窯尾溫度,但影響入窯碳酸鈣分解率。因而,需要回轉窯消化入窯碳酸鈣分解率變化產生的各種影響。

                入窯碳酸鈣分解率變化的第一個消極影響是改變窯內各帶分布。例如,當入窯生料碳酸鈣分解率低時,需要在窯內分解的碳酸鈣就多,分解帶就長,就會壓縮過渡帶和燒成帶,影響水泥的燒成。在預燒不良、燒成帶受壓縮的條件下,還要保持回轉窯的產量,控制熟料f-CaO的含量,就應提高燒成溫度,這就又對燃料的消耗、硫堿的揮發、窯皮的穩定性和窯襯的壽命都產生影響。

                入窯碳酸鈣分解率變化的第二個消極影響是改變窯內堿硫氯的揮發凝聚平衡。例如,當入窯碳酸鈣分解率低時,窯內碳酸鹽分解帶的長度較長,分解帶的窯料含有大量的揮發性組分。如果提高入窯生料碳酸鈣分解率,分解帶的長度就要縮短,原來分解帶中的部分硫堿就要大量揮發,而揮發出的硫堿又被窯尾旋風筒捕集一時不能排出窯外。這樣,就可能產生一系列的故障,如結皮、堵塞、大塊等。

                放熱反應帶

                放熱反應帶亦稱過渡帶或上側過渡帶。對于傳統水泥窯,放熱反應帶的物料溫度為1000~1300℃,氣體溫度為1400~1600℃。一般情況下,對于新型干法水泥窯從窯頭計算7D到4D都是過渡帶。例如,新型干法窯的回轉窯的尺寸為聲4m×60m時,從窯頭起算16~28m都是過渡帶;新型干法窯回轉窯的尺寸為Φ4.7mx 74m時,從窯頭起算19~33m都是過渡帶。

                燒成帶

                燒成帶的物料溫度在1300~1450~1300℃,最高火焰溫度可以達到1700℃。當物料接近1300℃時,熔劑礦物C3A、C4AF開始熔融產生液相,氧化鈣和硅酸二鈣熔解其中,當達到飽和濃度時就析出C3S。在不損害窯皮的前提下,適當提高燒成帶溫度,可以促進液相的生成,增加f-CaO和C2S的熔解,促進C3S的形成,提高熟料的產量和質量。一般情況下,燒成帶的長度為(4~5)D。實際上,燒成帶的長度和火焰的長度也受到預燒好壞的影響。

                冷卻帶

                冷卻帶亦稱下側過渡帶。冷卻帶中,窯料的溫度為1300~1100℃。熟料出燒成帶后,在冷卻帶被冷卻至固化或初步固化,進入冷卻機再進一步冷卻至灰黑、堅固的近圓形顆粒。如果出窯溫度高,熟料對窯口耐火材料的破壞主要是侵蝕和高溫磨損。進入冷卻機后,因熟料尚未完全固化,在冷卻機入口還可能產生堆“雪人”等故障。如果出窯溫度降低,熟料對窯口耐火材料的破壞主要是高中溫磨損。

                如果窯口溫度變化較快,熟料對窯口耐火材料的破壞主要是熱震。所以,窯口耐火材料的損壞相當復雜,具體哪一種破壞是主要原因要進行取證,進行剖析,在事實的基礎上分析確定。

                實際上,水泥回轉窯中各帶的長度受窯料預燒好壞、火焰長短和生料易燒性優劣等因素的影響而有所變化。水泥回轉窯內分解帶、過渡帶、燒成帶、冷卻帶的具體長度因各廠生產條件而異。就是對同一廠家,也會因生產條件變化而變化。所以,水泥回轉窯各帶的長度、水泥窯用耐火材料的選擇和配置要通過多次摸索、反復試驗才能得出,而且還要根據生產條件變化隨時做出必要調整。

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