回转窑内物料煅烧进程的控制
发布时间：2018-08-13 01:03:04发布作者：郑矿机器
对回转窑内物料煅烧进程的控制有几个方面的内容：一是燃料燃烧及气流温度的控制；二是气固换热和物料升温的控制；三是物料在一定温度场内滞留时间及物理、化学反应的控制等。
窑内气团热交换、物料升温速率、物料在一定温度场内滞留时间及物理、化学反应进程，在湿法及传统干法窑内主要决定于物料在窑内的填充率及运动速度。而在悬浮预热窑及预分解窑内，除生料的预热及相当一部分碳酸盐分解过程分别在预热器及分解炉内完成外，尚未完成的分解、固相反应及烧结过程等仍然需要在窑内完成，仍然受到窑内物料填充率及运动速率的影响。
1、回转窑内物料的填充率
在回转窑内，物料通常在窑在横断面堆积形成一个扇面。扇面两个边缘与窑中心的两个连线的夹角称中心角（α）。扇面面积与窑内横断面之比，称窑的填充率（或负荷率），通常以%表示。窑内物料填充率一般为5--7%。不同的中心角（α）与填充率的关系如表5-1所示。
表5-1 中心角与填充率的关系
2、回转窑的斜度
窑的斜度与窑的填充率及转速有关。一般来讲，当窑的填充率较大、转速较慢时，窑的斜度较大，反之亦然。这些参数直接影响着窑内物料运动速度及段烧过程。当窑斜度较小时，为得到同样的物料运动速率，窑速就应快些，这时窑内物料翻滚次数增多，有利于物料混合及炽热气流、窑内衬料及物料三者之间的换热。同时，斜度较小，窑内填充率相对增加；窑的长径比较大或入窑物料分解率增大，窑的填充率亦可增加。窑的斜度与窑平均填充率的关系如表5-2所示。目前，预分解窑的斜度一般在3.5-4.0%之间。
表5-2 回转窑斜度与填充率的经验关系
3、回转窑转速
回转窑的转速同窑的斜度之间必须有良好的匹配关系。在一定的斜度下，转速愈高。物料填充率降低，物料的翻滚及运动速度愈快。早期，窑的转速一般很低，物料填充率较大，这虽然使窑容易操作，但对物料加热和生产效率提高都不利。20世纪50年代初期，针对上述情况，我国水泥工业曾经学习和推广前苏联“快转窑、长火焰和烧成带水冷却”三大技术经验，扭转了当时普遍存在的慢速转窑、短火急烧的不合理状况，并且由于在窑的烧成带筒体段淋水冷却，有利于保护窑皮，提高了窑内热力强度，延长了衬料寿命，取得了显著效果。由此证明，在窑的斜度已经固定的条件下，根据具体生产情况，保持窑在一个相对合理的速度下运转，使窑内物料的填充率及运动速度与当时的煅烧条件合理匹配，对于优质、高产是相当重要的。过去，窑速较慢，一般仅有0.5~0.75r/min，以后逐步提高到1.0~1.5r/min。悬浮预热器，特别是预分解窑出现后，由于入窑物料的碳酸盐分解过程在窑外已经基本完成，窑速一般可达到3~4r/min左右。
在这里必须指出，回转窑内的物料运动是伴随着热化学过程同时进行的，虽然窑的斜度及转速一定，窑内物料的平均运动速度大体固定，但是由于窑内各带物料煅烧进程不同，导致物料的性质变化，从而使窑内各带物料的实际运动速度不同。特别是在湿法和传统干法窑内，生料碳酸盐分解过程全部在窑内进行，不仅使分解带热耗增大，而且由于碳酸盐分解逸出大量的CO2气体导致生料处于流化状态，运动速度很快，而烧成带由于温度高，物料中液相大量出现，物料发粘，物料运动速度缓慢。过去，看火工“看火”时，重点观察过渡带后面的“黑影”及烧成带内物料结粒及随窑衬带上的高度就是这个原因。由于分解带物料在流化状态下运动速度很快，如果在“黑影”向前逼近时，不能及时提高烧成温度或降低窑速，就会出现“跑生料”的被动状态，严重影响窑的产量和熟料质量。同时，在此状态下提高窑温，不仅要多耗燃料，也会导致燃料的不完全燃烧。此外，长时间的慢窑升温过程，不仅使烧成温度逐渐提高，也使分解带内的生料在这一段时间内得到良好的预热和分解。此时，如果不能全面分析掌握窑内物料煅烧的全部进程，仅仅感觉到这一段时间“易烧”，就过分加快窑速，追求产量，又会导致后部物料不能充分得到预热和分解，随之就会发生“恶性循环”。在长期实践中，看火工人总结出来的“预打小慢车，防止大变动”等一套操作控制经验是完全符合科学规律的。
