回 转 窑 热 工 设 计
一、窑型和长径比 1. 窑 型??????? 所谓窑型是指筒体各段直径的变化。按筒体形状有以下几种窑型：(1) 直筒型：制造安装方便，物料在窑内移动速度较均匀一致，操作控制较易掌握，同时窑体砌造及维护较方便；(2) 热端扩大型：加大单位时间内燃烧的燃料量及传热量，在原窑直径偏小的情况下，扩大热端将相应提高产量，适用于烧成温度高的物料；(3) 冷端扩大型：便于安装热交换器，增大干燥受热面，加速料浆水分蒸发，降低热耗及细尘飞损，适用于处理蒸发量大、烘干困难的物料；(4) 两端扩大型(哑铃型)：中间的填充系数提高，使物料流动的机会减少，还可以节约部分钢材；???????还有单独扩大烧成带或分解带的“大肚窑” ，这种窑型易挂窑皮，在干燥带及烧成带能力足够时，可以显著提高产量。但这种窑型操作不便。??????总之，不论扩大哪一带，必须保持预烧能力和烧结能力趋于平衡。只有在生产窑上，经过生产实践和充分调查研究(包括必要的热工测定和计算)，发现某一带确为热工上的薄弱环节，在这种特定条件下将该带扩大，才会得出较明显的效果。???????目前国内外发展趋势仍以直筒型窑为主，而且尺寸向大型方面发展。??????其他有色金属工业用回转窑(还原、挥发、硫化精矿焙烧、氯化焙烧、离析、烧结转化等)多采用较短的直筒窑。2. 长径比??????窑的长径比有两种表示方法：一是筒体长度L与筒体公称直径D之比；另一是筒体长度L与窑的平均有效直径D均之比。L/D便于计算，L/D均反映要的热工特点更加确切，为了区别起见，称 L/D均为有效长径比。???????窑的长径比是根据窑的用途、喂料方式及加热方法来确定的。 根据我国生产实践的不 完全统计，各类窑的长径比示于表1中。长径比太大，窑尾废气温度低，蒸发预热能力降低，对干燥不利；长径比太小，则窑尾温度高，热效率低。???????同类窑的长径比与窑的规格有关，小窑取下限，大窑取上限。???????????????????????????????????????????????????表 1 各类窑的长径比 
窑的名称	公称长径比 	有效长径比 		氧化铝熟料窑 (喷入法)	20~25 	22~27 		氧化铝焙烧窑 	20~23	21.5~24 		碳素煅烧窑 	13.5~19 	17~24 		干法和半干法水泥窑 	11~15 	—— 		湿法水泥窑 	30~42 	—— 		单筒冷却机 	8~12 	—— 		铅锌挥发窑 	14~17 	16.7~18.3 		铜离析窑 	—— 	15~16 		氯化焙烧窑 	—— 	12~17.7 		二、回转窑的生产率 ????? 回转窑生产是一个综合热工过程，其生产率受多方面因素影响。分析其内在规律性，可以建立以下几个方面的数量关系。1. 按窑内物料流通能力： G=0.785D均2×ψ×ω料×γ料 吨/小时 ??? (1) 式中： ?????????G—— 单位生产率，吨/小时；?????????D均—— 窑的平均有效内径，米；?????????ψ—— 物料在窑内的平均填充系数，一般为 0.04~0.12 。各类窑的填充系数见表2。γ料—— 物料堆比重，吨/米；某些物料的堆比重见表3；　　  ω 料—— 物料轴向移动速度，米/小时；其值取决于窑运转情况，可按式(12)、式(13)及式(14)计算或测定。 表 2 各类窑的平均填充系数 
窑名称 	平均填充系数 ψ 		铜离析窑 	0.06~0.08 		铅锌挥发窑 	0.04~0.08 		氧化焙烧窑 	0.04~0.07 		氯化焙烧窑 	0.04~0.07 		氧化铝熟料窑 	0.06~0.08 		氧化铝焙烧窑 	0.06~0.08 		表 3 某些物料的堆比重 
物料名称 	堆比重 		锌浸出渣 	1.6~1.65 		锌浸出残渣与 50% 焦粉混合料 	1.2~1.3 		铅鼓风炉水碎渣与 50% 焦粉混合料 	1.4~1.5 		氯化铜矿 	1.16 		锌沸腾焙烧细尘 	1.80 		硫化镍精矿 	1.6~1.8 		硫化镍焙砂 	1.2~2.0 		氧化铝和干氢氧化铝 	1.0 		碱石灰铝土矿干生料 	1.2 		碱石灰铝土矿熟料 	1.3~1.4 		2. 按物料反应时间 ???? ???有些工艺过程要求物料有一定的高温持续时间，以完成物理化学反应。若通过实验或生产实践得知物料必须在窑内停留的时间，则 ：G=0.785×L/τ×D均2×ψ×γ料???????吨 /小时 (2)式中：L—— 窑长 ( 或某带长度 ) ，米；τ —— 物料在窑内（或某带）停留时间，小时；其他符号同前。 3. 按正常排烟能力 ????????为了控制窑灰带出的循环量，往往选择一个适宜的窑尾排气速度范围。 ????????G=2826×D均干2×ωt×(1-ψ干)/V0×(1+βt尾)?????吨/小时 (3)式中：V0 —— 每吨产品的窑气量，标米3/吨；t尾 —— 烟气离窑温度，；β——气体体积膨胀系数 , β=1/273；?ωt ——窑尾排气速度，m/s ，一般3~8m/s ；ψ干 ——干燥带物料填充系数；D均干 ——干燥带平均有效内径，米。4. 按供热能力 ???????????????????G=K×B×Q低×η/q料 吨/小时 (4) 式中：B—— 燃料消耗量，公斤/小时或标米3/小时；Q低 ——燃料低发热量，千卡/公斤或千卡/ 标米3； K——系数，对铝厂用窑预热二次空气时，K=1.1~1.15 ；不预热时， K＝1.0 ；η ——窑的热效率，一般为55~65%；q料 —— 每吨产品必须消耗的有效热，千卡/ 吨。q料=（G干料+A)(q吸+C×t高+600w/100-w)×103千卡/吨 
式中：G干料——每公斤产品理论消耗干生料量 (不包括水分) ，公斤/公斤； A——每公斤产品不可返回的飞尘损失，公斤/公斤?q 吸 ——每公斤产品吸热反应吸热量 (除去放热反应放热量），千卡/公斤；C × t高——将物料加热到最高温度(烧成带) 所需物理热，千卡/公斤；W——湿生料中所含水分，% 。5. 按窑内传热能力 ：G=∑Q÷q料??????或??????G=Qi÷[q料]i 千卡/小时?????(5)式中：∑Q—— 窑内各带对物料的总给热量，千卡/小时； Qi —— 窑内某一工作带中对物料的传热量，千卡/小时； q料 —— 物料必须在窑内吸收的总有效热量，千卡/吨；?[q料]i —— 物料在某一工作带内必须吸收的有效热量，千卡/吨。所谓有效热量指的是不考虑非生产性消耗和热损失的热量。???????回转窑内传热过程比较复杂，各工作带内传热方式也不尽相同。在干燥带，气体温度较低， 传 热以对流为主。另外，窑壁及热交换装置对物料也有传导作用，因传导的计算较繁杂，而辐射的份量又不大，为简化计算，往往将两种热交换综合在对流给热系数之中，用一个经验公式表示： Q干=α干×F干×Δt干式中：?α干 —— 干燥带给热系数，千卡/米2 . 小时 . ，根据热交换装置类型不同，有各种经验公式，如在挂链条情况下：( 式中 ω0 为窑全断面的
回转窑热工设计.doc