水泥回转窑的现状和发展趋势

1水泥回转窑的概况　　　水泥回转窑的工作是由气体流动、燃料燃烧、热量传递和物料运动等过程所组成的，水泥回转窑的工作就是使燃料能充分燃烧，燃烧产生的热量能有效地传给物料，物料接受热量后发生一系列物理、化学变化，燃烧产生的废气顺利排除，最后形成熟料。　　　我国水泥工业的发展从改革开放到至今有了飞速的发展，当然水泥设备制造业也得到迅速的发展，其中回转窑是水泥生产过程中的心脏，是最关键的设备，水泥熟料的煅烧过程直接决定了水泥熟料的产量和质量。熟料是水泥中的最主要组分，水泥熟料的产量高了，水泥的产量也就高，熟料强度高时，能多掺入混合材，亦可提高水泥的产量，同时降低成本和热耗。目前国内制造的水泥回转窑设备基本上能满足任何规模的水泥厂的需要。　　　目前回转窑普遍趋于大型化，相比以往在产量以及回转窑的有效利用比例上都有很大幅度的提高。比如国内TJ院设计出的5000t/d新型干法烧成系统：回转窑规格4.8m x 72m；分解炉为双喷腾式（TDF炉），规格7.4m x 16m；第三代篦式冷却机，有效篦板面积为191.3平方米。填补了国内5000t/d大型干法烧成生产线的空白。目前，作为水泥生产的重要设备的回转窑，其规格在不断增大，同时将各种先进技术不断糅合，从回转窑的各个部分分别改进进行设计，在节能降耗，环保，以及在生产效率，各方面都将会得到很大的改进。

2 回转窑的现状2.1 回转窑的发展历程   我国水泥机械设计制造水平，是有我国水泥工业发展要求来决定的，而代表我国水泥机械发展的水泥回转窑大型化和新型干法话过程也和我国水泥工业发展水平密切相关。我国水泥回转窑的发展主要分为湿法窑大型化阶段和开发2000t/d新型干法烧成系统以及开发4000t/d新型干法烧成系统这三个阶段[1]。

2.1.1我国湿法窑大型化阶段　　60年代初，开始设计600t/d湿法窑，在回转窑筒体设计方面，采用了焊接筒体代替了铆接的筒体；加大轮带刚度和轮带下筒体厚度；达到减小回转窑的横向变形以增加耐火砖的稳定性，从而提高寿命，湿法窑得到广泛应用[1]。

2.1.2开发新型干法烧成系统　　在70年代初期，湿法窑开始大型化，在筒体设计的同时增加支撑点的跨度以至达到降低支承沉陷产生的附加应力，减少造价！1975年以后，我国水泥工业开始向新型干法生产线发展，开发出的2000t/d新型干型法烧成系统，是根据与分解窑的要求予以改造，采用实心轮带代替空心轮带，提高刚度；同时采用可更换的垫板严格控制轮带与垫板的间隙，达到减少筒体变形，提高耐火砖的寿命；同时设冷风套鼓风冷却装置，对窑尾和窑有的密封装置做了大量的改进，在传动方面，由于窑转速加快，传动功率相应加大。[1]

2.1.3开发大型新型干法烧成系统　　80年代末由于从国外引进先进技术，加之2000t/d生产线趋于成熟，4000t/d大型干法烧成系统应运而生。同时在冷却上采用了第三代篦式冷却机。即是采用固定的无泄漏篦板冷却孰料层，另外用横棒机构推送熟料，这样可以大大提高冷却机冷却效率，减少冷却风量。同时有横棒机构推送横料，可以提高篦板和横棒零件的寿命。[1]

2.2回转窑的应用现状  由于在建筑，道路修筑，桥梁等行业对水泥的需求量相当的大，回转窑一直都在不断的发展，在回转窑的技术上不断更新，从而回转窑的大型化是一个必然，现今5000t/d大型新型干法烧成系统得到广泛利用，[2]当然目前仍有很多厂依然使用小型回转窑，其中湿法窑，新型干法窑仍投入使用，只是后者使用比例较大。湿法窑至今仍得以应用是因为它生产工艺简单，技术装备成熟可靠，设备运营率较高，对原燃料有害成分（钾，钠，氯，硫等）敏感度较低，生料成份的均匀度较高，熟料质量好，多数企业效益较好，而单位产品的建设投资则比新型干法窑少20％～ 30％ ，国内可以供应成套装备。[3]而新型干法窑有生产效率高，在能耗上有一定的改善。由于市场对水泥的需求从而使得干法窑成为主流。   2.3回转窑的技术现状  首先参数的确定国内采用GB321优先数系列选配，准许采用R5到R80的各系列参数，同意筒体内径，有利于采用标准尺寸耐火砖，减少轮带等零件的备件规格和种类。筒体部分，标准中规定材料不低于A3的五项机械性，由于窑本身很重而且要旋转，窑筒体不但受轴向力，还受径向力，起本身温度很好，因此采用较好的筒体钢板，以致满足其使用性能。同时还采用窑筒体自动测温和冷风装置，严格检测烧成带和窑头出口筒体温度，不许超过警报温度410摄氏度。对于钢板的厚度和宽度，对于超过38mm的厚钢板，或轧制宽度超过1900mm的钢板，对成材边缘宽度600mm范围内要进行超声波探伤，以致达到减少使用干板存在的缺陷。对于国外筒体材质，各国采用的标准各不相同，其对钢板的要求也比较严格，比如丹麦FLS公司标准，对厚钢板边缘要检查无裂缝和分层，检查时用着色参透法和磁粉探伤发，至于法国Lafarge公司要求就更严格，钢板在卷板前进行100mmx100mm网格的超声波检查；筒体段环节向拼板及段节长度的要求：日本MHI公司制造的NG水泥窑饿BG用窑，筒体钢板为特殊订货，每节筒体仅一条纵向焊缝，相邻筒节的纵焊缝相隔180度。而Lafarge公司规定筒体制造的节数量最少，且不允许有十字交叉焊缝。[1]

2.4回转窑目前存在的问题    随着回转窑不断的大型化，因此在能耗以及其利用效率存在着一定的弊端，同时小型特别是落后的回转窑的能耗及生产成本高，劳动生产率低，经济效益差，有些因亏损不得不停产。落后的小型窑大多缺乏有效除尘措施，成为当地环保的公害。

3回转窑的总体发展趋势3.1回转窑大型化　　　虽然目前从产量上来说，国内水泥产量基本上能满足需要，但是立窑产量占据着很大的比例，但从劳动上产率，水泥质量，节省能耗与环保等方面我们国家远远落后于先进国家，[5]因此水泥工业要上大改小，水泥机械装备要大型化，节能化和环保化，而回转窑则要向大型化，节能化，做好尾气处理和制冷方面的需要，同时更向智能化，安全化上发展。（我国水泥工业可持续发展的第一阶段要求：在发展大型新型干法水泥生产技术，大型干法水泥技术是指10000t／d水泥熟料生产线的工艺与成套设备，设备在节能降耗、减少环境负荷以及与环境和谐相融方面，将达到世界先进水平，项目完成后台极大缩短我国与世界水平的差距，并可大大增强我国水泥工业的技术装备在国际市场的竞争力。在10000t／d生产线的带动下，可以全面提升5000t／d及以下生产线水平，并可在国内推广新型干法生产技术）。[5]

3.2回转窑更趋于节能降耗、环保化、效率化  由于目前很多水泥厂在不断利用更大型的回转窑，其燃料的利用要求也将不断加大，作为水泥生产过程最主要的煅烧设备回转窑来说，在节能，环保，效率上的要求将不断提高，对于燃料的选用，传动装置以及密封装置的设计将更为严格，当然对于资源的有效利用也将不断提高。   对于回转窑的节能降耗，主要向(1)减少熟料冷却过程中的热损失我国水泥生产熟料带走热损失占熟料热耗的8％，达293―520kJ儿8，国外一般为184―470U／k8。降低熟料冷却过程中的热损失，就可提高二次风温，加快燃料燃烧速度，减少不完全燃烧损失，增加燃料发热能力。据统计，单筒冷却机熟料温度降低l℃，二次风温可提高1．35℃，多简冷却机可提高1．24℃，蓖式冷却机提高更多。因此应加强窑头和冷却机的密封堵漏，防止冷风短路。新型干法水泥回转窑应采用热效率较高的篱式冷却机进行熟料急冷。 (2)减少回转窑简体热损失回转窑通过简体向外散热，其热耗占熟料热耗的7％一12％。为了减少水泥窑的散热量，可在窑上采取保温措施，使窑体散热损失大幅度减少。在窑体中部包上较厚的隔热砖进行保温，不仅可以降低热耗，而且还能保证窑炉内部温度均匀，有利于提高熟料质量。在窑内砌耐火砖可使简体表面温度下降50℃，从而减少简体散热；亦可考虑在筒体表面涂刷耐火涂料以减小辐射。（3）防止不完全燃烧，和二次利用。据热工测定统计显示，我国回转窑的不完全燃烧热损失平均为每千克熟料250KJ，占热耗的4％，其中化学不完全燃烧损失为34％一37％，机械不完全燃烧损失每千克熟料为54―7LKJ。据资料介绍，废气中增加o．19％的co，相当于损失燃料o．6％，[5]因此，将来在对合理的过剩空气系数，合理使用一次风，加强喷煤系统的管理与改进，选择合理的煤粉控制指标，减少蒸发水分带定的热损失，减少窑灰带走的热损失这些方面都将一一重点考虑。这将对资源的有效利用和环保都有着不可或缺的意义。

参 考 文 献

[1] 熊会思.新型干法烧成水泥孰料设备[M].北京：中国建材工业出版社，2004：1-135.[2] 虞伯铭.我国水泥回转窑的现状、问题和对策[J].新世纪水泥导报，4（5）：4-7.[3] 许永善.水泥立窑烧成[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2003：25-41.[4] 熊会思.回转窑筒体的设计经验和教训[J].水泥技术，2-5.[5] 周惠群.水泥煅烧技术与设备[M]. 北京：中国建材工业出版社，2006：4-267.[6] 江旭昌.水泥回转窑用煤技术的进步及其燃烧器的发展[J].新世纪水泥导报，2002：4-5.