水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)工作帶分類及各帶溫度情況

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

干燥帶

對(duì)于傳統(tǒng)水泥回轉(zhuǎn)窯，干燥帶中物料溫度為20～150℃，氣體溫度250～400℃。對(duì)于新型干法水泥窯，入窯物料在進(jìn)入窯尾I級(jí)旋風(fēng)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(tǒng)中，幾乎沒(méi)有干燥帶。

預(yù)熱帶

對(duì)于傳統(tǒng)水泥回轉(zhuǎn)窯，預(yù)熱帶中物料溫度為150～800℃，氣體溫度為450～850℃。對(duì)于新型干法窯，從第1級(jí)到倒數(shù)次最后級(jí)旋風(fēng)收塵器都是預(yù)熱帶。預(yù)熱帶中，生料中的有機(jī)組分開始干餾、分解，黏土開始脫水，為碳酸鈣的分解創(chuàng)造了條件。

分解帶

對(duì)于傳統(tǒng)水泥回轉(zhuǎn)窯，分解帶中物料溫度為800～1000℃，氣體溫度為1000～1400℃。對(duì)于新型干法水泥窯，從分解爐到窯內(nèi)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(zhuǎn)窯的尺寸為 Φ4m×60m時(shí)，從窯頭起算28～60m都是分解帶;新型干法窯回轉(zhuǎn)窯的尺寸為 Φ4.7m×74m時(shí)，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(yīng)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(zhuǎn)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(fēng)煤料的比例發(fā)生變化，只改變?nèi)敫G碳酸鈣的分解率，對(duì)窯尾溫度幾乎沒(méi)有什么影響。但是，這樣也帶來(lái)很多問(wèn)題：其一，回轉(zhuǎn)窯傳熱效率不高，分解剩余的碳酸鈣就耗費(fèi)了回轉(zhuǎn)窯將近一半的空間;其二，窯尾風(fēng)煤料比例發(fā)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(zhuǎn)窯消化入窯碳酸鈣分解率變化產(chǎn)生的各種影響。

入窯碳酸鈣分解率變化的第一個(gè)消極影響是改變窯內(nèi)各帶分布。例如，當(dāng)入窯生料碳酸鈣分解率低時(shí)，需要在窯內(nèi)分解的碳酸鈣就多，分解帶就長(zhǎng)，就會(huì)壓縮過(guò)渡帶和燒成帶，影響水泥的燒成。在預(yù)燒不良、燒成帶受壓縮的條件下，還要保持回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量，控制熟料f-CaO的含量，就應(yīng)提高燒成溫度，這就又對(duì)燃料的消耗、硫堿的揮發(fā)、窯皮的穩(wěn)定性和窯襯的壽命都產(chǎn)生影響。

入窯碳酸鈣分解率變化的第二個(gè)消極影響是改變窯內(nèi)堿硫氯的揮發(fā)凝聚平衡。例如，當(dāng)入窯碳酸鈣分解率低時(shí)，窯內(nèi)碳酸鹽分解帶的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，分解帶的窯料含有大量的揮發(fā)性組分。如果提高入窯生料碳酸鈣分解率，分解帶的長(zhǎng)度就要縮短，原來(lái)分解帶中的部分硫堿就要大量揮發(fā)，而揮發(fā)出的硫堿又被窯尾旋風(fēng)筒捕集一時(shí)不能排出窯外。這樣，就可能產(chǎn)生一系列的故障，如結(jié)皮、堵塞、大塊等。

放熱反應(yīng)帶

放熱反應(yīng)帶亦稱過(guò)渡帶或上側(cè)過(guò)渡帶。對(duì)于傳統(tǒng)水泥窯，放熱反應(yīng)帶的物料溫度為1000~1300℃，氣體溫度為1400~1600℃。一般情況下，對(duì)于新型干法水泥窯從窯頭計(jì)算7D到4D都是過(guò)渡帶。例如，新型干法窯的回轉(zhuǎn)窯的尺寸為聲4m×60m時(shí)，從窯頭起算16～28m都是過(guò)渡帶;新型干法窯回轉(zhuǎn)窯的尺寸為Φ4.7mx 74m時(shí)，從窯頭起算19～33m都是過(guò)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(dá)到1700℃。當(dāng)物料接近1300℃時(shí)，熔劑礦物C3A、C4AF開始熔融產(chǎn)生液相，氧化鈣和硅酸二鈣熔解其中，當(dāng)達(dá)到飽和濃度時(shí)就析出C3S。在不損害窯皮的前提下，適當(dāng)提高燒成帶溫度，可以促進(jìn)液相的生成，增加f-CaO和C2S的熔解，促進(jìn)C3S的形成，提高熟料的產(chǎn)量和質(zhì)量。一般情況下，燒成帶的長(zhǎng)度為(4～5)D。實(shí)際上，燒成帶的長(zhǎng)度和火焰的長(zhǎng)度也受到預(yù)燒好壞的影響。

冷卻帶

冷卻帶亦稱下側(cè)過(guò)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(jìn)入冷卻機(jī)再進(jìn)一步冷卻至灰黑、堅(jiān)固的近圓形顆粒。如果出窯溫度高，熟料對(duì)窯口耐火材料的破壞主要是侵蝕和高溫磨損。進(jìn)入冷卻機(jī)后，因熟料尚未完全固化，在冷卻機(jī)入口還可能產(chǎn)生堆“雪人”等故障。如果出窯溫度降低，熟料對(duì)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(duì)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(dāng)復(fù)雜，具體哪一種破壞是主要原因要進(jìn)行取證，進(jìn)行剖析，在事實(shí)的基礎(chǔ)上分析確定。

實(shí)際上，水泥回轉(zhuǎn)窯中各帶的長(zhǎng)度受窯料預(yù)燒好壞、火焰長(zhǎng)短和生料易燒性優(yōu)劣等因素的影響而有所變化。水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)分解帶、過(guò)渡帶、燒成帶、冷卻帶的具體長(zhǎng)度因各廠生產(chǎn)條件而異。就是對(duì)同一廠家，也會(huì)因生產(chǎn)條件變化而變化。所以，水泥回轉(zhuǎn)窯各帶的長(zhǎng)度、窯內(nèi)耐火材料的選擇和配置要通過(guò)多次摸索、反復(fù)試驗(yàn)才能得出，而且還要根據(jù)生產(chǎn)條件變化隨時(shí)做出必要調(diào)整。