氧化鋁熟料燒結回轉窯
氧化鋁熟料燒結回轉窯屬于建材設備類,廣泛用于冶金、化工、建筑耐火材料、環保等工業。該回轉窯由筒體,支承裝置,帶擋輪支承裝置,傳動裝置,活動窯頭,窯尾密封裝置,噴煤管裝置等部件組成。
氧化鋁熟料燒結回轉窯的窯體與水平呈一定的傾斜,整個窯體由托輪裝置支承,并有控制窯體上下竄動的擋輪裝置,傳動系統除設置主傳動外,還設置了在主電源中斷時仍能使窯體轉動,防止窯體彎曲變形的輔助傳動裝置,窯頭、窯尾密封措施保證了密封的可靠性。
氧化鋁熟料燒結回轉窯主要結構組成:1.筒體與窯襯:筒體由鋼板卷成,是物料完成物理與化學變化的容器,是回轉窯的主體,窯內物料溫度可達1450℃以上,故筒體內均砌筑耐火材料,其保護筒體和減少散熱的作用。按照物料的變化過程,筒體內劃分成各工作帶,如烘干帶、預熱帶、分解帶、燒成帶和冷卻帶。 2.熱交換器:為增強換熱效果,筒體內往往還掛有多種型式的鏈條組成熱交換裝置。
- 輪帶:筒體、窯襯、物料等所有回轉窯部分的重量通過輪帶傳到支撐裝置上。
- 支撐裝置:由一對托輪軸承組和一個大底座組成,一對托輪支撐著一個輪帶,即允許筒體自由移動,又向基礎傳遞了巨大的荷重。支撐裝置一般為2-7擋,在其中一檔或幾檔支撐裝置上裝有擋輪,稱為帶擋輪支撐裝置。其作用是限制或控制窯回轉部分的軸向竄動。
- 傳動裝置:在筒體的中部裝有齒圈,用彈簧板安裝在筒體上,通過齒輪傳動,是筒體回轉,同時,為了適應操作和維修的需要,在大型回轉窯上還設有使窯以極低速轉動的輔助傳動。
- 窯頭罩:它是連接窯頭端與流程中下道工序設備的中間體,是看火工進行生產操作的地帶,因此搖頭罩上設有看火孔和檢修門。
- 燃燒器:回轉窯的燃燒器大多從筒體窯頭端插入,通過燃燒噴出火焰輻射物料和加熱到需要的溫度。燃燒器有噴煤管、油噴槍、煤氣噴咀等,選用燃料有:氣、油、煤粉或生物質氣 稻糠等,可以設計單燃料或多燃料混燒,助燃方式可以選用富氧、全氧或空氣助燃。
- 冷煙室:它是連接窯尾與物料喂料裝置以及煙氣處理設備的中間體。煙氣經冷煙室排出而入煙道及收塵系統。物料由喂料裝置直接喂入窯的尾部。
- 喂料裝置:它是回轉窯的附屬設備。對喂料的要求是穩定、均勻、容易控制,以便配合窯的操作。
氧化鋁熟料燒結回轉窯煅燒系統裝備通過技術創新,在該系統中采用國內外先進的液壓擋輪裝置、采用計量精度很高的計量柱塞泵、高精度的調速閥和接觸式石墨塊密封裝置等國內先進技術。
為了提高自動化程度,窯頭采用工業電視看火,工藝流程模擬熒光屏,煅燒帶采用紅外線掃描儀把煅燒帶的煅燒情況直接反映在計算機上,這些新技術的使用直觀感強,操作方便,使用可靠。穩定了熱工制度,提高了設備運轉率,與同規格設備相比,運轉率提高了10%,產量提高了5%-10%,熱耗降低15%。
高溫氧化鋁外觀為白色粉末或細砂狀,流動性較好、性能穩定、難溶于酸堿溶液中,是一種用途廣泛、性能優異、價格經濟的無機非金屬材料。
高溫氧化鋁是由氫氧化鋁或氧化鋁進入氧化鋁熟料燒結回轉窯,物料在移動過程中得到加熱,經過物理與化學變化焙燒出來。在這一焙燒過程中有效地控制高溫回轉窯的各工藝參量,才能生產出合格的高質量高溫氧化鋁產品。
氧化鋁熟料燒結回轉窯的燒結過程和機理:在氧化鋁熟料燒結過程中,生料入窯后,再從回轉窯的窯尾向窯頭運動的過程中逐步被加熱,其組分發生一系列的物理化學反應,有效成分生成可溶性鋁酸鈉和鐵酸鈉,雜質生成不溶性的硅酸二鈣和欽酸鈣等化合物。燒結過程不僅可完成預期的反應,還能使熟料具有一定粒度和強度。
氧化鋁生料在氧化鋁熟料燒結回轉窯中的反應是分階段進行的。由于回轉窯有一定的斜度和轉速,生料從冷端向熱端移動,分別經過烘干、預熱、分解、燒結和冷卻五個階段成為熟料。與此對應,氧化鋁熟料燒結回轉窯也大致劃分為烘干帶、預熱帶、分解帶、燒結帶和冷卻帶。生料在各帶中所進行的物理化學變化分別敘述如下:
- 烘干帶:氧化鋁熟料燒結回轉窯烘干帶的主要作用是蒸發生料漿中的物理水(即附著水)。60℃左右的生料漿由噴槍噴入窯內后,在霧化狀態與窯內熱氣流進行逆向換熱,并在降落與返回窯灰混合的過程中蒸發出大量水分,成為粉狀生料,隨窯的轉動向窯頭方向移動。通常把刮料器所占據的長度看成是烘干帶,約占窯長的15-20%。生料在烘干帶被加熱到120℃左右,生料中水分含量要求低于10%,以避免生成泥漿圈或結皮。窯氣溫度由700-800℃下降到180-250℃左右,影響回轉窯燒成帶的溫度。窯頭各帶產生的窯灰隨同窯氣進入烘干帶后,一部分與霧化料漿混合碰撞,失去動能而沉降。同時,由于大量水分蒸發,窯氣流速很大,另一部分窯灰和料漿霧化后的細顆粒生料隨同窯氣出窯,由收塵系統收集后返回窯內,構成窯灰循環。
- 預熱帶:氧化鋁熟料燒結回轉窯預熱帶是指生料溫度由120℃左右提高到,600℃左右的一段。出烘干帶的生料含有10%左右的物理水和結晶水,在預熱帶被脫除。預熱帶發生的主要反應是脫掉硅渣、一水鋁石、高嶺土等水合物中的物理水和結晶水。
- 分解帶:氧化鋁熟料燒結回轉窯分解帶是指干生料由600℃被加熱到1000℃左右的一段。在分解帶,物料的固相反應開始,各種碳酸鹽開始分解,并隨溫度升高,鋁酸鈉、鐵酸鈉的生成反應劇烈進行。
- 燒結帶:氧化鋁熟料燒結回轉窯燒結帶實際就是完成燒結反應的那一段,通常認為是窯內掛有窯皮的那段窯的長度。該帶長度是火焰長度的1.4-1.6,約占窯長的5-10%。物料在此帶的溫度由1000℃左右被加熱到1200-1300℃,燃燒產物窯氣的實際溫度約為1500℃左右。燒結過程必須使被燒結的物料盡可能充分的生成鋁酸鈉、鐵酸鈉、原硅酸鈣和偏欽酸鈣,這樣才能在熟料的溶出過程中,將其中的有用成分(氧化鋁和氧化鈉)溶出而與雜質分離。
- 冷卻帶:氧化鋁熟料燒結回轉窯冷卻帶是指從窯皮前端到窯頭的一段。熟料由燒結帶進入這里并由二次空氣和窯頭漏風冷卻,逐漸降溫到1000℃左右,進入冷卻機。冷卻帶的熟料仍在繼續完成燒結反應。此帶的主要作用是避免急劇冷卻造成最終產物微晶不能長大而影響熟料質量,同時還可以加熱二次風。冷卻帶的長度約占窯長的5-7%,進入本帶的二次空氣溫度為400-600℃。
氧化鋁熟料燒結回轉窯是燒結法生產氧化鋁的心臟,其運轉率高低直接關系著氧化鋁的產量。消除熟料窯運轉的隱患因素,保證熟料窯長期穩定運行,是提高氧化鋁產量的關鍵環節。影響熟料窯運轉率的因素很多:有設備狀況,內襯質量,工藝配料,操作維護,技術設備管理等。
氧化鋁熟料燒結回轉窯使用窯襯是根據不同段選擇不同的耐火磚,根據內襯的的使用情況進行分析,對各段耐火材料的性能提出要求,提升窯襯的使用周期。在生產的過程中因為預熱分解帶粘土質耐火窯襯的爆裂、脫落而造成停窯換磚由此影響了回轉窯的運轉周期,這是因為粘土質耐火制品的化學組成成分波動較大,所以其性能指標變化較大。
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