0 引言
0.1 概述
适用范围广、操作方便、运转率高，在水泥工业中被广泛用于旋盖粘土、矿渣、碎石、煤等原、燃料。干燥时，热空气或热烟气将热量传给物料，使水份蒸发，同时依靠通风设备的作用，使干燥设备内的干燥介质不断更新，以排除水汽。干燥设备的形式也是多种多样的，水泥工业中常用的有电动旋盖机、流态旋盖机、搅拌（悬浮）旋盖积极气流式干燥管等。近年来国内外还在研究喷雾干燥装置。这些设备一般都利用热烟气进行对流旋盖电动旋盖机筒体一般为单直筒型，安装时筒体与水平成一倾斜角度，物料从高端进入，随着筒体的回转缓缓流向低端而后卸出。在中小型水泥厂中，旋盖机的筒体长度一般为12-20m，以保证物料在旋盖机内的停留时间，满足旋盖工艺要求。出热风炉的热气流和物料在筒体内以顺流或逆流形式进行热交换。在旋盖过程中，单筒式旋盖机约有35％－55％的热量随废气流失和由筒体向外散失掉。
针对手持式电动旋盖机存在的弊端，我们开始设计一种套筒式旋盖机。该机结构新颖独特，占地面积小、单位机重产量高、热效率高、运转可靠。
0.2工作原理及结构特点
套筒式旋盖机是通过对单筒旋盖机的单一筒体改为套叠在一起的两筒或三筒，以缩短旋盖机的外形尺寸。该机工作时，物料和热气流依次进入内外筒体，在旋盖机内作“V”或“N”形往复折流后，充分利用热能旋盖物料后再卸出。
该旋盖机筒体部分由两个筒轴水平放置的内外套筒组成，内通为一锥筒，外筒为直筒，这就使通体的截面得到充分利用，其筒体外形总长度约为相当的单筒的50％－60％，从而大幅度的减少了占地面积和厂房建筑面积。
该机的支撑装置，在高温端采用活套在内筒上的轮带与托轮支撑，低温端则在中心轴上用一滚动轴承支撑，并采用中心传动，使总体结构紧凑、合理。为便与磨损件的检修和更换，在中间一般设计成轴向剖分式，用螺栓固定连接。
该机工作时，物料与热气流顺流从内锥筒的小端进入，被扬料板扬起与热气流进行充分的热交换，同时向大端移动。同理，进入外筒后，物料被勺形扬料板扬起，并均匀地撒落在内锥筒外壁的上部，随筒体慢速回转，物料在环形空间能经历一较长的滞留时间，最后沿筒壁和内筒外壁上的导料板流向出口端，通过翻板阀卸出，废气由卸料罩上的旋风收尘器收尘后排出。
从上述物料的流程可以看出，物料在被外筒热气流直接旋盖的同时，又被内筒的热气流间接旋盖。内筒里的物料与热气流之间的热交换以辐射、对流传热形式为主，而在外筒内，气体湿度已较大，温度较低，物料撒落在内筒外壁上，使两者的热交换
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内循环式烘干机总体及卸料装置设计
以传导、对流形式为主，从旋盖机原理上也是非常合理和科学的，再者，低温段的外筒对高温段的内筒有保温隔热作用，并使设备的总散热面积有对于单筒旋盖机减少了30％～40％，总之，该旋盖机，在设备的总体设计和结构设计方面有较大的创新。
0.3结语
随着水泥生产向大型、高效方向的不断发展，套筒式旋盖机将以其结构紧凑、占地面积小、热效率高、投资省、适应性强、运转可靠等特点，为水泥厂的原、燃料旋盖提供了一种较理想的旋盖设备。
1 物料的旋盖
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在水泥工业中，当采用干法生产时，各种含水的物料如原料、煤和混合材都需要进行旋盖，而采用湿法生产时，煤和混合材也需要旋盖，这样才能保证粉磨作业的正常进行。
入磨物料的水分，对磨机的产量，出磨物料的质量及磨机的操作都有很大的影响。入磨物料水分多，磨内含湿量高，细粒物料会粘附在研磨体、衬板和隔仓板上，使粉磨效率下降；而且，入磨物料水分过高必然会使磨机作业条件恶化，给操作和质量控制带来困难。此外，喂入磨内的物料，其配合比会受到物料内水分的波动而变化，从而出磨产品的质量也随之受到影响。因此，排除物料过多水分的旋盖工序是水泥生产中必不可少的重要环节。
水泥厂采用单独进行旋盖的旋盖设备有回转式、悬浮式、流态式、沸腾式、重力式等。其中最常用的是回转式旋盖机。这种旋盖机虽然旋盖效率低，投资大，、但是对物料的适应性强，可以旋盖各种物料，且设备操作简单可靠，故得到普遍采用。
1.1 干燥设备分类及在水泥工业中的应用
物料的干燥可以自然的或人工的方法进行。
自然干燥，即把湿物料堆放在棚屋里或室外晒场上，借风吹日晒使其干燥，这种方法的优点是无需专门设备，不用消耗燃料；但是干燥速度慢，产量低，劳动强度高，操作条件差，而且受气候影响大。
人工干燥，是把物料堆放在专门的干燥器中进行干燥，人工干燥时，传给物料热量的方式很多，如利用热空气或热烟气的对流传热；利用红外线灯或热的金属、陶瓷、耐火材料等表面的辐射传热。
利用热空气或热烟气的对流作用进行加热干燥的方法称为对流干燥，所用的热空气或热烟气称为干燥介质，根据水泥工业物料的特点，普遍采用对流干燥法。这种方法热源容易获得，设备较为简单，总的费用也较低。干燥时，热空气或热烟气将热量传给物料，使水份蒸发，同时依靠通风设备的作用，使干燥设备内的干燥介质不断更新，以排除水汽。干燥设备的形式也是多种多样的，水泥工业中常用的有电动旋盖机、流态旋盖机、搅拌（悬浮）旋盖积极气流式干燥管等。近年来国内外还在研究喷雾干燥装置。这些设备一般都利用热烟气进行对流旋盖。
干燥作业还可以和粉碎、选粉等其它作业同时进行，目前水泥厂的煤粉制备大多采用旋盖兼粉磨系统。近年来，国内外对水泥原料等采用旋盖兼粉磨流程也日益增多。这种方法可以简化工艺过程，减少热量消耗，但若物料的初水分超过旋盖兼粉磨系统的允许范围时，则仍需另设旋盖设备进行预先旋盖。
总之，旋盖过程是水泥工业中基本的热工过程之一，干燥过程进行的好坏直接影响水泥的产质量，因此水泥工作者对旋盖设备必须给与足够的重视。
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内循环式烘干机总体及卸料装置设计
1.2 电动旋盖机的型号和特性
在电动旋盖机内，按物料与热气体流动的方向的不同，有顺流式和逆流式两种。顺流式旋盖机物料与热气流的流动方向是一致的，在进料端，湿物料与温度较高的热气体接触，其干燥速度较快，而在卸料端，由于物料易被旋盖，物料温度也升高了，而气体温度以降低，二者温差较小，故干燥速率很慢，所以在整个筒体内干燥速率不均匀。逆流式旋盖机物料与热气体流动方向是相反的，已旋盖的物料的物料与温度较高、含湿量较低的热气体接触，所以整个筒体内干燥速率比较均匀。
（顺流）废气温度湿料烟烟气干料物 顺流干燥旋盖特点示意图
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湿料（逆流）废气烟气温度干料烟物 逆流干燥旋盖特点示意图
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再选择旋盖机的顺逆流操作时，应根据具体条件来考虑，入物料的特性、粒径、物料最终水分的要求以及车间的布置情况等。在水泥厂中两种操作方法均有采用，而以顺流操作的居多，其主要特点如下：
1. 在旋盖机热端，物料与热气体的温差较大，热交换过程迅速，大量水分易被蒸发，适用于初水分较高的物料。
2．粘性物料进入旋盖机后,由于表面水分易蒸发，可减少粘结,有利于物料运动。用于旋盖湿煤时，可避免高温气体直接接触干煤引起着火。
3．顺流操作的热端负压低，能减少进入旋盖的漏风量，有利于稳定旋盖机内热气体的温度及流速。
4．喂料与供煤同设与旋盖机的热端，车间布置较方便。
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5．顺流操作的旋盖机出料温度低，一般可用胶带输送机输送。
6．顺流操作的粉尘飞扬较逆流时要多，旋盖机内总的传热速率比逆流式要慢。 电动旋盖机的规格是以筒体的直径和长度表示，目前我国水泥厂常用的几种规格的旋盖机及设备参数如下表所示：
国内常用的几种旋盖机的规格及性能参数
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编号 规格（m） L/D 有效容积 转速 斜度（%） 功率（KW） 1 φ1×5 5 3.9 2.44 5 4.5 2 φ1.2×6 5 8.1 2 5 4.5 3 φ1.5×12 8 21.2 2.08 5 20 4 φ2.2×12 5.45 39 4.7 5 17 5 φ2.2×14 6.36 47 4.9 5.24 14 6 φ2.4×18 7.5 81.4 3.2 4 30 7 φ3×20 6.67 141.5 3.5 3 65
电动旋盖机的操作控制参数
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干燥物料的种类 石灰石 矿渣 粘土 烟煤 无烟煤 进旋盖机热气温度（℃） 800～1000 700～800 600～800 400～700 500～700 出旋盖机废气温度（℃） 100～150 100～150 80～110 90～120 90～120 出旋盖机物料温度（℃） 100～120 80～100 80～100 60～90 60～90 旋盖机出口气体流速（m/s） 1.5～3 1.5～3 1.5～3 1.5～3 1.5～3
几种电动旋盖机水分蒸发强度A值（Kg/m3
·h）
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粘土1 粘土2 矿渣 石灰石 水 分 A 值 水 分 A 值 水 分 A 值 水 分 A 值 10 22 10 28.5 10 35 2 12.3 15 29 15 38 15 40 3 16.5 φ1.5×12 20 33 20 43 20 45 4 20.5 25 36 25 47 25 49 5 24.4 30 52 6 26.5 10 35 10 22 10 28.5 10 35 2 10.5 15 29 15 38 15 40 3 15.3 5