Li—相应段窑衬长度,m。
5.4.2单位产量指标
窑产量标定,通常用下列三个指标进行比较确定。
表5–20 窑单位产量指标公式
指标 公式 约为 MV?单位容积产量 t/md 24G熟料0.785D2L-0.5 ?KVD?单位表面积产量 kg/mh GF?1000G熟料2单位截面积产量 t/mh GA?G熟料0.785D?2?0.5?KAD?L33?D?L?0.5?KFD? 3.5~4.2 146~175 式中:
Dφ、L—分别为窑的有效内径和长度,m; KV—窑的单位容积产量,t/m3d; KF—窑的单位面积产量,kg/m2h; KA—窑的单位截面积产量,t/m3h; G熟料—窑系统熟料小时产量,t/h。
5.4.3高海拔地区回转窑产量修正
海拔高度大于1000m后,气压及空气密度均会对窑产量有一定的影响。因高海拔地区,大气压力及空气密度均减小,通过窑内空气体积及废气量却增加,致使窑产量降低。为使窑系统产量不变,须加大设备规格,使系统风速回落到正常值。又因空气密度及重量减小,工艺系统阻力有所降低,若在高海拔地区建厂,要保持烧成系统达到原设计生产能力,则预热器、分解炉、篦冷机、 窑以及窑尾、窑头排风机风压风量均需进行相应的修正。 1.大气压力修正
海拔愈高,大气压愈低。空气参数应以当地气象部门提供的数据为准,如缺乏气象资料,可按下式进行换算。
PH?P0?1?0.02257H?式中:
5.526?1?0.02257H??1013255.526 (5–30)
P0—海平面大气压力,取101325Pa; H—当地海拔高度,km。 2.气体体积修正
VH?P0?V0 (5–31) PH式中:
VH—当地区的气体体积,Nm3/h; PH—H海拔高度大气压力,Pa;
V0—海平面气体体积,Nm3/h。 3.窑产量修正
对既定回转窑,在高海拔地区为维持正常的窑内风速,需降低设备标定的生产能力,理论上降低值为地区的气压比。
GH?K(式中:
GH、G0—分别为海拔高度H处和平原地区窑的产量,t/h; PH、P0—分别为海拔高度H处和平原地区的大气压,Pa; K—波动系数,K=1.0~1.1,一般取K=1.0。
PH)G0 (5–32) P05.4.4预分解窑耐火材料
1.耐火材料配置
熟料在回转窑中煅烧时,为保护窑筒体钢板不被烧坏,必须砌筑耐火材料。窑用耐火砖的成分和特性见表5–21。
表5–21 耐火砖的成分和特性
使用部位
Al2O3
2
化学成分(%)
FeO3
耐火度Seger锥
荷重耐火度ta(℃)
冷态破碎强度(N/mm)
2
显气孔率(%)
体积密度(t/m)
3
附注
耐
2.
窑尾进料端
26~29
2.5
28
1300
50
16
2.1
20~33
5
31
1300
25
25
2.0
火黏土砖 耐酸耐火黏土砖 耐火黏
预热带
33~40 —
2.5 —
32 —
1350 —
25 12
25 45
2.0 1.5
土砖 轻质耐火黏土砖
2.
分解带
40~42 50
5 2.0
33 35
1400 1500
25 50
25 19
2.0 2.3
耐火黏土砖 铝砖
放热带
MgO:65 70
9 1.5
镁
— 38
1600 1600
30 50
22 18
3.0 2.6
铬砖 高铝砖 白
(MgO+CaO)
烧成带
MgO 85 :96
0.8 9
— —
1700 1600
40 50
19 19
2.8 3.0
云石砖 镁铬砖
冷却带
50
2.0
35 1500 50 19 2.3
高铝砖 铝
窑口卸料端
50 SiC:60
2.0 —
35 37
1500 1500
50 50
19 22
2.3 2.3
砖 碳化硅转
回转窑最小耐火砖厚度,与窑筒体内径有关,应符合表5–22的要求。烧成系统各部位的耐火材料配置见表5–23。
表5–22 水泥回转窑耐火砖厚度 窑筒体内径(m) 耐火砖厚度(mm)
<3.5 ≥3.5<4 ≥4
>180 ≥200 ≥220
表5–23 耐火材料配置 部位名称 预热器 分解炉 三次风管 窑尾入口 分解带 过渡带 烧成带 冷却带 温度(℃) 600 880 600~800 1000~1200 1200~1450 1400~100 停留时长度(m) (min) <1.0 2 15 12 2 <1.0 2~3D 2~4D 5~8D 要求耐火材料名称 硅酸钙板,耐碱或高强浇注料,普通耐碱砖 抗剥落高铝砖 耐碱浇注料,高强耐碱砖,硅酸钙板 高强浇注料,抗剥落高铝砖,特种高铝砖 耐碱隔热砖,抗剥落高铝砖,普通镁铬砖 碱性砖(尖晶石砖),抗剥落高铝砖,特种高铝砖 碱性砖,白云石砖,镁铬砖,方镁石结合砖 10 碱性砖,白云石砖,抗剥落高铝砖 窑头出口 窑门罩 篦冷机 喷煤管 <0.8 刚玉质浇注料,抗剥落高铝砖 硅酸钙板,抗剥落高铝砖,高铝质浇筑料 硅酸钙板,高强隔热砖,抗剥落高铝砖 碳化硅复合砖,黏土砖,耐碱浇筑料 高铝质浇筑料,钢纤维增强浇筑料 刚玉质浇筑料 当窑内耐火砖衬变薄或脱落时窑筒体就会变红或过热,表明窑内部耐火衬已损坏,很容易使筒体钢板弯曲,造成整个窑筒体更换。当筒体一开始出现红斑时,应立即停窑更换窑衬。通常回转窑烧成带耐火砖一般需要在两个月到一年内检修更换。
2.耐火砖配砖计算
为了适应大型窑的发展,国内外对砖型设计给予了充分的重视。原来联邦德国中型窑使用的碱性砖、高铝砖及黏土砖是按全德水泥工业协会(VDZ)规定的砖型制作,砖型较小(砖型尺寸见表5–24)。如果直径6m的大窑选用型号为B622的砖(砖厚220mm,大头宽74mm,小头宽69mm),在间缝钢板厚1~2mm时,每圈用砖要多达250块之多,不但砌砖效率低,并且由于没有明显的标记,大头容
?易砌错,发生掉砖事故。因此为了适应大型窑发展的需要而产生了砖型的设计,
3其大头宽度统一规定为103mm,其砖型尺寸见表5–25。这种砖型的622型砖,
?厚度220mm,小头宽95.5mm,用于直径6m的大型窑上,每圈用量180块即够。3型砖的小头有明显的凹口标记,对正确砌砖和砌后检查都十分方便,有效地防止了砌错现象。这种砖型,大头宽度统一选定为103mm,也是为了便于计算耐火砖
?的用量。因为103mm相当于1003减去1.7mm的砖缝宽度,故实际应用中每一
3圈的耐火砖块数可以用30D即30乘以窑直径的米数计算。但是随着新型干法水泥都朝着大型化发展,以前的那种一种窑型一种砖型的配砖方法已经不多了,取而代之的是采用两种不同的砖型,一种曲率半径大于回转窑的曲率半径,一种曲率半径小于回转窑的曲率半径。这种配砖方法合理,调整方便,根据窑型大小,选择不同的两种砖型搭配砌筑。 ?计算理论模型的建立:
设窑筒体内径为ΦD,砌筑耐火砖后,窑有效内径为φd,耐火砖的高度为h。假设由Ⅰ型和Ⅱ型两种耐火砖搭配砌筑,Ⅰ型砖碶形面的大头宽度尺寸为a1,小头宽度尺寸为b1;Ⅱ型砖碶形面的大头宽度尺寸为a2,小头宽度尺寸为b2,高度均为h,见图5-18。
图5-18 砖型尺寸局部示意 设Ⅰ型与Ⅱ型砖的搭配比例为x:y,为了建立数学模型,作如下近似处理: ①两种砖碶形面的大头宽度尺寸之和与窑筒体内径的周长相等;
②两种砖碶形面的小头宽度尺寸之和与砌砖后窑筒体有效内径的周长相等。 有了上面的假设,我们可以建立如下方程组:
?a1?x?a2?y??D (5–33) ??b1?x?b2?y??d由以上方程组求得:
x?(D?b2?d?a2)? (5–34)
a1?b2?a2?b1(D?b1?d?a1)? (5–35)
a2?b1?a1?b2y?其中:d?D?2h ?用Excel计算配砖实例:
以5000t/d窑,内径φ4800mm,配B622和B322砖为例,两种砖型尺寸表5–24。
具体方法如下:
打开一个空白的Excel电子表格,按表1填写两种耐火砖尺寸数据,如图5-19所示。
图5-19 Excel文档数据录入
数据输入完毕,在C6单元格中输入:“=B6-2*$D$2”,D6单元格中输入:“=3.14*(B6*$C$3-C6*$B$3)/($B$2*$C$3-$B$3*$C$2)”,E6单元格中输入:“=3.14*(B6*$C$2-C6*$B$2)/($B$3*$C$2-$C$3*$B$2)”,即显示图~~~所示计算结果,也就是B622:B322两种砖配比为126:75。
如果想求2500t/d窑型配砖,该窑型筒体内径为φ4000mm,仍采用以上两种