CN1017082B - 新型机立窑 - Google Patents

Abstract

一种以风冷、正压密封液压摆动的水泥煅烧机立窑，其特征是具有整圆破碎鄂齿和特殊塔齿的塔篦，具有筒式热交换器的窑体冷却带，具有采用磷酸盐和硅铝纤维做内衬的窑体煅烧带，具有料球预热室，除尘装置和收尘室的中立单烟囱，具有喷射装置和由窑顶悬吊中空柱体注风的送风系统，以及负压锁封自重卸料系统。这些特点，使结构简化，加强中风，强化煅烧和冷却，以快烧、快冷、快卸的方式进行水泥煅烧，节能、高产、成本低、投资少，回收物料，改善环境。

Description

本发明为一种煅烧水泥熟料新型机立窑。

现有机立窑，用于水泥熟料煅烧时，通常把生料与煤粉按比例混合，经成球设备成球后，进入布料装置，经溜子，撒入窑内，经热气流加热，进行预热分解后，在窑体煅烧带煅烧成熟料。熟料通过窑体的冷却带，经卸料装置和出料装置，由输送设备送到熟料库。

从生料球入窑到烧成熟料之前，窑内物料不仅要经过预热、分解、煅烧、冷却四个阶段，而且要求物料在煅烧过程中供给充足的空气，因此风机不断地通过窑底锥形漏头两侧的进风口向窑内送风;同时在窑顶上部窑罩上，设双烟囱，排除废气。

这种以机械传动、布料、卸料以及送排风系统等几部分组成的定型机立窑。由于设计构造上的种种原因，致使传动效率低，窑房和基础受力复杂，窑断面通风不均、不良，漏风严重，化学燃烧不全，热效率低，易结大块，粉尘污染和物料飞失严重，耗能大，用材多、难以稳定优质高产。

本发明的目的是提出一种简化结构，用料省、造价低、能源小，净烟收尘、快烧、快冷、快卸，确保优质高产的新型机立窑。

本发明是在以液压驱动机立窑即液压摆动、往复旋转、双缸工作，驱动装置直接由窑体座圈支承、窑体座圈通过滚珠支承圈与塔篦相连，摆动缸直接作用在与塔篦相连的滚珠支承圈上，因此改变了传统机立窑例如立轴驱动机立窑的受力状况，从而降低了对基础和窑房的要求，以及卸料系统主部-塔篦不偏心，圆锥体形，具竖直风眼、塔齿、中心风管，可以整体拆卸维修和在窑体设中心柱体的基础上，提出的一种新型机立窑。

本发明的新型机立窑液压摆动，往复旋转采用防粉尘、节约润滑的风冷、正压密封;窑体座圈通过预留空隙的上下滚珠支承圈与塔篦相连滚珠间装有特殊保持圈，可以支承轴向或径向力，使支承结构简单，作为卸料系统主部的塔篦，有集中分部在 塔篦中部的竖直风眼，整圈破碎齿，以及在塔篦锥形体上水平伸出一定长度由五个三角形斜面和狭长矩形构成外廓的塔齿，使塔篦不仅减小破碎阻力，加速熟料破碎，同时能将熟料搅动破碎后压向窑壁波纹板和鄂口，强制不再单纯依靠熟料自重下料;窑体冷却带是筒式热交换器，双筒体，内外筒体构成一空腔，其内装有螺旋导风板，第三辅风也由筒式热交换器上部，通过可调进风装置，进入窑内。由于筒式热交换器内外温差大，热交换效率高，不仅能强化熟料冷却，同时也能提高主风风温;在窑顶顶部悬吊内部通风的柱体，直接伸入冷却带扩大部分，柱体心管用耐热钢制成，柱体外缘镶砌耐热耐磨材料的环形砌块，中间充填硅酸铝纤维，从结构及大小上适应疏松料柱、加强中风和熟料冷却;中立单烟囱，其结构下部为料球预热室，依次为除尘装置、收尘室，机械排风的烟囱，烟筒上罩反锥体顶帽;料球预热室，装有内外挡边环形螺旋预热器，使料球有较长的路程和时间从烟气中，烟囱筒体、螺旋叶上，通过多种形式吸收废热，使料球呈半干或干的状态带有较高的温室入窑，让燃烧热充分用于分解煅烧。同时干或半干料球相对湿料球有较大的孔隙率和较小的粘滞系数，使通风阻力减小，气流循环加速，因而可提高煅烧速度，减少料球爆破率，降低能耗;中立单烟囱中部设环形收尘室和除尘装置，它使带尘烟气由锥形导流管进入高速旋转除尘叶轮，再导向挡尘板的除尘装置。由于离心和惰性的作用，粉尘与烟气在收尘室分离，经输送装置送到预设地址（储存或使用），于是烟气中大量物料被回收再用，既降低成本又改善环境。

送风系统由主风道和辅风道组成，主风道使主风道通过筒式热交换器、弧形及小角度V型风管进入由筋板保持同心的双层直通式的直接伸入窑体挡风板以上的竖直管。竖直管其外筒壁两侧斜接缩口进风管，并在沿该进风管轴线方向上对应该进风管口的内筒壁，开设适当大小孔眼。然后进入塔篦风室，再进入窑内。这种喷射装置，通过高风速和特定的流向，带动双层竖直管下部的空气前进，使竖直管下端形成负压区，向内吸风，因而可以降低现有机立窑料封管高度，进而不用γ射线监控系统，达到熟料由料封管负压锁风，自重卸料。由于竖直风管竖直进入塔篦的风室，不经过锥形漏斗的熟料室，其方向又与塔篦的中心风管和塔篦的竖直风眼方向一致，通风阻力减小，使100℃左右的主风能较快地送到较高的立窑中心。由于立窑高径比小，加之塔篦的中心风管升高，上面又有中心吊柱，以及冷却带内径的扩大，使立窑中心带不仅料层疏松，不结大块，而且料层高度小，因此主风很容易通过冷却带中心部分的熟料层，加强此部熟料冷却，自身风温也迅速提高，并给煅烧带中部供给足够的空气，使燃烧完全，反应加快。

送风系统的第一辅风，从窑体下部经密封罩等进入窑内，起冷却密封的作用;第二辅风经窑顶的中心柱体，向下进入窑内，其作用是加强中风，冷却柱体和立窑中部熟料层。第三辅风由筒式热交换器上部，通过其可调进风装置进入窑内，主要起控制偏火，监测窑温，并使熟料从1250℃快速冷却到1150℃的作用。本发明的这种送风系统使风机送风量得到合理利用，改善立窑通风状况，使窑断面风速相近，风量分布均匀，燃烧完全，由于主风带入大量的热，提高了燃烧温度，反应加速，形成更多的C₃S，同时强化冷却，控制C₃S高温时的分解和向β-C₂S的晶型改变，从而确保质量。

此外本新型机立窑的布料系统由液压操纵连杆和绞链，制控布料溜子动作，使料球均匀撒布窑面上。

本发明的新型机立窑实施方案如图1所示。

按照实施方案，它由粗短型窑体，传动装置，布料、卸料装置，烟囱，送风系统等组成。驱动机构液压摆动缸（1）支承在座圈（2）上，窑体座圈（2）支承在三根桩柱（3）上，塔篦（4）由滚珠（5）支承，滚球（5）安装在上下滚珠支承圈（6）与（7）上，下支承圈（7）与窑体座圈（2）相连，上支承圈（6）与塔篦（4）相连，塔篦下端装挡风板（8），塔篦（4）顶端榫接中心风管（9），窑体（10）的冷却带为锥柱结构双筒体热交换器（11），冷却带上部为用高效耐火材料做内衬的煅烧带（12），窑顶悬吊内部通风的中心柱体（13），整个窑体（10）放在座圈（2）上，中立单烟囱（14），内装机械排风装置（15），中立单烟囱设有环形收尘室（16）和除尘装置（17），中立单烟筒上是反锥体顶帽（18），窑罩上部设有料球预热室（19），布料溜子（20）由液压操作连杆（21）和绞链（22）制控升降。送风系统由主进风道（23）、第一辅风道（24），第二辅风道（25）、 第三辅风道（26）组成。

本发明的新型机立窑实施例

粗短窑型L∶D＝2.8～3.5，变径窑体，锥体过渡，煅烧带与冷却带直径差100～200m/m。

驱动机构，液压摆动缸双缸工作，推拉作功，支承在窑体座圈上，窑体座圈支承在三根水泥柱上，塔篦由钢珠支承，钢珠安装在将窑体与塔篦连成一体的预留空间的上下滚道的钢珠支承圈上，支承来自轴向，径向压力。

塔篦如剖视图2所示。图2中不偏心、小锥角（＜80°）整体塔篦（1）下部是整圈破碎鄂齿（2），锥体上有长形竖直风眼（3）和中心风管（4）以及特殊塔齿（5），特殊塔齿（5）如图3三视图所示。图3所示塔齿在塔篦锥体（1）上水平伸出一定长度，由五个三角形斜面（2）和一狭长矩形（3）构成。塔篦下端挡风板为圆锥形，塔篦顶端榫接可拆卸中心风管，中心风管是中空柱体结构，顶部设有竖直风眼和锥状破碎齿，柱体上设有条形破碎齿和多排与中心线呈30°的风眼，下部为圆柱定位，螺栓榫形联结。

窑体冷却带-热交换器为锥柱体结构双筒体，内筒体上部用锅炉钢板做成锥体，下部呈圆柱体，其内侧装有波纹护板，外筒体为圆柱形，上部设有可测温和清理的锥阀结构的可调进风装置和进风管，以及温度测试孔，下部有出风管。冷却带内外筒体构成一环形空腔，其内装有螺旋导风板、环形翅片、波形膨胀节。窑体煅烧带筒体加大，由磷酸盐水泥装成的砌块和硅酸铝纤维并充填低导电系数的隔热材料（如珍珠岩或膨胀至石）构成。窑顶悬吊的中心柱体，其结构为中空圆柱体，其外缘镶砌模具制作的磷酸盐水泥环形砌块，上部用楔形紧锁装置与三脚架相连。

中立单烟囱与窑体同轴，机械排风装置为轴流叶片。烟气由锥形导流管进入高速旋转除尘叶轮。流向具有与水平面垂直并与圆心射线成定角挡风板的除尘装置。收尘室外部呈圆筒体;内部呈锥体，均布8个人字形，一侧与圆筒体内部，一侧与圆锥体外部相连的板状体所构成的三面倾斜，一面竖直的空腔和扇形孔，有相应数目的斜管与输送装置相连。轴流叶片与除尘叶轮同轴，直接固定在除尘叶轮转轴上端。

料球预热室外壳是烟筒的一个组成部分，其内装有内外挡边的环形螺旋，通过数块轴向扁钢板，径向筋板与中心管轴相连，环形螺旋上接受料锥斗，下通布料槽。中立单烟囱顶帽为反锥体。

送风系统主风由主进风管从冷却带筒体上部经热交换器流向筒体下部，进入弧形风管和塔篦下部小角度V型风管到达喷射装置，即由筋板保持同心的双层直通式，其外筒壁两侧斜接缩口的进风管和沿该进风管轴向方向在内筒壁上开设适当大小孔眼，直插窑体挡风板以上的竖直风管，竖直送进塔篦风室。弧形风管上与窑体下部出风管相连，按一定的半径和角度圆滑地与V型风管相连，V型风管出口端为变径管连在喷射竖直管上。从总分管分流的第一辅风，从窑体下部经密封罩等进入窑内;由主风管分流的第二辅风，经窑顶的中心柱体进入窑内，第三辅风，由筒式热交换器上部，通过可调进风装置进入窑内，卸料装置采用负压锁风自重卸料，布料溜子由液压操作连杆与绞链，制控溜子动作。

由于本发明的新型机立窑采用了粗短窑型，中立单烟囱，机械排风，半干料球入窑，竖直送风和竖直风眼的进风系统，升高了中心风管，增设中心吊柱等措施，加强中风，减小通风阻力，使风量在立窑断面分布均匀，气流循环加速，煅烧带温度高升温快，燃烧完全，降低料球破碎率，利于熟料烧成，实现快烧。同时，采用料球预热干燥室，筒式热交换器，从烟气和熟料中回收废热，使料球部分脱水温度升度，带入一定物理热入窑，主风通过热交换器具一定温度，增加煅烧带热收入，煅烧带又加强了保温隔热措施，减少了热的传导散发，加上负压锁风，减少漏风损失，供氧充分，使燃料发出的热量，得到有效利用，因而不仅可以降低煤耗，而且还可减少风机电耗。尤其筒式热交换器、特殊的风眼布置，中心风管的升高，高腰风和中心吊柱的设置，强化了熟料在不同阶段的急冷，特殊的塔齿结构，提高了破碎和卸料能力，从而保证了水泥熟料快烧、快冷、快卸的工艺要求，实现水泥熟料煅烧的优质高产。不仅如此，本发明的新型机立窑还采用了先进的液压传动，高效的物料回收和收坐系统，因此不仅提高了传动效率，简化结构，节约钢材，降低造价，减少投资，降低水泥生产成本，也改善了环境。

Claims (7)

1、一种具有立式窑体、安装在窑体顶部的传动布料装置和排烟烟囱，安装在窑体底部包括铸有整圈破碎塔齿和中心及侧面通风口的塔篦，由窑体顶部下伸的通风的中心吊柱，支承窑体塔篦包括上圈、下圈及中间钢珠轴承的支承圈，使轴承旋转的液压传动系统及送风系统组成的机立窑，其特征在于在塔篦上铸有的并在塔篦锥体上水平的破碎鄂齿是由五个三角形斜面和一狭长的矩形构成；塔篦下部设挡风板，塔篦上部榫接可拆卸的中心风管，窑体冷却带是双筒体，内外筒体构成一空腔，其内装有螺旋导风板构成筒式热交换器；烟囱内设有环形收尘室和除尘装置，烟筒端部为反锥体顶帽，烟囱还包括料球预热室，其内设环形螺旋预热器；送风系统包括主风道和三条辅风道，主风道是主风从冷却带上部经筒式热交换器流向筒体下部，然后通过喷射装置进入窑内，第一辅风是从塔篦风眼或鄂口进入窑内，第二辅风是从中心柱体进入窑内，第三辅风是从筒式热交换器上部进入窑内。

2、按照权利要求1所述的机立窑，其特征是环形除尘室中立与窑体同轴，并由锥形导流管，高速旋转除尘叶轮，具有与水平面垂直并与圆心射线成定角挡尘板的锥形除尘装置构成。

3、按照权利要求1所述的机立窑，其特征是环形除尘室外部呈圆筒体，内部是锥体，均布数个一侧与圆筒体内部、另一侧与圆锥体外部相连的人字形板状体，板状体与筒体及锥体构成了三面倾斜，一面竖直的空腔和扇形孔，由相应数目的斜管和输送管相连。

4、按照权利要求1所述的机立窑，其特征在于筒式热交换器装有可调进风同时可测温和清理的锥阀。

5、按照权利要求1所述的机立窑，其特征在于中心吊柱由耐热钢制成的柱体心管和外缘镶砌耐热耐磨材料的环形砌块的柱体组成，用方便拆卸的锁紧装置与三脚支架连接。

6、按照权利要求1所述的机立窑，其特征是喷射装置为双层竖直管，由筋板保持同心，在外筒壁两侧斜接缩口的进风管，且沿该进风管轴线在内筒壁上开一适量大小的风眼，外筒直接伸入塔篦挡风板以上，内外筒管是直通式。

7、按照权利要求1所述的机立窑，其特征是中心风管为中空柱体结构，顶部设有竖直风眼和锥状破碎齿，柱体上设有条形破碎齿和多排与中心线呈30°的风眼，下部为圆锥定位，螺栓榫形联结。

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