專利名稱：立窯增產(chǎn)節(jié)能治理新工藝及高產(chǎn)立窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水泥熟料的煅燒工藝及其設(shè)備立窯。
長期以來，我國有相當(dāng)一部分立窯不達(dá)產(chǎn)，致使水泥磨開工率不足，嚴(yán)重地影響了地方水泥企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)明人通過運(yùn)用系統(tǒng)工程原理對(duì)立窯生產(chǎn)全過程中所存在的主要矛盾-“風(fēng)、熱、壓、動(dòng)”四差現(xiàn)象加以分析研究后，認(rèn)為造成立窯產(chǎn)量不高的主要原因有以下三種1、由于受傳統(tǒng)理論的束縛，立窯上部幾何結(jié)構(gòu)往往是擴(kuò)大角過大(一般在15°～20°)，雖在主觀上想達(dá)到抑制邊風(fēng)，加強(qiáng)中部通風(fēng)的目的，實(shí)際上邊風(fēng)有所抑制，中部料層由于受正、側(cè)雙重壓力作用透氣性能變差，反而惡化了中部通風(fēng)，造成二肋風(fēng)盛，吡火、偏火、底火層在二肋處斷裂、卡、架窯等不良窯況時(shí)有發(fā)生，影響了立窯的正常煅燒及操作工的安全;另一方面，目前大多數(shù)立窯的保溫效果不理想，邊中溫溫度場差距較大，由武工大研制開發(fā)的立窯等溫煅燒技術(shù)曾一度得到推廣。該辦法基于在立窯燒成冊耐火磚外圍安裝電加熱元件，利用電熱補(bǔ)償立窯邊溫之不足，但該法不太適合我國國情，其一我國電力不足;其二電熱元件長期在密閉狀態(tài)下工作，由于質(zhì)量原因，容易燒斷，面且維修起來很不方便。
2、傳統(tǒng)的加料方法為壓二肋，留邊部，淺中間，使得中部料層較厚，透氣性能差，同樣也會(huì)造成中部通風(fēng)不良，偏火、卡、架窯等不良狀況。
3、將生料煅燒成熟料，需要提供足夠的熱量，以達(dá)到發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)完全，形成熟料足夠礦物的目的。若配熱不足，化學(xué)反應(yīng)不充分，熟料中不能形成足夠的礦物，熟料質(zhì)量低;當(dāng)配熱過剩時(shí)，由于入窯量不能滿足煤完全燃燒所需要的空氣量，立窯中嚴(yán)重缺氧，煤不能完全燃燒，產(chǎn)生較高的一氧化碳，由于立窯中一氧化碳影響還原氧氣嚴(yán)重，產(chǎn)生低熔液相，在上部物料垂直壓力及側(cè)壓力作用下，中部物料結(jié)成大塊，影響通風(fēng)，反而降低了立窯熟料之質(zhì)量，目前，我國有相當(dāng)多的水泥工藝人員，習(xí)慣用加大配煤量來提高室溫，其結(jié)果不僅不能提高，而且熟料產(chǎn)量下降，質(zhì)量也不穩(wěn)定，又浪費(fèi)了燃料。
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種立窯增產(chǎn)節(jié)能新工藝，并提供一種高產(chǎn)立窯，旨在投入改造費(fèi)用極低的情況下，達(dá)到增產(chǎn)、節(jié)能顯著的目的。
本發(fā)明的具體方案是1、在工藝上，改變傳統(tǒng)的加料方法，采取壓邊部、蓋二肋外沿、淺中間的深鍋底形，以保邊溫，促中火，一方面中心部位不加料，同時(shí)由于料加在二肋外沿，料球不容易滾到中部去，讓中部料層保持疏松，提高其透氣性能，有利于改善中部通風(fēng)，從而提高了燃燒速度;另一方面，建立生料配熱的數(shù)學(xué)模型，合理配熱，嚴(yán)禁配熱超算，防止配熱過剩，從而達(dá)到提高產(chǎn)量、質(zhì)量、節(jié)約能源的目的，具體按以下經(jīng)驗(yàn)公式配熱
a、全黑生料法、機(jī)立窯、簡易機(jī)立窯q＝2090+81Vr±20b、煤料分別粉磨法，機(jī)立窯、簡易機(jī)立窯q＝2010+81Vr±20c、白生料法、機(jī)立窯、簡易機(jī)立窯q＝1925+81Vr±20d、半機(jī)械化、人工立窯生料配熱在上述基礎(chǔ)上再增加335～420仟焦/千克生料。
上式中q-配熱量，單位仟焦/千克生料Vr-煤的無水無灰基揮發(fā)分(%)2、改進(jìn)立窯、設(shè)計(jì)高產(chǎn)立窯主要措施有a、縮小立窯上部喇叭口的擴(kuò)大角α并按以下方法確定α角Ⅰ、全黑生料法粘土中Al2O3% α°12-14 0.1Al2O3-215-16 0.1Al2O3-317-18 0.1Al2O3-4Ⅱ、煤料分別粉磨法粘土中Al2O3% α°12-14 0.1Al2O3-115-16 0.1Al2O3-2
17-18 0.1Al2O3-3Ⅲ、白生料法粘土中Al2O3% α°12-14 0.1Al2O315-16 0.1Al2O3-117-18 0.1Al2O3-2采用上述技術(shù)，表面上看來確實(shí)加大了邊風(fēng)，但由于降低了中部料層側(cè)壓力，卻改善了中部料層的透氣性能，在加料方面相應(yīng)采取了措施后便抑制了邊風(fēng)，改善了中部通風(fēng)，全窯流體阻力下降，全窯通風(fēng)得到改善，窯面上火快，使風(fēng)差、壓差現(xiàn)象明顯緩解，基本上消除了偏火、卡、架窯等不正常窯況，提高了工人的安全程度。
b、在立窯上部外壁增加復(fù)合硅酸鹽保溫隔熱材料的保溫層，減少邊中溫的溫場差，從而有利于提高熟料煅燒的產(chǎn)量質(zhì)量。而且這種保溫結(jié)構(gòu)的使用壽命較長，一般不會(huì)脫落，且具有再生性能，可以重復(fù)使用。
保溫層的高度h＝ ((H-h′))/2式中H-立窯筒體高度(m) h′-喇叭口高度(m)本發(fā)明由于采取上述措施，立窯的產(chǎn)量可提高20～40%，節(jié)能10～20%左右，而且產(chǎn)品的質(zhì)量也得到明顯的提高，從上述方案看，本發(fā)明的改進(jìn)投資費(fèi)用也是極低的，實(shí)踐證明其投入與收益比為1∶40。
以下結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步的說明附圖
是本發(fā)明立窯筒體的結(jié)構(gòu)圖;
實(shí)施例一某水泥廠，Φ1.5×7m人工立窯一臺(tái)，筒體1總高H7米，配D36×6080/2000羅茨風(fēng)機(jī)壹臺(tái)，全黑生料生產(chǎn)法，簡易機(jī)立窯，實(shí)施本發(fā)明，將原立窯喇叭口2的擴(kuò)大角12°，改為10°，喇叭口2的高度h′取1400mm，上部外壁增加30mm厚的復(fù)合硅酸鹽保溫隔熱材料(導(dǎo)熱系數(shù)λ＜0.035w/m·n°C，使用溫度-20～+800℃)形成外保溫層3，其高度h取2800mm。采取本發(fā)明的加料方法壓邊部、蓋二肋外沿，淺中間的深鍋底形，以保邊溫、促中火。在本例中的生料配熱量q為2800-2888仟焦/千克生料。實(shí)施本發(fā)明后該廠立窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量由1.5t/h上升到2t/h，提高產(chǎn)量33%，熟料質(zhì)量由平均標(biāo)號(hào)480fcao4%提高到平均標(biāo)號(hào)520fcao3.5%，煤耗相應(yīng)降低了16%。
實(shí)施例2某水泥廠，Φ2×8m塔式機(jī)立窯1臺(tái)，立窯筒體1總高度H為8m，配9-19NO8D-3高壓離心鼓風(fēng)機(jī)一臺(tái)，白生料法，原立窯擴(kuò)大角α為18°，喇叭口2高度h′1300mm，臺(tái)吋產(chǎn)量3t/h，熟料平均標(biāo)號(hào)525fcao3.5%，標(biāo)準(zhǔn)煤耗165kg/t。實(shí)施本發(fā)明立窯喇叭口擴(kuò)大角α取15°，喇叭口高度取1600mm，外加30mm的復(fù)合硅酸鹽外保溫層3，其高度h為3200mm;采用壓邊部蓋二肋外沿，淺中間的加料方法，配熱量為2300～2400仟焦/千克生料，實(shí)施本發(fā)明后，該立窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為5t/h，提高40%，熟料平均標(biāo)號(hào)為550fcao3.25%，煤耗為135kg/t，降低321%。
權(quán)利要求
1.煅燒水泥熟料的立窯增產(chǎn)節(jié)能治理新工藝，主要包括有配料，加料及配熱，其特征在于a、改變傳統(tǒng)的加料方法，采用壓邊部、蓋二肋外沿，淺中間的深鍋底形加料法以保邊溫，促中火；b、配料入高產(chǎn)立窯，建立生料配熱的數(shù)學(xué)模型，按如下公式配熱(1)全黑生料法、機(jī)立窯、簡易機(jī)立窯q=2090+81Vr±20(2)煤料分別粉磨法，機(jī)立窯，簡易機(jī)立窯q=2010+81Vr±20(3)白生料法，機(jī)立窯，簡易機(jī)立窯q=1925+81Vr±20(4)半機(jī)械化、人工立窯生料配熱在上述基礎(chǔ)上再增加335-420仟焦/千克生料，式中q--配熱量，單位仟焦/千克生料，Vr--煤的無水無灰基揮發(fā)份(%)。
2.用于權(quán)利要求1所述工藝的高產(chǎn)立窯，由立窯筒體，窯罩、煙囪及加料卸料裝置組成，其特征在于a、在筒體的上部外壁加設(shè)復(fù)合硅酸鹽保溫隔熱材料制成的外保溫層，外保溫層的高度h＝ ((H-h′))/2 ±0.3(m)式中H-立窯筒體高度 h′-喇叭口高度b、窯體上部喇叭口的擴(kuò)大角α按以下方法確定Ⅰ、全黑生料法粘土中Al2O3% α°12-14 0.1Al2O3-215-16 0.1Al2O3-317-18 0.1Al2O3-4Ⅱ、煤料分別粉磨法粘土中Al2O3% α°12-14 0.1Al2O3-115-16 0.1Al2O3-217-18 0.1Al2O3-3Ⅲ、白生料法粘土中Al2O3% α°12-14 0.1Al2O315-16 0.1Al2O3-117-18 0.1Al2O3-全文摘要
本發(fā)明提供了一種立窯增產(chǎn)的新工藝及高產(chǎn)立窯的改進(jìn)方案，主要是在加料時(shí)采用壓邊部、蓋二肋外沿，淺中間的方法以保邊溫，促中火，同時(shí)建立生料配熱的數(shù)學(xué)模型；對(duì)立窯采取縮小擴(kuò)大角、提供經(jīng)驗(yàn)方法增加外保溫層的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。本發(fā)明增產(chǎn)節(jié)能效果顯著(可達(dá)20～40％)，投入改造費(fèi)用極低，為我國水泥行業(yè)改變能耗高、質(zhì)量次、效益差的局面提供了一條捷徑。
文檔編號(hào)F27B1/00GK1074425SQ9210033
公開日1993年7月21日 申請(qǐng)日期1992年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月14日
發(fā)明者鄒俊甫 申請(qǐng)人:鄒俊甫