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迴轉爐

鎖定
迴轉爐是一種煅燒焙燒或乾燥粒狀及粉狀物料的熱工設備。
迴轉爐作為一種常規窯型已存在了上百年,但都為大型或超大型,主要應用於粉料或礦物材料的初級粗加工,例如在水泥熟料的燒成、煅燒;高嶺土製備鈦白粉,稀土行業的加工等。雖然產量很大,但均存在温差較大,温度控制精度低,無法密封和實現精確的氣氛控制等缺點。 [1] 
中文名
迴轉爐
外文名
rotary furnace/rotary kiln
分    類
熱工設備
運    用
水泥工業中煅燒水泥熟料

迴轉爐設備簡介

迴轉爐可正轉、反轉,有快速、慢速驅動裝置 [2] 
正反轉各有一極限位置:
迴轉爐設備示意圖 迴轉爐設備示意圖
正轉極限位置為倒渣位置,反轉極限位置為銅水澆鑄完位置。為了操作方便,還設置有氧化、還原位置、保温位置、進料位置等。
當爐進料、倒渣、氧化還原時,採用快速驅動;當進行澆鑄時,採用慢速驅動。同時,為避免迴轉爐當處於非保温位置時突然停電而引起事故,還設置了事故驅動馬達以保證迴轉爐安全迴轉到保温位置。
迴轉爐爐體為一長的鋼質圓筒,內襯以耐火材料,爐體支承在數對託輪上,並具有3%~6%的傾斜度。爐體通過齒輪電動機帶動緩慢旋轉。物料由較高的尾端加入,由較低的爐頭端卸出。爐頭端噴入燃料(煤粉重油氣體燃料),在爐內燃燒,煙氣由較高一端排出(物料與煙氣逆流)。
它主要用於水泥工業中煅燒水泥熟料,也用於耐火材料及陶瓷工業煅燒粒狀及粉狀物料和在上述工業中乾燥各種原料。在化學工業中廣泛用於乾燥、脱水以及焙燒物料。

迴轉爐迴轉爐精煉工藝

來自轉爐的第一批粗銅水首先加入第一台迴轉爐,加完第一批料後,電機驅動爐體旋轉,從兩個氧化還原口通壓縮空氣入熔體進行氧化,壓縮空氣壓力為0.2~0.4MPa。
迴轉爐 迴轉爐
氧化完後將氧化還原口轉至銅液麪上停止鼓風,保温等待第二次加料。第二次料加入後,進行第二次氧化,直至氧化終點。然後,旋轉爐體將渣從爐口倒出。
倒完渣後,爐體旋轉至原氧化位置,但這次通入的不是壓縮空氣,而是作還原的液化石油氣(或重油、氨等)。還原完後,爐體旋轉使銅水從澆灌口連續均勻放出,通過溜槽進入澆鑄機進行澆鑄。澆鑄完後,爐體繼續保温,等待轉爐第五批料的加入。
第三批、第四批料在第一台迴轉爐進行還原或澆鑄時,已加入了第二台迴轉爐。至此,迴轉爐完成了一個作業循環。

迴轉爐設備特點

迴轉爐小型迴轉爐

(1)可滿足各種温度曲線的工藝要求,實現了同一迴轉爐生產多種工藝甚至完全不同工藝的產品 [1] 
(2)加熱效率高。由於物料隨着迴轉爐的運動增大了物料的受熱面積,增強了熱傳導和熱輻射的作用,縮短了物料的燒成周期;而且,爐體保温材料採用了纖維輕質材料圓形結構,升温快,蓄熱低,熱損失大大減少,熱能被充分利用。
(3)優良的氣密性。由於採用特殊的密封結構,可密封性達到爐內壓力
0.5 kPa。
(4)氣氛性能好。由於氣密性的提高,爐內空間既能保持氧化氣氛(空氣中)和中性氣氛(氮或二氧化碳等),還能通人還原性氣體。
(5)完善的自動化控制。設備整體採用標準化的PID智能控制系統,保證了系統的可操作性、可靠性和先進性,加熱系統可根據各種工藝要求設置不同的燒成升温曲線。
(6)小型迴轉爐產量較小,只能適應於產品的實驗和初級合成階段,不能滿足大批量的生產。

迴轉爐大型迴轉爐

(1)物料品質均勻。物料在爐內的運動狀態為動態的竄動和翻轉,受熱均勻,確保了物料的充分反應。
(2)最高物料加熱温度可高達1 400℃ 。
(3)排放廢氣無須任何脱硫除塵設施即可完全達到國家環保標準。
(4)大型迴轉爐因產品燒成量大,適應於產品的中級或成品最終燒成階段,能滿足大批量的生產,可帶來
迴轉爐 迴轉爐
較大的經濟效益。
(5)完善的自動化控制。設備整體採用標準化的反饋PID智能控制系統,保證了系統的可操作性、可靠性和先進性,加熱系統可根據各種工藝要求設置不同的加熱曲線。

迴轉爐發展現狀

目前回轉爐由於設計技術和設備先進,電腦控制軟件的靈敏,物料的燒成優品率、能耗及生產效率都發生了很大的變化。
尤其是近10年的變化更為引人矚目。與世界其他國家一樣,迴轉爐的研發工作也受到了我國政府的高度重視。“十一五”期間,國家從維護我國能源安全、改善提高新型設備的工業競爭力,實現我國工業設備的跨越式發展的戰略高度考慮,設立了“新型節能高效迴轉爐重大科技專項”,通過組織企業、高校、科研院所等方面的力量進行聯合攻關。經過20多家企業、高校、科研院所100多名技術骨幹的努力,現已取得了階段性的成果。
新型迴轉爐的開發成功,基本解決了煅燒或合成高精度物料所面臨的問題。通過比較各種迴轉爐的典型性能,可以看出新型迴轉爐具有節能、高效和燒成產品品質高的優點;但也存在着成本高、使用壽命短、加熱不均勻等問題。 [3] 
迴轉爐 迴轉爐
目前我國小型迴轉爐爐齡僅為1 000~2 000爐,中型迴轉爐爐齡僅為3 000~4 000爐。迴轉爐各項性能低已成為制約我國迴轉爐發揮能力、降低成本的“瓶頸”。
5年來我國結合國情開發出了下列迴轉爐的應用和檢測技術:
(1)具有增壓、調峯及防泄漏功能的氮氣供應、檢測及檢測控制設備;
(2)適用於耐高温、高腐蝕性的調質、改質等各種新型材料(部分進口);
(3)適用高密封性的改質工藝,多采用機械式密封方式,選用柔性石墨為密封材料;
(4)採用高智能化的控制方式和方便的維護技術;
(5)結合新型技術的優先採用,提高了迴轉爐的終點温度及最終產品合格率的工藝優化。
參考資料
  • 1.    ]楊倩[1].我國迴轉爐技術現狀及特點.陶瓷,2010,(2);44-46
  • 2.    《有色金屬提取冶金手冊》編輯委員會.有色金屬提取冶金手冊·銅鎳.北京: 冶金工業出版社,2000:第379-380頁
  • 3.    白月琴,智建國,劉平.優化轉爐冶煉工藝研究.包鋼科技,2006(5):l5-17