專利名稱：煅燒水泥熟料的窄火矮窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及制造水泥用的煅燒窯，更具體地說，涉及用于煅燒水泥熟料的窄火矮窯。
眾所周知，水泥窯可分為立窯和回轉(zhuǎn)窯兩大類。立窯是較古老的窯，它已經(jīng)有約170年以上的歷史，至今其機(jī)械化程度仍然較低，每臺窯的平均日產(chǎn)量大都在200至300噸左右，水泥質(zhì)量一般都在GB425＃以下。而回轉(zhuǎn)窯是在19世紀(jì)末至20世紀(jì)初新發(fā)展起來的水泥窯，其機(jī)械化程度較高，每臺窯日產(chǎn)水泥熟料已達(dá)數(shù)千噸，質(zhì)量均可穩(wěn)定在GB525＃以上。但由于其投資大，占地面積多，對于一些發(fā)展中的國家來說，難以獲得大量推廣。而立窯具有投資少、占地面積少和收益快等優(yōu)點，所以立窯仍在一些國家和地區(qū)與回轉(zhuǎn)窯并存。因此，世界上廣大地區(qū)的水泥生產(chǎn)廠家都希望有一種新型的立窯，這種新型立窯應(yīng)既具有立窯本身所固有的投資少、收益快等優(yōu)點，同時又具有象回轉(zhuǎn)窯那樣生產(chǎn)量大、產(chǎn)品質(zhì)量高的優(yōu)點。而且人們也十分希望能以一種較為簡便的方法來改造現(xiàn)有的立窯，使其能夠兼具上述兩方面的優(yōu)點。
本設(shè)計人根據(jù)水泥工業(yè)的現(xiàn)有狀況，對現(xiàn)有立窯進(jìn)行了深入的研究和經(jīng)過多年試驗，終于找到了現(xiàn)有立窯之所以不能達(dá)到產(chǎn)量大和產(chǎn)品質(zhì)量高的癥結(jié)，于是完成了本實用新型。
水泥的生產(chǎn)過程大體上可分為如下三個階段1、生料配制，即按原料配方規(guī)定的比例將石灰石、粘土、校正劑、礦化劑，穩(wěn)定劑等物料與煤一起混合，制成組分均一的細(xì)粉，此即稱為“生料”；2、煅燒，將生料在1450℃左右的溫度下煅燒，在其完成礦化反應(yīng)后將其冷卻，即成“熟料”。
3、將熟料與石膏共磨成粉，即成水泥。
其中，煅燒是生產(chǎn)水泥的工藝過程中最關(guān)鍵的階段，而窯就是用于實現(xiàn)煅燒工藝的最重要的設(shè)備。讓物料在窯內(nèi)迅速燒成，又迅速冷卻，這是建造新型立窯和改造現(xiàn)有立窯結(jié)構(gòu)的出發(fā)點。
現(xiàn)有立窯主要由上、中、下三個部分組成。其中上部加料裝置以及廢氣的集中與排放裝置；中部窯身，它負(fù)擔(dān)生產(chǎn)工藝的煅燒任務(wù)，是立窯最關(guān)鍵的部位，全部化學(xué)反應(yīng)在此完成；下部卸料裝置和鼓風(fēng)機(jī)。
現(xiàn)有立窯的結(jié)構(gòu)大體上如


圖1所示。在
圖1中1是煙囪； 2是填料溜子的驅(qū)動件；3是窯罩； 4是等溫線(示意)；5是窯壁； 6是塔式卸料機(jī)；7是進(jìn)風(fēng)管； 8是料封管。
過去，人們對立窯的改造都主要在上、下兩端下工夫，物料的吐、納已達(dá)到較暢順的程度，但中間主體部分卻基本如故，因此立窯至今難有起色。
本設(shè)計人對立窯的燃燒過程及阻礙立窯優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的主要因素進(jìn)行了如下分析1、立窯的燃燒過程(參見
圖1)
將含煤的生料粉球粒(φ約10－20mm)自上部加入，在其沉降的全過程中經(jīng)歷烘干、脫水、煤粉燃燒、碳酸鹽分解、預(yù)熱、燒結(jié)、冷卻、出窯等階段。作為助燃劑的空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)增壓后，自下部入窯，由下而上運動并在此過程中促使煤粉和CO燃燒。另一方面，經(jīng)過煅燒的物料在其下降的過程中被空氣冷卻。而燃燒后的廢氣則經(jīng)煙囪排入大氣。
2、立窯發(fā)展中的主要障礙——“窯壁效應(yīng)”產(chǎn)生“窯壁效應(yīng)”的主要原因是物料在燒結(jié)過程中體積縮小，造成物料與窯壁間的空隙，大量窯風(fēng)沿此空隙上升，使邊風(fēng)過大，因此邊料熱耗增加，溫度下降；另一方面，立窯軸線近區(qū)風(fēng)量太小，供氧不足，煅燒和冷卻都很慢，把底火拉深，導(dǎo)致生產(chǎn)周期延長。在同一徑向截面上，從中心到窯壁，孔隙率由小逐漸增大，窯風(fēng)量也隨之增大。物料縱剖面的等溫線則自窯壁向中心急劇滑落(見
圖1的4)。由于沿徑向分布的物料的煅燒狀況不同，冷卻速度不同，因此使熟料的質(zhì)量和產(chǎn)量受到嚴(yán)重影響。
3、“窯壁效應(yīng)”隨立窯直徑擴(kuò)大而加劇的原因在一般的立窯中，煅燒時沿窯壁上升的風(fēng)量約占總風(fēng)量的80％左右(不含窯底漏風(fēng)量)。因此窯壁就成為立窯通風(fēng)的主要渠道。為了便于說明，本設(shè)計人引入“邊風(fēng)率”的概念。即邊風(fēng)率b等于立窯內(nèi)壁表面積S1與立窯容積V之比，其數(shù)學(xué)式為b＝S1／V因此，窯內(nèi)通風(fēng)隨邊風(fēng)率b值的增加而改善。由于立窯容積V等于徑向截面積S2與立窯有效高度H之乘積，即V＝S2×H；而立窯內(nèi)壁表面積S1等于截面周長l與有效高度H之乘積，即S1＝l×H，代入上式后可得出b＝l／S2并且，由于l＝φ(直徑)×π以及S2＝r2×π＝(1／4)×φ2×π，所以b＝4／φ也就是說，邊風(fēng)率與立窯有效截面積S2成反比，與該截面的周長l成正比，并且與立窯直徑φ成反比。例如，對于φ1＝1m和φ2＝3.6m的兩種立窯來說，其邊風(fēng)率分別為b1＝4和b2＝1.1，可見φ1m窯比φ3.6m窯的通風(fēng)要好得多。
4、“窯壁效應(yīng)”對水泥質(zhì)量的影響為了簡便起見，現(xiàn)在對水泥行業(yè)中常用的幾個代號作如下解釋C2S＝2CaO·SiO2C3S＝3CaO·SiO2C3A＝3CaO·Al2O3C4AF＝4CaO·Al2O3·Fe2O3f－CaO＝游離CaOA礦＝以C3S為主兼含少量其他雜質(zhì)的礦物。
以下把立窯的徑向截面分為三部分來討論(參見圖2)，圖2為
圖1的A－A′截面圖，按照從窯壁到中心的順序分別說明A、邊緣帶(圖2的9)，其厚度約為直徑的1／10，由于邊風(fēng)大，散熱多，故在差熱煅燒時，邊料摻煤量要比心料多2.5倍以上，煤粒也粗，但在煅燒中仍有欠燒現(xiàn)象，其原因有如下幾點(1)因散熱多，部分料球未達(dá)燃點，呈脫水的生料球存在；(2)部分料球只是表面燃燒，并有部分碳酸鈣分解，而球心煤粉未燃，主要成份仍是生料的f－CaO；(3)部分料球煤粉燃盡，CaCO3全部分解，料球表面已開始燒結(jié)，但因過早冷卻，其主要成分是f－CaO和不穩(wěn)定的a－C2S以及少量不穩(wěn)定的A礦和C4AF、C3A。這部分a－C2S及A礦在冷卻中分解，致使粉化趨勢難以逆轉(zhuǎn)。
(4)由于邊料中加入額外的煤粉，生成的煤灰使熟料中的石灰飽和率下降，C2S比例上升，導(dǎo)致粉化加劇，強度下降。
以上幾點，是導(dǎo)致邊緣帶(圖2的9)成為產(chǎn)生f－CaO、粉化料、久燒料的主要原因。
B、中間帶(圖2的10)，其厚度約為立窯截面直徑的1／5，中間帶的煅燒情況最佳，其主要原因如下料層中有足夠的孔隙率，煅燒中氧氣供應(yīng)充足，燃燒迅速而充分，物料礦化徹底，冷卻較快，熟料粒呈清晰的葡萄狀松脆結(jié)構(gòu)，熟料相的微觀結(jié)構(gòu)多呈細(xì)晶或微晶狀并被玻璃體包裹。其C3S含量較高，f－CaO含量很低。由各窯齡期生成的熟料制成的水泥，其強度高、干縮率低、抗蝕性好，貯運期間的強度遞減率也低。
C、中心帶(圖2的11)位于立窯軸線近區(qū)，其直徑約為立窯截面直徑的2／5。
中心帶的物料嚴(yán)重?zé)Y(jié)，甚至上部是熔融狀態(tài)，而下部呈結(jié)構(gòu)致密而堅實的塊狀體。更甚者是從上至下形成一個貫穿整個立窯中心的生料柱。在這里，空氣不能滲入或只有少量滲入，煤粉在缺氧條件下進(jìn)行“無焰燃燒”而生成CO，使煤耗上升。而且在CO氣氛中，F(xiàn)e2O3被還原而生成熔點較低的FeO。該FeO使液相提早出現(xiàn)，導(dǎo)致物料的燒結(jié)更為嚴(yán)重。由于中心物料的孔隙率低，導(dǎo)致缺氧和CO2的逸出困難，造成(1)溫度梯度下降，即加熱緩慢，冷卻更為緩慢；(2)分解后的CaO重新被碳酸化，造成礦化速度下降和水泥礦物的晶粒變粗。而且在緩慢的冷卻過程中，C2S產(chǎn)生一系列的晶型轉(zhuǎn)變α－C2S (約800℃)/() α′－C2S (約675℃)/()β－C2S (約520℃)/() γ－C2S(粉化)這些熟料的粉化趨勢難以抑制，即使磨成水泥，在貯運期間的強度遞減率也大大高于由中間帶(圖2的10)的熟料所制得的水泥。
隨著立窯直徑的增大，中心缺氧帶的范圍越大，越容易形成貫穿立窯上下的“生料柱”。
5、料球的傳熱方式及立窯的高徑比的影響A、料球的傳熱方式
(1)液相出現(xiàn)前的階段，包括物料在烘干、脫水(650℃以下)、煤粉燃燒(650℃－700℃)、碳酸鹽分解(1000℃以下)至預(yù)熱期(1200℃以下)的階段。在此階段中的料球，其體積基本不變，物料中的孔隙率沒有減少，料粒間仍以對流、輻射為傳熱的主要方式，所以加熱速率很快。處于此階段的物料，從窯料的上表面算起，其總厚度只有5－30cm之間。
(2)料粒表面出現(xiàn)液相以后的階段。在此階段中，熔體以對流為主要方式向料粒內(nèi)部傳熱，并不斷地熔蝕碳酸鹽分解后形成的疏松多孔的“骨架”。放熱的化合反應(yīng)更加速了熱量向球粒內(nèi)部傳遞的速度。液相的產(chǎn)生伴隨著固體結(jié)構(gòu)的破壞和原料礦物分子之間的距離縮短，使礦化反應(yīng)加速進(jìn)行。液相的生成，使料球失去了原有的抗壓強度，在上部物料的壓力和液體表面張力的作用下，料球的體積縮小，物料在窯內(nèi)的總?cè)莘e縮小，因此使窯壁與物料間形成較大的空隙。
(3)降溫階段。在此階段中，料粒表面在窯風(fēng)的作用下因散熱降溫而固化，但料粒內(nèi)部卻仍處于高溫期，內(nèi)部熱量只能靠固體傳導(dǎo)慢慢地釋放出來。由于熟料固體的導(dǎo)熱率很低，在冷卻過程中，隨固體表面的加厚，其散熱越加緩慢，因此，熟料球的冷卻速率要比生料球的加熱速率慢得多。
B、高徑比的影響如果把圖2示出的窯內(nèi)物料截面比喻做一個大料球，則它的冷卻散熱過程與單體小料球十分類似，物料外層雖已由于冷卻而固化，但中心帶的放熱反應(yīng)仍在繼續(xù)，礦化正在進(jìn)行。隨其直徑增加，熱傳導(dǎo)距離增大。冷卻時間延長，從而使底火拉深。從1300℃以下至出窯這段冷卻帶的高度約占窯體有效高度的80％左右。
總的來說，隨著立窯直徑的擴(kuò)大，“窯壁效應(yīng)”的不利影響加劇，軸線近區(qū)的通風(fēng)阻力更大，散熱更難，底火更深，熟料質(zhì)量更難保證，并且偏燒、漏生、塌窯的現(xiàn)象很易發(fā)生，操作越加困難。因此，立窯的直徑不宜過大，迄今為止，普通立窯的直徑多在2.5－3.0m之間，有效高度在10m以下，每臺立窯日產(chǎn)熟料在190－270噸之間。
圖3是一個關(guān)于底火分布的示意圖，它示出了在A、B、C三種不同直徑的立窯中底火的分布情況。該圖說明，在只燒一種生料時(即不采用差熱煅燒)，立窯底火分布具有下列幾種特征(1)立窯底火的厚度與立窯的直徑成正比，同時窯內(nèi)物料孔隙率分布的不均勻程度也隨窯徑的擴(kuò)大而加?。?2)立窯底火的厚度與窯的有效高度無關(guān)；(3)立窯底火的厚度與冷卻帶的長度呈正比關(guān)系。
綜上所述，對于現(xiàn)有的立窯來說，其存在的缺點是無法避免的。也就是說，如果立窯直徑過大(例如大于3.0m)，則軸線近區(qū)(即中心區(qū))在整個截面積中所占的比例過大，在該區(qū)中，通風(fēng)阻力大、缺氧嚴(yán)重、散熱難、底火深、偏燒和漏生的現(xiàn)象并存、塌窯易于發(fā)生，導(dǎo)致熟料的質(zhì)量嚴(yán)重下降；而如果立窯直徑過小(例如小于2m)，則產(chǎn)量明顯降低，產(chǎn)量與基建費用和操作費用之比值明顯下降，利潤率顯著低下。而如果采用適中的立窯直徑(例如在2.5－3m之間)，雖然兩方面的優(yōu)缺點得到平衡，但是兩方面的缺點(即產(chǎn)量低與質(zhì)量差)仍然并存，無法從根本上克服。
本實用新型的目的是提供一種能同時提高立窯生產(chǎn)力及改善其產(chǎn)品質(zhì)量的用于煅燒水泥熟料的窄火矮窯。
本設(shè)計人詳細(xì)分析和研究了現(xiàn)有立窯所固有的種種缺點，提出了一種能同時提高立窯生產(chǎn)力及改善其產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)方案，該方案最根本的一條就是要改造現(xiàn)有立窯的結(jié)構(gòu)。也就是說，本實用新型提出了一種“窄火矮窯”的構(gòu)思，該構(gòu)思的主要措施是縮小立窯火道的“邊心距”，降低窯體高度，將煅燒帶的橫截面由現(xiàn)有立窯的圓形改為長方形或窄環(huán)形。所謂“邊心距”是指火道高溫帶橫截面中心與最近兩側(cè)窯壁之間的距離。例如，對于圓形的截面來說，邊心距D即等于該圓的半徑。對于窄環(huán)形的截面來說，邊心距D即等于外環(huán)與內(nèi)環(huán)距離的1／2。而對于長方形截面的火道來說，邊心距D是指兩個長邊距離的1／2而不是指兩個短邊距離的1／2。
由于縮小了火道的邊心距D，因此可以提高“邊風(fēng)率”，均化通風(fēng)，改善煅燒狀況，擴(kuò)大空氣與物料間的接觸面積，從而可以加速燒成和冷卻，明顯提高熟料的質(zhì)量。同時，由于燒成和冷卻兩個階段都可更快完成，也就是底火的深度變小，冷卻段明顯縮短，因此窯的高度可以大大降低，從而減少了窯風(fēng)的阻力，使風(fēng)機(jī)的動力消耗下降，因此可達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低能耗的效果。
另一方面，縮小煅燒帶火道邊心距D并不意味著要縮小立窯煅燒帶的橫截面積，也就是不會導(dǎo)致每臺立窯的日產(chǎn)量下降。與此相反，在同等立窯容積的條件下，本實用新型的“窄火矮窯”可以明顯提高每臺立窯的日產(chǎn)量。因為在同等容積的條件下，由于立窯的高度降低了，故其橫截面可以相應(yīng)加大，也就是說將其做成矮而寬的窯，而要將這種具有較寬橫截面的“矮窯”做成具有狹窄的火道，也就是要做成“窄火矮窯”，可以在立窯中用于煅燒水泥熟料的中部內(nèi)設(shè)置一個或多個隔墻，該隔墻可以與窯壁一起共同構(gòu)成一條或多條垂直延伸的狹窄火道，水泥生料由上往下從該火涎中通過并在其中被燒成熟料并接著完成冷卻階段。例如，在一個矮而寬的圓形立窯的中心部位設(shè)置一個實心圓柱，這個實心圓柱就起一個隔墻的作用，它與窯壁共同構(gòu)成一個窄環(huán)形的火道。另外，如果所說的實心圓柱仍然足夠粗大，則在該圓柱中還可設(shè)置另一條或多條環(huán)形的狹窄火道，這些火道同樣地?fù)?dān)負(fù)煅燒水泥熟料的任務(wù)。另外，在該圓柱中，也可做成一條或多條矩形的狹窄火道。另外，也可使該圓柱體的外壁作為立窯的外壁，其中做成一條或多條環(huán)狀和／或矩形的狹窄火道。另外，也可將該窄火矮窯的外壁做成長方形，其中具有許多條狹窄的火道。
綜上所述，本實用新型的“窄火矮窯”同時具有火道窄、高度矮、截面寬三個結(jié)構(gòu)特征。因此它能同時達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量高和產(chǎn)量大的目的。為了做到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，對于“火道窄”和“高度矮”這兩個特征來說，應(yīng)有一定限制范圍。一般說來，火道邊心距D的適宜大小在0.05－0.8米之間，較佳是在0.1－0.6米之間，最好是在0.15－0.4米之間。至于窯體有效高度H的適宜范圍，應(yīng)符合經(jīng)驗關(guān)系式H＝K( 米＋D米)，式中的K為比例系數(shù)，其適宜值在4－5之間，最佳值為4.5。也就是說，窯體有效高度H等于邊心距D(米)的平方根與邊心距D(米)之和的4至5倍，最好為4.5倍。應(yīng)該注意，在計算窯體有效高度H時，應(yīng)先將邊心距的數(shù)值按米為單位代入上述關(guān)系式中的D，然后算出窯體有效高度H(米)。例如，當(dāng)邊心距D等于其適宜范圍的下限值0.05米時， ＋D＝ ＋0.05＝0.224＋0.05＝0.274米，再乘以比例系數(shù)K的下限值4，于是求得窯體有效高度H的數(shù)值等于1.1米，該數(shù)值即為窯體有效高度H的下限值。同理，當(dāng)邊心距D等于其適宜范圍的上限值0.8米時， ＋D＝ ＋0.8≈0.9＋0.8＝1.7米，再乘以比例系數(shù)K的上限值5，求得窯體有效高度H的上限值為8.5米。也就是說，窯體有效高度的適宜范圍是1.1－8.5米。所以，只要給出了邊心距D的適宜范圍以及關(guān)系式H＝K( 米＋D米)，并限定K值的大小范圍為4－5，自然就限定了窯體有效高度的適宜范圍。而對于“截面寬”這一特征來說，基本上沒有限制，它可以根據(jù)需要擴(kuò)大窯的截面積，使其中包含更多火道。但對于圓形截面的窄火矮窯來說，直徑不宜過大(一般不宜大于7米，這時日產(chǎn)量約1000噸)，因為這樣大的圓形卸料盤需要很大的動力才能轉(zhuǎn)動。而對于長方形截面的窄火矮窯來說，其卸料操作可用液壓傳動的往復(fù)式卸料篦子來完成，故其截面可任意加長。
也就是說，本實用新型提供了一種用于煅燒水泥熟料的窄火矮窯，它包括用于加料和排氣的頂部，用于煅燒水泥熟料的中部以及用于排料和進(jìn)氣的底部，其特征在于，在所說煅燒水泥熟料的中部內(nèi)具有一個或多個隔墻，該隔墻與窯壁一起共同構(gòu)成和／或由隔墻本身構(gòu)成一條或多條垂直延伸的用于煅燒水泥熟料的狹窄火道，所說火道邊心距D的大小在0.05－0.8米之間，較佳是在0.1－0.6米之間，最好是在0.15－0.4米之間，而窯體有效高度H等于邊心距D(米)的平方根與邊心距D(米)之和的4－5倍，最好為4.5倍。
本實用新型窄火矮窯其他進(jìn)一步限定的特征是，其中部的橫截面呈圓形，其中的隔墻呈圓柱狀，該圓柱體的柱壁與窯體的內(nèi)壁共同構(gòu)成環(huán)狀的狹窄火道。而且，所說圓柱狀隔墻本身也可以具有一條或多條狹窄火道。另外，所說圓柱狀隔墻的外壁也可以構(gòu)成窄火矮窯的外壁，該隔墻內(nèi)具有一條或多條環(huán)狀和／或矩形的狹窄火道。
本實用新型窄火矮窯另一個進(jìn)一步限定的特征是，其中部的橫截面呈長方形，其中有許多條狹長的火道。
與現(xiàn)有技術(shù)的水泥立窯相比，在同等基建費用的條件下，本實用新型的窄火矮窯具有產(chǎn)品質(zhì)量高(水泥標(biāo)號穩(wěn)定在GB525＃以上，現(xiàn)有立窯水泥為GB425＃或更低)、產(chǎn)量大(單位容積小時產(chǎn)量至少相當(dāng)于現(xiàn)有立窯的5倍)和操作容易而且穩(wěn)定的幾個優(yōu)點。而與現(xiàn)有技術(shù)的水泥回轉(zhuǎn)窯相比，在同等產(chǎn)品質(zhì)量和同等日產(chǎn)量的條件下，本實用新型的窄火矮窯具有基建投資少、占地面積少、電耗少、成本回收快、資金周轉(zhuǎn)快等優(yōu)點。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的窄火矮窯具有實質(zhì)性特點和進(jìn)步。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步解釋本實用新型。
圖1是現(xiàn)有水泥立窯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是
圖1的A－A′截面放大圖，其中示出三個煅燒情況不同的分布帶；圖3是一個關(guān)于在不同直徑的立窯中底火分布情況的示意圖；圖4是本實用新型窄火矮窯的一種實施方案的示意圖，它具有圓形的橫截面和窄環(huán)形的狹窄火道。
圖5是本實用新型窄火矮窯的另一種實施方案的示意圖，它具有矩形的橫截面和長方形的狹窄火道。
圖6是本實用新型窄火矮窯的另一種實施方案的示意圖，它具有圓形的橫截面以及4條弧形和多條狹長形的狹窄火道。
圖6－(AA)和圖6－(BB)分別是圖6的A－A線和B－B線的截面圖。
圖7是本實用新型窄火矮窯另一種實施方案的示意圖，它具有長方形的橫截面和許多條狹長形的火道。
下面對各圖中的編碼符號作具體說明。
圖1－3與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)，其具體說明已如上述。
在圖4中12－中心柱的氣孔； 13－中心圓柱；
14－窯的外壁(磚砌)； 15－干的水淬礦渣；16－出料門； 17－鋼筋混凝土底板；18－風(fēng)機(jī)； 19－虛線，它示出底火向中心柱靠攏。
在圖5中圖5－A是窯的橫剖圖；圖5－B是窯的立剖圖。其中19－虛線，它示出底火向平板狀隔墻20靠攏。
在圖6中3的定義與
圖1相同，表示示窯罩；12的定義與圖4相同，表示中心柱的氣孔；21－硅藻土； 22－鋼板；23－耐火磚隔墻； 24－矩形管梁；25－主動輪； 26－鋼球；27－卸料盤； 28－進(jìn)風(fēng)管；29－心月型受料斗； 30－與風(fēng)機(jī)相連的接口。
在圖6－(AA)和圖6(BB)中31－火道； 32－矩形管梁。
在圖7中，斷面線表示窯的截面積可以在其縱長方向上任意擴(kuò)大。
下面結(jié)合實施例來進(jìn)一步解釋本實用新型，然而該實施例只起例證作用而不能作為對本實用新型的限制。
實施例1－窄環(huán)狀火道的窄火矮窯試驗采用如圖4所示的環(huán)形窄火矮窯。其具體結(jié)構(gòu)與尺寸如下有效直徑1.9m；有效高度2.4m；沿軸線設(shè)置一個直徑1.2m、高2.0m的中心柱；高溫帶(即環(huán)形火道)的邊心距為0.175m；煅燒面積為1.7m2。窯底有5個尺寸為20×25cm均勻分布的卸料門。中心柱底有6個尺寸為15×6cm與進(jìn)風(fēng)道和風(fēng)機(jī)相通的進(jìn)風(fēng)口。配用離心式風(fēng)機(jī)一部，風(fēng)量4501m3／h，全壓200mm水柱，馬達(dá)功率5.5千瓦。
采用半黑生料淺暗火差熱煅燒。料球粒度用孔徑5mm篩子過篩時，篩下部分占80％，篩上部分占20％。煤粉粒度0.1－1mm的粒度占90％。
在立窯運行時，高溫帶厚度25－40cm，煅燒過程中火苗挺拔有力，底火向中心柱靠攏，火面自中心柱至窯壁向上高起(見圖4的19虛線)。實驗過程中每小時卸料4次(5個門同時等量卸料)，小時產(chǎn)量1.4T。出窯熟料中粉料在5％以下，大部分熟料呈松脆的葡萄狀結(jié)塊，所以出窯及處理底火十分省力而快捷。出窯熟料溫度約40－60℃，無欠燒料和熔融結(jié)塊料。
熟料石灰飽和率0.93，游離氧化鈣2.11％。28天抗壓強度557Kg／cm2(GB硬練標(biāo)準(zhǔn))。平均熱耗970KCal／Kg熟料。
該窯在2年多的運行中，除了偶因停電、斷料而引起熟料質(zhì)量略有下降外，水泥質(zhì)量一直良好。而且，當(dāng)時在沒有生料均化和調(diào)整設(shè)備的條件下，水泥質(zhì)量均能一直保持良好記錄(450－570Kg／cm2之間)。
現(xiàn)在將本次實施例的各項指標(biāo)及其與φ1.5m×7.0m的普通立窯各項指標(biāo)進(jìn)行比較的結(jié)果總結(jié)于表1中。
表1 本實用新型環(huán)形窄火矮窯與φ1.5m×7.0m普窯 各項 指標(biāo) 的比 較
注有關(guān)產(chǎn)量欄和單位熱耗欄中的C代表熟料從表1的數(shù)據(jù)可看出，本實用新型窄火矮窯的各項指標(biāo)均比現(xiàn)有普通立窯好得多。
實施例2－長孔復(fù)式火道窄火矮窯試驗采用如圖5所示矩形橫截面的窄火矮窯，如圖5－A所示，其中由平板狀隔墻20與窯壁共同形成兩個矩形窯孔(火道)，每個孔長1.4m，寬0.2m；窯體有效高度2.0m(因受地勢高差所限，H值比經(jīng)驗式最佳值略有提高)；煅燒面積0.56m2。
配用風(fēng)機(jī)全壓97mmH2O；風(fēng)量1330m3／h；馬達(dá)功率1.5千瓦。
煅燒方法半黑生料淺暗火差熱煅燒。
生料性質(zhì)、粒度分布、煤粉粒度等與實施例1用料相同。
在一年的運行過程中，操作條件與煅燒情況基本與實施例1相同。如圖5－B中的虛線19所示，底火向隔墻靠攏，火面沿窯壁隆起，這說明煅燒情況良好，由此進(jìn)一步說明，當(dāng)邊心距較小時，隔墻兩側(cè)可用心料煅燒。試驗結(jié)果表明，本實施例的長孔復(fù)式火道窄火矮窯的各項指標(biāo)與實施例1的窄環(huán)狀火道窄火矮窯基本上相同，也就是比現(xiàn)有普窯的指標(biāo)好得多。
本實用新型的窄火矮窯，給立窯大型化掃除了障礙。因此可繼續(xù)向機(jī)械化、自動化和大型化發(fā)展。窄火矮窯的形式可以靈活多變，它可以是圓形、方形或長方形等，可根據(jù)產(chǎn)量的需要來確定煅燒面積。例如，一座日產(chǎn)熟料480T的窄火矮窯(圖6)，煅燒面積為10m2，現(xiàn)型的卸料機(jī)仍可適用。但日產(chǎn)數(shù)千噸以上者，則火帶最好如圖7排列，卸料可用液壓傳動的往復(fù)式卸料篦子，而填料裝置可根據(jù)情況作適當(dāng)改變。
權(quán)利要求1.一種用于煅燒水泥熟料的窄火矮窯，包括用于加料和排氣的頂部，用于煅燒水泥熟料的中部以及用于排料和進(jìn)氣的底部，其特征在于，在所說煅燒水泥熟料的中部內(nèi)具有一個或多個隔墻，該隔墻與窯壁一起共同構(gòu)成和/或由隔墻本身構(gòu)成一條或多條垂直延伸的用于煅燒水泥熟料的狹窄火道，所說火道邊心距D的大小在0.05-0.8米之間，而窯體有效高度H等于邊心距D(米)的平方根與邊心距D(米)之和的4-5倍。
2.如權(quán)利要求1的窄火矮窯，其特征在于，其中所說的窯體有效高度H等于邊心距D(米)的平方根與邊心距D(米)之和的4.5倍。
3.如權(quán)利要求1或2的窄火矮窯，其特征在于，其中所說的火道邊心距D的大小在0.1－0.6米之間。
4.如權(quán)利要求1或2的窄火矮窯，其特征在于，其中所說的火道邊心距D的大小在0.15－0.4米之間。
5.如權(quán)利要求1的窄火矮窯，其特征在于，其中所說煅燒水泥熟料的中部的橫截面呈圓形，其中的隔墻呈圓柱狀，該圓柱體的柱壁與窯體的內(nèi)壁共同形成環(huán)狀的狹窄火道。
6.如權(quán)利要求1或5的窄火矮窯，其特征在于，其中的圓柱狀隔墻本身具有一條或多條狹窄火道。
7.如權(quán)利要求6的窄火矮窯，其特征在于，其中所說的圓柱狀隔墻的外壁構(gòu)成窄火矮窯的外壁，該隔墻內(nèi)具有一條或多條環(huán)狀和／或矩形的狹窄火道。
8.如權(quán)利要求1的窄火矮窯，其特征在于，其中所說煅燒水泥熟料的中部的橫截面呈長方形，其中有許多條狹長的火道。
專利摘要煅燒水泥熟料用的窄火矮窯，包括用于加料和排氣的頂部、用于煅燒水泥熟料的中部以及用于排料和進(jìn)氣的底部。在所說的中部內(nèi)具有一個或多個隔墻，從而構(gòu)成一條或多條狹窄火道。水泥生料從該火道中通過并完成預(yù)熱、煅燒和冷卻階段，火道邊心距D在0.05—0.8米之間，窯體有效高度H等于邊心距D(米)的平方根與邊心距D(米)之和的4至5倍。由窄火矮窯生產(chǎn)的水泥標(biāo)號在GB52文檔編號C04B7/00GK2192623SQ94224779
公開日1995年3月22日 申請日期1994年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月8日
發(fā)明者劉含光 申請人:劉含光