一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯制造技術

本實用新型專利技術公開一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯，包括底部安裝有風機的窯爐，還包括旋轉窯罩、驅動機構、固定窯罩、布料器、微波發生器和波導管；所述旋轉窯罩安裝在窯爐的爐口。本實用新型專利技術的微波場輻射均勻，本實用新型專利技術通過設置旋轉窯罩，將波導管及微波發生器安裝在旋轉窯罩上一起旋轉，微波發生器的發射的微波場在旋轉的過程中，逐漸在窯爐內形成一個覆蓋面積廣微波輻射均勻的微波場，并且本實用新型專利技術設置了供電環形滑觸線和驅動機構，并通過驅動機構能夠調節旋轉窯罩的轉速，從而能夠調節微波場。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種水泥熟料煅燒設備及方法，具體的說是一種輔助煅燒水泥熟 料的微波窯及其微波煅燒方法。
技術介紹
從水泥專利技術以來，其熟料的煅燒一直使用煤或少數使用天然氣作為熱源，加熱物 料的方式以傳導、對流為主，輻射為輔，物料受熱有一個由外向內的熱量傳遞過程，形成較 大的溫度梯度，導致化學反應速度不一致，影響熟料質量的提高；另外通過介質的燃燒傳導 物料的升溫速度慢，一般為10-20°C/min，熟料煅燒時間長，熱效率低；同時因物料顆粒大 小、窯爐設備本身的邊壁效應等造成斷面通風不均勻，也影響熟料質量的提高。 另外煤的燃燒過程也是隨著溫度升高從干燥預熱、揮發份逸出燃燒、到固定碳燃 燒的過程，空氣過剩系數高，煤的燃燒速度快，但因為通風帶走的熱損失大；空氣過剩系數 低，通風不良，化學不完全燃燒現象突出，熱能浪費，不能夠達到各個階段煅燒所需要的溫 度要求。 在實際生產過程中，因為熟料形成熱量的需求，原料中的含煤量一般在10%左右， 空氣過剩系數高的物理條件不容易具備，而且料球內部氧氣量少，化學不完全燃燒現象一 定存在，物料的升溫速度一般只能達到10-20m/min，制約了熟料形成的化學反應速度和反 應質量，進而限制了熟料質量。 因此人們在一些微波設備上增設了微波發生器來輔助煅燒水泥，如申請號為 00102065X的專利通過在回轉窯的高溫帶部分增設微波發射管，通過微波場對高溫帶進行 輻射，以提高煅燒水泥的質量；但是很多帶有微波發射器的設備同上述專利一樣，微波場對 于窯爐的輻射無法實現均勻分布，微波場對窯爐的照射區域均是固定不變的，無法真正增 加煅燒的熱度及質量，依然會造成水泥熟料的過燒和生燒等情況的發生，且微波場單一對 窯爐高溫帶進行照射，而對于預熱分解帶和固相反應帶均沒有進行微波照射，同樣不能保 證水泥熟料的質量穩定。
技術實現思路
本技術的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種輔助煅燒水泥熟料的微 波窯及其微波煅燒方法。 技術方案：本技術解決問題所采用的技術方案為：一種輔助煅燒水泥熟料的 微波窯，包括底部安裝有風機的窯爐，還包括旋轉窯罩、驅動機構、固定窯罩、布料器、微波 發生器和波導管；所述旋轉窯罩安裝在窯爐的爐口，所述驅動機構與旋轉窯罩相連并用于 驅動旋轉窯罩旋轉；所述固定窯罩安裝在旋轉窯罩上；所述布料器安裝在固定窯罩內，所 述波導管安裝在微波發生器上連接為一體式結構，所述微波發生器安裝在旋轉窯罩上隨旋 轉窯罩旋轉，所述波導管則傾斜向下插入到旋轉窯罩內。 作為優選，所述驅動機構包括驅動電機、鏈輪、環鏈、擋輪和行走輪；所述驅動電機 固定設置，鏈輪安裝在驅動電機的輸出軸上，所述旋轉窯罩的底部設置有環形槽鋼，所述環 鏈安裝在環形槽內，且所述環鏈與鏈輪相嚙合，所述擋輪安裝在環形槽鋼內側，所述行走輪 安裝在旋轉窯罩的底板上；通過驅動機構各個部件的配合使旋轉窯罩進行旋轉，并且能夠 調節旋轉速度使其在在0. 5~3.Om/min范圍內。 作為優選，還包括用于提供微波發生器電源的供電環形滑觸線；所述供電環形滑 觸線呈環形設置于旋轉窯罩的上方，并通過電纜與微波發生器相連；由于微波發生器與旋 轉窯罩一起旋轉，因此將微波發生器的供電設備設置為供電環形滑觸線，以滿足微波發生 器的供電要求。 作為優選，為了使微波場的輻射均勻及為了達到微波場的輻射深度，所述波導管 與微波發生器連接而成的一體式結構共設有三個，且呈圓周等分狀態安裝在旋轉窯罩上。 作為優選，所述波導管的傾斜角度為30-60° ;配合微波源的頻率能夠使微波場的 穿透深度大于等于1. 5m，因此將波導管的傾斜角度設置為30-60°，使其能夠依次作用于 預熱分解帶、固相反應帶和燒成帶。 作為優選，為了使煅燒后的水泥能夠快速冷卻及排除多余的廢氣，所述旋轉窯罩 內還設有排風管；所述排風管伸出到固定窯罩的外部。 水泥熟料在窯爐中的煅燒過程是一個鈣、鐵、硅、鋁為主的多元素的化學反應，從 常溫升至90(TC是分解反應階段，從900~1250°C是固相反應階段，而在1250~1450~ 1250°C是液相反應階段，從1250°C降至常溫是冷卻反應階段。 在分解反應階段中黏土質物料受熱分解成A1203、Si02，石灰石分解成CaO,溫 度達到900°C產生固相反應，石灰石和黏土質分解后的組份，通過質點的相互擴散，形成 C3A，C4AF，C2S等礦物，首先是顆粒間的點面接觸，隨后是反應物通過產物層進行擴散遷移， 由于固體質子間具有很大的作用力，因而固相反應的反應活性很低，速度很慢，溫度繼續升 高到最低共熔點溫度，約有1250°C左右，液相出現，C2S和f-CaO都熔于液相中，C2S繼續吸 收CaO形成熟料的最終產物C3S，最終完成熟料燒結過程；而隨著煤熱量的耗盡，熟料進入 冷卻階段，由下向上的冷風和熟料交換熱能，冷卻熟料，同時，熱風繼續向上到達燒成帶，提 供煤燃燒所需的氧氣；燒成帶形成的礦物冷卻時還會產生相變，影響熟料質量，因此煅燒 時要求快速冷卻越過1250°C以阻止相變，保證熟料質量穩定。 本技術還提供一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯的微波煅燒方法，包括以下步 驟： (1)制備好含水量4-8%，含煤量5-7%、直徑為5-8_的生料球，并調整料粉的微 觀細度在40-100ym;調整微波發生器發射微波源的頻率為900-930Mhz，使微波源在生料 球自然堆積狀態下，微波場有效功率的穿透深度大于等于1. 5m; (2)將制備好的生料球由窯爐頂部的布料器連續不斷的加入，微波發生器產生 的微波場對其連續加熱，使該料層的溫度上升至190°C-210°C，此時生料球中的水首先蒸 發，升溫時間控制在6. 5-8. 5min，升溫速率控制在21~27°C/min，此段料層厚度控制在 0. 15-0. 2m，升溫過程中，生料球中的水蒸發完畢； (3)完成步驟2,物料繼續下移后，微波場穿透步驟2中的料層繼續加熱料球，同 時料球中煤的揮發成分逸出燃燒共同加熱料球，此時料球中的硅、鋁質物料分子水脫水并 分解成無定形氧化鋁和氧化硅，使該料層溫度上升至540°C-560°C，其升溫時間控制在 9-13min，升溫速率控制在27~40°C/min，此段料層厚度控制在0. 2-0. 3m; (4)完成步驟3,物料繼續下移后，微波場穿透步驟3中的料層繼續加熱料球，同時 料球中煤的固定碳開始燃燒共同加熱料球，而料球中的鈣質物料部份分解成氧化鈣并和步 驟3中所產生的無定形氧化硅和氧化鋁發生化學反應，使該料層溫度上升至890°C-9KTC; 其升溫時間控制在9-13min，升溫速率控制在27~40°C/min，此段料層厚度控制在 0. 2~0, 3m； (5)完成步驟4,物料繼續下移后，微波場穿透步驟4中的料層繼續加熱料球，同時 料球中煤的固定碳充分燃燒共同加熱料球，而料球中的鈣質物料全部分解成氧化鈣并和步 驟4中產生的無定形氧化硅和氧化鋁發生化學反應，使該料層溫度上升至1100°C-1300°C; 升溫時間控制在l〇_15min，升溫速率控制在20~30°C/min,此段料層厚度控制在 0. 3-0. 4m； (6)完成步驟5,物料繼續下移后，微波場一部分穿透步驟5中的料層繼續加當前第本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯，包括底部安裝有風機的窯爐(1)，其特征在于：還包括旋轉窯罩(2)、驅動機構(3)、固定窯罩(4)、布料器(5)、微波發生器(6)和波導管(7)；所述旋轉窯罩(2)安裝在窯爐(1)的爐口，所述驅動機構(3)與旋轉窯罩(2)相連并用于驅動旋轉窯罩(3)旋轉；所述固定窯罩(4)安裝在旋轉窯罩(2)上；所述布料器(5)安裝在固定窯罩(4)內，所述波導管(7)安裝在微波發生器(6)上連接為一體式結構，所述微波發生器(6)安裝在旋轉窯罩(3)上隨旋轉窯罩(3)旋轉，所述波導管(3)則傾斜向下插入到旋轉窯罩(2)內。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張雪華，
申請(專利權)人：張雪華，
類型：新型
國別省市：江蘇;32