回转窑热工设计
一、窑型和长径比
1. 窑型
所谓窑型是指筒体各段直径的变化。按筒体形状有以下几种窑型：
(1) 直筒型：制造安装方便，物料在窑内移动速度较均匀一致，操作控制较易掌握，同时窑体砌造及维护 较方便；
(2) 热端扩大型：加大单位时间内燃烧的燃料量及传热量，在原窑直径偏小的情况下，扩大热端将相应提高产量， usb暖手鼠标垫(3) 冷端扩大型：便于安装热交换器，增大干燥受热面，加速料浆水分蒸发，降低热耗及细尘飞损，适用于处理
蒸发量大、烘干困难的物料；
(4) 两端扩大型(哑铃型)：中间的填充系数提高，使物料流动的机会减少，还可以节约部分钢材；
还有单独扩大烧成带或分解带的“大肚窑” ，这种窑型易挂窑皮，在干燥带及烧成带能力足够时，可以显著 提高产量。但这种窑型操作不便。
总之，不论扩大哪一带，必须保持预烧能力和烧结能力趋于平衡。只有在生产窑上，经过生产实践和充分
调查研究(包括必要的热工测定和计算)，发现某一带确为热工上的薄弱环节，在这种特定条件下将该带扩大，
才会得出较明显的效果。
目前国内外发展趋势仍以直筒型窑为主，而且尺寸向大型方面发展。
其他有金属工业用回转窑(还原、挥发、硫化精矿焙烧、氯化焙烧、离析、烧结转化等)多采用较短的直
筒窑。
2. 长径比
窑的长径比有两种表示方法：一是筒体长度L与筒体公称直径D之比；另一是筒体长度L与窑的平均有效直径D均之比。L/D便于计算，L/D均反映要的热工特点更加确切，为了区为有效长径比。
别起见，称L/D
均
窑的长径比是根据窑的用途、喂料方式及加热方法来确定的。根据我国生产实践的不完全统计，各类窑的长径比示于表1中。长径比太大，窑尾废气温度低，蒸发预热能力降低，对干燥不利；长径比太小，则窑尾温度高，热效率低。
同类窑的长径比与窑的规格有关，小窑取下限，大窑取上限。
表1 各类窑的长径比Array
二、回转
窑的生产
率
回转
窑生产是
一个综合
热工过程，
其生产率
受多方面
因素影响。
分析其内
在规律性，
可以建立
以下几个
方面的数
量关系。
1. 按窑
内物料流
通能力：
G=0.78
5D均2×ψ×ω料×γ料吨/小时(1)
式中：
G——单位生产率，吨/小时； D均——窑的平均有效内径，米；
ψ——物料在窑内的平均填充系数，一般为0.04~0.12 。各类窑的填充系数见表2。
γ料——物料堆比重，吨/米；某些物料的堆比重见表3；
ω
——物料轴向移动速度，米/小时；其值取决于窑运转情况，可按式(12)、式(13)
料
粉煤灰烧失量及式(14)计算或测定。
表 2 各类窑的平均填充系数
3 某些物料的堆比重Array
2. 按物料反应时间
有些工艺过程要求物料有
一定的高温持续时间，以完成物理
化学反应。若通过实验或生产实践
得知
物料必须在窑内停留的时间，则：
G=0.785×L/τ×D均2×ψ×γ
吨/小时(2)
料
式中：L——窑长( 或某带长
度) ，米；τ ——物料在窑内（或
某带）停留时间，小时；其他符号
同前。
3. 按正常排烟能力
为了控制窑灰带出的循环量，
往往选择一个适宜的窑尾排气速
G=2826×D均干2×ωt×(1-ψ干)/V0×(1+βt尾) 吨/小时(3)
式中：
V0——每吨产品的窑气量，标米3/吨；
t尾——烟气离窑温度，℃；
β——气体体积膨胀系数, β=1/273；
ωt——窑尾排气速度，m/s ，一般3~8m/s ；
ψ干——干燥带物料填充系数；
D均干——干燥带平均有效内径，
米。
4. 按供热能力
G=K×B×Q低×η/q料吨/小时(4)
式中：
B——燃料消耗量，公斤/小时或标米3/小时；
Q低——燃料低发热量，千卡/公斤或千卡/ 标米3；
电脑备用电源K——系数，对铝厂用窑预热二次空气时，K=1.1~1.15 ；不预热时，K＝1.0 ；
η ——窑的热效率，一般为55~65%；
q料——每吨产品必须消耗的有效热，千卡/吨。
q料=（G干料+A)(q吸+C×t高+600w/100-w)×103千卡/吨
式中：G
干料
——每公斤产品理论消耗干生料量(不包括水分) ，公斤/公斤；
A——每公斤产品不可返回的飞尘损失，公斤/公斤
q 吸——每公斤产品吸热反应吸热量(除去放热反应放热量），千卡/公斤；
C × t高——将物料加热到最高温度(烧成带) 所需物理热，千卡/公斤；
W——湿生料中所含水分，% 。
5. 按窑内传热能力：G=∑Q÷q料或 G=Q i÷[q料]i千卡/小时 (5)
式中：∑Q——窑内各带对物料的总给热量，千卡/小时；
Q i——窑内某一工作带中对物料的传热量，千卡/小时；
q料——物料必须在窑内吸收的总有效热量，千卡/吨；
[q料]i——物料在某一工作带内必须吸收的有效热量，千卡/吨。
所谓有效热量指的是不考虑非生产性消耗和热损失的热量。
回转窑内传热过程比较复杂，各工作带内传热方式也不尽相同。在干燥带，气体温度较低，传热以
对流为主。另外，窑壁及热交换装置对物料也有传导作用，因传导的计算较繁杂，而辐射的份量又不大，
为简化计算，往往将两种热交换综合在对流给热系数之中，用一个经验公式表示：Q
干=α
干
×F干×Δt干
式中：
α干——干燥带给热系数，千卡/米2 . 小时 . ℃，根据热交换装置类型不同，有各种经验
如在挂链条情况下：( 式中ω0为窑全断面的平均流速，Nm/S)；
F干——干燥带中总传热面积（窑的内衬表面+ 热交换装置总表面），m2； Δt干——干燥带两端炉气与物料温度差的对数平均值，℃。
图1 回转窑内传示意图图2 回转窑内壁示意图其他带内，对物料裸露表面的传热可近似按火焰炉内传热公式计算；对与窑衬接砝的物料表面，
窑衬表面将通过辐射与传导向物料传热，但随着窑衬温度升高及物料颗粒变粗（由粉料变成小球进
而烧结成块），其间传导作用将越来越小，传热量按下式计算：
Q i= αΣ×Δt×F弦× C壁料[(T壁/100)4-(T料/100)4] ×F弧
式中：αΣ——综合给热系政，等于α对+ α辐，千卡/米2 . 小时 . ℃；α对
——炉气对物料的对流给热系数，千卡/ 米2 . 小时 . ℃；
α辐——炉气及窑壁对物料的辐射给热系数，千卡/米2 . 小时 . ℃。
α辐=C气料壁[(T1/100)4-(T2/100)4]/t气-t料
式中：C
气料壁=4.88ε
料
(F
壁
/
F
营业执照镜框
弦
+1-ε
个人飞行器气
)/[ε
料
+ε
气
扫路刷(1-ε
料
)]1-ε
气
/ε
气
+F
壁
/F
弦
千米/小时
式中：ε
料，ε
气
—
—物料及炉气的黑度；
F壁/F弦=π×D-L弧/L弦
Δt——该带内炉气与物料的平均温度差，℃，取始末两端温差的对数平均值：
Δt=Δt′-Δt ″/ln(Δt′ /Δt″) ℃
其中：Δt′、Δt ″——始端及末端的气与料的温度差，℃；
当Δt ′与Δt〃之值相差不大(不超过一倍) 时，可用算术平均值，即：
Δt=1/2(Δt′+Δt″) ℃
式(7) 中第二项系考虑窑衬遮蔽表面与接触物料弧形表面间的辐射( 视为两平行表面组成的封闭体系) ，
