竖窑也成立窑,一般用于煅烧石灰石、粘土、高铝熟料、白云石、镁石和水泥熟料等。竖窑是指上部加料下部出料连续煅烧熟料的热工设备。由窑体、加出料装置及通风设备等组成。广泛用于煅烧各种耐火原料和石灰其优点是基建投资较省,占地面积较少,熟效率高,燃耗低及易于机被化和自动化。
竖窑的大小是以其容积来划分的,常用竖窑的容积为-m3.竖窑内的操作温度随着煅烧的原料不同而变化,煅烧的粘土的温度为-℃;煅烧高铝熟料、致密白云石的温度为-℃。竖窑砌体遭受高温作用和炉料下降的磨损作用,因此,所用耐火材料应具有与煅烧原料基本相同的化学性能。与原料煅烧温度相适应的耐火度及较好的高温体积稳定性、机械强度和抗渣性等。
竖窑的工作原理:
按逆流传热原理工作。窑内物料自上而下运动,烟气自下而上穿过整个料柱物料在窑内预热、煅烧及冷却,对入窑原料块度要求严格,一般为25-mm,但必须分级装窑,最大块度与最小块度比不宜超过2-3mm。
工作系统设有加、出料系统,燃烧系统,敞风系统及排烟系统。人工竖窑工作系统较简单,原料和焦旋(或无烟媒)用人工分层从窑项送入窑内,由来自下部的烟气加热。随着物料下移,焦炭在原料间隙中燃烧。燃烧用空气由鼓风系统从窑底(底风)或冷却带密体周边(腰风)送入窑内,或两者同时送入窑内。废气由套顶烟囱排至大气。
竖窑的基本结构:
以焦炭为燃料的机械化竖窑,原料和焦炭混合装入料斗或分别装入料斗交替倒入窑内。熟料由出料机间歇或连续卸出。设从底部和腰部或只从腰部鼓入的送风系统。烧烟气和原料分解产物形成废气,经除尘后由排烟机导入烟囱排至大气。在煅烧带设汽化冷却壁的竖窑,还设有相应的软水供应和蒸汽利用系统。以煤气为燃料的竖窑,在煅烧带窑体设1-2排烧嘴。每排烧嘴都沿窑体周边均匀布置。直径较大的竖窑也可在锻烧带设横穿断面的梁下烧嘴。或在锻烧带下部窑中心处设置辅助烧嘴,将一部分煤气直接引入窑中心燃烧,燃烧用二次空气由冷却带进入煅烧带。以油为燃料的高温竖窑,在煅烧带沿窑体高度设2-3排烧嘴,为此还增设有烧嘴供油系统、供油雾化用的压缩空气系统、烧嘴冷却水套用的软水系统。冷却带需要放出多余热空气的放风系统。
筒体为直筒形,其外壳为钢板,内衬以耐火材料。以焦炭为燃料的大型石灰竖窑,冷却带下部窑体的内径逐渐缩小至与出料机的卸料盘相衔接。机械化竖窑窑体上部中央装有布料器,侧面对称开有两个排烟口,用管道与除尘器或烟囱相联。窑体下部设有出料机。人工竖窑烟囱设于窑顶正中部位,加料门对称布置于窑体下部周边。为避免物料粘结窑壁现象,煅烧白云石的竖窑和镁砂的竖窑,在锻烧带可设汽化冷却壁代替耐火砖衬。
窑体耐火材料衬砖分3层,内层为工作层,直接与物料接触,在操作温度下承受物料撞击、磨损及化学侵蚀。中间为保护层,当工作层过度磨损或烧穿时起保护作用。外层为隔热层:煅烧带用作衬砖的材质高温性能要求较为严格。白云石、镁砂竖窑煅烧带厚-mm,内层采用镁砖或镁铝砖,黏土、高铝竖窑锻烧带内层厚-mm,采用高铝砖。石灰竖窑缎烧带内层厚-mm,采用黏土砖、高铝砖或镁砖砌筑。中间保护层一般厚mm,大型石灰竖窑厚mm,用黏土砖砌筑。隔热层厚60-70mm用轻质黏土砖和隔热填料。
煅烧带的汽化冷却壁有套筒式、全管式、砖管式和间管式。选择原则是最大限度地减少冷却壁表面积,以尽量减少对窑周边物料煅烧的影响和节能。
窑体主要尺寸包括有效高度、内径和高径比。有效高度系指窑内料柱高度。当物料在窑内缎烧周期一定时,增加有效高度可以提高产量,但窑内气流阻力随之增加。高度过大会影响窑内物料顺行。过小则物料不能充分烧结。且出料温度也高。有效高度与窑内径之比,以焦炭为燃料的白云石、镁砂竖窑为6-7.5,粘土、高铝、石灰竖窑为4-6。内径小,窑产量低,内径过大,窑内料柱易呈不均匀下移,影响竖窑断面气流均布和熟料质量,特别是以重油、煤气为燃料的竖窑,周边烧嘴送入的火焰,难于达到窑内料柱中心,造成中心物料欠烧。白云石、镁砂、高铝、粘土竖窑内径为1.6-2.5m,石灰竖窑内径为2.4-4m
图1-62是一座容积为50m2的煅烧白云石的竖窑,窑的高温带内衬使用镁砖。竖窑的主要技术性能和砌筑材料需要量见表1-68。