本文就提高回转窑适宜的转速是多少的问题进行讨论,虽然提高转速能够提高回转窑的产能,但转速过快,窑体会由于在旋转时的长期振动,使其整体机械性能下降。目前的新技术是在保证回转窑产量的前提下,使其在低转速下运行。

1　回转窑转速对产能的影响

窑体转动起到翻动和输送物料的作用,提高转速有助于强化窑内气流对物料的传热,使窑内温度升高,挥发分的燃烧量增加,煅烧带向窑头偏移,同时煅烧带的长度随回转窑旋转速度的增加而增加,同时煅后焦的排料温度会升高,焦炭的烧损也会增大。转速快,物料在窑内的停留时间短,窑的产能大,但物料在窑内的停留时间过短,物料煅烧不透，煅烧质量不高,而且由于窑体在高速旋转时的长期振动,使其整体机械性能下降;转速慢,物料在窑内
的停留时间长,窑的产能低,而且停留时间过长,物料烧损加重,实收率降低。所以要对回转窑的转速合理选取。

2　物料单颗粒受力分析

物料靠摩擦力被带到一定高度,达到物料的安息角时,由于物料的重力作用使其沿料层表面翻滚下来,并在重力、筒壁的支持力和摩擦力的综合作用下达到一种动态平衡。取单位筒体长度的窑体作为研究对象,对其进行受力分析。

3　物料颗粒脱离回转窑筒壁的条件

先假设物料颗粒随筒壁一起运动、但尚未脱离筒壁。颗粒未脱离筒壁时所受的力有重力、筒壁的支持力和摩擦力,如图1所示。此外,再对物料颗粒加上离心力F1,由于物料颗粒随筒壁作匀速圆周运动,因而只有离心力,其大小为:

F1= mrω 2=Ggrω 2 (1)

方向背离轴心O。物料颗粒在这4个力的作用下,构成一个平衡力系,应用达朗贝尔原理,列沿法线方向的平衡方程为:

FN+ Gcosθ- F1= 0 (2)

由此可得

FN= Grω 2g- cosθ (3)

图1　某轴截面物料颗粒受力分析示意图

由上式可知,随着物料颗粒的上升(即脱离角θ的减小)筒壁对物料颗粒的支持力FN的值将逐渐减小。在颗粒即将脱离筒壁时,FN将等于零,由此可求得脱离角θ,为:θ= arccosrω 2g(4)

若rω 2g= 1,即θ= 0,这说明颗粒将不会脱离筒壁落下,此时窑体的转速为ω1=gr。在这个转速下,物料只沿筒壁旋转,而不会沿轴向运动,使回转窑的产能较低,同时使物料与周围烟气的接触面积增大,使炭素制品的烧损加重。因此,要使回转窑的产能较高、碳质烧损较少,颗粒要在一定的高度下自行落下,所以需使窑体的转速ω < ω1。

4　实例计算

某炭素回转窑的直径为2.3 m,长度为55 m,根据上面的推导知颗粒不会脱离筒壁的窑体转速是:ω1=gr=9.811.15≈ 2.98 r/min

所以要使回转窑的产能较高、碳质烧损较少,需使窑体的角速度ω< ω1= 2.9 r/min,实际生产时该窑的窑体转速为2～ 2.5 r/min,与窑的现场实际运行状态相符合。

5　结论

根据回转窑内物料在重力、筒壁的支持力、摩擦力综合作用下的受力平衡条件,推导出了使回转窑产能较高、碳质烧损较少的窑体**转速的计算公式,这对提高回转窑的产量和降低炭素制品的烧损具有重要意义。同时，对于其他回转窑均可利用该分析方法计算出相应的事宜转速或咨询河南郑矿机器有限公司，我们将竭诚为您服务。