15、稳流行进式水泥熟料冷却技术

刊登于《年全国水泥技术交流大会论文集》各种水泥熟料冷却机的技术改造方案高玉宗，陈晓东，邢桂文，刘翚（北京四方联科技有限责任公司，北京）进入到本世纪以来，随着新型干法水泥生产线的不断建设，对那些生产技术落后、能耗高、污染严重的回转窑企业进行提产降耗技术改造的步伐也在加快。

对这些生产线进行技术改造的方案是根据不同工厂的自然条件和生产技术条件，对烧成系统进行个性化设计，主要内容是改造原有窑尾系统为预热分解系统，改造回转窑的传动装置提高转速，改造回转窑窑头和窑尾的密封装置，增加窑头罩至预分解系统的三次风管，改造熟料的冷却系统，此外还需对煤粉制备、计量、窑头窑尾燃烧系统，以及废气处理系统进行相应的技术改造，大幅度提高回转窑的产量，降低热耗。

回转窑生产线的技术改造是个系统工程，技改效果的优劣直接取决于烧成系统的各个方面的设计是否先进可靠。

根据笔者在技术改造实践中的体会，随着产量的提高，确定一个合理的冷却机改造方案，以达到投资少、改造方便快捷、热回收效率高、运行费用低、熟料质量好的目的，反倒经常成为确定整体方案中的一个难题。

北京四方联科技有限责任公司先后开发了十一项与各种冷却机改造相关的专利技术，可以对各种形式的冷却机进行改造，满足产量提高、能耗降低的要求。

对单筒冷却机的改造——复合式冷却技术对于原来已经采用单冷机的生产线，当改造后熟料产量大幅度提高时，原有的单冷机往往无法满足要求。

更换更大的单冷机或篦冷机不仅投资大，而且由于厂房、基础、空间位置、工艺流程等限制使其难以实现，而且更换大单冷机方案时，还存在无法对熟料进行急冷的缺点。

因此目前广泛应用的改造技术为我公司开发的复合式冷却专利技术。

应用该项技术进行改造的工艺布置见图。

实施方案（）、保持原单冷机不动，根据现场情况将单冷机进料端截短；（）、将窑头罩下料溜子改成一台专门设计的篦式冷却机；（）、篦冷机与单冷机之间用我公司专利密封技术连接。

13 / 19图应用复合式冷却技术改造单筒冷却机技术特点:（）、实现了出窑熟料高温下的急冷。

提高水泥熟料质量的重要途径——高温煅烧和快速冷却--------------------------------------------------------------------------------作者：-发布时间：2004-5-15 作者：王善拔1胡如进2王宏伟3--------------------------------------------------------------------------------（1、广州市建筑材料研究所 510030 2、国家建材局技术情报研究所 100024 3、广州市建筑建材处510030）０前言凝土生产及使用的要求。

土木工程除要求混凝土有较高的强度外，还要求其和易性好，硬化后的耐久性要好。

为达到这些要求，作为混凝土生产主要用材的水泥应该是强度高特别是早期强度高，质量均匀且稳定，和易性好，与减水剂相适应性好。

具体反映在要求水泥强度高、标准稠度用水量少、水化热低等。

熟料是水泥的主要组分，欲磨制高品质的水泥必须有高品质的熟料，因此首先应提高熟料的质量。

在提高熟料质量的诸因素中，提高煅烧温度、快速冷却是最重要的工艺因素。

本文就高温煅烧和快速冷却提高熟料质量的原因进行讨论和分析。

１高温煅烧对熟料强度的影响提高煅烧温度可以提高熟料强度，这是生产实践中经常得以验证的现象。

李浩璇和杨家智[１]曾研究过不同煅烧温度对掺复合矿化剂熟料性能的影响。

在他们的实验中，熟料的率值完全相同，但熟料的强度随煅烧温度的升高而提高。

图１是根据他们的实验结果绘制的熟料强度与煅烧温度的关系曲线。

从图１可见，当煅烧温度从１３５０℃分别提高到1400℃和1425℃时，3ｄ、7ｄ和28ｄ抗压强度从23.6MPa、41.3ＭＰａ和５２．７ＭＰａ分别提高到２７．２ＭＰａ、４４．０ＭＰａ、57.9ＭＰａ和41.4MPa、５９．２ＭＰａ、６４．０ＭＰａ。

在这里要特别指出，这３种熟料的ｆ－ＣａＯ相差无几，分别为0.60%、０．４１％和０．３７％。

熟料的冷却速率对熟料的结构、熟料的矿物组成，熟料的研磨性能以及水泥的品质都有很大的影响。

其主要表现的方面有：1. 便于输送：如果输送高温的熟料需要用耐高温材料制造，并且也很容易磨损，造成成本高，维护费用也高，不利于降低成本。

2. 易于研磨：熟料冷却速度快，则熟料中的分子没有足够的时间去进行晶格的排列，部份的液相无法结晶成核只有以玻璃质存在，玻璃质较脆，同时矿物颗粒也比较细，易于研磨。

3. 热量回收：急冷熟料可以从熟料中回收大量的热，供窑内燃烧所用及余热发电或者是烘干物料。

其回收热量为200-250kcal/kg。

这样就可以降低生产的成本。

4. 改善水泥品质：熟料在在1250度下，C3S会分解成C2S与CaO两种矿物。

而在525度时，C2S会发生晶格转变，由β-C2S转变成γ-C2S，其体积膨胀10%，造成熟料的粉化，同时γ-C2S又是一种无强度的矿物，使熟料品质下降。

另外熟料在慢冷时矿物中的C3A也会从矿物中析出，造成熟料的急凝现象，MgO在慢冷时也容易结晶，造成水泥的安定性不良。

此时只有用急冷的方法来解决这些问题。

冷却机的操作参数在实际生产中，各个设备并不是孤立的，冷却机与窑之间的操作互相制约与影响。

因此必需根据具体情况进行分析。

在操作冷却机时一般都希望熟料出口的温度低，二次风的温度尽量高，冷却机废气温度低些。

蓖式冷却机操作时更是如此，一般其主要的参数有:1. 料层的厚度料层厚度均匀，能够产生同样的气体阻力，气体也能够均匀地分布在整个料层上。

这是冷却机正常操作的基本条件。

料层的厚度可以通过调节炉排的速度来改变，速度快则料层就薄，反之则反然。

如果炉排速度快，则熟料通过冷却机的时间就短，熟料出口的温度就会比较高，同时也会使二次空气温度降低。

料层厚则风压就比较大。

2. 高压风量在冷却机的一段，冷却风风压比较高，风量并不是很大，其废气主要是作为二次风进入到窑内。

风量大有利于熟料的冷却，但也会造成二次风温度低，同时窑头的飞灰也会比较大。

专利名称：水泥熟料冷却装置专利类型：实用新型专利
发明人：马兵,冯安贵
申请号：CN201821044537.8申请日：20180703
公开号：CN208567546U
公开日：
20190301
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种水泥熟料冷却装置，包括筒体，筒体由上立筒和下立筒密封连接组成，所述下立筒包括冷却筒和出料斗，冷却筒和出料斗之间柔性连接，所述冷却筒内安装有进气装置，所述出料斗外侧面安装有振动电机。

本实用新型结构简单，设计合理，避免了原有设备在水泥熟料出料的过程中易堵塞卡住的问题，出料更加顺畅。

同时出气装置不易被堵塞，出气顺畅，冷却效果好。

申请人：峨眉山强华特种水泥有限责任公司
地址：614208 四川省乐山市峨眉山市龙池镇马坪村
国籍：CN
代理机构：厦门福贝知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：郝学江
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专利名称：一种水泥熟料冷却装置专利类型：实用新型专利
发明人：刘平利
申请号：CN201921746170.9申请日：20191017
公开号：CN210885836U
公开日：
20200630
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种水泥熟料冷却装置，包括壳体，所述壳体的内部开设有空腔，所述壳体的顶部固定连接U型板，所述U型板内腔的顶部固定连接有第一电机，所述第一电机转轴的底部固定连接有转杆，所述转杆的底部贯穿至壳体的内腔，所述转杆的表面分别固定连接有输送叶片和搅拌杆，所述U型板内腔顶部的两侧均固定连接有第二电机，所述第二电机转轴的两侧均固定连接有扇叶，所述壳体的右侧固定连接有水箱，所述水箱顶部的右侧固定连通有注水管。

本实用新型具备快速冷却的优点，解决了现有的水泥熟料冷却装置不具备快速冷却的功能，需要长时间进行冷却，降低了生产的效率，并使水泥熟料的性能很大程度上达不到要求的问题。

申请人：陕西满意水泥有限责任公司
地址：727100 陕西省铜川市耀州区孙塬镇
国籍：CN
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《国家重点节能低碳技术推广目录(2015年本)》(第125项)佚名
【期刊名称】《中国水泥》
【年(卷),期】2016(0)2
【摘要】稳流行进式水泥熟料冷却技术：高温颗粒物料冷却设备，用于熟料冷却、输送，可将约1400℃熟料冷却到〈100℃。

冷却形式为风冷＋利用冷风和热熟料
进行热交换。

可将熟料所含热量回收，用于辅助上一工序的熟料煅烧。

【总页数】1页(P103-103)
【关键词】技术推广;目录;低碳;节能;水泥熟料;熟料冷却;冷却设备;颗粒物料
【正文语种】中文
【中图分类】TQ172.623
【相关文献】
1.国务院印发“十三五”节能减排综合工作方案/2017版循环经济发展评价指标体系发布/《国家重点节能低碳技术推广目录(2016年本,节能部分)》发布 [J],
2.国家重点节能低碳技术推广目录（2017年本低碳部分）技术简介 [J], ;
3.《国家重点节能低碳技术推广目录》（2015年本节能部分）技术报告（节选）
球磨机高效球磨综合节能技术 [J], ;
4.国家重点节能低碳技术推广目录（2017年本，节能部分）技术报告节选 [J], ;
5.国家发改委发布《国家重点节能低碳技术推广目录（2017年本，节能部分）》[J], 无;
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稳流行进式水泥熟料冷却技术
一、技术名称：稳流行进式水泥熟料冷却技术
二、合用范畴：建材行业水泥熟料生产
三、与该节能技术有关环节旳能耗现状：
目前一般旳产品冷却机冷却风量为2Nm3/kg，电耗6～7 kWh/t熟料，冷却机设备热回收效率65%～70%。

与本产
品相比热回收效率低5%，电耗高1～2 kWh/t熟料。

四、技术内容：
１.技术原理
该产品是一种对高温颗粒物料进行冷却旳设备，重要用于对热熟料进行冷却和输送，可将1400℃左右旳水泥熟料冷却到100℃如下，以保证熟料旳性质和进行下一道工序。

冷却方式为风冷，运用冷风和热熟料进行热互换，同步设备可将熟料所含热量回收，用于辅助上一工序旳熟料煅烧，以达到节能减排旳目旳。

2.核心技术
重要涉及①冷却风量自动控制调节阀；②冷却设备篦床旳运动支撑装置；③原则化模块设计；④步进式行走篦床；⑤一种冷却设备篦床旳在线检修装置；⑥颗粒物料均匀卸料装置。

3.工艺流程
冷却机工艺流程图及设备简图见图1、图2。