一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯及其微波煅燒方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯，包括底部安裝有風(fēng)機(jī)的窯爐，還包括旋轉(zhuǎn)窯罩、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定窯罩、布料器、微波發(fā)生器和波導(dǎo)管；所述旋轉(zhuǎn)窯罩安裝在窯爐的爐口。本發(fā)明的微波場輻射均勻，本發(fā)明通過設(shè)置旋轉(zhuǎn)窯罩，將波導(dǎo)管及微波發(fā)生器安裝在旋轉(zhuǎn)窯罩上一起旋轉(zhuǎn)，微波發(fā)生器的發(fā)射的微波場在旋轉(zhuǎn)的過程中，逐漸在窯爐內(nèi)形成一個(gè)覆蓋面積廣微波輻射均勻的微波場，并且本發(fā)明設(shè)置了供電環(huán)形滑觸線和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)窯罩的轉(zhuǎn)速，從而能夠調(diào)節(jié)微波場。
【專利說明】一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯及其微波煅燒方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水泥熟料煅燒設(shè)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。

【背景技術(shù)】
[0002] 從水泥發(fā)明以來，其熟料的煅燒一直使用煤或少數(shù)使用天然氣作為熱源，加熱物 料的方式以傳導(dǎo)、對流為主，輻射為輔，物料受熱有一個(gè)由外向內(nèi)的熱量傳遞過程，形成較 大的溫度梯度，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速度不一致，影響熟料質(zhì)量的提高；另外通過介質(zhì)的燃燒傳導(dǎo) 物料的升溫速度慢，一般為10-20°C /min，熟料煅燒時(shí)間長，熱效率低；同時(shí)因物料顆粒大 小、窯爐設(shè)備本身的邊壁效應(yīng)等造成斷面通風(fēng)不均勻，也影響熟料質(zhì)量的提高。
[0003] 另外煤的燃燒過程也是隨著溫度升高從干燥預(yù)熱、揮發(fā)份逸出燃燒、到固定碳燃 燒的過程，空氣過剩系數(shù)高，煤的燃燒速度快，但因?yàn)橥L(fēng)帶走的熱損失大；空氣過剩系數(shù) 低，通風(fēng)不良，化學(xué)不完全燃燒現(xiàn)象突出，熱能浪費(fèi)，不能夠達(dá)到各個(gè)階段煅燒所需要的溫 度要求。
[0004] 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，因?yàn)槭炝闲纬蔁崃康男枨?，原料中的含煤量一般?0%左右， 空氣過剩系數(shù)高的物理?xiàng)l件不容易具備，而且料球內(nèi)部氧氣量少，化學(xué)不完全燃燒現(xiàn)象一 定存在，物料的升溫速度一般只能達(dá)到10-20m/min，制約了熟料形成的化學(xué)反應(yīng)速度和反 應(yīng)質(zhì)量，進(jìn)而限制了熟料質(zhì)量。
[0005] 因此人們在一些微波設(shè)備上增設(shè)了微波發(fā)生器來輔助煅燒水泥，如申請?zhí)枮?00102065X的專利通過在回轉(zhuǎn)窯的高溫帶部分增設(shè)微波發(fā)射管，通過微波場對高溫帶進(jìn)行 輻射，以提高煅燒水泥的質(zhì)量；但是很多帶有微波發(fā)射器的設(shè)備同上述專利一樣，微波場對 于窯爐的輻射無法實(shí)現(xiàn)均勻分布，微波場對窯爐的照射區(qū)域均是固定不變的，無法真正增 加煅燒的熱度及質(zhì)量，依然會造成水泥熟料的過燒和生燒等情況的發(fā)生，且微波場單一對 窯爐高溫帶進(jìn)行照射，而對于預(yù)熱分解帶和固相反應(yīng)帶均沒有進(jìn)行微波照射，同樣不能保 證水泥熟料的質(zhì)量穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)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。
[0007] 技術(shù)方案：本發(fā)明解決問題所采用的技術(shù)方案為：一種輔助煅燒水泥熟料的微波 窖，包括底部安裝有風(fēng)機(jī)的窖爐，還包括旋轉(zhuǎn)窖罩、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定窖罩、布料器、微波發(fā)生 器和波導(dǎo)管；所述旋轉(zhuǎn)窯罩安裝在窯爐的爐口，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)窯罩相連并用于驅(qū)動(dòng) 旋轉(zhuǎn)窯罩旋轉(zhuǎn)；所述固定窯罩安裝在旋轉(zhuǎn)窯罩上；所述布料器安裝在固定窯罩內(nèi)，所述波 導(dǎo)管安裝在微波發(fā)生器上連接為一體式結(jié)構(gòu)，所述微波發(fā)生器安裝在旋轉(zhuǎn)窯罩上隨旋轉(zhuǎn)窯 罩旋轉(zhuǎn)，所述波導(dǎo)管則傾斜向下插入到旋轉(zhuǎn)窯罩內(nèi)。
[0008] 作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、鏈輪、環(huán)鏈、擋輪和行走輪；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī) 固定設(shè)置，鏈輪安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，所述旋轉(zhuǎn)窯罩的底部設(shè)置有環(huán)形槽鋼，所述環(huán) 鏈安裝在環(huán)形槽內(nèi)，且所述環(huán)鏈與鏈輪相嚙合，所述擋輪安裝在環(huán)形槽鋼內(nèi)側(cè)，所述行走輪 安裝在旋轉(zhuǎn)窯罩的底板上；通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)各個(gè)部件的配合使旋轉(zhuǎn)窯罩進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且能夠 調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度使其在在0. 5?3. Om/min范圍內(nèi)。
[0009] 作為優(yōu)選，還包括用于提供微波發(fā)生器電源的供電環(huán)形滑觸線；所述供電環(huán)形滑 觸線呈環(huán)形設(shè)置于旋轉(zhuǎn)窯罩的上方，并通過電纜與微波發(fā)生器相連；由于微波發(fā)生器與旋 轉(zhuǎn)窯罩一起旋轉(zhuǎn)，因此將微波發(fā)生器的供電設(shè)備設(shè)置為供電環(huán)形滑觸線，以滿足微波發(fā)生 器的供電要求。
[0010] 作為優(yōu)選，為了使微波場的輻射均勻及為了達(dá)到微波場的輻射深度，所述波導(dǎo)管 與微波發(fā)生器連接而成的一體式結(jié)構(gòu)共設(shè)有三個(gè)，且呈圓周等分狀態(tài)安裝在旋轉(zhuǎn)窯罩上。
[0011] 作為優(yōu)選，所述波導(dǎo)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I. 5m，因此將波導(dǎo)管的傾斜角度設(shè)置為30-60°，使其能夠依次作用于 預(yù)熱分解帶、固相反應(yīng)帶和燒成帶。
[0012] 作為優(yōu)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(zhuǎn)窯罩 內(nèi)還設(shè)有排風(fēng)管；所述排風(fēng)管伸出到固定窯罩的外部。
[0013] 水泥熟料在窯爐中的煅燒過程是一個(gè)鈣、鐵、硅、鋁為主的多元素的化學(xué)反應(yīng)，從 常溫升至900°C是分解反應(yīng)階段，從900?1250°C是固相反應(yīng)階段，而在1250?1450? 1250°C是液相反應(yīng)階段，從1250°C降至常溫是冷卻反應(yīng)階段。
[0014] 在分解反應(yīng)階段中黏土質(zhì)物料受熱分解成A1203、SiO 2，石灰石分解成CaO,溫 度達(dá)到900°C產(chǎn)生固相反應(yīng)，石灰石和黏土質(zhì)分解后的組份，通過質(zhì)點(diǎn)的相互擴(kuò)散，形成 C3A, C4AF, C2S等礦物，首先是顆粒間的點(diǎn)面接觸，隨后是反應(yīng)物通過產(chǎn)物層進(jìn)行擴(kuò)散迀移， 由于固體質(zhì)子間具有很大的作用力，因而固相反應(yīng)的反應(yīng)活性很低，速度很慢，溫度繼續(xù)升 高到最低共熔點(diǎn)溫度，約有1250°C左右，液相出現(xiàn)，C 2S和f-CaO都熔于液相中，C2S繼續(xù)吸 收CaO形成熟料的最終產(chǎn)物C3S，最終完成熟料燒結(jié)過程；而隨著煤熱量的耗盡，熟料進(jìn)入 冷卻階段，由下向上的冷風(fēng)和熟料交換熱能，冷卻熟料，同時(shí)，熱風(fēng)繼續(xù)向上到達(dá)燒成帶，提 供煤燃燒所需的氧氣；燒成帶形成的礦物冷卻時(shí)還會產(chǎn)生相變，影響熟料質(zhì)量，因此煅燒時(shí) 要求快速冷卻越過1250°C以阻止相變，保證熟料質(zhì)量穩(wěn)定。
[0015] 本發(fā)明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：
[0016] (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(diào)整料粉的微 觀細(xì)度在40-100 ym ;調(diào)整微波發(fā)生器發(fā)射微波源的頻率為900-930Mhz，使微波源在生料 球自然堆積狀態(tài)下，微波場有效功率的穿透深度大于等于I. 5m ;
[0017] (2)將制備好的生料球由窯爐頂部的布料器連續(xù)不斷的加入，微波發(fā)生器產(chǎn)生 的微波場對其連續(xù)加熱，使該料層的溫度上升至190°C _210°C，此時(shí)生料球中的水首先蒸 發(fā)，升溫時(shí)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(fā)完畢；
[0018] (3)完成步驟2,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟2中的料層繼續(xù)加熱料球，同 時(shí)料球中煤的揮發(fā)成分逸出燃燒共同加熱料球，此時(shí)料球中的硅、鋁質(zhì)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(shí)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 ;
[0019] (4)完成步驟3,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟3中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí) 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(zhì)物料部份分解成氧化鈣并和步 驟3中所產(chǎn)生的無定形氧化硅和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使該料層溫度上升至890°C -9KTC; 其升溫時(shí)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 ；
[0020] (5)完成步驟4,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟4中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí) 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(zhì)物料全部分解成氧化鈣并和步 驟4中產(chǎn)生的無定形氧化硅和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使該料層溫度上升至1100°C -1300°C; 升溫時(shí)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 ；
[0021] (6)完成步驟5,物料繼續(xù)下移后，微波場一部分穿透步驟5中的料層繼續(xù)加熱料 球，此時(shí)微波場使物料分子之間產(chǎn)生偶極轉(zhuǎn)向極化，物料分子之間產(chǎn)生相互摩擦，使物料液 化為C 2S，同時(shí)料球中煤的固定碳充分燃燒和化學(xué)反應(yīng)放熱共同作用，使該料層溫度上升至 1400-1450°C;并且生成的C 2S液體吸收氧化鈣生成最終產(chǎn)品C3S ;此段料層的升溫時(shí)間控制 在25-30min，升溫速率控制在6. 5?8°C /min，厚度控制在0. 4-0. 5m ;
[0022] (7)完成步驟6后，物料繼續(xù)下移，脫離微波場作用區(qū)，料球中的煤燃盡，控制窯爐 底部的風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)冷卻，得到最終成品；得到最終物料厚度8-8. 5m，溫度從1400-1450°C 降至100 - 60°C，降溫時(shí)間控制在3-4h，降溫速率控制在6?8°C /min。
[0023] 有益效果：本發(fā)明相對于現(xiàn)有的水泥熟料的微波煅燒設(shè)備及煅燒方法具有以下優(yōu) 占.
[0024] (1)本發(fā)明的微波場輻射均勻，本發(fā)明通過設(shè)置旋轉(zhuǎn)窯罩，將波導(dǎo)管及微波發(fā)生器 安裝在旋轉(zhuǎn)窯罩上一起旋轉(zhuǎn)，微波發(fā)生器的發(fā)射的微波場在旋轉(zhuǎn)的過程中，逐漸在窯爐內(nèi) 形成一個(gè)覆蓋面積廣微波輻射均勻的微波場，并且本發(fā)明設(shè)置了供電環(huán)形滑觸線和驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)，并通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)窖罩的轉(zhuǎn)速，從而能夠調(diào)節(jié)微波場；
[0025] (2)本發(fā)明的微波場作用于水泥熟料煅燒的整個(gè)過程，本發(fā)明通過將波導(dǎo)管以 30-60°的傾角安裝在旋轉(zhuǎn)窯罩上，并調(diào)整微波發(fā)生器的微波頻率使微波的穿透深度大于 等于I. 5m，進(jìn)而作用于整個(gè)水泥熟料的煅燒過程，并且本發(fā)明設(shè)置行走輪能夠減輕微波發(fā) 生器的負(fù)荷。
[0026] (3)本發(fā)明的熟料煅燒方法相對于現(xiàn)有技術(shù)，通過設(shè)置輻射均勻的微波場及作用 于整個(gè)煅燒過程，使其煅燒的時(shí)間短，煅燒升溫速度快，能夠真正達(dá)到急燒快冷的要求，增 加熟料內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度及煅燒效率，提高熟料質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2為經(jīng)本發(fā)明煅燒后的水泥熟料的X射線衍射圖；
[0029] 圖3為經(jīng)本發(fā)明煅燒后水泥熟料的巖相照片；
[0030] 圖4為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 本發(fā)明的微波窯如圖1所示，一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯，包括底部安裝有 風(fēng)機(jī)的窖爐1，還包括旋轉(zhuǎn)窖罩2、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3、固定窖罩4、布料器5、微波發(fā)生器6和波導(dǎo)管 7 ;所述旋轉(zhuǎn)窯罩2安裝在窯爐1的爐口，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3與旋轉(zhuǎn)窯罩2相連并用于驅(qū)動(dòng)旋 轉(zhuǎn)窯罩3旋轉(zhuǎn)；所述固定窯罩4安裝在旋轉(zhuǎn)窯罩2上；所述布料器5安裝在固定窯罩4內(nèi)， 所述波導(dǎo)管7安裝在微波發(fā)生器6上連接為一體式結(jié)構(gòu)，所述微波發(fā)生器6安裝在旋轉(zhuǎn)窯 罩3上隨旋轉(zhuǎn)窯罩3旋轉(zhuǎn)，所述波導(dǎo)管3則傾斜向下插入到旋轉(zhuǎn)窯罩2內(nèi)；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3 包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)31、鏈輪32、環(huán)鏈33、擋輪34和行走輪35 ;所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)31固定設(shè)置，鏈輪 32安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，所述旋轉(zhuǎn)窯罩2的底部設(shè)置有環(huán)形槽鋼，所述環(huán)鏈33安裝 在環(huán)形槽內(nèi)，且所述環(huán)鏈33與鏈輪32相嚙合，所述擋輪34安裝在環(huán)形槽鋼內(nèi)側(cè)，所述行走 輪35安裝在旋轉(zhuǎn)窯罩2的底板上；還包括用于提供微波發(fā)生器6電源的供電環(huán)形滑觸線8 ; 所述供電環(huán)形滑觸線8呈環(huán)形設(shè)置于旋轉(zhuǎn)窯罩2的上方，并通過電纜與微波發(fā)生器6相連； 所述波導(dǎo)管7與微波發(fā)生器6連接而成的一體式結(jié)構(gòu)共設(shè)有三個(gè)，且呈圓周等分狀態(tài)安裝 在旋轉(zhuǎn)窯罩3上；所述波導(dǎo)管7的傾斜角度為30-60° ;優(yōu)選角度45° ;所述旋轉(zhuǎn)窯罩3內(nèi) 還設(shè)有排風(fēng)管9 ;所述排風(fēng)管9伸出到固定窯罩4的外部。
[0034] 通過利用本發(fā)明的微波窯的微波煅燒方法如下：
[0035] (1)制備好含水量4%，含煤量5%、直徑為5mm的生料球，并調(diào)整料粉的微觀細(xì)度 在40 μ m ;調(diào)整微波發(fā)生器發(fā)射微波源的頻率為900Mhz，使微波源在生料球自然堆積狀態(tài) 下，微波場有效功率的穿透深度大于等于I. 5m ;
[0036] (2)將制備好的生料球由窯爐頂部的布料器連續(xù)不斷的加入，微波發(fā)生器產(chǎn)生的 微波場對其連續(xù)加熱，使該料層的溫度上升至190°C，此時(shí)生料球中的水首先蒸發(fā)，升溫時(shí) 間控制在6. 5min，升溫速率控制在21 °C /min，此段料層厚度控制在0. 15m，升溫過程中，生 料球中的水蒸發(fā)完畢；
[0037] (3)完成步驟2,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟2中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí) 料球中煤的揮發(fā)成分逸出燃燒共同加熱料球，此時(shí)料球中的硅、鋁質(zhì)物料分子水脫水并分 解成無定形氧化錯(cuò)和氧化娃，使該料層溫度上升至540°C，其升溫時(shí)間控制在9min，升溫速 率控制在27°C /min，此段料層厚度控制在0. 2m ;
[0038] (4)完成步驟3,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟3中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí) 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(zhì)物料部份分解成氧化鈣并和步 驟3中所產(chǎn)生的無定形氧化硅和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使該料層溫度上升至890°C ;其升溫 時(shí)間控制在9min，升溫速率控制在27°C /min，此段料層厚度控制在0. 2m ;
[0039] (5)完成步驟4,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟4中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí) 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(zhì)物料全部分解成氧化鈣并和步 驟4中產(chǎn)生的無定形氧化硅和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使該料層溫度上升至Iiooxrc ;升溫 時(shí)間控制在lOmin，升溫速率控制在20°C /min，此段料層厚度控制在0. 3m ;
[0040] (6)完成步驟5,物料繼續(xù)下移后，微波場一部分穿透步驟5中的料層繼續(xù)加熱料 球，此時(shí)微波場使物料分子之間產(chǎn)生偶極轉(zhuǎn)向極化，物料分子之間產(chǎn)生相互摩擦，使物料液 化為C2S，同時(shí)料球中煤的固定碳充分燃燒和化學(xué)反應(yīng)放熱共同作用，使該料層溫度上升至 1400°C ;并且生成的C2S液體吸收氧化鈣生成最終產(chǎn)品C3S ;此段料層的升溫時(shí)間控制在 25min，升溫速率控制在6. 5°C /min，厚度控制在0. 4m ;
[0041] (7)完成步驟6后，物料繼續(xù)下移，脫離微波場作用區(qū)，料球中的煤燃盡，控制窯 爐底部的風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)冷卻，得到最終成品；得到最終物料厚度8m，溫度從1400°C降至 100°C，降溫時(shí)間控制在3h，降溫速率控制在6°C /min。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] (1)制備好含水量8%，含煤量7%、直徑為8mm的生料球，并調(diào)整料粉的微觀細(xì)度 在100 μ m ;調(diào)整微波發(fā)生器發(fā)射微波源的頻率為930Mhz，使微波源在生料球自然堆積狀態(tài) 下，微波場有效功率的穿透深度大于等于I. 5m ;
[0044] (2)將制備好的生料球由窯爐頂部的布料器連續(xù)不斷的加入，微波發(fā)生器產(chǎn)生的 微波場對其連續(xù)加熱，使該料層的溫度上升至210°C，此時(shí)生料球中的水首先蒸發(fā)，升溫時(shí) 間控制在8. 5min，升溫速率控制在27°C/min，此段料層厚度控制在0. 2m，升溫過程中，生料 球中的水蒸發(fā)完畢；
[0045] (3)完成步驟2,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟2中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí) 料球中煤的揮發(fā)成分逸出燃燒共同加熱料球，此時(shí)料球中的硅、鋁質(zhì)物料分子水脫水并分 解成無定形氧化錯(cuò)和氧化娃，使該料層溫度上升至560°C，其升溫時(shí)間控制在9-13min，升 溫速率控制在40°C /min，此段料層厚度控制在0. 3m ;
[0046] (4)完成步驟3,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟3中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí) 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(zhì)物料部份分解成氧化鈣并和步 驟3中所產(chǎn)生的無定形氧化硅和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使該料層溫度上升至910°C ;其升溫 時(shí)間控制在13min，升溫速率控制在40°C /min，此段料層厚度控制在0. 3m ;
[0047] (5)完成步驟4,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟4中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí) 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(zhì)物料全部分解成氧化鈣并和步 驟4中產(chǎn)生的無定形氧化硅和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使該料層溫度上升至1300°C ;升溫時(shí) 間控制在10-15min，升溫速率控制在30°C /min,此段料層厚度控制在0. 4m ;
[0048] (6)完成步驟5,物料繼續(xù)下移后，微波場一部分穿透步驟5中的料層繼續(xù)加熱料 球，此時(shí)微波場使物料分子之間產(chǎn)生偶極轉(zhuǎn)向極化，物料分子之間產(chǎn)生相互摩擦，使物料液 化為C 2S，同時(shí)料球中煤的固定碳充分燃燒和化學(xué)反應(yīng)放熱共同作用，使該料層溫度上升至 1450°C ;并且生成的C2S液體吸收氧化鈣生成最終產(chǎn)品C3S ;此段料層的升溫時(shí)間控制在 30min，升溫速率控制在8°C /min，厚度控制在0. 5m ;
[0049] (7)完成步驟6后，物料繼續(xù)下移，脫離微波場作用區(qū)，料球中的煤燃盡，控制窯 爐底部的風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)冷卻，得到最終成品；得到最終物料厚度8. 5m，溫度從1450°C降至 60°C，降溫時(shí)間控制在4h，降溫速率控制在8°C /min。
[0050] 實(shí)施例3
[0051] (1)制備好含水量6%，含煤量6%、直徑為6mm的生料球，并調(diào)整料粉的微觀細(xì)度 在40-100 μ m ;調(diào)整微波發(fā)生器發(fā)射微波源的頻率為915Mhz，使微波源在生料球自然堆積 狀態(tài)下，微波場有效功率的穿透深度大于等于I. 5m ;
[0052] (2)將制備好的生料球由窯爐頂部的布料器連續(xù)不斷的加入，微波發(fā)生器產(chǎn)生的 微波場對其連續(xù)加熱，使該料層的溫度上升至200°C，此時(shí)生料球中的水首先蒸發(fā)，升溫時(shí) 間控制在7. 5min，升溫速率控制在24°C/min，此段料層厚度控制在0. 2m，升溫過程中，生料 球中的水蒸發(fā)完畢；
[0053] (3)完成步驟2,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟2中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí) 料球中煤的揮發(fā)成分逸出燃燒共同加熱料球，此時(shí)料球中的硅、鋁質(zhì)物料分子水脫水并分 解成無定形氧化錯(cuò)和氧化娃，使該料層溫度上升至550°C，其升溫時(shí)間控制在llmin，升溫 速率控制在33°C /min，此段料層厚度控制在0. 2-0. 3m ;
[0054] (4)完成步驟3,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟3中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí) 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(zhì)物料部份分解成氧化鈣并和步 驟3中所產(chǎn)生的無定形氧化硅和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使該料層溫度上升至900°C ;其升溫 時(shí)間控制在llmin，升溫速率控制在33°C /min，此段料層厚度控制在0. 15m ;
[0055] (5)完成步驟4,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟4中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí) 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(zhì)物料全部分解成氧化鈣并和步 驟4中產(chǎn)生的無定形氧化硅和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使該料層溫度上升至1200°C ;升溫時(shí) 間控制在13min，升溫速率控制在25°C /min，此段料層厚度控制在0. 35m ;
[0056] (6)完成步驟5,物料繼續(xù)下移后，微波場一部分穿透步驟5中的料層繼續(xù)加熱料 球，此時(shí)微波場使物料分子之間產(chǎn)生偶極轉(zhuǎn)向極化，物料分子之間產(chǎn)生相互摩擦，使物料液 化為C 2S，同時(shí)料球中煤的固定碳充分燃燒和化學(xué)反應(yīng)放熱共同作用，使該料層溫度上升至 1425°C ;并且生成的C2S液體吸收氧化鈣生成最終產(chǎn)品C3S ;此段料層的升溫時(shí)間控制在 28min，升溫速率控制在7°C /min，厚度控制在0. 45m ;
[0057] (7)完成步驟6后，物料繼續(xù)下移，脫離微波場作用區(qū)，料球中的煤燃盡，控制窯爐 底部的風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)冷卻，得到最終成品；得到最終物料厚度8m，溫度從1425°C降至80°C， 降溫時(shí)間控制在3. 5h，降溫速率控制7°C /min。
[0058] 本實(shí)施例中經(jīng)過微波煅燒后的水泥熟料與在同一臺窯爐中全煤燃燒的水泥熟料 的測試數(shù)據(jù)對比如下：
[0059] 表1熟料強(qiáng)度和f-CaO數(shù)據(jù)
[0060]

【權(quán)利要求】
1. 一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯，包括底部安裝有風(fēng)機(jī)的窯爐（1)，其特征在于：還 包括旋轉(zhuǎn)窯罩（2)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（3)、固定窯罩（4)、布料器（5)、微波發(fā)生器（6)和波導(dǎo)管（7); 所述旋轉(zhuǎn)窯罩（2)安裝在窯爐（1)的爐口，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（3)與旋轉(zhuǎn)窯罩（2)相連并用于 驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)窯罩（3)旋轉(zhuǎn)；所述固定窯罩（4)安裝在旋轉(zhuǎn)窯罩（2)上；所述布料器（5)安裝在 固定窯罩（4)內(nèi)，所述波導(dǎo)管（7)安裝在微波發(fā)生器（6)上連接為一體式結(jié)構(gòu)，所述微波發(fā) 生器（6)安裝在旋轉(zhuǎn)窯罩（3)上隨旋轉(zhuǎn)窯罩（3)旋轉(zhuǎn)，所述波導(dǎo)管（3)則傾斜向下插入到 旋轉(zhuǎn)窯罩（2)內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)⑶包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)（31)、鏈輪（32)、環(huán)鏈（33)、擋輪（34)和行走輪（35);所述驅(qū)動(dòng)電機(jī) (31)固定設(shè)置，鏈輪（32)安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，所述旋轉(zhuǎn)窯罩（2)的底部設(shè)置有環(huán) 形槽鋼，所述環(huán)鏈（33)安裝在環(huán)形槽內(nèi)，且所述環(huán)鏈（33)與鏈輪（32)相嚙合，所述擋輪 (34)安裝在環(huán)形槽鋼內(nèi)側(cè)，所述行走輪（35)安裝在旋轉(zhuǎn)窯罩（2)的底板上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯，其特征在于：還包括用于 提供微波發(fā)生器（6)電源的供電環(huán)形滑觸線（8);所述供電環(huán)形滑觸線（8)呈環(huán)形設(shè)置于 旋轉(zhuǎn)窯罩（2)的上方，并通過電纜與微波發(fā)生器（6)相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯，其特征在于：所述波導(dǎo)管 (7)與微波發(fā)生器（6)連接而成的一體式結(jié)構(gòu)共設(shè)有三個(gè)，且呈圓周等分狀態(tài)安裝在旋轉(zhuǎn) 窯罩⑶上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯，其特征在于：所述波導(dǎo)管 (7)的傾斜角度為30-60°。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯，其特征在于：所述旋轉(zhuǎn)窯 罩⑶內(nèi)還設(shè)有排風(fēng)管（9);所述排風(fēng)管（9)伸出到固定窯罩⑷的外部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種輔助煅燒水泥熟料的微波窯的微波煅燒方法，其特征在 于：包括以下步驟： (1) 制備好含水量4-8%，含煤量5-7%、直徑為5-8mm的生料球，并調(diào)整料粉的微觀細(xì) 度在40-100 ym ;調(diào)整微波發(fā)生器發(fā)射微波源的頻率為900-930Mhz，使微波源在生料球自 然堆積狀態(tài)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(xù)不斷的加入，微波發(fā)生器產(chǎn)生的微 波場對其連續(xù)加熱，使該料層的溫度上升至190 °C -210 °C，此時(shí)生料球中的水首先蒸發(fā)， 升溫時(shí)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(fā)完畢； (3) 完成步驟2,物料繼續(xù)下移后，微波場穿透步驟2中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí)料球 中煤的揮發(fā)成分逸出燃燒共同加熱料球，此時(shí)料球中的硅、鋁質(zhì)物料分子水脫水并分解成 無定形氧化錯(cuò)和氧化娃，使該料層溫度上升至540°C _560°C，其升溫時(shí)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(xù)下移后，微波場穿透步驟3中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí)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(zhì)物料部份分解成氧化鈣并和步驟3 中所產(chǎn)生的無定形氧化硅和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使該料層溫度上升至890°C-910°C;其升 溫時(shí)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(xù)下移后，微波場穿透步驟4中的料層繼續(xù)加熱料球，同時(shí)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(zhì)物料全部分解成氧化鈣并和步驟4 中產(chǎn)生的無定形氧化硅和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使該料層溫度上升至ll〇〇°C -1300°C;升溫 時(shí)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(xù)下移后，微波場一部分穿透步驟5中的料層繼續(xù)加熱料球， 此時(shí)微波場使物料分子之間產(chǎn)生偶極轉(zhuǎn)向極化，物料分子之間產(chǎn)生相互摩擦，使物料液化 SC2S，同時(shí)料球中煤的固定碳充分燃燒和化學(xué)反應(yīng)放熱共同作用，使該料層溫度上升至 1400 - 1450°C;并且生成的C2S液體吸收氧化鈣生成最終產(chǎn)品C3S ;此段料層的升溫時(shí)間控 制在25-30min，升溫速率控制在6. 5?8°C /min，厚度控制在0. 4-0. 5m ; (7) 完成步驟6后，物料繼續(xù)下移，脫離微波場作用區(qū)，料球中的煤燃盡，控制窯爐底部 的風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)冷卻，得到最終成品；得到最終物料厚度8-8. 5m，溫度從1400-1450°C降至 100 - 60°C，降溫時(shí)間控制在3-4h，降溫速率控制在6?8°C /min。
【文檔編號】F27D17/00GK104457217SQ201410634697
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】張雪華 申請人:張雪華