一. 旋窯的工作原理
    水泥燒成設(shè)備有豎窯、濕法旋窯、普通中空干法窯、立波爾窯、預熱機窯(SP)以及目前A廠較為先進的預熱預鍛式旋窯。大陸目前有8000多家水泥廠，其中豎窯就有8000家左右。預熱預鍛式的旋窯與傳統(tǒng)的旋窯最大的區(qū)別是將生料的脫酸放在預熱機中進行，從預熱機下來的料其脫酸度有90%以上。這樣使窯的負荷減輕了，產(chǎn)量提高，熱耗降低。
    旋窯是一個有一定斜度的圓筒狀物，A廠#3窯的斜度為3.5%，#1與#2窯的斜度為3%。預熱機來的料從窯尾進入到窯中，借助窯的轉(zhuǎn)動來促進料在旋窯內(nèi)攪拌，使料互相混合、接觸進行反應。窯頭噴煤燃燒產(chǎn)生大量的熱，熱量以火焰的輻射、熱氣的對流、窯磚(窯皮)傳導等方式傳給物料。物料依靠窯筒體的斜度及窯的轉(zhuǎn)動在窯內(nèi)向前運動。

二. 旋窯的結(jié)構(gòu)
    窯體的主要結(jié)構(gòu)包括有:
    1. 窯殼，它是旋窯的主體，窯殼鋼板厚度在40mm左右的鋼板，胎環(huán)的附近，因為承重比較大，此處的窯殼鋼板要厚一些。窯殼的內(nèi)部砌有一層200mm左右的耐火磚。窯殼在運轉(zhuǎn)的時候，由于高溫及承重的關(guān)系，窯殼會有橢園型的變形，這樣就會對窯磚產(chǎn)生壓力，影響窯磚的壽命。在窯尾大約有一米長的地方為錐形，使從預熱機進料室來的料能較為順暢地進入到窯內(nèi)。
    2. 胎環(huán)、支持滾輪、軸承、胎環(huán)與支持滾輪都是用來支撐窯的重量用。胎環(huán)是套在窯殼上，它與窯殼間并沒有固定，窯殼與胎還之間是加有一塊鐵板隔開，使胎環(huán)與窯殼間保留一定間隙，不能太大也不能過小。如果間隙太小，窯殼的膨脹受到胎環(huán)的限制，窯磚容易破壞。如果間隙太大，窯殼與胎環(huán)間相對移動、磨擦更加利害，也會使窯殼的橢圓變形更加嚴重。通常要在二者間加潤滑油。我門可以通過窯殼與胎環(huán)間的相對運動來憑估計窯殼的橢圓變形程度。
窯殼與胎環(huán)之間存在著熱傳導率的差異，必需借助外部的風車來幫助窯殼散熱，平衡減小兩者間的溫差。否則窯殼的膨脹會受到胎環(huán)的限制。在開窯時，窯殼的升溫速率高于胎環(huán)，燒手必須控制旋窯的升溫速率在50℃/h，這樣有利保護窯磚。  通常托輪要比輪帶寬50-100mm毫米左右，滾輪軸承是采用巴氏合金，如果軸承失去潤滑，會使軸承因溫度過高而燒壞。在軸承處都有冷卻水進行循環(huán)冷卻。為減少窯殼對胎環(huán)的熱輻射，造成托輪溫度過高，在二者之間都加有隔熱板來減少熱輻射。  A廠的三套窯中，#3窯是短窯系統(tǒng)，長徑比為1:11，只有2組托輪。#1與#2窯是普通窯，長徑比分別為1:14與1:15，共有3組托輪。調(diào)整3組托輪的位置時，要達到三者在同一直線上比較困難，并且稍有偏離便會使中間的托輪過載，造成托輪軸承溫度過高，嚴重時軸承上的巴氏合金熔化(100度左右)，從而使軸承被破壞。短窯系統(tǒng)只有兩組托輪，便不會有這樣的情形。
    3. 止推滾輪 止推滾輪就是限制旋窯吃下或吃上時的極限開關(guān)。因為支持滾輪要比窯胎寬一些，為使托輪與輪帶能夠上下移動，磨損均勻。在胎環(huán)的端面設(shè)有止推滾輪。  #1窯共有2組止推滾輪，滾輪只是起到阻擋的作用，滾輪本身并沒有動力。窯體的吃上吃下是靠滾輪的偏位，將托輪與窯的中心線有一定角度，讓托輪給窯體有向上的力，使窯殼上移。有時撒一些生料粉或?qū)⑼休啿粮蓛簦龃笃淠ゲ料禂?shù)，也可使窯體上移。窯體吃下時，只要在托輪與輪帶之間撒上石墨粉，減小兩者間的磨擦力既可。#1窯吃上4小時，吃下4小時。  #2窯共有兩組液壓式的止推滾輪，窯體的吃上是靠擋輪的推力來達到。#2窯吃上2小時，吃下6小時。  #3窯只有兩組胎環(huán)與滾輪，所以#3只有一組液壓止推滾輪。當旋窯吃下觸及到Y(jié)1開關(guān)時，液壓系統(tǒng)開始吃上動作，液壓系統(tǒng)吃上1分鐘，停止4分鐘，然后重復吃上1分鐘停4分鐘的動作，直到窯胎環(huán)觸及到Y(jié)5位置。此時窯體開始吃下，液壓系統(tǒng)泄壓2分鐘，停4分鐘，然后重復動作。直到窯體觸及到Y(jié)1位置又進行吃上。不斷重復以上的過程既可。在液壓系統(tǒng)停止動作時，內(nèi)部的壓力不變。  液壓系統(tǒng)還有三到極限開關(guān)。吃上時，如果Y1開關(guān)有故障時，窯體會觸及到Y(jié)第二道開關(guān)，系統(tǒng)就會警報(此時窯體已超出吃上范圍30mm)，若又觸及到第三道開關(guān)，則系統(tǒng)會跳車(此時以超出吃上的范圍50mm)。旋窯吃下時，如果第一道開關(guān)有故障，則旋窯在觸及到第二到開關(guān)時，系統(tǒng)就會警報，但不會跳車，因為有止推滾輪的限制窯殼的吃下極限。

三. 止推滾輪液壓系統(tǒng)
    窯體的吃上吃下主要是要使支持滾輪與胎環(huán)磨損均勻。每8小時吃上吃下各一次，這都是靠液壓擋輪來控制。液壓擋輪的工作原理與滾壓機的液壓原理較為相近(具體見附圖)。止推滾輪的液壓系統(tǒng)位于窯基座的下部，這樣可以使現(xiàn)場的布置合理，液壓設(shè)備的工作溫度更低。
    液壓油經(jīng)油泵浦從油缸中抽出，經(jīng)過一個單向閥被分成兩路，其中一路經(jīng)過三向開關(guān)進入到液壓缸中，在常態(tài)下該閥門是關(guān)閉不工作，它是作為另一個三向開關(guān)的備用。
另一油路經(jīng)過一個三向開關(guān)，當開關(guān)的在左邊的位置時，油可以通過閥門。在右邊的位置時油會回到油缸中。中間的位置油路不通。在三向開關(guān)的入口處并連有油壓表，在三向開關(guān)的入口處與回油管串連有一個泄壓閥，用于過載保護。正常的情況下，液壓油經(jīng)過三向閥以后，進入到一個橋式整流油路。整流油路利用單向閥作為導路原件，對面的兩個單向閥方向是一至的，中間用一油路接有一個過濾器與閥門。不管是加壓進油或是退油都會都要使油進行過濾。在三向開關(guān)的回油管上也設(shè)有單向閥，然后又經(jīng)過由單向閥、過濾器組成的并連油路，回油進入油缸前都進行過濾，其中單向閥只是在過濾器阻力較大或堵塞時才會用到。在并連油路的側(cè)邊設(shè)有一個壓力表用于測壓力。
    液壓油從過濾器出來以后，油經(jīng)過一個電動雙向開關(guān)與手動閥門后便可進入到液壓缸中，在手動閥門邊上加有一個手動開關(guān)，手動開關(guān)閥門在放油泄壓才會用到。液壓油進入液壓缸的管路也并連有兩跟油管。其中一條油路上接有一個信號轉(zhuǎn)化器，將油壓信號轉(zhuǎn)化成電信號傳到中控室。
    另一根經(jīng)過一個手動閥門被分成三條油路，一條與油壓表相連，主要用于測量入液壓缸油壓的大小(該油壓表位于樓下)。一條連有一個較小的氮氣囊進行緩沖。另一條油路上設(shè)有一個手動開關(guān))與泄壓閥所組成的并連油路，必要時可將其打開讓油回到油缸中。
液壓缸入口處設(shè)有一個油壓表，用于測量油壓大小(位于現(xiàn)場)，現(xiàn)場可以方便觀測油壓。氮氣囊在窯體吃上時要將其進油閥門打開，緩沖油壓。在窯吃下時要將進油閥門關(guān)閉，液壓缸的工作壓力在60bar左右。

四.窯系統(tǒng)的傳動
    窯是慢速轉(zhuǎn)動的設(shè)備，窯系統(tǒng)傳動裝置主要由以下幾個部份組成:
    1. 動力馬達 回轉(zhuǎn)窯載何的特點為:
        a. 恒力矩
        b. 起動力矩大 
        c. 要求均勻地進行無級變速。
    #1與#2窯是采用單邊傳度，#3窯采用雙邊同步馬達。采用雙邊傳洞便于布置，也節(jié)省投資，比較適合于較為大形的旋窯。#3窯主電機的功率為390kw，一般窯內(nèi)填充率在20-25%左右，如果出現(xiàn)結(jié)圈或堵料，窯的主馬達功率會上升。有的廠家也利用液壓系統(tǒng)進行傳動。
    2. 輔助引擎 輔助引擎主要是為防止突然斷電，窯體在高溫、重載(窯內(nèi)有較多的余料)的情況下發(fā)生變形，A廠中設(shè)有余熱發(fā)電及重油發(fā)電設(shè)備，停電后自發(fā)的電還可以利供窯系統(tǒng)工作用，停電對窯內(nèi)生產(chǎn)的影響小一些。在砌磚或檢修時要用輔助引擎進行帶動。開窯時也要用輔助馬達來幫助起動，這樣可以減少開窯起動時的能耗。輔助馬達與主減速機之間還設(shè)有一個輔助減速機。#3窯系統(tǒng)布置了兩臺汽油引擎的寸步電機，#1、#2分別有一套。
    3. 減速機 馬達的轉(zhuǎn)速都比較高，窯的轉(zhuǎn)速一般都在3rpm左右。兩者間需要有減速機進行減速傳動。有的窯利用三角皮帶進行減速，我個人認為三角皮帶在高溫環(huán)境下工作，很容易老化，傳動比也不是很衡定。A廠所用的是普通的齒輪減速機。
    4. 小齒輪 為了適應窯體的串動，小齒輪要與大齒輪之間留有一定的間隙，新窯更要注意。兩者間隙小，兩者很容易造成咬合、磨損加快等現(xiàn)象。小齒輪可以安裝在大齒輪的正下方，也可以在大齒輪的斜下方。前者會使小齒輪的地腳螺栓完全受水平力作用，比較容易損壞。后者小齒輪受水平與垂直兩個方向上的力，這樣基座受的水平力就小些。
    5. 環(huán)齒輪 大齒輪都尺寸比較大，一般都由兩半(或者更多塊)經(jīng)螺栓聯(lián)接組成，A廠的環(huán)齒輪通過彈簧片與窯殼連接，這樣具有一定的彈性，可以減少因開、停窯時對大小齒輪的沖激。有的廠家也有利用固定式的螺栓與窯殼進行連接，這種連接方式不具有緩沖的作用，齒輪也容易受窯殼熱膨脹的影響。
    6. 潤滑冷卻系統(tǒng) 在大小齒輪間設(shè)有自動噴油裝置，對齒輪進行潤滑。每班的現(xiàn)場人員要檢查齒輪零件及潤滑情況，齒輪的潤滑情況。齒輪處的冷卻是靠潤滑油來冷卻。
    7. 密封裝置 旋窯系統(tǒng)都是在負壓下工作，在旋窯的轉(zhuǎn)動與靜止兩個部份間的連接處(在窯頭與窯尾兩個地方)，不可避免地有縫隙，為防止外界冷空氣的進入，均設(shè)有密封裝置。在窯頭的Seal Air 與止封圈并不沖突，它只是將清除窯頭附近的一些粉塵吹干凈而以。
    如果是在窯頭有漏冷風，會降低窯內(nèi)的燒成溫度。在窯尾有漏冷風，會減少二次空氣量，影響窯內(nèi)通風與燒成，增大廢氣排放量，增大風車與電收塵的負何等一系列的問題。
對于密封裝置的主要要求有:
    1. 密封性要好 窯頭的負壓低一些，要求可以不要那樣高，在窯尾的負壓大則要求就嚴格一些。
    2. 能適應于窯體的吃上吃下，窯體溫度變化時長度的伸縮，窯體直徑的變化以及懸臂端輕微彎曲等的要求。 
    3. 耐高溫、耐磨、結(jié)構(gòu)簡單，便于維修。
    密封裝置的主要類型有:
        1. 迷宮式密封， 它可以分為軸向式密封與徑向式密封兩種。
        2. 帶有石棉繩的端面磨擦式密封
        3. 石墨塊(鑄鐵、銅)磨擦式密封
A廠目前所用的是第三重金屬磨擦式的密封裝置，它借助支架與彈簧將金屬緊壓在筒體之上進行對氣流的密封。

五. 大齒輪傳動及其潤滑
    在窯體的大齒處，它是靠雙邊同步馬達進行傳動，共有兩個小齒輪與大齒輪齒合。這樣的傳力點較多，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，齒的受力減小一半，齒輪的模數(shù)與寬度都可以大為減小，有利于設(shè)備的布置。雙邊傳動也會造成零部件過多，安裝與維修工作量增加。兩邊齒面都有自動噴油嘴進行噴油潤滑。
    潤滑后的廢油經(jīng)過泵浦加壓輸送到冷卻機，原先的油管是在江側(cè)，現(xiàn)已改在山側(cè)。主要是因為在江側(cè)散熱較多，環(huán)境溫度比較低，使油的粘度增加，再加上江側(cè)要照顧行人通過，使油管路曲折阻力增加。我個人認為將廢油加在冷卻機中燃燒不是很好，冷卻機主要將熟料冷卻，不希望有熱量的進入，將廢油加到冷卻機中燃燒會提高冷卻機中的溫度，影響到熟料的冷卻效率。而應該將廢油引入到需要熱量的地放去燃燒，如預熱機、窯等地方。
    潤滑油與泵浦都在窯基座下的房子內(nèi)，這樣布置使現(xiàn)場更干凈，潤滑設(shè)備的環(huán)境溫度也更低一些。泵浦是利用空壓機為動力，從空壓機過來的壓縮空氣首先經(jīng)過一個過濾器將水份過濾去除。然后分成兩路。其中一路通向上面齒輪的噴嘴處，在管路上并連接有一個電磁油壓控制閥。另一路是進入到油桶內(nèi)的泵浦，在管路上串連有一個壓力表、一個油槽及一個泄壓閥。壓縮空氣經(jīng)過油槽后，可以使空企帶上一部份油入泵浦中，對泵浦潤滑。泄壓閥的工作是靠進噴嘴處的電磁閥來控制，當油路上壓力高于8bar電磁閥會感應一個信號讓泄壓閥泄壓，此時壓縮空氣不能進入到油桶中加壓工作，空壓機就停止工作。當油壓低于6bar時，空壓機又會重新工作。油從油桶中出來后經(jīng)過一個壓力表，在管路上設(shè)有一個過載保護的閥門。最后才進入到噴油嘴處，利用氣管中的空氣將油噴出，多余的油會從噴嘴處經(jīng)回油管中回到油桶中。一個齒面有四組平行的噴嘴，每次噴油只噴其中的一個油嘴，然后進行輪流噴油。

六. 窯頭煤粉燃燒器
    脫酸以后的生料進入到窯內(nèi)，需要繼續(xù)吸熱升溫至1400度左右才能燒成熟料。旋窯內(nèi)熱量主要是由窯內(nèi)的煤粉燃燒裝置提供，它是由噴煤管、噴煤嘴與燃燒帶三部份所組成。其中噴煤嘴是最為重要的組成部份。
    噴煤嘴位于窯頭，煤粉隨空氣以一定的流速從噴煤嘴噴出，與周圍的熱空氣接觸后進行燃燒，形成一定的火焰形狀，將熱量傳給生料。煤粉的燃燒空氣可以分為兩個部份，一部份是輸送煤粉、將煤粉與空氣混合均勻及供揮發(fā)份燃燒所用的一次空氣。另一部份是依靠預熱機風車從冷卻機中抽上來的高溫高氧的二次空氣，二次空氣主要是供固定碳進行燃燒。
    傳統(tǒng)的噴煤嘴只是用一次空氣與煤粉混合后再一起噴出，所形成的火焰風煤混合不是很好，在火焰的中心通風不良，不便調(diào)節(jié)。在開窯點火時非常的不方便。A廠目前所用的是較為先進的三風道噴煤嘴。
    噴煤嘴分為四部份組成，由外到內(nèi)分別為: 外圈一次空氣，煤粉圈，內(nèi)圈一次空氣，以及最內(nèi)圈的噴油管(噴油管只在點火或者沒有煤時才使用)。各風道都有各自的動力系統(tǒng)、閥門調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，調(diào)節(jié)火焰非常的方便。其中一次風管外圈的作用為:
    1. 冷卻噴煤嘴
    2. 幫助煤粉燃燒，提供揮發(fā)份燃燒所需的氧
    3. 控制軸向的火焰形狀
    一次風管內(nèi)圈的作用為: 1. 幫助火焰擴散，在噴嘴中心形成低壓區(qū)
                          2. 幫助煤粉燃燒，提供揮發(fā)份燃燒所需的氧
                          3. 控制徑向的火焰形狀
    正常工作時，煤粉夾在內(nèi)外圈的氣體之間，在內(nèi)圈空氣的內(nèi)部中形成一個低壓區(qū)，使空氣與煤粉在此回旋能充份混合。在外圈空氣的外部也形成一個低壓區(qū)，帶動高溫的二次空氣與煤粉進行混合，供氧供熱進行燃燒。
    一般增大內(nèi)圈空氣壓力，降低外圈空氣壓力，會使煤粉與空氣混合更快，使所形成的火焰縮短。如果內(nèi)圈壓力減小，外圈壓力提高，會使火焰伸長。

七. 窯皮的作用
    依照溫度與化學反應的不同，可以將整個窯分為四個帶，它們分別是鍛燒帶、過渡帶、燒成帶及部分的冷卻帶。一般燒成帶位于從窯頭到5倍的窯直徑處，在這段區(qū)域內(nèi)有一層比較穩(wěn)定的窯皮存在，窯皮對延長窯磚壽命及有非常關(guān)鍵的作用，旋窯的維護成本中，耐火磚所占的比例特別大，如果掉窯磚造成停窯，火磚的費用不算，產(chǎn)量的損失更大。由此可見保護窯皮對延長耐火磚壽命有重要作用。但如果窯皮過厚也會造成窯的有效空間減小，不利于燒成的進行，甚至會造成結(jié)圈。
    窯皮是由熟料或粉塵自液相或半液相變成固體，它的主要作用有:
        1. 保護耐火磚，使耐火磚不直接受高溫及化學侵蝕。
        2. 儲存熱能，減少窯殼向周圍的熱損失，提高旋窯的熱效率。
        3. 充當傳熱介質(zhì)，在窯皮暴露于空氣中，與高溫的空氣接觸時，通過輻射或者是對流的方式吸收熱量，當窯皮在下部與料接觸時，以傳導的方式傳熱給生料。
        4. 窯皮的表面粗糙，它可以降低粉料流動速度，延長料在窯內(nèi)反應時間。 
影響窯皮生成的主要因素有:
            （1）生料的化學成份 窯皮是由液相變成固相的過程的產(chǎn)物。鋁質(zhì)與鐵質(zhì)的成份比較多，液相量就多，容易形成窯皮。鋁質(zhì)與鐵質(zhì)的成份比較少，液相量少，形成窯皮比較困難。原料中鋁質(zhì)較多，液相的粘度大，形成窯皮比較困難，但一旦形成就比較堅固。原料中鐵質(zhì)原料多，液相的粘度就比較小，窯皮容易形成，但形成的窯皮也容易掉落。
            （2）火焰的溫度 火焰溫度低，料所形成的液相就比較少，不易形成窯皮，火焰溫度過高，會使窯皮溫度高過液相的凝固溫度，窯皮容易脫落。
            （3）火焰的形狀 窯皮的溫度受火焰形狀、以及窯殼筒體散熱等情況的影響。一般來說，太短、太急、太粗闊的火焰對窯皮的侵蝕比較歷害，長火焰對窯皮較為有利，但會使窯的熱量分散，對燒成不好。
因此在操作時，一定要保持一定合理的火焰形狀與位置，嚴格控制熟料的結(jié)粒，防止結(jié)大塊沖刷窯皮，穩(wěn)定窯內(nèi)的熱工制度，防止結(jié)圈，發(fā)現(xiàn)有大塊或者是結(jié)圈要及時處理。
    窯皮的脫落與發(fā)紅
    窯皮會因為溫度超過本身的固態(tài)化溫度而掉落，有時也會因為受熱不均勻隨火磚一起掉落，掉落的主要原因有:
        1. 飼料成份與喂料量不穩(wěn)定，導至窯溫不穩(wěn)定 如果喂入的料一時好燒則窯內(nèi)溫度就高，不好燒時則溫度就低。當料量較多時其溫度就低，料量少時，多于的熱就沒有料來吸收。這樣溫度忽高忽低，造成窯皮熱脹冷縮不均勻，容易脫落。
        2. 錯誤的操作程序 主要是火焰的形狀調(diào)整不恰當所至。 
    當發(fā)現(xiàn)有掉窯皮時，在中控室可以通過查看窯殼溫度去進行判斷，一般窯殼的溫度在200-300度左右，如果有溫度過高的地方，就有可能發(fā)生掉窯皮，此時要馬上要進行補救窯皮的措施，馬上降低噴煤量，或改變火焰形狀及位置，在現(xiàn)場可以利用鼓風機或壓縮空氣對掉窯皮的窯殼進行冷卻，風機應該放在四點或者是八點的位置(此處正是料流的位置)，離掉窯皮的地方越近越好。
    各種擋板可以靠氣動或者是電動來控制，兩者都可進行管路擋板的自動控制。電動擋板主要使用在氣流管線上，它可以調(diào)節(jié)開度的大小，并且它具有過載保護，如果擋被卡住時會使電流增大而跳車。氣動擋板一般只有開與關(guān)兩種狀態(tài)而已，它不可以調(diào)節(jié)其擋板的開度。