單筒冷卻機是回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)中重要設(shè)備之一，該設(shè)備的作用是將從回轉(zhuǎn)窯出來的熟料（1000-1300℃）冷卻到（200℃以下），同時提高熟料質(zhì)量和易磨性。由于各企業(yè)的生產(chǎn)條件不同，回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的規(guī)格也不盡相同，用來生成氧化鋁熟料的設(shè)備就和生成水泥熟料的設(shè)備有所區(qū)別，這一區(qū)別主要體現(xiàn)在冷卻機上，氧化鋁生產(chǎn)工藝要求氧化鋁熟料必需緩慢冷卻，傳統(tǒng)的單筒冷卻機雖然可以滿足不了它的生產(chǎn)要求，但在冷卻技術(shù)還是存在許多問題，因此，我們在傳統(tǒng)單筒冷卻機的基礎(chǔ)上，對其加以改造。

煅燒氧化鋁熟料的流程是生料進入回轉(zhuǎn)窯生成熟料，熟料出窯進入冷卻機進行冷卻，冷卻之后然后通過輸送機送到熟料倉內(nèi)。整個系統(tǒng)中回轉(zhuǎn)窯和冷卻機都是核心設(shè)備；這里所用冷卻機大多為單筒冷卻機，且通常布置在回轉(zhuǎn)窯的下方。在生產(chǎn)運行中，隨著冷卻機的旋轉(zhuǎn)，出窯熟料先經(jīng)冷卻機頭部（有內(nèi)襯部分，風冷）初步冷卻，再經(jīng)冷卻機中部（外部淋水強冷+風冷）強制冷卻，經(jīng)冷卻機尾部（風進口）冷卻進入輸送裝置。冷卻機在對熟料進行冷卻的同時，對進窯冷空氣進行預(yù)熱，以提高回轉(zhuǎn)窯的熱效率。冷卻機本體的冷卻采用外部淋水的方式進行。

傳統(tǒng)的單筒冷卻機內(nèi)襯長度約占冷卻機總長的35%，淋水區(qū)域占總長的43%，自由端占22%。我公司通過對冷卻機的內(nèi)襯改造，同時改進淋水區(qū)域布置，在保證冷卻機出料溫度不變的情況下，提高了二次風的溫度，以便能取得更高的經(jīng)濟效益。

一、關(guān)于冷卻機內(nèi)襯改進效果分析

熟料燒結(jié)后，通過下料室流入冷卻機，高溫熟料(1000～1100℃）在冷卻機內(nèi)與窯內(nèi)燃燒煤粉所需的二次風進行熱交換，要注意以下幾個問題：

（1）盡可能地提高二次風溫度，很顯然，二次風溫度提高，不僅有利于煤粉的燃燒，同時充分利用熟料顯熱，降低燃料消耗。

（2）燒結(jié)后熟料通過冷卻機的冷卻，使熟料的溫度降低到200℃以下，以滿足熟料溶出工藝方面的要求。僅靠二次風對熟料的冷卻很難在較短的時間內(nèi)使熟料的溫度降低到200℃以下，因此必須采取冷卻機筒體外淋水冷卻，同時，在噴淋水冷卻區(qū)域設(shè)置揚料板換熱器，以強化熟料與筒體及熟料與二次風的熱交換。

（3）冷卻機對熟料的冷卻過程中，應(yīng)避免急劇冷卻，高溫熟料中有25% 左右的液體，假若他們被快速急劇冷卻，來不及形成Na2O·Al2O3，Na2O·Fe2O3,2CaO·SiO2 等,而是以4CaO·Al2O3·Fe2O3, 或xNa2O·yCaO·zSiO2 等三元化合物或玻璃體存在時，都使熟料的NaO、Al2O3 溶出率降低，也將影響溶出赤泥的沉降性。

二、關(guān)于冷卻機改進方案設(shè)計

通過以上分析，減少熟料顯熱的浪費，強化二次風與高溫熟料之間的熱交換是冷卻機內(nèi)襯改進根本的目的。

（1）延長冷卻機內(nèi)襯的長度。冷卻機內(nèi)襯有兩個方面的作用，一方面保護冷卻機筒體，使其免遭高溫熟料對其造成熱損害及機械磨損，另一方面還可以減少冷卻機筒體表面散熱，顯而易見，冷卻機內(nèi)襯越長，則在冷卻機運轉(zhuǎn)過程中，高溫熟料處于高溫狀態(tài)的路徑越長，越有利于熟料對二次風的預(yù)熱。同時，考慮到工藝對出料溫度的要求，內(nèi)襯長度不宜太長，以免冷卻機出料溫度太高。根據(jù)粗略計算，內(nèi)襯長度占冷卻機總長的65～70% 為宜。

（2）縮短自然散熱區(qū)域。實際上，自然散熱區(qū)域是冷卻機筒體長度的浪費，既不利于熟料對二次風的預(yù)熱，又不利于熟料的冷卻，因此應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有冷卻機運轉(zhuǎn)的外部條件，盡量縮短該區(qū)域。

（3）確保淋水冷卻區(qū)域的長度。冷卻機內(nèi)襯長度的增加一方面對提高二次風的溫度極為有利，但另一方面也大幅度降低了原來冷卻機對熟料的冷卻能力，因此，為了保證冷卻機的出料溫度不高于200℃，必須確保淋水區(qū)域的長度，一般情況下，該區(qū)域不應(yīng)小于冷卻機總長的20%。

（4）在內(nèi)襯區(qū)域采取強制換熱措施即在內(nèi)襯中增加揚料磚。雖然此舉并不能形成有利于粉狀換熱的料幕，但卻能強化熟料與二次風的熱交換。首先，冷卻機動過轉(zhuǎn)過程中，揚料磚的應(yīng)用使得熟料的溫度更加均勻，有利于熟料對二次的預(yù)熱；其次，冷卻機揚料磚的應(yīng)用抑制了熟料的前進速度，延長了熟料與二次風之間的交換時間；第三，增加了內(nèi)襯與二次風之間的換熱面積，熟料加熱內(nèi)襯，內(nèi)襯再預(yù)熱了二次風，這也是熟料與二次風之間熱交換的主要途徑，揚料磚的應(yīng)用，使得這種熱交換的途徑更加有效。雖然揚料磚的應(yīng)用非常有利于熟料與二次風之間的熱交換，但考慮到必須避免對氧化鋁熟料的緩慢冷卻，因此，揚料磚的設(shè)置區(qū)域不宜超過內(nèi)襯總長度的3/4，即靠近進料端的內(nèi)襯區(qū)域一般不低于內(nèi)襯總長的1/4，不宜設(shè)置揚料磚。

上述方案，是我公司對生成氧化鋁的冷卻機的一個設(shè)計，并也已經(jīng)落到的實處。改造之后的冷卻機，既優(yōu)化了氧化鋁的出料環(huán)境，又減少了熟料顯熱浪費，在提高產(chǎn)量的基礎(chǔ)上又節(jié)約了能源，這樣的雙重優(yōu)勢，一定會受到廣大廠商的青睞。