回轉窯生產煅燒Al2O3的原理
原料氫氧化鋁通過喂料螺旋由位置較高的窯尾端喂入,燃料和熱風則從較低的窯頭噴入窯內,物料和熱氣流做相反方向運動。隨著窯體的轉動,物料被帶到一定的高度,受自身的重力作用下落,隨著窯體的不斷轉動,物料沿窯壁向前滑移動,從窯尾送到窯頭,在整個運動過程中不斷吸收燃料所釋放的熱量,從而完成了全部物理、化學變化,由回轉窯窯頭卸入冷卻機,冷卻至80℃以下,再經提升機、斜槽、送至α-Al2O3成品倉,而燃料產物則在排風機的作用下被送至窯尾一、二級旋風收塵和電收塵,經收塵后的廢氣排入大氣。焙燒原理為含有一定水份的濕氫氧化鋁,在回轉窯內的高溫作用下,經過烘干、脫水、晶型轉變三個過程轉化為α-Al2O3。其轉化率主要取決于焙燒溫度、礦化劑添加量和物料在窯內停留的時間。
主要反應方程式：


影響煅燒質量因素
 1. 礦化劑
    合適的礦化劑劑不僅影響著顆粒的形貌和大小,同時還能夠促進氧化鋁的α相轉化,但不同添加劑的作用明顯不同。添加劑產生的影響主要歸結為生長晶面對添加劑的吸附作用,從而導致了晶體生長速率的變化,而最終反映到晶體形態上;在高溫氧化鋁煅燒過程中添加礦化劑,以起著降低煅燒溫度、除雜提純、提高α相轉化率、控制晶粒尺寸等作用。它們可以使α-Al2O3在較低溫度下長大,其中硼酸和鹵系類型的礦化劑可與原料中的Na2O反應生成易于揮發的化合物,從而降低α-Al2O3中Na2O的含量。礦化劑促進α-Al2O3。晶型轉化的機理是:首先,氫氧化鋁在低溫燒結生成χ-Al2O3(或γ-Al2O3)時,礦化劑與Al2O3反應生成某些過渡性化合物,降低了α-Al2O3轉化成α-Al2O3的燒成溫度,從而提高了Al2O3轉化成α-Al2O3的轉化率,其次,是部分脫鈉型礦化劑與Al2O3中的Na20反應生成低溫化合物,并隨著溫度的繼續升高而揮發,減少了Na2O對α-Al2O3轉化率的影響,提高了Al2O3轉化成α-Al2O3的活性。在生產中為了有效脫鈉,大多采用硼化物和氯化物作為礦化劑,實驗證明,添加量在千分之三到十比較合適。礦化劑加多了,成本升高,并且生產中不易操作,例如以硼酸為礦化劑加入過量時,在窯內的高溫作用下,融化形成液態與物料混合形成膠著狀吸附在窯內耐火磚表面,當達到一定厚度時,如遇窯內溫度大的波動或物料粘度過大時,會造成堵塞下料口的現象,給正常生產帶來大的波動,使產量降低,產品質量下降。礦化劑加少了,α-Al2O3含量提高不起來,影響產品質量。在生產中通常可以對礦化劑添加量和溫度做相應調整,生產不同產品滿足不同用戶。
     氫氧化鋁在煅燒α-Al2O3轉化開始時生成的α-Al2O3晶體尺寸極小,中位徑通常小于0.5μm,需要添加礦化劑提高晶粒度。在無礦化劑時,回轉窯中的溫度即使達1600℃,也不足以使α-Al2O3結晶長大到2μm。但是如果添加硼酸或鹵系礦化劑就可在較低的溫度下獲得到結晶尺寸大于2μm且α-Al2O3含量較高的產品,從而節約大量能源。如果要獲得微晶α-Al2O3可以采用鎂、鎳、鈷、鎢、鉻、鐵、鋁、硅、鋯等礦化劑抑制α-氧化鋁原晶生長。如果要獲得大原晶的α-Al2O3可以采用含氟、硼、氯、銅、鉀、欽、鋅、硫、碘等礦化劑加快原晶的生長。
 
 2.窯頭部和尾部溫度
         合理地控制回轉窯煅燒溫度是獲得合格α-Al2O3的有效手段,但現有的測溫技術應用在實時監測煅燒高溫帶溫度還不成熟。主要原因是現有耐高溫、耐摩擦的測溫熱電阻基本為陶瓷材料,這種材料物理性質脆硬,溫差變化稍大就斷裂,無法長期應用。還有一個主要原因就是添加礦化劑煅燒α-Al2O3時窯內壁會燒結一層結皮,會覆蓋在探入窯內的測溫熱電阻外側,使得檢測結果失真。鑒于以上問題在生產控制上通常以窯頭和窯尾部溫度為參考,判斷煅燒溫度的高低。窯頭位置低,窯尾位置高。窯頭部溫度距離高溫煅燒帶較近,可以較明顯的反應高溫鍛燒帶溫度,窯頭部溫度高窯內原料轉化成α-Al2O3的速度快,轉化率完善,晶粒增速度快。但二次風溫度、風量和下料輻射熱也會影響窯頭溫度,所以操作中根據具體情況調整。窯尾部溫度可以反映回轉窯內部通風狀況和氫氧化鋁的預燒狀況。該處溫度高,則窯內部通風良好,預熱帶溫度高,氫氧化鋁預燒的好。提高窯尾部溫度可以適當的延長回轉窯煅燒帶長度,有利于。α-Al2O3的轉化。在實際操作中,該處溫度受排風量、氫氧化鋁下料量、窯轉速和燃料量影響。排風量大煅燒帶向窯尾移動,窯尾溫度高;氫氧化鋁下料量小吸收熱能少,窯尾溫度高;窯轉速快,窯內物料飛揚嚴重通風差,窯尾溫度低;增加燃料量提高窯內溫度,窯尾溫度也相應提高。在生產中,需要根據窯實際情況進行綜合分析。窯尾部溫度一般控制在380一450℃范圍內。

 3.  煅燒時間
     回轉窯煅燒時間是靠控制窯轉速實現的,窯轉速慢,物料停留時間長,煅燒時間就長;窯轉速快,物料停留時間短,煅燒時間就短。由于煅燒α-Al2O3在高溫下晶粒增長較快,因此,在保證晶相轉化完全的情況下,應盡量縮短物料在燒成帶的停留時間。當窯溫較高、下料量較大、礦化劑加量偏高或出現一定量塊料時,一般可通過暫時提高窯速來加速物料在窯內的運動速度使情況得以緩解。正常生產中,出于穩定熱工參數的考慮,窯速盡可能保持一致,以保證物料煅燒制度的穩定。 

工藝參數影響
1. α相轉化率
      一般地說，客戶要求產品的α相越高越好，生產中，有時α相低于95%，出現產品不合格的現象，其原因如下：
（1）原料粒度偏大，正常煅燒制度無法燒透；
（2）下料量偏高，在其它參數不變的情況下，下料量超出正常波動范圍；
（3）原料中氧化鈉含量偏高，在煅燒過程中，生成了一定量的β-Al2O3影響了α相的轉化；
（4）煅燒過程中，窯內通風不暢等因素；
（5）晶相轉化劑的加入量偏低，在同樣條件下，起不到促進晶相轉化的效果。
2. 氧化鈉含量
       氧化鈉是高溫煅燒氧化鋁中的有害組分，因而其含量越低越好。生產中一般通過礦化劑降低氧化鈉含量。高溫煅燒氧化鋁中的氧化鈉含量偏高主要由以下因素造成：
（1）原料氫氧化鋁中氧化鈉含量偏高；
（2）煅燒溫度偏低；
（3）礦化劑加入量不足。

3. 流動性
      高溫煅燒氧化鋁的流動性將影響產品的后續應用，尤其是作為陶瓷原料和磨料原料使用時，對流動性有較高的要求。生產中，產品的流動性差主要由以下因素所致：
（1）原料氫氧化鋁的粒度波動較大；
（2）產品出現過燒情況；
（3）礦化劑加量過大。