众所周知，水泥是一种导热性能很差，保温效果很好的物质，其导热系数很低，仅靠水泥之间的传热冷却是不现实的，耗时较长。此外，水泥温度过高，与外加剂^[7]的适应性也会明显变差，同时极易烫伤工作人员，而且长期处于高温的水泥，不仅会导致石膏慢性脱水，造成水泥假凝^[3]，影响产品质量，而且还会引起磨机过粉磨，轴瓦温度过高等事故的发生^[6]，也易损坏包装袋，成本增加，因此，对水泥进行充分的冷却是十分必要的。

水泥在粉磨生产过程中会产生大量的热，这些热量大部分被磨内水泥所吸收，导致其出磨水泥温度通常在100°以上，有些时候温度会达到150°~160°，在磨机生产状况较差时，出磨水泥温度会高达180°，而客户则希望出厂水泥温度控制在70°以下。为了实现对出磨水泥的快速冷却，需采用一种高效的换热装置——即水泥冷却器，使水泥在生产推进过程中与冷却介质不断的接触，进行有效的热交换，从而使水泥达到理想的温度，满足客户的要求。

近年来，随着基础建设的快速发展，人们对工程质量要求越来越高，水泥质量作为决定工程质量的一重要先决条件，越来越受到人们的关注。而水泥的温度对其质量有着无可比拟的影响，那么能够高效快速降低水泥温度的水泥冷却器则成为新形势下提高水泥质量的一种有效手段。

目前，国内外常用的水泥冷却方式主要为水冷和风冷的直接冷却或间接冷却：磨机内通风冷却，磨机内喷水冷却，磨机外淋水冷却，选粉机空气冷却和螺旋提升冷却器冷却。磨机内通风冷却由于受到磨机内磨机尺寸和最大风速等工艺条件的影响，冷却效果较差。磨机外淋水冷却由于其磨筒壁厚，热传导差，水泥散热慢，从而冷却效率较低，同时需要大量水资源，对环境也会造成一定程度的污染。目前，大型水磨机已不采用上述两种水泥冷却器。降低磨机内水泥温度最好的冷却方式就是磨机内喷水冷却，但它对喷水装置技术要求较高，且有一定的控制难度，这一技术尚不成熟。选粉机空气冷却采用在磨机尾部单独设置除尘器，通过增大用风量，从而可以有效地降低水泥温度，但其投资费用和运行费用较高。螺旋提升冷却器是目前较好的一种冷却方法，国外已广泛使用，冷却效果较好，出厂成品水泥温度可降低至70°以下，且易操作和控制，经济性很好，但它所需空间较大，电耗偏高，对水的纯净度要求较高，否则会造成螺旋提升卡堵，影响正常工作。

2. 研究的基本内容与方案

综合上述五种冷却器的优缺点，为了弥补已有技术的缺陷，对螺旋提升冷却器进行改进，现提供一种卧式螺旋水泥冷却器，将水作为冷却介质的一种间接冷却方式，能够将100°~130°的高温水泥在规定的时间内降低至70°以下，该冷却器具有结构简单，运行可靠，冷却效果好，维护及操作方便，运行及制造成本低等优点。该水泥冷却器^[1]如下图所示：

该卧式螺旋水泥冷却器通过调速电机控制转速，调速电机通过联轴器与中空轴4相连接，可根据输送量以及冷却效果调整调速。水泥由进料口18进入筒体3内，在与中空轴相连接的中空螺旋叶片5的螺旋推动作用下，沿着筒体，向出料口方向19运动。中空轴一端设置有进水口12，另一端设有出水口13，内通冷却水，轴内放有防垢球。筒体上方设有数根淋水管6，淋水管可向筒体喷洒冷却水，筒体下方设有可浸泡筒体的冷却水槽7，水槽内通有流动的冷却水。

此水泥冷却器为卧式结构，采用螺旋输送装置输送物体，输送物料为水泥，为粉末状物体，应确定水平螺旋输送机的一些相关参数。1.由公式确定螺旋叶片直径，输送能力为200t/h，并将其标准化。2.确定螺旋轴螺距，螺距不仅决定着螺旋的升角，还决定着在一定填充系数下物料运行的滑移面。3.螺旋轴直径，螺旋轴直径的大小与螺距有关，两者决定了螺旋叶片的升角。4.螺旋轴转速，应大于输送物体的临界转速。5.最后由公式确定该输送装置的输送功率。

[1]邱树林,钱滨江.换热器原理#158;结构#158;设计[M].上海:上海交通大学出版社,1990.

[2]机械工程手册编委会.机械工程手册(第六篇 热工学)[M].机械工业出版社,1997.