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回轉窯的操作從化工單元操作的角度上看，是如何合理的處理固態和氣態介質的非均相的傳熱傳質過程。這種過程的操作技術要求高，變化因素多，所以操作起來要比氣態和液態間的非均相傳熱傳質過程困難的多。物料由進料口進入窯體，由于窯體是傾斜的，在窯的轉動下，沿軸線方向，物料會由進料口慢慢的沿著筒體向下料口移動，在橫向方面，物料會有各種模式的運動，比如滑落或者滾落模式。物料顆粒在回轉窯內運轉過程中，不停地翻轉，而使窯內的氣體不斷地和新翻上來的物料接觸，進行非均相的傳熱和傳質操作，最后從下料口出來。根據物料在各個段發生的物料化學變化，從窯頭到窯尾，依次可以分為四個帶，分別為烘干帶、預熱帶、燒成帶以及冷卻帶。下面以氧化鋁回轉窯為例匯，簡要闡述在這幾個區域發生的物理化學反應。
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1.烘干帶:入窯的物料溫度由40度左右被加熱到200度，使得氫氧化鋁所帶的附著水在此帶全部被蒸發，而窯氣的溫度由600度左右降低到250度到350度而排出窯外。
2.脫水帶:物料由200度繼續加熱到900度，氫氧化鋁的結晶水在此帶得到脫除而變成了γ-AL2O3。窯氣溫度由1050度降低到600度左右。
3.燒成帶:物料由900度加熱到1200度左右，使得γ-AL2O3轉變為α-AL2O3。其轉變的過程決定于溫度、停留時間以及是否添加礦化劑等條件。在此段中氣流的溫度為1050度到1400度。
4.冷卻帶:冷卻帶的作用就是將熟料預二次空氣進行熱交換，冷卻熟料，然后進入冷卻機進一步冷卻。
以上各個區域的長度不是固定不變的，它隨著焙燒窯規格的不同以及操作條件的變化而變化，但是各帶的溫度基本是不變的。
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