回转炉的结构设计与其功能紧密相关，需满足物料输送、加热、反应（或干燥、焙烧等）、排料等核心工艺需求，同时兼顾设备稳定性、能耗控制和操作便利性。不同应用领域（如冶金、化工、新能源）的回转炉在细节上会有差异，但基本结构框架一致。以下是其核心结构的详细解析：

一、主体结构：炉体（回转筒体）

炉体是回转炉的核心部件，呈倾斜放置的圆柱形筒体（倾斜角度通常为 1°~5°），通过旋转实现物料的轴向移动（从高端向低端输送）。

材质：根据工作温度和物料特性选择：

中低温（≤600℃）：多采用普通碳钢或不锈钢（如 304、316），适用于干燥、低温焙烧等工艺。

高温（600℃~1600℃）：选用耐热钢（如 310S、Cr25Ni20）、高铝质或铬镁质耐火材料内衬（如水泥回转窑），部分高温炉体还会采用复合结构（外层钢板 + 中间保温层 + 内层耐火层）。

规格参数：

直径：从几十厘米（实验室小型炉）到数米（大型工业炉，如水泥回转窑直径可达 6 米以上）。

长度：根据产能和工艺需求设计，小型炉 1~5 米，大型炉可达数十米（如某些冶金回转炉长度超 30 米）。

壁厚：外层钢板厚度通常为 10~30mm，内衬耐火材料厚度根据温度需求可达 50~300mm。

功能：

承载物料并通过旋转（转速 0.1~5r/min，可调）实现均匀翻动，确保物料受热均匀。

倾斜角度配合旋转，驱动物料从进料端向出料端缓慢移动（移动速度可通过倾角和转速调节）。

二、支撑与传动系统

1. 支撑装置

用于支撑倾斜的炉体，抵消炉体自重和物料重量产生的径向力，保证炉体稳定旋转。

托轮组：

由 2~4 组托轮（对称分布在炉体下方）和轴承座组成，托轮与炉体上的 “滚圈”（环形钢圈，焊接或套装在炉体中部）接触，通过托轮旋转带动炉体转动。

托轮材质多为高强度铸钢，表面经热处理提高耐磨性；轴承座采用滑动轴承或滚动轴承，需配备冷却系统（如水冷）防止过热。

挡轮：

安装在滚圈两侧，限制炉体因轴向窜动（如热胀冷缩导致）产生的位移，确保炉体轴向位置稳定。

2. 传动系统

驱动炉体旋转的动力装置，由电机、减速器、传动齿轮（或链条）组成：

电机：多采用变频调速电机，可根据工艺需求调节转速（精度可达 ±0.01r/min）。

减速器：通过齿轮或蜗轮蜗杆减速，将电机高转速转化为炉体所需的低转速，同时增大扭矩。

传动齿轮：炉体上焊接大齿圈（与炉体同心），与减速器输出轴上的小齿轮啮合，将动力传递给炉体（部分小型炉采用链条传动）。

三、加热系统

根据热源不同，加热方式分为电加热、燃料加热（燃气、燃油、煤粉）等，核心是向炉内提供稳定热量并控制温度。

1. 电加热系统

加热元件：

中低温炉（≤1000℃）：多采用电阻丝（镍铬合金）、电阻带，安装在炉体外部的加热套或炉衬内。

高温炉（1000~1800℃）：采用硅碳棒、硅钼棒，直接安装在炉内（需与物料隔离，避免污染）。

温控装置：由热电偶（测温元件）、温控仪表组成，可实现多段程序控温（精度 ±1~5℃），部分高端设备配备 PLC 控制系统，实时监控并调节温度。

2. 燃料加热系统

燃烧装置：

燃气 / 燃油炉：配备燃烧器（如天然气燃烧器），将燃料与空气混合后在炉头或炉尾燃烧，火焰直接或间接加热炉体（如水泥回转窑的 “窑头燃烧器”）。

煤粉炉：通过喷煤管将煤粉喷入炉内燃烧，适用于大型高温炉（如冶金回转炉）。

烟道与余热回收：燃烧产生的烟气通过烟道排出，部分设备会加装余热锅炉或换热器，回收热量用于预热物料或加热空气，降低能耗。

四、进料与出料系统

1. 进料系统

将物料连续或批量送入炉体，需保证进料均匀且避免炉内热量 / 气氛泄漏。

进料装置：

固体物料（粉末、颗粒）：采用螺旋输送机、皮带输送机、料斗 + 闸板阀（控制进料量）。

液体或浆料：采用泵体输送 + 雾化喷嘴（如某些化工反应炉）。

密封结构：进料口与炉体连接处安装密封装置（如迷宫密封、填料密封、机械密封），防止高温烟气外溢或冷空气渗入（影响炉内温度 / 气氛）。

2. 出料系统

将处理后的物料从炉体末端排出，需适应物料形态（如高温熟料、干燥粉体、熔融态）。

出料装置：

常温 / 中温物料：直接通过溜槽、振动输送机送至后续工序。

高温物料：配备冷却溜槽（如水冷套管），避免物料高温粘结或烫伤设备。

密封要求：同进料口，需安装密封装置，尤其对于气氛炉或真空炉，需保证炉内压力稳定。

五、气氛 / 真空系统（特殊类型回转炉）

针对需要控制炉内气氛（如惰性气体保护、反应气体）或真空环境的工艺（如锂电材料焙烧、金属热处理）。

气氛控制系统：

气源：通过气瓶或气体发生器提供 N₂、Ar、H₂等气体，经减压阀、流量计控制进气量。

气体循环 / 置换：部分设备配备风机，使炉内气体均匀分布；通过排气口控制炉内压力（微正压或微负压）。

真空系统：

真空机组：由机械泵、罗茨泵、分子泵（根据真空度需求组合）组成，可将炉内压力降至 10⁻¹~10⁻⁵Pa。

真空密封：炉体法兰、转动轴等部位采用高真空密封（如 O 型圈 + 金属波纹管密封），确保不漏气。

六、辅助系统

1. 冷却系统

用于冷却高温部件：如托轮轴承（防止过热损坏）、炉体出料端（避免物料高温粘结）、真空炉的密封件（防止密封材料老化）。

冷却方式：多采用水冷（循环水系统），部分小型设备用风冷。

2. 控制系统

核心组件：PLC 控制柜、触摸屏、传感器（热电偶、压力变送器、流量计）。

功能：实时监控温度、转速、进料量、气氛压力等参数，通过程序自动调节（如温度偏离设定值时，自动增减加热功率），并具备报警功能（如超温、断气、电机故障）。

3. 保温层

覆盖在炉体外部（或内衬于炉体内壁），减少热量损失，降低能耗。

材质：硅酸铝纤维、耐火砖、保温棉等，保温层厚度根据工作温度设计（高温炉保温层更厚，通常 50~300mm）。

总结

回转炉的结构设计需平衡 “物料输送效率”“加热均匀性”“设备稳定性” 三大核心需求：炉体旋转确保物料翻动均匀，倾斜角度控制输送速度，加热系统提供精准温度，支撑与传动系统保证长期稳定运行，而气氛 / 真空、冷却、控制等辅助系统则拓展了设备对复杂工艺的适应性。不同行业的定制化设计（如水泥回转窑的超长筒体、锂电材料炉的高精度气氛控制），正是基于这些核心结构的优化与拓展。