结圈是指回转窑作业时窑内耐火材料窑衬上部分区域黏附材料形成环状物。结圈是回转窑与生俱来的最大缺陷，被称为“回转窑的绝症”。

成因复杂的结圈，主要有3种：

①． 窑内还原制度控制不当；

②． 原料燃烧性质的变化；

③． 局部高温，温度大幅波动。

危害回转窑的结圈其形成过程可分为三个阶段：

①．病态运行阶段：回转窑生产线点火5—20天内，逐渐形成的结圈导致回转窑内截面积缩小，产能逐渐下降，设备负荷增大，成为回转窑病态运行期，但在现行以运转率为主要参考指标的体系下，其造成的巨大损失和危害往往被忽略。

②．严重危害阶段： 窑内工况进一步恶化，此时产量，质量急剧下降，设备严重超负荷，系统已经无法继续运行,要维持生产必须开始处理窑圈。

③．处理窑圈阶段：当结圈物已经导致物料阻塞，窑内气氛恶化，生产无法进行时，一般采用“冷烧热烧法”处理窑圈,需耗时半天至一天，这是一种以热冲击破坏窑砖、爆裂后窑圈大块冲击设备造成设备损坏、短时间内停产或减产为代价的无奈选择。当用“冷烧热烧”爆裂窑圈的方式不凑效时，只能停窑冷却人工处理窑结圈。

早在2004年，长沙海田禾矿冶科技有限公司就已经发明了一项清除回转窑窑圈的机械类产品并申请专利，发明专利号200410037079.1，专利名称为“清除回转窑窑圈方法及装置”，商业名称为“回转窑快速刮圈机”。国家专利局网站上可以查询该项专利是否存在。

回转窑刮圈机解决了一个世界性难题！受到全世界的广泛关注，并且被国际业界所肯定，目前已经出口到发达国家，成为澳大利亚莱纳斯公司稀土项目中最核心的技术装备之一。

回转窑刮圈机（又名剃圈机、打圈机、刮圈机、铲圈机）是由长沙海田禾（英文名HITECOR）生产的，并且是世界上唯一拥有自主知识产权的清除回转窑窑圈的机械类产品，发明专利号200410037079.1，专利名称是“清除回转窑窑圈方法及装置”，商业名称是“回转窑快速刮圈机”，国家知识产权局官方网站可查询详细情况。该知识产权由中国最大的律师事务所—北京盈科律师事务所代理。

技术背景： 由海田禾发明并研制的回转窑智能化快速刮圈机是针对回转窑普遍存在的回转窑窑皮不均匀、厚窑皮、长窑皮、结圈、结瘤、结蛋等痼疾导致回转窑红窑、料层不均匀、回转窑系统阻力增大、回转窑内有效截面积缩小，严重影响回转窑产能和运转率而设计的一种机电一体化并具有智能化的中型机械，该机由刮刀、机械臂、行走系统、冷却系统和自动化控制系统组成，一般规格长十至二十五米，宽一点五至二点二米，高一点八至三点五米。实际大小尺寸应当根据用户现场要求设计和配置。

回转窑快速刮圈机的用途： 回转窑智能化快速刮圈机用于清除回转窑窑头和窑尾的结圈，包括前结圈、后结圈和窑口圈，可平整回转窑的窑皮，扩大回转窑的有效截面积，提高回转窑产能和运转率。能有效的阻止和预防结圈。通过机械臂和刮刀在高温气体下对厚窑皮和回转窑窑圈底层的切削，实现不停窑快速、彻底清除回转窑厚窑皮和回转窑内结圈，使动态平衡中的回转窑窑皮表面均匀、平整、粗糙，物料翻滚移动顺畅平缓，料层均匀稳定。 众所周知，回转窑轴瓦发热均来自回转窑窑皮和回转窑窑圈的不均匀，当结圈形成后，在窑内形成一道“门槛”，阻碍了物料的前进和气体的流通，造成系统负荷超载；尤其是轮带处筒体的180°径向不均匀的回转窑窑皮对窑圈更具有危害性；回转窑窑皮不均匀易引发回转窑红窑和补挂窑皮困难。

使用回转窑快速刮圈机，可有效遏制回转窑红窑，保护轴瓦、电机和筒体，减少减速机、齿轮和齿圈的磨损，大幅度延长回转窑窑衬的使用寿命。 使用中不改变回转窑的工艺参数，有了回转窑刮圈机，回转窑结圈后无需冷烧热烧、停窑或减料冲料，能够有效提高回转窑的运转率，提高物料的焙烧质量和产量，减少设备空转率和非正常排污，使用中没有窑衬、窑皮被烧毁或烧损的风险，使用时不耗费材料。回转窑快速刮圈机适合于新型干法水泥回转窑、湿法水泥回转窑、氧化铝熟料回转窑、红钒钠回转窑、氧化球团回转窑、活性石灰回转窑、金属镁回转窑、高岭土回转窑、氧化锌回转窑和铝矾土回转窑等所有的回转窑。

尤其重要的是，回转窑快速刮圈机的发明和应用对煤基回转窑直接还原铁（海绵铁）和煤基回转窑熔融还原铁（非焦炼铁）的健康发展具有决定性意义。可以说，没有刮圈机就没有煤基回转窑直接还原铁（海绵铁）和煤基回转窑熔融还原铁（非焦炼铁）的健康发展。

回转窑快速刮圈机的发明者是湖南大学和中南大学部分知识分子组成的团队，这个团队依托湖南大学和岳麓山大学园区内雄厚的科技力量和人才优势，其研究课题具有前瞻性和预见性。早在20多年前，这个团队针对煤基回转窑直接还原铁和煤基回转窑熔融还原铁存在三大技术难题而数十年裹足不前的困局，开始了艰苦卓绝的攻关。经过十多年的潜心研究和实验，终于发明了刮圈机等一系列技术，并获得知识产权保护，其技术特征涵盖了三大技术难题，成为煤基回转窑直接还原铁和煤基回转窑熔融还原铁技术中最核心的部分。

煤基回转窑熔融还原铁技术为全面利用我国鲕状赤铁矿、羚羊石矿、菱铁矿等难选矿种和丰富的低品位铁矿石资源，为综合回收钒钛铁矿石中的多种金属元素，为回收利用铜渣、铅锌渣，硫酸渣、铁鳞、冶金污泥等再生资源开辟了广阔的前景。在当前技术条件下，煤基回转窑熔融还原铁技术是唯一能够利用我国丰富的低品位铁矿石的工艺路线，在今后的数年或数十年内，可能全面取代当前的主流炼铁---高炉炼铁技术，进口铁矿石将逐步减少或完全停止，煤基回转窑熔融还原铁技术的装备制造市场容量可能达到数十万亿元。当前，一场争夺数十万亿元市场份额的商战风暴正在悄然兴起，应当引起风险投资人的高度关注。

回转窑快速刮圈机的工作原理： 回转窑智能化快速刮圈机的工作原理是一种类似于机床对工件内壁加工时的工作状况，即机械臂和刮刀从回转窑的窑头或窑尾伸入窑内，并能达到窑圈和厚窑皮形成的部位，其刮刀的轴向运行轨迹与回转窑筒体轴线大致平行，刮刀在径向上相对静止，设计者巧妙的利用回转窑筒体、窑皮和窑圈的转动以及与刮刀之间的相对位移所产生的动能切削窑圈。由于窑圈和厚窑皮表面在高温下呈现柔软松脆的形态，刮刀切断了窑圈和厚窑皮底层的热传导，使窑圈和厚窑皮根基丧失，导致窑圈和厚窑皮一部分炸裂软化而逐渐垮塌，脱落的窑圈和厚窑皮屑与窑内流动着的物料混合一起被继续煅烧，成为熟料。当窑圈和厚窑皮被清除后，刮刀自动快速退回窑外。实践证明，用此种方法清除厚窑皮和回转窑窑圈，扩大回转窑的有效截面积，保持回转窑筒体内壁截面较高的椭圆度，有效预防结圈显得十分容易、快捷，且十分有效。

回转窑快速刮圈机的结构特点： 回转窑快速刮圈机采用人工智能技术，具有自动定位、自动行走、自动退出的功能，以确保生产线和回转窑刮圈机自身的安全。刮圈机一般配备有自动控制系统，该系统具有抗干扰、抗粉尘和抗高温的功能。设备使用寿命预计为十周年以上，其中刮刀为易损件，可快速更换，使用寿命为一周年以上。

使用者的反馈：使用刮圈机处理结圈以后，回转窑的运转非常稳定，不用再因为窑内结圈而停窑，也不用工人冒着生命危险在高温下将窑内脱落的掉块扒出来，大大提高了生产质量，增加了窑的使用寿命。一般情况下在回转窑结圈还不太严重的时候就应当启动刮圈机工作，这样能有效预防结圈的形成，结圈无法形成，产品工艺自然不会受到影响，窑的正常运作也能保证企业的产量及生产进度，节约生产时间，减少生产成本，提高产品质量。