(1) 直筒型：制造安装方便，物料在窑内移动速度较均匀一致，操作控制较易掌握，同时窑体砌造及维护较方便；

　　(2) 热端扩大型：加大单位时间内燃烧的燃料量及传热量，在原窑直径偏小的情况下，扩大热端将相应提高产量，适用于烧成温度高的物料；

　　(3) 冷端扩大型：便于安装热交换器，增大干燥受热面，加速料浆水分蒸发，降低热耗及细尘飞损，适用于处理蒸发量大、烘干困难的物料；

　　(4) 两端扩大型(哑铃型)：中间的填充系数提高，使物料流动的机会减少，还可以节约部分钢材；还有单独扩大烧成带或分解带的“大肚窑” ，这种窑型易挂窑皮，在干燥带及烧成带能力足够时，可以显著提高产量。但这种窑型操作不便。

　　总之，不论扩大哪一带，必须保持预烧能力和烧结能力趋于平衡。只有在生产窑上，经过生产实践和充分调查研究(包括必要的热工测定和计算)，发现某一带确为热工上的薄弱环节，在这种特定条件下将该带扩大，才会得出较明显的效果。

　　目前国内外发展趋势仍以直筒型窑为主，而且尺寸向大型方面发展。其他有色金属工业用回转窑(还原、挥发、硫化精矿焙烧、氯化焙烧、离析、烧结转化等)多采用较短的直筒窑。

　　要得长径比有两种表示方法：一是筒体长度L与筒体公称直径D之比；另一是筒体长度L与窑的平均有效直径D均之比。L/D便于计算，L/D均反映要的热工特点更加确切，为了区别起见，称L/D均为有效长径比。窑的长径比是根据窑的用途、喂料方式及加热方法来确定的。根据我国生产实践的不完全统计，各类窑的长径比示于表1中。长径比太大，窑尾废气温度低，蒸发预热能力降低，对干燥不利；长径比太小，则窑尾温度高，热效率低。同类窑的长径比与窑的规格有关，小窑取下限，大窑取上限。

　　ψ——物料在窑内的平均填充系数，一般为0.04~0.12 。各类窑的填充系数见表2。γ料——物料堆比重，吨/米；某些物料的堆比重见表3；

　　ω 料——物料轴向移动速度，米/小时；其值取决于窑运转情况，可按式(12)、式(13)及式(14)计算或测定。

　　有些工艺过程要求物料有一定的高温持续时间，以完成物理化学反应。若通过实验或生产实践得知物料必须在窑内停留的时间，则：G=0.785×L/τ×D均2×ψ×γ料吨/小时(2) 式中：L——窑长( 或某带长度) ，米；τ ——物料在窑内（或某带）停留时间，小时；其他符号同前。

　　回转窑内传热过程比较复杂，各工作带内传热方式也不尽相同。在干燥带，气体温度较低，传热以对流为主。另外，窑壁及热交换装置对物料也有传导作用，因传导的计算较繁杂，而辐射的份量又不大，为简化计算，往往将两种热交换综合在对流给热系数之中，用一个经验公式表示：Q干=α干×F干×Δt干式中：α干——干燥带给热系数，千卡/米2 . 小时. ℃，根据热交换装置类型不同，有各种经验公式，如在挂链条情况下：( 式中ω0 为窑全断面的平均流速，Nm/S)；F干——干燥带中总传热面积（窑的内衬表面+ 热交换装置总表面），m2 ；

　　其他带内，对物料裸露表面的传热可近似按火焰炉内传热公式计算；对与窑衬接砝的物料表面，窑衬表面将通过辐射与传导向物料传热，但随着窑衬温度升高及物料颗粒变粗（由粉料变成小球进而烧结成块），其间传导作用将越来越小，传热量按下式计算：

　　式中：C气料壁=4.88ε料(F壁/F弦+1-ε气)/[ε料+ε气(1-ε料)]1-ε气/ε气+F壁/F弦千米/小时式中：ε料，ε气——物料及炉气的黑度；

　　当Δt ′与Δt〃之值相差不大(不超过一倍) 时，可用算术平均值，即：Δt=1/2(Δt′+Δt″) ℃式(7) 中第二项系考虑窑衬遮蔽表面与接触物料弧形表面间的辐射( 视为两平行表面组成的封闭体系) ，式中有关参数确定如下：

　　另外T壁为窑衬遮蔽表面在该带内的平均温度，K ；考虑到与物料接触过程中的温度降低，此值可近似取以下平均值：T壁=1/2（T料+T′壁）其中未遮蔽的窑壁表面温度T壁可近似按火焰炉内炉墙表面温度公式确定：

　　④求弦长及弧长：L弦＝D均×sinθ/2米；L弧＝θ÷360×π×D均米；L壁＝π×D 均 ×(1-θ÷360)米

　　以上五个方面确立的生产率关系式是确定窑体尺寸、运转参数及操作条件的理论依据。热工设计的任务就是综合五个方面的关系，合理确定各参数，使上述各式反映出的生产能力达到平衡(即设计的生产能力水平) 。生产中必然由于某一参数的波动或突破，引起原来平衡的破坏，再经过操作中对有关参数的调整，使达到新的水平上的平衡(实际生产能力) 。

　　在计算窑的实际生产能力时，往往用一些具体化了的简化公式。在具体条件相同时，这些简化公式能简明、准确地反映生产率与其中1~2 个参数的关系。

　　氧化铝焙烧窑：GF=33~40 公斤/米2.小时；单筒冷却机：GF=120公斤/米2.小时。

　　应该指出，按经验公式计算，虽然简单也较准确，但它是统计某一时期的某些厂具体窑的产量得出来的，随着窑型及运转情况的变化和生产技术水平的提高，式中的经验数据就会有某种程度的差别。

　　回转窑转速对窑内物料活性表面、物料停留时间、物料轴向移动速度、物料的混合程度以及窑的填充系数等都有密切关系。窑的转动起到翻动物料的作用，在一定条件下，提高转速可以强化物料与气流间的热交换。近来趋向“放平快转”，国内某氧化铝熟料窑的转速达到4.5 转/分。但转速太大，则物料在窑内停留时间短，反应不完全，产品质量不能保证，设备维修困难；转速大小，会降低窑的生产率。根据我国生产实践，各类回转窑的常用转速n( 转/分) 推荐如下，供选用时参考。

　　回转窑的斜度i一般指窑轴线升高与窑长的比值，习惯上取窑倾角β的正弦sinβ ，一般范围为2~5% 。斜度过高会影响窑体在托轮上的稳定性。

　　对于物料流动性强的窑，如氧化铝焙烧窑，斜度不宜过大，取2~2.5% ；水泥及氧化铝熟料窑通常采用3~4% ；铅锌挥发窑多采用5% ；氧化及氯化焙烧窑多用2~3% 。

　　斜度与转速的关系密切，选择时应满足下列关系式：n×i =G×sinα÷(1.48×D3均×ψ×γ料) 式中：G——单位生产率，吨/小时；D均——窑的平均有效内径，米；n——窑的转速，转/分；i——窑的斜度，% ；ψ——物料在窑内的填充系数；γ料——物料在窑内的堆比重，吨/米3( 见表4) ；α——窑内物料的自然堆角(安息角)，度。某些物料在窑内的自然堆角(安息角) 如下：

　　有色重金属烧结窑：α=50~60°；有色重金属焙烧窑：α =32~40°铅锌挥发窑：α= 50~60°；氧化铝熟料窑：α＝35~45 °；氧化铝焙烧窑：α=30~33°；贫铁矿磁化焙烧窑：α＝36~40 °。

　　各种研究，得出了不少的经验公式，但各个公式不是普遍适用的，有其局限性。下面推荐几个常用的公式。

　　在窑内各种热交换装置影响区，粗略计算时，可在ω料公式中乘入校正系数K1，其近似数值如下：扬料抄板K1=0.829~0.808 ；格子式热交换器K1=0.61~0.99 ；花环挂链K1=0.659~0.067 ；单头垂挂链K1=0.594~0.84 。在挡料圈或隔板影响范围内还要乘以系数：K2＝2H÷ (Hh+h)0.5

　　当已知窑体长度L及物料轴向移动速度ω料的情况下，停留时间τ 可按下式求出：τ=L÷ω料小时或(分)

　　某一截面上的填充率ψ等于物料层的截面与整个截面面积之比。某一段窑长的平均填充率等于该段窑长内装填物料占有体积与该段窑的有效容积之比。

　　式中：f料——i 物料层所占弓形面积，米2；Gm——物料流通量，吨/小时。在窑的出口处及冷却机内，Gm 等于窑产量，在窑的入口处，Gm 等于原料最；喷入法的氧化铝熟料窑应按干生料量近似估算，Gm＝1.4G (G为窑的小时产能，吨/小时) ；氧化铝焙烧窑的湿氧氧化铝量Gm(1.7~1.87)G( 当水分为10~18% 时) ；在窑的中部，Gm可取窑出、入口平均值；D均——窑的某处、某段或全窑长的平均有效内径，米。其他符号意义同前。

　　填充率是筒体及传动功率计算的依据之一，它对传动功率的影响甚大，需通过生产实践和必要的测定摸清各项操作条件对填充率的影响，从而确定填充率的准确值。

　　式中：ωt——窑尾在实际温度下的排气速度，米/秒，一般3~ 8 米/秒，对细料多取 2.5~ 5 米/秒。近来有些氧化铝厂，为了强化窑的干燥能力，有意加大窑灰循环量，在这种情况下应适当提高流速，多取6~ 8 米/ 秒。

　　由于影响物料流通能力的因素较多，求出的直径有一定误差，故式(8) 仅能作为验算参考。上面公式决定的直径D均为有效内径，加上窑衬厚度，即得筒体直径为：D筒=D+2δ 米。式中：δ——窑衬厚度，一般为0.15~ 0.25 米。

　　对一般高温烧结及焙烧窑，都按物料进行的物理—化学变化将窑分成若干工作带。首先分别确定各带长度，然后可得全窑长度，再从结构、单位生产率及物料停留时间等参数进行验算校正。

　　ΔW——干燥带干燥强度，公斤水/米3. 小时，随该带内热交换装置的型式及窑尾气体温度与流速的不同而异，一般在65~190 之间对于直筒型或冷端扩大型氧化铝熟料窑，料浆水分40% ±，窑尾气体温度200~ 500 ℃时，220~260 公斤水/ 米3. 小时。但实际上出干燥带的球料还含有水分10% ±。另外，这里包括了部分料浆在立烟道与旋风器之间蒸发的水分量。故干燥带的实际干燥强度要比上述数值小。干燥带长度虽然可用上式计算，但对于氧化铝熟料窑( 喷入法) 一般认为干燥带长度就是窑尾刮料器的长度。

　　若烧结带物料吸热较大时，也必须按式(11) 计算长度。但对一般过程，物料在该带吸热不多，主要是完成物料中的物理化学变化及晶形转变，故主要应保证物料在这一带的停留时间。按公式(14), (13) 或(14) 计算出该带物料的轴线移动速度（ω料，米/ 秒），式中物料堆角α相应取烧结带数值。

　　根据实验或工厂生产经验，确定物料必须在烧结带停留的时间τ烧结(小时) 后，则L 烧结＝ω料×τ烧结米。

　　高湿产品离开烧结带后应将自身的热量传给喷入窑内的燃料与空气，使后者加热到着火温度，故这一带的长度取决于：

　　以[ω料]燃代表燃烧段内物料轴线运动速度，其值等于：[ω料]燃=L燃÷(τ烧+τ冷) 米/小时

　　这一方法的优点在于能确保物料在烧结及冷却带的停留时间，但的经验公式有一定局限性，仅可作前一种方法的补充。

　　根据前几项的计算，可得窑总长：L=L干+L预+L分解+L烧结+L冷却另外还可参考综合性经验指标——单位面积产能C ，验算窑长：L=318×G÷GF×G均式中符号及单位参看式(9) 。

　　(2) 选定同类生产窑的单位容积产量Gv ，吨/米3.日，或单位面积产量Gf ，公斤/米2.小时。参考公式(10)或公式(9) 。

　　当L与D求出后，再求长径比L/D ，与表(1) 比较，然后确定直径和长度尺寸。五、窑内热交换器

　　在一些湿法喂料的窑中，水蒸发所需的热量占很重，这部分热量的交换集中在干燥带和预热带，致使回转窑的预烧能力小于烧成能力。为了增强干燥和预热带的预烧能力，提高窑的产能，目前在氧化铝熟料窑及焙烧窑、氧化铜离析窑及水泥窑上均安装有热交换器。

　　1. 热交换器的型式：主要有蜂窝式(3)和格板式(4)。蜂窝式格数。