|
Устройство печи. Б шахтных печах
обжигают сырьевую смесь в виде гранул. При этом особое значение приобретает
прочность гранул: они не должны разрушаться от давления вышележащих слоев.
Размер гранул должен быть примерно одинаковый, так как в этом случае
обеспечивается наилучшая газопроницаемость слоя материала в шахте печи.
Установка для обжига клинкера в шахтной печи ( 96) состоит
из гранулятора 6 и непосредственно шахтной печи. Дробленый уголь из бункера 1
и сырьевая мука из бункера 4 питателями 2 и 3 подаются в смесительный
винтовой конвейер 5, а затем в гра- нулятор 6. Полученные гранулы поступают в
воронку загрузочного желоба 8, вращающегося вокруг вертикальной оси и
равномерно распределяющего гранулы по сечению шахты 11 печи. Шахта в верхней
части футерована огнеупорным кирпичом 10, а в нижней части — чугунными
кольцами 12.
Шахта может быть условно разделена на три зоны: I — зону
подогрева и кальцинирования, II — зону спекания и III — зону охлаждения.
Гранулированный материал равномерно загружается с верху шахты и постепенно
проходит все три зоны. В зоне I он высушивается, подогревается до температуры
1200—1300° С и кальцинируется, т. е. происходит разложение СаСОз на СаО и
СОг. В зоне II он спекается при температуре от 1300 до 1450° С, а в зоне III
полученный клинкер охлаждается холодным воздухом, подаваемым мощным дутьевым
вентилятором по воздуховоду 18.
Воздух, отбирая тепло от клинкера, нагревается и в
подогретом виде поступает в зону обжига. Образующиеся в этой зоне дымовые
газы удаляются по газоходу 7 дымососом и после очистки их от пыли в фильтре
выбрасываются в атмосферу.
При выходе из зоны обжига дымовые газы раскалены, но
проходя через слой более холодного материала в зоне I, они охлаждаются и
подогревают его. Шахтные печи отличаются высокой степенью использования тепла
дымовых газов, а потому расход топлива в них сравнительно невысокий —
3770—5450 кДж (900—1300 ккал) на обжиг 1 кг клинкера.
Обожженный и охлажденный клинкер выгружают из печи с
помощью разгрузочной колосниковой решетки 13, которая состоит из ступенчатых
сегментов. Решетка вращается на валу 14 привода 17 и при этом сегменты
захватывают и измельчают куски клинкера по всему сечению печи, равномерно их
направляя к разгрузочной течке 15 и далее в затвор 16. Затвор шахтной печи
должен быть герметичным, для того чтобы подсос наружного воздуха был
минимальным. Чтобы обеспечить непрерывную разгрузку клинкера, устанавливают
затвор, состоящий из нескольких самостоятельных отсеков (шлюзов), снабженных
клапанами.
Клинкер поступает в верхний отсек при закрытых клапанах
всех шлюзов. Затем клапан, соединяющий верхний о(тсек с соседним, открывается
и, пропустив порцию материала, закрывается.
После этого срабатывает клапан второго сверху отсека,
пропуская клинкер в третий отсек. Как только клинкер поступил в третий отсек,
клапан второго отсека закрывается и т. д. до выхода клинкера из печи. Клапаны
приводятся в действие гидравлическим или механическим способом.
Для интенсификации процесса обжига клинкера в печь по
трубе 9 вводят кислород. Применение кислородного дутья позволяет на 40—50%
повысить производительность печи и на 20—25% снизить удельный расход топлива.
Производительность шахтной печи вычисляют по формуле
Таким образом, производительность шахтной печи зависит от
следующих факторов: размеров шахты, времени пребывания материала в ней,
скорости движения газов в печи, размеров гранул, а также напора, скорости и
количества подаваемого воздуха. Чем больше размеры шахты, тем больше в печи
обжигается материала и тем выше ее производительность. Однако удельная производительность
печи — количество килограммов клинкера, получаемого с 1 м3 печи в течение 1 ч, оказывается наиболее высокой при высоте шахты 10—12 м и диаметре 2,5—3 м, т.
е. в 3—4 раза меньше высоты. Время пребывания материала в печи с момента его
загрузки до выхода клинкера на производительность печи влияет таким образом:
чем меньше это время, т. е. чем быстрее перемещается материал по шахте, тем
выше производительность. Однако качество обжига во всех случаях должно быть
высоким и клинкер не должен содержать «недожога», что может быть при
чрезмерном форсировании обжига.
Скорость движения газов в печи влияет на ее
производительность таким образом: чем выше скорость, тем лучше теплообмен
между газами и материалами. Это ускоряет обжиг и увеличивает
производительность печи. Производительность печи зависит от размера гранул
(или кусков) обжигаемого материала и их зернового состава. С уменьшением
размера кусков они быстрее прогреваются, тем самым повышается
производительность печи. Но при этом возрастает сопротивление слоя материала
движению газового потока и уменьшается скорость последнего, вызывая снижение
производительности. Оптимальный размер гранул 15—25 мм; при этом они должны
быть по возможности одинакового размера, так как сочетание крупных зерен с
мелкими повышает плотность слоя и снижает скорость движения газового потока
из-за того, что мелкие зерна входят в пустоты между крупными, перекрывая
таким образом каналы движения газов между зернами.
Напор, скорость и количество подаваемого дутьевым
вентилятором воздуха также влияют на производительность печи. При уменьшении
напора и скорости воздуха снижается скорость движения газового потока в печи,
а с уменьшением количества воздуха ухудшаются условия горения топлива. В
результате значительная часть топлива удаляется из печи в виде СО (окиси углерода)
— наиболее ценной горячей части топлива, а не в виде СОг (углекислого газа),
образующегося при сгорании СО. Напор дутьевого вентилятора шахтных печей
принимают 14 715—29430 Па.
В результате обжига сырья в печи иногда получается
«недожог» или «пережог». При «недожоге» гранулы недостаточно обожжены, они
имеют вид не спекшихся кусков клинкера; при «пережоге» гранулы превращаются в
крупные твердые спекшиеся комки. В небольших количествах недожог не снижает
качества клинкера. Пережог затрудняет помол клинкера. Недожог может
получаться также при недостатке топлива, низкой температуре в зоне спекания в
результате весьма большого дутья или значительных подсосов. Причина пережога
— неравномерное просасывание воздуха по сечению зоны спекания. В результате
воздух идет по краю печи, а центральная часть насадки материала перегревается
и образуется пережог. В этом случае следует ускорить разгрузку и загрузку
печи.
Правила эксплуатации. При пуске печи необходимо соблюдать
следующие правила. Перед розжигом печи следует тщательно осмотреть футеровку
и механизмы загрузки и разгрузки, дымосос и воздуходувку, бункера муки и
угля, сигнальную и контрольно-измерительную аппаратуру, транспортирующие
механизмы, пыле- очистительные устройства, предохранительные ограждения.
Перед розжигом полностью разгруженной печи шахта должна
быть заполнена пропущенным через грохот клинкером до нижнего уровня зоны
спекания.
При угрозе аварии или несчастного случая печь немедленно
останавливают. Остановка печи необходима также, если прогорела футеровка, нет
сырья или топлива.
Перед остановкой следует подать сигнал, чтобы прекратили
подачу сырьевых материалов во избежание завала ими транспортных устройств,
бункеров, загрузочного механизма печи.
При кратковременной остановке дутьевых устройств печь
следует перевести на естественную тягу с минимальной скоростью загрузки
сырьем. При остановке печи для ремонта механизмов сроком до двух-трех суток
разгрузочное устройство и дутье выключают, печь герметизируют, верхний слой
материала засыпают мелочью, а шибер дымовой трубы закрывают.
При длительной остановке материал полностью выгружают из
печи, тщательно осматривают футеровку и удаляют с нее привары клинкера. Затем
осматривают все механизмы печного цеха.
Запрещается разжигать печь при неисправности механизмов
или неочищенных пылеосадительных устройствах.
Во время работы печи необходимо: наблюдать за положением
зоны горения; регулировать процесс обжига, руководствуясь показателями
контрольно-измерительных приборов и данными лаборатории о качестве сырьевой
смеси и клинкера. Рабочие, обслуживающие печь, должны наблюдать за состоянием
печи и вспомогательных устройств и механизмов; не допускать подачи в печь
сырьевых материалов и применения топлива несоответствующего качества;
обеспечивать равномерную загрузку и разгрузку печи. Выгружать клинкер с
температурой, выше установленной, запрещается.
Если печь необходимо подогреть, в нее нужно добавить
топливо в пересыпку с гранулами или брикетами.
Правила техники безопасности. При эксплуатации шахтных
печей необходимо соблюдать следующие специальные правила.
Разрушать возникающие в шахте печи «козлы» и нависания
разрешается только с площадки печи, не спускаясь в шахту, и при остановленном
дутье. Запрещается применять для разрушения спекшихся глыб пар, так как могут
произойти ожоги.
Запрещается при розжиге печи поливать дрова керосином или
другим жидким топливом во избежание взрыва.
При появлении газа на загрузочной площадке печи
необходимо, чтобы обслуживающий персонал немедленно покинул площадку, затем
прекратить дутье, провентилировать помещение, а шахту печи наглухо закрыть
крышками.
|
