Вся электронная библиотека >>>

 Промышленные печи  >>

 

Промышленные печи

Промышленные печи и трубы


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

ГЛАВА VIII. ПЕЧИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

§ 27. ВРАЩАЮЩИЕСЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПЕЧИ

 

 

Вращающаяся цилиндрическая печь представляет собой полый стальной цилиндр, футерованный внутри огнеупорными изделиями и вращающийся вокруг  своей оси. Цилиндр несколько наклонен к горизонтали и поэтому материалы, загружаемые в него, пересыпаются при его вращении и передвигаются от высокого конца к низкому, навстречу продуктам сгорания топлива, сжигаемого в горелках, установленных в нижнем торце барабана.

Небольшие вращающиеся печи применяют для производства керамзита (вспученные глин), а также для обжига извести и гипса. В более крупных вращающихся печах выполняют обжиг каустического и металлургического магнезита и шамота. Наибольшее распространение вращающиеся печи получили при производстве цементного клинкера, являющегося исходным материалом при производстве цемента.

Основным сырьем для получения цементного клинкера, а следовательно и цемента, являются известняки, глины и известняковые мергели. Поступающее на завод сырье дробится, дозируется и направляется в резервуары, оборудованные особыми устройствами для перемешивания массы, куда подается также большое количество воды. В процессе перемешивания сырья с водой образуется сметанообразная масса, называемая шламом, который после дополнительного измельчения на специальных мельницах подается в шлам-бассейн — в резервуары больших размеров, оборудованные мешалками. После выдержки в них в течение нескольких суток шлам по системе трубопроводов поступает в распределительные баки, оттуда — во вращающиеся печи на обжиг. Влажность шлама в среднем составляет 33— 38%, но может колебаться и в более широких пределах в зависимости от видов сырья.

Печь по длине условно разбита на ряд зон, в каждой из которых сырьевая смесь (шлам), поступающая в печь, по мере продвижения от верхнего, холодного, к нижнему, горячему, концу печи проходит следующие стадии:

1)         в зоне подсушки происходит испарение свободной влаги. Температура газов в начале зоны 800—1000° С, в конце 200— 250° С, обжигаемого материала соответственно 250 и 25° С, рабочей поверхности футеровки 800 и 70° С. Футеровка покрыта слоем шлака и подвергается истирающему действию обжигаемого материала;

 

 

2)         в зоне подогрева происходит выгорание органических веществ и удаление химически связанной воды из составляющих глины. Температура газов в начале зоны 1250° С, в конце 1100° С, обжигаемого материала соответственно 50Q и 250° С, рабочей поверхности футеровки 920 и 80° С. Футеровка подвергается истирающему действию гранулированного порошкообразного материала;

3)         в зоне кальцинирования протекают основные реакции разложения СаСОз на СаО и СОг. Температура газов в начале зоны 1600° С, в конце 1250° С, обжигаемого материала соответственно 900 и 500° С. Футеровка подвергается истирающему действию гранулированного материала;

4)         в зоне экзотермических реакций преобладают основные реакции в твердом состоянии между СаО и Si02*, А120з и FeO с образованием ЗСаОБЮг, содержание которого в готовом клинкере составляет 50—65%, и ЗСаО-А1203 (10—15%). Температура газов в зоне 1600° С, обжигаемого материала в начале зоны 900° С, в конце 1400° С, рабочей поверхности футеровки соответственно 1400 и 1320° С. На футеровку воздействует клинкер в жидкой фазе. На поверхности футеровки образуется защитная обмазка (гарнисаж);

5)         в зоне спекания происходит спекание с частичным плавлением материала и усиленно протекают реакции (перечисленные в п. 4). Температура газа в зоне 1600° С, обжигаемого материала 1400° С, рабочей поверхности футеровки в начале зоны 1450° С, в конце 1400° С. На футеровку воздействует жидкая фа-за клинкера, образуя на ее поверхности защитную обмазку;

6)         в зоне охлаждения готовый продукт — клинкер остывает до 1000—1100° С. Футеровка подвергается истиранию раскаленными твердыми кусками клинкера и резкому охлаждению холодным воздухом.

Выходящий из печи при температуре 1000—1100° С клинкер охлаждается во внешних холодильниках, расположенных вокруг печи или под печью, до температуры около 100° С и подается на склад, где и хранится до помола. При помоле в специальных мельницах к клинкеру добавляют до 1—3% гипсового камня CaS04-2H20 для замедления схватывания цемента и до 15% гидравлических добавок (гранулированных доменных шлаков и др.), удешевляющих стоимость цемента. После помола цемент выдерживают в емкостях (силосах) в течение 15—20 суток, что обеспечивает достижение стандартных сроков схватывания, а затем упаковывают в тару и направляют потребителям.

Корпус печей сваривается из листовой стали толщиной 50— 60 мм. Для облегчения монтажа корпус печи вначале собирается в виде отдельных обечаек (царг), которые устанавливают на опоры и потом соединяют друг с другом (сваривают). К корпусу печи крепятся 7—9 бандажей из стального обработанного литья, которыми печь опирается на опорные ролики, установленные под углом 4° к горизонту. Подшипники опорных роликов устанавливают на металлических рамах, связанных с железобетонными фундаментами печи анкерными болтами.

На средней опоре устанавливают контрольные ролики, которые начинают вращаться (что служит сигналом о ненормальной работе установки) только в том случае, если происходит смещение корпуса вдоль оси печи. Вблизи этой опоры расположен и зубчатый венец (ведущая шестерня), с помощью которой печь через редуктор электродвигателя приводится во вращение.

Питание печи шламом осуществляется через верхний конец печи по течке от ковшового питателя. Топливом для вращающихся печей служат газ, мазут и угольная пыль. Печи для получения цементного клинкера, как правило, отапливают угольной пылью, подаваемой с нижней торцовой стороны печи с помощью пылеугольных горелок. Горелки представляют собой две трубы — одна внутри другой, причем по внутренней трубе подаются угольная пыль и первичный воздух (15—30% от общего его расхода) и по кдльцевому каналу между двух труб — вторичный воздух (85—70%). Продукты горения и газы удаляются из печи через пылеуловительные камеры в дымовую трубу. Пылеуловительные камеры с электрофильтрами, в которых происходит осаждение цементной пыли, уносимой из печи продуктами горения, соединяются с верхним концом печи с помощью уплотнителей, предотвращающих подсос наружного воздуха.

В «холодном» конце печи к корпусу крепят цепи, увеличивающие теплообменную поверхность зоны в 7—5 раза. Длина цепной зоны 12—22 м.

Об эффективности работы вращающихся печей судят по удельному объему клинкера, т. е. по годовой производительности, отнесенной к 1 м2 рабочей поверхности футеровки, по тепловой мощности и тепловому напряжению зоны горения.

При нормальных условиях работы тепловые напряжения в зоне горения составляют около 350 000 Вт/ж3 [300 000/с/сал/л*3Х ХО], a удельная производительность различных печей—16 — 24 кг клинкера на 1 м2 футеровки в 1 ч.

Для высокопроизводительной работы вращающихся печей большое значение имеет подбор огнеупоров и тщательное выполнение ее футеровки. Футеровка печей обеспечивает предохранение корпуса от действия высоких температур, уменьшение тепловых потерь наружной поверхности печи и передачу тепла обжигаемому материалу.

В связи с этим футеровочные материалы, вращающихся печей должны обладать высокой прочностью и твердостью, необходимой огнеупорностью, устойчивостью против химического воздействия обжигаемого материала, термической стойкостью в условиях резких колебаний температур и теплопроводностью, обеспечивающей необходимую температуру на корпусе печи. Этим требованиям в большей степени удовлетворяют изделия, изготовленные специально для футеровки вращающихся печей, в том числе: шамотные марки «Ц» — клин торцевой: Ц-1; Ц-1А; Ц-2; Ц-3; клин ребровый: Ц-4, Ц-5 и Ц-6; многошамотные марки «ЦМ» —клин торцевой: ЦМ-1, ЦМ-1А, ЦМ-2, ЦМ-3, ЦМ-4 и ЦМ-5; клин ребровый: ЦМ-6, ЦМ-7, ЦМ-8 и ЦМ-9; хромомаг-незитовые изделия обжиговые марки «ХМЬр и безобжиговые марки «БМХЦ»; магнезито-хромитовые марки «МХЦ» и периклазошпинелидные марки «ПШЦ».

Хромомагнезитовые, магнезито-хромитовые и периклазошпи-нелидные огнеупорные изделия указанных выше марок выпускаются в виде торцевого двустороннего клина 10 типоразмеров для печей различных диаметров и различных зон футеровки печей.

Футеровка вращающихся печей состоит из отдельных примыкающих друг к другу участков, укладываемых на растворе и насухо (без раствора) с прокладкой между кирпичами металлических пластин толщиной 1,25—2 мм. Футеровку ведут продольными рядами с Перевязкой поперечных швов смежных рядов. Для перевязки поперечных швов используют специальные перевязочные кирпичи, которые кладут в начале и конце продольного ряда данного участка. При кладке порогов футеровка выполняется кольцами.

Наиболее распространенными для  обжига  клинкера  явля Ются печи следующих размеров (в м): 3,6X150; 4,5X135; 4,5Х Х170 и 5X185 (первые цифры обозначают диаметр печи, вторые — ее длину).

В последнее время в основном строят печи 4,5X170 и 5Х Х185 м с суточной производительностью до 2000 т клинкера. Разработан проект печи диаметром 7 м и длиной 230 м, производительностью 3000 т клинкера в сутки.

Футеровка современных вращающихся печей для обжига цементного клинкера длиной 185 м выполняется следующим образом: (начиная от холодного конца) участок длиной 39,7 м — многошамот, 53,7 м — шамот, 21 м — многошамот, 6,9 м—тальк, 20 м — магнезито-хромит, 25 м — периклазошпинелид, 5 « — магнезито-хромит, 3,6 м — тальк и 2,6 м — многошамот.

Печи 4,5X135 м. Зона длиной 21,8 м — из клинкер-бетона — 1 мае. ч. цемента марки 400 и 4,5 мас.ч. клинкера крупностью 3—8 мм; зона длиной 37,2 м — многошамот класса А с содержанием А1203 не менее 8%; зона длиной 44,8 м — многошамот с содержанием А1203 не менее 39%; зона длиной 5,1 м — высокоглиноземистый кирпич с содержанием А1203 не менее 62%; зона длиной 20,2 ж — магнезитохромитовый кирпич; зона длиной 2,3 м — высокоглиноземистый кирпич с содержанием А1203 не менее 62% и зона длиной 3,6 м — многошамотный кирпич класса А с содержанием А1203 не менее 39%.

Вращающиеся печи для обжига других видов продукции (извести, шамота, магнезита) по принципу работы и основным конструктивным узлам практически мало отличаются от печей для обжига цементного клинкера. Особенностью является то, что печи для обжига шамота имеют специальный холодильник в виде вращающегося барабана, расположенного под печью (у, нижнего конца печи), в котором остывает выгружаемый из печи обожженный шамот. В коротких печах для обжига клинкера подсушку, подогрев и кальцинирование сырья (с влажностью 8—15%) производят на конвейерном кальцинаторе — движущейся решетке, а высокотемпературные процессы и спекание осуществляют в печи. Сырье подогревают на решетке отходящими газами из вращающейся печи, причем газы могут дважды проходить через слой сырья; при этом теплообмен очень эффективен, и процесс подготовки сырья на решетке происходит скорее, чем во вращающихся печах.

В последние годы в опытном порядке осуществляется футеровка вращающихся печей из блоков жаростойкого бетона.

Кроме приведенных составов бетона блочная футеровка выполнялась из других составов, причем опыт эксплуатации печей с блочной футеровкой показал, что наиболее перспективными являются бетоны на силикатных вяжущих (жидкое стекло) и фосфатной связке с высокоглиноземистыми заполнителями, так как они обладают хорошими термомеханическими свойствами и имеют довольно высокую температуру деформации под нагрузкой при высокой механической прочности в нагретом состоянии.

Размер блоков 700Х892ХЮ08Х230 мм, масса около 500 кг. В печах диаметром 4 м таких блоков (на жаростойком растворе) укладывается в одно кольцо 12 шт. Забивка замка производится штучными огнеупорными изделиями.

 

 

  КЕРАМЗИТ. Технология производства керамзита. Фракционированный ...

Наибольшее распространение получили однобарабанные вращающиеся печи диаметром 2,5 м и длиной 40 м, представляющие собой цилиндрический металлический барабан ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-98-beton/72.htm

 

  ПЕРЛИТОВЫЙ ПЕСОК, ЩЕБЕНЬ. Оборудование для термической подготовки ...

Вращающаяся печь СМТ-179 (464) предназначена для вспучивания перлитового ... Корпус выполнен цилиндрическим с двумя патрубками: приемным 5 и выгрузочным 11. ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-40/44.htm

 

  Оборудование для производства извести. Вращающийся барабанный ...

Выгрузочное устройство печи с шлюзовым затвором (41) предназначено для выгрузки ... вариатор, два цилиндрических редуктора и пару конических зубчатых колес. ... Вращающаяся печь для обжига мелкого известняка (отходов от шахтных печей) ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-40/4.htm

 

  НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ И ТЕРМИЧЕСКИЕ ПЕЧИ И СУШИЛА. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕЧЕЙ

ются на печи, работающие на твердом, жидком и газообразном. топливе. ... ж) Цилиндрические вращающиеся, представляющие собой ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-175-pechi-truby/108.htm

 

  КАРКАСЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ. Типы каркасов - стоечные каркасы со ...

У вертикальных шахтных и цилиндрических вращающихся печей и сушил каркасы выполняют в виде сплошного кожуха из листовой стали. У печей с арочным сводом для ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-175-pechi-truby/95.htm

 

К содержанию книги:  Промышленные печи и трубы

 

Смотрите также:

 

  УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ

При выборе газогорелочного устройства для промышленных печей, в к-рых проводятся разные операции при различных темп-pax,...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-144-inzhenernoe-oborudovanie/180.htm

 

 

Последние добавления:

 

"Печи и камины"    "Тракторы и автомобили"    Инженерное оборудование