Tpc-setka.ru

ТПЦ Сетка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство вращающейся печи цемента

Вращающаяся печь для обжига цемента Советский патент 1933 года по МПК F27B7/04

Описание патента на изобретение SU30121A1

Изобретение касается вращающейся печи для обжига цемента типа „Солопечи Полизиуса. В предлагаемой печи, в холодильнике и в поясе нагревания, поставлены трубчатые приспособления, охлаждаемые протекающей внутри их водой, при чем часть труб связана со стенками печи и вращается вместе с ней, другая же неподвижна и образует два порога.

На чертеже фиг. 1 изображает вращающуюся печь в продольном разрезе; фиг. 2 — то же, вид сверху с частичным разрезом и фиг. 3-б — Детали печи.

В предлагаемой вращающейся печи для обжига цемента в поясах подогревания, обжига и охлаждения (фиг. 1), в целях улучшения ггроцесса теплообмена между холодным воздухом и горячим цементом и между горячими газами и сырым материалом, установлены колосниковые решетки 7 и 2 (фиг. 1), состоящие из пустотелых колосников или трубок 3 (фиг. 2 и 3), расположенных друг от друга на расстоянии 3—5 мм, внутри которых может циркулировать вода для предохранения их от разрущающего действия горячих газов или клинкера.

Решетки наглухо присоединены к барабану печи и вращаются вместе с ним, а подводка и циркуляция воды осуществляется при помощи труб 4 н 5, при (98)

чем концы последних, вращающиеся также вместе с барабаном печи и решеткой, присоединены к патрубкам 6 к 7 соответствующих сборников для холодной и горячей воды (фиг. 1 и 2) через сальниковые устройства 8 у 9.

На часть колосников решетки / в поясе подогревания, во избежание залепления щламом живого сечения, могущего произойти вследствие влажности и вязкостиматериала, навешивают кольца /0(фиг. 4), которые, благодаря вращению печи И решетки, постоянно находятся в движении и этим самым очищают колосники от приставшей массы.

Для того, чтобы придать газам направление, заставляющее их пронизать толщу лежащего на колосниках материала, каждая решетка снабжена двумя неподвижными порогами /7 и 12 (фиг. 1-2), подвешенными к осевым неподвижным трубам 75 и 14 (фиг. 1 -2), один конец которых опирается на. нижний порог, а другой прикреплен к неподвижным камерам 75-16 (фиг. 1), чем удерживают пороги от вращательного движения. В трубах 13 и 14 имеются два канала, подводящие и отводящие воду для охлаждения неподвижных порогов.

Для уменьшения трения о внутреннюю поверхность вращающегося барабана обода порогов снабжены катающимися в

%-нездах /7 шариками /б (фиг. 2,5, 6). Поверхности, по которым катятся шарики, также охлаждаются изнутри водой. Нижние пороги 11 снабжены внизу проемами IP-20 (фиг. 1, 2, 5) для пропускания материала из одного пояса в другой, при чем материал, заполняя собой все сечение проема, исключает возможность проникновения через него газов.

Колосники изогнуты под углом в 90 и каждая пара расположена в виде креста по всей длине решетки, при чем для того, чтобы газы всегда проходили через зазоры между колосниками и пронизывали лежащую на них толщу материала, каждый колосник повернут относительно соседнего на некоторый угол с таким расчетом, чтобы последний колосник оказался повернутым относительно первого на 180 а при системе из трех колосников, изогнутых под углом в 60°, поворот этот составит 120 и т.д.

В данном случае (фиг. 1, 3), при работе по мокрому способу и подаче шлама в печь путем впрыскивания через форсунку, колосники изогнуты под углом в 90°, а поворот также составляет 90; такое расположение колосников позволяет газам в определенные моменты вращения печи не пронизывать материал, а только, касаясь его, пройти через образуемый колосниками канал в пояс разбрызгивания шлама, сохранив таким образом свое тепло.

Читайте так же:
Зависимость марки цемента от помола

Такой перепуск горячих газов через пояс обжига в пояс подогревания при указанном способе подачи шлама необходим для того, чтобы разбрызгиваемые капли шлама хорошо подсушились и приняли вид зерен или шариков, прежде чем они поступят на колосниковую решетку, что обеспечит хорошую газопро51ицаемость толщи материала на решетке.

С целью облегчения управления работой печи весь процесс обжига и охлаждения клинкера объединен в одном приспособлении, и это возможно благодаря незначительной длине пояса охлаждения (около 5-б м, не затрудняющей наблюдения за процессом горения и обжига, о которых можно судить по цвету цемента, выходящего из проема 2(, а также по цвету пламени, за которым можно наблюдать через верхнюю часть пояса охлаждения.

1.Вращающаяся печь для обжига цемента типа „Соло-печи Полизиуса, отличающаяся тем. что приспособления для использования теплоты печных газов, помещенные в подогревательном и холодильном поясах печного барабана, состоят, каждое, из двух систем труб, охлаждаемых протекающей в них , из коих одна, не участвующая во вращении печи, образует два порога — верхний 72, и нижний 7/ с проемом /Я заключенные в которых трубки соединены с продольными осевыми трубами f3-/#, другая же система, вращающаяся вместе с печью, состоит из двух рядов изогнутых под прямым углом и пocлeдoвateльнo смещенных на небольшой угол трубок 3, образующих на участке между порогами // — /2 подобие двух винтообразно скрученны.х на 90 колосниковых решеток, а для питания трубок 3 водой предназначены трубы 4 и соответствующие сальники.

2.При печи по п. 1 применение колец fO на трубках 3 (фиг. 4).

3.При печи по п. 1 -применение щариков 78 для уменьшения трения порогов /2, /7 о печную стенку. авторскому свидетельству А. Н. П 30121. Халайдовского

Устройство и работа вращающихся печей.

Основной элемент вращающейся печи – металлический барабан. Он сваривается из листового железа толщиной 20 – 30 мм. Как правило, диаметр печи по всей длине одинаков, но в некоторых для изменения скорости движения материала в отдельных зонах при неизменном уклоне диаметр барабана изменяется. Внутри барабан футеруется высокоглинозёмистым или шамотным кирпичом ( толщина футеровки 200 – 300 мм ). Между металлическим кожухом печи и огнеупорной кладкой обычно закладывается тонкий теплоизоляционный слой (10 – 30 мм). Общий вид печи представлен на рисунке (3).

На наружной поверхности барабана закрепляются опорные, стальные бандажи в виде неразрывных колец шириной 400 – 800 мм. Каждый бандаж опирается на ролики, ширина которых на 50 – 110 мм больше ширины бандажа. Опорные ролики установлены на массивных стальных плитах, на железобетонных фундаментах таким образом, что барабан печи имеет небольшой уклон 2 – 3.5 % от его длины. Это обеспечивает перемещение материала внутри печи при вращении барабана. Барабан печи при вращении испытывает напряжение на изгиб между опорами барабана. Их допустимая величина определяет выбор толщины корпуса барабана, диаметр печи, расстояние между опорами, которое может достигать 30 м.

Читайте так же:
Модифицирующие добавки для цемента

Барабан вращается вокруг своей оси со скоростью 0.6 –2.0 об./мин. При вращении печи барабан «катается» по опорным роликам. Чтобы удержать наклонно расположенную печь от соскальзывания с опорных роликов, их оси устанавливают под небольшим уклоном по отношению к продольной оси печи (от 0 0 10` до 0 0 45`). Величина угла разворота опорных роликов зависит от веса печи, угла наклона барабана и его диаметра. Расположение печи в продольном направлении фиксируется автоматически при помощи специальных упорных роликов с гидроприводами, которые сообщают печи возвратно-поступательное движение с двойным ходом на 50 –100 мм за сутки. Эти ролики фиксируют положение печи вдоль её оси и, следовательно, зацепление венцовой шестерни. Для остановки вращения печи служит электромагнитный фрикционный тормоз.

Топливосжигающие устройства устанавливаются в головной части барабана. Головка печи состоит из топочной камеры, устройства для выгрузки материала и уплотнительного устройства, перекрывающего щель между вращающимся барабаном и неподвижной топочной камерой. К головке примыкает устье канала, через который полупродукт при помощи течки пересыпается в холодильник.

Уплотнительные устройства имеют существенное значение для эффективной работы как самой печи, так и холодильника. Это устройство может быть выполнено в виде, входящих, в друг друга лабиринтных колец приваренных к корпусу и к головки печи. Холодный воздух, попадающий в кольцевой канал лабиринтного уплотнения, отсасывается из него вентилятором, что предотвращает попадание воздуха в печь.

Другая конструкция уплотнительного устройства состоит из двух трущихся друг о друга шлифовальных колец, одно из которых устанавливается на печи, а другое прикреплено к головке печи.

Противоположная часть печи состоит из газоотводящей камеры, загрузочного устройства и уплотнения. Материал загружается в печь либо в виде сухой, но чаще всего гранулированной шихты, либо в виде пульпы с содержанием влаги 40 –42 %.

Бокситовая шихта загружается распылением с помощью пульповых форсунок. Из форсунки пульпа выбрасывается через сопло в виде мелких капель. Длина распыления составляет обычно 10 – 12 м. На каждую печь устанавливают три-пять пульповых форсунок. Форсунки закрепляют на специальном металлическом щите, заделанном в кладку газоотводящей камеры, и вдвигают в печь примерно на 0.5 м. Угол их поворота относительно оси печи можно регулировать. Большую часть форсунок помещают в нижней части сечения печи под углом к её оси, для того чтобы увеличить дальность и продолжительность полёта материала, а, следовательно, количество получаемого им тепла. Эффективность теплообмена повышается с увеличением тонкости распыления пульпы, однако, при этом значительно возрастает унос материала из печи, что является одним из недостатков данного способа загрузки. Необходимо постоянно контролировать работу форсунок и периодически их прочищать. Сопла форсунок изготовляются из твёрдых сплавов и по мере износа заменяются.

Для предотвращения пылеобразования при подачи влажной шихты на внутренние стенки барабана монтируется отбойное устройство в виде связки рельсов длинной 10 –12 м, закреплённых цепью при помощи специальных шарниров в холодной части печи. Для того, чтобы улучшить теплоиспользование, в зонах сушки и подогрева устанавливают внутренние теплообменные устройства.

Наиболее эффективными перегребающими теплообменными устройствами являются цепные завесы, которые обычно выполняются из цепей с круглыми звеньями. Применяют два способа занавески цепей: гирляндами (рис. 4а) и свободными концами (рис. 4б).

Читайте так же:
Силос для хранения цемента гост

Рис. 4. Схема подвески цепей гирляндами (а) и свободными концами (б).

Цепная завеса влияет не только на теплообмен, но и на улавливание пыли, стойкость футеровки и образование настылей.

Ячейковые теплообменники (рис.5) выполняются из жаростойких сплавов. Они монтируются из литых полок длиной 250 – 400 мм с направляющими рёбрами, которые способствуют перемешиванию материала. Эти теплообменники при сохранении неизменной производительности печи снижают температуру отходящих газов и удельный расход тепла. Их установка сокращает свободное поперечное сечение печи, что приводит к возрастанию скорости газов и в результате к увеличению уноса материала.

Рис. 5. Схема ячейкового теплообменника.

Вращающиеся печи работают по принципу противотока. Загружаемые в барабан материалы двигаются от газоотводящей головки к топочной, а дымовые газы в обратном направлении.

Производительность вращающейся печи, а также удельный расход тепла в ней зависит не только от её размеров, наклона, скорости вращения, теплообменных устройств и др. конструктивных характеристик, но и от режима работы печи, т.к. при неизменном коэффициенте расхода воздуха он в основном определяется расходом сырья и тепла в единицу времени.

Холодильники ТВП охлаждают бокситовый спёк и подогревают воздух необходимый для горения топлива. Высокое качество спёка достигается при медленном его охлаждении до температур 600 – 700 0 С. Дальнейшее охлаждение может производиться с любой скоростью.

В данной схеме используем холодильник кипящего слоя. Он представляет собой камеру прямоугольного поперечного сечения, футерованную внутри шамотным кирпичом (рис. 4). В конструкции предусматривается шамотоотделительная камера, находящаяся под загрузочной шахтой. В шамотоотделителе при подаче воздуха через равномерно расположенные по сечению аэрирующие трубки происходит очистка глинозёма от огнеупорного боя, крошки и прочих продуктов истирания шамотного кирпича. Это позволяет повысить качество глинозёма. Холодильник имеет несколько самостоятельных воздушных камер. Специальная конструкция воздухораспределительной решетки обеспечивает равномерное распределение воздуха в воздухораспределительных камерах, компенсацию температурных расширений и исключает просыпание глинозёма в воздушные камеры.

Конструкция холодильника обеспечивает нагрев воздуха, поступающего в печь на горение топлива, до 600 0 С, в результате чего снижается удельный расход топлива на 15 – 18 %; охлаждение температуры 80 – 100 0 С; отделение крупнозернистых механических включений из охлаждаемого глинозёма; повышение производительности действующих печей на 12 – 15 % (при замене холодильников барабанного типа); возможность создания холодильников различных габаритов.

Конструкция холодильника позволяет собрать его непосредственно на месте установки и эксплуатировать агрегат вне производственных помещений в любых климатических условиях.

Рис. 6. Холодильник кипящего слоя.

1. – подина, имеющая колпачки для подачи воздуха в холодильник;

2. – отверстие для подачи холодного воздуха;

4. – вертикальная шахта для загрузки глинозёма;

Вращающаяся печь (Википедия)

Барабанная печь, барабанная вращающаяся печь, трубчатая печь — промышленная печь для обжига и сушки сырья и полупродуктов. Барабанная вращательная печь имеет форму горизонтально расположенного цилиндра диаметром 1,2…5 м и длиной 18…200 м. Печь медленно вращается вокруг оси. Назначение — для физико-химической обработки сыпучих материалов. Как правило топливо сжигается внутри печи. Менее распространены косвенный нагрев (через стенку муфеля) и комбинированный нагрев обрабатываемого материала.

Во вращающейся печи сжигаются пылевидное, твёрдое, жидкое или газообразное топливо. Как правило природный газ. Как правило в печи греющие газы движутся навстречу обрабатываемому материалу (противоток). Менее распространены печи с параллельным током газов и материала.

Читайте так же:
Что такое активность цемента м400

Назначение

  • спекание шихт в производстве глинозёма
  • получение цементного клинкера (см. производство цемента)
  • получение силикатной извести (см. производство силикатного кирпича)
  • окислительный обжиг (сульфидных материалов)
    • обжиг молибденового концентрата
  • восстановительный обжиг
  • хлорирующий обжиг
  • прокалка гидроокиси алюминия, кокса, карбонатов, сульфатов и др.
  • обезвоживание материалов (сушка)
  • извлечения цинка и свинца (вельц-печи)
  • получения железа или сплавов цветных металлов их прямым восстановлением из руд в твёрдой фазе (кричные печи)
  • обжиг огнеупорного сырья и др.

Конструкция

  • кожух (барабан)
  • опорные ролики
  • открытая зубчатая передача: венец, шестерня
  • привод: электродвигатель, редуктор
  • топочная головка (горячая)
  • газоотводящая головка
  • механический питатель
  • горелка
  • система газоочистки
  • холодильник

Печь состоит из горизонтально расположенного цилиндрического кожуха (барабана), футерованного изнутри огнеупорным кирпичом, опорных устройств и привода, головок — топочной и газоотводящей и холодильника.

Барабанные печи могут иметь перегребающие и теплообменные устройства, а также специальные устройства для подачи твердых и газообразных материалов в отдельные зоны печи через отверстия в кожухе.

Кожух обычно глухой по всей длине, сварен из листового железа толщиной 10. 30 мм. Иногда диаметр изменяют по длине печи. При большом диаметре кожух усиливают кольцами жесткости.

Изнутри кожух футерован шамотным, магнезитовым или высокоглиноземистым кирпичом.

Снаружи кожуха проложен теплоизоляционный слой. Толщина футеровки обычно 200. 300 мм, толщина теплоизоляции 10. 30 мм. Снаружи кожуха закреплены опорные стальные бандажи и большая венцовая шестерня. Бандажи опираются на ролики. Печь со скоростью 0,6. 2 об/мин вращается. Мощность электродвигателя 40. 1000 кВт.

Принцип работы

Печь – это цилиндрическая ёмкость, слегка наклонённая по горизонтали, которая медленно вращается по своей оси. Вещество, которое будет обрабатываться, подаётся в верхний конец барабана. В то время как печь вращается, вещество плавно опускается в нижний конец и подвергается смешиванию и перемешиванию. Горячие газы проходят по печи, иногда в том же направлении, что и обрабатываемое вещество (параллельно), но обычно в противоположном обратном направлении. Горячие газы могут появляться в выносной топке, либо образуются от внутреннего пламени в печи. Это пламя выходит из трубы форсунки (печной форсунки), которая работает как горелка Бунзена. Топливом для этого может быть газ, масло, размельченный нефтяной кокс или молотый уголь.

Союзогнеупор

Огнеупоры для цементной промышленности

Огнеупоры для печей цементной промышленности

При производстве цемента одной из основных технологических стадий
является обжиг портландцементного клинкера. В качестве установок для
получения клинкера могут быть использованы различные по своей
конструкции и принципу действия тепловые агрегаты. Однако в основном для
этой цели применяют вращающиеся печи, в них получают примерно 95%
клинкера от общего выпуска.

Для футеровки цементных печей используют три группы огнеупорных изделий:
— алюмосиликатные, включающие шамотные и высокоглиноземистые — муллитовые, муллитокорундовые изделия;
— хромистые, из которых широко применяются различные виды
хромомагнезитовых и магнезитохромитовых изделий;
— магнезиальные , главным образом форстеритовые .

Вращающаяся цилиндрическая печь представляет собой полый стальной
барабан, вращающийся вокруг своей оси. Барабан 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.
С поднятого конца в барабан поступает жидкий шлам или гранулы. В
результате вращения барабана шлам перемещается к опущенному концу.
Топливо подается в барабан и сгорает со стороны опущенного конца.
Образующиеся при этом раскаленные дымовые газы продвигаются навстречу
обжигаемому материалу и нагревают его. Обожженный материал в виде
клинкера выходит из барабана.

Читайте так же:
Сухая гипсо цементная смесь

Внутреннюю часть барабана футеруют (облицовывают) огнеупорными
материалами.
Футеровка состоит из участков, расположенных в:

— зоне охлаждения;
— передней переходной части;
— зоне наивысших температур (спекания);
— задней переходной части;
— зоне декарбонизации.

Футеровка барабана находится в очень тяжелых эксплуатационных
условиях: внутренняя поверхность ее подвергается воздействию высокой
температуры (до 1400-1500°С), а поверхность, прилегающая к корпусу
барабана, резко охлаждается и имеет температуру до 300°С. Перепад
температур вызывает внутренние температурные напряжения в материале
футеровки. По внутренней поверхности футеровки непрерывно перемещается
материал и истирает ее. При температуре свыше 1300° С обжигаемый материал
частично расплавляется. Образующийся при этом жидкий расплав также
отрицательно воздействует на футеровку.
В результате вращения печи поверхность футеровки за каждый оборот
барабана периодически подвергается действию раскаленных газов и материала.
Таким образом, футеровка барабана является элементом печи, наиболее
подверженным агрессивному воздействию рабочей среды. Поэтому качеством
футеровки, сохранностью ее при работе определяется в основном коэффициент
использования годового рабочего времени печи в целом. Стойкость футеровки
характеризуется числом суток рабочего времени (межфутеровочной кампании)
в наиболее разрушающемся участке барабана – зоне спекания. Она зависит от
вида применяемых огнеупорных материалов, качества футеровочных работ,
производительности печи и вида применяемого топлива.

Огнеупорные материалы, применяемые для футеровки
клинкерообжигательных печей, должны удовлетворять следующим общим
требованиям:
— не расплавляться при рабочей температуре;
— быть термически стойкими, т. е. должны выдерживать, не разрушаясь,
резкие систематические колебания температуры (нагревание и охлаждение);
химически стойкими – не должны разрушаться под действием расплава
обжигаемого материала;
— иметь достаточную прочность при сжатии и способность
сопротивляться истирающему воздействию обжигаемой сырьевой смеси;
— обладать способностью не деформироваться при совместном действии
высокой температуры и нагрузки сжатия, растяжения и изгиба.
Форма и размеры огнеупорных кирпичей должны, как указывалось выше,
обеспечивать строительную прочность футеровки. Особую важность это
положение приобрело в последние годы, когда парк вращающихся печей
пополнился значительным числом мощных печей диаметром до 5 м и более.

Футеровочные работы во вращающихся печах можно подразделить на
следующие три группы:
— весь печной агрегат футеруется, как правило, при монтаже новых, а
также после реконструкции действующих печей; при этом выполняется полная
футеровка печи специализированными строительно-монтажными
организациями;
— футеровка отдельных участков печи, холодильника, камер и дымоходов
производится обычно при очередной замене износившейся футеровки на
наиболее высокотемпературном участке печи – в зоне спекания; примерами
такого вида работ являются замена изношенной футеровки зоны охлаждения,
порога, холодильника, цепной зоны и др., а также футеровка отдельных
участков после капитального, среднего или текущего ремонта печи; подобные
работы в зависимости от их объема и конкретных условий выполняются силами
завода или специализированных организаций;
— к третьей группе относятся работы по горячему или холодному ремонту
футеровки, которые выполняются как самостоятельно — силами завода, так и специализированными организациями.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector