РОТАЦИОННИ ЦИЛИНДРИЧНИ ПЕЩИ
Въртящата се цилиндрична пещ е кух стоманен цилиндър, облицован с огнеупорни продукти вътре и въртящ се около оста си. Цилиндърът е леко наклонен спрямо хоризонталата и следователно материалите, заредени в него, се изсипват по време на въртенето му и се движат от високия край към долния край, към продуктите на изгаряне на горивото, изгорено в горелките, монтирани в долния край на барабана.
Малките ротационни пещи се използват за производство на разширени глини, както и за изпичане на вар и гипс. В по-големите ротационни пещи се изпичат каустик и металургичен магнезит и шамот. Ротационните пещи се използват най-широко при производството на циментов клинкер, който е изходен материал при производството на цимент.
Основните суровини за производството на циментов клинкер, а оттам и цимент, са варовиците, глините и варовиковите мергели. Суровините, влизащи в завода, се раздробяват, дозират и изпращат в резервоари, оборудвани със специални устройства за смесване на масата, където се подава и голямо количество вода. В процеса на смесване на суровините с вода се образува кремообразна маса, наречена утайка, която след допълнително смилане в специални мелници се подава в басейна за утайки - в големи резервоари, оборудвани със смесители. След престой в тях няколко дни, утайката по тръбопроводна система постъпва в разпределителни резервоари, оттам - в ротационни пещи за изпичане. Съдържанието на влага в утайката е средно 33-38%, но може да варира и в по-широк диапазон в зависимост от видовете суровини.
Пещта е условно разделена по дължина на няколко зони, във всяка от които суровата смес (утайка),влизайки в пещта, докато се движи от горния, студен, към долния, горещ, край на пещта, той преминава през следните етапи:
1) Свободната влага се изпарява в зоната за сушене. Температурата на газа в началото на зоната е 800-1000 ° C, в края 200-250 ° C, изгореният материал е съответно 250 и 25 ° C, работната повърхност на облицовката е 800 и 70 ° C. Облицовката е покрита със слой шлака и е подложена на абразивното действие на изпечения материал;
2) в нагревателната зона органичната материя изгаря и химически свързаната вода се отстранява от глинените компоненти. Температурата на газа в началото на зоната е 1250° C, в края 1100° C, изгореният материал е съответно 50° и 250° C, работната повърхност на облицовката е 920 и 80° C. Облицовката е подложена на абразивно действие на гранулиран прахообразен материал;
3) в зоната на калциниране протичат основните реакции на разлагане на CaCO3 в CaO и CO2. Температурата на газа в началото на зоната е 1600° C, в края 1250° C, изгореният материал е съответно 900 и 500° C. Облицовката е подложена на абразивно действие на гранулиран материал;
5) в зоната на синтероване се извършва синтероване с частично топене на материала и реакциите протичат интензивно (изброени в параграф 4). Температурата на газа в зоната е 1600 ° C, изпичаният материал е 1400 ° C, работната повърхност на облицовката в началото на зоната е 1450 ° C, в края 1400 ° C. Течната фаза на клинкера действа върху облицовката, образувайки защитно покритие върху повърхността му;
6) в зоната на охлаждане готовият продукт, клинкерът, се охлажда до 1000-1100 ° C. Облицовката се подлага на абразия от горещи твърди парчета клинкер и рязко охлаждане от студен въздух.
Клинкерът, излизащ от пещта при температура 1000–1100°C, се охлажда във външни охладители, разположени около пещта или под пещта, до температура около 100°C.С и се подава в склада, където се съхранява до смилане. При смилане в специални мелници към клинкера се добавят до 1-3% CaSO4-2H20 гипсов камък за забавяне на свързването на цимента и до 15% хидравлични добавки (гранулирана доменна шлака и др.), Които намаляват цената на цимента. След смилането циментът се съхранява в контейнери (силози) в продължение на 15-20 дни, което осигурява постигане на стандартните времена за настройка, след което се опакова в контейнери и се изпраща на потребителите.
Корпусът на пещите е заварен от листова стомана с дебелина 50-60 mm. За да се улесни монтажа, тялото на пещта първо се сглобява под формата на отделни черупки (tsarg), които се монтират върху опори и след това се свързват помежду си (заварени). Към корпуса на пещта са прикрепени 7-9 превръзки, изработени от обработена стоманена отливка, с които пещта лежи върху опорни ролки, монтирани под ъгъл от 4 ° спрямо хоризонта. Опорните ролкови лагери са монтирани върху метални рамки, свързани към стоманобетонните основи на пещта с анкерни болтове.
На средната опора са монтирани контролни ролки, които започват да се въртят (което служи като сигнал за ненормална работа на инсталацията) само ако тялото е изместено по оста на пещта. Близо до тази опора има и венец (задвижващо зъбно колело), с помощта на който пещта се върти през скоростната кутия на електромотора.
Пещта се захранва с утайка през горния край на пещта по улея от захранващото устройство на кофата. Ротационните пещи се захранват с газ, нефт и въглищен прах. Пещите за циментов клинкер обикновено се изгарят с пулверизирани въглища, подавани от долния край на пещта с помощта на горелки за пулверизирани въглища. Горелките са двутръбни - една в друга, и въглищен прах и първичен въздух (15-30%от общата му консумация) и вторичен въздух (85-70%) през крайния канал между две тръби. Продуктите и газовете от горенето се отстраняват от пещта през камерите за прах в комина. Прахови камери с електростатични филтри, в които утаяването на циментов прах, отнесен от пещта от продуктите на горенето, са свързани към горния край на пещта с помощта на уплътнения, които предотвратяват засмукването на външен въздух.
В "студения" край на пещта към тялото са прикрепени вериги, увеличаващи топлообменната повърхност на зоната 7-5 пъти. Дължината на верижната зона е 12–22 m.
Ефективността на въртящите се пещи се определя от специфичния обем на клинкера, т.е. от годишната производителност на 1 m2 от работната повърхност на облицовката, от топлинната мощност и термичното напрежение на зоната на горене.
При нормални условия на работа термичните напрежения в зоната на горене са около 350 000 W/l3 [300 000/s/sal/l*3XXO], а специфичната производителност на различните пещи е 16–24 kg клинкер на 1 m2 облицовка за 1 час.
Изборът на огнеупори и внимателното изпълнение на облицовката му са от голямо значение за високопроизводителната работа на ротационните пещи. Облицовката на пещта предпазва тялото от високи температури, намалява топлинните загуби от външната повърхност на пещта и пренася топлината към изпечения материал.
В тази връзка облицовъчните материали на ротационните пещи трябва да имат висока якост и твърдост, необходимата огнеупорност, устойчивост на химическо въздействие на изгорения материал, термична стабилност при резки температурни колебания и топлопроводимост, осигуряваща необходимата температура върху тялото на пещта. На тези изисквания отговарят в по-голяма степен продуктите, направени специално за облицовка на въртящи се пещи, включително: шамотмарка "Ц" - краен клин: Ц-1; C-1A; С-2; С-3; ребрен клин: С-4, С-5 и С-6; многошамотни марки "СМ" - краен клин: ЦМ-1, ЦМ-1А, ЦМ-2, ЦМ-3, ЦМ-4 и ЦМ-5; ребрен клин: ЦМ-6, ЦМ-7, ЦМ-8 и ЦМ-9; хромомагнезитни продукти от степени на изпичане "KhMr" и неизпечени степени "BMHTS"; класове магнезит-хромит "MHZ" и класове периклаз шпинел "PShTs".
Огнеупорни продукти от хром-магнезит, магнезит-хромит и периклаз-шпинелот горните марки се произвеждат под формата на двустранен краен клин от 10 стандартни размера за пещи с различни диаметри и различни зони на облицовка на пещта.
Облицовката на въртящи се пещи се състои от отделни секции, съседни една на друга, положени върху хоросан и сухи (без хоросан) с метални плочи с дебелина 1,25-2 mm между тухлите. Облицовката се извършва в надлъжни редове с обличане на напречните шевове на съседни редове. За обличане на напречни шевове се използват специални обличащи тухли, които се поставят в началото и в края на надлъжния ред на тази секция. При полагане на прагове облицовката се прави на пръстени.
Най-често срещаните пещи за изпичане на клинкер са със следните размери (в m): 3,6X150; 4.5X135; 4.5X X170 и 5X185 (първите числа показват диаметъра на пещта, втората - нейната дължина).
Напоследък се изграждат предимно пещи 4,5x170 и 5xx185 m с дневна производителност до 2000 тона клинкер. Разработен е проект на пещ с диаметър 7 м и дължина 230 м, с капацитет 3000 т клинкер на ден.
Облицовката на модерни въртящи се пещи за печене на циментов клинкер с дължина 185 m се извършва, както следва: (започвайки от студения край) секция с дължина 39,7 m - мултишамот, 53,7 m - шамот, 21 m - мултишамот, 6,9 m - талк, 20 m - магнезит-хромит, 25 m - периклаз шпинел , 5 "- магнезит-хромит, 3,6 м- талк и 2,6 м - полишамот.
Ротационните пещи за изпичане на други видове продукти (вар, шамот, магнезит) се различават малко от пещите за изпичане на циментов клинкер по отношение на принципа на работа и основните структурни възли. Особеност е, че шамотните пещи имат специален хладилник под формата на въртящ се барабан, разположен под пещта (в долния край на пещта), в който се охлажда изгореният грог, изваден от пещта. В къси пещи за изгаряне на клинкер, сушенето, нагряването и калцинирането на суровини (със съдържание на влага 8-15%) се извършват върху конвейерна калцинатор - подвижна решетка, а високотемпературните процеси и синтероването се извършват в пещ. Суровината се нагрява върху решетката от отработените газове от ротационната пещ и газовете могат да преминат през слоя суровина два пъти; в същото време топлообменът е много ефективен и процесът на приготвяне на суровини върху решетка протича по-бързо, отколкото в ротационни пещи.
През последните години облицовката на въртящи се пещи от топлоустойчиви бетонни блокове се извършва на експериментална основа.
В допълнение към дадените бетонови състави, блоковата облицовка е направена от други състави и опитът от експлоатацията на пещи с блокова облицовка показа, че бетоните на базата на силикатни свързващи вещества (течно стъкло) и фосфатно свързващо вещество с високоалуминиеви агрегати са най-обещаващи, тъй като имат добри термомеханични свойства и имат доста висока температура на деформация при натоварване с висока механична якост в нагрято състояние.
Размер на блока 700X892XYu08X230 мм, тегло около 500 кг. В пещи с диаметър 4 m от такива блокове (върху топлоустойчив разтвор) 12 бр се поставят в един пръстен. Бравата се забива с парче огнеупорни изделия.