Вращающиеся печи для обжига кирпича

3. Футеровка вращающейся печи, назначение футеровки.

Футеровка вращающихся печей

По футеровке вращающуюся печь мокрого способа целесообразно разделить на 5 участков, каждый из которых требует свой огнеупор. В тех случаях когда используется гирляндная цепная завеса и температура материала на выходе из цепей

90ºС, то второй участок отсутствует. На первом участке целесообразно в качестве футеровки использовать высокопрочный бетон на основе п/ц, который армируется при помощи Ме спиралей, кот привариваются к корпусу. Для увеличения износостойкости бетона от воздействия цепей в качестве наполнителя используют гранитный щебень и Ме стружку. На втором участке в качестве наполнителя также можно использовать гранит, цементную крошку и Ме стружку. В качестве связки используют жидкое стекло, а лучше всего глиноземистый цемент. Для того, чтобы ускорить процесс твердения бетона, его рекомендуется посыпать сверху негашеной извести, которая выполняет 2 функции: 1) известь отсасывает воду, => увеличивается жесткость бетона и его прочность, и плотность; 2) при гашении извести выделяется большое количество тепла, которое разогревает бетон и => ускоряется его твердение.

На втором участке для предохранения кирпича от воздействия цепей рекомендуется футеровку покрывать жаропрочными плитами. На третьем участке используется огнеупорный кирпич из шамота, который в основном состоит из SiO₂ и Al₂O₃. Этот кирпич обладает высокой огнеупорностью, прочностью и укладывается насухо или на жидкие цементоводные суспензии, которые служат только для выравнивания поверхности кирпича.

Шамотный огнеупор можно укладывать до t=1000…1100ºС, т.к. м-ал в основном состоит из CaO, который в смеси с SiO₂ и Al₂O₃ огнеупора дает расплав при t=1163ºС. И если увеличить температуру выше, то получившийся расплав перейдет в клинкер и буквально за несколько часов можно полностью растворить шамотный огнеупор. В зоне спекания, где образуется клинкерный расплав, устанавливается основной огнеупор, содержащий в основном (MgO) периклаз, т.к. клинкер является тоже основным, модуль основности

2, то естественно он не будет вступать в реакцию с основным огнеупором и => разрушать его. Поэтому чем>MgO в огнеупоре, тем он более стоек по отношению к клинкеру.

Есть два участка печи, футеровка на которых достаточно часто разрушается. Это переходный участок после цепей и выходная или пороговая часть печи.

Разрушение футеровки переходного участка.

Перегрев и расширение корпуса.

Почему выпадает кирпич?

При разрушении футеровки цепями t корпуса может разогреться до 500 и выше ºС. Коэффициент расширения: стали ∆δ_ст=1мм/1м·100; шамота ∆δ_ш=0,3мм/1м·100ºС.

За счет расширения корпуса, кирпич расслабляется и выпадает.

Рекомендуется 2 мероприятия:

1) По окружности, через каждые 3-5 кирпичей на глубину до 3 кирпичей приваривается пластина к корпусу. Т.о. вся футеровка по длине печи на 600 мм заключаются в кассеты.

Разрушение футеровки в пороговой части печи:

В горячей части печи причина выпадения кирпича на пороге

Предотвращение выпада кирпича на пороге

Причина выпадения кирпича на пороге, заключается в том, что если кольцевая обечайка не охлаждается воздухом, то она может разогреться до t=700-800ºС. В результате этого, а также давления кирпича, кольцевая обечайка развальцовывается и расширяется, в результате этого расслабляется кирпич и он выпадает. Для того, чтобы предотвратить это необходимо установить ложную обечайку на поверхности основной, которая должна быть уплотнена с торца пороговыми плитами и между основной плотной обечайкой нагнетается воздух, количество которого должно быть 3000 м 3 /1м Ø печи (1000м 3 на 1 м окружности печи). Этот холодный воздух, выбрасывается в атмосферу не попадая, в печь. В этом случае основная обечайка защищена от воздействия высокой t-ры и футеровка не выпадает.

Пути повышения стойкости футеровки.

Стойкость футеровки зависит от вида огнеупора, качества кладки, свойств сырья и режима обжига. Стойкость футеровки обычно определяется по времени службы футеровки в зоне спекания.

Два способа укладки: с поворотом и без поворота печи.

С поворотом печи сначала укладывается чуть больше половины, затем закрепляется один конец кирпича и печь поворачивается на 60º.

Чтобы предотвратить выпадение кирпича, между ними забивают по 1-2 пластины, чтобы расширить всю футеровку. (В перевязку)

Ме пластины выполняют 2 функции: 1)они частично плавятся и образуют связку; 2) они являются термокомпенсаторами, потому что при нагреве кирпич расширяется, пластины расплавляются следовательно компенсация расширения.

Свойства сырья: 1) важнейшим показателем является содержание Al₂O₃ высокая стойкость футеровок обеспечивается за счет создания обмазки на поверхности кирпича Al₂O₃ обеспечивает получение вязкой жидкой фазы, которая легко прилипает к футеровке (Al₂O₃ = 3,6 — 3,9%); 2) Fe₂O₃ = 2.9 – 2.6 %

3) SiO₂ – в виде кварца (песка). Если SiO₂ в глине, то это не опасно, т. к. при t

500ºС происходит разложение глины с образованием аморфных оксидов и аморфный SiO₂, легко вступает в реакцию. Если же имеется кварц (крупнокристаллический) тогда SiO₂ плохо вступает в реакцию, поэтому требуется повышенная t-ра обжига и снижается стойкость футеровки.

0,91 (и выше плохо и ниже плохо). При увеличении КН спекание сырья затрудняется и требуется более высокая t-ра. При понижении КН образуется легкоспекаемая сырьевая смесь, поэтому уменьшается длина зоны спекания и возникает избыточная жидкая фаза, что требует более стабильного режима обжига. Перегрев приводит к тому, что расплавляется обмазка, а небольшое снижение t-ры может привести к выпуску брака. Поэтому в этих условиях часто возникает колебание t-ры футеровки, что приводит к сколу кирпича и его разрушению.

2,3 – характеризует количество жидкой фазы. Чем выше n, тем больше расплава.

6) Примеси Na₂O, K₂O=1%, MgO=2,5% Повышение стойкости футеровки.

Решающее значение – стойкость футеровки зависит от режима обжига.

Задача машиниста – обеспечить относительно удлиненный факел, который бы предотвращал перегрев корпуса печи.

Печь для производства извести

В этой статье рассмотрим конструкцию вращающейся трубной печи, в которой известняк (СаСО3) обжигается для получения извести (СаО).

Производство извести в подобных печах

Технологический процесс не отличается особой сложностью. Чтобы получить окись кальция, известняк нужно обработать в два этапа. Сначала его нагревают до 900 °С, затем держат определенное время при температуре 900-1000 °С. При этом происходит следующая химическая реакция:

Трубчатая печь включает в себя следующие три основных узла:

1. Загрузочная головка, состоящая из загрузочного устройства и газоотводной камеры.
2. Металлический барабан, внутри выложенный огнеупорным кирпичом.
3. Горячая головка, состоящая из топки и разгрузочной течки.

Вращательное движение передается барабану от двигателя через привод и венцовую шестерню, установленную на самом цилиндре. Ближе к его краям вмонтированы бандажи, опорой для которых служат ролики. На них приходится вся нагрузка. Барабан изготавливается диаметром 2,5-3,5 м, а его длина составляет до 80 м.

Металлический цилиндр устанавливается так, чтобы был незначительный наклон к горизонту – не более 2 градусов. Процесс изготовления извести начинается с загрузки известняка из бункера в барабан. Это делается с той стороны, которая выше. Благодаря наклону и вращению цилиндра известняк постепенно перемещается к противоположному краю. При этом происходит нагревание сырья до 900-1000 °С. Нужная температура достигается путем сжигания топлива в горячей головке.

Продукты горения направляются к известняку и отдают ему свое тепло. При этом температура дымовых газов превышает соответствующее значение известняка на 200-300 °С. Проходя через всю длину барабана, сырье становится известью, которая выгружается через разгрузочную течку, размещенную в блоке горячей головки.

Готовая известь забирает с собой до 15% теплоты из отопительного устройства. Путем теплообменного процесса часть энергии можно вернуть в печь. Для этого известь охлаждается воздухом, который в свою очередь нагревается.

Важной особенностью только что полученной в шахтных печах извести является тот факт, что она должна быть немедленно использована. Даже небольшого промежутка времени достаточно, чтобы после контакта с влагой, которая содержится в воздухе, свежая известь (СаО) стала гашеной (Са(ОН)2).

Существенной проблемой при обжиге известняка считается значительный расход топлива. Так, на каждую тонну сырья нужно до 100 кг условного горючего (на 1 т извести – почти 200 кг у. т.). Потому актуальным является усовершенствование печей. Среди перспективных направлений отмечают использование дымовых газов, которые уносят с собой до 30% теплоты. Они могли бы применяться в рекуператорах. Важным условием для последних является их высокая коррозионная стойкость, поскольку в продуктах горения содержится известковая пыль. Такие вещества выгодно использовать для подогрева сырья перед его загрузкой в печь.

Еще одним заслуживающим внимания направлением может быть установка внутри барабана со стороны загрузки лопаток, которые бы пересыпали известняк и увеличивали площадь материала для контакта с горячим дымом. Это позволит ускорить нагрев сырья до нужной температуры.

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.

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.

Печь обжига цементного клинкера

Производство цемента — сложный процесс, состоящий из множества технологических этапов.

В зависимости от выбора технологии производства цемента — «сухая», «мокрая» или «комбинированная», — зависит и подбор оборудования для производства цемента.

Независимо от типа технология производства цемента обязательно будет включать в себя такой этап как обжиг клинкера.

Для осуществления процесса обжига клинкера применяются специализированные печи — печи обжига клинкера, также именуемые печами для обжига цемента.

Компания «Тульские машины» предлагает заказчикам вращающиеся печи для обжига клинкера серии ПК собственного производства.

Устройство печи для обжига цемента серии ПК

Печь для обжига клинкера представляет собой стальной толстостенный вращающийся барабан с бандажами, установленный на фундаментные опоры через опорные ролики под небольшим углом (3-4 о ) к горизонту.

Процесс обжига клинкера протекает при высокой температуре, постоянном воздействии горячих и агрессивных газов, а также непрерывном трении.

Для снижения воздействия этих негативных факторов внутренняя часть барабана футеруется различными жаростойкими и огнеупорными материалами.

Печь для производства цемента можно разделить на несколько зон.

• Испарения
• Подогрева

• Декарбонизации
• Охлаждения

• экзотермических реакций
• спекания

Холодная зона – зона загрузки шлама вращающейся печи цемента футеруется клинкер-бетоном.

Внутренние стенки среднетемпературной зоны вращающейся печи цемента обычно футеруются шамотным кирпичом.

Самые высокотемпературные зоны покрываются периклазохромитовым или хромитопериклазовым кирпичом.

Принцип работы линии по производству цемента

Печь обжига клинкера

1. Шламовый питатель; 2. — Вращающаяся печь для обжига клинкера; 3. – Опорные ролики; 4. – Электродвигатель печи клинкера; 5. – Редуктор; 6. – Подвенцовая шестерня; 7. – Венцовая шестерня; 8. – Нагнетающие вентиляторы; 9. – Вентилятор дымососа; 10. – Труба дымососа; 11. – Холодильник; 12. – Молотковая дробилка; 13 – Пылеосадительная камера; 14. — Шнековый транспортер, 15. — Фильтр

Сырье, подверженное обработке в печи обжига клинкера, называется шлам. Шлам загружается в шламовый питатель, откуда он равномерно загружается в зону испарения печи.

За счет установки печи клинкера – 2, на опорные ролики – 3, под углом к горизонту, ее непрерывного вращения с помощью электродвигателя – 4, редуктора – 5, и подвенцовой — 6 и венцовой шестерни — 7, а также за счет специальных перемешивающих полок и лопаток, установленных внутри барабана, шлам, постепенно нагреваясь горячим воздухом до 100 о С и комкуясь, нагнетаемым через холодильник клинкерной печи – 11, с помощью нагнетательных вентиляторов — 8, попадает в зону подогрева.

Соблюдать технологический процесс производства цемента, путем поддержания необходимой скорости газовых потоков и разряжения внутри печи цемента помогает вентилятор дымососа – 9, установленный между печью обжига клинкера и трубой дымососа – 10.

В зоне подогрева материал закатывается в гранулы и, подогреваясь до 850-900 о С, перемещается в зону декарбонизации.

Температура на выходе из зоны составляет порядка 1100 о С. Такая температура необходима для протекания реакции разложения карбонатов.

При протекании экзотермических реакций выделения компонентов из шлама температура резко возрастает до 1300 о С. Экзотермическая зона является наиболее термически нагруженной зоной печи.

Дальше шлам перемещается в зону спекания, где с 1300 градусов он сначала нагревается до 1450 о С, а затем опять охлаждается до 1300 о С.

Из зоны спекания материал попадает в холодильник — 11, где, постепенно остывая, транспортируется в молотковую дробилку 12, с помощью которой происходит предварительное измельчение клинкера.

Воздух в камере холодильника за счет высокой температуры, исходящей от клинкера, нагревается для 500 – 600 градусов. Это позволяет его повторно использовать и подавать в зону сжигания топлива.

Т.к. процесс производства клинкера достаточно неэкологичен, в следствие образования большого количества пыли на участке предварительного дробления, а также в местах пересыпки клинкера и шлама, линия по производству цемента в обязательном порядке включает в себя систему аспирации.

Пыль, образующаяся в процессе загрузки шлама, осаживается в пыльной камере – 13, а очистка избыточного воздуха, выбрасываемого в атмосферу, происходит с помощью фильтра – 15.

Осаженная пыль шнековым транспортером 14 перемещается на склад с предварительно измельченным клинкером.

Если вы заинтересованы в развитии своего бизнеса по производству цемента, хотите купить печь обжига клинкера, обращайтесь в компанию «Тульские машины» по телефону: 8-800-551-32-51

Наши высококвалифицированные специалисты помогут Вам подобрать необходимое оборудование для производства цемента и другое сушильное оборудование.