- •Влияние примесей в сырье
- •2.Мельница сухого самоизмельчения (мсс) «Аэрофол»
- •2.Способы транспортировки сырья на завод
- •1. Усреднительные склады сырья и угля
- •2. Весовые дозаторы
- •13.1.1. Влияние клинкерного пыления на показатели работы вращающейся печи
- •13.1.2. Основные причины клинкерного пыления
- •13.1.3. Влияние процесса обжига на клинкерное пыление
- •Основные рекомендации
- •2. Питатели дробилок
- •Щековая дробилка Конусная дробилка Валково-зубчатая дробилка
- •2. Роль частоты вращения мельницы
- •3. Бронефутеровка мельницы
- •4. Межкамерные перегородки мельниц
- •Влияние положения зоны спекания в печи
- •Влияние условий сжигания топлива
- •Влияние режима охлаждения
- •Влияние режима охлаждения
- •10.1 Печи мокрого способа производства
- •10.1.1. Устройство и принцип работы вращающейся печи
- •10.2. Печные системы сухого способа производства
- •10.2 1. Устройство и принцип работы печи с циклонными теплообменниками
- •10.2.2. Печь с запечным декарбонизатором
- •2. Весовые дозаторы
- •12.4. Дробилки клинкерные
- •12.4.1.Молотковая дробилка
- •Многовалковая зубчатая дробилка
- •1.Дробилки с использованием давления
- •Щековая дробилка
- •Основные параметры щековой дробилки
- •Конусная дробилка
- •Валково-зубчатая дробилка
- •Основные параметры валково-зубчатой дробилки
- •2. Дробилки ударного действия
- •Основные параметры двухроторной молотковой дробилки
- •Дробилки ударно-отражательного действия
- •Комбинированная двухроторная ударно-отражательная дробилка
- •Основные параметры комбинированной двухроторной ударно-отражательной дробилки
- •Ударно-валковые дробилки
- •Параметры однороторной ударно-валковой дробилки
- •Параметры двухроторной ударно-валковой дробилки
- •15.1. Применение минерального техногенного сырья
- •1) Отношением содержания SiО2 к содержанию а12о3;
- •Наличием примесей МgО, sо3, r2o, p2o5, TiO2, Cr2o3 и Cl-.
- •Механизм образования колец во вращающейся печи
- •13.2.1. Кольца в печах мокрого способа производства
- •13.2.1.1Шламовые кольца, причины образования и способы предотвращения
- •13.2.1.2. Шламово-солевые кольца, причины образования и способы предотвращения
- •Снижения водорастворимых солей в зоне сушки;
- •Навески рациональной цепной завесы.
- •Удельная поверхность и средний размер частиц образцов цементов с минеральными добавками
- •13.1.1. Влияние клинкерного пыления на показатели работы вращающейся печи
- •13.1.2. Основные причины клинкерного пыления
- •19.3.1.Приготовление пылевого шлама
- •Свойства отдельных фаз (минералов)
- •2. Оксидный состав
- •2. Модульные характеристики клинкера
- •10.2.4.1. Циклонные теплообменники с пониженным сопротивлением
- •10.2.4.2. Влияние степени очистки циклонов на расход тепла
- •10.2.4.3. Влияние провалов материала и подсосов холодного воздуха на расход тепла
- •Система питания печей сухого способа сырьевой мукой
- •Материальный и тепловой балансы печной системы сухого способа
- •10.2.7. Процессы в печных системах сухого способа
- •2. Роль частоты вращения мельницы
- •11.2. Кладка огнеупорной футеровки
- •Способы повышения стойкости футеровки
- •9.2.1.1. Схемы подготовки форсуночного топлива
- •10.1.3.1. Физико-химические процессы в печи
- •Основные физико-химические процессы в технологических зонах
- •10.1.3.2. Физико-химические процессы в присутствии щелочесодержащих соединений
- •10.1.3.3. Тепловые процессы в печи мокрого способа
- •Барабанный холодильник
- •Колосниковый холодильник
- •18.2. Остановка печи мокрого способа
- •18.2.1.Остановка с выработкой всего материала из печи
- •18.2.2.Остановка печи с материалом
- •Разогрев печи перед подачей сырья
- •Разогрев печи после подачи сырья
- •Удельная поверхность и средний размер частиц образцов цементов с минеральными добавками
- •10.2.2. Печь с запечным декарбонизатором
- •Свойства отдельных фаз (минералов)
- •2. Оксидный состав
- •2. Модульные характеристики клинкера
- •.1.1. Оптимальная тонкость помола цемента
- •21.1.2. Влияние свойств материалов на процесс помола
- •12.3.2.2. Принцип работы колосниковой решетки
- •Теплообмен в печи
- •Задачи оптимизации и взаимосвязь отдельных параметров зада ч и
- •3) Качества клинкера:
- •5) Пылеуноса……………………... Пу, %;
- •Зависимости
- •18.2.2.Остановка печи с материалом
- •4. Межкамерные перегородки мельниц
- •Основные параметры двухроторной молотковой дробилки
- •Зада ч и
- •3) Качества клинкера:
- •5) Пылеуноса……………………... Пу, %;
- •Зависимости
- •Характеристика печной пыли
- •19.2. Способы использования пыли из электрофильтров
- •19.3. Обжиг пыли в отдельной печи
- •13.2. Кольце- и настылеобразование в печных системах
- •13.2.1. Кольца в печах мокрого способа производства
- •13.2.1.1Шламовые кольца, причины образования и способы предотвращения
- •13.2.1.2. Шламово-солевые кольца, причины образования и способы предотвращения
- •Снижения водорастворимых солей в зоне сушки;
- •Навески рациональной цепной завесы.
- •Материально-солевые кольца, причины образования и способы предотвращения
- •Низкоосновные кольца, причины образования и способы предотвращения
- •Клинкерные кольца, причины образования и способы предотвращения
- •Механизм образования колец во вращающейся печи
- •13.2.3. Настыли в теплообменниках сухого способа
- •Химический и фазовый составы настылей
- •10.1.1. Устройство и принцип работы вращающейся печи
- •Устройство и принцип работы печи с циклонными теплообменниками
- •10.2.2. Печь с запечным декарбонизатором
- •10.2.3. Работа печных систем с декарбонизаторами
- •10.2.4. Оптимизация работы циклонных теплообменников
- •10.2.4.1. Циклонные теплообменники с пониженным сопротивлением
- •Статические сепараторы
- •Динамические сепараторы
- •Осадительные циклоны
- •2.Способы транспортировки сырья на завод
- •Твердое топливо
- •Жидкое топливо
- •Газообразное топливо
- •Характеристика природного газа
- •Основные физико-химические процессы в технологических зонах
- •10.1.3.2. Физико-химические процессы в присутствии щелочесодержащих соединений
- •Холодильник pyrofloor
- •12.3.2.2. Принцип работы колосниковой решетки
- •Снижения водорастворимых солей в зоне сушки;
- •Навески рациональной цепной завесы.
- •1) Отношением содержания SiО2 к содержанию а12о3;
- •Наличием примесей МgО, sо3, r2o, p2o5, TiO2, Cr2o3 и Cl-.
- •Влияние минералогического состава сырья
- •Влияние двухвалентного железа в сырье
- •10.2.4.2. Влияние степени очистки циклонов на расход тепла
- •10.2.4.3. Влияние провалов материала и подсосов холодного воздуха на расход тепла
- •Способы характеристики цепных завес
- •Технологическая схема II
- •Химический и фазовый составы настылей
- •Свойства отдельных фаз (минералов)
- •2. Оксидный состав
- •2. Модульные характеристики клинкера
- •Расход тепла на обжиг клинкера
- •Другие виды добавок для бетонов и растворов
- •Влияние состава и свойств сырьевой смеси на активность клинкера
- •Влияние модульной характеристики сырьевой смеси
- •Влияние минералогического состава сырья
- •Влияние двухвалентного железа в сырье
- •10.2.7. Процессы в печных системах сухого способа
- •13.2.3. Настыли в теплообменниках сухого способа
- •2. Питатели дробилок
- •13.1. Нарушение процесса грануляции клинкера в зоне спекания
Удельная поверхность и средний размер частиц образцов цементов с минеральными добавками
Образец* |
S, м2/кг |
d, мкм |
1-3 |
548 |
4,13 |
1-6 |
556 |
4,07 |
1-9 |
518 |
4,37 |
2-3 |
730 |
3,10 |
2-6 |
783 |
2,89 |
2-9 |
691 |
3,27 |
3-3 |
792 |
2,86 |
3-6 |
936 |
2,42 |
3-9 |
771 |
2,93 |
Заводской |
462 |
6,60 |
* Здесь и далее обозначения образцов: первая цифра -
№ эксперимента, вторая цифра - № пробы отбора
Как видно по результатам эксперимента в присутствии модификатора, более тонкое измельчение цемента с минеральными добавками происходит в основном за счет измельчения частиц диапазона 0-80 мкм (табл. 20.3, рис. 20.3). Об изменении гранулометрического состава продукта при помоле в присутствии полимерной добавки - модификатора свидетельствуют и результаты определения насыпного веса отдельных проб готового продукта.
Введение модификаторов интенсифицирует помол и радикально повышает тонину цементов за счет микрокапсуляции высокодисперсных зерен цемента и предотвращения их агрегации. Анализ полученных данных по гранулометрии цементов (табл. 20.2) и, в частности, кривых на рис. 20.3 показывает, что особенно интенсивно возрастает тонина цементов с повышением содержания вулканической породы.
Увеличение насыпного веса наблюдается при возрастании концентрации добавки-модификатора в мельнице и с увеличением периода ее подачи, за счет снижения показателя порозности и повышения дисперсности частиц в цементе.
Водопотребность и сроки схватывания цементного теста отдельных проб полученных цементов зависят как от содержания клинкера, так и от концентрации добавки модификатора.
Интересные данные были получены при механических испытаниях полученных цементов с минеральными добавками. Прочностные характеристики стандартных балочек, изготовленных из цементного песчаных смесей, зависят от содержания клинкера и концентрации полимерной добавки в цементе и от показателя водоцементного отношения.
Сроки схватывания цементов марки 32,5 по китайскому стандарту: начало > 0:45 мин.; конец < 10:00 ч.
Рис. 20.3. Кривые гранулометрии промышленных партий механохимически активированных цементов с минеральными добавками, цементный завод Шин-хуа, КНР (Бикбау М.Я.):
1 - Эксперимент 1 - с 63% клинкера и 1,0% модификатора;
2 -Эксперимент 2 - с 40% клинкера и 0,8% модификатора;
3 - Эксперимент 3 - с 33% клинкера и 0,6% модификатора
Описать способы повышения стойкости футеровки.
Образование защитной обмазки на поверхности футеровки в зоне спекания значительно увеличивает срок ее службы, так как она предохраняет огнеупор от воздействия высоких температур, теплосмен и обжигаемого материала. Процесс формирования обмазки на поверхности футеровки зависит от адгезионных свойств и вязкости жидкой фазы. Припекание частиц к футеровке происходит в результате самопроизвольного уплотнения и уменьшения свободной поверхностной энергии.
Состав обжигаемой смеси оказывает большое влияние на создание защитной обмазки. Из оксидного состава важнейшее влияние оказывает А12О3, так как этот оксид создает вязкую жидкую фазу, которая способствует припеканию материала к футеровке и, следовательно, образованию обмазки. При недостатке в сырье оксида алюминия его можно частично компенсировать оксидом железа. Однако такая замена не равноценна, так как Fe2О3 создает менее вязкую жидкую фазу, в результате чего затрудняется образование обмазки. Оптимальное содержание этих оксидов в материале перед зоной спекания желательно поддерживать в пределах А12О3=5,6...5,9 %; Fe2О3=4,6...4,2 % чтобы сумма А12О3 + Fe2О3 ≈ 10 %. Значительное отрицательное влияние на образование обмазки оказывает крупнокристаллический кварц, при повышенном содержании которого затрудняется спекание клинкера. Это приводит к увеличенному расходу топлива, обрушению обмазки, резким теплосменам на поверхности огнеупора и сколу кирпича. Оптимальной модульной характеристикой обжигаемого материала для создания обмазки является: КН=0,90...0,93; п=2,0...2,4; р=1,2...1,5.
Рис. 11.4. Различные способы футеровки
Термомеханические напряжения (термические и механические) возникают и при «термоударе». Причиной «термоудара» может стать нестабильный процесс обжига, сход обмазки и остановка печи. «Термоудар» в основном приводит к образованию трещин на глубине 20...30 мм, параллельных к рабочей (горячей) поверхности кирпича и скалыванию этой части.
Обеспечить образование обмазки в зоне спекания и, следовательно, высокую стойкость футеровки можно рациональным сжиганием топлива, изложенным в разделе 9 (рис. 9.7), путем снижения скорости вылета топлива в форсунке Wф , уменьшением коэффициента избытка воздуха а, повышением температуры вторичного воздуха и наклоном горелки β на материал.
Большое влияние на длительность службы огнеупора оказывает режим розжига печи. Согласно данным зарубежных фирм производителей огнеупоров, допустимый нагрев огнеупора на основе MgO должен быть не более 50 °С в час. Быстрый разогрев футеровки приводит к возникновению термических напряжений в кирпиче с образованием трещин, в результате чего стойкость футеровки может снизиться в два раза.
Таким образом, к основным способам повышения стойкости футеровки относятся:
использование качественного огнеупора;
качественное выполнение футеровочных работ;
оптимальный состав обжигаемого материала;
создание защитной обмазки на футеровке;
исключение резких теплосмен огнеупорной футеровки в печи;
оптимальный режим горения топлива (рациональный факел);
соблюдение рационального режима розжига печи.
Описать сырьевые материалы для получения клинкера и цемента.
Сырьевые материалы, применяемые при производстве портландцемента, можно разделить на две группы. К первой группе относятся. материалы, предназначенные для получения клинкера, ко второй — материалы, добавляемые к клинкеру при помоле.
Сырьевые смеси для изготовления клинкера подразделяются на следующие, в зависимости от числа входящих в их состав материалов (компонентов) двухкомпонентные, трехкомпонентные, четырехкомпонентные.
Двухко.мпонентная смесь составляется из двух исходных материалов известняка, карбонатной горной породы, и глины.
Трехкомпонентная сырьевая смесь включает три вида сырьевых материалов известняк, глину и корректирующую добавку. В качестве последней применяют вещества с высоким содержанием одного из окислов, которого оказывается недоста точным при использовании только двух основных компонентов (известняка и глины). Если недостает кремнезема, то применяют трепел, песок и другие вещества с высоки.м содержанием ЗЮг при недостатке глинозема (АЬОз) применяют бокситы или глину с высоким содержанием А Оз и другие высокоглиноземистые вещества, например алюминиевые шлаки недостаток окиси железа компенсируется добавкой железной руды, колчеданных огарков, колошниковой пыли.
Четырехкомпонентная смесь состоит из двух основных сырьевых материалов и двух видов корректирующих добавок. Такую смесь применяют при недостаточном количестве в сырье одновременно двух окислов, например кремнезема и окисла железа. В этом случае шихта составляется из четырех компонентов например известняка, глины, трепела и руды.
Таким образом, независимо от компонентности смеси основными составляющими ее являются карбонатные горные породы и глинистые породы с высоким содержанием кремнезе.ма, а также содержащие глинозем, окислы железа и др.
В зарубежной практике в качестве известкового компонента используют отходы производства щелочей, сернокислого аммония.
Пригодность сырьевых материалов устанавливается на основании их всестороннего технологического изучения и технико эко-намического анализа вопросов, вытекающих из организации цементного производства в данном районе (способ производства, вид топлива, качество цемента).
Карбонатные породы в природе встречаются в виде известняков, мела, известкового туфа, известняка-ракушечника и мрамора. Все приведенные разновидности карбонатных пород находят применение в портландцементном производств , за исключением мрамора.
Наиболее применимы из1вестняки и мел, представляющие собой осадочные Г01рные породы . Осадочное происхождение известняков и мела обусловливает разнообразие их химического состава и физических свойств.
Химически чистый углекислый кальций содержит 56% СаО и 44% СОг. Но таких известняков в природе нет. Наряду с СаСОз природные известняки содержат кремнезем, глинозем, окиси железа, окись магния и др.
Плотность и прочность карбонатных пород колеблются в значительных пределах, от весьма ллотных известняков с кристаллической структурой, прочностью 1500—2000 кгс1см , до мягких, рыхлых пород —мела, способного размокать в воде.
Физические свойства карбонатных пород, предназначенных для портландцементного производства, учитываются при выборе схемы приготовления сырьевой смеси (по мокрому или сухому способу).
Глинистые породы для цементного производства используют в виде легкоплавких глин, глинистого мергеля, глинистого сланца, лёсса.
Глины представляют собой тонкоразмельченные горные породы, легко размокающие при затворении их водой. Легкоплавкие глины имеют разнообразный минералогический и гранулометрический состав даже в пределах одного месторождения. Нередко глины содержат значительное количество грубых включений обломков горных пород в виде песка, щебня и гальки, что вызывает необходимость их тщательного предварительного обогащения.
Присутствуют в глинах и растворимые соли, содержащие SO3, ЫагО и К2О. Эти примеси, а также MgO являются нежелательными, и, их содержание в глинах, используемых для производства портландцемента, должно быть по возможности минимальным. [
Мергели являются переходной горной породой от известняков к глинам и представляют собой природную смесь глинистопесчаных веществ (20—50%) и мельчайших частиц углекислого кальция (50—80%). В зависимости от содержания СаСОз и глинисто-песчаного вещества мергели разделяются на песчаные, глинистые и известковистые.
По физическим свойства.м мергели, подобно карбонатным породам, могут резко отличаться один от другого. Одни имеют плотную структуру и прочны, другие, подобны мелу, мягкие, рыхлые.
Описать технологическую схему современного сухого способа, преимущества, производительность печей, расход топлива.
Схема V наиболее современный сухой способ, получивший в настоящее время самое большое распространение но всем мире. Показатели в сравнении с мокрым способом приведены на рис. 3 и в табл. 1.
Эти данные свидетельствуют, что сухой способ перед мокрым имеет следующие преимущества:
удельный расход топлива практически в два раза ниже;
единичная производительность печи в 4...5 раз больше;
на порядок уменьшается удельный расход огнеупоров, обусловленный снижением теплонапряження во вращающейся печи и увеличением единичной мощности;
выброс парниковых газов в окружающую среду практически в два раза ниже;
выброс углекислого газа в атмосферу снижается на 25 %, что имеет существенное значение в связи с Киотским соглашением:
Рис. 1- Затраты материала и выброс отходящих газов в окружающую среду при мокром и сухом способах производств на тонну клинкера
обеспечивается автоматизация обжига клинкера вследствие разделения процесса на отдельные контуры регулирования с возможностью подачи на каждый передел необходимого количества топлива;
многократно увеличивается производительность труда.
Таблица 1
Достигнутые показатели различных способов производства цемента
-
Параметры
Размерность
Способ производства
мокрый
сухой
Мощность печи: -макс.
т/сут
3000
1200
-распространенная
т/сут
1750
3000...5000
Расход топлива
куг/т клинкера
200
100
Расход материалов
т/т клинкера
5
3
Расход огнеупоров
кг/т клинкера
1,0
0,1
Выход отходящих газов
т/т клинкера
4
2
Выход СО2
кг/т клинкера
890
690
Качество клинкера
%
100
90
Запыленность
-
низкая
повышенная
Технология
-
простая
сложная
Управление процессом
-
сложное
простое
Степень автоматизации
-
низкая
полная
Выработка на 1 работника
т/год
1500
7000
Число рабочих в смену
человек
10
2
*куг/т клинкера – кг условного топлива на тонну клинкера
Недостатки сухого способа:
некоторое снижение активности клинкера;
усложнение технологической схемы;
повышенная запыленность технологического процесса.
Описать усреднение и корректировку сырьевой смеси при сухом способе.
Сырье на пути от карьера до вращающейся печи проходит много ступеней обработки, ведущая роль при этом принадлежит смесительному силосу, так как в цепи обработки сырья это последний этап улучшения его качества непосредственно перед загрузкой в печь (рис. 8.6). Возможности усреднения сырья на различных технологических переделах свидетельствуют, что наибольшее, 10-15 кратное усреднение, обеспечивают силосы новейшей конструкции, в частности фирмы Claudius Peters (рис. 8.7).
Силос состоит из наружного железобетонного цилиндрического корпуса, распределительной многопоточной системы загрузки, внутреннего конуса-камеры, воздушной системы аэрации и усреднения сырьевой муки, окон для перетока материала из силоса в конусную камеру и разгрузочного устройства. Наклонное днище по всему диаметру силоса оснащено воздухопроницаемыми кассетами. В целях обеспечения лучшей подвижности хранимого материала аэрация основной емкости силоса и камеры происходит раздельно. Днище силоса между центральным конусом и внутренней стенкой выложено воздухопроницаемыми кассетами. Через них воздух нагнетается в насыпной материал.
Сжатый воздух с низким давлением снижает сцепление материала, и он начинает течь в псевдоожиженном слое под собственным весом. Аэрированный сыпучий материал поступает из основной емкости силоса через окна конуса в расширительную камеру, где он частично дезаэрируется и подводится к центральной выгрузочной трубе.
Система многопоточной загрузки представляет собой ряд аэрожелобов, которые распределяют сырьевую муку тонким слоем по поверхности силоса, что обеспечивает его равномерное заполнение. Образование по высоте силоса тонких слоев материала с несколько различающимся составом способствует в дальнейшем эффективному перемешиванию сырьевой смеси. Усреднение смеси производится в силосе и под смесительным конусом. Процесс усреднения включает в себя 3 этапа (рис. 8.8).
1 - этап - многопоточная система загрузки
Через специальный распределитель на крыше силоса сырьевая мука равномерно загружается по всей поверхности силоса (многопоточная загрузка), образуя тонкие слои с возможно различным химическим составом сырья. Чем тоньше слой, тем выше эффективность смешивания.
2 - этап - гравитационное смешивание в силосе. Благодаря локальной аэрации днища силоса сырье воронкой течет под воздействием силы тяжести вниз. При этом смешиваются различные слои, выравнивая естественную неоднородность сырья (рис. 8.9). Для равномерной гомогенизации материала по окружности поочередно включаются по одной секции наружного кольца через одну-две секции.
Рис. 8.9. Разгрузочные воронки сырьевой муки
3 этап - пневматическое перемешивание в смесительной конусной камере осуществляется за счет подачи различного давления под различные области аэрируемого днища конусной камеры, вследствие чего создаются циркуляционные потоки, перемешивающие сырьевую смесь. Силоса данного типа улучшают гомогенность сырьевой муки в 10...15 раз.
В качестве примера приведем технические характеристики силоса сырьевой муки CF 20 x 56, установленного в АО «Кокше Цемент»: диаметр – 20 м, высота – 56 м, вместимость силоса - 21500т ~ 2½ дня. В АО «Жамбыл Цемент» установлен 1 силос диаметром 18 м, высотой 51,2 м, вместимость 10000 т муки. Для подачи муки на обжиг установлен ковшовый элеватор производительностью 270 т/ч.
Описать устройство и принцип работы клинкерного холодильника.
Для быстрого охлаждения клинкера, выходящего из печи с температурой 1000--1200 °С, до 50--150 °С служат холодильники различной конструкции: барабанные, рекуператорные(планетарные) и колосниковые.
Барабанный холодильник - металлический барабан, имеющий частоту вращения 3--6 об/мин. Холодильник наклонен под углом 4--6° в сторону, противоположную наклону печного барабана. Длина барабанного холодильника 15--30, диаметр 2,5--5 м. При вращении холодильника материал движется к выгрузочному концу, охлаждаясь поступающим навстречу холодным воздухом. Для лучшего теплообмена между клинкером и воздухом в барабане устроены пересыпные ковши. Устанавливается холодильник под вращающейся печью и служит ее продолжением. Недостатки барабанного холодильника -- относительно большие размеры и слабая степень охлаждения клинкера (до 100--200°С).
Холодильники предназначены для охлаждения сыпучих взрывобезопасных материалов. Устанавливаются после прокалочных печей.
Холодильники общего назначения в зависимости от способа охлаждения обрабатываемого материала в барабане классифицируются на холодильники с воздушным охлаждением (Д) и холодильники с водяным охлаждением (Я).
Холодильники с диаметром барабана 1…2,2 м, с длиной барабана 8…20 м изготавливаются в 2-х конструктивных исполнениях - с воздушным или водяным охлаждением, холодильники с диаметром барабана 2,2 м, длиной барабана 25 м и холодильники с диаметром барабана 2,5…3 м - только с водяным охлаждением (Я).
Типы барабанных холодильников в зависимости от способа охлаждения обрабатываемого материала:
- с воздушным охлаждением
- с водяным охлаждением
- трубные холодильники
В холодильниках с воздушным охлаждением материал охлаждается воздухом, который подается вентилятором прямотоком или противотоком.
В холодильниках с водяным охлаждением барабан орошается снаружи водой, которая подается в ванны охлаждения. Для увеличения времени соприкосновения материала с охлаждаемой стенкой в барабане установлены продольные полки.
В рекуператорных холодильниках клинкер охлаждается до 100--150°С. Холодильник состоит из нескольких охладительных барабанов (рекуператоров), симметрично расположенных вокруг корпуса печи со стороны ее горячего конца и вращающихся вместе с печью. Для лучшего пересыпания клинкера при вращении печи рекуператор внутри с горячего конца футерован броневыми плитами с полками из жаростойкого чугуна. Основная часть рекуператора не футеруется, но в ней есть полки или цепи, способствующие быстрому охлаждению клинкера. Рекуператорными холодильниками размером (1,1-- I 1,2)Х6 м оборудованы вращающиеся печи размерами 3,6X150 м, 4X150 м и др.
Изобретение относится к охлаждению сыпучих материалов, обжигаемых во вращающихся печах, например в промышленности строительных материалов при обжиге цементного клинкера.
Использование рекуператорных холодильников способствует повышению эффективности охлаждения материала, уменьшению расхода топлива за счет повышения температуры вторичного воздуха, поступающего в печь, а также надежности работы корпуса барабана рекуператорного холодильника. Кроме того улучшается ремонтнопригодность холодильника.
Наибольшая скорость и степень охлаждения клинкера достигается в колосниковых холодильниках. В них клинкер охлаждается до 80--120 °С путем принудительного просасывания воздуха сквозь слой движущегося по колосниковой решетке клинкера, чем обеспечивается интенсивный теплообмен. Устанавливают их под печами или они служат продолжением печей. Колосниковый холодильник типа «Волга-75С» предназначен для охлаждения клинкера, выдаваемого печью с температурой 1250--1350°С, до 60--80° С, когда его можно транспортировать на склад или в мельницу обычными средствами. Охлаждение происходит под действием холодного воздуха, подаваемого через слой клинкера, который перемещается по колосниковой решетке.
Холодильники колосниковые для сухого способа производства.
Холодильники колосниковые предназначены для охлаждения атмосферным воздухом цементного клинкера, глиноземного спека и других сыпучих материалов. Применяются в технологических линиях по производству цементного клинкера сухим способом, оснащенных циклонным теплообменником и декарбонизаторами.
Конструкция холодильников разработана с учетом последних достижений в области цементного отечественного и зарубежного машиностроения, а также требованиям техники безопасности.
Горячий материал из вращающейся обжигающей печи поступает в холодильник через загрузочную шахту кожуха, падает на колосниковую решетку и, перемещаясь по ней за счет возвратно-поступательного движения колосников, охлаждается воздухом, продуваемым снизу через колосниковую решетку вентиляторами.
Мелкая фракция материала убирается из-под решетки скребковыми транспортерами, а куски крупностью более 35 мм измельчаются при сходе решетки грохота молотковой дробилкой.
Охлажденный материал из разгрузочного устройства поступает в обжиговую печь и декарбонизатор, а избыточный воздух используется для технологических нужд или сбрасывается в атмосферу после очистки в обеспыливающих устройствах.
Устройство и принцип действия клинкерных холодильников
Барабанный (трубный) холодильник представляет собой металлический барабан диаметром 2,5--6,0 м и длиной 20--100 м, вращающийся на бандажах и опорных роликах с частотой 3--6 об/мин. Кожух холодильника обычно, имеет такой же диаметр, что и кожух печи. Привод барабана, так же как и привод вращающейся печи, состоит из электродвигателя, редуктора, венцовой и подвенцовой шестерен. Угол наклона барабана к горизонту равен 4-- 6°. Горячая часть барабана отфутерована шамотным кирпичом или чугунными плитами. На остальной части корпуса барабана в шахматном порядке установлены лопасти (швеллеры), которые пересыпают клинкер и способствуют увеличению поверхности теплообмена.
Рис.1. Барабанный (трубный) холодильник: 1 -- корпус;2 -- опорная станция; 3 -- опорный бандаж; 4 -- двигатель; 5 -- редуктор; 6 -- приводная шестерня; 7 -- зубчатый венец; 8 -- подача холодного воздуха.
Трубный холодильник представляет собой внутренний барабан из жаростойкой стали и внешний корпус из углеродистой стали. Во внутреннем барабане установлены трубы. По внутреннему кожуху барабана крепятся направляющие, способствующие продвижению продукта при вращении барабана. При вращении холодильника продукт перемещается по межтрубному пространству и охлаждается, соприкасаясь с наружными стенками труб. По трубному пространству противотоком просасывается воздух. Нагретый воздух используется в печи обжига извести.
Мелкий клинкер после выхода из печи просыпается через решетку, а крупные его куски направляются в дробилку. Загрузочное устройство холодильника выполнено в виде керамической шахты с наклонным дном. Места соединения шахты с головкой печи и барабаном холодильника уплотняются. В барабанном холодильнике клинкер охлаждается с 1273--1373 до 373--573 К. Охлаждающий воздух, нагреваемый до температуры 773--873 К, используется в качестве вторичного воздуха.
Барабанный холодильник у печи с циклонными теплообменниками производительностью 1800 т/сут. имеет диаметр 4,6 м. и длину 50 м., угол его наклона 4,5°, а частота вращения 2,4 об/мин. Он эффективно работает, если футерован огнеупорной массой на 70-- 80% своей длины, а на участке между 16 и 28 м. в нем установлены литые лопатки и далее до конца холодильника --лопатки из стального листа. Вместо лопаток можно устанавливать ковши из жаростойкого литья. Для понижения температуры клинкера до 423-- 473 К необходимо впрыскивание воды внутрь барабана при расходе ее около 3 м3/ч. Барабанный холодильник не оборудуется дробилкой, так как крупные зерна клинкера разбиваются при пересыпании.
Преимуществами барабанных холодильников являются простота конструкции и надежность в эксплуатации, отсутствие избыточного воздуха, относительно низкий расход электроэнергии. К. недостаткам холодильника относится недостаточно строго регулируемое количество вторичного воздуха, большая его запыленность, что ухуджает видимость в печи, необходимость установки вращающихся печей на высоких фундаментах, Недостаточно высокая стойкость пересыпающих лопаток и полок. Возможный перегрев нефутерованного корпуса холодильника до 523--673 К частично устраняется путем орошения его водой. Барабанные холодильники распространены недостаточно широко. Отрасль применения: черная и цветная металлургия, горнорудная промышленность, химическая промышленность.
Описать устройство и принцип работы вращающейся печи.
Печной агрегат мокрого способа производства (рис. 10.1) включает длинную вращающуюся печь с внутренними теплообменниками, шламовый питатель, привод, горелку для сжигания топлива, дымосос, клинкерный холодильник, систему очистки отходящих из печи газов и различное вспомогательное оборудование. Вращающаяся печь представляет собой стальной барабан, который опирается через бандажи на роликоопоры и вращается с частотой 1-1,5 оборота в минуту. Печь для обеспечения продвижения материала к разгрузочному концу имеет небольшой уклон 3...5%. Корпус печи изнутри отфутерован огнеупорным кирпичом.
Печь работает по принципу противотока. Шлам через шламовую трубу подается в холодную часть печи. Навстречу материалу с выгрузочного конца печи движутся горячие газы, полученные от сжигания топлива (рис. 10.2).
Материал, продвигаясь по печи, нагревается до температуры спекания клинкера ~ 1450°С, а газовый поток, движущийся к холодному концу, снижает свою температуру от 1800°С в факеле до ~ 200°С на выходе печи. Отходящие из печи газы после очистки в электрофильтрах 3 выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу 1. Готовый клинкер из вращающейся печи поступает в холодильник 11, где осуществляется его охлаждение до ~70°С дутьевым воздухом oт вентиляторов 14, 15. За счет возвратно-поступательного движения колосников решеток 12, 13 клинкер транспортируется к разгрузочной части холодильника, далее в дробилку 16 и транспортер 17. Часть воздуха, нагретого клинкером в процессе его охлаждения до ~ 4500С, возвращается в печь в качестве вторичного рекуперационного воздуха, необходимого для горения топлива. Количество вторичного воздуха, засасываемого в печь, регулируется печным дымососом 2.
Избыточный воздух из холодильника с температурой ~120°С после очистки в пылеулавливателе 18 удаляется вентилятором 19 и выбрасывается в атмосферу. Работа клинкерного холодильника оказывает существенное влияние на расход топлива, стойкость футеровки и качество клинкера.
Описать устройство и принцип работы печи с циклонными теплообменниками.
Первый циклонный теплообменник фирмы «Гумбольдт», модифицированный Ф. Мюллером, пущен в эксплуатацию в 1951 году
(рис. 10.10). В печах с теплообменниками фирмы «Гумбольдт» процесс обжига разделяется на два этапа; обычный обжигательный барабан значительно укорачивается, а подогрев, частичная декарбонизация сырьевой муки осуществляются в циклонном теплообменнике.
Параметры работы печи и движение газового потока и материала показаны на рис. 10.11.
Теплообменник состоит из циклонов, расположенных один над другим. Каждый циклон и соответствующий газоход образуют одну ступень нагрева. Основной теплообмен осуществляется в восходящем прямоточном потоке газа и материала в газоходах между циклонами. В самих циклонах образуется противоток, материал, выделяясь вследствие центробежной силы из газового потока, направляется вниз, а очищенный от пыли газ отсасывается дымососом вверх.
