Вращающиеся печи для мокрого способа производства цемента

§ 42. Вращающиеся печи мокрого способа производства

Общие сведения. Вращающиеся печи мокрого способа производства бывают длинные — от 80 до 230 м, короткие — от 40 до 80 м. Длинные вращающиеся печи оборудуют только внутренними теплообменными устройствами (иногда их называют также встроенными) — цепями, фильтрами-подогревателями, металлическими и керамическими теплообменниками различных типов, устанавливаемыми в подготовительных зонах печи.

Короткие печи с цепными завесами малопроизводительны и требуют большого расхода тепла на обжиг клинкера. В связи с этим их или реконструируют, или выводят из эксплуатации. Чтобы повысить производительность и уменьшить расход топлива, некоторые короткие печи без внутренних теплообменных устройств оборудуют запечными установками — концентраторами шлама или распылительными сушилками шлама.

Производительность длинных вращающихся печей зависит от поверхности теплообмена между обжигаемым материалом и дымовыми газами, влажности поступающего на обжиг шлама, частоты вращения барабана, разности температур газов и обжигаемого материала, скорости газового потока в барабане, режима обжига, величины уноса пыли из печи и многих других факторов. Однако исходный показатель производительности печи — поверхность теплообмена; им определяются размеры барабана печи, величина поверхности и конструкции теплообменны!||устройств.

На производительность печи влияет влажность шлама. Повышение влажности на 1% снижает производительность печи до 2%. Поэтому необходимо систематически контролировать влажность шлама, не допуская его переувлажнения.

Устройство вращающихся печей и принцип их работы. Печной агрегат включает в себя: ^ корпус вращающейся печи (барабана) со встроенными теплооб- менными устройствами, в котором происходят физико-химические процессы превращения сырьевых материалов в клинкер;

питатель шлама, с помощью которого непрерывно подается смесь в печь;

дутьевой вентилятор и топливную форсунку, по которой угле- воздушная смесь непрерывно поступает в горячий конец печи; при использовании для обжига угля в комплект печного агрегата входит винтовой углепитатель, а также сепараторная мельница для одновременной сушки и помола угля, подаваемого в печь;

холодильник, в котором охлаждается раскаленный клинкер при Еыходе из печи и подогревается воздух для горения топлива;

дымосос, преодолевающий аэродинамическое сопротивление всего газового тракта и обеспечивающий надежную скорость газов в печи (тягу), при которой процессы испарения, подогрева и обжига материала протекают с необходимой интенсивностью;

пылеулавливающие устройства — пылеосадительную камеру и электрофильтр, которые обеспечивают требуемую степень обеспыливания газов перед выбросом в атмосферу;

устройство для возврата в печь пыли, уловленной в пылеуловителях;

устройство для водяного охлаждения корпуса печи в зоне спекания;

контрольно-измерительные и регулирующие приборы и аппаратуру, которые позволяют с одного пункта контролировать процессы, протекающие в отдельных механизмах, устройствах, частях и зонах печи, а также регулировать интенсивность этих процессов и управлять всей установкой из указанного пункта.

На цементных заводах наиболее распространена вращающаяся печь длиной 150 м различного профиля (3,6/3,3/3,6; 3,6; 4/3,6/4; 4). Рассмотрим конструкцию такой печи, а также современной мощной печи размером 5×185 м ( 78). Корпус печи 14 сваривают из стальных листовых обечаек длиной 2—6 м, толщиной 32—120 мм, внутреннюю поверхность футеруют огнеупорным кирпичом. Обечайку, где устанавливают массивное кольцо прямоугольного сечения— бандаж 5, изготовляют из более толстого стального листа, чем весь корпус печи. Бандажи опираются на ролики 12. Количество бандажей и их размеры определяются диаметром и длиной печи. X печи 5×185 м их бывает семь-восемь. Ширина бандажа должна быть на 40—80 мм меньше ширины опорных роликов, в противном случае он будет неравномерно изнашиваться при свисании его с ролика. Бандажи применяют опорные и опорно-упорные. Они насаживаются на корпус печи плотно и крепятся с помощью прокладок или методом посадки с тепловым натягом. В последнее время применяют вварные бандажи. Роликовые опоры для бандажей устанавливают на металлической раме, которая крепится на массивном железобетонном или металлическом фундаменте.

Смазочная система опор скольжения — черпаковая из масляных ванн корпусов подшипников, опор качения — жидкая циркуляционная или густая набивная.

Выделяющееся при трении тепло поглощается циркулирующей по каналам вкладыша водой. При установке подшипников скольжения печь удерживается от смещения вниз раскосом опорных роликов в сочетании с контрольными роликами, а при установке подшипников качения — системой гидроупоров. Гидроупоры, воспринимая осевое усилие, автоматически поддерживают печь в заданном промежутке между крайним верхним и нижним положениями. Контрольные ролики устанавливают на ближайшей к приводу печи опоре 11 по обе стороны бандажа на расстоянии 20—60 мм от его кромки. При смещении корпуса печи выше допустимого предела (20—60 мм) бандаж давит на контрольный ролик и он начинает вращаться, что свидетельствует о неправильном положении корпуса. Контрольный ролик только в течение некоторого времени может удерживать корпус, а затем, если не принять соответствующих мер, бандажи сползут с опорных роликов.

На случай аварийного сползания печи с опор устанавливаются предохранительные упоры 17, которые располагаются на одной из опор печи по обе стороны бандажа на расстоянии от его кромки на 30—50 мм больше, чем между бандажом и контрольным роликом. Предохранительные упоры снабжают автоматическим измерительным преобразователем, с помощью которого электродвигатель печи выключается.

Корпус печи приводится во вращение от электродвигателя через редуктор, подвенцовую и вен- цовую 6 зубчатые шестерни. Привод 10 печи может быть выполнен в виде двух нитей. Так, приводной механизм печи 5X185 м состоит из двух электродвигателей мощностью по 320 кВт, соответственно двух редукторов и ведущих Шестерен, находящихся в зацеплении с венцовой шестерней. Приводы в этом случае расположены справа и слева от корпуса печи.

Для проворачивания печи во время ремонта или проведения футеровочных работ на необходимый угол устанавливают вспомогательный привод. Частота вращения печи от вспомгательного привода составляет 1—4 об/ч. Электродвигатель 5 вспомогательного привода, мощность которого равна 5—30 кВт, может получать электроэнергию также от специального генератора с двигателем внутреннего сгорания. «Таким образом, он может работать и при выключении электроэнергии на заводе. В случае остановки основ

ного электродвигателя 1 включают вспомогательный, медленно вращая печь и предупреждая этим возникновение нежелательных деформаций корпуса печи.

Смазочная система редуктора главного привода, подшипников подвенцовых шестерен и подшипников гидроупоров — циркуляционная жидкая.

Смазочный материал в узлы трения нагнетается с помощью смазочной станции (у вращающейся печи 5×185 м устанавливают три станции).

Смазочная система зацепления — венца и подвенцовой шестерни, редуктора вспомогательдого привода, соединений промежуточного вала — жидкая заливная. Зубчатые венцы большинства вращающихся печей закреплены на корпусах с помощью 10—^тангенциальных плоских пружин, реже с помощью 4—6 продольных пружин, установленных на высоких подкладках вдоль оси печи. Зубчатые венцы вращающихся печей 5X135 м, 4,5X170 м, 5X185 м, 7X230 м укрепляют на корпусах специальными шарнирами.

Горячий конец печи закрыт откатной головкой 8 (см. 78), через которую проходят форсунки для питания печи топливовоз- душной смесью. Холодный конец печи входит в пыльную камеру.

Для правильного ведения процесса обжига в печи необходимо как в разгрузочном, так и в загрузочном ее концах устранять подсос холодного воздуха, для чего в указанных местах применяют специальные уплотняющие устройства 16 (см. 78). У современных печей применяют уплотнения двух типов: механические и аэродинамические.

Конструкции механических уплотняющих устройств весьма разнообразны: лабиринтное уплотнение, уплотнения с подвешенным кольцом и со свободно скользящим по поверхности корпуса кольцом, уплотнение с прорезиненной лентой и др. Например, холодный конец печей 5×185 м имеет уплотнение в виде уголка и диска, поджимаемого шестью регулируемыми (с помощью пружин) пальцами к диску заделки камеры. К корпусу печи это уплотнение, состоящее из шести секторов, прижимается четырьмя рычагами с грузами. С помощью этих рычагов зазор между корпусом и уплотнением уменьшается до 2 мм.

В настоящее время часто применяют простое, но довольно надежное уплотнение холодного конца длинных печей из прорезиненной ленты. Весьма эффективно аэродинамическое уплотнение горячего конца печей, представляющее собой кольцевой канал с кольцевой щелью, расположенной вокруг разгрузочного конца печи. В этом канале создается разрежение, благодаря которому наружный воздух не проникает в печь, а засасывается в канал.

Для интенсификации работы коротких вращающихся печей при мокром способе производства на некоторых цементных заводах установлены концентраторы шлама. Наибольшее повышение производительности печи и снижение расхода тепла на обжиг достигнуто при установке концентраторов на печах с отношением диамет- pa к длине 1: 20—1 : 22, в которых температура отходящих газов достигает 500—600° С.

Концентратор, или испаритель, шлама ( 80) представляет собой медленновращающийся цилиндрический барабан 3 диаметром от 3 до 4,5 м и длиной от 2 до 4 м, боковые стенки которого образованы металлическими кольцами 2, укрепленными на продольных балках. Внутренняя часть барабана заполняется примерно наполовину специальными полыми металлическими телами диаметром 100—200 мм и длиной 120—250 мм или подвешенными цепями, которые нагреваются теплом отходящих газов, просасываемых дымососом, и отдают это тепло шламу, вследствие чего он обезвоживается. Барабан заключен в стальной кожух 6, нижняя часть которого снабжена огнеупорной футеровкой. Питателем 4 шлам направляется в продольный желоб, укрепленный на кожухе и снабженный соплами, через которые он подается в концентратор.

При вращении барабана с помощью привода 1 жидкий шлам налипает на кольца и заполнители и быстро просушивается с влажности 36—42 до 8—12%. Образовавшийся сухарь в виде комочков и крупки просыпается сквозь зазоры между кольцами и проваливается через питательный желоб 7 в печь 8. Отходящие газы просасываются через газоход 5 и поступают на очистку. Температура отходящих газов при выходе из концентратора равна 150—200° С.

Печи с концентраторами отличаются значительным пылеуносом сырья, достигающим 15—30%. Для улавливания этой пыли применяют двухстадийную очистку газов, состоящую из группы циклонов и электрофильтра. Пыль из циклонов поступает в тарельчатый гранулятор, откуда в виде гранул направляется непосредственно в печь. Один из существенных недостатков в работе концентраторов— повышенное пылеобразование, вызываемое истиранием высушенного шлама наполнителями. Кроме того, затруднен контроль за процессом сушки.

Смотрите также:

В СССР преобладает мокрый способ производства цемента, но все шире внедряется сухой.
Обжиг сырьевой смеси чаще осуществляют во вращающихся печах, но иногда (при сухом способе) в шахтных.

У печей для сухого способа это отношение несколько меньше и составляет от 30 до 35, а у печей для мокрого способа от 34 до 42.
Небольшие вращающиеся печи применяют для производства керамзита (вспученные глин), а также для обжига.

В зависимости от приготовления сырьевой смеси различают два основных способа производства портландцемента: мокрый и сухой.
Известны вращающиеся печи полусухого способа производства, в них печь соединена с конвейерной решеткой.

При сухом способе производства иногда используют шахтные печи. Длина современных вращающихся печей при мокром способе производства 150—185 м, диаметр — 4—5 м.

Температура во вращающейся печи 1573—1723 К- Размеры вращающихся печей, применяемых при мокром способе производства, 4,5X170 или 5X185 м. Цилиндр печи по всей длине имеет одинаковый диаметр.

Для обжига клинкера при мокром способе производства применяют только вращающиеся печи. Они представляют собой стальной барабан длиной до 150—.185 м и диаметром 3,6—5 м, футерованный внутри огнеупорным кирпичом.

Вращающиеся печи для мокрого способа производства цемента

При обжиге сухих сырьевых смесей используют печи с запечными теплообменниками. Размеры таких печей намного меньше размеров пе­чей, работающих по мокрому способу, так как процессы подготовки сырья вынесены здесь в запечные агрегаты с интенсивным конвективным теплообменом, обеспечивающим эффективное использование теплоты отходящих газов. Высокая экономичность, малые размеры и низкие ка­питальные затраты при сооружении таких печей обеспечили им широкое распространение. Благодаря высокой степени декарбонизации сырьевой муки, поступающей в печь, улучшается ее текучесть и снижается тепловая нагрузка на печь. Эти особенности в сочетании с простотой регулирования позволяют легко управлять режимом обжига и обеспечивать надежную работу печного агрегата. На цементных заводах сухого способа производства успешно эксплуатируются печи с размерами 4х60, 5х75, 7/6,4х95 м.

Печи для обжига сухих сырьевых смесей при равной производительности примерно вдвое короче печей для обжига шлама. Это достигается тем, что часть процессов выносится из печи в запечные теплообменные устройства. В России для обжига сухих смесей в основном используют печи с циклонными теплообменниками и с конвейерными кальцинаторами (печи «Леполь»).

В основу конструкции печей с циклонными теплообменниками по­ложен принцип теплообмена между отходящими газами и сырьевой мукой во взвешенном состоянии. Уменьшение размера частиц обжигае­мого материала, значительное увеличение его поверхности и максималь­ное использование этой поверхности для контакта с теплоносителем интенсифицируют процесс теплообмена. Сырьевая мука в системе ци­клонных теплообменников движется навстречу потоку отходящих из вращающейся печи газов с температурой 900. 1100°С. Средняя скорость движения газов в газоходах составляет 15. 20 м/с, что значительно выше скорости витания частиц сырьевой муки. Поэтому поступающая в газо­ход между верхними I и II ступенями циклонов сырьевая мука увле­кается потоком газов в циклонный теплообменник I ступени. Поскольку диаметр циклона намного больше диаметра газохода, скорость газового потока резко снижается и частицы выпадают из него. Осевший в цикло­не материал через затвор-мигалку поступает в газоход, соединяющий II и III ступени, а из него выносится газами в циклон II ступени. В даль­нейшем материал движется в газоходах и циклонах III и IV ступеней. Таким образом, сырьевая мука опускается вниз, проходя последователь­но циклоны и газоходы всех ступеней, начиная от относительно холод­ной (I) и кончая горячей (IV). При этом процесс теплообмена на 80% осуществляется в газоходах и только 20% приходится на долю циклонов. Время пребывания сырьевой муки в циклонных теплообменниках не превышает 25. 30 с. Несмотря на это, сырьевая мука не только успевает нагреваться до температуры 700. 800°С, но полностью дегидратируется и на 25. 35% декарбонизируется.

Перспективность применения сухих печей обусловлена тепловой экономичностью, высокой удельной производительностью, простотой конструкции, малыми размерами и низкими капитальными затратами. Недостатки печей этого типа вы­сокий расход электроэнергии и относительно низкая стойкость футеров­ки. Кроме того, они чувствительны к изменению режима работы печи и колебаниям состава сырья. Поскольку степень декарбонизации цементной сырьевой муки, по­ступающей из циклонного теплообменника в печь, не превышает 35%, материал должен оставаться в печи продолжительное время для завер­шения процесса обжига. Для интенсификации процесса разработаны системы трехступенчатого обжига, принцип которого заключается в том, что между циклонным теплообменником и вращающейся печью встраи­вается специальный реактор — декарбонизатор. Сжигание топлива и декарбонизация материала в таком реакторе происходят в вихревом потоке газов.

После прохождения циклонных теплообменников сырьевая мука с температурой 720. 750 °С поступает в декарбонизатор. Частицы сырье­вой муки и распыленное топливо диспергируются и перемешиваются. Теплота, выделяющаяся в результате сгорания топлива, немедленно передается частицам сырьевой муки, которые нагреваются до темпера­туры 920. 970°С. Материал в системе «циклонный теплообменник -декарбонизатор» находится лишь 70. 75 с и за это время декарбонизируется на 85. 95%. Установка декарбонизатора позволяет повысить съем клинкера с 1 м3 внутреннего объема печи в 2,5. 3 раза. Удельный расход теплоты снижается до 3,0. 3,1 МДж/кг клинкера. Кроме того, в декарбонизаторе можно сжигать низкокачественное топливо, а также бытовые отходы. Стоимость сооружения установки с декарбонизатором на 10% ниже стоимости установки с циклонным теплообменником той же про­изводительности. Размеры установки невелики, и она может использо­ваться не только при строительстве новых заводов, но и при модерниза­ции действующих печей.

Использованы материалы:
В.К. Классен. Технология цемента

Способы производства цемента

Производство портландцемента заключается в добыче цементного сырья, дроблении и тонком его измельчении, приготовлении однородной сырьевой смеси заданного состава, обжиге ее до спекания, размоле полученного клинкера вместе с небольшим количеством гипса и добавками в тонкий порошок — цемент. Сырьевую смесь получают путем совместного или раздельного измельчения двух и более компонентов и последующего тщательного их смешении, гомогенизации, усреднения и корректирования до заданного состава в сухом состоянии или в присутствии воды.

В зависимости от того, как приготовляется сырьевая смесь, различают два основных способа производства — мокрый способ производства цемента и сухой способ производства цемента. Менее распространенным по сравнению с двумя способами указанными выше является комбинированный способ производства цемента.

Большое значение для выбора способа производства имеют физические и химические свойства сырьевых материалов — постоянство химического состава компонентов сырья, способность шлама фильтроваться и сырьевой смеси гранулироваться, прочность и термостойкость гранул и др.

Сухой способ производства цемента
При сухом способе производства дробленые сырьевые материалы высушиваются и тонко измельчаются. Полученная сырьевая мука после корректирования и усреднения до заданного химического состава обжигается во вращающихся или шахтных печах. Схемы производства портландцемента по сухому способу производства в шахтных и вращающихся печах приведены ниже.

Схема производства портландцемента по сухому способу в механизированных шахтных печах

Схема производства портландцемента по сухому способу во вращающихся печах

При сухом способе производства цемента на обжиг клинкера расходуется от 750 до 1200 ккол/кг клинкера, при мокром способе производства—от 1200 до 1600 и выше ккал/кг клинкера, Сухой способ производства экономически целесообразен тогда, когда сырьевые материалы имеют низкую влажность и по возможности однородный химический состав, и в результате суммарный расход тепла на сушку сырьевых материалов и на обжиг клинкера ниже, чем расход тепла на обжиг этих материалов при мокром способе производства. Установлено, что экономически целесообразно применять сухой способ при влажности сырья до 12%.

Мокрый способ производства цемента
При мокром способе производства твердые сырьевые материалы— известняк, мергель, глинистые сланцы — после их дробления тонко измельчаются в присутствии воды в мельницах и образуют сметанообразную массу — шлам. Мягкие сырьевые материалы — мел, глина и др. — после предварительного дробления полаются в болтушку, где при перемешивании с водой образуют однородный шлам. Меловой и глиняный шламы при необходимости тонко измельчаются в мельницах, поступают в бассейны, где корректируются и усредняются до заданного химического состава, и затем готовый шлам направляется для обжига в печь.

Схема производства портландцемента по мокрому способу во вращающихся печах

Комбинированный способ производства цемента
Комбинированный способ производства заключается в том, что сырьевые материалы перерабатываются мокрым способом в шлам и затем перед поступлением в печь обезвоживаются в шлам фильтрах до остаточной влажности 16—19%. Отфильтрованный «сухарь» смешивается с пылью, уловленной из печных газов, для того чтобы предотвратить слипание «сухаря». Смесь сухаря и пыли разрыхляют и подают с влажностью 12—13% в печь для обжига. К комбинированному способу производства относят также обжиг сырьевого шлама во вращающихся печах, оснащенных концентраторами. Шлам подсушивается в запечных концентраторах отходящими газами вращающихся печей до остаточной влажности 6—10% и затем поступает почти сухой в печь для обжига.

Схема производства портландцемента по комбинированному способу во вращающихся печах

Источник: «Справочник по производству цемента» под. ред. И.И. Холина.
Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам,
М. 1963г. С. 267-272

Вращающиеся печи для мокрого способа производства цемента

Конструкции печей. Вращающиеся печи для мокрого и сухого способов производства клинкера аналогичны по конструктивным решениям.

Вращающаяся печь СМЦ-402 (рис. 1.5) размером 5Х185м имеет цельносварной тонкостенный трубчатый корпус, опирающийся на неподвижные опоры. Торцами корпус входит в две неподвижные головки; загрузочную и разгрузочную. В мзетах опор на корпусе смонтированы стальные бандажи, лежащие на роликах, свободно вращающихся в подшипниках, ось которых параллельна оси вращения корпуса печи. Рамы, на которых укреплены опоры, залиты бетоном. Для обеспечения движения в печи обжигаемого материала корпус имеет уклон 4% (от загрузочной части к разгрузочной).

Для предотвращения осевых смещений корпуса вследствие его наклона и температурных расширений на фундаменте монтируют гидравлические упоры 4, позволяющие смещать печь вдоль оси на некоторое расстояние, затем медленно возвращать ее в прежнее положение. Гидроупоры обеспечивают равномерный износ рабочих поверхностей бандажей и роликов опор.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Бандажи представляют собой кольца с внутренним диаметром несколько большим, чем наружный диаметр посадочной поверхности на корпусе. Бандаж надевается на обечайки через прокладки с зазором 10…15 мм, изменяющимся по температурным зонам печи. Зазор рассчитан так, чтобы по мере разогрева корпуса и его расширения в радиальном направлении зазор уменьшался и бандаж оказывался в плотном, беззазорном соединении с корпусом. В последние годы печи оснащаются более совершенными вварными бандажами.

Печь приводится во вращение от двух электродвигателей, соединенных муфтами с редукторами, передающими вращение ведущим подвенцовым шестерням. Венцовая шестерня крепится к корпусу на шарнирных подвесках.

Внутри корпус печи футерован с целью защиты его от воздействия высокой температуры. Разгрузочный конец печи облицован фасонными отливками из жаропрочной стали.

Разгрузочная головка соединяет выходной обрез печи с шахтой холодильника. Через торцовую стенку головки вводится топливная горелка. Через загрузочную головку в печь подается шлам: одновременно она служит и пылеосадителыюй камерой. Пыль, осажденная пылеосадительной камерой и электрофильтрами, собирается в их нижних бункерах и затем удаляется оттуда. Печи работают на угольной пыли, мазуте и газе.

Первой по ходу движения материала в печи находится зона испарения, имеющаяся только у печей для обжига клинкера по мокрому способу. Она оснащена завесой из отрезков кругло-звенных цепей, свободно висящих или подвешенных за оба конца со стрелой провеса, достигающей почти оси вращения корпуса печи. Проходящие газы нагревают цепи, которые передают тепло шламу. Применение цепей вызвано необходимостью увеличить поверхность теплообмена между потоком горячих газов и обжигаемым материалом. Материал в зоне испарения нагревается до 150…200 °С.

За зоной испарения следует зона подогрева (дегидратации), в которой из шлама удаляются остатки свободной и связанной влаги. Температура высушенного материала, утратившего пластические свойства и превратившегося в порошкообразную массу, повышается до 500…600 °С. Для ускорения теплообмена в этой зоне установлен цепной теплообменник, представляющий собой цепи, подвешенные за оба конца с небольшой (0,5 м) стрелой провеса. Эти гирлянды цепей располагаются по пологой винтовой линии и увеличивают поверхность теплообмена. Количество их определяется свойством обжигаемого сырья.

Зоны испарения и дегидратации занимают 50…60% длины печи.

В следующей зоне — зоне декарбонизации происходит распад СаС03 с выделением больших количеств углекислого газа (СОа) и извести (СаО), находящейся в тонкодисперсном состоянии. Последняя взаимодействует (оставаясь в твердой фазе) с соединениями кремнезема (Si02), алюминия, железа, магния, и в конце зоны при температуре 950 °С образуются крупные гранулы материала.

За зоной декарбонизации следует зона экзотермических реакций, в которой образуется большая часть белита — двухкальциевого силиката 2Ca0Si03, являющегося основным материалом при получении клинкера. Реакции, идущие все еще в твердой фазе, сопровождаются выделением теплоты, и температура материала повышается до 1350 °С. Зоны декарбонизации и экзотермических реакций занимают 25…30% длины печи.

Последней активной зоной является зона спекания, в которой материал нагревается до 1450… 1500 °С, а температура газов в зависимости от вида сжигаемого в этой зоне топлива и коэффициента избытка воздуха достигает 1750 °С. Материал переходит в размягченное состояние и частично плавится. В зоне спекания заканчивается обжиг материала с превращением его в алит (трехкальциевый силикат 3Ca0Si02). В конце зоны спекания под влиянием поступающего в печь воздуха из холодильника (так называемого вторичного воздуха) температура материала снижается до 1350… 1300 °С и выпадает кристаллический алит, т. е. образуется клинкер. Последнюю технологическую зону, в которой температура материала снижается, называют зоной охлаждения.

Рис. 1.5. Вращающаяся печь СМЦ-402

Рис. 1.6. Схема установки вращающейся печи для обжима клинкера сухим способом с декарбонизатором

Рис. 1.7. Роликоопора вращающихся печей

Печь для обжига клинкера сухим способом (рис. 1.6) содержит концевой и запечный дымососы, циклонный теплообменник с декарбониза-тором и собственно вращающуюся печь.

Нагрузка от корпуса вращающейся печи с огнеупорной футеровкой 6 и обжигаемого материала передается через кольцевые бандажи на опоры (рис. 1.7), которые монтируют на строительном основании печи — железобетонном фундаменте. Опора содержит фундаментную раму, по два опорных блока, каждый из которых состоит из опорного ролика и двух подшипниковых узлов, смонтированных в корпусах. Опорный ролик оснащен подшипниками качения, воспринимающими радиальную нагрузку. Одна из цапф опорного ролика в осевом направлении фиксируется в корпусе подшипника с помощью упорных подшипников. Смазка подшипников — жидкостная, смазывание циркуляционное от индивидуальной смазочной системы.

Привод печи в зависимости от общей потребляемой мощности одно- или двусторонний; в первом случае его устанавливают с одной стороны печи, во втором— с двух сторон. Привод включает зубчатое колесо (зубчатый венец), шестерню (подвенцовую), главный и вспомогательный электродвигатели и редукторы (рис. 1.8).

В рабочем режиме печь вращается при включенном главном электродвигателе и отключенном вспомогательном. При ремонтных и футеровочных работах печь вращается с малой скоростью от вспомогательного электродвигателя (главный электродвигатель отключается, а муфта между вспомогательным и главным редукторами включается). На быстроходном валу вспомогательного редуктора устанавливают тормоз, который служит для остановки, фиксации печи в каком-либо положении.

Зубчатое колесо крепят йа корпусе печи различными способами, но с учетом необходимости компенсации тепловых радиальных расширении корпуса печи.

Рис. 1.8. Двусторонний привод вращающейся печи

Для плавного пуска и регулирования угловой скорости печи в широком диапазоне в приводе применяют главные электродвигатели постоянного тока, питание которых осуществляется от индивидуальных тиристорных преобразователей.

Смазывание зубчатых колес главного редуктора и подшипников качения шестерни производится от отдельной жидкостной смазочной станции, смазывание зацепления зубчатого колеса и шестерни — от жидкостной станции периодического действия.

Составной частью печей для производства цемента сухим способом являются запечные циклонные или шахтно-циклонные теплообменники и декарбонизатор.

Циклонный теплообменник обеспечивает предварительную тепловую обработку сырьевой муки перед поступлением ее в печь за счет теплоты дымовых газов, образующихся в ней при сжигании топлива. Теплообменник состоит из одной или двух параллельных ветвей циклонов, установленных по высоте в четыре или пять ступеней, соединенных между собой газоходами; для перепуска материала из одной ступени в другую в нижней разгрузочной части каждого циклона имеется течка, подсоединяемая к газоходу, отводящему пылегазовую смесь из нижерасположенного циклона в вышерасположенный.

Принцип работы циклонного теплообменника заключается в следующем (рис. 1.9).

Холодная сырьевая смесь подается в газоходы, соединяющие циклон третьей ступени с циклоном четвертой ступени, подхватывается горячим газовым потоком; сырьевая мука при этом нагревается, а газы охлаждаются. Нагретая сырьевая мука выделяется из пылегазового потока в циклонах четвертой ступени и по перепускным течкам ссыпается из них в газоход, соединяющий циклон второй ступени с циклоном третьей ступени. Далее цикл осаждения муки в циклонах и подачи ее в газоходы повторяется по остальным трем ступеням циклонов. В итоге из теплообменника из циклонов первой ступени предварительно нагретая до 800—900 °С сырьевая мука поступает во вращающуюся печь.

Рис. 1.9. Схема циклонного теплообменника:
I, II, III , IV — циклоны первой — четвертой ступеней; 1 — вращающаяся печь; А — подача сырьевого материала; Б — отвод газов в запечный дымосос

Горячие дымовые газы, образовавшиеся в результате горения технологического топлива во вращающейся печи, со взвешенной в них сырьевой мукой поступают в циклон первой ступени, где газы отделяются от муки и просасываются по газоходу в циклон второй ступени. На этом тракте газы обогащаются сырьевой мукой, поступающей из циклона третьей ступени. Далее цикл отделения газов от муки в циклонах и распыления в газах муки в газоходах повторяются по остальным ступеням теплообменника. В результате газы охлаждаются и на выходе из циклонов четвертой ступени имеют температуру около 330 °С.

Рис. 1.10. Циклонный теплообменник печи размером 4,5X80 м:
1 — вращающаяся печь; 2 — циклон первой ступени; 3 — газоход первой ступени; 4 —. реактор-декарбонизатор; 5 — течка циклона второй ступени; 6 — циклон второй ступени? 7 — футеровка; 8 — газоход третьей ступени; 9 — циклон третьей ступени; 10 — газоход четвертой ступени; 11 — патрубок для подачи сырьевой муки в циклонный теплообменник; 12 — газоход для отвода газов в запечный дымосос; 13 — розжиговый клапан; 14 — коллектор; 15 — циклон четвертой ступени; 16 — течка циклона четвертой ступени; 17 — течка циклона третьей ступени; 18 — газоход второй ступени; 19 — течка циклона первой ступени

Все циклоны, газоходы и перепускные течки выполнены сварными из листовой стали, изнутри футерованы огнеупорным материалом для максимального уменьшения тепловых потерь в окружающую среду и предохранения от перегрева металлических стенок. Футеровку можно выполнять из жаропрочного бетона, из огнеупорного кирпича или их сочетания. Для удержания футеровки металлические стенки элементов циклонного теплообменника оснащают с внутренней стороны поддерживающими полками, анкерными и другими необходимыми деталями.

Каждый циклон имеет цилиндрическую и конусную части, крышку. Нижнюю суженную разгрузочную часть циклона соединяют с перепускной течкой. В центре крышки предусматривают отверстие для подсоединения газохода к расположенному выше циклону; пылегазовая смесь от расположенного ниже циклона подводится через тангенциальный входной патрубок. Циклоны снабжены ремонтными люками, лючками для очистки стенок от возможных налипаний пыли, а также для установки контрольно-измерительных приборов.

На вертикальных участках газоходов устанавливают линзовые компенсаторы для предотвращения деформации и коробления элементов газоходов и циклонов при их тепловом расширении и удлинении.

В крышках циклонов закрепляют цилиндрические нефутерованные выходные патрубки из жаропрочной стали, они входят внутрь циклонов по их оси и служат для лучшего формирования спирально-кругового потока пыле-газовой смеси в циклоне.

В газоходах также выполняют ремонтные люки, лючки для установки контрольно-измерительных приборов.

Для повышения эффективности циклонов как пылеулавливающих аппаратов, сведения к минимуму подсосов газов в них по течкам из расположен^ ных ниже циклонов все перепускные течки оснащают гравитационными за-творами-мигалками, клапаны которых открываются только в те моменты, когда накопившийся в них материал сможет преодолеть силу грузов, закрывающих клапаны.

На прямолинейных участках течек устанавливают линзовые компенсаторы.

В газоходах в местах поступления материала из течек на пути его потока закрепляют рассекатели, которые способствуют лучшему распылению, распределению материала по сечению газоходов, лучшему теплообмену между газами и сырьевой мукой.

На газоходе, соединяющем циклоны третьей и четвертой ступеней, размещают розжиговый клапан, который состоит из вертикальной трубы, закрепленной на перекрытии строительной «этажерки», а также собственно клапана, расположенного в верхней части трубы и имеющего тросовый привод.

Клапан нормально закрыт и открывается только во время розжигов печи, когда в неустановившемся режиме работы дымовые газы сбрасываются в окружающую среду не при помощи запечного дымососа, а через клапан.

При нормальной работе газы из циклонов четвертой ступени по нисходящему газоходу поступают в запечный дымосос и затем либо в сырьевой помольный агрегат, либо непосредственно в запечный электрофильтр через установку для охлаждения и увлажнения газов.

Циклоны и газоходы оснащают кронштейнами, которыми они опираются на перекрытия строительной «этажерки».