Файл: Бельский, В. И. Промышленные печи и трубы учеб. пособие.pdf

В зоне обжига, куда попадает нагретый воздух, происходит полное сгора'ние топлива и обжиг материалов при требуемых по технологии температурах.

Из зоны обжига газообразные продукты горения выходят в зону подогрева, проходят через загруженные в шахту материи» лы, подогревают их и при температуре 200—400° С удаляются из печи в атмосферу.

Топливом для шахтных печей служит природный газ, мазут и твердое топливо: кокс, антрацит и каменный уголь. Кокс и антра­ цит загружают вместе с обжигаемым материалом. Каменный уголь сжигают в специальных выносных топках, располагае­ мых вне рабочего пространст­ ва шахтной печи.

Шахтные печи используют для обжига гипса, цемента, шамота и ряда других матери­ алов, но чаще для обжига мине­ рального сырья на известь. Сырьем для производства из­ вести являются: чистые изве­ стняки, мел, известняк-раку­ шечник и другие породы, со­ стоящие в основном из углеки­ слого кальция СаС03.

В зоне подогрева из сырья, загружаемого в печь, удаляет­ ся влага и при температуре 1100—1200° С (зона обжига) происходит разложение извест­

ся основной реакцией при про­ изводстве извести-кипелки, ко­ торая после гашения водой превращается в гашеную из­ весть-пушонку Са(ОН)2, кото­ рую используют для при-

Рис. 92. Шахтная пересыпная известе­ обжигательная печь

12 — распределительный конус; 13 — вращ а­ ющаяся чаша; 14 — бункер; 15 — затворы; 16 — разгрузочный рукав; 17 — привод за ­ творов; 18— конвейер

217

готовления растворов для кирпичной и других видов кладки штукатурки, побелок и т. п.

На рис. 92 показана шахтная пересыпная печь для обжига извести, работающая на коксе, загружаемом вместе с сырьем. Футеровка зоны охлаждения из шамотного кирпича, но может быть выполнена и из жаростойкого бетона, зона обжига — из хромомагнезитового или многошамотного кирпича с повышен­ ной механической прочностью (доменный кирпич). Зону подо­ грева футеруют шамотным кирпичом повышенной прочности, а верхнюю часть этой зоны выполняют из чугунных плит. Ос­ нованием печи служит железобетонный фундамент (нижняя плита, колонны и обвязочные балки), поверх которого смонти­ рован кожух из листового металла. Применение чугунных плит и футеровки шахты из особо прочных огнеупоров (предел проч­ ности при сжатии 300—800 кгс/см2) объясняется механическими воздействиями на футеровку кусков шихты, опускающейся свер­ ху вниз и истирающей ее, а также ударами кусков шихты о фу­ теровку при загрузке. Зазор между футеровкой и кожухом за­ полняется теплоизоляционным материалом. Подача материалов, известняка и топлива в печь в принципе не отличается от про­ цесса загрузки шихты в доменную печь.

Для отвода продуктов горения из печи в верхней части зоны подогрева имеются два дымохода.

Удаление из шахты готовой продукции производится с по­ мощью специального устройства, состоящего из вращающейся чаши, имеющей в центре отверстия, а по периферии скребки. Во время вращения чаши скребки направляют известь к отвер­ стию, через которое она и ссыпается по трубе, вставленной в это отверстие и вращающейся вместе с чашей. Из трубы известь попадает на разгрузочный стол, с которого скребками, прикре­ пленными к трубе, сбрасывается в бункер, откуда поступает в трехшлюзовой барабанный затвор, расположенный внизу бун­ кера. При повороте барабанного затвора на 180° известь через отводящие рукава удаляется из печи.

ного кирпича, называемое керном. В керне по его периферии расположены газовые горелки, к которым подводится газ. Уст­ ройство керна в центре печи обусловливается необходимостью равномерного прогревания шихты по всему сечению шахты. При установке горелок по диаметру печи снаружи обеспечить это практически невозможно.

§ 27. ВРАЩАЮ ЩИЕСЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПЕЧИ

Вращающаяся цилиндрическая печь представляет собой по­ лый стальной цилиндр, футерованный внутри огнеупорными из­ делиями и вращающийся вокруг своей оси (рис. 93). Цилиндр

218

несколько наклонен к горизонтали и поэтому материалы, загру­ жаемые в него, пересыпаются при его вращении и передвигают­ ся от высокого конца к низкому, навстречу продуктам сгорания топлива, сжигаемого в горелках, установленных в нижнем торце барабана.

Небольшие вращающиеся печи применяют для производства керамзита (вспученных глин), а также для обжига извести и гипса. В более крупных вращающихся печах выполняют обжиг каустического и металлургического магнезита и шамота. Наи­ большее распространение вращающиеся печи получили при про­ изводстве цементного клинкера, являющегося исходным мате­ риалом при производстве цемента.

Основным сырьем для получения цементного клинкера, а сле­ довательно и цемента, являются известняки, глины и известня­ ковые мергели. Поступающее на завод сырье дробится, дозиру­ ется и направляется в резервуары, оборудованные особыми уст­ ройствами для перемешивания массы, куда подается также большое количество воды. В процессе перемешивания сырья с водой образуется сметанообразная масса, называемая шламом, который после дополнительного измельчения на специальных мельницах подается в шлам-бассейн — в резервуары больших размеров, оборудованные мешалками. После выдержки в них в течение нескольких суток шлам по системе трубопроводов по­ ступает в распределительные баки, оттуда — во вращающиеся печи на обжиг. Влажность шлама в среднем составляет 33— 38%, но может колебаться и в более широких пределах в зави­ симости от видов сырья.

Печь по длине условно разбита на ряд зон, в каждой из ко­ торых сырьевая смесь (шлам), поступающая в печь, по мере продвижения от верхнего, холодного, к нижнему, горячему, кон­ цу печи проходит следующие стадии:

1 ) в зоне подсушки происходит испарение свободной влаги.

слоем шлака и подвергается истирающему действию обжигае­ мого материала;

2 ) в зоне подогрева происходит выгорание органических ве­ ществ и удаление химически связанной воды из составляющих глины. Температура газов в начале зоны 1250° С, в конце 1100° С, обжигаемого материала соответственно 500 и 250° С, рабочей поверхности футеровки 920 и 80° С. Футеровка подвергается ис­ тирающему действию гранулированного порошкообразного ма­ териала;

3) в зоне кальцинирования протекают основные реакции разложения СаС03 на СаО и СОг. Температура газов в начале зоны 1600° С, в конце 1250° С, обжигаемого материала соответ­ ственно 900 и 500° С, рабочей поверхности футеровки 1320

220

и 920° С. Футеровка подвергается истирающему действию грану­ лированного материала;

4) в зоне экзотермических реакций преобладают основные

клинкере составляет 50—65%, и ЗСа0-А120 3 (10—15%). Темпе­ ратура газов в зоне 1600° С, обжигаемого материала в начале зоны 900° С, в конце 1400° С, рабочей поверхности футеровки со­ ответственно 1400 и 1320° С. На футеровку воздействует клин­ кер в жидкой фазе. На поверхности футеровки образуется за­ щитная обмазка (гарнисаж);

5) в зоне спекания происходит спекание с частичным плавлением материала и усиленно протекают реакции (перечислен­ ные в п. 4). Температура газа в зоне 1600° С, обжигаемого ма­ териала 1400° С, рабочей поверхности футеровки в начале зоны 1450° С, в конце 1400° С. На футеровку воздействует жидкая фа­ за клинкера, образуя на ее поверхности защитную обмазку;

6 ) в зоне охлаждения готовый продукт — клинкер остывает до 1000—1100° С. Футеровка подвергается истиранию раскален­ ными твердыми кусками клинкера и резкому охлаждению хо­ лодным воздухом.

ся на склад, где и хранится до помола. При помоле в специаль­ ных мельницах к клинкеру добавляют до 1—3% гипсового кам­ ня CaS0 4 -2 H20 для замедления схватывания цемента и до 15%

мент выдерживают в емкостях (силосах) в течение 15—20 су­ ток, что обеспечивает достижение стандартных сроков схваты­ вания, а затем упаковывают в тару и направляют потребителям.

Корпус печей сваривается из листовой стали толщиной 50— 60 мм. Для облегчения монтажа корпус печи вначале собирает­ ся в виде отдельных обечаек (царг), которые устанавливают на опоры и потом соединяют друг с другом (сваривают). К корпу­ су печи крепятся 7—9 бандажей из стального обработанного литья, которыми печь опирается на опорные ролики, установлен­ ные под углом 4° к горизонту. Подшипники опорных роликов устанавливают на металлических рамах, связанных с железобе­ тонными фундаментами печи анкерными болтами.

На средней опоре устанавливают контрольные ролики, кото­ рые начинают вращаться (что служит сигналом о ненормаль­ ной работе установки) только в том случае, если происходит смещение корпуса вдоль оси печи. Вблизи этой опоры располо­ жен и зубчатый венец (ведущая шестерня), с помощью которой печь через редуктор электродвигателя приводится во вращение.

Питание печи шламом осуществляется через верхний конец

221