Барабанная печь

Барабанная печь

Бараба́нная печь (барабанная вращающаяся печь, трубчатая печь, барабанная сушилка) — 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, который медленно вращается вокруг оси. Предназначена 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.

Содержание

Назначение [ править | править код ]

• спекание шихт в производстве глинозёма
• получение цементного клинкера(см. производство цемента)
• получение силикатной извести(см. производство силикатного кирпича) (сульфидных материалов)

• обжиг молибденового концентрата

Конструкция [ править | править код ]

• кожух (барабан)
• открытая зубчатая передача: венец, шестерня : 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 твёрдых 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 высокоглинозёмистым 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 вращается со скоростью 0,6—2 об/мин. Мощность электродвигателя 40—1000 кВт.

Принцип работы [ править | править код ]

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.

Обечайка печи [ править | править код ]

Обечайка изготавливается из решеток прокатанной мягкой стали толщиной от 15 до 30 миллиметров, свариваемые для создания барабана 230 метров в длину, по диаметру 6 метров. Она будет располагаться на восточной/ западной оси для предотвращения вихревого потока. Верхние ограничения по диаметру установлены тенденцией обечайки к деформированию из-за собственного веса по овальному поперечному сечению с последующим прогибом во время вращения. Длина неограничена, но становится сложно справляться с изменениями в длине при нагревании и охлаждении (характерно для 0,1−0,5% длины), если печь слишком большая.

Огнеупорная футеровка [ править | править код ]

Цель огнеупорной футеровки состоит в том, чтобы изолировать стальную обечайку от коррозионных свойств обрабатываемого вещества. Она может состоять из огнеупорных кирпичей или литого огнеупорного бетона, либо может отсутствовать в зонах печи, где температура ниже 250°. Огнеупор выбирается в зависимости от температуры печи и химических свойств обрабатываемого вещества. В некоторых производствах, например в цементном производстве, срок службы огнеупора продлевается с помощью профилактики — обмазки обрабатываемого вещества на поверхности огнеупора. Толщина футеровки обычно в пределе 80−300 миллиметров. Обычный огнеупор будет способен поддерживать перепад температуры в 1000°. Температуру в обечайке нужно поддерживать ниже 350° чтобы сохранить сталь от повреждения. Инфракрасные сканеры непрерывной работы используются, чтобы послать предупреждение о месте прогара негодного огнеупора.

Бандажи и ролики [ править | править код ]

Бандажи, иногда называемые бандажными кольцами, обычно состоят из одинарной литой стали, подвергаются обработке гладкой цилиндрической поверхности, которая неплотно присоединяется к обечайке печи через различные кронштейны. Это требует изобретательности в проектировании, так как сам бандаж должен плотно устанавливаться на обечайку, а также предусматривать тепловое движение. Бандаж крепится на паре стальных роликов, обрабатывается гладкой цилиндрической поверхностью, и устанавливается почти на половину диаметра печи. Ролики должны поддерживать печь и обеспечивать безызносное вращение насколько это возможно. Хорошо спроектированная вращающаяся печь при отключении электроэнергии будет поворачиваться подобно маятнику множество раз перед остановкой. Все обычные печи 6×60 м, включая огнеупоры и устройство подачи весят около 1100 тонн и работают на 3 бандажах и комплекте роликовых механизмов, расположенных по всей длине печи. Самые длинные печи могут иметь 8 комплектов роликовых механизмов, в то время как самые короткие — всего 2 комплекта. Печи обычно вращаются от 0,5 до 2 оборотов в минуту, но иногда быстрее 5 оборотов в минуту. Печи на современных цементных заводах работают на скорости от 4 до 5 оборотов в минуту. Подшипники роликов должны быть способны противостоять большим статическим и внешним нагрузкам, а также должны быть тщательно защищены от тепла печи и проникновения пыли. В дополнение к поддерживающим роликам существуют низкие и высокие поддерживающие роликовые подшипники напротив бандажей, что предохраняет печь от соскальзывания поддерживающих роликов.

Ведущая шестерня [ править | править код ]

Печь обычно вращается при помощи единственной венцовой шестерни, окружающей холодильную часть печной трубы, но иногда вращается при помощи движущихся роликов. Шестерня соединена через движущийся механизм с электродвигателем с переменным числом оборотов. Для этого должен быть пусковой вращатель для запуска печи с большой эксцентричной нагрузкой. Печь в 6 x 60 метров требует около 800 киловатт для вращения на 3х оборотах в минуту. Скорость потока материала в печи пропорциональна скорости вращения, а для такого контроля нужен привод с регулируемой частотой вращения. Гидравлические приводы используются тогда, когда ролики приводятся в движение. У них имеются преимущество в улучшении высокого наддува. Во многих режимах опасно допускать остановку горячей печи при выходе из строя питания привода. Колебания температуры между верхней и нижней частью может вызвать деформацию и повреждение огнеупора. По этой причине предусмотрен дополнительный привод для использования во время отключения электроэнергии. Им может быть небольшой электродвигатель с отдельным электропитанием или дизельным двигателем. Он вращает печь очень медленно, но предотвращает повреждение.

Внутренние теплообменники [ править | править код ]

Теплообмен во вращающейся печи может происходить посредством теплопроводности, конвекции и теплового излучения. В низкотемпературных процессах, и холодильных частях больших печей имеется нехватка предподогревателей, так как печь зачастую снабжена внутренними теплообменниками чтобы способствовать теплообмену между газом и сырьём. Они могут состоять из воздухозаборников совкового типа или «лифтёров», которые последовательно включают подачу через газовый поток, либо могут быть металлическими вкладышами, нагревающими в верхней части печи, и передавать тепло в систему подачи, хотя и скрываются ниже поверхностной влажности в момент вращения печи. Самый простой теплообменник состоит из каналов, держащихся на подкладках поперёк потока газа.

Другое оборудование [ править | править код ]

Печь соединяется с выходным чехлом на штабель в нижнем конце и с газоходами выходящих газов. Для этого нужно газонепроницаемое уплотнение в другом конце печи. Выхлопной газ может отправляться в утиль, либо входить в предподогреватель с входящей подачей. Газы должны проходить через печь, в случае, если предподогреватель оснащён вентилятором, расположенным на выходном конце. Для установки предподогревателя, когда может происходить высокий перепад давления, нужна большая мощность для вентилятора. Зачастую, вентилятор является самым большим приводом в системе печи. Выхлопные газы могут содержать в себе пыль, и могут быть нежелательные составляющие, такие как, диоксид серы и хлористый водород. Оборудование устанавливается во избежание прохода газов в атмосферу.

Полезная отдача тепла [ править | править код ]

Полезная отдача тепла вращающейся печи составляет примерно 50-65% [1] .

Технология [ править | править код ]

Шихта и топливо поступают в печь обычно с противоположных концов печи. Шихта движется вследствие вращения и некоторого наклона самой печи (например, 1,5 %).

Обжиговые печи для цемента

Вращающаяся печь

Модель: Ф1.6×32м– Ф4.7×72м
Производитьльность (т/ч): 2.0–4000
Применение: в металлургической, химической, огнеупорной, керамической, бумажной и других промышленностях.
Хэнань Чжэнчжоу Горная Машина производит вращающиеся печи на основе привлечения передовой иностранной технологии и по особенности прокалки известняк.Одновременно соответствует с государственной политикой в отрасле индустрии экологической охраны и экономии энергии.

Обзор продукта

Описание

Hongji группа является специальным производителем вращающейсь печи, которая для производства цемента, извести, керамзита и т.д.

【Применимый материал】

известняк, мел, глина, диатомит(кизельгур), пепел пылевидного угля, гипс, бентонит, железная руда, металлический магний……

【Прикладная область】

строительный материал, металлургическая химическая промышленность, завод стали, огнеупорные кирпичи, железный сплав, цемент….

Применимые материалы

Вращающаяся печь используется для обжига/кальцинации известняка, клинкера, керамзита, железной руды, руды никелевого железа, хромистого железняка, высокоглинозёмистой руды, гидроокиси алюминии и т.д.

Согласно разности обрабатывающих материалов, наша вращающаяся обжиговая печь может разделяться на несколько типов:

Вращающаяся печь для обжига цемента (предназначена для обжига цементного клинкера).

Вращающаяся обжиговая печь для металлургической промышленности (предназначена для кальцинирования металла)

Вращающаяся печь для обжига известей (предназначена для обжига активной извести, доломита), и тоже для производства керамзитового гравия .

Преимущество

Вращающаяся печь, характеризуется высоком коэффициентом материалов, совершенной прокалкой, высоком качеством, экологической охраны и экономией энергии, простой эксплуатацией и долгий срок услужбы целой машины при совместном использовании с вертикальным подогревателем и вертикальном охладителем

1.Используя трехмерный дизайн и аналоговое вычисление, отпимизировать структурный дизайн главных агрегатов, чтобы комплексные оборудования станет более конкурентоспособные.

2.Использовать высококачествнные материалы и передовые техгологии, чтобы обеспечить оборудование работать стабильно и безопасно.

3.Простая эксплуатация и удобное обслуживание, снизить расход ремонта.

4.Много видов моделей чтобы удовлетворить разным техническим требованиям.

Конструкция

Опорное устройство: передовой шпиндель с автоматическим гигрометром и агревателем, вместе с тем имеется передвижной опор.

В ролике задержки поставленны автоматическая и гидромеханическая задержка передовой гидромеханической контрольной системой.

Приводное устройство: однонаправленный и двунаправленный привод. Редукционный, ДПТ и преобразователь управляют скорость, так что работать надёжно, энергоэкономическо и эффективно.

Подкладка: вмонтированная, перестановочная и пловучая, структура проста, ремонтировать меняться легко и безопасно.

Герметическое устройство: имеются разные герметические образы по разным проектам, включается воздухое, подпружиненное, графитное и аксиальное, всех этих характиризирует приспособляемость к движению цилиндра.

Примечание

Вышеуказанная технология только на усмотрение, конкретный вариант определится согласно материал, размер, производительность, требование и т.д.

Вращающаяся печь – промышленная печь цилиндрической формы с вращательным движением вокруг продольной оси, предназначенная для нагрева сыпучих материалов с целью их физико-химической обработки.

Основными являются вращающиеся печи, в которых сжигается пылевидное, твёрдое, жидкое или газообразное топливо непосредственно в рабочем пространстве печи и греющие газы движутся навстречу обрабатываемому материалу.

Металлический барабан, футерованный огнеупорным кирпичом, устанавливают под небольшим углом к горизонту на опорные ролики. Барабан приводят во вращение электродвигателем через редуктор и открытую зубчатую передачу. Шихту загружают со стороны головки. Сухую шихту подают механическими питателями, а шихту в виде пульпы — наливом или через форсунки. Топливо (10—30% от массы шихты) вводят через горелки, помещённые в горячей головке. Здесь же выгружают готовый продукт, направляемый в холодильник. Газы из печи очищают от пыли в системе очистки. Для улучшения условий теплопередачи во печи встраивают различные теплообменные устройства — перегревающие лопасти, полки, цепные завесы, насадки и т.д.

Внутри печь футеруют огнеупорными кирпичами. Длинные вращающиеся печи оборудованны внутрипечными теплообменными устройствами (цепные завесы), выполняющую функции внутрипечного теплообменника. Корпус печи бандажами опирается на роликоопоры. Печь вращается приводом, находящимся примерно посередине корпуса печи. Врашающий момент передается через венцовое колесо.

Печь установлена под уклоном 3-4% и в следствие ее вращения и уклона происходит продвижение материала.

Цементное производство

Современный цементный агрегат включает несколько уровней в циклонных подогревателях: обжиговая печь с переносом третичного воздуха, роторная система для обжиговой зоны и клинкерный охладитель. Компания "ENCE GmbH" полагается на многолетний опыт наших партнеров в области полностью монолитной огнеупорной футеровки статической области обжиговых цементных печей.

Циклоны и вентиляционные каналы горячего воздуха:

• Абразивность
• Высокая температура
• Щелочная атака

Обжиговые печи, желоба для пыли и загрузочные концы:

Тяжелые условия и

• Абразивность
• Высокая температура
• Щелочная атака/Накопление
• Хлоридная атака

Выход печи с каналом третичного воздуха, огнеупоры фасонные и горелки:

• Абразивность
• Высокая температура
• Щелочная коррозия
• Термодинамический и механический цикл

• Пыльные условия
• Щелочная коррозия/Накопление
• Абразивность
• Термический цикл

Циклоны вентиляционные каналы горячего воздуха
Колосниковый подогреватель

Цементная пыль проникает сквозь самые верхние вентиляционные каналы горячего воздуха и подогревается, в то время как различные уровни циклона горячего дымового газа идут из барабанной печи.

В этих циклонах температура варьируется от 300°С (верхняя часть) до 800°С (нижняя часть).

Выбор подходящего материала монолитной футеровки делается в соответствии с термическими и химическими условиями. Установка стен может иметь несколько слоев огнеупоров с соответствующей анкерной системой.

Могут применяться следующие методы установки: литье с PLICAST, торкретирование с PLIGUN и PLIGUN НС, или использованием новых техник установки с продуктами SPRAYCAST.

Обжиговые печи, пылеотводные каналы, третичные трубопроводы

Установка обжиговой печи в циклонном теплообменнике позволяет производить нагрев и обжиг цементной пыли с использованием различных типов продуктов сгорания, таким образом, приводя к более эффективному процессу сгорания.

В данных областях, из-за высокотемпературного процесса при ок. 1100°С и хлористо-щелочной циркуляции, огнеупорный материал подергается серьезным термическим и химическим воздействиям. Здесь рекомендуются щелочестойкие огнеупоры, такие как наш PLICAST, PLIGUN или PLIGUN НС и SPRAYCAST с добавками SiC.

Более того, покрытие поверхности PLISTIX снижает клинкерное спекание и инфильтрацию щелочи.

Камера всасывания вход обжиговой печи

Следуя новым разработкам в процессах производства цемента, строители печей должны принимать во внимание новые концепции строительства. Наилучшим решением является применение монолитных огнеупоров. Пример представлен ниже:

Наиболее сложная часть — входная арка с пятовым переходом к приемному желобу. Профиль смешивающего литника разделен на заднюю стену для точного направления сырьевой смеси.

Несколько ударных нагнетателей были установлены внутри канала и во входной верхней области, поперек угла. Благодаря комплексной форме корпуса и угловому устройству вокруг сопла ударного нагнетателя, этот тип футеровки может быть выполнен только с монолитными огнеупорными материалами:

• литье PLICAST
• торкретирование PLIGUN или PLIGUN НС
• установка торкретирования SPRAYCAST

Трубы горелок выхода печи

Использование комбинированных горелок становится наиболее общей практикой на цементных заводах, и это использование, вероятно, увеличится в ближайшем будущем благодаря большому количеству альтернативного и мазутного топлива. К сожалению, эти возникающие проблемы влияют на структуру покрытий, качество клинкера, срок службы огнеупоров.

Проблемы сжигания в цементных печах очень сложные и зависят от многих факторов.

Концы труб горелок всегда подвергаются щелочной коррозии и абразивности клинкеров. Они также испытывают вибрацию и действие высоких температур.

В зависимости от химических проблем, реальной скорости обжиговой печи и уровня температуры, PLIBRICO предлагает несколько различных продуктов, уже испытанных в рабочих условиях:

PLICAST, PLIFLOW и трамбовочные массы PLIBRICO.

Крышка обжиговой печи

Крышка обжиговой печи — самая короткая часть печи, но наиболее важная. Здесь температура может изменяться от 1350°С до 800°С. Чтобы снизить эрозию огнеупорной футеровки, вызываемой горячим клинкером из нижней транзитной зоны, в данной области должен использоваться высокоабразивный, термостойкий и химостойкий материал.

Plibrico выполняет много исследований продуктов, и как результат, мы можем предложить несколько инновационных материалов: трамбовочные массы PLIBRICO, PLICAST, PLIGUN или PLIGUN НС и SPRAYCAST.

Колосниковый охладитель

Функция клинкерного охладителя — охлаждать клинкер с 1300°С до ок. 100°С и завершить превращение ЗСаО Si02 в главный компонент портландцемента.

В данной области огнеупорный материал подвергается сильным изменениям температуры, резким механическим разрушениям боковых стен (феномен износа), и серьезным химическим атакам из-за присутствия щелочи, освобождающейся в процессе охлаждения клинкера.

Для монолитных футеровок колосниковых, барабанных и планетарных охладителей, Plibrico предлагает современные продукты LCC из наших серий PLICAST, PLIGUN или PLIGUN НС и SPRAYCAST.

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.