Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий

СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ

ГЛАВА /

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТА

§ 1. ВРАЩАЮЩИЕСЯ ПЕЧИ

В настоящее время основным агрегатом в цементной промышленности как при мокром, так и при сухом способах производства является вращаю­щаяся печь.

Все остальное техническое оборудование (дробилки, мельницы, питатели, дозаторы и т. д.) рассматриваются в общем курсе.

Вращающаяся печь состоит из следующих основных узлов (фиг. 137): корпуса 1 с надетыми на него бандажами 2, опорных станций 3, контрольных станций 4, упорной станции 5, привода 6. В комплекте с печью работает также и холодильник (см. § 2 гл. I).

Диаметры современных конструкций печей принимаются в пределах 3— 5,8 м, длина при мокром способе производства 100—185 м; при сухом способе производства — 95—130 м. Длина печей с запечными теплообменными устройствами 40—100 м.

Ниже рассматривается конструкция печи размером 4,5x170 ж.

Корпус печи представляет собой цельносварную металлическую трубу, вращающуюся на опорах. Внутренний диаметр корпуса 4,5 м, длина 170 м. Толщина листов в местах крепления бандажей 60 мм, а в пролетах от 30 до 46 мм.

Внутренняя поверхность печи футерована огнеупорными кирпичом и жароупорным бетоном. Для повышения поперечной жесткости корпуса в пролетах между опорами на корпус насажены кольца жесткости (29— 30 колец).

Бандажи на корпус печи насаживаются свободно, на регулировочных прокладках, меняя которые устанавливают требуемый зазор между бандажом и корпусом. От осевого перемещения бандаж предохраняется упорами, приваренными к корпусу.

Во внутренней части холодного конца печи на расстоянии 4 м от обреза встроен фильтр-подогреватель. Назначение фильтра-подогревателя — обе­спечение нагревания шлама до температуры 60—70° и частичного пылеулав­ливания. Фильтр-подогреватель состоит из двух решетчатых перегородок, установленных друг против друга на расстоянии 600—700 мм. Пространство между перегородками на 50—60% заполняется металлическими стальными кольцами или обрезками труб.

Шлам, проходя внутри печи через отверстия в перегородке, соприка­сается с телами наполнения, нагреваемыми отходящими газами, движущимися от головки печи навстречу шламу. Соприкасаясь с нагретыми телами, шлам частично обезвоживается, при этом создается завеса из шлама, через которую профильтровываются и обеспыливаются отходящие газы.

Вслед за фильтр-подогревателями на длине 40 м смонтирована цепная завеса, состоящая из отдельных пересекающихся гирлянд, навешенных под

углом 45° по движению материала. Навеска цепей значительно увеличивает поверхность теплопередачи в зоне испарения. Длина цепной завесы прини­мается с таким расчетом, чтобы шлам по выходе из зоны цепной завесы имел влажность около 8%.

Длина цепной завесы может быть определена по формуле

= 0,071 (о,1-£--і)л, (403)

где — длина цепной завесы в м;

L — длина печи в м

D — средний внутренний диаметр печи в м.

Опорные станции (роликоопоры). Каждая из опор состоит из двух роли­ков 1 (фиг. 138) с осями, установленными в подшипниках скольжения 2.

Ролики литые, из стали 35JI, а оси кованые. Подшипники вместе с роликами могут перемещаться по опорным плитам 3 (в поперечном направлении) до 100 мм. Подшипники опор имеют жидкую смазку, подаваемую на трущиеся поверхности специальными черпаками. Подшипники имеют водяное охлаждение.

Для наблюдения за продольным перемещением печи, устанавливаемой с уклоном в 3,5% (2е), служат контрольные ролики, которые монтируются

у четвертой опоры. При правильном положении корпуса печи ребра бандажа не должны соприкасаться ни с верхним, ни с нижним контрольным роликом. На пятой опоре устанавливаются аварийные упоры, которые предусматри­ваются на случай среза роликов. На станции аварийных упоров монтируются конечные выключатели, обеспечивающие выключение привода при чрезмер­ном осевом смещении корпуса печи. Смазка подшипников контрольных роли­ков — циркуляционная, от центральной станции жидкой смазки.

Температура нагрева масла в подшипниках опорных станций контро­лируется термосигнализаторами, настраиваемыми на предельную темпера­туру нагрева. При чрезмерном нагреве вкладышей подшипников на специаль­ном пульте загорается лампочка, соответствующая данному подшипнику, подается звуковой сигнал. Кроме того, на каждом подшипнике установлены термометры (для визуального наблюдения), а для контроля уровня масла — маслоуказатели.

Привод печи состоит из главного и вспомогательного. Главный привод предназначен для вращения корпуса печи во время работы, а вспомогатель­ный применяется во время ремонтных, футеровочных или аварийных работ.

На фиг. 139 показана конструкция привода печи 4,5 X 170 м с двумя электродвигателями. Основной привод печи состоит из двух электродвига­телей 1, двух трехступенчатых редукторов 2 и зубчатой передачи, состоящей из шестерен и зубчатого венца 3. Подвенцовые шестерни соединяются с редук­торами шарнирными шпинделями 4, допускающими некоторое смещение осей с тем, чтобы подвенцовые шестерни для удобства настройки зацепления можно было вместе с подшипниками перемещать по опорной плите. Зубчатый венец крепится к корпусу на рессорах 5, параллельных оси печи. Вспомога­тельный привод состоит из электродвигателя 6 с редуктором 7, электрома­гнитной муфты 8, генератора 9 и тахогенератора 10, указывающего число оборотов печи.

Регулируемая рабочая скорость печи составляет 1—1,5 об/мин, ремонт­ная — 4 об/час.

При сухом способе производства применяются вращающиеся печи, по конструкции аналогичные вращающимся печам мокрого способа с той лишь разницей, что по длине они более короткие. Наибольшая длина таких печей в настоящее время не превышает 130 м.

Широкое распространение в последнее время, особенно в ФРГ, получили при сухом способе производства печи типа Леполь, состоящие из двух отдель­ных агрегатов.

В первом агрегате — конвейерном кальцинаторе, сырьевая смесь обез­воживается, дегидратируется и частично декарбонизируется, а во втором — коротком вращающемся барабане длиной 60 м — полностью декарбонизи­руется и спекается.

Кальцинатор представляет собой бесконечный колосниковый конвейер шириной 3—4 ж и длиной 12—25 м, движущийся со скоростью 0,4—0,8 м/мин. Конвейерный кальцинатор заключен в кожух, отфутерованный огнеупорным кирпичом.

Колосниковый кальцинатор составлен из пластин, в которых имеются щели величиной 8 мм. Общее сечение щелей составляет не менее 12% от пло­щади всей решетки. Съем с 1 м2 составляет около 300—350 кг клинкера в час.

Рабочий процесс сводится к следующему. Тарельчатый или барабанный питатель (гранулятор) подает сырьевую муку на кальцинатор, при этом мука смачивается водой, вследствие чего образуются гранулы размером 5— 20 мм. Гранулы по течке поступают на кальцинатор. Через слой гранул просачиваются горячие газы с температурой 950—1000°. Под воздействием

горячих газов гранулы высушиваются, подогреваются и частично декарбо - низируются.

Из кальцинатора гранулы направляются во вращающуюся печь, в которой заканчиваются процессы декарбонизации и спекания.

В последние годы начали внедряться при сухом способе производства вращающиеся печи с запечными теплообменниками.

Наибольшее распространение получили печи с циклонными теплообмен­никами типа Гумбольт.

Циклонный теплообменник состоит обычно из четырех отдельных цикло­нов, установленных последовательно друг над другом и соединенных патруб-

ками для пересыпания сырьевой смеси. Нижний циклон соединен с загрузоч­ным концом печи. Циклоны футерованы огнеупорным кирпичом.

Работа на указанных печах происходит в следующей последовательности. Сырьевая смесь подается в верхний циклон и движется вниз последовательно, переходя из одного циклона в другой. На своем пути сырьевая смесь нагре­вается движущимися ей навстречу отходящими печными газами. Температура газов при входе в первый циклон составляет около 1000—1050° С, а при выходе из последнего циклона — 200—250° С. Сырьевая смесь за время прохождения циклонов нагревается до 700—800° С, при этом высушивается, дегидратируется и частично декарбонизируется.

Применение запечных циклонных теплообменников на действующих коротких печах (40—60 м) позволило повысить их производительность на 30 -40% при одновременном снижении расхода тепла на обжиг на 20— 30%.