Вращающиеся печки
От 80 до 250 м.
1 – печь, 2 – холодильник, 3 – горелка, 5 – т-обменники, 6 – завеса, 8 – трубы водяного охл-я печи.
Вращающие печки чаще всего используются при производстве цементного клинкера и строит мат-лов - керамзит. Представляет собой стальной цилиндр, футерованный огнеупором и наклоненный под углом 4-6 ° к горизонту. Сырье поступает в верхнюю часть печи. При вращении печки оно пересыпается и нагревается встречными дымовыми газами, которые двигаются от нижнего конца печи к верхнему. Дымовые газы образуются после горения топлива в дальнобойной (длиннофакельной) горелке, в к-ю подается воздух после подогрева за счет охлаждения клинкера в холодильнике.
Холодильник представляет собой ряд барабанов, связанных с печью, в к-е поступает, при вращении печи, раскаленный клинкер, продуваемый воздухом. T клинкера из печи ~ 1200 С, из холодильника t клинкера ~ 600 С. Шахтные холодильники, холодильники пересыпного типа и водно-эмульсионные холодильники (мелкое распыление воды). В Рос пром-ти исп-ся пересыпной холодильник типа Волга. Вращение осущ-ся для лучшего перемешивания.
При движении материала он сначала проходит зону подсушки, где t газов снижается с 1000 ° до 300, а материал нагревается всего до 200 °. В зоне подогрева t газов 600 – 1200. Заметных химических реакций в материале не протекает. В зоне высоких температур, где t газов составляет 1200-1500 материал нагревается до 1000 ° и в нем происходят процессы дегидратации глины, диссоциации карбонатов и другие процессы.
За счет экзотермических реакций происходит образование силикатов и алюминатов кальция. Затем спекание. t газов находится в коридоре 1600-1700 C. Охлаждение цементного клинкера в холодильнике – последнее, что происходит во вращающейся печке
Небольшие вращающие печки используются для обжига керамзита, для обжига гипса, извести.
Обжиг – завершающая технологическая операция пр-ва клинкера. В проц обжига из сырьевой смеси получают клинкер, состоящий из 4 осн минералов (силикаты кальция 3*CaO*SiO2 и 2*CaO*SiO2 , алюминат кальция 3*CaO*Al2O3 , алюмоферрит кальция 4*CaO(Al2O3,Fe2O3) , С3S, C2S, C3A и C4AF). Для образования клинкера минералы одного компонента – глины должны хим прореагировать м/у собой. В обычных условиях известняк, глина + др эл-ты инертны. При нагревании они становятся активными – реагируют. Скор-ть хим р-и еще возрастает, если часть мат-лов расплавляется образуя ж-ю фазу – Спекание – оно необходимо для более полного усвоения CaO кремнеземом SiO2 и получением трехкальциевого силиката 3*CaO*SiO2. Частичное плавление сырьевых мат-лов нач-ся с 1300 С. Для ускорения р-и t обжига ув-ся до 1450 С. С поднятого конца в барабан печи поступает жидкий шлам или гранулы. В рез-те вращения он перемещается к нижнему концу. Обр-ся прод сгор двиг-ся навстречу, нагревают шлам, сами остывают. t мат-ла ↑, а t газов ↓.
Ломаный х-р кривой t смеси показывает, что при нагреве смеси происходят различные физико-хим проц-сы. В одних случаях тормозящие нагревание(пологие уч-ки), или способствующие нагреву (крутые уч-ки). Сырьевой шлам при t окр ср попадая в печку нагревается (удаление влаги), t отх газов снижается (I – зона испарения) от 800-1000 С до 160-200. Аэродинамическое сопротивление печек составляет 1,5-2 кПа, а конц-я пыли 12-25 г/м3. При ↑ вл-ти шлама влагосодержание ум-ся 2 путями : химич – введение разжижителей, мех-ки – обезвож шлама в фильтрах или испарителях. При нагревании шлам сначала разжижается, затем загустевает и при значит потере воды превращается в крупные комья, к-е при дальнейш нагреве превращ-ся в гранулы. Сушка шлама длится до 200 С, т. к. влага в порах и капилярах исп-ся медленно.
При t 200-300 в Зоне II выгорают органические примеси и теряется вода, входящая в состав глины. Потеря глиной воды хим связанной – дегидратация – ведет к полной потере глиной связующих св-в. Шлам рассыпается в порошок. До t 600-700 С – зона подогрева. При t 800 С идет хим р-я – CaСO3 раскладывается на СаО и диоксид углерода. Этот процесс диссоциации, при 800 С идет медленно, при ↑ t ск-ть быстро ↑. При 1000 С – CaCO3 – почти весь разлагается. Зона III – кальцинирования. tg αIII< tg αII – тепло дым газов расходуется в основном на хим р-ю разложения и мат-ла растет медленно. IV – зона экзотермич р-й, t=1200-1300 С, р-и с выделением тепла идут. 3CaO*SiO2 – обр-ся в Зоне спекания V, где t=1300-1450 C. Клинкер из зоны спекания попадает в Зону охл-я VI, где навстречу клинкеру движ-ся потоки хол в-ха. Клинкер выходит с 1000-1200 С и для окончательного охл-я его направляют в холодильник, в к-м прогоняется хол в-хом, после его подогрева он напр-ся на горение.
