Загальні відомості. Обертові печі мокрого способу виробництва бувають довгі - від 80 до 230 м, короткі - від 40 до 80 м. Довгі обертові печі обладнають тільки внутрішніми теплообмінними пристроями (іноді їх називають також вбудованими) - ланцюгами, фільтрами-підігрівниками, металевими і керамічними теплообмінниками різних типів , що встановлюються в підготовчих зонах печі.
Короткі печі з ланцюговими завісами малопродуктивні і вимагають великої витрати тепла на випал клінкеру. У зв'язку з цим їх або реконструюють, або виводять з експлуатації. Щоб підвищити продуктивність і зменшити витрату палива, деякі короткі печі без внутрішніх теплообмінних пристроїв обладнають запечная установками - концентраторами шламу або розпилювальними сушарками шламу.
Продуктивність довгих обертових печей залежить від поверхні теплообміну між обпікає матеріалом і димовими газами, вологості надходить на випал шламу, частоти обертання барабана, різниці температур газів і пекучого матеріалу, швидкості газового потоку в барабані, режиму випалу, величини виносу пилу з печі і багатьох інших факторів . Однак вихідний показник продуктивності печі - поверхня теплообміну; їм визначаються розміри барабана печі, величина поверхні і конструкції теплообмінних! || пристроїв.
На продуктивність печі впливає вологість шламу. Підвищення вологості на 1% знижує продуктивність печі до 2%. Тому необхідно систематично контролювати вологість шламу, не допускаючи його перезволоження.
Пристрій обертових печей і принцип їх роботи. Пічної агрегат включає в себе: ^ корпус обертової печі (барабана) з вбудованими теплообмін- змінними пристроями, в якому відбуваються фізико-хімічні процеси перетворення сировинних матеріалів в клінкер;
живильник шламу, за допомогою якого безперервно подається суміш в піч;
дутьевой вентилятор і паливну форсунку, по якій вугле- повітряна суміш безперервно надходить в гарячий кінець печі; при використанні для випалу вугілля в комплект пічного агрегату входить гвинтовий углепітатель, а також сепараторна млин для одночасного сушіння і помелу вугілля, що подається в піч;
холодильник, в якому охолоджується розпечений клінкер при Еиходе з печі і підігрівається повітря для горіння палива;
димосос, котра переборює аеродинамічний опір всього газового тракту і забезпечує надійну швидкість газів в печі (тягу), при якій процеси випаровування, підігріву та випалу матеріалу протікають з необхідною інтенсивністю;
пилоуловлювальні пристрої - Пилеосадітельние камеру і електрофільтр, які забезпечують необхідний ступінь знепилення газів перед викидом в атмосферу;
пристрій для повернення в піч пилу, уловленной в пилоуловлювачах;
пристрій для водяного охолодження корпусу печі в зоні спікання;
контрольно-вимірювальні і регулюючі прилади і апаратуру, які дозволяють з одного пункту контролювати процеси, що протікають в окремих механізмах, пристроях, частинах і зонах печі, а також регулювати інтенсивність цих процесів і управляти всією установкою із зазначеного пункту.
На цементних заводах найбільш поширена обертається піч довжиною 150 м різного профілю (3,6 / 3,3 / 3,6; 3,6; 4 / 3,6 / 4; 4). Розглянемо конструкцію такої печі, а також сучасної потужної печі розміром 5x185 м (78). Корпус печі 14 зварюють зі сталевих листових обичайок довжиною 2-6 м, товщиною 32-120 мм, внутрішню поверхню футеруют вогнетривкою цеглою. Обечайку, де встановлюють масивне кільце прямокутного сеченія- бандаж 5, виготовляють з більш товстого сталевого листа, ніж весь корпус печі. Бандажі спираються на ролики 12. Кількість бандажів і їх розміри визначаються діаметром і довжиною печі. X печі 5x185 м їх буває сім-вісім. Ширина бандажа повинна бути на 40-80 мм менше ширини опорних роликів, в іншому випадку він буде нерівномірно зношуватися при звисанням його з ролика. Бандажі застосовують опорні та опорно-наполегливі. Вони насаджуються на корпус печі щільно і кріпляться за допомогою прокладок або методом посадки з тепловим натягом. Останнім часом застосовують Вварной бандажі. Роликові опори для бандажів встановлюють на металевій рамі, яка кріпиться на масивному залізобетонному або металевому фундаменті.
Мастильна система опор ковзання - черпаковая з масляних ванн корпусів підшипників, опор кочення - рідка циркуляційна або густа набивная.
Виділяється при терті тепло поглинається циркулює по каналах вкладиша водою. При установці підшипників ковзання піч утримується від зсуву вниз розкосом опорних роликів в поєднанні з контрольними роликами, а при установці підшипників кочення - системою гідроупоров. Гідроупори, сприймаючи осьове зусилля, автоматично підтримують піч в заданому проміжку між крайнім верхнім і нижнім положеннями. Контрольні ролики встановлюють на найближчій до приводу печі опорі 11 по обидва боки бандажа на відстані 20-60 мм від його краю. При зміщенні корпусу печі вище допустимої межі (20-60 мм) бандаж тисне на контрольний ролик і він починає обертатися, що свідчить про неправильне положення корпусу. Контрольний ролик тільки протягом деякого часу може утримувати корпус, а потім, якщо не вжити відповідних заходів, бандажі сповзуть з опорних роликів.
На випадок аварійного сповзання печі з опор встановлюються запобіжні упори 17, які розташовуються на одній з опор печі з обох боків бандажа на відстані від його кромки на 30-50 мм більше, ніж між бандажем і контрольним роликом. Запобіжні упори забезпечують автоматичним вимірювальним перетворювачем, за допомогою якого електродвигун печі вимикається.
Корпус печі приводиться в обертання від електродвигуна через редуктор, подвенцовую і вен- цовую 6 зубчасті шестерні. Привід 10 печі може бути виконаний у вигляді двох ниток. Так, приводний механізм печі 5X185 м складається з двох електродвигунів потужністю по 320 кВт, відповідно двох редукторів і провідних шестерень, що знаходяться в зачепленні з венцової шестернею. Приводи в цьому випадку розташовані праворуч і ліворуч від корпусу печі.
Для провертання печі під час ремонту або проведення футеровочних робіт на необхідний кут встановлюють допоміжний привід. Частота обертання печі від вспомгательного приводу становить 1-4 об / ч. Електродвигун 5 допоміжного приводу, потужність якого дорівнює 5-30 кВт, може отримувати електроенергію також від спеціального генератора з двигуном внутрішнього згоряння. «Таким чином, він може працювати і при виключенні електроенергії на заводі. У разі зупинки основ
ного електродвигуна 1 включають допоміжний, повільно обертаючи піч і попереджаючи цим виникнення небажаних деформацій корпусу печі.
Мастильна система редуктора головного приводу, підшипників подвенцових шестерень і підшипників гідроупоров - циркуляційна рідка.
Мастильний матеріал в вузли тертя нагнітається за допомогою мастильної станції (у обертової печі 5x185 м встановлюють три станції).
Мастильна система зачеплення - вінця і подвенцовой шестерні, редуктора вспомогательдого приводу, з'єднань проміжного вала - рідка заливна. Зубчасті вінці більшості обертових печей закріплені на корпусах за допомогою 10- ^ тангенціальних плоских пружин, рідше за допомогою 4-6 поздовжніх пружин, встановлених на високих підкладках уздовж осі печі. Зубчасті вінці обертових печей 5X135 м, 4,5X170 м, 5X185 м, 7X230 м зміцнюють на корпусах спеціальними шарнірами.
Гарячий кінець печі закритий відкатної головкою 8 (див. 78), через яку проходять форсунки для живлення печі топлівовоз- задушливій сумішшю. Холодний кінець печі входить в курну камеру.
Для правильного ведення процесу випалу в печі необхідно як в розвантажувальному, так і в завантажувальному її кінцях усувати підсмоктування холодного повітря, для чого в зазначених місцях застосовують спеціальні ущільнюючі пристрої 16 (см. 78). У сучасних печей застосовують ущільнення двох типів: механічні та аеродинамічні.
Конструкції механічних ущільнюючих пристроїв дуже різноманітні: лабіринтове ущільнення, ущільнення з підвішеним кільцем і з вільно ковзним по поверхні корпусу кільцем, ущільнення з прогумованої стрічкою і ін. Наприклад, холодний кінець печей 5x185 м має ущільнення у вигляді куточка і диска, підтискає шістьма регульованими (з допомогою пружин) пальцями до диска закладення камери. До корпусу печі це ущільнення, що складається з шести секторів, притискається чотирма важелями з вантажами. За допомогою цих важелів зазор між корпусом і ущільненням зменшується до 2 мм.
В даний час часто застосовують просте, але досить надійне ущільнення холодного кінця пічей з прогумованої стрічки. Досить ефективно аеродинамічний ущільнення гарячого кінця печей, що представляє собою кільцевої канал з кільцевої щілиною, розташованої навколо розвантажувального кінця печі. У цьому каналі створюється розрідження, завдяки якому зовнішнє повітря не проникає в піч, а засмоктується в канал.
Для інтенсифікації роботи коротких обертових печей при мокрому способі виробництва на деяких цементних заводах встановлені концентратори шламу. Найбільше підвищення продуктивності печі і зниження витрати тепла на випал досягнуто при установці концентраторів на печах з відношенням діамет- pa до довжини 1: 20-1. 22, в яких температура відхідних газів досягає 500-600 ° С.
Концентратор, або випарник, шламу (80) являє собою медленновращающійся циліндричний барабан 3 діаметром від 3 до 4,5 м і довжиною від 2 до 4 м, бічні стінки якого утворені металевими кільцями 2, укріпленими на поздовжніх балках. Внутрішня частина барабана заповнюється приблизно наполовину спеціальними порожніми металевими тілами діаметром 100-200 мм і довжиною 120-250 мм або підвішеними ланцюгами, які нагріваються теплом газів, що відходять, просасивается димососом, і віддають це тепло шламу, внаслідок чого він зневоднюється. Барабан укладений в сталевий кожух 6, нижня частина якого забезпечена вогнетривкої футеровкою. Живильником 4 шлам направляється в подовжній жолоб, укріплений на кожусі і забезпечений соплами, через які він подається в концентратор.
При обертанні барабана за допомогою приводу 1 рідкий шлам налипає на кільця і наповнювачі і швидко просушується з вологості 36-42 до 8-12%. Утворився сухар у вигляді грудочок і крупки прокидається крізь зазори між кільцями і провалюється через живильний жолоб 7 в піч 8. Відходять гази просасиваются через газохід 5 і надходять на очистку. Температура газів, що відходять при виході з концентратора дорівнює 150-200 ° С.
Печі з концентраторами відрізняються значним пилеунос сировини, що досягає 15-30%. Для уловлювання цього пилу застосовують двухстадийную очищення газів, що складається з групи циклонів і електрофільтру. Пил з циклонів надходить в тарільчасте гранулятор, звідки у вигляді гранул направляється безпосередньо в піч. Один з істотних недоліків в роботі концентраторов- підвищений пилоутворення, що викликається стиранням висушеного шламу наповнювачами. Крім того, утруднений контроль за процесом сушіння.