Краснодар, ул. им. Мачуги В.Н. дом 142, офис 3., +7 (861) 212-73-73 (многоканальный), office@main-cement.ru

 /      

Вращающаяся обжиговая печь является оборудованием для кальцинации сыпучих и пульповидных материалов, таких как керамзит, известь, цемент и т.д.


 Печи по сухому способу   

Рисунок 1 Модель печи по сухому способу.При сухом способе производства цемента сырьевые материалы перемешиваются, измельчаются с одновременной сушкой и корректируются. Полученный порошок влажностью до 1% - сырьевая мука – подается на обжиг в печной агрегат. При сухом способе процессы сушки, подогрева, а также частично декарбонизации (кальцинирования), происходят в запечных теплообменниках – 1 (рис 1), а остальные более высокотемпературные процессы – непосредственно в короткой вращающейся печи. Соответственно, печи по сухому способу имеют меньшую длину по сравнению с печами мокрого способа. 

Сама печь представляет собой корпус - 3, сваренный из рядовых и подбандажных стальных обечаек. На подбандажные обечайки насажены бандажи – 4.  Корпус через бандажи опирается на роликовые опоры - 5, обеспечивающие его вращение вокруг геометрической оси. Вращение корпуса обеспечивает привод – 6. Горелка – 9 обеспечивает подачу и сгорание топлива. В разгрузочной головке – 8, клинкер ссыпается в холодильник (на рис. 1 не показан). Движение сырья от разгрузочного конца к разгрузочной головке осуществляется за счет наклона печи (~ 4%) и постоянного ее вращения. Материал медленно «сползает» вдоль корпуса под действием силы тяжести и постепенно проходит все стадии термической обработки.

 

 

 

 

Таблица 1 Технические характеристики вращающихся печей сухого способа производства. 

Размеры печей, м

Отношение L/D (длина/ширина)

Суточная производительность, т (проектная)

Расход топлива Мдж на 1 кг клинкера (проектный)

Съем клинкера с 1м2 футеровки, кг/ч

С циклонным теплообменником:

 

 

 

3,6х52

14,4

552

3,87

46

4х60

15

840

3,77

52

5х75

15

1600

3,47

57

6,4/7Х95

14,2

3000

3,35

66,3

С шахтно-циклонным теплообменником

 

 

 

4/4,5х60

14,6

912

3,56

55,0

С конвейерным кальцинатором:

 

 

 

3,6х32

8,9

314

4,18

40,7

3,6х54

15

600

3,85

46

4х60

15

840

3,77

51,5

4,5/4х60

14,3

985

3,77

57

С внутренними теплообменными устройствами

 

 

 

3,6х117,8

32,7

600

4,93

18,7

 


 Печи по мокрому способу

Рисунок 2 Модель печи по мокрому способуПри мокром способе дробленые сырьевые материалы перемешиваются, измельчаются и корректируются с добавлением воды. Получаемая при этом сметанообразная масса влажностью 32-45% - шлам – подается на обжиг в печной агрегат. Вращающуюся печь в зависимости от характера процессов, протекающих в обжигаемом материале, условно можно разделить на шесть зон: сушки, подогрева, декарбонизации (кальцинирования), экзотермических реакций, спекания и охлаждения. 

При мокром способе производства все этапы зоны расположены непосредственно во вращающейся печи, причем более половины длины всей печи (50-60%) приходится на подготовительные зоны (сушки и подогрева).

Конструктивно печь состоит из течки – 1, через которую подается подготовленный шлам в корпус печи - 3, сваренный из рядовых и подбандажных обечаек. Корпус печи опирается через установленные на нем бандажи - 4 на роликовые опоры - 5, обеспечивающие его вращение вокруг геометрической оси. Бандаж, подбандажная обечайка и элементы крепления бандажа образуют сборочную единицу -  установка бандажа (рис. 5). Опорный узел более наглядно изображен на рис. – 3,4. Загрузочный и разгрузочный концы печи имеют уплотнения – 2, 7. Вращение корпуса обеспечивает привод – 6. Горелка – 9 осуществляет подачу и сгорание топлива. Печь расположена с наклоном, поэтому при вращении печи происходит равномерное перемешивание продукта и его медленное движение («сползание») в сторону горелки – разгрузочный конец печи. Готовый клинкер, температурой 1200 - 1300˚С, через головку - 8 разгружается в холодильник или охладитель (на модели не показано).

Таблица 2 Технические характеристики вращающихся печей мокрого способа производства.

Показатели

3х100

3,6х118

3,6х127

4/3,6/4х150

4х150

5х135

4,5х170

5/4,5/5х170

5х185

7х230

Отношение длины к среднему диаметру (в свету)

38,5

36,9

39,7

43,1

41,5

29,3

41,5

38,8

40,2

35

Внутренняя поверхность по футеровке, м2

816

1186

1276

1643

1700

1950

2200

2339

2700

4710

Уклон печи, %

4

3

3,5

4

4

4

4

4

4

4

Частота вращения, об/мин

0,5-1,33

0,55-1,12

0,75-1,5

0,5-1,25

0,55-1,1

0,5-1

0,6-1,24

0,6-1,0

0,6-1,24

7-0,93

Число опор

5

6

7

9

7

7

7

7

7

8

Тип встроенных теплообменных устройств

Цепная завеса, цепной ковриковый теплообменник

Цепная завеса, цепной металлический или ковриковый теплообменник

Длина зоны, м:

навески цепей

установки теплообмен-ников

17-18

4-6

21

4-6

18-22

28-32

30-33

26-31

6-10

31-42

6-10

43

42-53

60

Тип холодильника

Рекуператорный

Рекуператорный, колосниковый переталкивающий

Колосниковый переталкивающий

Мощность электродвигателя, кВт

80

103

155

210

320

340

250х2

250х2

320х2

630х2

Масса печи без футеровки, т

410

815

910

1400

1500

2300

2260

2400

2750

-

Удельный расход тепла на обжиг при влажности шлама 36%, Мдж/кг клинкера

6,7-7,1

6,56-7,1

6,56-6,9

6,53

6,3

6,15

6,2-6,65

6,53

6,56

6,26

Производительность при влажности шлама 36%, т/сут

336-384

456-600

504-621

720-768

850

1344

1200-1260

1600

1800

3000

Удельная производительность, кг/(м2∙ч)

17-19,3

16-21

18,5-20,3

18,3-19,5

21

28,7

22,7-23,8

28,6

27,5

26,5

 


  Опорный узел 

 Рисунок 4 – Опорный узел печи оборудованный гидроупоромРисунок 3 – Опорный узел печи без гидроупора.

Как видно из рисунков – 3,4, Опорный узел представляет собой установку бандажа - 1, образованную из самого бандажа, подбандажной обечайки и элементов крепления, которая в свою очередь опирается на роликовую опору - 2. В зависимости от того, каким образом реализуется контроль осевого перемещения корпуса, опорный узел может быть оборудован гидроупором или контрольными роликами.


 Установка бандажа

Рисунок 5 Установка бандажа с применением упоров – «стульчиков».Бандажи являются опорной несущей конструкцией вращающихся печей и предназначены для передачи на роликовые опоры нагрузок от корпуса печи с футеровкой и обжигаемым материалом. Бандажи вращающихся печей бывают двух  основных типов: 

  • бандажи, закрепляемые на подбандажной обечайке с помощью различных устройств;
  • бандажи, ввариваемые в корпус между обечайками.

Типовая подбандажная обечайка имеет приваренные по периметру призматические  пластины (башмаки), которые предварительно вальцуются под внешний  диаметр обечайки и после приварки обрабатываются в один размер на карусельном станке. Классическим способ крепления плавающего бандажа относительно подбандажной обечайки, является крепление так называемыми «стульчиками» - 2 (рис. 5), которые привариваются к пластинам (башмакам) подбандажных обечаек – 3. Между внутренней поверхностью бандажа и пластинами устанавливаются наборы прокладок, обеспечивающих центровку бандажа и заданный тепловой зазор. «Стульчики» фиксируют бандаж и набор прокладок от осевого смещения вдоль оси обечайки. Практика эксплуатации такого крепления показала ряд недостатков: 

Рисунок 6 - Установка бандажа привариваемыми клиньямиВо-первых, при нагревании корпуса печи сварочные швы башмаков постоянно подвергаются переменным механическим напряжениям, вызванным разностью температур корпуса и башмака. Это в конечном итоге приводит к их разрушению, отслоению или смещению башмаков; Во-вторых, замена изношенных башмаков достаточно трудоемкая работа и при замене башмаков приходится сдвигать бандаж в сторону, что создает дополнительные трудности. В-третьих, протяженные сварочные швы являются концентраторами напряжений в самой обечайке, что приводит к появлению трещин.

На некоторых заводах применяется другая конструкция и технология замены башмаков (рис. 6), которая лишена перечисленных недостатков и имеет следующие преимущества:

 - Существенное снижение трудоемкости ремонтных работ при замене «башмаков»;

 - Не требуется смещение бандажа при замене подбандажных пластин;

 - Снижает концентрацию напряжений и минимизирует длину сварочных швов на корпусе печи.

 

Чертеж

 


 Привод печи

 

Рисунок 7 - Двухсторонний привод печи

Вращение печи от двигателя с уменьшением частоты вращения и увеличением крутящего момента обеспечивает привод (рис. 7). По набору оборудования, входящего в состав приводов, современные вращающиеся печи различных типов и размеров существенных различий не имеют. В состав приводов в основном входят: электродвигатели – 1, 7, редукторы – 3, 8, муфты – 2, 9, 4, а также открытая зубчатая передача: узел подвенцовой шестерни (подвенцовая шестерня) – 5, установка зубчатого венца (зубчатый венец) – 6, передающая вращение непосредственно корпусу печи.       

Рисунок 7 - Двухсторонний привод печи

Например, привод печи 4,5х80 м сухого способа имеет три режима работы: рабочее вращение печи с частотой 3,44 об/мин, медленное (ремонтное) вращение с частотой 0,2 об/мин; вращение от микропривода для автоматической сварки кольцевых швов корпуса с частотой 0,023 об/мин. Каждый режим работы осуществляется от индивидуального электродвигателя.   

В том случае, если привод проектируемых вращающихся печей получается слишком громоздким, применяют двухсторонний привод, представляющий собой два одинаковых односторонних привода, как это показано на рис. 7 слева. 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3 - Техническая характеристика приводов вращающихся печей. 

Показатель

4 х 150

5 х 185

5 х 75

4,5 х 80

7/6,4 х 95

ГЛАВНЫЙ ПРИВОД

Электродвигатель:

N, кВт

320

240

250

400

320

n, об/мин

985

1100

1100

630

985

Редуктор:

Тип

ЦТ-2900-86,46

ЦТ-2900-86,46 (2 шт)

ЦТ-2900-86,46

ЦДН-2300-24,42

ЦТ-2900-86,6

(2 шт)

А, мм

2900

2900

2900

2300

2900

i

86,46

86,46

86,46

24,42

86,6

Венец/ подвенцовая шестерня:

m

45

45

45

45

50

z

144/19

172/19

172/19

150/20

196/23

i

7,58

9,05

9,05

7,5

8,52

Суммарные показатели:

i гл

655,3

782,46

782,46

183,15

737,98

n гл, об/мин

1,5

1,4

1,4

3,44

1,3

Крутящий момент на оси зубчатого венца M кр. гл,  MH

1,4

2,9

1,4

1

2

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ПРИВОД

Суммарные показатели:

i всп

16

15,75

15,75

40

16,5

n всп, об/мин

0,07

0,06

0,06

0,2

0,06

Крутящий момент на оси зубчатого венца M кр. всп,  MH

3,5

8,2

2,9

1,5

4,8


 Установка зубчатого венца

Рисунок 8 – Установка зубчатого венца.  Рисунок 8 – Установка зубчатого венца.


 Узел подвенцовой шестерни

 

Рисунок 9 - Узел подвенцовой шестерни Рисунок 9 - Узел подвенцовой шестерни      Рисунок 9 - Узел подвенцовой шестерни

 

 


 Обечайки                                    

Обечайка подразделяются на рядовые и подбандажные (рис. 10) Изготавливается вальцеванием стального листа, свариванием и механической обработкой кромок. Кромка имеет фаски под сварку при монтаже обечаек в корпус печи. Основными параметрами при выборе обечайки являются ее ширина, внутренний диаметр и толщина.

Рисунок - 10.1 Обечайка подбандажная  Рисунок - 10.2 Обечайка рядовая  Рисунок - 10.3 Обечайка в раскрепленном виде на монтаже и при транспортировке


 Бандажи

Бандажи являются опорной несущей конструкцией вращающихся печей и предназначены для передачи на роликовые опоры нагрузок от корпуса печи с футеровкой и обжигаемым материалом. 
Бандажи вращающихся печей бывают двух  основных типов: 
  • бандажи, закрепляемые на подбандажной обечайке с помощью различных устройств – плавающие бандажи;
  • бандажи, ввариваемые в корпус между обечайками - вварные. 
Так же бандажи разделяют по наличию скосов на торцевой поверхности:
  • опорный, тип А
  • опорно-упорный (с одним скосом) – для одностороннего контроля осевого перемещения корпуса печи (тип Б)
  • опорно-упорный (с двумя скосами) – для двухстороннего контроля осевого перемещения корпуса печи (тип В)

 печи

 Таблица 4 - Основные параметры плавающих бандажей
печи

 

Бандаж вварной
Вварные бандажи позволяют резко повысить надежность опорного узла печи и устранить недостатки, присущие плавающим конструкциям, а также увеличить жесткость корпуса печи и срок службы ее футеровки. Кроме разделения бандажей по наличию скосов, вварные бандажи бывают двух исполнений: с закрылками - 1 и без закрылков - 2 (с поднутрением). Закрылки бандажей служат для приварки к ним обечаек корпуса печи. Форма закрылок выбрана из условия возникновения минимальных напряжений при сварке, так как толщины бандажа и обечаек значительно различаются.
печи
 
 Таблица 5 - Основные параметры вварных бандажей
 
печи
 

Опоры роликовые

печи
Рисунок 11.1 - Опора роликовая
Опоры вращающихся печей служат для восприятия нагрузки от корпуса печи с футеровкой и обжигаемым материалом. Нагрузка через бандажи передается опорам, затем раме и через нее распределяется на фундамент.
Опора рис. 11.1 состоит из двух опорных блоков – 1, симметрично расположенных относительно оси печи на общей раме – 2, опирающейся на фундамент. Для установки блоков в процессе монтажа, ремонтов и регулирования предусматривают специальное устройство – корпус домкрата 3, работающее с применение гидродомкрата. Угол, образованный прямыми, соединяющими центры сечения печи и осей роликов (рис. 11.2), обычно принимают 60-65 ˚С. Опоры в зависимости от типа подшипников, в которых вращаются оси опорных роликов, бывают опорами на подшипниках скольжения и опорами на подшипниках качения. В настоящее время практически все вновь выпускаемые отечественные вращающиеся печи оснащают опорами на подшипниках качения. Эксплуатация вращающихся печей с опорами на подшипниках качения показал ряд их преимуществ по сравнению с конструкциями опор на подшипниках скольжения, заключающихся в снижении расходов электроэнергии, цветных металлов и в повышении надежности опор и привода. Конструкция опорного блока на подшипниках качения приведена на рис. 12, а типоразмерный ряд серийно выпускаемых опорных блоков в табл. 6, 7
 
печи

 Рисунок 11.2 – Схема расположения роликов

Таблица 6 – Общая (усредненная) характеристика опор вращающихся печей на подшипниках качения

Параметр

Грузоподъемность, МН

0,981

1,362

2,06

2,94

3,14

3,92

6,47

9,81

Диаметр ролика, мм

900

1000

1200

1300

1400

1500

1700

2000

Ширина ролика, мм

450

650

650

650

650

1000

1100

1100

Расстояние между опорами, мм

1180

1180

1600

1600

1700

1980

2400

2550

 
 Таблица 7 - Параметры опор вращающихся печей с перечнем основных комплектующих.

Опора

Блок опорный

Ролик опорный

Подшипники

Примечания

Обозначение

Грузоподъемность, кН, (т)

L1, мм

H2, мм

h3, мм

Масса, кг

Обозначение

Масса, кг

МОР4, мм

Обозначение

Диаметр ролика, мм

Ширина, мм

Масса, кг

Радиальный

Упорный

1077.30.000.0.0

10 000 (1000)

2025

1000

700

141700

1077.30.100.0.0

60150

2550

10777.30.150.0.0

2000

1100

32 000

777/750М

9889492К

1078.70.000.0.0

10 000 (1000)

2200

1000

700

141100

1077.30.100.0.0

60150

2550

10777.30.150.0.0

2000

1100

32 000

777/750М

9889492К

1215.23.000.0.0

10 000 (1000)

-

1000

1050

166530

1215.30.100.0.0

69400

2550

1215.30.150.0.0

2200

1300

41 220

777/750М

9889492

1215.30.000.0.0

10 000 (1000)

-

1000

-

166150

1215.30.100.0.0

69 400

2550

1215.30.150.0.0

2200

1300

41 220

777/750М

9889492

1224.70.000.0.0

10 000 (1000)

2025

1000

1040

153600

1224.70.100.0.0

63 250

2550

1224.70.150.0.0

2000

1300

35 100

777/750М

9889492К

1471.30.000.0.0

10 000 (1000)

2025

1000

700

141700

1471.30.100.0.0

60 600

2550

1471.30.140.0.0

2000

1100

32 500

777/750М

9889492К

1224.30.000.0.0

6 600

(660)

1950

800

400

88900

1224.30.100.0.0

38.200

2400

1224.30.230.0.0

1700

1100

20 860

10777/560

9889468

1224.30.000.0.0

6 600

(660)

1950

800

395

88900

1224.30.100.0.0

38 200

2400

1224.30.230.0.0

1700

1100

20 860

10777/560

9889468

1238.30.000.0.0

6 600

(660)

1950

800

395

87650

1238.30.171.0.0

37 500

2400

1238.30.170.0.0

1700

1100

20 900

10777/560

9889468

1239.30.000.0.0

6 600

(660)

1612

800

400

86300

1239.30.100.0.0

37 100

2400

1239.30.110.0.0

1700

900/1100

20 450

10777/560

9889468

1416.26.100.0.0

6 600

(660)

2018

800

-

80 750

1416.26.200.0.0

40 150

2800

1416.26.220.0.0

1700

1100

28 800

10777/560

9889468

3222.30.000.0.0

6 600

(660)

2125

800

400

89 450

1234.30.100.0.0

38 200

2400

1224.30.230.0.0

1700

1100

20 860

10777/560

9889468

1078.30.000.0.0

6 600

(660)

2125

800

400

90 000

1224.30.100.0.0

38 200

2400

1224.30.230.0.0

1700

1100

20 860

10777/560

9889468

1081.30.000.0.0

4 000

(400)

1687

640

570

50 250

62.384.100.0.0

20 550

1980

62.384.151.0.0

1500

1000

12 710

77196М

9019464К

1058.30.000.0.0

4 000

(400)

1578

640

345

48 240

62.384.100.0.0

20 550

1930

62.384.151.0.0

1500

1000

12 710

77196М

9019464К

1051.30.000.0.0

3 000

(300)

1378

520

340

28 400

1225.30.100.0.0

12 150

1600

1225.30.170.0.03

1200

650

6 530

3077776

8272

1055.30.000.0.0

3 000

(300)

1461

520

335

28 200

1055.30.100.0.0

12 050

1600

1225.30.170.0.0

1200

650

6 530

3077776

8272

1071.30.000.1.0

3 000

(300)

1075

520

340

27 000

1071.30.100.1.0

11 600

1600

1071.30.110.1.0

1200

550

5 800

3077776

8272

1071.30.000.1.0

3 000

(300)

1075

520

340

27 000

1071.30.100.1.0

11 600

1600

1071.30.110.1.0

1200

550

5 800

3077776

8272

1087.30.000.0.0

3 000

(300)

1850

580

500

30 700

1087.30.100.0.0

12 850

1600

1087.30.150.0.0

1300

650

7 550

3077776

8292

1096.30.000.0.0

3 000

(300)

3262

580

345

31 750

1087.30.100.0.0

12 850

1600

1087.30.150.0.0

1300

650

7 550

3077776

8292

1213.30.000.0.0

3 000

(300)

1392

580

345

29 850

1087.30.100.0.0

12 850

1600

1087.30.150.0.0

1300

650

7 550

3077776

8292

1213.30.000.0.0

3 000

(300)

1392

580

345

29 850

1087.30.100.0.0

12 850

1600

1087.30.150.0.0

1300

650

7 550

3077776

8272

1225.30.000.0.0

3 000

(300)

1225

520

340

28 300

1225.30.100.0.0

12 150

1600

1225.30.170.0.0

1200

650

6 530

3077776

8272

1244.30.000.0.0

3 000

(300)

1446

580

345

31 800

1087.30.100.0.0

12 850

1600

1087.30.150.0.0

1300

650

7 550

3077776

8292

1257.30.000.0.0

3 000

(300)

1225

1210

520

340

28 500

1257.30.100.0.0

12 200

1600

1257.30.130.0.0

1200

350

6 400

3077776

8272

1043.30.000.0.0

1000

(100)

993

400

436

11 900

1043.30.100.0.0

4 800

1180

1043.30.600.0.0

900

450

2 460

77748

8156Л

 
 
1   L - Расстояние от оси печи до оси ролика, мм
2   H – Расстояние от оси ролика до основания опоры, мм
3   h  - Расстояние от основания опоры до основания рамы, мм
4   МОР - Межосевое расстояние между подшипниками одного опорного блока.
 

 Блоки опорные

Опорный ролик 15, посаженный на ось, вращается в двух четырехрядных конических роликоподшипниках 10, воспринимающих радиальную нагрузку. Наружные кольца четырехрядных подшипников смонтированы в специальных сферических стаканах 8, устанавливаемых в сферические гнезда отдельно стоящих на раме подшипниковых корпусов 9. Сверху подшипниковые узлы закрыты тепловыми экранами 7.
Левая цапфа опорного ролика зафиксирована в осевом направлении относительно корпуса подшипника установкой двух упорных роликоподшипников 5. Упорные подшипники смонтированы на цапфе на переходных втулках 4, которые от проворачивания закреплены шпонками и гайками 2,3.
 печи
 
печи
Рисунок 12 – Блок опорный

 Гидроупоры

Установка корпуса печи на опорах с уклоном в сторону разгрузочного конца при вращении печи стремится сместить корпус в нижнее положение. Для восприятия этих нагрузок устанавливают гидроупоры, контрольные ролики и др.
Для восприятия усилия горизонтальной составляющей от массы печи, а так же для обеспечения периодических осевых перемещений корпуса в целях создания равномерного изнашивания рабочих поверхностей роликов и бандажей по всей их ширине применяют гидроупоры. На печи в зависимости от ее длины установлены три – пять гидроупоров с общей насосной станцией.
Гидроупор рис. 13 включает в себя упорный ролик 1, который имеет возможность свободно перемещаться по направляющим 5. Ролик находится в постоянном контакте с бандажом. Под давлением масла цилиндр 3 давит своим штоком на ролик 1, который, перемещаясь по направляющим 5 соответственно, передает давление на бандаж, обеспечивая тем самым управление положением корпуса печи. Управление работой гидроупора осуществляется автоматически или вручную с пульта машиниста.
Использование гидроупоров позволяет не только контролировать положение корпуса печи, но и управлять скоростью его движения как вниз под действием усилия, так и вверх с помощью  гидроцилиндров.
 
печи печи
 
 Таблица 8 - Применяемость гидроупоров
печи