Вращающаяся обжиговая печь является оборудованием для кальцинации сыпучих и пульповидных материалов, таких как керамзит, известь, цемент и т.д.
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
При 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
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
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:
Во-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.
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.
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*м |
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*м |
3,5 |
8,2 |
2,9 |
1,5 |
4,8 |
Установка зубчатого венца
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.
Бандажи
- бандажи, закрепляемые на подбандажной обечайке с помощью различных устройств – плавающие бандажи;
- бандажи, ввариваемые в корпус между обечайками - вварные.
- 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)
Опоры роликовые

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 |
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 |
|