 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( декабрь 2019 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) |
Вращающаяся печь является Пирометаллургической устройство , используемой для повышения материалов до высокой температуры ( прокаливания ) в непрерывном процессе. Материалы, производимые с использованием вращающихся печей, включают:
Они также используются для обжига различных сульфидных руд перед извлечением металлов.
Принцип работы [ править ]
Печь представляет собой цилиндрический сосуд, слегка наклоненный к горизонтали, который медленно вращается вокруг своей продольной оси. Технологическое сырье подается в верхний конец цилиндра. По мере вращения печи материал постепенно опускается к нижнему концу и может подвергаться определенному перемешиванию и перемешиванию. Горячие газы проходят вдоль печи, иногда в том же направлении, что и обрабатываемый материал (прямоток), но обычно в противоположном направлении (противоток). Горячие газы могут генерироваться во внешней печи или могут генерироваться пламенем внутри печи . Такое пламя испускается из горелочной трубы (или « топочной трубы»), которая действует как большая горелка Бунзена . топлива это может быть газ, нефть, пылевидный нефтяной кокс или пылевидный уголь.
Строительство [ править ]
Основными компонентами вращающейся печи являются кожух, огнеупорная футеровка, опорные шины (опорные кольца) и ролики, приводная шестерня и внутренние теплообменники.
История [ править ]
Вращающаяся печь была изобретена в 1873 году Фредериком Рэнсомом . [1]
Оболочка печи [ править ]
Он изготовлен из катаной листовой мягкой стали , обычно толщиной от 15 до 30 мм, сваренной в форме цилиндра, который может иметь длину до 230 м и диаметр до 6 м.
Верхние пределы диаметра устанавливаются склонностью оболочки к деформации под собственным весом до овального поперечного сечения с последующим изгибом во время вращения. Длина не обязательно ограничена, но становится трудно справиться с изменениями длины при нагревании и охлаждении (обычно от 0,1 до 0,5% длины), если печь очень длинная.
Огнеупорная футеровка [ править ]
Цель огнеупорной футеровки является, чтобы изолировать стальную оболочку от высоких температур внутри печи, а также для защиты его от коррозионных свойств обрабатываемого материала. Он может состоять из огнеупорных кирпичей или литой огнеупорный бетон, или может отсутствовать в зонах печи, которые ниже приблизительно 250 ° С. Выбор огнеупора зависит от температуры внутри печи и химической природы обрабатываемого материала. В некоторых процессах, таких как цемент, срок службы огнеупора продлевается за счет сохранения покрытия из обрабатываемого материала на поверхности огнеупора. Толщина футеровки обычно составляет от 80 до 300 мм. Типичный огнеупор способен выдерживать перепад температур 1000 ° C или более между его горячей и холодной сторонами.Температуру корпуса необходимо поддерживать ниже 350 ° C для защиты стали от повреждений и непрерывно.инфракрасные сканеры используются для раннего предупреждения о «горячих точках», указывающих на отказ огнеупора.
Шины и ролики [ править ]
Шины, иногда называемые скользящими кольцами, обычно состоят из единой кольцевой стальной отливки, обработанной до получения гладкой цилиндрической поверхности, которая свободно прикрепляется к корпусу печи с помощью различных «кресел». Это требует некоторой изобретательности в конструкции, поскольку шина должна плотно прилегать к каркасу, но также допускать тепловое движение. Шина движется на парах стальных роликов, которые также имеют гладкую цилиндрическую поверхность и расположены на расстоянии около половины диаметра печи. Ролики должны поддерживать печь и обеспечивать вращение с минимальным трением. Хорошо спроектированная печь при отключении электроэнергии будет много раз качаться как маятник, прежде чем остановиться. Масса типичной печи размером 6 x 60 м, включая огнеупоры и сырье, составляет около 1100 тонн, и она будет перевозиться на трех шинах и наборах роликов,разнесены по длине печи. В самых длинных печах может быть 8 комплектов роликов, а в очень коротких - только два. Печи обычно вращаются со скоростью от 0,5 до 2 об / мин, но иногда со скоростью до 5 об / мин. Обжиговые печи большинства современных цементных заводов работают со скоростью от 4 до 5 об / мин. Подшипники роликов должны выдерживать большие статические и временные нагрузки и должны быть тщательно защищены от тепла печи и попадания пыли. В дополнение к опорным роликам обычно есть верхние и нижние «удерживающие (или упорные) ролики», опирающиеся на боковые стороны шин, которые предотвращают соскальзывание печи с поддерживающих роликов.Обжиговые печи большинства современных цементных заводов работают со скоростью от 4 до 5 об / мин. Подшипники роликов должны выдерживать большие статические и временные нагрузки и должны быть тщательно защищены от тепла печи и попадания пыли. В дополнение к опорным роликам обычно есть верхние и нижние «удерживающие (или упорные) ролики», опирающиеся на боковые стороны шин, которые предотвращают соскальзывание печи с поддерживающих роликов.Обжиговые печи большинства современных цементных заводов работают со скоростью от 4 до 5 об / мин. Подшипники роликов должны выдерживать большие статические и временные нагрузки и должны быть тщательно защищены от тепла печи и попадания пыли. В дополнение к опорным роликам обычно есть верхние и нижние «удерживающие (или упорные) ролики», опирающиеся на боковые стороны шин, которые предотвращают соскальзывание печи с поддерживающих роликов.которые предотвращают соскальзывание печи с опорных роликов.которые предотвращают соскальзывание печи с опорных роликов.
Привод [ править ]
Печь обычно поворачивается с помощью единственного венцового механизма, окружающего более холодную часть трубы печи, но иногда его вращают ведомые ролики. Шестерня через зубчатую передачу соединена с регулируемым электродвигателем . У этого должен быть высокий пусковой крутящий момент.для запуска печи с большой эксцентрической нагрузкой. Обжиговой печи размером 6 x 60 м требуется около 800 кВт для вращения со скоростью 3 об / мин. Скорость потока материала через печь пропорциональна скорости вращения, поэтому для управления этим необходим привод с регулируемой скоростью. При движении через катки можно использовать гидравлические приводы. Их преимущество в том, что они развивают чрезвычайно высокий крутящий момент. Во многих процессах опасно оставлять горячую обжиговую печь на месте при отключении питания привода. Разница температур между верхом и низом печи может вызвать коробление печи и повреждение огнеупора. Следовательно, обычной практикой является предоставление вспомогательного привода для использования во время отключения электроэнергии. Это может быть небольшой электродвигатель с автономным источником питания или дизельный двигатель . Это очень медленно поворачивает печь, но этого достаточно, чтобы предотвратить повреждение.
Внутренние теплообменники [ править ]
Теплообмен во вращающейся печи может осуществляться за счет теплопроводности , конвекции и излучения в порядке убывания эффективности. В низкотемпературных процессах и в более холодных частях длинных печей, в которых отсутствуют подогреватели, печь часто оснащается внутренними теплообменниками для поощрения теплообмена между газом и сырьем. Они могут состоять из совков или «подъемников», которые каскадно пропускают сырье через газовый поток, или могут быть металлическими вставками, которые нагреваются в верхней части печи и передают тепло сырью, когда они опускаются ниже поверхности загрузки в качестве печь вращается. Последние предпочтительны там, где подъемники вызывают чрезмерное накопление пыли. Чаще всего теплообменник состоит из цепей, висящих завесами поперек потока газа.
Другое оборудование [ править ]
Печь соединяется с вытяжным кожухом на нижнем конце и каналами для отходящих газов. Для этого требуются газонепроницаемые уплотнения на обоих концах печи. Выхлопных газов может идти в отходы, или может ввести подогреватель , который дополнительно обменивается теплом с кормом поступлению. Газы должны проходить через печь и подогреватель, если он установлен, с помощью вентилятора, расположенного на выпускном конце. В установках подогревателя, которые могут иметь большой перепад давления, может потребоваться большая мощность вентилятора, и вентилятор часто является самым большим приводом в системе печи. Выхлопные газы содержат пыль и могут быть нежелательные компоненты, такие как диоксид серы или хлористый водород . Установлено оборудование для очистки их от газового потока перед выходом в атмосферу.
Различия в процессе [ править ]
Печи, используемые для производства DRI [ править ]
| Точка извлечения | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Постоянство разгрузки печи | твердый | полужидкий | соль ( клинкер ) жид. ( чугун ) | |||
| Предпочтительное содержание железа в руде (% Fe) | 30-60 | 30-60 | 55–63 | 25–45 | 50–67 | |
| Размер руды подачи (мм) | <20 | <20 | <10 | 5-25 [3] | <5 | <0,2 |
| Влияние основности заряда ( CaO / Al 2О 3) | нет влияния | 0,3 | 2,8-3,0 | |||
| Максимальная температура заряда (° C) | 600-900 | 900-1100 | 1200-1300 | 1400-1500 | ||
| Удаление кислорода (% O 2извлекается из Fe 2О 3) | 12% | 20-70 | > 90 | 100 | ||
| Примеры процессов | Лурги | Highveld Уды LARCO Элкем | RN | SL / RN Krupp | Крупп-Ренн [ фр ] | Бассет |
См. Также [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме вращающихся печей . |
- Список духовок
Ссылки [ править ]
- ^ Техника Мичигана . Библиотеки UM. 1900. С. 3–.
- ^ Grzella Йорг; Штурм, Питер; Крюгер, Иоахим; Reuter, Markus A .; Кеглер, Карина; Пробст, Томас (2005). «Металлургические печи» (PDF) . Джон Вили и сыновья. п. 7.
- ^ Для ильменита и черных песков: размер от 0,05 до 0,5 мм.
Источники и дополнительная литература [ править ]
- RH Perry, CH Chilton, CW Green (Ed), Perry's Chemical Engineers 'Handbook (7-е издание ) , McGraw-Hill (1997), разделы 12.56-12.60, 23.60, ISBN 978-0-07-049841-9
- KE Peray, Вращающаяся цементная печь , CHS Press (1998), ISBN 978-0-8206-0367-4
- Боатенг, Акваси, Вращающиеся печи: явления переноса и процессы переноса . Амстердам; Бостон: Elsevier / Butterworth-Heinemann (2008), ISBN 978-0-7506-7877-3
