Cuptoarele sunt folosite pentru prelucrarea la temperatură în altă a materialelor industriale și de construcții. Astfel de echipamente pot avea diferite modele, dimensiuni și caracteristici operaționale ale acestora. Tamburul sau cuptorul rotativ ocupă un loc separat în segment, oferind posibilitatea uscării eficiente a materiilor prime în vrac.
Design unității
Modelele industriale de cuptoare cu tambur sunt formate predominant din țevi de oțel cu căptușeală refractară din cărămidă. O condiție prealabilă pentru aspect este asigurarea posibilității de rotație a cilindrului în jurul axei sale la o viteză de 30-250 rpm. În consecință, cu cât diametrul tamburului este mai mare, cu atât viteza de rotație este mai mică. Mișcarea este asigurată de un arbore fixat pe un suport de rulmenți cu role din metal termorezistent. Impactul termic este asigurat în procesul de ardere a materialelor combustibile (gaz, petrol, benzină sau materii prime solide), care este plasat într-o cameră separată. În unele versiuni, cuptorul rotativ conține dispozitive de schimb de căldură care implementeazăprocese auxiliare de prăjire și uscare.
Principiul de funcționare a cuptorului
Un recipient cilindric sub forma unui tambur are o ușoară înclinare față de orizontală - aceasta este poziția inițială de la care începe mișcarea. Dar înainte de pornire, cavitatea structurii este umplută cu material de lucru. Piesa de prelucrat este alimentată prin duza superioară a tamburului. În continuare, operatorul închide structura și pornește motorul electric. În timpul funcționării, cuptorul rotativ coboară în mod ciclic substanța agitată, suflând gaze fierbinți peste masă. Admiterea fluxurilor termice se poate face printr-un focar extern, dar la modelele clasice generarea de gaz se realizeaza in interiorul tamburului. În al doilea caz, poate fi activat un arzător Bunsen, care formează flăcări prin conductele duzei cuptorului. Astfel de sarcini necesită o sursă suplimentară de combustibil sub formă de petrol, gaz, cărbune zdrobit sau așchii de lemn.
Zone de tratament termic
Pe parcursul întregului ciclu de lucru, materialul care este servit se poate întâlni de mai multe ori cu gaze de cuptor în diferite condiții de temperatură, care determină una sau alta stare a masei prelucrate. În funcție de caracteristicile tratamentului termic în cuptor, se disting următoarele zone:
- Zonă de uscare. Spațiul acestei părți este de aproximativ 25-35% din capacitatea totală a tamburului. Gazele la o temperatură de aproximativ 930 ° C asigură procesele de evaporare a umidității.
- Zonă de încălzire. În această parte, prelucrarea se realizează cu fluxuri cu temperaturăpână la 1100 °С. Încălzirea se realizează pe fundalul transferului de căldură din produsul de ardere, cu posibilul sprijin al reacțiilor chimice terțe.
- Zonă de înmuiere a temperaturii. Regimul de tratament termic în această zonă poate fi de 1150 °C. Sarcina principală a acestei părți a cuptorului rotativ este de a asigura arderea completă a excesului de aer în structura deschisă a materialului.
- Zonă de răcire. În această etapă, materialul țintă este expus la fluxuri reci și se întărește. Unele dintre granulele metalice ale țaglei pot fi, de asemenea, oxidate aici cu o nuanță roșu-maronie.
Caracteristicile tehnice și operaționale ale echipamentului
În sine, rotirea unității cu deplasarea conținutului materialului crește eficiența acestuia și calitatea arderii. Deosebit de avantajoasă este utilizarea structurilor tubulare lungi, datorită cărora se reduce la minimum consumul de energie termică. Cu cât tamburul este mai lung, cu atât granulele interacționează mai dense cu gazele cuptorului în timpul mișcării lor în interiorul rezervorului. În consecință, pierderile neproductive de căldură sunt, de asemenea, minimizate. Este de remarcat uniformitatea arderii, care afectează și calitatea tratamentului termic al materialelor în vrac. De exemplu, un cuptor rotativ pentru materii prime de ciment sub formă de gips zdrobit și clincher permite sinterizarea masei astfel încât să se obțină o structură omogenă. Uneori, mai multe grupuri de materii prime sunt combinate cu adăugarea de silicați de calciu, calcar și argilă. Tamburul în procesul de rotație formează aproape un singurconsistența produsului.
Calculul puterii termice a cuptorului
Pentru arderea uniformă a materialului este necesar să se asigure deplasarea acestuia pe toată lungimea cuptorului cu un regim optim de viteză. Ritmul de mișcare, pe de o parte, trebuie să creeze condițiile pentru efectuarea reacțiilor necesare, iar pe de altă parte, nu trebuie să mențină masa în stare de cristalizare, altfel proprietățile tehnologice deja dobândite se vor pierde. Echilibrul optim de putere poate fi atins prin alegerea motorului potrivit.
La nivel de bază, calculul unui cuptor rotativ se bazează pe timpul de rezidență al materialului în vasul de tratare termică - cu metoda uscată, intervalele sunt în medie de 1,5-2 ore, iar cu umed. metoda, 3-3,5 ore. De asemenea, trebuie luat în considerare timpul de finalizare a procesului de ardere, care în cazul prelucrării uscate va fi de aproximativ 1 oră, iar pentru arderea umedă - 1,5 ore. În ceea ce privește puterea, un motor electric este prevazut pentru realizarea sarcinilor standard, al caror potential de putere variaza de la 40 la 1000 kW in cazul unitatilor industriale. Indicatorii specifici sunt de asemenea determinați ținând cont de conectarea comunicațiilor auxiliare, de natura chingilor și de includerea componentelor modificatoare în compoziția principală a focului.
Captuseala cuptorului rotativ
Pe lângă selectarea parametrilor optimi de funcționare, întreținerea va afecta și calitatea arderii. Una dintre activitățile cheie a vizat menținerea nivelului tehnic ridicatindicatorii de performanță ai cuptorului, vor fi căptușeala acestuia. În esență, aceasta este izolarea suprafeței metalice a tamburului folosind un material rezistent la căldură. Funcția de izolare termică este îndeplinită eficient de beton și cărămizi refractare turnate. Dar chiar și după căptușire, cuptorul rotativ trebuie acoperit cu straturi de protecție care să protejeze structura aceluiași beton de propagarea fisurilor mici. Căptușeala în sine este realizată cu o grosime de 8 până la 30 cm, în funcție de dimensiunea structurii cuptorului. Refractarul trebuie calculat pentru temperaturi de ordinul 1000-1200 ° C.
Concluzie
Unitățile de cuptoare astăzi sunt utilizate pe scară largă la fabricarea amestecurilor de construcții, a materialelor de țiglă și a tot felul de consumabile care necesită uscare. Avantajele cuptoarelor rotative includ productivitatea ridicată și calitatea efectelor termice, dar funcționarea nu este completă fără dezavantaje. Acest echipament se caracterizează prin dimensiuni mari, corpuri de lucru masive și un nivel scăzut de automatizare. La aceasta merită adăugate cerințele pentru alimentarea cu energie. În producția cu ciclu complet, cuptoarele cu tambur sunt conectate la rețele de 380 V, precum și la sisteme de ventilație și răcire.
