Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Оберто́ва (ротаці́йна або тру́бчаста) піч (англ. rotary kiln) — промислова піч циліндричної форми з обертальним рухом навколо поздовжньої осі, призначена для нагрівання матеріалів з метою їх фізико-хімічної обробки. Вона є засобом обробки, що використовується для отримання високої температури матеріалу (прожарювання) при безперервному процесі.
Призначення
Є обертові печі: нагрівальні, в яких металеві заготовки обробляють для кування і штампування; термічні, де металеві вироби піддають термічній обробці; випалювальні, застосовувані для випалу клінкеру, руд, нерудних матеріалів і залізорудних окатишів та ін.
Матеріали, у технологіях отримання яких використовуються обертові печі, включають:
- Цемент
- Вапно
- Вогнетривкий матеріал
- Метакаолін
- Двоокис титану
- Алюміній
- Вермікуліт
- Залізорудні окатиші
Вони також використовуються для прожарювання широкої різноманітності сульфідних руд перед видобуванням з них металу.
Принцип роботи
Обертова (трубчаста) піч — це циліндрична пустотіла конструкція, трохи нахилена до горизонту. Вона повільно обертається навколо своєї осі. Матеріал, що обробляється, завантажується у верхній кінець циліндра. Так як піч обертається, матеріал повільно рухається у напрямку до нижнього кінця та може при цьому перемішуватися. Гарячі гази проходять крізь піч, іноді в тому ж напрямку що і оброблюваний матеріал (попутний потік), але зазвичай у зворотному напрямку (зустрічний потік). Гарячі гази можуть бути створені у зовнішній топці, або можуть бути створені факелом всередині печі. Такий факел створюється пальником, що працює за принципом пальника Бунзена. Паливом для нього може бути газ, мазут, або порошкове вугілля.
Конструкція
Основними компонентами обертової печі є обичайка, вогнетривка футеровка, підтримувальні бандажі та ролики, тяговий триб та внутрішні теплообмінники.
Обичайка печі
Обичайка виготовляється з прокатних листів низьковуглецевої сталі, товщиною зазвичай між 15 та 30 мм, звареної у формі циліндра, який може бути довжиною до 230 мм та діаметром до 6 метрів. Вона зазвичай розміщується по осі схід/захід для запобігання вихрових струмів.
Верхні обмеження діаметра спричинені схильністю обичайки до деформації в овальний поперечний переріз, що призводить до викривлення під час обертання. Довжину обмежувати не обов'язково, але, якщо піч дуже довга, стає важко впоратись зі зміною довжини під час нагрівання та охолодження (зазвичай близько 0,1 до 0,5% від довжини).
Вогнетривка футеровка
Призначення вогнетривкої футеровки полягає в уберіганні сталевої обичайки від високих температур всередині печі, та захисту її від корозійних властивостей матеріалу що обробляється. Футеровка може складатися з вогнетривкої цегли або вогнетривкого бетону, або може бути відсутня в зонах печі, де температура не перевищує 250 °C. Вогнетрив вибирається в залежності від температури в печі та хімічної природи матеріалу що обробляється. В деяких сферах виробництва, таких як виробництво цементу, термін експлуатації футеровки збільшується, завдяки утворенню на поверхні футеровки шару матеріалу з виробничого процесу. Товща футеровки зазвичай становить 80 — 300 мм. Типовий вогнетрив може витримувати коливання температури в 1000 °C між його гарячим та холодним станом. Температура обичайки не повинна перевищувати 350 °C для запобігання пошкодженню сталі, цілодобово працюючі інфрачервоні сканери використовуються для раннього сповіщення про «гарячі точки», які вказують на проблеми з футеровкою.
Бандажі та ролики
Бандажі зазвичай складаються з єдиної кільцеподібної відливки, обробленої до стану гладкої циліндричної поверхні, яка вільно прикріплюється до обичайки печі за допомогою низки спеціальних кріплень. Це потребує дещо оригінального дизайну, бо бандаж повинен щільно прилягати до обичайки, але також не заважати тепловому рухові. Бандаж обертається на парі сталевих роликів, також оброблених до стану гладкої поверхні циліндра, та розташованих на половині діаметра печі кожний. Ролики повинні підтримувати піч та забезпечувати обертання з найменшим тертям, на скільки це можливо. Добре зроблена піч, при відключенні живлення, буде колихатись на зразок маятника декілька раз, до повної зупинки. Маса типової печі розмірами 6×60 м, з врахуванням вогнетриву та завантаженого матеріалу, становить близько 1100 тон, та повинна підтримуватись трьома бандажами та групами роликів, розставлених по довжині печі. Найдовші печі можуть мати 8 груп роликів, в той час як дуже короткі печі можуть мати тільки дві. Печі зазвичай проходять 0,5...2 об/хв, але іноді і 5 об/хв. Печі на найсучасніших заводах з виробництва цементу роблять 4…5 об/хв. Підшипники роликів повинні витримувати великі тривалі робочі навантаження, та повинні бути ретельно захищені від тепла печі та попадання пилу. Крім опорних роликів є, зазвичай, верхні та нижні «упорні (протидіючі) ролики» які опираються у бік бандажу, це запобігає сковзанню печі з опорних роликів.
Тяговий триб
Піч зазвичай обертається за допомогою одного зубчастого вінця, який оперізує найхолоднішу частину печі, але іноді рухається за допомогою приводних валиків. Вінець з'єднаний зубчатою передачею з електромотором з регульованою швидкістю. У нього повинен бути великий пусковий обертальний момент для запуску печі з великою ексцентричним завантаженням. Для обертання печі 6 х 60 метрів зі швидкістю 3 об/хв, необхідно близько 800 кВт. Швидкість проходження матеріалу через піч пропорційна до швидкості обертання, і для контролю цього потрібен мотор з регульованою швидкістю. У випадку використання приводних валиків для обертання печі, можуть використовуватись гідравлічні приводи. Це дає змогу досягнути надзвичайно сильного обертального моменту. В багатьох процесах, дуже небезпечною є зупинка гарячої печі, у випадку проблем з приводом. Різниця температур між верхом та низом печі можуть призвести до деформації печі та пошкодженню вогнетриву. Тому, нормальною практикою вважається встановлення допоміжного приводу для використовування при відключенні енергії. Це може бути невеликий електромотор з автономним живленням, або дизельний двигун. Він обертає піч дуже повільно, але достатньо швидко для запобігання пошкодженню.
Внутрішні теплообмінники
Теплообмін в трубчастій печі може здійснюватись за рахунок кондукції, конвекції та випромінювання, у порядку зменшення ефективності. У низькотемпературних процесах, та в холодніших частинах довгих печей, в яких не вистачає підігріву, піч часто обладнана внутрішніми теплообмінниками для покращення тепло-обігу між газом та матеріалом який оброблюється. Вони можуть складатися з черпаків або підіймальних пристроїв, які проносять матеріал через потік газу, або можуть бути металеві вставки, які нагрівають верхню частину печі, та передають тепло матеріалу, коли занурюються під нього під час обертання печі. Останні привабливіші, так як підіймальні пристрої підіймають багато пилу. Найбільш вживані теплообмінники складаються з ланцюгів що висять поперек потоку газу.
Інше обладнання
Піч сполучається з колектором для виходу матеріалу в нижній частині, та з трубами для відхідних газів. Це вимагає щільної ізоляції в обох кінцях печі. Відхідний газ може більше не використовуватись, а може подаватись на обладнання попереднього нагріву, яке потім передає тепло разом з подачею матеріалу. Гази повинні пройти крізь піч і подаються в обладнання попереднього нагріву вентиляторами, розташованими у розвантажувальному кінці печі. Для обладнання попереднього нагріву, у якому може відбуватися велике падіння тиску, можуть бути потрібні вентилятори великої потужності, і приводи вентиляторів часто можуть бути найпотужнішими приводами в цілій системі печі. Відхідні гази містять пил та можуть містити такі небажані компоненти, як двоокис сірки та хлороводень. Тому встановлюється обладнання «скрубери» для очищення газів до того, як вони будуть випущені в атмосферу.
Корисне тепло-віддання
Корисне тепло-віддавання трубчастої печі становить близько 50 — 65%.
Примітки
- ДСТУ 2810-94 Сировина нерудна чорної металургії. Терміни та визначення.
Джерела та додаткова література
- R H Perry, C H Chilton, C W Green (Ed), Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th Ed), McGraw-Hill (1997), sections 12.56-12.60, 23.60,
- K E Peray, The Rotary Cement Kiln, CHS Press (1998),
- Boateng, Akwasi, Rotary kilns: transport phenomena and transport processes. Amsterdam ; Boston: Elsevier/Butterworth-Heinemann (2008),
Посилання
- Обертова піч // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 135-136. — .
| Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Обертова піч |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Oberto va rotaci jna abo tru bchasta pich angl rotary kiln promislova pich cilindrichnoyi formi z obertalnim ruhom navkolo pozdovzhnoyi osi priznachena dlya nagrivannya materialiv z metoyu yih fiziko himichnoyi obrobki Vona ye zasobom obrobki sho vikoristovuyetsya dlya otrimannya visokoyi temperaturi materialu prozharyuvannya pri bezperervnomu procesi Obertova pich v osovomu rozriziPriznachennyaYe obertovi pechi nagrivalni v yakih metalevi zagotovki obroblyayut dlya kuvannya i shtampuvannya termichni de metalevi virobi piddayut termichnij obrobci vipalyuvalni zastosovuvani dlya vipalu klinkeru rud nerudnih materialiv i zalizorudnih okatishiv ta in Materiali u tehnologiyah otrimannya yakih vikoristovuyutsya obertovi pechi vklyuchayut Cement Vapno Vognetrivkij material Metakaolin Dvookis titanu Alyuminij Vermikulit Zalizorudni okatishi Voni takozh vikoristovuyutsya dlya prozharyuvannya shirokoyi riznomanitnosti sulfidnih rud pered vidobuvannyam z nih metalu Princip robotiObertova trubchasta pich ce cilindrichna pustotila konstrukciya trohi nahilena do gorizontu Vona povilno obertayetsya navkolo svoyeyi osi Material sho obroblyayetsya zavantazhuyetsya u verhnij kinec cilindra Tak yak pich obertayetsya material povilno ruhayetsya u napryamku do nizhnogo kincya ta mozhe pri comu peremishuvatisya Garyachi gazi prohodyat kriz pich inodi v tomu zh napryamku sho i obroblyuvanij material poputnij potik ale zazvichaj u zvorotnomu napryamku zustrichnij potik Garyachi gazi mozhut buti stvoreni u zovnishnij topci abo mozhut buti stvoreni fakelom vseredini pechi Takij fakel stvoryuyetsya palnikom sho pracyuye za principom palnika Bunzena Palivom dlya nogo mozhe buti gaz mazut abo poroshkove vugillya KonstrukciyaOsnovnimi komponentami obertovoyi pechi ye obichajka vognetrivka futerovka pidtrimuvalni bandazhi ta roliki tyagovij trib ta vnutrishni teploobminniki Obichajka pechi Obichajka vigotovlyayetsya z prokatnih listiv nizkovuglecevoyi stali tovshinoyu zazvichaj mizh 15 ta 30 mm zvarenoyi u formi cilindra yakij mozhe buti dovzhinoyu do 230 mm ta diametrom do 6 metriv Vona zazvichaj rozmishuyetsya po osi shid zahid dlya zapobigannya vihrovih strumiv Verhni obmezhennya diametra sprichineni shilnistyu obichajki do deformaciyi v ovalnij poperechnij pereriz sho prizvodit do vikrivlennya pid chas obertannya Dovzhinu obmezhuvati ne obov yazkovo ale yaksho pich duzhe dovga staye vazhko vporatis zi zminoyu dovzhini pid chas nagrivannya ta oholodzhennya zazvichaj blizko 0 1 do 0 5 vid dovzhini Vognetrivka futerovka Priznachennya vognetrivkoyi futerovki polyagaye v uberiganni stalevoyi obichajki vid visokih temperatur vseredini pechi ta zahistu yiyi vid korozijnih vlastivostej materialu sho obroblyayetsya Futerovka mozhe skladatisya z vognetrivkoyi cegli abo vognetrivkogo betonu abo mozhe buti vidsutnya v zonah pechi de temperatura ne perevishuye 250 C Vognetriv vibirayetsya v zalezhnosti vid temperaturi v pechi ta himichnoyi prirodi materialu sho obroblyayetsya V deyakih sferah virobnictva takih yak virobnictvo cementu termin ekspluataciyi futerovki zbilshuyetsya zavdyaki utvorennyu na poverhni futerovki sharu materialu z virobnichogo procesu Tovsha futerovki zazvichaj stanovit 80 300 mm Tipovij vognetriv mozhe vitrimuvati kolivannya temperaturi v 1000 C mizh jogo garyachim ta holodnim stanom Temperatura obichajki ne povinna perevishuvati 350 C dlya zapobigannya poshkodzhennyu stali cilodobovo pracyuyuchi infrachervoni skaneri vikoristovuyutsya dlya rannogo spovishennya pro garyachi tochki yaki vkazuyut na problemi z futerovkoyu Bandazhi ta roliki Bandazh obertovoyi pechi Bandazhi zazvichaj skladayutsya z yedinoyi kilcepodibnoyi vidlivki obroblenoyi do stanu gladkoyi cilindrichnoyi poverhni yaka vilno prikriplyuyetsya do obichajki pechi za dopomogoyu nizki specialnih kriplen Ce potrebuye desho originalnogo dizajnu bo bandazh povinen shilno prilyagati do obichajki ale takozh ne zavazhati teplovomu ruhovi Bandazh obertayetsya na pari stalevih rolikiv takozh obroblenih do stanu gladkoyi poverhni cilindra ta roztashovanih na polovini diametra pechi kozhnij Roliki povinni pidtrimuvati pich ta zabezpechuvati obertannya z najmenshim tertyam na skilki ce mozhlivo Dobre zroblena pich pri vidklyuchenni zhivlennya bude kolihatis na zrazok mayatnika dekilka raz do povnoyi zupinki Masa tipovoyi pechi rozmirami 6 60 m z vrahuvannyam vognetrivu ta zavantazhenogo materialu stanovit blizko 1100 ton ta povinna pidtrimuvatis troma bandazhami ta grupami rolikiv rozstavlenih po dovzhini pechi Najdovshi pechi mozhut mati 8 grup rolikiv v toj chas yak duzhe korotki pechi mozhut mati tilki dvi Pechi zazvichaj prohodyat 0 5 2 ob hv ale inodi i 5 ob hv Pechi na najsuchasnishih zavodah z virobnictva cementu roblyat 4 5 ob hv Pidshipniki rolikiv povinni vitrimuvati veliki trivali robochi navantazhennya ta povinni buti retelno zahisheni vid tepla pechi ta popadannya pilu Krim opornih rolikiv ye zazvichaj verhni ta nizhni uporni protidiyuchi roliki yaki opirayutsya u bik bandazhu ce zapobigaye skovzannyu pechi z opornih rolikiv Tyagovij trib Pich zazvichaj obertayetsya za dopomogoyu odnogo zubchastogo vincya yakij operizuye najholodnishu chastinu pechi ale inodi ruhayetsya za dopomogoyu privodnih valikiv Vinec z yednanij zubchatoyu peredacheyu z elektromotorom z regulovanoyu shvidkistyu U nogo povinen buti velikij puskovij obertalnij moment dlya zapusku pechi z velikoyu ekscentrichnim zavantazhennyam Dlya obertannya pechi 6 h 60 metriv zi shvidkistyu 3 ob hv neobhidno blizko 800 kVt Shvidkist prohodzhennya materialu cherez pich proporcijna do shvidkosti obertannya i dlya kontrolyu cogo potriben motor z regulovanoyu shvidkistyu U vipadku vikoristannya privodnih valikiv dlya obertannya pechi mozhut vikoristovuvatis gidravlichni privodi Ce daye zmogu dosyagnuti nadzvichajno silnogo obertalnogo momentu V bagatoh procesah duzhe nebezpechnoyu ye zupinka garyachoyi pechi u vipadku problem z privodom Riznicya temperatur mizh verhom ta nizom pechi mozhut prizvesti do deformaciyi pechi ta poshkodzhennyu vognetrivu Tomu normalnoyu praktikoyu vvazhayetsya vstanovlennya dopomizhnogo privodu dlya vikoristovuvannya pri vidklyuchenni energiyi Ce mozhe buti nevelikij elektromotor z avtonomnim zhivlennyam abo dizelnij dvigun Vin obertaye pich duzhe povilno ale dostatno shvidko dlya zapobigannya poshkodzhennyu Vnutrishni teploobminniki Teploobmin v trubchastij pechi mozhe zdijsnyuvatis za rahunok kondukciyi konvekciyi ta viprominyuvannya u poryadku zmenshennya efektivnosti U nizkotemperaturnih procesah ta v holodnishih chastinah dovgih pechej v yakih ne vistachaye pidigrivu pich chasto obladnana vnutrishnimi teploobminnikami dlya pokrashennya teplo obigu mizh gazom ta materialom yakij obroblyuyetsya Voni mozhut skladatisya z cherpakiv abo pidijmalnih pristroyiv yaki pronosyat material cherez potik gazu abo mozhut buti metalevi vstavki yaki nagrivayut verhnyu chastinu pechi ta peredayut teplo materialu koli zanuryuyutsya pid nogo pid chas obertannya pechi Ostanni privablivishi tak yak pidijmalni pristroyi pidijmayut bagato pilu Najbilsh vzhivani teploobminniki skladayutsya z lancyugiv sho visyat poperek potoku gazu Inshe obladnannyaPich spoluchayetsya z kolektorom dlya vihodu materialu v nizhnij chastini ta z trubami dlya vidhidnih gaziv Ce vimagaye shilnoyi izolyaciyi v oboh kincyah pechi Vidhidnij gaz mozhe bilshe ne vikoristovuvatis a mozhe podavatis na obladnannya poperednogo nagrivu yake potim peredaye teplo razom z podacheyu materialu Gazi povinni projti kriz pich i podayutsya v obladnannya poperednogo nagrivu ventilyatorami roztashovanimi u rozvantazhuvalnomu kinci pechi Dlya obladnannya poperednogo nagrivu u yakomu mozhe vidbuvatisya velike padinnya tisku mozhut buti potribni ventilyatori velikoyi potuzhnosti i privodi ventilyatoriv chasto mozhut buti najpotuzhnishimi privodami v cilij sistemi pechi Vidhidni gazi mistyat pil ta mozhut mistiti taki nebazhani komponenti yak dvookis sirki ta hlorovoden Tomu vstanovlyuyetsya obladnannya skruberi dlya ochishennya gaziv do togo yak voni budut vipusheni v atmosferu Korisne teplo viddannyaKorisne teplo viddavannya trubchastoyi pechi stanovit blizko 50 65 PrimitkiDSTU 2810 94 Sirovina nerudna chornoyi metalurgiyi Termini ta viznachennya Dzherela ta dodatkova literaturaR H Perry C H Chilton C W Green Ed Perry s Chemical Engineers Handbook 7th Ed McGraw Hill 1997 sections 12 56 12 60 23 60 ISBN 978 0070498419 K E Peray The Rotary Cement Kiln CHS Press 1998 ISBN 978 0820603674 Boateng Akwasi Rotary kilns transport phenomena and transport processes Amsterdam Boston Elsevier Butterworth Heinemann 2008 ISBN 978 0750678773PosilannyaObertova pich Terminologichnij slovnik dovidnik z budivnictva ta arhitekturi R A Shmig V M Boyarchuk I M Dobryanskij V M Barabash za zag red R A Shmiga Lviv 2010 S 135 136 ISBN 978 966 7407 83 4 Vikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Obertova pich