ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА КЛИНКЕРА
ROTATING FURNACE FOR CLINKER BAKING

Изобретение относится к технике обжига цементного клинкера и может быть использовано в цементной промышленности.
Известна вращающаяся печь для обжига сыпучего материала (а.с. №1322051, кл. 27B 7/16, 07.01.86), содержащая теплообменные устройства и винтовую вставку, размещенные в рабочем пространстве печи и снабженные винтообразным кольцом и кронштейнами, плоскость которых направлена вдоль образующей печи, причем с одной стороны кронштейна закреплена винтовая вставка, а с другой - винтообразное кольцо, при этом винтообразное кольцо закреплено под углом к радиальному направлению печи, а винтовая вставка закреплена перед теплообменными устройствами, считая по ходу движения газов.
Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность теплообмена и ограниченные технологические возможности.
Известна вращающаяся печь для приготовления цементного клинкера (Комар А.Г. / Строительные материалы и изделия // А.Г.Комар / учебник. Высшая школа, 1988. с.147-148), содержащая цилиндрический корпус, опирающийся через бандажи на опорные ролики, двойной привод, состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов, двух подвенцовых шестерен, одного венцового колеса, питательную трубу для подачи шлама для обжига цементного клинкера, головки, через которую подаются в печь топливо и воздух, цепной фильтр-подогреватель, теплообменники, колосниково-переталкивающий холодильник. Корпус имеет уклон 3.5-4% и снабжен установкой для водяного охлаждения и центральной системой смазки.
Недостатком известной вращающейся печи для обжига цементного клинкера является необходимость создания уклона для транспортировки шлама для обжига цементного клинкера от загрузки к выгрузке, в связи с этим - сложность ее эксплуатации, недостаточная интенсивность теплообмена и ограниченные технологические возможности.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, упрощение эксплуатации в связи с отсутствием уклона и интенсификация теплообмена.
Техническое решение достигается тем, что во вращающейся печи для приготовления цементного клинкера, содержащей корпус, опирающийся через бандажи на опорные ролики, двойной привод, состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов, двух подвенцовых шестерен, одного венцового колеса, питательную трубу для подачи шлама для обжига цементного клинкера, головку для подачи в печь топлива и воздуха, цепной фильтр-подогреватель, теплообменники, колосниково-переталкивающий холодильник и снабженной установкой для водяного охлаждения и центральной системой смазки, корпус установлен горизонтально, выполнен конусообразным с образованием по периметру и внутри корпуса трех ломаных винтовых линий и винтовых канавок внутри корпуса, с переменным по длине корпуса шагом, изготовлен из последовательно установленных секций, каждая из которых смонтирована из двух пар треугольников, соединенных боковыми сторонами, при этом первая пара выполнена из одинаковых двух пар равнобедренных треугольников, а вторая пара выполнена из равнобедренного треугольника, равного равнобедренному треугольнику первой пары и равностороннего треугольника, стороны которого равны боковой стороне равнобедренного треугольника, причем каждая последующая секция повернута относительно последующей на 120°.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено технического решения, аналогичного заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции вращающейся печи для обжига клинкера.
Новизна заключается в том, что такое конструктивное оформление корпуса позволяет обеспечить осевое перемещение частиц шлама для обжига цементного клинкера от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения корпуса, что упрощает эксплуатацию в связи с отсутствием уклона вращающейся печи.
Новизна обусловлена тем, что корпус выполнен многозаходным с образованием по периметру корпуса трех винтовых линий и винтовых канавок внутри корпуса с переменным, увеличивающимся шагом от загрузки к выгрузке, поэтому наряду с интенсификацией процесса смешивания частиц шлама обеспечиваются не только их перемещение вдоль горизонтальной оси корпуса, что исключает необходимость монтажа корпуса под углом к горизонту, но и повышается интенсивность теплообменных процессов, расширяются технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что шаг винтовых линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что обеспечивает повышение скорости продольного перемещения шлама и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что площадь и форма поперечного сечения корпуса изменяются от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения шлама по мере их перемещений от загрузки к выгрузке, интенсифицирует теплообменные процессы, увеличивает интенсивность, энергоемкость и частоты их взаимодействия, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что винтовые поверхности и винтовые канавки завихряют газовый тепловой поток, что интенсифицирует теплообмен.
На фиг.1 изображен общий вид вращающейся печи для обжига клинкера; на фиг.2 - часть корпуса вращающейся печи для обжига клинкера, вид спереди; на фиг.3 - вид А на фиг.2; на фиг.4 - секция корпуса вращающейся печи для обжига клинкера; на фиг.5 - схема сборки части корпуса вращающейся печи для обжига клинкера.
Вращающаяся печь для обжига клинкера (фиг.1) состоит из корпуса 1, опирающегося через бандажи 2 на опорные ролики 3. Корпус 1 смонтирован горизонтально и вращается, обеспечивая процесс движения в нем частиц шлама для приготовления цементного клинкера. Привод печи - двойной и состоит из двух электродвигателей 4, двух редукторов 5, одного венцового колеса 6 и двух подвенцовых шестерен 7. Вращающаяся печь снабжена с одной стороны питательной трубой 8 для подачи шлама для обжига цементного клинкера в корпус 1, а с противоположной стороны - головкой 9 для подачи топлива и воздуха. Со стороны головки 9 в печь подаются топливо и воздух. В результате сгорания топлива получаются горячие газы, поток которых направлен от горячего конца печи к холодному навстречу движущимся частицам шлама для обжига цементного клинкера. Для улучшения теплопередачи и обеспыливания газов внутри печи в холодном ее конце размещается цепной фильтр-подогреватель 10, создана цепная завеса 11 и устанавлены теплооменники 12. Пыль, уловленная в результате газоочистки, возвращается обратно в печь. Она транспортируется пневмонасосом в бункер, а из него, при помощи переферийного загружателя 13, направляется в полую часть печи, расположенную рядом с цепной завесой со стороны горячего конца. Для охлаждения частиц готового цементного клинкера печь снабжена колосниково-переталкивающим холодильником 14. Корпус 1 оборудован установкой для водяного охлаждения 15 и центральной системой смазки 16.
Корпус 1 (фиг.2 и 3) выполнен конусообразным с образованием по периметру и внутри корпуса трех ломаных винтовых линий и винтовых канавок внутри корпуса с переменным по длине корпуса шагом S, которые показаны на фиг.2 и 3 утолщенными линиями 17-18-19-20-21, 22-23-24-25, 26-27-28-29-30.
Корпус 1 выполнен из последовательно установленных секций (фиг.4), каждая из которых изготовлена в виде смонтированных двух пар треугольников «А» и «В», соединенных боковыми сторонами. Первая пара треугольников «А» выполнена из двух одинаковых равнобедренных треугольников 31 и 32. Вторая пара треугольников «Б» смонтирована из равнобедренного треугольника 33, равного треугольникам 31 и 32 первой пары «А» и равностороннего треугольника 34, стороны которого равны боковым сторонам треугольников 31, 32, 33.
Каждая последующая секция (фиг.5), при сборке корпуса 1, повернута относительно предыдущей секции на 120°.
1
2
3
Например, на фиг.5 секция 35 повернута относительно предыдущей секции 36 на 120° по часовой стрелке, секция 36 повернута относительно предыдущей секции 37, в свою очередь, тоже на 120° и т.д. Поворот секций 35, 36, 37 для наглядности фиксируется вершинами Д, Д, Д.
Корпус 1 (фиг.2 и 3) выполнен конусообразным с тремя по периметру корпуса 1 ломаными винтовыми линиями с переменным по длине корпуса 1 шагом S, которые показаны на фиг.2 и 3 утолщенными линиями 17-18-19-20-21, 22-23-24-25, 26-27-28-29-30 и соответственно им винтовыми канавками внутри корпуса 1.
При повороте секций относительно друг друга по часовой стрелке образуются винтовые поверхности корпуса 1 с правыми винтовыми линиями и винтовыми канавками внутри корпуса 1 основного направления с шагом S (фиг.2 и 3).
При повороте секций относительно друг друга против часовой стрелки образуются винтовые поверхности корпуса 1 с левыми винтовыми линиями и винтовыми канавками основного направления S (на чертежах не показаны).
Из-за наличия по внутренней поверхности корпуса 1 трех винтовых линий и соответственно винтовых канавок обеспечивается при вращении корпуса 1 не только осевое перемещение шлама от загрузки к выгрузке, но и повышается интенсивность теплообменных процессов, увеличиваются интенсивность, энергоемкость и частота взаимодействия частиц шлама, завихряемость газовых тепловых потоков, что интенсифицирует теплообменные процессы, расширяет технологические возможности.
Предлагаемая вращающаяся печь для обжига клинкера работает следующим образом. Корпус 1 конусообразной формы, смонтированный горизонтально, вращается. Шлам для обжига цементного клинкера подается в питательную трубу 7 при помощи ковшовых или объемных дозаторов, находящихся у холодного конца печи (корпуса 1). Со стороны головки 9 в печь (корпус 1) подаются топливо и воздух. В результате сгорания топлива получаются горячие газы, поток которых направлен от горячего конца печи (корпуса 1) к холодному, навстречу движущимся частицам шлама для обжига цементного клинкера. Частицы шлама для обжига цементного клинкера, находясь внутри вращающегося корпуса 1, увлекаясь его винтовыми поверхностями, поднимаются вверх и, поднявшись по направлению вращения корпуса 1 несколько выше угла своего естественного откоса, скатываются лавинообразно вниз. Так как корпус 1 по периметру снабжен многозаходной винтовой поверхностью, то обеспечиваются движение частиц обжигаемого цеметного клинкера внутри корпуса 1 и перемещение их от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении корпуса 1. Фильтр-подогреватель 9 улучшает теплопередачу и обеспыливает газы. Пыль, уловленная в результате газоочистки, возвращается обратно в печь. Она транспортируется пневмонасосом в бункер, а из него при помощи переферийного загружателя 12 направляется в полую часть печи, расположенную рядом с цепной завесой со стороны горячего конца. После обжига частицы цементного клинкера охлаждаются в колосниково-переталкивающем холодильнике 14.
Технико-экономические преимущества возникают за счет обеспечения во вращающейся печи продольного перемещения частиц шлама для приготовления клинкера при горизонтальном расположении корпуса и создания их встречных потоков за счет того, что внутри, по всей длине корпуса образованы также винтовые поверхности и винтовые канавки, которые обеспечивают не только перемещение частиц шлама за счет конусности корпуса, но и способствуют интенсификации осуществления взаимодействия частиц шлама для обжига цементного клинкера друг с другом и со стенками корпуса, что позволяет не только влиять на характер движения частиц шлама для обжига цементного клинкера и изменять направления их скорости движения, но и расширяет технологические возможности, повышает интенсивность теплообмена, упрощает эксплуатацию вращающейся печи при ее горизонтальном расположении, расширяет технологические возможности.