ВРАЩАЮЩАЯСЯ ОБЖИГОВАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА

Полезная модель относится к области производства строительных материалов, в частности к производству цемента, и может быть использована во вращающихся обжиговых печах для тепловой обработки сыпучего материала и получения цементного клинкера.
Известна вращающаяся обжиговая печь для производства цементного клинкера, содержащая цилиндрический наклонный вращающийся корпус, см. патент на изобретение Российской Федерации №2082926, класс F27В 7/14, опубликованный 27.06.1997. Внутри цилиндрического вращающегося корпуса закреплены соосно два дополнительные один в другом корпуса. На внутренней поверхности дополнительных корпусов имеются лопатки, закрепленные под углом естественного откоса материала. Недостатком известного устройства является невозможность получения цементного клинкера высокого качества, т.к. производится равномерный нагрев обрабатываемого сыпучего материала, недостаточный для его полной декарбонизации.
Известна вращающаяся обжиговая печь для производства цементного клинкера, содержащая наклонный цилиндрический футерованный корпус с пересыпными полками, расположенными равномерно по окружности внутри корпуса, параллельно его продольной оси, см. патент на полезную модель Российской Федерации №62693, класс F23D 14/20, зарегистрированный 27 апреля 2007 г. В известном устройстве пересыпные полки могут разрушаться под воздействием высокой температуры, захватывают недостаточное количество обрабатываемого сыпучего материала, что приводит к недостаточному обжигу обрабатываемого материала и низкому качества получаемого цементного клинкера, а так же к необходимости достаточно частой остановки печи для ремонта пересыпных полок.
В данной полезной модели ставится техническая задача создания такой вращающейся обжиговой печи для производства цементного клинкера, которая обеспечивала бы надежность работы, высокое качество получаемого продукта и высокую производительность вращающейся обжиговой печи.
Решение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что во вращающейся обжиговой печи пересыпные полки выполнены в поперечном сечении в форме трапеции, верхняя часть которой образована кривой линией в виде завитка, выступающего за одну из боковых сторон трапеции, при этом пересыпные полки выполнены из огнеупорного керамического материала и установлены в горячей части цилиндрического футерованного корпуса, выступают относительно внутренней »поверхности цилиндрического футерованного корпуса на высоту, равную 0,05-0,1 Д, имеют длину равную 0,6-2 Д и равномерно расположены по окружности внутри цилиндрического футерованного корпуса на расстоянии 0,1-0,2 Д друг от друга, где Д - внутренний диаметр цилиндрического футерованного корпуса.
Заявленная вращающаяся обжиговая печь для производства цементного клинкера обладает совокупностью существенных признаков, неизвестных из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Полезная модель поясняется с помощью прилагаемого чертежа.
На фиг.1 чертежа изображен общий вид вращающейся обжиговой печи.
Устройство полезной модели заключается в следующем. Вращающаяся обжиговая печь для производства цементного клинкера, содержит наклонный цилиндрический футерованный корпус (1) с пересыпными полками (2), расположенными равномерно по окружности внутри корпуса (1), параллельно его продольной оси, теплообменное устройство в виде цепной завесы (3), расположенное со стороны загрузочного конца печи. Пересыпные полки (2) выполнены в поперечном сечении в форме трапеции, верхняя часть которой образована кривой линией в виде завитка, выступающего за одну из боковых сторон трапеции, при этом пересыпные полки (2) выполнены из огнеупорного керамического материала и установлены в горячей части цилиндрического футерованного корпуса (1), выступают относительно внутренней поверхности цилиндрического футерованного корпуса (1) на высоту равную 0,05-0,1 Д, имеют длину равную 0,6-2 Д и равномерно расположены по окружности внутри цилиндрического футерованного корпуса (1) на расстоянии 0,1-0,2 Д друг от друга, где Д - внутренний. диаметр цилиндрического футерованного корпуса (1).
2
Обжигаемый материал поступает со стороны загрузочного конца вращающейся обжиговой печи и при ее вращении продвигается вдоль продольной оси печи через цепную завесу (3), в которой осуществляется предварительная подготовка материала. Далее обжигаемый материал, продвигаясь вдоль продольной оси, поступает в горячую часть цилиндрического футерованного корпуса (1) с пересыпными полками. При термическом воздействии на часть сырьевой смеси при температуре газового потока 1000-1350 С происходит диссоциация карбоната кальция, при этом получаемый оксид кальция представлен частицами достаточно крупными весьма пористыми образованиями. При взаимодействии с оксидом кремния в твердой фазе процессы диффузии пористого СаО замедлены, и образуется достаточно крупные кристаллы белита лимитирующие процесс их растворения в клинкерном расплаве. Оксид же кальция растворяется в клинкерном расплаве в 4-6 раз быстрее белита. Это различие в скорости растворения определяет формирование крупнокристаллической 1 структуры алита. Однако в конструкции теплообменника предусматривается частичная рециркуляция материала, выносимого газовым потоком в более холодную зону печи и присадка материала к основному материальному потоку имеющего температуру 700-800 С. Последующий повторный нагрев инициирует процессы рекристаллизации оксида кальция, и наряду с крупными кристаллами появляется множество мелкокристаллических образований, являющихся центрами кристаллизации фазы белита (CS). Образующийся мелкокристаллический белит в последующем быстро растворяется в образующемся при повышении температуры (~1350 С) клинкерном расплаве, формируя мелкокристаллическую алитовую структуру, обладающую высокой гидравлической активностью, т.о. способствуя быстрому набору прочности цементного камня. Эффект термомодифицирования сырьевых компонентов, достигаемый за счет прерывания процессов кристаллизации на границе раздела фаз и оптимизации конструкции пересыпных полок представляет собой универсальный способ управления процессами минералообразования при высокотемпературном синтезе вяжущих материалов.
Предложенные данной полезной моделью форма, размер, длина и расстояние между пересыпными полками и место их установки обеспечивают надежную работу пересыпных полок без их разрушения и сколов, захват и пересыпание оптимального количества обжигаемого материала в горячей зоне печи, где происходит процесс декарбонизации, что обеспечивает повышение производительности печи и улучшение качества цементного клинкера.
Предлагаемая полезная модель может быть неоднократно изготовлена из выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью материалов и может быть использована при производстве цементного клинкера в цементной промышленности, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «промышленная применимость».
Предложенная вращающаяся обжиговая печь для производства цементного клинкера изготовлена, испытана и прошла опытную эксплуатацию с положительными результатами.