Огнеупоры и их применение

Раздел: Учебники

Производство извести в основном заключается в обжиге известняка, для чего применяют вращающиеся и шахтные печи. Кроме того, существуют еще печи с подвижным подом.

В Японии вращающиеся печи используют главным образом в черной металлургии. По конструкции вращающиеся печи подразделяют на печи с подогревателем и без него. В качестве подогревателя могут служить вертикальные теплообменники или решетки, которые повышают термический к. п. д. печи.

При обжиге во вращающейся печи затраты на оборудование выше, чем в шахтной печи, кроме того, выше удельный расход топлива. Преимущество вращающейся печи в том, что выбор топлива не ограничен, регулирование процесса обжига несложно, возможно массовое производство извести высокого качества.

Известно несколько фирм, производящих шахтные печи: в ФРГ «Бекенбах», «Сименс», «Вестофен», в США «Юнион Карбайд», в Швейцарии «Мерц Офенбау» и др.

Имеются две разновидности печей конструкции К. Бекенбаха: откосная (с на- клоной обжиговой камерой) и кольцевая.

Кольцевая печь относится к наиболее интересным и оригинальным конструкциям печей с камерами частичного сгорания. Первая печь такого типа с двумя полыми цилиндрами (верхним и нижним) в цилиндрической шахте была построена в 1962 г. Японская фирма «Ибэ когё» реконструировала эту печь, вмонтировав во внутренний верхний цилиндр рекуператор, и модернизировала систему горения. Сырьевая известь заполняет кольцевое пространство между стенками шахты и цилиндров (поэтому печь и называется кольцевой). Нижний цилиндр крепится к стенке шахты огнеупорными сводовыми перемычками, способствующими равномерному прохождению продуктов сгорания. Процесс обжига Материала, загружаемого сверху, протекает в противотоке с продуктами сгорания и завершается в параллельном потоке в нижней части зоны обжига под нижней камерой сгорания.

Печь работает при пониженном давлении. Воздух вводится в шахту тремя потоками. Первый поток направляется вентилятором в пространство между стенками нижнего и верхнего цилиндров, затем в качестве вторичного подается к горелкам. Второй поток воздуха подается в рекуператор, откуда — к горелкам и частично в инжектор для создания тяги. Третий поток воздуха предназначается для охлаждения извести.

В печах данной конструкции можно обжигать известняк широкого гранулометрического диапазона от 20 до 100 мм с расходом тепла 900—1000 ккал/кг извести. В настоящее время построены печи производительностью 150—450 т/сут и разработан проект печи мощностью 500 т/сут. Однако недостатком кольцевых шахтных печей является их сложность. Особенно трудоемко и сложно выполнение огнеупорной футеровки печей. Своды — перемычки камер частичного сгорания — подвержены воздействию горючих и печных газов, а также истиранию и коррозионному воздействию шихты, что требует применения высококачественных огнеупоров.

Шахтная печь швейцарской фирмы «Мерц» применяется главным образом в производстве извести для металлургии и стройматериалов. Печная установка состоит из двух-трех шахт. В каждой шахте имеется рассекатель, под которым по всему кольцевому сечению расположены вертикальные горелки. Сырье загружается сверху через питатель и обжигается в потоке продуктов сгорания, направляющихся тоже вниз. Газы, двигаясь в прямотоке с шихтой, обеспечивают процесс декарбонизации. Дойдя до соединительного канала, газы смешиваются с охлаждающим воздухом и по каналу направляются в противоточную шахту, где нагревают опускающийся известняк. После выброса отходящих газов обе шахты переключают и процесс обработки материала протекает в обратном направлении, т. е. топливо и воздух вводятся во вторую шахту и она становится прямоточной, а отходящие газы выходят через верх теперь уже противоточной шахты. Длительность цикла составляет 12—15 мин. Известняк загружается в шахты попеременно во время изменения режима их работы. Верхняя часть каждой шахты используется в качестве регенератора для подогрева воздуха, идущего на поддержание горения. Насадкой служит сам материал, который в период прямотока.

Сырье загружают через горловину печи. В процессе опускания сырье подвергается обжигу в двух зонах шахты перед верхней и нижней камерами, горения топлива. Поскольку в печах этого типа возможен обжиг без прямого соприкосновения сырья с пламенем, исключены случаи пережога известняка. Диаметр кусков известняка должен находиться в пределах 20—40 мм. При мелкой шихте происходит засорение решеток, выполненных из огнеупорного кирпича. Шихтовая пыль, забивающая отверстия решеток, приводит к перебоям в работе печи.

На  268 показана обжиговая печь шведской фирмы «Кальциматик». Обжиг известняка осуществляется на вращающейся подине за один оборот в течение определенного времени при заданной температуре. В печи можно обжигать сырье любой формы диаметром кусков от 3 до 100 мм. Однако в этой печи по сравнению с другими большой расход тепла: 1180— 1260 ккал/кг извести.