Способ производства извести во вращающейся печи

Алан-э-Дейл       05.11.2022 г.

Устройство и принцип работы шахтных печей

Печи термической закалки широко распространены в металлообработке, они высоко востребованы в цветной металлургии. С помощью этого оборудования организуется плавка агломерата и руды, в результате чего получают свинец, цинк, никель, медь. Если рассматривать специфику возложенных на печи задач, оборудование данной отрасли классифицируется на 4 группы:

  • устройства для нитроцементации и цементации,
  • печи для азотирования,
  • агрегаты, используемые в карбонитрировании,
  • механизмы для добавочной обработки в воздушной либо защитной среде.

Вариации для чугуна и им подобные характеризуются высокой мощностью, и чтобы их использование было безопасным и рациональным, требуются тщательные предварительные расчеты характеристик и массы погружаемых материалов.

Особенности конструкции

В схему типовых агрегатов входят 4 базовые части:

  • зона загрузки материала,
  • выгрузочный блок (отсюда выводится готовый металл),
  • механизмы дымоудаления,
  • рабочая зона – камера, где происходит термическая обработка.

Для помещения в печь металла или шихты активно применяются конвейерные конструкции, устройства скипового и кюбельного типов. Выбор конкретных решений зависит от условий эксплуатации оборудования и специфики загружаемого материала. Универсальными характеристиками обладают скиповые механизмы, основывающиеся на лебедке в тандеме с реверсным ковшом.

Как выглядит шахтная печь

Выгрузочный сегмент собирается из блоков, ключевым из них является промежуточный накопитель, с помощью последнего обустраивается дозированная подача сырья (оно также подвергается герметизации).

Вывод выработанных газов осуществляется с применением нескольких патрубков, размещенных позади термической установки. В сложные современные модели встраивают фильтрующие компоненты и элементы автоматики.

Рабочая камера, в пределах которой контролируется сгорание сырья либо процесс термической обработки, плавки, оснащается механизмами управления выносного типа. Камеру обслуживает оператор, с помощью внешнего пульта он вводит требуемые температурные режимы и прочие значимые показатели, указанные в технологической карте.

Внутренняя поверхность шахтной печи футеруется – облицовывается кирпичными блоками либо особыми огнеустойчивыми минералами. В данном сегменте лидируют в связи с оптимальными эксплуатационными характеристиками огнеупорное волокно, шамотный кирпич, корунд.

Если рабочая температура модели не превышает 1000°, ее оснащают вентиляционными устройствами, монтируемыми в области крышки. С их помощью в термической камере происходит интенсивное смешение газовой среды, обрабатываемые изделия или шихта нагреваются более равномерно.

Специфика функционала

Помещенные в агрегат шихта либо металл перемещаются сверху вниз по шахте, постепенно нагреваясь и подвергаясь сушке. Образуемые в процессе горячие газы движутся в обратном направлении, то есть противоположно материалу, заложенному в печь. В процессе выплавки цветных металлов в нижнем сегменте прибора фиксируется особая емкость – в нее перетекает образующийся расплав, здесь сопутствующие газы также поднимаются наверх.

Шахтная печь СШО-10.7,5/11

Эксплуатация печей в цветной металлургии сопровождается рядом проблем: приходится использовать специфические виды шихты, здесь нужен труднодоступный кокс, реализуемый в дорогом сегменте. В настоящее время подобные процессы организуются с применением антрацитного угля, газа, в результате существенно уменьшается себестоимость выплавки цветных металлов.

Функционирование печей, в которых сталь подвергается термической обработке, также сопровождается рядом особенностей. В таких агрегатах не происходит плавление металла, он проходит через температурное воздействие с целью повышения его антикоррозионных и прочностных характеристик.

Металлические поверхности подвергаются нескольким стадиям нагревания, далее их помещают в специальные среды, насыщенные определенными газами, благодаря чему изделия приобретают свойства, указанные в технологической карте. Чаще всего так организуются процессы азотирования либо цементации. Для них характерно применение специальных моделей жаропрочных ретортов.

Преимущества использования гидравлической извести

Плотность извести: 1100 кг/м3, что в два раза легче портландцемента, что выгодней в транспортировке ровно вдвое.

Главные преимущества растворов, замешанных на карбонатно-кремнезёмистых известях, над растворами из глинозёмистых, доломитовых, магнезиальных, ферритных и прочих сортов извести и/или из цемента состоят в следующем:

  • Экологичность. Минералогическая чистота сырья, данная природой.
  • Нейтральность. Отсутствие или ничтожность примесей, следов растворимых солей, отсутствие пуццолановых веществ, гипса, цемента и других природных или искусственных добавок. Благодаря природной чистоте невозможно возникновение сульфатной агрессии, характерной цементным растворам, и разрушительным щелочно-кремнезёмным реакциям.
  • Паропроницаемость. Высокая степень паропроницаемости растворов, что означает непременное выведение влаги и предотвращение образования конденсата в стенах здания.
  • Объемная отдача извести StA значительно выше других вяжущих веществ в 2,5 раза.
  • Увеличение производительности труда строителей. Не нужно тратить время на догашивание извести, на доводку или переделку работ, на компенсацию усадки или расширения растворов.
  • Самовосстановление. Высокая пластичность растворов благодаря обилию свободной гидратной извести в составе. Растворы могут самозаживлять умеренные следы усадки.
  • Крепка. Конечная прочность и упругость отвердевших растворов.
  • Долговечность. Оптимальные темпы набора прочности растворами. Соответственно быстрое наступление способности сопротивляться погодным стихиям (ветер, дождь, холод). В отличие от растворов на основе портландцемента с ограниченным сроком эксплуатации (200 лет), известковые растворы не подвержены обратимым химическим реакциям, поэтому объекты культурного наследия, возрастом более 1000 лет до сих пор функциональны.
  • Эстетичность. Цветовая нейтральность, белизна, декоративность гидравлической извести.
  • Не даёт высолов. Окрашеные поверхности остаются буквально навсегда (при условии состоятельности кровли и водосточной системы).
  • Доступность — цена природной гидравлической извести дороже цемента, однако наличие огромного количества преимуществ и объемной самоотдачи с лихвой нивелирует эту разницу. И, если быть точными, гидравлическая известь дороже белого датского сульфато-стойкого цемента в 2 раза. На дом 160 м2, требуется 10 м3, разница в стоимости составит 130 тыс. руб., что в общей сметной стоимости дома в максимальной комплектации, составляет 1,45%, при себестоимости строительства 56000 за 1 м2. Это не та статья расходов на которой нужно экономить, если мы хотим получить прочный, полезный и красивый дом, который будет служить не одному поколению домовладельцев.

Растворы на основе гидравлической извести бессрочно устойчивы к жаре, засухе, осадкам, морозу, имеют высокую сопротивляемость микрофлоре и химикатам, абсолютно безразличны к сульфатной агрессии (различным солям). Всё это говорит об экологичности и абсолютной безопасности этих растворов для здоровья человека.

Вкладывая сегодня в стоимость дома из натурального камня от 24 тысяч рублей за 1 кв.м, через 100 лет его можно будет продать как новый, добавив к нему статус объекта культурного наследия.

Ранние печи

Общей чертой ранних печей была сформированная горящая палата подставки для яиц, с вентиляционным отверстием в основе («глаз»), построенный из кирпича. Известняк был сокрушен (часто вручную) к довольно однородным 20-60 мм (1 к 2,5 дюймам) глыбы — прекрасный камень был отклонен. Последовательные выпуклые слои известняка и древесины или угля были созданы в печи на барах решетки через глаз. Когда погрузка была завершена, печь была разожжена в основании и огне постепенно распространение вверх через обвинение. Когда сожжено через, известь была охлаждена и обстреляна через основу. Густой пепел выбыл и был отклонен с «riddlings».

Только камень глыбы мог использоваться, потому что обвинение должно было «дышать» во время увольнения. Это также ограничило размер печей и объясняет, почему печи были всем почти таким же размером. Выше определенного диаметра полусожженное обвинение, вероятно, разрушилось бы под своим собственным весом, гася огонь. Таким образом, печи всегда делали 25-30 тонн извести в партии. Как правило, печь заняла день, чтобы загрузить, три дня, чтобы стрелять, два дня, чтобы охладиться и день, чтобы разгрузиться, таким образом, однонедельный благоприятный поворот был нормален. Степенью горения управляли методом проб и ошибок от партии до партии, изменяя количество используемого топлива. Поскольку был большой перепад температур между центром обвинения и материалом близко к стене, смеси underburned (т.е. высокая потеря на воспламенении), хорошо сожженная и мертво сожженная известь обычно производилась. Типичная топливная экономичность была низкой с 0,5 тоннами или больше угля, используемого за тонну законченной извести (15 МДж/кг).

Производство извести иногда было в промышленных весах. Один пример в Annery в Северном Девоне, Англия, под Большим Торрингтоном, был составлен из трех печей, группировавшихся в форме ‘L’, и был расположен около канала Торрингтона и реки Торриджа, чтобы ввести известняк и уголь, и транспортировать далеко сожженную известь в дни прежде должным образом, шоссе существовали.

Наборы семи печей были распространены. Бригада погрузки и разгружающаяся бригада работали бы печи попеременно в течение недели.

‘Ленивая печь’ была то, как печи назвали, если они только редко использовались.

Великобритания

Большая печь в Crindledykes около Хэйдон-Бридж, Нортумбрия, была одним из больше чем 300 в графстве. Это было уникально для области в наличии четыре, тянут арки к единственному горшку. Поскольку производство было сокращено, две арки стороны были заблокированы, но были восстановлены в 1989 английским Наследием.

Развитие национальной железнодорожной сети все более и более делало местные небольшие печи убыточными, и они постепенно вымирали в течение 19-го века. Они были заменены более крупными промышленными предприятиями. В то же время новое использование для извести в химических, стальных и сахарных отраслях промышленности привело к крупномасштабным заводам. Они также видели развитие более эффективных печей.

Печь для обжига известняка, установленная в Дадли, Уэст-Мидлендс (раньше Вустершир) в 1842, выживает по сей день как часть живого музея Черной страны, который открылся в 1976; хотя, печи в последний раз использовались в течение 1920-х. Теперь среди последнего, все еще существующего в регионе, был во власти добычи угля и известняка, добывающего в течение нескольких поколений до 1960s.http://

Австралия

В последних 19-х и ранних 20-х веках город Варата в Gippsland, Виктории, Австралия произвела большинство негашеной извести, используемой в городе Мельбурне, а также вокруг других частей Gippsland. Город, теперь названный Волкервилл, был установлен на изолированной части викторианской береговой линии и экспортировал известь судном. Когда это стало убыточным в 1926, печи были закрыты. Современная область, хотя не имея городских удобств как таковых, рынки сама как туристическое место назначения. Сегодня могут все еще быть замечены руины печей для обжига известняка.

Техника безопасности

Известь является довольно едким материалом, поэтому при контакте с ней нужно придерживаться некоторых правил: смешивание составов или гашение необходимо осуществлять исключительно в металлических емкостях; не следует пренебрегать использованием защитной экипировки — перчаток, маски, респиратора; при гашении извести выделяется большое количество тепла и газа, поэтому во время активной фазы нежелательно наклоняться над посудиной; важно проводить гашение на свежем воздухе, так как в процессе выделяется токсичный для человека газ. Также нельзя замешивать составы руками, даже если они в защитных перчатках

Формула изобретения

1. Способ обжига кускового известняка в шахтной печи для обжига кусковых материалов, включающий подогрев, обжиг известняка с получением извести и ее охлаждение, осуществляемые в противотоке с продуктами горения газообразного топлива и воздухом, периферийную подачу через топливосжигающие устройства, установленные в футеровке печи на двух уровнях, газообразного топлива и газа-окислителя, в качестве которого на верхнем уровне топливосжигающих устройств используют смесь воздуха и рециркуляционных газов, подаваемых из дымоотводящего тракта печи, отличающийся тем, что подачу топлива и газа-окислителя топливосжигающими устройствами нижнего уровня производят в центральную часть шахты на расстоянии от футеровки печи, равном 0,3-0,5 внутреннего диаметра шахты, причем в качестве газа-окислителя в топливосжигающих устройствах нижнего уровня используют атмосферный воздух в количестве, соответствующем величине коэффициента расхода воздуха нижн=0,35-0,5.

2. Шахтная печь для обжига кусковых материалов, содержащая шахту цилиндрической формы, имеющую металлический кожух и футеровку, загрузочное и разгрузочное устройства, топливосжигающие устройства, установленные на двух уровнях, при этом топливосжигающие устройства верхнего уровня установлены периферийно в футеровке печи, и дымоотводящий тракт печи, отличающаяся тем, что топливосжигающие устройства нижнего уровня выполнены в виде закрепленных с двух сторон к металлическому кожуху шахты печи на расстоянии 0,5-1,3 м ниже топливосжигающих устройств верхнего уровня полых водоохлаждаемых балок с отверстиями для выхода газообразного топлива и воздуха, расположенными в центральной части балок на расстоянии от внутренней поверхности футеровки шахты, равном 0,3-0,5, внутреннего диаметра шахты, а каждая балка снабжена защитным кожухом из жаропрочной стали, закрепленным к металлическому корпусу печи и выступающим в пространство печи на расстояние 0,25-0,5 м от внутренней поверхности футеровки шахты.

Полезные советы

В зависимости от целей применения, известь разводится в разных пропорциях: для побелки стен и потолков необходимо взять 1 кг порошка и 2 л воды; для обработки стволов деревьев берется 1 кг материала на 4 л жидкости. При выполнении строительных работ специалисты рекомендуют придерживаться таких моментов: При использовании в качестве смеси для штукатурки необходимо добавить небольшое количество обойного клея. Он сделает смесь более прочной. В декоративную побелку можно добавить натуральную олифу (1/3 ч. л. на 1 литр состава) для стойкости покрытия к неблагоприятным внешним условиям. Кроме того, известковые составы при необходимости можно окрасить. Для этих целей используется синька или краска на латексной основе. 

Критерии выбора шахтных печей для плавки

Поиск оптимального оборудования основывается на эксплуатационных потребностях. Чаще всего агрегаты используются для нанесения на изделия из металла разнообразных покрытий, в этом случае будут оптимальными высокотемпературные модели с атмосферой защитных газов.

Шахтная печь СШЦМ-8.26/10

Для выплавки цветных металлов и обогащения руды подбирают агрегаты в зависимости от создаваемой ими температуры плавления. Размеры должны соответствовать планируемым объемам производства, здесь также важны габариты заготовок и деталей, которые предстоит отливать во время работы с печью.

Классификация шахтных печей

Деление шахтных печей для термообработки на категории обычно выполняется согласно 3 критериям: целевой принадлежности оборудования, температурному диапазону и приоритетной атмосфере.

По назначению

Если рассматривать назначение оборудования, специалисты выделяют разновидности для цветной металлургии, для обжига извести и кирпича, а также лабораторный модельный ряд. Приборы, используемые с целью обработки сталей, могут быть закалочными, нормализационными, азотирующими.

По температурному режиму и габаритам

Высота агрегатов имеет впечатляющий диапазон, самые крупные достигают 30 метров, у портативных этот параметр равен 50 см. Еще один критерий деления – глубина: все, что до 3 м, считаются малыми печами, все, что свыше – большими.

Согласно градации по температурным возможностям печи делятся на низкоотпускные (в них среда нагревается до 300°С), высокоотпускные (в этом случае рабочий диапазон составляет 400-1200°С).

По рабочей атмосфере

Условия применения могут быть вакуумными, защитными и окислительными. Это одна из классических методик видового деления печей шахтного типа.

Разновидности

Выделяют несколько основных видов материала: Воздушная негашеная известь комовая является продуктом обжига известковых пород и имеет внешний вид сформированных кусков разных размеров. Она состоит из оксида кальция и магния, могут содержаться примеси карбоната кальция, силиката, алюмината, феррита кальция и магния, которые не разложились при температурной обработке. Известь негашеная молотая представляет собой измельченную до состояния порошка комовую известь. Их химический состав идентичен.

Воздушная гидратная известь — это высокодисперсный порошок, который получается путем гашения комовой или молотой негашеной извести. Процедура производится при помощи распыления жидкой или парообразной воды. Целью методики является преобразование оксидов кальция и магния в их гидраты. Влажность готового продукта не должна превышать 5 %. Известковое тесто – продукт гашения комовой или молотой извести большим количеством воды.

В результате получается пластичная масса, которая имеет в своем составе до 50 % жидкости. В зависимости от концентрации оксида магния различаются такие виды извести: магнезиальная; кальциевая; доломитовая. Активность извести определяется по количеству содержания в ней активных оксидов кальция и магния. Соответственно, чем их количество выше — тем материал является качественнее. Также, согласно нормам, известь различается по скорости гашения: быстрогасящаяся имеет скорость гашения около 8 минут; среднегасящаяся — не более 25 минут; медленногасящаяся — более 25 минут. Скорость гашения определяется с момента добавления жидкости до того, как температура массы начнет снижаться. 

Применение гидравлической извести

Гидравлическую известь наряду с воздушной используют для изготовления штукатурных и кладочных растворов. Однако в отличие от воздушной извести на ней можно получать растворы, пригодные для эксплуатации как в сухих, так и во влажных средах. Употреблять гидравлическую известь можно при изготовлении легких и тяжелых бетонов низких марок, применяемых в различных частях зданий. На ее основе изготовляют смешанные цементы — известково-шлаковые, известково-пуццолановые и др. Она вполне пригодна для каменной кладки и для штукатурных работ. При каменной кладке ее применять предпочтительнее, чем воздушную, так как она быстрее и равномернее твердеет по толще стены. Количество выделяющейся при твердении влаги меньше, чем при твердении воздушной извести, что обусловливает более быстрое просыхание стен. Гидравлическая известь пригодна для кладки фундаментов и других частей небольших сооружений, подвергающихся действию воды.

6. Определение режима работы предприятия, укрупнённый расчёт производственной программы

Под режимом работы понимается количество рабочих дней в году, продолжительность и число рабочих смен для подразделения предприятия.

В данном курсовом проекте завод по производству гидравлической извести имеет в своём составе непрерывно действующие агрегаты, следовательно здесь предусматривается трёхсменная работа с остановкой оборудования только для проведения капитального ремонта.

При непрерывном режиме работы годовой фонд времени предприятия рассчитывается по формуле:

Тф.пр. = (365 — n)·3·8, [ч/год],

где n — число дней на капитальный ремонт, n = 15 дней в году.

Тф.пр. = (365 — 15)·3·8 = 8400 ч/год.

Зная режим работы предприятия, выполняется расчёт производственной программы по выпуску вяжущего.

Таблица 2 — Производственная программа предприятия по выпуску вяжущего.

Наименование выпускаемой продукции Выпуск продукции, т  
  в год в сутки в смену в час  
Известь 400000 1142,4 380,8 47,6  
 
Наименование сырья Выпуск продукции, т  
  в год в сутки в смену в час  
Известняк 747104 2046 682 85.25

Производство гидравлической извести

Производство гидравлической извести включает следующие основные операции: добычу и подготовку мергелистого известняка, обжиг сырья, гашению продукта обжига, отделению непогасившихся частиц и их помолу, смешению измельченных зерен с погасившимся материалом и упаковке . Добывают, дробят и сортируют мергелистый известняк теми же способами и с помощью таких же механизмов, как и при производстве воздушной извести. Обжигают мергелистый известняк в зависимости от его состава и структуры при 900—1100 °С. Температура обжига тем ниже, чем больше в сырье глинистых и магнезиальных примесей. При обжиге мергелистых известняков, как и при обжиге воздушной извести, углекислые кальций и магний разлагаются, происходит также взаимодействие между этими соединениями и оксидами кальция и магния и песчаными и глинистыми примесями. Эти реакции происходят, главным образом, в твердом состоянии.

В результате обжига сырья при 900—1100°С получается продукт, состоящий обычно из свободного оксида кальция, неразложившегося углекислого кальция, а также р-двухкальцневого силиката C2S, образующегося преимущественно при взаимодействии СаС03 с примесями тонкодисперсного кварца. Установление и соблюдение правильного режима обжига имеют большое значение: недожог или пережог снижает качество гидравлической извести. Известь, обожженная до спекания, почти не гасится, а в размолотом виде может дать вяжущее, не обладающее равномерностью изменения объема. При наличии в исходном сырье углекислого магния обжиг приводит к образованию, кроме указанных соединений, также CaO-MgO-*Si02 и свободного оксида магния. Гидравлическая активность извести и прочность при твердении прямо зависят от наличия C2S, C2AS, железистых соединений и отчасти сульфата кальция.

Для обжига гидравлической извести применяют шахтные и вращающиеся печи. Расход условного топлива при обжиге гидравлической извести ниже, чем при обжиге воздушной, и составляет обычно для шахтных печей 12— 14 % по массе готового продукта.

Обожженную известь дробят и затем измельчают в мельницах обычно до остатка на сите № 008 не более 5-7%.

Гашение гидравлической извести более затруднительно, чем воздушной, так как она содержит значительное количество негасящихся частиц, отличается плотным строением и в процессе ее гашения выделяется меньше тепла. Чем больше в гидравлической извести содержится силикатных составляющих, тем плотнее продукт обжига и тем труднее гасятся частицы извести вследствие того, что они обволакиваются негасящимися зернами гидравлических соединений. В связи с этим гашение гидравлической извести надлежит производить на соответственно оборудованных заводах.

Количество воды, необходимой для гашения, зависит от состава гидравлической извести. В зависимости от состава извести количество воды, теоретически необходимое для гашения, будет составлять 7-17%. Практически нужен некоторый избыток воды и так как при повышении температуры в процессе гашения часть ее испаряется. Обычно берут воду в количестве, в 1,5 раза превышающем теоретически нужное. При гашении на заводах известь увлажняется в увлажнительных шнеках и направляется в гасильные силосы, в которых процесс гашения заканчивается. Гасят ее также в гасильных барабанах или в других гасильных аппаратах. Для более полного гашения гидравлическую известь выдерживают в силосах в течение довольно длительного времени, в среднем около 15 дней.

При схватывании и твердении молотой гидравлической извести протекают физико-химические процессы, характерные для твердения молотой негашеной извести, с одной стороны, и гидравлических вяжущих веществ, с другой. Вначале, как и при воздушном твердении молотой негашеной извести, содержащийся в гидравлической извести оксид кальция гидратируется в Са(ОН)2. Затем при твердении во влажной среде силикаты, алюминаты и ферриты кальция постепенно гидратируются, образуются соответствующие гидраты в гелевидном состоянии. Протекающие при этом физические процессы, как и при твердении других гидравлических вяжущих веществ, способствуют их постепенному уплотнению и росту прочности.

Специфические свойства этой извести обусловливают необходимость обеспечивать вначале воздушно-сухие условия твердения, а затем— влажные (для гидратации силикатов, алюминатов и ферритов кальция). При этом чем больше в извести свободного оксида кальция, тем более продолжительным должно быть начальное твердение в воздушной среде.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.