Els forns s'utilitzen per al processament a alta temperatura de materials industrials i de construcció. Aquests equips poden tenir diferents dissenys, mides i les seves característiques operatives. El tambor o el forn rotatiu ocupa un lloc separat en el segment, oferint la possibilitat d'assecar eficientment les matèries primeres a granel.
Disseny de la unitat
Els models industrials de forns de tambor estan formats principalment per tubs d'acer amb revestiment refractari de maó. Un requisit previ per a la disposició és garantir la possibilitat de rotació del cilindre al voltant del seu eix a una velocitat de 30-250 rpm. En conseqüència, com més gran sigui el diàmetre del tambor, menor serà la velocitat de rotació. El moviment és proporcionat per un eix fixat sobre un bastidor de coixinets amb rodets de metall resistent a la calor. L'impacte tèrmic es proporciona en el procés de combustió de materials combustibles (gas, petroli, gasolina o matèries primeres sòlides), que es col·loca en una cambra separada. En algunes versions, el forn rotatiu conté dispositius d'intercanvi de calor que implementenprocessos auxiliars de torrat i assecat.
Principi de funcionament del forn
Un recipient cilíndric en forma de tambor té una lleugera inclinació respecte a l'horitzontal: aquesta és la posició inicial des de la qual comença el moviment. Però abans d'encendre, la cavitat de l'estructura s'omple de material de treball. La peça de treball s'alimenta a través del broquet superior del tambor. A continuació, l'operador tanca l'estructura i engega el motor elèctric. Durant el funcionament, el forn rotatiu baixa cíclicament la substància agitada cap avall, bufant gasos calents sobre la massa. L'admissió de cabals tèrmics es pot fer a través d'una caixa de foc externa, però en els models clàssics, la generació de gas es realitza dins del tambor. En el segon cas, es pot activar un cremador Bunsen, que forma flames a través de les canonades del broquet del forn. Aquestes tasques requereixen una font addicional de combustible en forma de petroli, gas, carbó triturat o estelles de fusta.
Zones de tractament tèrmic
Durant tot el cicle de treball, el material que s'està servint pot trobar-se amb gasos del forn diverses vegades en diferents condicions de temperatura, que determinen un o altre estat de la massa processada. En funció de les característiques del tractament tèrmic al forn, es distingeixen les zones següents:
- Zona d'assecat. L'espai d'aquesta part és al voltant del 25-35% de la capacitat total del tambor. Els gasos a una temperatura d'uns 930 °C proporcionen els processos d'evaporació de la humitat.
- Zona de calefacció. En aquesta part, el processament es realitza amb fluxos amb temperaturafins a 1100 °С. L'escalfament es realitza en el context de la transferència de calor del producte de combustió amb el possible suport de reaccions químiques de tercers.
- Zona de suavització de la temperatura. El règim de tractament de temperatura en aquesta zona pot ser de 1150 °C. La tasca principal d'aquesta part del forn rotatiu és assegurar la combustió completa de l'excés d'aire a l'estructura oberta del material.
- Zona de refrigeració. En aquesta etapa, el material objectiu està exposat a corrents freds i s'endureix. Alguns dels grànuls metàl·lics de la palangana també es poden oxidar aquí amb un to vermell marronós.
Característiques tècniques i operatives de l'equip
En si mateix, la rotació de la unitat amb el moviment del contingut del material augmenta la seva eficiència i la qualitat de la cocció. Especialment avantatjós és l'ús d'estructures tubulars llargues, gràcies a les quals es minimitza el consum d'energia tèrmica. Com més llarg sigui el tambor, més densos interactuen els grànuls amb els gasos del forn durant el seu moviment dins del dipòsit. En conseqüència, també es minimitzen les pèrdues de calor improductives. Val la pena assenyalar la uniformitat de la cocció, que també afecta la qualitat del tractament tèrmic dels materials a granel. Per exemple, un forn rotatiu per a matèries primeres de ciment en forma de guix triturat i clínquer permet sinteritzar la massa per obtenir una estructura homogènia. De vegades es combinen diversos grups de matèries primeres amb l'addició de silicats de calci, pedra calcària i argila. El tambor en procés de rotació forma gairebé un solconsistència del producte.
Càlcul de la potència tèrmica del forn
Per a la cocció uniforme del material, cal assegurar-ne el moviment al llarg de tota la longitud del forn amb un règim de velocitat òptim. El ritme de moviment, d'una banda, ha de crear les condicions per realitzar les reaccions necessàries i, d' altra banda, no ha de mantenir la massa en estat de cristal·lització, en cas contrari es perdran les propietats tecnològiques ja adquirides. Es pot aconseguir un equilibri de potència òptim escollint el motor adequat.
A nivell bàsic, el càlcul d'un forn rotatiu es basa en el temps de residència del material al recipient de tractament tèrmic: amb un mètode sec, els intervals són de mitjana d'1,5-2 hores i amb un mullat. mètode, 3-3,5 hores. També s'ha de tenir en compte el temps per completar el procés de cocció, que en el cas del processament en sec serà d'aproximadament 1 hora, i per a la cocció humida - 1,5 hores. Pel que fa a la potència, un motor elèctric és previst per a la realització de tasques estàndard, el potencial de potència de les quals oscil·la entre els 40 i els 1000 kW en el cas de les unitats industrials. També es determinen indicadors específics tenint en compte la connexió de comunicacions auxiliars, la naturalesa del fleixament i la inclusió de components modificadors en la composició principal del foc.
Revestiment del forn rotatiu
A més de la selecció dels paràmetres de funcionament òptims, el manteniment també afectarà la qualitat de la cocció. Una de les activitats clau encaminades a mantenir un alt nivell tècnicindicadors de rendiment del forn, seran el seu revestiment. En essència, aquest és l'aïllament de la superfície metàl·lica del tambor mitjançant un material resistent a la calor. La funció d'aïllament tèrmic es realitza amb eficàcia amb formigó i maons refractaris colats. Però fins i tot després del revestiment, el forn rotatiu s'ha de recobrir amb recobriments protectors que protegeixen l'estructura del mateix formigó de la propagació de petites esquerdes. El revestiment en si es fa amb un gruix de 8 a 30 cm, depenent de la mida de l'estructura del forn. El refractari s'ha de calcular per a temperatures de l'ordre de 1000-1200 °C.
Conclusió
Les unitats de forn avui en dia s'utilitzen àmpliament en la fabricació de mescles de construcció, materials de rajoles i tot tipus de consumibles que requereixen assecat. Els avantatges dels forns rotatius inclouen l' alta productivitat i la qualitat dels efectes tèrmics, però el funcionament no està complet sense inconvenients. Aquest equip es caracteritza per grans dimensions, cossos de treball massius i un baix nivell d'automatització. A això val la pena afegir els requisits per a l'alimentació. En la producció de cicle complet, els forns de tambor estan connectats a xarxes de 380 V, així com a sistemes de ventilació i refrigeració.
