Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Введение
• 1. Конструкция агрегата
• 1.1 Назначения и разновидности агрегата
• 1.2 Конструктивные особенности агрегата
• 2. Огнеупорные материалы для футеровки агрегата
• 2.1 Условия службы огнеупора
• 2.2 Выбор огнеупоров в зависимости от условий службы
• 2.3 Способы повышения стойкости огнеупорной футеровки
• 3. Охрана окружающей среды
• Заключение
• Библиографический список

Введение

футеровка вращающаяся печь

Вращающиеся печи широко применяют в различных отраслях народного хозяйства. Относящиеся к категории промышленных печей непрерывного действия с движением вокруг продольной оси вращающиеся печи по назначению весьма разнообразны - плавильные, сушильные, термические, обжиговые и т.д. Существуют, например, вельц-печи, применяемые для вельцевания кеков цинкового производства, печи для спекания бокситов и нефелинов и обезвоживания карналлита, печи для кальцинации гидроксида алюминия, а также для сушки различных материалов, применяемых в металлургическом производстве и т.д.

Во вращающихся печах исходный материал перемещается вдоль печи, нагреваясь за счет теплоты, выделяющейся при сжигании топлива. По длине печи наблюдается переменный тепловой режим. Вращающиеся печи характеризуются достаточно высокой эффективностью. Как промежуточное технологическое звено вращающаяся печь полностью обеспечивает поточное производство.

1. Конструкция агрегата

1.1 Назначения и разновидности агрегата

Основной элемент вращающейся печи - металлический барабан, сваренный из листового железа толщиной 20…40 мм. Внутри барабан футеруют высокоглиноземистым или шамотным кирпичом (толщина футеровки 200…300 мм). Между кожухом и огнеупорной кладкой обычно закладывают тонкий теплоизоляционный слой (толщина 10…30 мм). На наружной поверхности барабана закреплены стальные бандажи в виде неразрывных колец шириной 400…800 мм. Каждый бандаж опирается на ролики, ширина которых на 50…100 мм больше ширины бандажа.

Опорные ролики установлены на массивных стальных плитах, укрепленных на железобетонных фундаментах таким образом, что барабан печи имеет небольшой уклон к горизонту, равный 2 - 3,5% от его длины. Это обеспечивает перемещение материала внутри печи при вращении барабана. Барабан вращающейся печи между опорами испытывает напряжение изгиба. Его допустимая величина определяет толщину корпуса барабана, диаметр печи и расстояние между опорами, которое может достигать 30 м. При большом диаметре кожух дополнительно усиливают кольцами жесткости.

Рисунок 1. Схема вращающейся печи

1 - барабан печи; 2 - бандажи; 3 - уплотнительное устройство; 4 - топочная камера; 5 - топливосжигающее устройство; 6 - разгрузочная течка; 7 -опорные ролики; 8 - фундамент; 9 - привод барабана; 10 - газоотводная камера; 11 - отбойное устройство; 12 - загрузочное устройство; 13 - венцовая шестерня

Барабан вращается вокруг своей оси со скоростью 0,6 - 2 об/мин. Число оборотов барабана регулируют специальным устройством. Привод барабана состоит из электромотора мощностью до 250 кВт, специального редуктора и открытой зубчатой передачи, заканчивающейся большой венцовой шестерней, закрепленной на барабане при помощи пружин, которые позволяют барабану при нагреве свободно расширяться. При вращении печи бандажи «катятся» по опорным роликам. Для удержания наклонно расположенной печи от соскальзывания с опорных роликов оси их устанавливают под небольшим углом по отношению к продольной оси печи (от 0°10' до 0°45'). Под воздействием такого разворота печь очень медленно поднимается вверх по направлению оси печи. Силу этого сдвига рассчитывают таким образом, чтобы при среднем коэффициенте трения между опорными роликами и бандажом корпус печи удерживался в среднем положении. Для того чтобы печь не поднималась выше^ снижают коэффициент трения между роликами и бандажом путем смазывания этих поверхностей.[2]

В печах последних конструкций опорные ролики устанавливают параллельно продольной оси печи, что устраняет неравномерность износа роликов и бандажей и исключает опасность их разрушения. Положение печи в продольном направлении фиксируется автоматически при помощи специальных упорных роликов с демпферами или с гидроприводами, которые сообщают печи возвратно-поступательное движение с двойным ходом на 50 -100 мм за 24 ч. Упорные ролики устанавливают по обеим сторонам бандажа ближайшей к приводу опоры, а у мощных печей - еще у двух - трех бандажей на вертикальных осях. Эти ролики можно перемещать вдоль оси печи и закреплять в нужном положении.

Для остановки вращения печи в любом положении служит электромагнитный фрикционный тормоз, через обмотку которого во время работы печи постоянно пропускается ток. Когда подача тока прекращается, электромагнит выключается и отпускает колодки тормоза, которые и зажимают приводной вал.

Топливосжигающие устройства устанавливаются в головной части барабана. Головка печи состоит из топочной камеры, устройства для выгрузки материала и уплотнительного устройства, перекрывающего щель между вращающимся барабаном и неподвижной топочной камерой. К головке примыкает разгрузочная течка, через которую продукт пересыпают в холодильник. Уплотнительное устройство имеет существенное значение для эффективной работы печи и холодильника. Оно может быть в виде входящих друг в друга лабиринтных колец, приваренных к корпусу и к головке печи. Холодный воздух, попадающий в кольцевой канал лабиринтного уплотнения, отсасывается из него вентилятором, что препятствует попаданию этого воздуха в печь. Кроме того, уплотнительное устройство может состоять из двух трущихся одно о другое шлифовальных колец, одно из которых установлено на печи, а другое - прикреплено к головке печи. Наружный воздух, проникающий между уплотнительными кольцами, попадает под кольцевой козырек, а затем отсасывается вентилятором и в печь не попадает.

Концевая часть (холодная головка) вращающейся печи состоит из газоотводящей камеры загрузочного устройства и уплотнения. Материал загружается в печь в виде сухой шихты либо в виде пульпы с влажностью до 42%. При спекании нефелиновой шихты пульпу загружают в печь наливом, а при спекании бокситовой шихты загрузку осуществляют распыливанием через пульповую форсунку. На каждую печь устанавливают от трех до пяти форсунок. Большую часть форсунок помещают в нижней части сечения печи под углом к ее оси, чтобы увеличивать дальность и продолжительность полета Материала, а следовательно, количество получаемой им теплоты. При такой установке уменьшается унос материала из печи. Угол поворота форсунок и угол раскрытия выходящих из них струй должны быть такими, чтобы загружаемый материал попадал на внутреннюю поверхность вращающейся печи уже подсушенным и не налипал на нее.

Для предотвращения настылеобразования при попадании влажной шихты на стенки барабана монтируется отбойное устройство в виде связки рельсов длиной 10 - 12 м, закрепленных цепью при помощи специальных шарниров в холодной головке печи.

Различают длинные и короткие вращающиеся печи. Длинные печи имеют длину до 185 м и более, а короткие -- от 40 до 85 м. Первые применяются для мокрого и сухого способов производства, а вторые -- для сухого или комбинированного способов.

Длинные вращающиеся печи. Длинные печи различаются не только по длине и диаметру, но и по внутреннему устройству барабана. В зависимости от конструкции длинные печи бывают с теплообменными устройствами и без них, виды теплообменных устройств и запечных установок в этих агрегатах также бывают разные.

Запечные установки применяют для предварительной подготовки сырья к обжигу в целях более полного использования тепла дымовых газов, образующихся при сгорании топлива, и снижения расхода последнего.

Теплообменные устройства применяют для улучшения теплообмена между обжигаемым материалом и дымовыми газами. Их устанавливают внутри барабана печи. Печи, предназначенные для мокрого и сухого обжига, отличаются между собой отношением длины барабана к его диаметру. У печей для сухого способа это отношение несколько меньше и составляет от 30 до 35, а у печей для мокрого способа от 34 до 42.

Чем длиннее печь, тем более полно будут охлаждаться дымовые газы при своем движении по длинному барабану и тем меньше окажется непроизводительная потеря тепла с дымовыми газами. Производительность длинных вращающихся печей зависит от поверхности теплопередачи между обжигаемым материалом и дымовыми газами, влажности поступающего на обжиг шлама и сырьевой муки, скорости вращения барабана, разности температуры газов и обжигаемого материала, скорости газового потока в барабане, стойкости футеровки печи, качества режима обжига и организации технологического процесса в целом, величины уноса пыли из печи и многих других факторов. Короткие вращающиеся печи. В печи с конвейерным кальцинатором (печь Леполя) подсушка, подогрев и частично кальцинирование сырьевой смеси происходят на конвейерном кальцинаторе - непрерывно движущейся бесконечной решетке. На решетку загружают слоем гранулы сырьевой смеси и подвергают действию раскаленных дымовых газов, отходящих из короткой кольцевой печи. В подготовленном виде гранулы поступают в печь для завершения процессов клинкерообразования. В печи с циклонными теплообменниками указанные подготовительные процессы происходят в нескольких последовательно установленных сверху вниз циклонах.

Разновидностью вращающихся печей с запечными эффективными теплообменными агрегатами является печь с концентратором шлама, предназначенным для высушивания шлама до влажности 8--12%, с последующим обжигом «сухаря» в короткой вращающейся печи. Подготовленная смесь поступает из трубы непосредственно в короткую вращающуюся печь. Производительность коротких вращающихся печей зависит в основном от тех же факторов, что и длинных печей. Однако короткие печи отличаются более высокой удельной производительностью, достигающей 50--60 кг/м₂ - ч, вследствие большей разности температур между газом и обжигаемым материалом. Короткие вращающиеся печи могут работать как самостоятельные агрегаты без кальцинаторов, циклонных теплообменников или концентраторов шлама, однако при этом они имеют производительность на 40--60% ниже, а удельный расход тепла на 25--30% выше. [5]

1.2 Конструктивные особенности агрегата

Одним из особенностей вращающихся печей относятся теплообменные устройства. Изобретение относится к технологии процесса обжига сырьевого материала, например «сырого» кокса, во вращающихся печах, и может быть использовано, например, в металлургической промышленности в производстве анодной массы для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров, в производстве огнеупорных материалов, а также в электродной промышленности.

Известно внутреннее теплообменное устройство вращающихся печей, представляющее собой завесы в виде стальных цепей, прикрепленных одним концом к футеровке печи либо обоими концами, образуя при этом цепные «гирлянды».

Недостатками известного теплообменного устройства являются значительное повышение пыления материала и, следовательно, увеличение пылевыноса из печи, а также уменьшение срока службы футеровки. Еще одним недостатком можно считать невозможность использования устройства в зоне высоких температур печи, процесс теплообмена в наибольшей степени влияет на эффективность работы печи. В процессе работы печи происходит быстрый износ цепей.

Известно внутреннее теплообменное устройство вращающихся печей, представляющее собой расположенные по длине печи теплообменные элементы, прикрепленные основаниями к ее внутренней поверхности и выполненные в виде сочлененных у основания лопастей корытообразного профиля с выпуклой поверхностью, обращенной к газовому потоку.

Недостатком известного теплообменного устройства является невозможность использования устройства во вращающихся печах алюминиевой промышленности, поскольку оно имеет достаточно сложную конструкцию. Конструкция выполняется из металла и приваривается к футеровке, что недопустимо при существующих температурных режимах вращающихся печей для прокаливания материала и протекающих в них физико-химических процессах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является внутреннее теплообменное устройство вращающихся печей алюминиевой промышленности, футерованных огнеупорным кирпичом, с загрузочным и разгрузочным торцами, включающее теплообменные элементы для перемешивания материала. Теплообменные элементы представляют собой кирпичные полки, установленные в два ряда в зоне прокаливания печи на участке длиной 6,7 м и предназначенные для интенсификации теплообмена материала с газовым потоком и футеровкой.

Устройство-прототип обладает следующими недостатками

Кирпичные полки, выполненные в виде выступов в футеровке вращающейся печи и расположенные непосредственно в зоне прокаливания, подвергаются значительному термическому и механическому воздействию, что является причиной их быстрого износа. Это приводит к значительному удорожанию футеровки зоны прокаливания печи, которая сама по себе является слабым местом футеровки вращающейся печи в целом и требует частого ремонта. Неизбежные разрушения футеровки приводят к загрязнению производимого продукта оксидом кремния. Обломки в дальнейшем переходят также в анодную массу и ухудшают качество анода.

Еще одним недостатком кирпичных полок является их форма, которая способствует значительному повышению уноса пыли из вращающейся печи. При движении полок через слой материала некоторая его часть захватывается боковой стенкой полки и начинает подниматься вместе с ней по мере вращения вращающейся печи. Далее этот материал достигает верхней части вращающейся печи, под действием силы тяжести соскальзывает с боковой стенки полки и попадает в газовый поток, подхватывается им и покидает вращающуюся печь вместе с отходящими газами. При этом унос пыли часто составляет величину, сопоставимую с производительностью вращающейся печи.

Кроме того, необходимо отметить, что устройство по прототипу не способствует активному перемешиванию материала и изменению гранулометрического состава по высоте слоя, а эти технологические факторы отрицательно сказываются не только на качестве готового продукта, но и снижают производительность вращающейся печи.

Задачей теплообменников является повышение производительности вращающейся печи, улучшение теплотехнических параметров и повышение пылеподавляющей способности.

Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемого устройства, состоит в интенсификации процесса перемешивания материала, его теплообмена, в повышении надежности работы вращающейся печи и стойкости ее футеровки.

Поставленная цель достигается тем, что во внутреннем теплообменном устройстве для вращающихся печей алюминиевой промышленности, футерованных огнеупорным кирпичом, с загрузочным и разгрузочным торцами, включающем теплообменные элементы для перемешивания материала, согласно заявляемому решению теплообменные элементы выполнены в виде зубцов с основанием в форме треугольника, большая сторона которого ориентирована в направлении, противоположном разгрузочному торцу вращающейся печи, причем угол между большей стороной и смежными с ней составляет не менее 45°, а теплообменные элементы расположены на участках в зоне подогрева материала во вращающейся печи параллельными рядами в шахматном порядке относительно друг друга и соседних участков.

Теплообменные элементы расположены на двух участках в четыре параллельных ряда на каждом участке, в шахматном порядке, причем в двух противоположных рядах расположено по пять зубцов, в остальных двух - по четыре зубца.

Острые углы зубцов теплообменных элементов срезаны во избежание их скалывания при работе печи.

Сущность изобретения заключается в том, что конструкция теплообменных устройств и их конфигурация в печи разработаны таким образом, чтобы обеспечить максимально возможное перемешивание материала по мере его движения в печи, тем самым обеспечивая интенсификацию теплообмена и при этом минимальное пылеобразование.

Рисунок 2. Схема установки в печь теплообменных устройств.

Рисунок 3. Развертка печи с расположением на ней теплообменных элементов.

Предлагаемое внутреннее теплообменное устройство вращающейся печи 1 с установленными на ней бандажами 2 и венцовой шестерней 3 состоит из отдельных теплообменных элементов 4, основания которых являются частью общей футеровки печи. Теплообменные элементы 4 выполнены в виде зубцов, изготовленных с основаниями в форме треугольников. Большие стороны которых направлены так, чтобы при вращении вращающейся печи материал, попадая на них, отбрасывался в противоположном своему движению направлении. Боковая сторона зубца теплообменного элемента находится под углом к движущемуся потоку материала. Внутри вращающейся печи теплообменные элементы располагаются на двух участках футеровки 5 (рис.2), расположенных в зоне подогрева материала, в четыре параллельных ряда на каждом участке под углом 90° друг к другу (рис.3). Зубцы теплообменных элементов в рядах по направлению вращения вращающейся печи располагаются в шахматном порядке и распределены равномерно вдоль каждого участка. В двух противоположных рядах расположено по 5 зубцов, в остальных двух - по 4 зубца. Расположение теплообменных элементов непосредственно в зоне прокаливания привело бы к значительному уменьшению срока их службы из-за высоких температур и механического воздействия на них материала, а это связано с дополнительными затратами на замену футеровки.

Приведен конкретный пример установки теплообменных элементов на двух участках. Количество участков, теплообменных элементов и их количество может варьироваться в зависимости от конструктивных характеристик вращающихся печей.

При работе вращающейся печи 1 теплообменные элементы 4 погружаются в слой материала и перемещаются в нем по мере вращения печи. Одновременно происходит перемещение материала между параллельными рядами поочередно по окружности вращающейся печи и под углом относительно образующей печи и отбрасывание движущегося материала к загрузочному торцу вращающейся печи (против движения материала), что способствует увеличению времени нахождения материала во вращающейся печи.

При вращении печи зубцы теплообменных элементов перемещаются через слой материала и происходит разделение основного его слоя на пульсирующие потоки. При этом, учитывая комплексное расположение теплообменных элементов параллельными рядами по окружности, наблюдается ускоренное разнопоточное перемещение материала, а наличие переменной формы слоя способствует интенсификации процесса перемешивания, выравнивает температуру материала в слое, что обеспечивает снижение разнородности в прокаливании мелкого и крупного материала, улучшение теплообмена и повышение производительности вращающейся печи.

В предложенном теплообменном устройстве теплообменные элементы изготавливаются из огнеупорного армированного бетона. Нижняя часть теплообменного элемента является частью общей футеровки, поэтому выполнена в виде трапеции. Внутри кирпича располагается металлический анкер для придания прочности зубцу теплообменного элемента. Острые углы зубца заранее срезаны во избежание их скалывания при воздействии температуры и массы материала.

Применяют также в качестве запечных теплообменников при сухом способе производства змеевиковые или трубчатые теплообменники.
Змеевижовый теплообменник представляет собой вертикальный стальной цилиндрический футерованный внутри корпус с расположенной внутри его спиральной трубой. Труба снаружи омывается горячими печными газами. Сырьевая мука подается в верхний конец спиральной трубы и совершает длинный спиралеобразный путь, в продолжении которого в сырьевой смеси заканчиваются все подготовительные процессы для последующего обжига.[2]

2. Огнеупорные материалы для футеровки агрегата

2.1 Условия службы огнеупора

Футеровка вращающихся печей работает в весьма тяжелых условиях, что связано с периодическим колебанием температур на поверхности кладки, обусловленным вращением печи и перемещением находящегося в ней материала. Условия службы огнеупоров в зонах печи заметно различаются. В подавляющем большинстве случаев продолжительность кампании футеровки зависит от стойкости огнеупоров в зоне обжига, в которой условия эксплуатации наиболее тяжелые. На футеровку в этой зоне действуют высокие температуры, достигающие 1750-1780 "С, и температурный градиент в огнеупоре; химическое взаимодействие с обжигаемым материалом; значительные механические нагрузки, возникающие в замкнутой кольцевой кладке за счет термического расширения футеровки; механический и абразивный износы под действием движущегося материала и др. Эти факторы условно разделены на три группы: термические, механические и химические, которые неодинаково влияют на огнеупоры в зависимости от участка печи.[1]

2.2 Износ огнеупоров в отдельных узлах и элементах агрегата

Основные причины разрушения и характер износа огнеупорной футеровки вращающейся печи для обжига магнезита приведены ниже: Зона подогрева, 20-600 °С. Сколы рабочих поверхностей футеровки за счет термических напряжений, возникающих в кладке при разогреве и охлаждении; абразивный износ изделий движущимся материалом; выпадение отдельных изделий и обрушение отдельных участков футеровки вследствие потери устойчивости кладки во время включения печи.

Зона декарбонизации, 650-1300 °С. Сколы рабочих поверхностей огнеупора и обрывы гарнисажа, вызывающего выпадение отдельных изделий из кладки; образование на поверхности футеровки «глазури», исключающей формирование защитного гарнисажа, вследствие чего наблюдаются перегрев футеровки, ее повышенный механический и химический износ.

Зона обжига, 1350-1730 °C. Характер разрушения аналогичен зоне декаборнизации, но проявляется чаще и в более интенсивной форме; под влиянием градиента температур в изделиях формируются зоны.

Зона охлаждения, 1700-1200 °С. Наиболее изнашиваемый участок футеровки вследствие растрескивания под влиянием перепада температур, истирающего воздействия обожженного материала и интенсивный скол изделий, особенно первого ряда.

Истирание футеровки и раздавливание отдельных изделий

Под влиянием градиента температур и химического взаимодействия с обжигаемым материалом в огнеупорной футеровке вращающейся печи формируется зональное строение. В хромитопериклазовых изделиях, применяемых в футеровке зон обжига, образуются наименее измененная зона у корпуса печи, переходная и рабочая с гарнисажным слоем. Каждая зона имеет свой химико-минеральный состав. В наименее измененной зоне присутствуют те же фазы, что и в соответствующих изделиях до службы. Переходная зона отличается повышенной плотностью за счет миграции силикатов из горячей (рабочей) зоны. Силикаты имеют магниево-кальциевый состав и представлены мервинитом и монтичеллитом, реже форстеритом. Наибольшие изменения претерпевает рабочая зона изделий, в которой образуется микроструктура с крупными порами, приводящей в итоге к формированию трещин, по которым происходят сколы изделий. Наличие гарнисажа на рабочей поверхности футеровки положительно сказывается на ее стойкости, защищая футеровку от резких колебаний температуры и абразивного воздействия обжигаемого материала.[1]

2.3 Выбор огнеупоров в зависимости от условий службы

В зависимости от физико-химических процессов, протекающих при нагревании обжигаемого материала, печь разделяют на несколько технологических зон, каждая из которых футеруется определенным типом огнеупоров. Например, при обжиге магнезита во вращающейся печи различают зоны сушки, подогрева, декарбонизации, обжига и охлаждения. В каждой из этих зон используют соответствующие условиям службы огнеупорные материалы. Так как при вращении печи огнеупоры нагреваются, они испытывают сильное механическое и структурное растрескивание гораздо большие, чем в стационарной печи.

Отдельные зоны вращающихся печей футеруют следующим образом. Футеровку стен откатной головки и пылевой камеры ведут горизонтальными рядами изделий, уложенных на плашку с перевязкой швов. Изолирующий слой между огнеупорной футеровкой и корпусом откатной головки выполняют из асбестового картона толщиной 20 мм или из шамотно-цементного раствора той же толщины.

Футеровку горячих головок, барабанных холодильников и печей выполняют шамотно-карбидкремниевыми, муллито-кремнеземистыми, муллитовыми или многошамотными изделиями, футеровку зон декарбонизации (при обжиге магнезита) - муллитовыми или многошамотными. Шамотную футеровку цилиндрической части печи выкладывают продольными рядами с перевязкой поперечных швов смежных рядов, футеровку горячих головок и переходных конусов - кольцами, причем по обе стороны кольца устанавливают температурные швы.

Футеровку высокотемпературной зоны печи выкладывают периклазохромитовыми или периклазошпинельными изделиями на металлических пластинах. Переходные зоны футеруют хромитопериклазовыми изделиями в сочетании с шамотными в соотношении от 1:1 до 3:1. Цилиндрическую часть переходной зоны выполняют на растворе продольными рядами с перевязкой поперечных швов смежных рядов, причем один из них выкладывают хромитопериклазовыми, а другой - шамотными изделиями. Коническую часть переходных зон выкладывают кольцами с применением металлических пластин и раствора.[1,2]

2.4 Способы повышения стойкости огнеупорной футеровки

Футеровка печи -- элемент, наиболее подверженный неблагоприятным воздействиям при эксплуатации. Поэтому качеством футеровки, стойкостью ее при работе в основном определяется коэффициент использования календарного времени работы печи в целом.

Стойкость футеровки, характеризующаяся числом суток рабочего времени (межфутеровочной кампании) наиболее разрушающегося участка -- зоны спекания, зависит от вида применяемых огнеупорных материалов, качества футеровочных работ, диаметра печи и ритмичности ее работы, вида применяемого топлива, механического состояния корпуса печи, условий для образования на поверхности огнеупорных материалов устойчивой обмазки из обжигаемого материала. Средняя стойкость футеровки печей составляет не более 250 суток.

При прочих равных условиях быстрее всего разрушается футеровка в печах, работающих на угле и мазуте: примерно в 1,4--1,7 раза повышается стойкость футеровки при использовании газа. Приведенные сроки стойкости футеровки относятся, как отмечалось, к зоне обжига. В других менее температурно-напряженных зонах стойкость футеровки в среднем один-два года.

Увеличение стойкости футеровки достигается технологическими и конструктивными приемами.

К технологическим приемам относится строгое соблюдение технологического режима обжига клинкера: равномерное питание печи сырьем и топливом, постоянство химического состава, тонкости помола и влажности сырья, постоянство калорийности, влажности и тонкости помола твердого топлива. Это обеспечивает стабильность теплового режима печи, исключает необходимость перевода ее на тихий ход, уменьшает колебания температуры в футеровке и деформации корпуса печи.

К конструктивным приемам относятся: использование для футеровки высокоэффективных огнеупоров, например для зоны спекания-- магнезитохромитовых и периклазошпинелидных; применение кладочных растворов соответствующего качества, например для кладки магнезиальных огнеупоров следует использовать магнезитовый раствор, затворенный жидким стеклом; высокое качество кладки. При кладке кирпичи должны плотно прилегать к корпусу печи, чтобы газы не проникали в зазоры, в противном случае футеровка быстро разрушается из-за значительной деформации корпуса. Футеровка, выполненная на растворе, более долговечна, чем выполненная на металлических пластинках.

К главному фактору, обеспечивающему продолжительность сроков службы футеровки, относится образование клинкерной обмазки на поверхности футеровки в зоне спекания. При температуре 1300--1450° С в зоне спекания происходит частичное плавление сырьевой смеси. Расплав взаимодействует с материалом футеровки, налипает на нее, образуя при этом слой обмазки толщиной до 200 мм и более, защищающий футеровку от действия раскаленного материала. При этом большое значение имеет не толщина, а устойчивость обмазки против разрушений.

Условия образования обмазки зависят от химического состава сырья, содержания в нем плавней и интенсивности охлаждения корпуса печи. При высоком содержании плавней (низкий силикатный модуль) обмазка образуется легко. Трудноспекающиеся сырьевые материалы (с низким содержанием плавней и высоким силикатным модулем) образуют обмазку с трудом. В этом случае, чтобы улучшить условия образования обмазки, в сырьевую смесь вводят минерализаторы, понижающие температуру ее плавления,-- фтористый кальций, кремнефтористые соли кальция, магния, натрия. С увеличением интенсивности охлаждения корпуса печи условия образования обмазки и качество ее улучшаются. С этой целью применяют искусственное охлаждение корпуса печи -- воздушное (обдувку) или водяное (орошение).[1]

3. Охрана окружающей среды

При производстве происходит загрязнение атмосферы и водных ресурсов. Загрязнение воздуха магнезитовой пылью приводит к закупориванию пор листьев деревьев, это приводит к гибели растений. Большие осадки пыли ведут к образованию цементной корки на поверхности земли. Для снижения загрязнения атмосферы нужны технические мероприятия по пылеулавливанию.

Пыле-, газоулавливающая установка - это комплекс сооружений, оборудования и аппаратуры, предназначенный для отделения от поступающего из вращающейся печи газопылевого потока. При эксплуатации пыле газоулавливающей установки ведется документация, содержащая основные показатели, характеризующие режим работы установки, а также отклонения от оптимального режима, обнаруженные неисправности, случаи отклонения режима отдельных агрегатов и т.д.

Эксплуатация вращающихся печей при отключенных установках очистки газа запрещается. Ремонт пыле газоулавливающей установки должен производиться при остановленном технологическом оборудовании. Мероприятия по модернизации пыле-, газоулавливающей установки позволяющие повысить надежность и степень очистки газа, должны выполняться, как правило, при проведении капитальных ремонтов. Пыль, содержащуюся в вентиляционных и технологических газах промышленных предприятий принято подразделять на механическую пыль и возгоны. Частицы механической пыли имеют размеры от нескольких мкм до нескольких десятков мкм. Возгоны - это аэрозоли. Для улавливания крупных частиц 50-100 мкм используют пылевые камеры, газоходы, в которых частицы пыли осаждаются под воздействием силы тяжести. Кардинальные пути защиты от загрязнений и разрушения водоемов заключаются в уменьшении или даже полном прекращении сброса в водоемы отработанных, в том числе и очищенных, сточных вод. Очищенную воду от примесей можно использовать многократно. Меры по предотвращению пыле выбросов в атмосферу, загрязнению сточных вод и водных бассейнов охраняются службами ЗОС. Каждое огнеупорное предприятие должно иметь раздельные системы водоснабжения но 'чистому" и "грязному" циклам. "Чистые" оборотные циклы служат для потребителей, использующих воду на охлаждение оборудования, в процессе которого вода не загрязняется. Чистый оборотный цикл работает по схеме: нагретая вода - охлаждение - потребитель.

В "грязные" оборотные циклы поступает вода после уборки помещений и промывки технологического оборудования. Схема очистки грязного цикла: емкость - накопитель стоков - коагулирующие смесители отстойники (очистка от шлама) - фильтры (очистка от масел) - песчаные фильтры - сборный резервуар - потребитель.

Для удаления из вод взвешенных частиц применяют механические методы: отстаивание, фильтрование, осадки и др. Мелкодисперсные и коллоидные примеси удаляют с помощью коагулянтов и флокулянтов. Удаление трудноосаждаемых частиц производят с помощью фильтров с сетчатыми элементами или зернистым слоем. Для удаления мелких твердых частиц используют также процесс флотации. Образующиеся осадки уплотняют, обезвоживают и отправляют па переработку. Обезвоживание проводят с помощью вакуум-фильтров, которые снижают влажность осадка с 86-88 до59-58%.

Описанные циклы - это идеальный вариант, по которому должно работать предприятие, позволяющий не только экономить водные ресурсы, но и вести правильную очистку сточных вод оборотного водоснабжения. В качестве (грубой) предварительной очистки дымовых газов будем использовать групповой циклон. Взрывопожароопасные и пожароопасные вещества оборудованы автоматическими средствами пожаротушения и пожарной сигнализацией. Для предупреждения и устранения пожара или взрыва на территории цеха создана газоспасательная служба. Основными задачами газоспасательной службы являются: спасение людей при авариях; ликвидация аварий, требующих применение газозащитной аппаратуры и специального газоспасательного оснащения; проведение профилактической работы по предупреждению аварий и несчастных случаев. Одним из основных мероприятий по предупреждению пожаров является пожарная профилактика, направленная на установление строгого соблюдения работниками требований, правил, норм и инструкций по проведению огневых работ и организацию контроля за их проведение. Руководитель цеха обязан: установить в производственных, административных, складских помещениях строгий противопожарный режим (оборудовать места для курения); периодически проверять состояние пожарной безопасности объекта; наличие и исправность технических средств борьбы с пожарами.[3]

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы было изучена; конструкция агрегата, назначения и разновидности агрегата, конструктивные особенности агрегата, огнеупорные материалы для футеровки агрегата, условия службы огнеупора, износ огнеупоров в отдельных узлах и элементах агрегата, выбор огнеупоров в зависимости от условий службы, способы повышения стойкости огнеупорной футеровки и охрана окружающей среды.

Библиографический список

футеровка вращающаяся печь

1. Аксельрод Л.М.Огнеупоры для промышленных агрегатов и топок. Кн. 2. Служба огнеупоров

2. Архарова А.М. Теплоэнергетика - М.: Издательство МЭИ, 2004.

3. В.Г.Лисиенко, Я.М.Щелоков, М.Г.Ладыгичев. Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология. - М.: Теплотехник, 2004.

4. Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология. Справочное издание Кн. 1 Ладыгичев М.Г., Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М.

5. Вращающиеся печи, их виды и характеристика (betony.ru)

Размещено на Allbest.ru