RU2421669C2

RU2421669C2 - Rotating oven for burning cement clinker

Info

Publication number: RU2421669C2
Application number: RU2009132730/02A
Authority: RU
Inventors: Кирилл Алексеевич Белокур (RU); Кирилл Алексеевич Белокур; Георгий Васильевич Серга (RU); Георгий Васильевич Серга
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2011-06-20
Also published as: RU2009132730A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: rotating oven consists of cylinder case resting on support rollers via bands, of double drive of two electric engines and two reducers, of two under-crown gears, of one crown wheel, of feeding tube for supply of burned cement clinker, of head for supply of fuel and air into oven, of chain filter-heater, of heat exchangers, and of fire bar-shearing cooler. The oven is also equipped with an installation for water cooling and with central lubricating system. The case mounted horizontally is made out of at least one strip rolled into cylinder coils interconnected along lengthwise edges. The strip is bent along bend lines arranged at angle to lengthwise edges of the strip, thus forming unidirectional screw lines and screw surfaces along external and internal surfaces in form of pockets of polygonal shape. Distance between bend lines is equal to length of each element of polygon.

EFFECT: expanded process functionality, increased intensity of heat exchange and simplified operation of oven.

6 dwg

Description

Изобретение относится к технике обжига цементного клинкер и может быть использовано в цементной промышленности.The invention relates to a technique for firing cement clinker and can be used in the cement industry.

Известна вращающаяся печь для обжига сыпучего материала (а.с. №1322051, кл. 27 В 7/16, 07.01.86), содержащая теплообменные устройства и винтовую вставку, размещенные в рабочем пространстве печи и снабженную винтообразным кольцом и кронштейнами, плоскость которых направлена вдоль образующей печи, причем с одной стороны кронштейна закреплена винтовая вставка, а с другой - винтообразное кольцо, причем винтообразное кольцо закреплено под углом к радиальному направлению печи и винтовая вставка закреплена перед теплообменными устройствами, считая по ходу движения газов.Known rotary kiln for firing bulk material (AS No. 1322051, CL 27 B 7/16, 01/07/86), containing heat exchangers and a screw insert located in the working space of the furnace and equipped with a helical ring and brackets, the plane of which is directed along the generatrix of the furnace, and on one side of the bracket a screw insert is fixed, and on the other a screw-shaped ring, and the screw-shaped ring is fixed at an angle to the radial direction of the furnace and the screw insert is fixed in front of the heat exchangers, counting by at the gas movement.

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность теплообмена и ограниченные технологические возможности.A disadvantage of the known device is the lack of heat transfer and limited technological capabilities.

Известна вращающаяся печь для приготовления цементного клинкера (Комар А.Г. Строительные материалы и изделия. Учебник. Высшая школа, 1988. с.147-148), содержащая цилиндрический корпус, опирающийся через бандажи на опорные ролики, двойной привод, состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов, двух подвенцовых шестерен, одного венцового колеса, питательную трубу для подачи шлама, головку через которую подается в печь топливо и воздух, цепной фильтр-подогреватель, теплообменники, колосниково-переталкивающий холодильник. Корпус имеет уклон 3.5-4% и снабжен установкой для водяного охлаждения и центральной системой смазки.Known rotary kiln for the preparation of cement clinker (Komar A.G. Building materials and products. Textbook. Higher school, 1988. p.147-148), containing a cylindrical body, resting through the bandages on the support rollers, a double drive, consisting of two electric motors and two gearboxes, two gears, one crown wheel, a feed pipe for the supply of sludge, the head through which fuel and air are fed into the furnace, a chain filter heater, heat exchangers, a grate-cooler. The housing has a slope of 3.5-4% and is equipped with a water cooling unit and a central lubrication system.

Недостатком известной вращающейся печи для приготовления клинкера является необходимость создания уклона для транспортировки шлама от нагрузки к выгрузке, сложность в связи с этим ее эксплуатации, недостаточная интенсивность теплообмена и ограниченные технологические возможности.A disadvantage of the known rotary kiln for clinker preparation is the need to create a slope for transporting sludge from load to unloading, the difficulty in its operation, insufficient heat transfer rate and limited technological capabilities.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, упрощение эксплуатации в связи с отсутствием уклона и интенсификация теплообмена.The technical solution to the problem is the expansion of technological capabilities, simplification of operation due to the lack of slope and the intensification of heat transfer.

Техническое решение достигается тем, что во вращающейся печи для обжига цементного клинкера, содержащей цилиндрический корпус, опирающийся через бандажи на опорные ролики, двойной привод, состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов, двух подвенцовых шестерен, одного венцового колеса, питательную трубу для подачи обжигаемого цементного клинкера, головку для подачи в печь топлива и воздуха, цепной фильтр, подогреватель, теплообменники, колосниково-переталкивающий холодильник, и снабженной установкой для водяного охлаждения и центральной системой смазки, корпус смонтирован горизонтально и изготовлен, по меньшей мере, из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы, согнутой по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов многоугольной формы, расстояние между линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника.The technical solution is achieved by the fact that in the rotary kiln for cement clinker firing, which contains a cylindrical body, supported through shafts on the support rollers, a double drive consisting of two electric motors and two gearboxes, two gears, one crown wheel, a feed pipe for feeding the cement to be fired clinker, a head for supplying fuel and air to the furnace, a chain filter, a heater, heat exchangers, a grate-overflow cooler, and equipped with a water cooling unit and central lubrication system, the housing is mounted horizontally and made of at least one rolled into cylindrical turns connected to each other along the longitudinal edges of the strip, bent along the bending lines placed at an angle to its longitudinal edges, with the formation of the outer and inner surfaces directed in one direction of helical lines and helical surfaces in the form of pockets of a polygonal shape, the distance between the fold lines is equal to the length of each element of the polygon.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции вращающейся печи для обжига цементного клинкера.According to the patent literature not found a technical solution similar to the claimed, which allows to judge about the inventive step of the proposed design of a rotary kiln for firing cement clinker.

Новизна заключается в том, что такое конструктивное оформление корпуса позволяет обеспечить осевое перемещение частиц цементного клинкера от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения корпуса, что упрощает эксплуатацию вращающейся печи в связи с отсутствием уклона корпуса.The novelty lies in the fact that such a structural design of the casing allows for axial movement of cement clinker particles from loading to unloading with a horizontal axis of rotation of the casing, which simplifies the operation of the rotary kiln due to the lack of slope of the casing.

Новизна заключается в том, что благодаря ломаным внутренним винтовым карманам многоугольной формы векторы скорости движения частиц цементного клинкера при транспортировке их от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации теплообмена и расширяет технологические возможности.The novelty lies in the fact that thanks to the broken polygonal internal screw pockets, the vectors of the speed of movement of particles of cement clinker change during transportation from load to discharge, which contributes to the intensification of heat transfer and expands technological capabilities.

Новизна предложения заключается также в том, что внутри корпуса образованы винтовые поверхности в виде ломаных карманов многоугольной формы, что интенсифицирует теплообменные процессы и расширяет технологические возможности.The novelty of the proposal also lies in the fact that inside the case helical surfaces are formed in the form of polygonal broken pockets, which intensifies heat transfer processes and expands technological capabilities.

Новизна заключается также в том, что винтовые поверхности и винтовые канавки многоугольной формы завихряют газовый тепловой поток, что интенсифицирует теплообмен.The novelty also lies in the fact that helical surfaces and helical grooves of a polygonal shape swirl the gas heat flow, which intensifies heat transfer.

Новизна заключается также в том, что карманы по периметру корпуса могут быть различными не только по форме, но и размерам, что расширяет технологические возможности.The novelty also lies in the fact that the pockets around the perimeter of the case can be different not only in shape but also in size, which expands technological capabilities.

Новизна заключается также в том, что при одних и тех же диаметрах корпуса в предлагаемой конструкции корпуса вращающейся печи длина пути прохождения частиц цементного клинкера по сравнению с известными конструкциями корпуса вращающейся печи в виде цилиндра значительно больше по периметру, что представляет возможность сократить габариты корпуса вращающейся печи как по длине, так и по диаметру, а также способствует интенсификации теплообменных процессов и расширяет технологические возможности.The novelty also lies in the fact that for the same housing diameters in the proposed design of the rotary kiln body, the length of the path of the passage of cement clinker particles compared to the known rotary kiln body designs in the form of a cylinder is much larger along the perimeter, which makes it possible to reduce the dimensions of the rotary kiln body both in length and in diameter, and also contributes to the intensification of heat transfer processes and expands technological capabilities.

На фиг.1 изображен общий вид вращающейся печи для обжига цементного клинкера; на фиг.2 - корпус, общий вид, на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий, фиг.5 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов многоугольной формы; фиг.6 - аксонометрическая проекция полосы (фиг.5), свернутой в цилиндрический виток.Figure 1 shows a General view of a rotary kiln for firing cement clinker; figure 2 - body, General view, figure 3 - section aa in figure 2; figure 4 is a strip with marked fold lines in the form of straight lines, figure 5 is a strip bent in straight lines with the formation of pockets of a polygonal shape; 6 is a perspective view of the strip (figure 5), rolled into a cylindrical coil.

Вращающаяся печь для обжига сыпучего материала состоит из корпуса 1, опирающеюся через бандажи 2 на опорные ролики 3. Корпус 1 смонтирован горизонтально и вращается, обеспечивая лавинообразный процесс движения в нем частиц цементного клинкера. Привод печи двойной и состоит из двух электродвигателей 4, двух редукторов 5, двух подвенцовых шестерен и одного венцового колеса 6. В середине печи, на одной из ее опор, устанавливается пара роликов (горизонтально) для контроля за смещением печи вдоль оси (вниз или вверх), на фиг.1 они не показаны. Вспомогательный привод включается в работу при ремонтах печи, в период розжига и остановки, когда печь должна вращаться медленно. Вращающаяся печь снабжена с одной стороны питательной трубой 7 для подачи обжигаемого цементного клинкера в корпус 1, а с противоположной стороны головкой 8 для подачи топлива и воздуха. Со стороны головки 8 в печь подается топливо и воздух: в результате сгорания топлива получаются горячие газы, поток которых направлен от горячего конца печи к холодному навстречу движущимся частицам обжигаемого цементного клинкера. Для улучшения теплопередачи и обеспыливания газов внутри печи в холодном ее конце размещается цепной фильтр- подогреватель 9, создается цепная завеса 10 и устанавливаются теплообменники 11. Пыль, уловленная в результате газоочистки, возвращается обратно в печь. Она транспортируется пневмонасосом в бункер, а из него при помощи переферийного загружателя 12 направляется в полую часть печи, расположенную рядом с цепной завесой со стороны горячего конца. Для охлаждения частиц сыпучих материалов печь снабжена колосниково-переталкивающим холодильником 14. Корпус 1 оборудован установкой для водяного охлаждения 15 и центральной системой смазки 16.The rotary kiln for firing bulk material consists of a housing 1, supported through shafts 2 on the support rollers 3. Housing 1 is mounted horizontally and rotates, providing an avalanche-like process of movement of particles of cement clinker in it. The furnace’s drive is double and consists of two electric motors 4, two gears 5, two gears and one crown wheel 6. In the middle of the furnace, on one of its supports, a pair of rollers is installed (horizontally) to control the displacement of the furnace along the axis (down or up ), in figure 1 they are not shown. The auxiliary drive is included in the repair of the furnace, during ignition and stop, when the furnace should rotate slowly. The rotary kiln is equipped on one side with a feed pipe 7 for feeding the calcined cement clinker to the housing 1, and on the opposite side with a head 8 for supplying fuel and air. From the head 8 side, fuel and air are supplied to the furnace: as a result of fuel combustion, hot gases are obtained, the flow of which is directed from the hot end of the furnace to the cold towards the moving particles of the calcined cement clinker. To improve heat transfer and dust removal of gases inside the furnace, a chain filter-heater 9 is placed in its cold end, a chain curtain 10 is created and heat exchangers 11 are installed. The dust collected as a result of gas cleaning is returned to the furnace. It is transported by a pneumatic pump to the hopper, and from it, using the peripheral loader 12, is sent to the hollow part of the furnace, located next to the chain curtain from the hot end. To cool the particles of bulk materials, the furnace is equipped with a grate-firing cooler 14. The housing 1 is equipped with a water cooling unit 15 and a central lubrication system 16.

Kopпус 1 (фиг.2, фиг.3) изготовлен из одной полосы 17, свернутой в цилиндрические витки (фиг 6), соединенной по продольным кромкам 18 (показаны на фиг.2 штрихпунктирной линией) известными методами, например, сваркой с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий (на фиг.2 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30) и винтовых поверхностей (фиг.3) многоугольной формы в виде карманов наружной поверхности прямоугольной формы 31, 32, 33, 34, 35, 36 и карманов прямоугольной формы внутренней поверхности 37, 38, 39, 40, 41, 42Case 1 (FIG. 2, FIG. 3) is made of one strip 17, rolled into cylindrical coils (FIG. 6), connected along the longitudinal edges 18 (shown in FIG. 2 by a dash-dot line) by known methods, for example, welding with formation along the outer and the inner surfaces of the helical lines (in Fig. 2, one of the helical lines is shown by the thickened line 19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30) and the helical surfaces (Fig. 3) polygonal shape in the form of pockets of the outer surface of a rectangular shape 31, 32, 33, 34, 35, 36 and pockets of a rectangular shape of the inner surface 37, 38, 39, 40, 41, 42

Полоса 17 (фиг.4, фиг.5) согнута по линиям сгиба 43 под одинаковыми углами α к продольным кромкам 18 полосы 17, размещенных на расстояниях, равных длине элементов многоугольника карманов, например, для кармана 32 на расстояниях L₁ L₂ L₃. Полоса 17 после сгиба по прямым линиям (фиг.4, фиг.5) свернута в цилиндрические витки (фиг.6), соединенные друг с другом по продольным кромкам 18 известными методами, например сваркой в корпус 1.Strip 17 (FIG. 4, FIG. 5) is bent along fold lines 43 at equal angles α to the longitudinal edges 18 of strip 17 placed at distances equal to the length of the polygon elements of the pockets, for example, for pocket 32 at distances L ₁ L ₂ L ₃ . The strip 17 after bending along straight lines (Fig. 4, Fig. 5) is folded into cylindrical coils (Fig. 6), connected to each other along the longitudinal edges 18 by known methods, for example, welding into the housing 1.

Предлагаемая вращающаяся печь для обжига цементного клинкера работает следующим образом. Корпус 1, смонтированный горизонтально, вращается. Обжигаемый цементный клинкер подается в питательную трубу 7 при помощи ковшовых или объемных дозаторов, находящихся у холодного конца печи (корпуса 1). Со стороны головки 8 в печь (корпус 1) подается топливо и воздух. В результате сгорания топлива получаются горячие газы, поток которых направлен от горячего конца печи (корпуса 1) к холодному, навстречу движущимся частицам обжигаемого цементного клинкера. Частицы обжигаемого цементного клинкера, находясь внутри вращающегося корпуса 1, увлекаясь его винтовыми поверхностями в виде карманов прямоугольной формы, поднимаются вверх и, поднявшись по направлению вращения корпуса 1 несколько выше угла своего естественного откоса, скатываются лавинообразно вниз. Так как корпус 1 по периметру снабжен многозаходной винтовой поверхностью, то обеспечивается движение частиц обжигаемого цементного клинкера внутри корпуса 1 и перемещение их от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении корпуса 1. Фильтр-подогреватель 9 улучшает теплопередачу и обеспыливает газы. Пыль, уловленная в результате газоочистки, возвращается обратно в печь. Она транспортируется пневмонасосом в бункер, а из него при помощи периферийного загружателя 12 направляется в полую часть печи, расположенную рядом с цепной завесой со стороны горячего конца. Частицы сыпучих материалов охлаждаются в колосниково-переталкивающем холодильнике 14.The proposed rotary kiln for cement clinker works as follows. The housing 1, mounted horizontally, rotates. The fired cement clinker is fed into the feed pipe 7 using bucket or volumetric dosers located at the cold end of the furnace (housing 1). From the side of the head 8, fuel and air are supplied to the furnace (housing 1). As a result of fuel combustion, hot gases are obtained, the flow of which is directed from the hot end of the furnace (housing 1) to the cold, towards the moving particles of the calcined cement clinker. Particles of the fired cement clinker, being inside the rotating casing 1, carried away by its helical surfaces in the form of pockets of a rectangular shape, rise up and, rising in the direction of rotation of the casing 1 slightly above the angle of their natural slope, slide down like an avalanche. Since the housing 1 along the perimeter is equipped with a multi-start screw surface, the particles of the calcined cement clinker are moved inside the housing 1 and move them from loading to unloading with a horizontal arrangement of the housing 1. The filter-heater 9 improves heat transfer and removes gases. The dust collected as a result of gas cleaning is returned to the furnace. It is transported by a pneumatic pump to the hopper, and from it, using a peripheral loader 12, is sent to the hollow part of the furnace, located next to the chain curtain from the hot end. Particles of bulk materials are cooled in a grate-cooler 14.

Технико-экономические преимущества возникают за счет создания на внутренней поверхности корпуса винтовых ломаных карманов многоугольной формы и ломаных винтовых линий, что не только расширяет технологические возможности и обеспечивает перемещение обжигаемого цементного клинкера от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения корпуса печи, но и повышает интенсивность теплообмена и упрощает эксплуатацию вращающейся печи при ее горизонтальном расположении.Technical and economic advantages arise due to the creation on the inner surface of the housing of helical broken pockets of a polygonal shape and broken helical lines, which not only expands the technological capabilities and ensures the movement of the calcined cement clinker from loading to unloading with a horizontal axis of rotation of the furnace body, but also increases the intensity heat transfer and simplifies the operation of a rotary kiln with its horizontal arrangement.

Claims

A rotary kiln for cement clinker firing, comprising a cylindrical body resting on the support rollers through shafts, a double drive, consisting of two electric motors and two gears, two gear wheels, one crown wheel, a feed pipe for feeding the fired cement clinker, a head for feeding into the furnace fuel and air, a chain filter heater, heat exchangers, a grate-cooler and equipped with a water cooling unit and central lubrication system, characterized by that the case is mounted horizontally and made of at least one rolled into cylindrical coils connected to each other along the longitudinal edges of the strip, bent along the bend lines placed at an angle to its longitudinal edges, with the formation along the outer and inner surfaces directed into one side of helical lines and helical surfaces in the form of pockets of a polygonal shape, the distance between the fold lines is equal to the length of each element of the polygon.