Pecce sa používajú na vysokoteplotné spracovanie priemyselných a stavebných materiálov. Takéto zariadenia môžu mať rôzne konštrukcie, veľkosti a ich prevádzkové vlastnosti. Samostatné miesto v segmente zaberá bubnová alebo rotačná pec, ktorá poskytuje možnosť efektívneho sušenia sypkých surovín.
Unit design
Priemyselné modely bubnových pecí tvoria prevažne oceľové rúry s tehlovým žiaruvzdorným obkladom. Predpokladom pre usporiadanie je zabezpečenie možnosti otáčania valca okolo svojej osi rýchlosťou 30-250 ot./min. V súlade s tým, čím väčší je priemer bubna, tým nižšia je rýchlosť otáčania. Pohyb zabezpečuje hriadeľ upevnený na ložiskovej tyči s valčekmi vyrobenými zo žiaruvzdorného kovu. Tepelný vplyv je zabezpečený v procese spaľovania palivových materiálov (plyn, ropa, benzín alebo tuhé suroviny), ktoré sú umiestnené v samostatnej komore. V niektorých verziách rotačná pec obsahuje zariadenia na výmenu tepla, ktoré implementujúpomocné procesy praženia a sušenia.
Princíp fungovania rúry
Valcová nádoba vo forme bubna má mierny sklon voči horizontále - to je počiatočná poloha, z ktorej sa pohyb začína. Ale pred zapnutím je dutina konštrukcie naplnená pracovným materiálom. Obrobok sa privádza cez hornú trysku bubna. Potom operátor zatvorí konštrukciu a zapne elektromotor. Počas prevádzky rotačná pec cyklicky spúšťa miešanú látku smerom nadol a fúka horúce plyny cez hmotu. Vstup tepelných tokov sa môže uskutočniť cez vonkajšie ohnisko, ale v klasických modeloch sa plyn vytvára vo vnútri bubna. V druhom prípade je možné aktivovať Bunsenov horák, ktorý vytvára plamene cez rúrky dýzy pece. Takéto úlohy si vyžadujú dodatočný zdroj paliva vo forme ropy, plynu, drveného uhlia alebo drevnej štiepky.
Zóny tepelného spracovania
Počas celého pracovného cyklu sa podávaný materiál môže niekoľkokrát stretnúť s pecnými plynmi za rôznych teplotných podmienok, ktoré určujú ten či onen stav spracovávanej hmoty. V závislosti od charakteristík tepelného spracovania v peci sa rozlišujú tieto zóny:
- Sušiaca zóna. Priestor tejto časti je cca 25-35% z celkovej kapacity bubna. Plyny s teplotou okolo 930 °C zabezpečujú procesy odparovania vlhkosti.
- Vykurovacia zóna. V tejto časti sa spracovanie uskutočňuje prietokmi s teplotouaž do 1100 °С. Ohrev sa uskutočňuje na pozadí prenosu tepla zo spaľovacieho produktu s možnou podporou chemických reakcií tretích strán.
- Zóna zmäkčovania teploty. Teplotný režim úpravy v tejto zóne môže byť 1150 °C. Hlavnou úlohou tejto časti rotačnej pece je zabezpečiť úplné spálenie prebytočného vzduchu v otvorenej štruktúre materiálu.
- Chladiaca zóna. V tomto štádiu je cieľový materiál vystavený studeným prúdom a stvrdne. Niektoré z kovových granúl bloku tu môžu byť tiež oxidované s hnedočerveným odtieňom.
Technické a prevádzkové vlastnosti zariadenia
Samotné otáčanie agregátu s pohybom obsahu materiálu zvyšuje jeho účinnosť a kvalitu výpalu. Výhodné je najmä použitie dlhých rúrkových konštrukcií, vďaka ktorým sa minimalizuje spotreba tepelnej energie. Čím dlhší je bubon, tým hustejšie granuly interagujú s plynmi z pece počas ich pohybu vo vnútri nádrže. V súlade s tým sú tiež minimalizované neproduktívne tepelné straty. Za pozornosť stojí rovnomernosť výpalu, ktorá ovplyvňuje aj kvalitu tepelného spracovania sypkých materiálov. Napríklad rotačná pec na cementové suroviny vo forme drvenej sadry a slinku umožňuje spekanie hmoty tak, aby sa získala homogénna štruktúra. Niekedy sa niekoľko skupín surovín kombinuje s prídavkom kremičitanov vápenatých, vápenca a ílu. Bubon v procese rotácie tvorí takmer jedinýkonzistencia produktu.
Výpočet tepelného výkonu pece
Pre rovnomerné vypálenie materiálu je potrebné zabezpečiť jeho pohyb po celej dĺžke pece s optimálnym rýchlostným režimom. Tempo pohybu musí na jednej strane vytvárať podmienky na vykonávanie potrebných reakcií a na druhej strane nesmie držať hmotu v stave kryštalizácie, inak sa stratia už nadobudnuté technologické vlastnosti. Optimálnu rovnováhu výkonu možno dosiahnuť výberom správneho motora.
Na základnej úrovni je výpočet rotačnej pece založený na dobe zotrvania materiálu v nádobe na tepelné spracovanie - pri suchom spôsobe sú intervaly v priemere 1,5-2 hodiny a pri mokrom metóda, 3-3,5 hod. Tiež by sa mal brať do úvahy čas na dokončenie procesu vypaľovania, ktorý v prípade suchého spracovania bude asi 1 hodina a pre mokré vypaľovanie - 1,5 hod. Pokiaľ ide o výkon, elektromotor je určené na vykonávanie štandardných úloh, ktorých výkonový potenciál sa pohybuje od 40 do 1000 kW v prípade priemyselných jednotiek. Špecifické ukazovatele sa určujú aj s prihliadnutím na pripojenie pomocných komunikácií, charakter páskovania a zahrnutie modifikujúcich komponentov do hlavnej odpaľovanej kompozície.
Obloženie rotačnej pece
Okrem výberu optimálnych prevádzkových parametrov ovplyvní kvalitu výpalu aj údržba. Jedna z kľúčových činností zameraná na udržanie vysokej technickejvýkonnostné ukazovatele pece, bude jej obloženie. V podstate ide o izoláciu kovového povrchu bubna pomocou tepelne odolného materiálu. Tepelnoizolačnú funkciu efektívne plní liaty žiaruvzdorný betón a tehly. Ale aj po obložení musí byť rotačná pec potiahnutá ochrannými nátermi, ktoré chránia štruktúru toho istého betónu pred šírením malých trhlín. Samotné obloženie sa vyrába v hrúbke 8 až 30 cm v závislosti od veľkosti konštrukcie pece. Žiaruvzdorná látka by sa mala vypočítať pre teploty rádovo 1000-1200 °C.
Záver
Spekacie jednotky sú dnes široko používané pri výrobe stavebných zmesí, obkladových materiálov a všetkých druhov spotrebného materiálu, ktorý si vyžaduje sušenie. Medzi výhody rotačných pecí patrí vysoká produktivita a kvalita tepelných účinkov, ale prevádzka nie je úplná bez nevýhod. Toto zariadenie sa vyznačuje veľkými rozmermi, masívnymi pracovnými telesami a nízkou úrovňou automatizácie. K tomu sa oplatí pripočítať požiadavky na napájanie. Pri výrobe s plným cyklom sú bubnové pece napojené na 380 V siete, ako aj na ventilačné a chladiace systémy.
