تستخدم الأفران لمعالجة درجات الحرارة العالية للمواد الصناعية ومواد البناء. يمكن أن يكون لهذه المعدات تصميمات وأحجام مختلفة وخصائص تشغيلية. يشغل الأسطوانة أو الفرن الدوار مكانًا منفصلاً في المقطع ، مما يوفر إمكانية التجفيف الفعال للمواد الخام السائبة.
تصميم الوحدة
النماذج الصناعية للأفران الأسطوانية تتكون في الغالب من أنابيب فولاذية ذات بطانة مقاومة للحرارة. الشرط الأساسي للتخطيط هو ضمان إمكانية دوران الأسطوانة حول محورها بسرعة 30-250 دورة في الدقيقة. وفقًا لذلك ، كلما زاد قطر الأسطوانة ، انخفضت سرعة الدوران. يتم توفير الحركة من خلال عمود مثبت على حامل محمل مع بكرات مصنوعة من معدن مقاوم للحرارة. يتم توفير التأثير الحراري في عملية احتراق مواد الوقود (الغاز أو الزيت أو البنزين أو المواد الخام الصلبة) ، والتي يتم وضعها في غرفة منفصلة. في بعض الإصدارات ، يحتوي الفرن الدوار على أجهزة التبادل الحراري التي يتم تنفيذهاعمليات مساعدة للتحميص والتجفيف.
مبدأ تشغيل الفرن
الحاوية الأسطوانية على شكل أسطوانة لها ميل طفيف بالنسبة إلى الأفقي - هذا هو الوضع الأولي الذي تبدأ منه الحركة. ولكن قبل التبديل ، يتم ملء تجويف الهيكل بمادة العمل. يتم تغذية قطعة العمل من خلال الفوهة العلوية للأسطوانة. بعد ذلك ، يقوم المشغل بإغلاق الهيكل وتشغيل المحرك الكهربائي. أثناء التشغيل ، يقوم الفرن الدوار بخفض المادة المقلبة بشكل دوري ، مما يؤدي إلى نفخ الغازات الساخنة على الكتلة. يمكن قبول التدفقات الحرارية من خلال صندوق نيران خارجي ، ولكن في النماذج الكلاسيكية ، يتم توليد الغاز داخل الأسطوانة. في الحالة الثانية ، يمكن تنشيط موقد بنسن ، والذي يشكل ألسنة اللهب عبر أنابيب فوهة الفرن. تتطلب مثل هذه المهام مصدرًا إضافيًا للوقود على شكل نفط أو غاز أو فحم مجروش أو رقائق خشب.
مناطق المعالجة الحرارية
طوال دورة العمل بأكملها ، يمكن للمواد التي يتم تقديمها أن تلتقي بغازات الفرن عدة مرات في ظل ظروف درجات حرارة مختلفة ، والتي تحدد حالة أو أخرى للكتلة المعالجة. اعتمادًا على خصائص المعالجة الحرارية في الفرن ، يتم تمييز المناطق التالية:
- منطقة تجفيف. تبلغ مساحة هذا الجزء حوالي 25-35٪ من السعة الإجمالية للأسطوانة. توفر الغازات عند درجة حرارة حوالي 930 درجة مئوية عمليات تبخر الرطوبة.
- منطقة تدفئة. في هذا الجزء ، تتم المعالجة بالتدفقات مع درجة الحرارةحتى 1100 درجة مئوية. يتم التسخين على خلفية انتقال الحرارة من منتج الاحتراق بدعم محتمل من تفاعلات كيميائية من طرف ثالث.
- منطقة تليين درجة الحرارة. يمكن أن يكون نظام معالجة درجة الحرارة في هذه المنطقة 1150 درجة مئوية. تتمثل المهمة الرئيسية لهذا الجزء من الفرن الدوار في ضمان الاحتراق الكامل للهواء الزائد في الهيكل المفتوح للمادة.
- منطقة تبريد. في هذه المرحلة ، تتعرض المادة المستهدفة لتيارات باردة وتتصلب. قد تتأكسد أيضًا بعض الحبيبات المعدنية الموجودة في الحبيبات المعدنية هنا مع صبغة حمراء بنية اللون.
الميزات الفنية والتشغيلية للمعدات
في حد ذاته ، فإن دوران الوحدة مع حركة محتويات المادة يزيد من كفاءتها وجودة إطلاق النار. من المفيد بشكل خاص استخدام الهياكل الأنبوبية الطويلة ، والتي بفضلها يتم تقليل استهلاك الطاقة الحرارية. كلما طالت مدة الأسطوانة ، زادت كثافة الحبيبات التي تتفاعل مع غازات الفرن أثناء حركتها داخل الخزان. وفقًا لذلك ، يتم أيضًا تقليل خسائر الحرارة غير المنتجة. تجدر الإشارة إلى توحيد إطلاق النار ، والذي يؤثر أيضًا على جودة المعالجة الحرارية للمواد السائبة. على سبيل المثال ، الفرن الدوار للمواد الخام الأسمنتية على شكل جبس مطحون وكلنكر يسمح بتلبيد الكتلة بحيث يتم الحصول على هيكل متجانس. في بعض الأحيان يتم الجمع بين عدة مجموعات من المواد الخام مع إضافة سيليكات الكالسيوم والحجر الجيري والطين. تشكل الأسطوانة في عملية الدوران واحدة تقريبًاتناسق المنتج
حساب الطاقة الحرارية للفرن
لإطلاق النار المنتظم للمادة ، من الضروري ضمان حركتها بطول الفرن بالكامل بنظام سرعة مثالي. يجب أن تخلق وتيرة الحركة ، من ناحية ، الظروف اللازمة لإجراء التفاعلات اللازمة ، ومن ناحية أخرى ، يجب ألا تحافظ على الكتلة في حالة التبلور ، وإلا ستفقد الخصائص التكنولوجية المكتسبة بالفعل. يمكن تحقيق توازن القوة الأمثل عن طريق اختيار المحرك المناسب.
في المستوى الأساسي ، يعتمد حساب الفرن الدوار على وقت مكوث المادة في وعاء المعالجة الحرارية - بالطريقة الجافة ، تكون الفترات الفاصلة في المتوسط 1.5-2 ساعة ، وبطريقة رطبة الطريقة ، 3-3.5 ساعات.كما يجب أن يؤخذ في الاعتبار الوقت لإكمال عملية الحرق ، والتي في حالة المعالجة الجافة ستكون حوالي ساعة واحدة ، وللحرق الرطب - 1.5 ساعة. أما بالنسبة للطاقة ، فإن المحرك الكهربائي هو يتم توفيرها لأداء المهام القياسية ، والتي تتراوح إمكانات الطاقة فيها من 40 إلى 1000 كيلو واط في حالة الوحدات الصناعية. يتم تحديد مؤشرات محددة أيضًا مع مراعاة اتصال الاتصالات المساعدة وطبيعة الربط وإدراج مكونات التعديل في التركيبة الرئيسية المشتعلة.
بطانة الفرن الدوار
بالإضافة إلى اختيار معلمات التشغيل المثلى ، ستؤثر الصيانة أيضًا على جودة إطلاق النار. تهدف إحدى الأنشطة الرئيسية إلى الحفاظ على التقنية العاليةمؤشرات أداء الفرن ، ستكون تبطينه. في الأساس ، هذا هو عزل السطح المعدني للأسطوانة باستخدام مادة مقاومة للحرارة. يتم تنفيذ وظيفة العزل الحراري بشكل فعال عن طريق الخرسانة والطوب المقاوم للصهر. ولكن حتى بعد التبطين ، يجب طلاء الفرن الدوار بطبقات واقية تحمي هيكل الخرسانة نفسها من انتشار الشقوق الصغيرة. البطانة نفسها مصنوعة من 8 إلى 30 سم ، اعتمادًا على حجم هيكل الفرن. يجب حساب المقاومة الحرارية لدرجات حرارة تتراوح بين 1000-1200 درجة مئوية
الخلاصة
تستخدم وحدات الفرن اليوم على نطاق واسع في تصنيع مخاليط البناء ومواد البلاط وجميع أنواع المواد الاستهلاكية التي تتطلب التجفيف. تشمل مزايا الأفران الدوارة الإنتاجية العالية وجودة التأثيرات الحرارية ، لكن التشغيل لا يكتمل بدون عيوب. تتميز هذه المعدات بأبعاد كبيرة وأجسام عمل ضخمة ومستوى منخفض من الأتمتة. لهذا يجدر إضافة متطلبات إمدادات الطاقة. في دورة الإنتاج الكاملة ، يتم توصيل أفران البراميل بشبكات 380 فولت ، بالإضافة إلى أنظمة التهوية والتبريد.
