Cuptorul cu tambur (cuptor rotativ cu tambur, cuptor tubular, uscător cu tambur) este un cuptor industrial pentru prăjirea și uscarea materiilor prime și semifabricatelor .
Cuptorul rotativ cu tambur are forma unui cilindru orizontal cu un diametru de 1,2–5 m și o lungime de 18–200 m, care se rotește încet în jurul unei axe. Proiectat pentru prelucrarea fizică și chimică a materialelor în vrac. De regulă, combustibilul este ars în interiorul cuptorului; mai puțin frecvente sunt încălzirea indirectă (prin peretele mufei ) și încălzirea combinată a materialului prelucrat. Combustibilii pulverizați , solizi , lichizi sau gazoși sunt arse într-un cuptor rotativ . De obicei , gaze naturale . De regulă, în cuptor, gazele de încălzire se deplasează către materialul care este prelucrat ( contracurent ); cuptoarele cu un flux paralel de gaze și material sunt mai puțin frecvente.
Cuptorul este format dintr-o carcasă cilindrică (tambur) amplasată orizontal, căptușită din interior cu cărămizi refractare , dispozitive de susținere și o unitate de antrenare, capete - cuptor și priză de gaz și un frigider.
Cuptoarele cu tambur pot avea dispozitive de re-greblare și schimb de căldură, precum și dispozitive speciale pentru alimentarea cu materiale solide și gazoase în zonele individuale ale cuptorului prin deschideri din carcasă. Carcasa este de obicei surdă pe toată lungimea, sudată din tablă de 10-30 mm grosime. Uneori, diametrul este modificat de-a lungul lungimii cuptorului. Cu un diametru mare, carcasa este întărită cu inele de rigidizare . Din interior, carcasa este căptușită cu cărămizi refractabile , magnezit sau cu conținut ridicat de alumină . Un strat termoizolant este așezat în afara carcasei . Grosimea căptușelii este de obicei de 200-300 mm, grosimea izolației termice este de 10-30 mm.
Bandajele de suport din oțel și o coroană mare sunt fixate în afara carcasei . Bandajele se bazează pe role. Cuptorul se rotește cu o viteză de 0,6-2 rpm. Putere motor electric 40-1000 kW.
Un cuptor este un recipient cilindric, ușor înclinat pe orizontală, care se rotește încet pe axa sa. Substanța de prelucrat este introdusă în capătul superior al tamburului. În timp ce cuptorul se rotește, substanța este coborâtă ușor până la capătul inferior și este supusă amestecării și agitării. Gazele fierbinți trec prin cuptor, uneori în aceeași direcție cu materialul de tratat (paralel), dar de obicei în sens invers. Gazele fierbinți pot apărea într-un focar extern sau se formează dintr-o flacără internă în cuptor. Această flacără iese din tubul arzătorului (arzătorul cuptorului) care funcționează ca un arzător Bunsen . Combustibilul pentru aceasta poate fi gaz, petrol, cocs de petrol pulverizat sau cărbune măcinat.
Carcasa este realizată din grătare laminate din oțel moale de 15 până la 30 de milimetri grosime, sudate pentru a crea un tambur de 230 de metri lungime, 6 metri în diametru. Acesta va fi amplasat pe axa est/vest pentru a preveni curgerea turbionarie. Limitele superioare ale diametrului sunt stabilite de tendința carcasei de a se deforma datorită propriei greutăți pe o secțiune transversală ovală, urmată de deformare în timpul rotației. Lungimea este nelimitată, dar devine dificil să faci față modificărilor de lungime în timpul încălzirii și răcirii (de obicei 0,1-0,5% din lungime) dacă cuptorul este prea mare.
Scopul căptușelii refractare este de a izola carcasa de oțel de proprietățile corozive ale produsului care este tratat. Poate consta din cărămizi refractare sau beton refractar turnat sau poate fi absent în zonele cuptorului unde temperatura este sub 250°. Refractarul este selectat în funcție de temperatura cuptorului și de proprietățile chimice ale substanței de tratat. În unele industrii, de exemplu, în industria cimentului, durata de viață a refractarului este prelungită cu ajutorul profilaxiei - acoperirea substanței care urmează a fi tratată pe suprafața refractarului. Grosimea căptușelii este de obicei în intervalul 80-300 de milimetri. Un refractar tipic va fi capabil să mențină o scădere a temperaturii de 1000°. Temperatura carcasei trebuie menținută sub 350° pentru a împiedica deteriorarea oțelului. Scanerele cu infraroșu continuu sunt folosite pentru a trimite un avertisment de epuizare a unui refractar defect.
Bandajele , denumite uneori inele de bandă, constau de obicei dintr-un singur oțel turnat prelucrat într-o suprafață cilindrică netedă, care este atașată lejer de carcasa cuptorului prin diferite suporturi. Acest lucru necesită ingeniozitate în design, deoarece banda în sine trebuie să se potrivească strâns pe carcasă și, de asemenea, să asigure mișcarea termică. Bandajul este montat pe o pereche de role de oțel, prelucrat cu o suprafață cilindrică netedă și instalat pe aproape jumătate din diametrul cuptorului. Rolele ar trebui să susțină cuptorul și să asigure o rotație cât mai lipsită de uzură. Un cuptor rotativ bine proiectat se va balansa ca un pendul de multe ori înainte de a se opri atunci când există o întrerupere a curentului. Toate cuptoarele convenționale de 6×60 m, inclusiv refractarele și alimentatorul, cântăresc aproximativ 1100 de tone și funcționează pe 3 benzi și un set de mecanisme cu role situate pe toată lungimea cuptorului. Cele mai lungi cuptoare pot avea 8 seturi de mecanisme cu role, în timp ce cele mai scurte au doar 2 seturi. Cuptoarele se rotesc de obicei între 0,5 și 2 rpm, dar uneori mai repede de 5 rpm. Cuptoarele din fabricile moderne de ciment funcționează la 4 până la 5 rpm. Rulmenții cu role trebuie să poată rezista la sarcini statice și externe mari și, de asemenea, trebuie să fie protejați cu grijă de căldura cuptorului și pătrunderea prafului. Pe lângă rolele de susținere, există rulmenți cu role de susținere joase și înalte vizavi de benzi, care împiedică rolele de sprijin să alunece de pe cuptor.
Cuptorul este de obicei rotit de o singură circumferință care înconjoară porțiunea de refrigerare a coșului de fum, dar uneori este rotit cu rolele în mișcare. Pinionul este conectat printr-un mecanism de mișcare la un motor electric cu turație variabilă. Pentru a face acest lucru, trebuie să existe un rotator de pornire pentru a porni cuptorul cu o sarcină excentrică mare. Un cuptor de 6 x 60 de metri necesită aproximativ 800 de kilowați pentru a se roti la 3 rpm. Debitul de material în cuptor este proporțional cu viteza de rotație și acest control necesită o viteză variabilă. Acționările hidraulice sunt utilizate atunci când rolele sunt antrenate. Au avantajul de a îmbunătăți boost-ul ridicat. În multe moduri, este periculos să permiteți unui cuptor fierbinte să se oprească atunci când întrerupe alimentarea. Fluctuațiile de temperatură între partea de sus și de jos pot provoca deformarea și deteriorarea refractarului. Din acest motiv, este prevăzută o unitate suplimentară pentru utilizare în timpul unei pene de curent. Acesta poate fi un mic motor electric cu o sursă de alimentare separată sau un motor diesel . Rotește cuptorul foarte încet, dar previne deteriorarea.
Schimbul de căldură într-un cuptor rotativ poate avea loc prin conducție, convecție și căldură radiantă. În procesele cu temperatură scăzută și în părțile de refrigerare ale cuptoarelor mari, există o lipsă de preîncălzitoare, deoarece cuptorul este adesea echipat cu schimbătoare de căldură interne pentru a facilita schimbul de căldură între gaz și materie primă. Acestea pot consta din prize de aer de tip scoop sau „lifters” care pornesc alimentarea prin fluxul de gaz în serie sau pot fi inserții metalice care se încălzesc în partea de sus a cuptorului și transferă căldură către sistemul de alimentare, deși ascunse dedesubt. umiditatea de suprafață pe măsură ce cuptorul se rotește. Cel mai simplu schimbător de căldură constă din canale menținute pe căptușeli de-a lungul fluxului de gaz.
Cuptorul este conectat la ieșirea coșului de la capătul inferior și la conductele de gaze arse. Acest lucru necesită o etanșare etanșă la gaz la celălalt capăt al cuptorului. Gazele de eșapament pot fi fie casate, fie pot intra în preîncălzitor cu alimentarea de intrare. Gazele trebuie să treacă prin cuptor dacă preîncălzitorul este echipat cu un ventilator situat la capătul de evacuare. Pentru a instala un preîncălzitor unde poate apărea o cădere mare de presiune, este nevoie de mai multă putere pentru ventilator. Adesea, ventilatorul este cel mai mare motor din sistemul cuptorului. Gazele de eșapament pot conține praf și pot conține constituenți nedoriți, cum ar fi dioxidul de sulf și clorura de hidrogen. Echipamentul este instalat pentru a preveni trecerea gazelor în atmosferă.
Transferul de căldură util al unui cuptor rotativ este de aproximativ 50-65% [1] .
Sarcina și combustibilul intră în cuptor de obicei de la capete opuse ale cuptorului. Amestecul se mișcă din cauza rotației și a unei anumite înclinări a cuptorului în sine (de exemplu, 1,5%).
| Cuptoare | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Incalzi | |||||||||||
| Încălzire și gătit | |||||||||||
| bucătărie | |||||||||||
| Industrial |
| ||||||||||