Les fours sont utilisés pour le traitement à haute température des matériaux industriels et de construction. Ces équipements peuvent avoir différentes conceptions, tailles et leurs caractéristiques opérationnelles. Le tambour ou le four rotatif occupe une place distincte dans le segment, offrant la possibilité d'un séchage efficace des matières premières en vrac.
Conception de l'unité
Les modèles industriels de fours à tambour sont principalement constitués de tubes en acier avec revêtement réfractaire en brique. Une condition préalable à la disposition est d'assurer la possibilité de rotation du cylindre autour de son axe à une vitesse de 30 à 250 tr/min. Ainsi, plus le diamètre du tambour est grand, plus la vitesse de rotation est faible. Le mouvement est assuré par un axe fixé sur une crémaillère à roulements à galets en métal résistant à la chaleur. L'impact thermique est fourni dans le processus de combustion des matériaux combustibles (gaz, pétrole, essence ou matières premières solides), qui est placé dans une chambre séparée. Dans certaines versions, le four rotatif contient des dispositifs d'échange de chaleur qui mettent en œuvreprocessus auxiliaires de torréfaction et de séchage.
Principe de fonctionnement du four
Un récipient cylindrique en forme de tambour a une légère inclinaison par rapport à l'horizontale - c'est la position initiale à partir de laquelle le mouvement commence. Mais avant la mise sous tension, la cavité de la structure est remplie de matériau de travail. La pièce est alimentée par la buse supérieure du tambour. Ensuite, l'opérateur ferme la structure et allume le moteur électrique. Pendant le fonctionnement, le four rotatif abaisse cycliquement la substance agitée, soufflant des gaz chauds sur la masse. L'admission des flux thermiques peut se faire à travers un foyer externe, mais dans les modèles classiques, la génération de gaz s'effectue à l'intérieur du tambour. Dans le second cas, un bec Bunsen peut être activé, ce qui forme des flammes à travers les tuyaux de la buse du four. Ces tâches nécessitent une source supplémentaire de combustible sous forme de pétrole, de gaz, de charbon broyé ou de copeaux de bois.
Zones de traitement thermique
Tout au long du cycle de travail, le matériau servi peut rencontrer plusieurs fois les gaz du four dans des conditions de température différentes, qui déterminent l'un ou l'autre état de la masse traitée. Selon les caractéristiques du traitement thermique dans le four, on distingue les zones suivantes:
- Zone de séchage. L'espace de cette partie est d'environ 25 à 35 % de la capacité totale du tambour. Les gaz à une température d'environ 930 ° C fournissent les processus d'évaporation de l'humidité.
- Zone de chauffage. Dans cette partie, le traitement est effectué avec des débits à températurejusqu'à 1100 °С. Le chauffage est effectué dans le contexte du transfert de chaleur du produit de combustion avec le soutien éventuel de réactions chimiques tierces.
- Zone d'adoucissement de la température. Le régime de traitement thermique dans cette zone peut être de 1150 °C. La tâche principale de cette partie du four rotatif est d'assurer une combustion complète de l'excès d'air dans la structure ouverte du matériau.
- Zone de refroidissement. A ce stade, le matériau cible est exposé à des courants froids et durcit. Certains des granulés métalliques de la billette peuvent également être oxydés ici avec une teinte rouge brunâtre.
Caractéristiques techniques et opérationnelles de l'équipement
En soi, la rotation de l'appareil avec le mouvement du contenu du matériau augmente son efficacité et la qualité de la cuisson. L'utilisation de longues structures tubulaires est particulièrement avantageuse, grâce à laquelle la consommation d'énergie thermique est minimisée. Plus le tambour est long, plus les granulés interagissent avec les gaz du four lors de leur déplacement à l'intérieur de la cuve. En conséquence, les pertes de chaleur improductives sont également minimisées. Il convient de noter l'uniformité de la cuisson, qui affecte également la qualité du traitement thermique des matériaux en vrac. Par exemple, un four rotatif pour matières premières cimentaires sous forme de gypse broyé et de clinker permet de fritter la masse afin d'obtenir une structure homogène. Parfois, plusieurs groupes de matières premières sont combinés avec l'ajout de silicates de calcium, de calcaire et d'argile. Le tambour en train de tourner forme un quasi-simpleconsistance du produit.
Calcul de la puissance thermique du four
Pour une cuisson uniforme du matériau, il est nécessaire d'assurer son mouvement sur toute la longueur du four avec un régime de vitesse optimal. Le rythme du mouvement, d'une part, doit créer les conditions pour effectuer les réactions nécessaires, et d'autre part, il ne doit pas maintenir la masse dans un état de cristallisation, sinon les propriétés technologiques déjà acquises seront perdues. Un équilibre de puissance optimal peut être atteint en choisissant le bon moteur.
Au niveau de base, le calcul d'un four rotatif est basé sur le temps de séjour du matériau dans la cuve de traitement thermique - avec une méthode sèche, les intervalles sont en moyenne de 1,5 à 2 heures, et avec une méthode humide méthode, 3-3,5 heures. Il convient également de prendre en compte le temps nécessaire pour terminer le processus de cuisson, qui dans le cas d'un traitement à sec sera d'environ 1 heure, et pour la cuisson humide - 1,5 heure. En ce qui concerne la puissance, un moteur électrique est prévu pour effectuer des tâches standard, dont le potentiel de puissance varie de 40 à 1000 kW dans le cas d'unités industrielles. Des indicateurs spécifiques sont également déterminés en tenant compte de la connexion des communications auxiliaires, de la nature du cerclage et de l'inclusion de composants modificateurs dans la composition principale tirée.
Revêtement de four rotatif
En plus de la sélection des paramètres de fonctionnement optimaux, la maintenance affectera également la qualité du tir. L'une des activités clés visant à maintenir un haut niveau techniqueindicateurs de performance du four, sera son revêtement. Il s'agit essentiellement de l'isolation de la surface métallique du tambour à l'aide d'un matériau résistant à la chaleur. La fonction d'isolation thermique est effectivement assurée par du béton réfractaire coulé et des briques. Mais même après revêtement, le four rotatif doit être recouvert de revêtements protecteurs qui protègent la structure du même béton de la propagation de petites fissures. Le revêtement lui-même est réalisé avec une épaisseur de 8 à 30 cm, selon la taille de la structure du four. Le réfractaire doit être calculé pour des températures de l'ordre de 1000-1200°C.
Conclusion
Les unités de cuisson sont aujourd'hui largement utilisées dans la fabrication de mélanges de construction, de matériaux de carrelage et de toutes sortes de consommables nécessitant un séchage. Les avantages des fours rotatifs comprennent une productivité élevée et une qualité des effets thermiques, mais le fonctionnement n'est pas complet sans inconvénients. Cet équipement se caractérise par de grandes dimensions, des corps de travail massifs et un faible niveau d'automatisation. À cela, il convient d'ajouter les exigences en matière d'alimentation électrique. Dans la production à cycle complet, les fours à tambour sont connectés à des réseaux 380 V, ainsi qu'à des systèmes de ventilation et de refroidissement.
