Chương 7 MỘT SỐ LÒ CÔNG NGHIỆP
7.3.LÒ ỐNG QUAY
7.3.1 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
Hệ thống là ống quay sản xuất xi măng bao gồm bộ phận chuẩn bị và cung cấp nhiệu liệu, lò quay với các thiết bị truyền động, cấp nhiệt bên trong và bên ngoài lò, thiết bị làm nguội klinke, thiết bj thông gió và lắng bụi.
Bộ phận chính của lò ống quay là thân lò làm bằng thép CT3, có độ dày 20÷70mm: đường kính D đến 7m hoặc lớn hơn; chiều dài L=40÷230m hay lớn hơn. Góc nghiên của lò 3÷50, số vòng quay 0,5÷9 vòng phút. Thân lò có thể chế tạo theo kiểu hàn hoặc tán rive. Đường kính lò thường có giá trị không đổi suốt chiều dài lò. Cũng có loại đường kính thu hẹp ở vùng phân tích với mục đích giảm khối lượng sắt thép và gạch chịu lửa. Trong vỏ thép là lớp lót xây bằng gạch chịu lửa, đảm bảo chịu mài mòn, nhiệt độ cao, ăn mòn hóa học, dao động nhiệt độ.. Theo chiều dài lò người ta dùng nhiều loại vật liệu khác nhau. Để tiết kiệm, có thể dùng gạch cách nhiệt giữa vỏ lò và gạch chịu lửa.
Theo kích thước người ta phân loại lò ngắn (L/D<32) và lò dài ( L/D>32)
Theo cấu tạo, phân loại lò có thiết bị trao đổi nhiệt ( TBTĐN ) bên trong và lò có TBTĐN bên ngoài.
Theo phương pháp sản xuất xi măng, phân loại lò cho phương pháp ướt, phương pháp khô.
Hình 7.5- Lò ống quay sản xuất xi măng theo phương pháp ướt
Trên hình 7.5 trình bày loại lò quay phổ biến nhất theo phương pháp ướt. Thân lò 1 và vành lò 2, đặt trên con lăn chịu lực 3 dưới một góc 3÷40 và quay với tốc độ 0,5÷12 vòng/phút nhờ động cơ điện 4 qua hộp giảm tốc 5, bánh răng vành 6. Để hạn chế sự dịch chuyển của lò dọc theo trục, trên mỗi lò còn có con lăn chặn. Cơ cấu dẫn động phụ 7 được sư dụng khi sửa chữa, trong giai đoạn khởi động và ngừng lò. Nguyên liệu được đưa vào ống 8 bằng gầu hoặc phễu nạp liệu.
chuyển động ngược chiều với vật liệu. Bộ hàm lọc 10, mà che mạch 11, bộ trao đổi nhiệt 12 có nhiệm vụ làm tốt hơn sự truyền nhiệt và lọc bụi cho khí lò. Bụi được bơm khí nén đưa đến phễu 13, qua bộ phận tiếp liệu biên 14 vào phần bên trong lò.
Hai đầu ống lò gắn với hai bộ phận cố định bằng các khớp đầu lò ( nhiều vòng kim loại lồng vào nhau, ống thép chun gắn vào phần cố định..) để đảm bảo độ kín. Đầu phía vùng nung là chỗ quan sát, điều khiển vòi phun nhiên liệu, đầu phía nguội là phòng lắng bụi.
Để tăng cường trao đổi nhietj giữa khí với vật liệu nung, giảm nhiệt độ khói, trong lò còn có các thiết bị trao đổi nhiệt như: xích, cánh xới, bộ phận hâm..Thiết bị trao đổi nhiệt bên ngoài gồm 3 kiểu: thiết bị cô đặc bùn ( dùng cho phương pháp ướt ), băng xích TĐN và xyclon TĐN ( dùng cho phương pháp khô ).
7.3.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT
Trình tự các quá trình nung hỗn hợp liệu xi măng theo phương pháp ướt bao gồm: thoát hơi nước, nung nóng liệu, phân hóa các sản phẩm, giai đoạn tạo mới và làm nguội sản phẩm. Đoạn lò ở phía đầu nạp liệu, vật liệu được gia nhiệt tới 90÷1000C và thoát khoảng 90% lượng ẩm. Tiếp theo là vùng sấy mà trong đó có các thiết bị TĐN kim loại, nhiệt độ vật liệu tăng đến 200÷2500C. Sau đó là vùng dehydrat, nhiệt độ vật liệu lên tới 450÷5000C, các tạp chất hữu cơ trong liệu sẽ cháy và xảy ra phân hóa caolimit kèm theo sự sinh hơi nước dính kết hóa học. Đoạn lò tiếp theo, vật liệu có nhiệt độ 500÷7500C, gọi là vùng nung. Tiếp đến là vùng khử khí cacbonic (canxi hóa ), xảy ra sự phân hủy cacbonat canxi và manhe bắt đầu ở nhiệt độ gần 7000C và kết thúc khí hơn 900oC.
Sau giai đoạn phân hóa là giai đoạn tạo mới. Vùng đầu trên trong giai đoạn này nhiệt độ tăng lên 13000C. Tiếp theo là vùng thiêu kết, nơi xảy ra sự nóng chảy các khoáng chất tạo thành trước đó, nhiệt độ vật liệu tăng đến 1400÷14700C. Ở trạng thái hai pha của vật liệu sẽ tạo thành klinke, chủ yếu là alit ( C3S ).
Ở phía đầu ra liệu vùng thiêu kết giáp với vùng làm nguội, nhiệt độ klinke trước khi ra khỏi lò giảm xuống 1250÷10000C. Quá trình làm nguội kết thúc trong buồng làm mát, khi klinke ra khỏi đây, nhiệt độ của nó chỉ còn khoảng 50÷3000C.
7.4. LÒ ĐIỆN
Lò điện được biên soạn thành giáo trình riêng, ở đây chỉ giới thiệu lò điện hồ quang trong công nghiệp sản xuất thép.
7.4.1.CẤU TẠO
Trong lò điện năng lượng cung cấp để thực hiện quá trình công nghệ là điện năng. Môi trường khí lò có nhiệt độ cao, có thể là hoàn nguyên hoặc oxy hóa cho phép luyện thép có chất lượng cao với dung tích lò 50÷200T và là thiết bị cơ bản để sản xuất thép có chất lượng cao ( thép hợp kim ) từ sắt thép vụn, gang thỏi. Cấu tạo lò được trình bà trên hình 7.6.
Bảng 7.3. các đặc tính cơ bản lò điện hồ quang
Các thông số 50 Dung tích lò, T100 200
Công suất máy biến áp, W 20 40 65
Đường kính điện cực, m 0.5 0.55 0.61
Đường kình bề lò cỡ mức cửa, m 4.56 5.4 7.0
Chiều sâu bể lò, m 0.89 1.1 1.5
Chi phí điện năng, 106J/T 1590 1500 1400
Lò dùng dòng điện ba pha với ba điện cực. Buồng làm việc của lò gồm không gian lò và bể lò bán cầu, nóc tháo rời. Đáy lò được xay dựng bằng gạch manhedit, trên được đầm hỗn hợp bột manhe, hắc ín. Tường và nóc xây bawnngf gạch manhedit-cromit
có 1 đến 2 cửa để bồi dưỡng, sửa chữa, nắp cửa được làm mát bằng nước. Ở các lò lớn có các thiết bị chất liệu và nóc tháo rời nhờ cơ cấu riêng. Thiets bị quay lò đảm bảo cho lò có thể quay quanh trục đứng một góc 800 để thực hiện các quá trình rót gang, tháo xỉ, sửa lò..
Các điện cực dịch chuyển lên xuống nhờ cơ cấu nâng hạ. Ở thiết bị điện của lò phải có bộ chỉnh lưu để tăng tính tự cảm, tránh nguy cơ ngắt mạch của điện cực. Do có thiết bị điện tư để tạo sự xáo trộn kim loại lỏng nên vỏ lò cần chế tạo bằng thép không từ tính.
Các đặc trưng cơ bản của lò hồ quang luyện thép được trình bày ở bảng 7.3