الفرن الدوار: الأنواع، مبدأ العمل، واستخدامات الأسمنت

أنواع الأفران الدوارة

بالنسبة لإنتاج كلنكر الأسمنت، فإن التكوينات الرئيسية لعملية الأفران الدوارة هي:

• الفرن ذو العملية الرطبة — تدخل المواد الخام على شكل ملاط إلى الفرن وهي ذات نسبة رطوبة عالية.
• الفرن شبه الجاف / فرن ليبول — يتم تسخين أو تكليس جزء من المواد الأولية على شكل حبيبات أو كعكة الترشيح جزئيًا على شبكة قبل دخولها الفرن.
• الفرن الجاف الطويل — يتم تسخين المواد الخام المسحوقة الجافة داخل فرن دوار طويل.
• أفران التسخين المسبق المعلق — تستعيد مراحل الفصل الدوامي الحرارة المنبعثة من مخرج الفرن قبل دخول المواد إلى الفرن الدوار.
• الفرن المزود بجهاز تحميص مسبق — تقوم مرحلة حرق منفصلة بإجراء معظم عملية التكليس قبل وصول المادة إلى منطقة الاحتراق في الفرن.

توضح الأقسام أدناه كيفية عمل كل ترتيب ومصدر المفاضلات التشغيلية الرئيسية لكل منها.

أنواع الأفران الدوارة: مقارنة هندسية سريعة

لا تختر الفرن أو تقارنه بالآخرين بناءً على النوع وحده. فالقدرة الإنتاجية، وقابلية المواد الخام للاحتراق ورطوبتها، وخصائص الوقود، ومتطلبات التجاوز، وجودة الكلنكر، وتكوين المبرد/المسخن المسبق، ووقت البقاء، وترتيب الدعم الميكانيكي، كلها عوامل مهمة. تختلف التصميمات الحديثة لمصنعي المعدات الأصلية (OEM) أيضًا من الناحية الميكانيكية: فالأفران ذات الدعامتين والثلاث دعامات، وترتيبات المحركات، والإطارات/بكرات الدعم، والموانع التسرب، وأنظمة الدفع المحوري، كلها تختلف حسب التصميم.

الخطوة الهندسية التالية: تحقق من معادلة وقت البقاء في الفرن والحسابات التي تم إجراؤها، ثم استخدم حاسبة وقت البقاء في الفرن المجانية. للتحقق من الأبعاد والتحميل والتصميم، انتقل إلى حسابات تصميم الفرن الدوار.

العملية الرطبة

تندرج ضمن هذه المجموعة جميع العمليات التي تدخل فيها المواد المُغذية إلى الفرن على شكل ملاط بنسبة رطوبة تتراوح بين 30 و40%. بالمقارنة مع الفرن الذي يعمل بالعملية الجافة من نفس القطر، يحتاج الفرن الذي يعمل بالعملية الرطبة إلى منطقة إضافية (منطقة التجفيف) لإزالة الماء من مادة التغذية. ولذلك، يجب أن يكون أطول بكثير لتحقيق نفس معدل الإنتاج.

لإنتاج كمية مكافئة من الكلنكر، يتطلب الفرن الذي يعمل بالطريقة الرطبة نظريًا كمية أكبر من الوقود مقارنةً بالفرن الذي يعمل بالطريقة الجافة، وذلك بسبب الحرارة الإضافية المطلوبة لتبخير الماء. ومع ذلك، في التشغيل الفعلي للفرن، لا تنطبق هذه الحقيقة الأساسية دائمًا بشكل كامل. ومع التقدم في قراءة هذا الكتاب، ستصبح أسباب هذه التباينات بين النظرية والتشغيل الفعلي أكثر وضوحًا وفهمًا.

مزايا الفرن الذي يعمل بالطريقة الرطبة هي:

1. يتم خلط المواد الأولية بشكل أكثر اتساقًا