Un forno a tino verticale riscalda il materiale in un recipiente fisso e verticale. Il feed entra in alto. Si muove attraverso un letto caldo e lascia il fondo. Una resa stabile richiede un flusso uniforme di materiale, un buon flusso di gas e il giusto apporto di calore.
I forni per calce e cemento hanno compiti diversi. Una fornace da calce trasforma il calcare in calce viva. Un forno a tino per il cemento trasforma la farina cruda preparata in clinker. La loro alimentazione, le esigenze di calore e i test sui prodotti sono diversi. Queste differenze contano quando si sceglie un forno.
Struttura del forno
Le parti principali di un forno a tino
Un guscio di acciaio sostiene il rivestimento refrattario. La fodera protegge il guscio dal calore. L'attrezzatura di alimentazione distribuisce il materiale sulla parte superiore. Il sistema di scarico rimuove il prodotto dal fondo. I ventilatori muovono aria e gas attraverso il sistema.
In un comune forno da calce monoalbero, la pietra si muove verso il basso mentre il gas caldo si muove verso l'alto. L'aria entra nella zona inferiore e prende calore dalla calce. La stessa nave provvede al preriscaldamento, alla calcinazione e al raffreddamento. Queste zone possono spostarsi al variare dell'alimentazione, del carburante e del flusso d'aria.
Processo di lavoro
Preparare e diffondere il mangime
Per la produzione della calce, il calcare viene frantumato e vagliato. Piccole particelle, chiamate fini, possono bloccare gli spazi tra le pietre. Le pietre di grandi dimensioni impiegano più tempo per riscaldarsi. Una gamma di dimensioni ristretta aiuta il gas a passare uniformemente attraverso il letto.
Il mangime deve essere distribuito lungo l'albero. Non dovrebbe accumularsi su un lato. Anche la resistenza della pietra, l'umidità e il contenuto chimico influiscono sul processo e sulla calce finita.
Un forno a tino per cemento utilizza farina cruda preparata. In un processo basato sul pellet, la miscela della farina, il contenuto di combustibile e la concentrazione del pellet necessitano di uno stretto controllo. Le dimensioni dei grumi di calcare non sono una guida alle dimensioni dei pellet di cemento.
Preriscaldare e calcinare il materiale
L'aumento del gas caldo riscalda la nuova alimentazione. L'umidità lascia il materiale prima che raggiunga la zona calda principale.
In un forno da calce, il calore rompe il carbonato di calcio in ossido di calcio e anidride carbonica:
CaCO₃ + calore → CaO + CO₂
Il calore deve raggiungere il centro di ogni pietra. Anche il gas che si forma all'interno deve fuoriuscire. Una pietra può sembrare bruciata all'esterno ma avere ancora un nucleo incombusto. Troppo calore o tempo possono anche ridurre la reattività della calce.
Il clinker di cemento necessita di ulteriori reazioni. La calce reagisce con silice, allumina e composti di ferro per formare minerali clinker. La temperatura massima del materiale è di circa 1450 gradi. Questa temperatura del clinker non è un obiettivo per ogni forno da calce.
Raffreddare e scaricare il prodotto
L'aria entra nella parte inferiore del forno e raffredda il prodotto caldo. In un comune forno a tino controcorrente, quest'aria calda supporta quindi la combustione superiore. Questo recupero di calore aiuta a ridurre il consumo di carburante.
Il sistema di scarico controlla la velocità con cui il letto si abbassa. Le velocità di alimentazione, carburante, aria e scarico devono funzionare insieme. Uno scarico irregolare può lasciare alcuni materiali nel forno più a lungo rispetto ad altri materiali. Il prodotto si sposta quindi verso i trasportatori e lo stoccaggio. La calce viva deve essere mantenuta asciutta.
Principi di funzionamento
Bilancia alimentazione, calore e flusso d'aria
Gli operatori devono leggere diversi segnali insieme. Le velocità di alimentazione e scarico mostrano come si muove il letto. Le letture della temperatura mostrano dove viene utilizzato il calore. Le letture della pressione aiutano a mostrare i cambiamenti nel flusso di gas attraverso il letto. I test sui gas e i test sui prodotti aiutano a verificare il risultato.
Una maggiore quantità di fini, accumuli o una scarsa distribuzione del mangime possono rendere più difficile il flusso del gas. Un cambiamento nella temperatura dei gas di scarico può indicare che il trasferimento di calore è cambiato. Una sola lettura non mostra la causa completa. Confronta le tendenze nel forno.
Anche la pressione cambia con la posizione. La pressione sopra il letto non è la stessa pressione dell'aria sotto di esso. Utilizzare i setpoint per il forno e il sistema di ventilazione selezionati. Non applicare un valore di pressione all'intero forno.
Leggi ogni figura per il forno giusto
| Tipo di forno | Articolo | Valore | Utilizzo |
|---|---|---|---|
| Forno da calce monovano | Produzione di calce | 100–400 t/d | Produzione di calce viva |
| Forno a tino per cemento | Uscita del clinker | 12–35 t/h | Clinker di cemento |
| Forno per calce PFR | Dimensione della pietra | 30–80 mm | Pietra calcarea schermata |
| Forno per calce PFR | Rapporto dimensionale della pietra | 2:1 | Una gamma di taglie selezionata |
| Forno per calce PFR | Gas di scarico | Circa 150 gradi | Progettazione di forni PFR collegati |
L'intera gamma da 30 a 80 mm ha un rapporto dimensionale di circa 2,67:1. Non deve essere trattato come un intervallo di alimentazione 2:1. Frazioni come 30–60 mm o 40–80 mm soddisfano il rapporto 2:1.
I parametri dell'attrezzatura finale vengono selezionati in base alle esigenze del materiale, della produzione, del processo e del sito. Contatta AGICO per discutere la giusta configurazione del forno.
Discutere la selezione del forno
Opzioni tecnologiche
Forni a tre tini
Un forno a tino singolo utilizza un letto di materiale. La distribuzione del mangime, l'alimentazione del carburante e lo scarico sul fondo contribuiscono a mantenere uniforme il processo. Vedi ilforno da calce a tino verticaleper un'opzione di produzione di calce correlata.
UNforno a tino anulareha un passaggio di materiale a forma di anello tra la parte interna ed esterna. I suoi percorsi del gas differiscono da quelli di un semplice pozzo. Le parti interne influiscono anche sull'accesso all'installazione e alla riparazione.
A forno da calce a doppio tinopuò utilizzare la tecnologia rigenerativa a flusso parallelo o PFR. I due alberi collegati scambiano i compiti. Durante la combustione, il gas caldo e il materiale si muovono nella stessa direzione nella zona di combustione. Il sistema recupera il calore prima del cambio di servizio.
Energia e limitazioni
Confronta il consumo di calore per lo stesso prodotto
Il guscio di un forno a tino rimane fermo. Non necessita di un azionamento per ruotare un lungo corpo del forno. I ventilatori, le apparecchiature di alimentazione, gli azionamenti di scarico e i trasportatori utilizzano ancora l'elettricità. La potenza del motore del forno non equivale al consumo energetico totale dell’impianto.
L'utilizzo del calore cambia a seconda del tipo di forno. Le conclusioni sulle BAT del 2013 della Commissione europea forniscono i seguenti intervalli per la produzione di calce e dolomi.
| Tipo di forno | Consumo di calore (GJ/t di prodotto) |
|---|---|
| Forno a tino PFR | 3.2–4.2 |
| Forno a tino anulare | 3.3–4.9 |
| Forno rotativo preriscaldatore | 5.1–7.8 |
| Forno rotativo lungo | 6.0–9.2 |
L'uso del combustibile dipende anche dalla qualità della pietra, dalla qualità del prodotto, dal carico del forno e dal recupero del calore. Queste cifre riguardano calce e dolime. Il clinker di cemento ha un processo e un bilancio termico diversi.
Condividi i dettagli relativi a materiale, produzione, combustibile e sito con AGICO per una revisione del progetto.
Esaminare i requisiti del processo
Forno a tino: mantenere aperti i percorsi del gas
Un forno a tino necessita di spazi aperti nel letto in modo che il gas possa passare. Troppe multe, pietre deboli o alimentazione irregolare possono bloccare questi percorsi. Le dimensioni del mangime e il controllo dello scarico sono quindi compiti chiave.
Il suo guscio fisso e verticale riunisce diverse zone di calore in un unico recipiente. Il layout dell'impianto necessita ancora di spazio per le apparecchiature di alimentazione, i ventilatori, la pulizia del gas e l'accesso per le riparazioni.
Forno rotante: sposta il materiale attraverso il guscio
Un forno rotativo utilizza un guscio girevole e leggermente inclinato. Il guscio rotante muove e mescola il materiale mentre viaggia attraverso il forno. L'impianto necessita inoltre della trasmissione, dei rulli di supporto, delle guarnizioni e di un adeguato sistema di raffreddamento.
La scelta migliore dipende dal mangime, dal prodotto e dal processo. Vedi ilconfronto tra forno rotativo e forno a tino verticaleper maggiori dettagli.
Includere la depurazione del gas nell'impianto
La depurazione del gas fa parte del sistema del forno. Il flusso di gas, la temperatura e il carico di polvere influiscono sulla scelta dell'apparecchiatura. Anche le condizioni del carburante e della combustione influiscono sulle emissioni. L’anidride carbonica proviene sia dalla calcinazione del calcare che dalla combustione del carburante. Un filtro antipolvere rimuove la polvere; non rimuove la CO₂ di questo processo.
Fattori di costo
Pianificare il costo completo dell'impianto
Il prezzo del forno è solo una parte del budget. Un impianto funzionante necessita anche di movimentazione dei mangimi, fornitura di carburante, ventilatori, depurazione del gas, controlli e movimentazione dei prodotti. Fondazioni, strutture in acciaio e lavori in cantiere si aggiungono al costo di installazione.
Inizia con l'output e la qualità del prodotto richiesti. Successivamente definisci quali attrezzature e servizi sono compresi nel prezzo. Ciò rende le offerte dei fornitori più facili da confrontare.
Produzione e qualità del prodotto
Prezzi del carburante e dell'elettricità
Attrezzature e ambito del sito
Attrezzature e lavori in cantiere
Controlla l'elenco completo delle attrezzature. Include stoccaggio, trasportatori, lavori elettrici, fondazioni e installazione. Anche l’accesso al sito e lo spazio di sollevamento influiscono sul lavoro e sui costi.
Carburante ed elettricità
Il costo del carburante per tonnellata equivale al consumo di calore in GJ/t moltiplicato per il prezzo del carburante per GJ. Il costo dell’elettricità per tonnellata equivale al consumo di energia in kWh/t moltiplicato per il prezzo locale dell’elettricità.
Refrattari e ricambi
Consentono controlli refrattari, riparazioni del rivestimento e pezzi di ricambio. Anche i dispositivi di alimentazione, le parti di scarico, i ventilatori, le guarnizioni e gli strumenti necessitano di manutenzione. Utilizza l'elenco delle apparecchiature selezionate per pianificare i ricambi.
Riparare l'accesso e i tempi di inattività
Uno scarso accesso può far sì che una semplice riparazione richieda più tempo. Pianificare piattaforme sicure, punti di sollevamento e spazio per rimuovere le parti. Il bilancio dovrebbe anche tenere conto della perdita di produzione durante le chiusure pianificate.
Installazione
Costruisci una base e un rivestimento solidi
La fondazione deve sostenere il guscio, il rivestimento refrattario, le attrezzature e il carico del materiale. Le condizioni del terreno, il vento e le esigenze sismiche locali influenzano la progettazione. Controllare gli ancoraggi, i livelli e il piano di sollevamento prima dell'inizio dei lavori.
Le sezioni della shell vengono unite e allineate. Il lavoro refrattario segue il progetto di rivestimento approvato. Ogni zona necessita dei mattoni, dell'isolamento, dei giunti e dello spazio adeguati per l'espansione termica.
Allineare le attrezzature di alimentazione e scarico con il forno e i trasportatori. Controlla ventilatori, condotti, controlli e strumenti come un unico sistema. La messa in servizio comprende test di guida, asciugatura del refrattario e riscaldamento controllato.
Manutenzione
Trova i problemi in anticipo
Controllare le temperature delle coperture, l'andamento della pressione, le condizioni di guida, la distribuzione del mangime e la qualità del prodotto. Una nuova area calda sul guscio richiede attenzione. La temperatura da sola non mostra lo spessore esatto del rivestimento rimanente.
Controllare i dispositivi di alimentazione, le guarnizioni, le parti di scarico, le ventole e i cuscinetti. Mantenere pulite le uscite del carburante. Il flusso irregolare del carburante può creare zone calde e fredde nel letto.
Durante un arresto programmato, controllare che il rivestimento non presenti segni di usura, crepe, mattoni allentati e danni chimici. Confrontare questi risultati con i registri operativi. Conservare pezzi di ricambio adeguati e garantire un accesso sicuro per i lavori di riparazione.
Domande frequenti
Perché un forno può produrre sia calce bruciata sia calce bruciata?
Il calore e il tempo possono differire da un letto all'altro. Controllare insieme la dimensione dei sassi, lo spargimento del mangime, il flusso di carburante e lo scarico. Invia ad AGICO i risultati dei test del prodotto e i registri del forno per aiutare a esaminare il problema.
È possibile selezionare un forno per cemento da un tavolo per forni da calce?
I due forni hanno compiti diversi. Il clinker di cemento necessita di farine crude preparate e reazioni di formazione del clinker. La calce viva è prodotta mediante calcinazione del calcare. Comunica ad AGICO quale prodotto e feed utilizzerà il tuo progetto.
Cosa è necessario per un utile confronto dei costi?
Invia ad AGICO l'obiettivo di output, i risultati dei test sui materiali, la gamma di dimensioni della pietra, i dettagli del carburante e la planimetria del sito. Indicare quali attrezzature e servizi l'offerta deve includere. Confronta la stessa portata dell'impianto e il prezzo.
Cosa bisogna concordare prima dell'installazione?
Concordare disegni, carichi di fondazione, piani di sollevamento, dettagli refrattari e compiti di messa in servizio. Discutere con AGICO l'accesso, i pezzi di ricambio e la preparazione degli operatori prima dell'inizio dei lavori in cantiere.
