Przedmiotem wynalazku jest piec obrotowy do wypalania klinkieru cementowego.Do wytwarzania klinkieru cementowego stosuje sie piec obrotowy do którego wprowadza sie mieszanine materialów wsadowych od jednego konca. Obracajacy sie piec jest nachylony wzgledem poziomu, a gdy wsad przemieszcza sie wzdluz pieca nastepuje odparowanie z niego wody, pod dzialaniem ciepla doprowadzanego w dolnej czesci pieca. Po osuszeniu wsadu nastepuje odprowadzenie dwutlenku wegla oraz wypalanie surowców w strefie kalcynacji, dajace w rezultacie klinkier cementowy. Otrzymany klinkier zostaje nastepnie ochlodzony.Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2410 598 piec obrotowy, w którego bebnie sa osadzone pierscienie spietrzajace, zamocowane na stale do wewnetrznej powierzchni bebna, zapewnia¬ jace podnoszenie materialu wsadowego z dna pieca, wykonane z identycznych segmentów spietrzajacych. Kazdy segment spietrzajacy zawiera przelotowe kanaly, przez które przechodzi material wsadowy, od wlotu do wylotu.Segmenty spietrzajace zapewniaja podnoszenie materialów wsadowych z dna pieca, a nastepnie wysypywanie materialu z powrotem na dno pieca.Piec jest ogrzewany za pomoca palnika na sproszkowany wegiel, rope naftowa lub gaz lub tez jest ogrzewa¬ ny elektrycznie.Po odparowaniu wody z materialów wsadowych, konieczne jest ich nagrzanie do temperatury kalcynaqi, w której powstaje klinkier cementowy. Po ochlodzeniu klinkier ulega sproszkowaniu w kruszarce oraz zmieszaniu z innymi materialami tworzac surowiec budowlany. Klinkier o wysokiej temperaturze opuszczajacy piec powodu¬ je rozproszenie posiadanej energii cieplnej.W znanych piecach przekazywanie energii cieplnej pomiedzy wsadem a goracymi gazamijest niedostatecz¬ ne, z uwagi na niewielka powierzchnie styku pomiedzy gazami oraz wsadem. Material wsadowy znajduje sie zwykle na dnie pieca, zas ruch obrotowy bebna pieca wywoluje niewielkie unoszenie nieznacznej czesci wsadu na sciance bebna pieca, z której wsad szybko osypuje sie.Celem wynalazku jest polepszenie sprawnosci cieplnej pieca na drodze przekazania czesci energii cieplnej klinkieru chlodnym gazom doprowadzanym do pieca oraz przekazania czesci energii cieplnej goracych gazów2 118323 mieszaninie surowców wprowadzanych do pieca. Ponadto polepszenie sprawnosci cieplnej uzyskuje sie na drodze powiekszenia powierzchni styku mieszaniny surowców z goracymi gazami.Zgodnie z rozwiazaniem wedlug wynalazku piec zawiera co najmniej jeden zespól spietrzajacy, obejmujacy ! co najmniej-dwa, usytuowane w poblizu siebie, pierscienie spietrzajace, skladajace sie z segmentów spietrzaja- $ cych rozdzielone* pierscieniem posrednim, przy czym material wsadowy jest wysypywany na dno bebna pieca z kazdego pierscienia spietrzajacego.*V ^Hfcorzysjtnie poza otworem wylotowym segmenty spietrzajace sa wyposazone w kanal skierowany promie¬ niowo dsffyrictrza bebna pieca.Korzystnie segmenty podnoszace umieszcza sie w poblizu wylotu pieca, w poblizu wlotu pieca oraz na poczatku strefy wypalania pieca.Dla celów niniejszego zgloszenia okreslenie „piec do wypalania klinkieru" obejmuje równiez chlodnik bebnowy obracajacy sie wokól osi poziomej, do któregojest doprowadzane chlodne powietrze, które po odebra¬ niu energii cieplnej od klinkieru jest wprowadzane do obrotowego pieca, w którym nastepuje wypalanie klin¬ kieru.Przedmiot wynalazku zostal uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia piec obrotowy do wypalania klinkieru cementowego z chlodnikiem planetarnym, zasilany surowcem w postaci zawiesiny, w widoku z boku, fig. 2 - piec zasilany surowcem suchym, schematycznie, fig. 3 — piec z chlodnikiem bebnowym schematycznie, fig. 4 - wycinek pieca zawierajacy segmenty podnoszace, w przekroju wzdluznym, fig. 5 - wycinek pieca w przekroju wzdluz linii X-X wedlug fig. 4, pokazujacy w segmentach A, B, C, D rozwiazania alternatywne, fig. 6 - wycinek pieca, w przekroju wzdluznym, fig. 7 - wycinek pieca w prze¬ kroju wzdluz linii Y-Ywedlug fig. 6, fig. 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 - segmenty podnoszace, w róznych przykladach wykonania, w przekroju poprzecznym.Zgodnie z fig. 1 piec do wypalania klinkieru cementowego zawiera stalowy beben 1, w postaci rury, wspierajacy sie na rolkach 2, nachylony do poziomu pod niewielkim katem. Beben 1 jest wprawiany w ruch obrotowy za pomoca silnika elektrycznego 3, obracajacego kolo zebate (zebnik) 4, napedzajacy wieniec zebaty 5 bebna pieca. Beben 1 jest wylozony ogniotrwala wymurówka. Rura 6 palnika, siegajaca od dolnego konca bebna 1 do jego wnetrza jest zasilana powietrzem z dmuchawy 7 oraz sproszkowanym weglem z przewodu zasilajacego 8.Sproszkowany wegiel wdmuchiwany do bebna 1 spala sie w postaci strumienia uderzajacego o wymurówke bebna 1, a w czasie pracy pieca o material doprowadzany do pieca. W rezultacie podniesienia temperatury naste¬ puje proces wypalania materialu wsadowego, dajacy w wyniku reakcji zachodzacych w piecu klinkier cemen¬ towy.Mieszanina materialów wsadowych, w postaci wodnej zawiesiny, jest wprowadzana do bebna 1 pieca przy jego górnym koncu, co pokazuje strzalka S. Wsad przemieszcza sie w dól pieca przez sekcje lancuchów 9, tworzaca czesc strefy podgrzewania wstepnego A, gdzie nastepuje osuszenie zawiesiny i rozdrobnienie jej na pulpe, do strefy B, gdzie nastepuje odprowadzenie dwutlenku wegla oraz do strefy kalcynacji G, w której pod wplywem wysokiej temperatury nastepuje wypalanie klinkieru cementowego. Sproszkowany wsad ulega spiecze¬ niu w miare przemieszczania sie przez strefe kalcynacji C, tworzac w strefie chlodzenia D klinkier cementowy.Klinkier jest odprowadzany z bebna 1 przez otwory 10 do chlodnika planetarnego 11, w którym oddaje swa energie cieplna gazom doprowadzanym wstepnie do pieca, poprawiajac sprawnosc procesu kalcynacji.Pierscienie spietrzajace 12 o ksztalcie przedstawionym na fig. 4—16 sa osadzone wewnatrz bebna 1 pieca powyzej otworów 10, powyzej strefy kalcynacji C oraz przy górnym koncu bebna 1. Najnizsze pierscienie 12d wspomagaja przenoszenie ciepla z goracego klinkieru na powietrze wspomagajace proces kalcynacji, przeplywa¬ jace w góre bebna 1 pieca. Posrednie pierscienie 12b wspomagaja przenoszenie ciepla z goracych gazów strefy spalania na surowiec, podnoszac temperature surowca szybciej niz jest odprowadzany dwutlenek wegla. Górne pierscienie 12a wspomagaja przenoszenie ciepla z gazów opuszczajacych beben 1 w kierunku strzalki C na zawiesine doprowadzana do pieca.Piec zasilany surowcem w stanie suchym, przedstawiony na fig. 2, nie wymaga zastosowania strefy podgrze¬ wania wstepnego o znacznej dlugosci, co mialo miejsce w piecu zasilanym zawiesina. Strefa B, zapewniajaca wstepne podgrzewanie surowca oraz odprowadzanie C02, jest wyposazona w wiele pierscieni spietrzajacych 12b, wspomagajacych podgrzewanie surowca do temperatury wypalania oraz pierscieni spietrzajacych 12d, usytuowa¬ nych w poblizu wylotu z pieca, wspomagajacych chlodzenia klinkieru i wstepne podgrzewanie strumienia powie¬ trza.Z bebna 1 pieca przedstawionego na fig. 3, który moze byc zasilany surowcem w stanie suchym lub zawiesina, wstepnie schlodzony klinkier po przejsciu przez dolne pierscienie spietrzajace 12d jest doprowadzany118323 . 3 do chlodnika bebnowego 30, w którym znajduja sie pierscienie spietrzajace 31 ustawione w szereg. Chlodnik 30 obraca sie podobnie jak piec. Powietrze jest wprowadzane do chlodnika w kierunku strzalki 7, przy czym czesc powietrza jest nastepnie doprowadzana do rury 6 palnika. Chlodnik 30 zapewnia tak efektywne chlodzenie klinkieru, ze po opuszczeniu go klinkier nadaje sie do obslugi recznej.W piecach wedlug fig. 1 i 2, 3 palniki zasilane weglem lub gazem mozna zastapic nagrzewaniem elektrycz¬ nym.' Na fig. 4, 5 przedstawiono pierscienie spietrzajace, wykonane z materialów ceramicznych lub cegiel ognio¬ trwalych, co umozliwia ich prace w strefie kalcynacji C. Fig. 5 przedstawia widok pieca w kierunku wlotu surowców. Stalowy plaszcz 40 pieca jest wyposazony wwymurówke z cegiel ogniotrwalych 41, która nie wystepuje w miejscach, w których sa osadzone pierscienie spietrzajace, skladajace sie z segmentów spietrzaja¬ cych 42. Segmenty spietrzajace 42, wykonane z cegiel ogniotrwalych, sa rozmieszczone na wewnetrznym obrze¬ zu plaszcza 40. Segmenty 42 zawieraja kanaly 43 przez które material dociera od wlotów 43a do wylotów 43b, przez które z kolei material jest odprowadzany z segmentu 42. Powierzchnia kanalów 43 od strony plaszcza 40 jest w przyblizeniu do niego równolegla, natomiast od strony osi pieca powierzchnia kanalów 43 jest nachylona do osi pieca. Tak wiec powierzchnie wlotów 43a sa mniejsze niz powierzchnie wylotów 43b.Sasiednie pierscienie segmentów 42 sa rozdzielone pierscieniami posrednimi 44, wykonanymi z cegiel og¬ niotrwalych, o powierzchniach stozkowych zwróconych do wnetrza pieca. Pierscienie posrednie 44 zmniejszaja rozmiary otworów wlotowych 43a, przetrzymujac material wsadowy w miare jego przemieszczania wzdluz pieca. Zapewnia to unoszenie materialu w czasie obrotu pieca przez jego scianki.Na fig. 5 sekcje 13A, 13B, 13C, 13D przedstawiaja alternatywne rozwiazanie segmentów 42 tworzacych pierscienie spietrzajace. W sekcji 13D kanal 43 zawiera stozkowa wkladke zmniejszajaca scieranie segmentów pod dzialaniem materialu wsadowego przechodzacego przez kanal 43. Wkladki 45 pierscieni usytuowanych w strefie kalcynacji sa wykonane z materialu ogniotrwalego, takiego jak material ceramiczny lub metal.Material wsadowy przeplywa wzdluz pieca w kierunku strzalki M na fig. 4. Dzieki zastosowaniu pierscieni spietrzajacych, material odkladajacy sie na obrzezu pierscienia unosi sie wyzej wraz ze scianka pieca, w czasie jego ruchu obrotowego, zwiekszajac powierzchnie oddzialywania gazów na material wsadowy. Czesc materialu jest przenoszona wokól pieca przez kanaly 43, a czesc wysypuje sie z kanalów 43, gdy segmenty przechodza przez swoje najwyzsze polozenie, przy czym stozkowy ksztalt kanalu 43 wspomaga wysypywanie sie materialu.Wysypujacy sie material tworzy „kurtyne" we wnetrzu pieca, znacznie zwiekszajac powierzchnie styku materia¬ lu wsadowego z gazami. Ponadto w miare przemieszczania sie materialu przez kanal 43 w sfegmentach spietrzaja¬ cych, nastepuje przenoszenie ciepla pomiedzy materialem i segmentami spietrzajacymi, za« po wysypaniu sie materialu wsadowego, nastepuje ogrzewanie lub chlodzenie segmentów w strumieniu gazów przeplywajacych przez piec. Kierunek przekazywania ciepla jest uzalezniony od polozenia pierscieni spietrzajacych w piecu, powyzej strefy spalania cieplo jest przenoszone z gazów na material wsadowy za posrednictwem segmentów spietrzajacych, natomiast ponizej strefy kalcynacji cieplo jest przenoszone z materialu wsadowego na gazy.Pierscienie posrednie 44 opózniaja przenoszenie materialu wzdluz pieca przez pierscienie spietrzajace zwiekszajace czas kontaktu materialu z pierscieniami oraz przenoszenie ciepla, W niektórych rozwiazaniach pier¬ scienie posrednie mozna pominac.Pierscienie spietrzajace przedstawione na fig. 6 i 7 sa mocowane przy górnym koncu pieca zasilanego mokrym materialem wsadowym. Pierscienie zawieraja stalowe tuby 60 osadzone w ogniotrwalej wymurówce 61 plaszcza 40 pieca za pomoca opór 62, przechodzacych przez lub pomiedzy ceglami wykladziny 61 i przyspawa- nych do wewnetrznej powierzchni plaszcza 40. Tuby 60 sa czesciowo zamkniete na kazdym koncu za pomoca stalowych siatek 63 i mieszcza stalowe kulki 64 czyszczace wnetrze korpusów 60 i zapobiegajace zatykaniu ich przez zawiesine, jak równiez zwiekszajace przenoszenie ciepla. Pierscienie posrednie 44 rozdzielaja pierscienie spietrzajace zawierajace tuby 60.Fig. 8-11 przedstawiaja alternatywne rozwiazania kanalów pierscieni spietrzajacych. Fig. 8,9 przedstawia¬ ja kanaly zbiezne, natomiast kanaly wedlug fig. 10, 11 nie wykazuja zbieznosci. Sekcje 14A, 15A - fig. 10 i 11 przedstawiaja kanaly o osiach równoleglych do osi pieca, natomiast sekcje 14B i 15B przedstawiaja kanaly o osiach nachylonych wzgledem kierunku obrotu pieca, zapewniajac zwolnienie przemieszczania materialu wsa¬ dowego przez segmenty spietrzajace. Kanaly przedstawione w sekcjach 14C i 15C sa nachylone w przeciwnym kierunku wzgledem kierunku nachylania kanalów w sekcji 14B i 15B, co powoduje przyspieszenie przeplywu materialu przez segmenty spietrzajace. Rozwiazania w których stosuje sie kombinacje róznych pierscieni umozli¬ wiaja miejscowe sterowanie przeplywem materialu wsadowego oraz przenoszeniem ciepla.Na fig. 16—20 przedstawiono alternatywne rozwiazania segmentów spietrzajacych, majacych kanaly 120 przechodzace przez segmenty spietrzajace 121 tworzace pierscienie/Kanaly 120 maja otwory promieniowe4 118323 skierowane do wnetrza pieca. W rozwiazaniu tym znaczna czesc materialu wsadowego przenoszonego przez kanaly wysypuje sie w momencie gdy kanal przekracza swoje najwyzsze polozenie. Fig. 12 przedstawia kanaly, których wewnetrzna powierzchnia 122 jest zbiezna do wewnatrz, ulatwiajac osypywanie sie materialu. Kanaly przedstawione na fig. 13 nie sa zbiezne do wewnatrz. W sekcji 16A (fig. 13) kanaly sa prostopadle do plaszczy¬ zny pierscienia; natomiast kanaly sekcji 16B, 16C sa nachylone wzgledem kierunku obrotu pieca, opózniajac przeplyw materialu wsadowego w przypadku sekcji 16B lub przyspieszajac przeplyw materialu wsadowego, w przypadku sekcji 16C. Kanaly przedstawione na fig. 14, 15 sa podobne do kanalów z fig. 13, natomiast kanaly przedstawione na fig. 16 sa nachylone wzgledem osi pieca i ponadto skrecone. Kanaly w sektorze 19B przyspie¬ szaja przeplyw materialu, natomiast kanaly w sektorze 19C opózniaja przeplyw materialu. Pierscienie wedlug fig. 8—16 przedstawiono w widoku w kierunku otworu przez który do pieca sa wprowadzane materialy wsadowe.W piecu zawierajacym pierscienie spietrzajace wedlug wynalazku straty ciepla na promieniowanie pieca, gazów i klinkieru sa mniejsze dzieki lepszemu przenoszeniu ciepla na material poddawany obróbce. Proces wypalania jest równiez w mniejszym stopniu uzalezniony od ciepla promieniowania wymurówki pieca. Zastoso¬ wanie wynalazku umozliwia zmniejszenie zuzycia paliwa lub zwiekszenie wydajnosci pieca przy okreslonym zuzyciu paliwa.Zastrzezenia p,a t e n t o w e 1. Piec obrotowy do wypalania klinkieru cementowego, zawierajacy beben, w postaci rury, osadzony obro¬ towo wokól osi nachylonej wzgledem poziomu, zespól zasilajacy, oraz chlodnik odprowadzajacy gotowy wyrób przy dolnym koncu pieca oraz co najmniej jeden pierscien spietrzajacy, obejmujacy segmenty spietrzajace, podnoszace material wsadowy, zamocowany na stale do wewnetrznej powierzchni bebna i rozciagajacy sie w kierunku promieniowym, przy czym otwarty przekrój bebna zapewnia przeplyw gazów wzdluz pieca, zas kazdy segment spietrzajacy ma wlot, przez który material wsadowy przedostaje sie do kanalu, rozciagajacego sie pomiedzy wlotem a wylotem segmentu spietrzajacego, przy czym segmenty spietrzajace wykonane w postaci identycznych elementów, zapewniaja podnoszenie materialu wsadowego z dna pieca a nastepnie wysypywanie materialu z powrotem na dno pieca, znamienny tym, ze pierscienie spietrzajace (12, 31), tworza zespól skladajacy sie z segmentów spietrzajacych (42) i sa rozdzielone pierscieniami posrednimi (44), przy czym material wsadowy jest wysypywany na dno bebna (1) pieca z kazdego pierscienia spietrzajacego (12,31). 2. Piec wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze poza wylotem (43b) segmenty spietrzajace (42) sa wyposazone w kanal skierowany promieniowo do wnetrza bebna (1) pieca. 3. Piec wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze co najmniej jeden zespól spietrzajacy jest usytuowany w poblizu wylotu klinkieru cementowego z pieca przy jego dolnym koncu. 4. Piec wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze co najmniej jeden zespól spietrzajacy jest usytuowa¬ ny w poblizu wylotu goracych gazów z pieca, przy jego górnym koncu. '.5. Piec wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze co najmniej jeden zespól spietrzajacy jest usytuowa¬ ny na poczatku strefy kalcynacji (C).118 323 12a B '*&£& ^T^ 5\ i l2b \ 2 3 12 Fio.l t3b ! C3 l3c u2 U U ^^•y^y.^4 L2 U FIG. I Cr=? FIG 5 FIG. 2 FIG. 3 F/G 7 ./ 62 6L FIG 6118 323 FIG 15 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 cgz.Cena 100 zt PL PL PL