RU2395773C1 - Procedure for control of envelope restoration on lining of rotating kiln - Google Patents
Procedure for control of envelope restoration on lining of rotating kiln Download PDFInfo
- Publication number
- RU2395773C1 RU2395773C1 RU2009112000/03A RU2009112000A RU2395773C1 RU 2395773 C1 RU2395773 C1 RU 2395773C1 RU 2009112000/03 A RU2009112000/03 A RU 2009112000/03A RU 2009112000 A RU2009112000 A RU 2009112000A RU 2395773 C1 RU2395773 C1 RU 2395773C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- kiln
- lining
- temperature
- chip
- dust
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности - к производству цементного или металлургического клинкера, и предназначено для продления сроков службы футеровки нагревательных вращающихся печей за счет устранения сколов обмазки без остановки работы печи.The invention relates to the field of production of building materials, in particular to the production of cement or metallurgical clinker, and is intended to extend the service life of the lining of heating rotary kilns by eliminating chipping coatings without stopping the operation of the furnace.
Известны способы и устройство контроля температуры материалов внутри печи путем определения степени нагрева корпуса (по интенсивности инфракрасного излучения) и по соотношению интенсивности темных и светлых (в инфракрасном диапазоне) участков на наружной поверхности корпуса печи, выработки управляющих воздействий на процесс обжига материала во вращающейся печи [1, 2].Known methods and apparatus for controlling the temperature of materials inside the furnace by determining the degree of heating of the body (by the intensity of infrared radiation) and by the ratio of the intensity of dark and light (in the infrared range) sections on the outer surface of the furnace body, generating control actions on the process of firing the material in a rotary kiln [ 12].
Однако способ по [1] и реализованный в системе [2], хотя по назначению и операциям близки к признакам заявляемого технического решения, но они не могут решить задачу управления процессом восстановления обмазки на футеровке вращающейся печи без ее остановки на длительный срок.However, the method according to [1] and implemented in the system [2], although the purpose and operations are close to the features of the claimed technical solution, they cannot solve the problem of controlling the process of restoring the coating on the lining of a rotary kiln without stopping it for a long time.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является «Способ контроля состояния футеровки и обмазки вращающейся печи», известный по [3].Closest to the proposed technical solution in terms of technical nature and the achieved result is the "Method of monitoring the condition of the lining and coating of a rotary kiln", known from [3].
Известный по [3] способ (прототип) включает определение степени нагрева корпуса печи по температуре ее поверхности, определение скорости роста температуры по времени, фиксирование ее установившегося максимального значения и определение толщины футеровки после скола по расчетной формуле.Known in [3], the method (prototype) includes determining the degree of heating of the furnace body by the temperature of its surface, determining the rate of temperature growth over time, fixing its steady-state maximum value, and determining the thickness of the lining after cleavage by the calculation formula.
Недостатком прототипа является то, что:The disadvantage of the prototype is that:
- время, затрачиваемое на обнаружения скола, - велико, включая время достижения максимальной скорости роста температуры корпуса печи после скола обмазки и футеровки, Vmax, что составляет от 20 мин до 3 часов;- the time taken to detect a chip is large, including the time to reach the maximum growth rate of the temperature of the furnace body after cleavage of the coating and lining, V max , which is from 20 minutes to 3 hours;
- накопление ошибки по каждому из определяемых параметров сказывается на точности расчета остаточной толщины футеровки после скола;- the accumulation of errors for each of the determined parameters affects the accuracy of calculating the residual thickness of the lining after cleavage;
- неизбежны ошибки оператора или субъекта, ведущего определения параметров, при реализации контроля расчетным или индуктивным методом;- errors of the operator or entity leading the determination of parameters are inevitable when implementing control by a calculation or inductive method;
- отсутствует возможность устранения скола футеровки и обмазки (или по отдельности) без остановки работы печи.- there is no possibility of eliminating chipping of the lining and coating (or separately) without stopping the operation of the furnace.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение сроков службы оборудования за счет снижения термических деформаций элементов печи путем своевременного оперативного выявления и устранения сколов или дефектов обмазки и футеровки вращающейся печи без резких изменений температурного режима, т.е. без остановки нормальной работы печи.The technical result of the invention is to increase the service life of equipment by reducing thermal deformations of furnace elements by promptly identifying and eliminating chips or defects in the coating and lining of a rotary kiln without drastic changes in temperature, i.e. without stopping the normal operation of the furnace.
Достижением перечисленных технических результатов использования предлагаемого изобретения является то, что способ контроля и управления процессом восстановления обмазки на футеровке вращающейся обжиговой печи в дополнение к известному прототипу включает операции: ввода в печь, любым известным приемом, регулируемой струи смеси сжатого воздуха и пылей (например, пылей, уловленных из отходящих газов вращающейся печи, далее пыль); деления контролируемой поверхности корпуса печи на ограниченное число зон в зависимости от длины печи (от 3 до 30); задания для каждой зоны технологически допустимых значений температур и их производных; непрерывного измерения степени нагрева корпуса печи по температуре зон его поверхности и скорости их роста по времени; сравнения измеренных значений с технологически заданными порогами и при пересечении заданных порогов информирования о выявлении скола; подают или направляют струю сжатого воздуха с пылью на зону скола согласно полученным координатам выявленного скола между верхней точкой свода печи и нижнего конца хорды слоя обжигаемого материала, причем последнюю операцию подачи пыли повторяют до полного выравнивания сравниваемых температур поверхности корпуса печи в зоне выявленного скола.The achievement of the listed technical results of using the present invention is that a method for monitoring and controlling the process of restoration of the coating on the lining of a rotary kiln in addition to the known prototype includes the steps of: introducing into the furnace, by any known method, an adjustable jet of a mixture of compressed air and dust (e.g. dust trapped from the exhaust gases of a rotary kiln, then dust); dividing the controlled surface of the furnace body into a limited number of zones depending on the length of the furnace (from 3 to 30); assignments for each zone of technologically permissible values of temperatures and their derivatives; continuous measurement of the degree of heating of the furnace body according to the temperature of its surface zones and their growth rate over time; comparing the measured values with technologically predetermined thresholds and at the intersection of predetermined thresholds of information on the detection of chips; supply or direct a stream of compressed air with dust to the cleavage zone according to the obtained coordinates of the identified cleavage between the upper point of the furnace vault and the lower end of the chord of the calcined material layer, the last dust feeding operation being repeated until the compared temperatures of the furnace body surface are completely equalized in the identified cleavage zone.
Для доказательства положительных результатов от использования отличительных признаков далее приведем подробное описание реализации предлагаемого способа.To prove positive results from the use of distinguishing features, we will give a detailed description of the implementation of the proposed method.
Измерение степени нагрева корпуса печи по температуре его поверхности производят преобразованием инфракрасного излучения от корпуса печи в видимое изображение или по сигналу (см. фиг.1) от тепловизора, что известно по [1-3].The degree of heating of the furnace body by the temperature of its surface is measured by converting infrared radiation from the furnace body into a visible image or by a signal (see Fig. 1) from a thermal imager, which is known from [1-3].
Обжигаемый материал, например цементный клинкер, в зоне спекания имеет температуру 1400-1450°С. При этих температурах клинкер имеет примерно 25-30% жидкой фазы. Образующийся расплав хорошо смачивает поверхность огнеупора (футеровки), частично проникает вглубь футеровочного материала, взаимодействуя с его компонентами. Для наглядности физических процессов образования и устранения сколов обмазки обратимся к фиг.2. В тексте описания изобретения этот рисунок приводить необязательно, потому как он приведен лишь в качестве дополнительных сведений для иллюстрации.The calcined material, for example cement clinker, in the sintering zone has a temperature of 1400-1450 ° C. At these temperatures, clinker has about 25-30% of the liquid phase. The resulting melt well wetts the surface of the refractory (lining), partially penetrates deep into the lining material, interacting with its components. For clarity of the physical processes of formation and elimination of chips, we turn to figure 2. In the text of the description of the invention, this figure is optional, because it is given only as additional information for illustration.
При вращении печи на участке дуги П-Н (фиг.1) поверхность слоя клинкера нагревается за счет излучения факела до 1500-1530°С. На этом участке дуги П-Н (фиг.1) происходит охлаждение поверхности футеровки, покрытой слоем обжигаемого материала и жидкой фазы на ее поверхности, за счет передачи тепла слою обжигаемого материала и через футеровку - в окружающую среду, температура снижается до 1400-1420°С. Вязкость жидкой фазы при этом увеличивается, прочность сцепления клинкера с поверхностью возрастает. Этого становится достаточно, чтобы удержать на рабочей поверхности футеровки при выходе ее из-под обжигаемого материала слой клинкерных гранул диаметром до 15-20 мм.When the furnace rotates in the arc section P-N (Fig. 1), the surface of the clinker layer is heated by the radiation of the torch to 1500-1530 ° C. In this section of the PN arc (Fig. 1), the surface of the lining is coated with a layer of calcined material and the liquid phase on its surface, due to heat transfer to the layer of calcined material and through the lining to the environment, the temperature decreases to 1400-1420 ° FROM. The viscosity of the liquid phase increases, the adhesion strength of the clinker to the surface increases. This becomes enough to keep a layer of clinker granules with a diameter of up to 15-20 mm on the working surface of the lining when it leaves the calcined material.
После того как участок футеровки с прилипшим слоем гранул клинкера выходит на участок дуги В-П и попадает под непосредственное воздействие факела, футеровка вновь начинает нагреваться более 1420°С. Вязкость жидкой фазы начинает снижаться и прилипшие гранулы клинкера опять отрываются, находясь в верхнем положении свода печи. Часть их удерживается на рабочей поверхности футеровки, как правило, наиболее мелких (фиг.2). Однако это происходит не всегда, т.к. если произошел достаточно глубокий или крупный скол футеровки или обмазки, то в верхнем (на своде печи) положении через скол температура корпуса под ним нагревается очень быстро и это обуславливает невозможность удержания на месте скола вязкой фазы с частицами клинкерных гранул. Поэтому размеры скола будут только увеличиваться, а термодеформации элементов печи возрастают из-за увеличения скорости или темпа роста температуры корпуса на месте образования скола. По существу, измеряя величину производной роста температуры по времени, косвенно измеряют или прогнозируют глубину или размеры скола.After the lining section with an adherent layer of clinker granules enters the section of the BB arc and falls under the direct influence of the torch, the lining again begins to heat up more than 1420 ° C. The viscosity of the liquid phase begins to decrease and the adhering clinker granules again come off, being in the upper position of the furnace roof. Part of them is held on the working surface of the lining, as a rule, the smallest (figure 2). However, this does not always happen, because if a sufficiently deep or large cleavage of the lining or coating occurs, then in the upper (on the arch of the furnace) position through the cleavage, the temperature of the body under it heats up very quickly and this makes it impossible to hold the viscous phase with particles of clinker granules in place of the cleavage. Therefore, the size of the chip will only increase, and the thermal deformation of the furnace elements will increase due to an increase in the speed or rate of increase in the temperature of the body at the site of chip formation. Essentially, by measuring the value of the derivative of the temperature rise over time, the depth or size of the cleavage is indirectly measured or predicted.
Поэтому в печь предложено вводить регулируемый, или управляемый по расходу, поток смеси «воздух-пыль». Для быстрого выявления места скола футеровки и обмазки контролируемую поверхность корпуса делят на ограниченное количество зон, а для обеспечения заданной производительности печи и теплотехнических показателей ее работы задают технологически допустимые значения температур и их производных для каждой зоны (определенных экспериментально или расчетами для конкретных печей и материалов). В процессе эксплуатации вращающейся печи упомянутые значения температур и их производных непрерывно сравнивают (на элементах сравнения) и тем самым выявляют координаты мест появления сколов, а струю с регулируемым потоком «сжатый воздух - пыль» или оборотных пылей направляют с выявленной зоной скола на время прохождения последнего участок дуги 1/2 Л-В и до нижнего конца хорды материала (на фиг.2). В этом случае скол, наполненный жидкой фазой и мелкими фракциями пыли и гранул клинкера, в нижней части печи под слоем обжигаемого материала (на участке дуги Н-Л на (фиг.2) начинает охлаждаться за счет передачи тепла слою обжигаемого материала и через футеровку - в окружающую среду. Вязкость жидкой фазы в сколе увеличивается, прочность сцепления клинкера с огнеупором возрастает. По мере выхода скола из-под слоя обжигаемого материала температура излучения факела на скол возрастает. При этом из-за начала повторного расплавления клинкера: крупные гранулы начинают выпадать из скола или замещаются мелкой пылью. Большая часть потока смеси сжатого воздуха и пыли непосредственно попадают в скол. По мере заполнения его температура внутри скола снижается до заданной температуры зоны местонахождения скола, что является признаком восстановления обмазки и футеровки. Если обмазку и футеровку не удалось полностью восстановить при первом обороте вращения печи, то все операции повторяют при следующем(их) ее обороте(ах).Therefore, it is proposed to introduce into the furnace an adjustable, or controlled by flow rate, air-dust mixture flow. To quickly identify the place where the lining and coating are cleaved, the controlled surface of the casing is divided into a limited number of zones, and to ensure the given furnace performance and thermal performance indicators, technologically permissible temperatures and their derivatives for each zone are set (experimentally determined or calculations for specific furnaces and materials) . During operation of a rotary kiln, the mentioned temperatures and their derivatives are continuously compared (on comparison elements) and thereby the coordinates of the occurrence of chips are detected, and a stream with a controlled flow of “compressed air - dust” or circulating dusts is directed with the identified chip zone for the duration of the passage of the latter the
Пример реализации предлагаемого способа контроля состояния магнезитохромитовой футеровки (толщина 235 мм) и обмазки вращающейся обжиговой печи.An example of the implementation of the proposed method for monitoring the state of magnesite-chromite lining (thickness 235 mm) and coating of a rotary kiln.
Испытания проводились при появлении скола на наиболее напряженном сечении печи. Получены следующие значения изменения температуры корпуса печи и ее производной.The tests were carried out when a chip appeared on the most stressed section of the furnace. The following values of the temperature change of the furnace body and its derivative are obtained.
Измерение температуры поверхности корпуса печи производилось сканирующим тепловизором в связке с программой «Термоскан», с разверткой контролируемой поверхности корпуса и подачей выходного сигнала (фиг.2) на программу преобразования электрического сигнала на температуру корпуса. Частота сканирования тепловизором всей поверхности корпуса составляет 8 раз в сек. При достижении производной значения 1,5°С/мин на скол после выхода его из-под обжигаемого материала подавался направленный поток смеси «воздух-пыль».The temperature of the surface of the furnace body was measured by a scanning thermal imager in conjunction with the Thermoscan program, with a scan of the controlled surface of the body and the output signal (Fig. 2) to the program for converting an electrical signal to the temperature of the body. The frequency of scanning a thermal imager of the entire surface of the housing is 8 times per second. Upon reaching the derivative value of 1.5 ° C / min, a directed flow of the air-dust mixture was supplied to the cleavage after it exited from the calcined material.
Как видно из таблицы, Тк в зоне скола через 3 мин начала резко падать и после прекращения подачи потока «пылевоздушного потока» (600 секунд) значение температуры Тк установилось примерно в первоначальном (заданном значении), что свидетельствует о восстановлении обмазки на рассматриваемом участке футеровки.As can be seen from the table, T k in the cleavage zone after 3 min began to drop sharply and after the flow of the “dusty air stream” stopped (600 seconds), the temperature T k was established approximately at its initial (predetermined value), which indicates the restoration of the coating in the considered area lining.
Особо отметим, что все измерения, сравнения, задания температур, их производных и других операций выполняются посредством электрических сигналов программным обеспечением тепловизоров и регулирующих органов. Время выявления скола и его восстановления, в сравнении с работой оператора, в 12-15 раз меньше. Кроме того, исключаются возможные ошибки оператора. Выявление и восстановление скола производят без остановки печи и по величине производной температуры по времени (а не дожидаются, пока она достигнет максимального значения, как это делается в прототипе [3].We emphasize that all measurements, comparisons, setting temperatures, their derivatives and other operations are performed by means of electrical signals using the software of thermal imagers and regulatory bodies. The time to identify a chip and its recovery, in comparison with the operator’s work, is 12-15 times less. In addition, possible operator errors are excluded. Identification and restoration of cleavage is carried out without stopping the furnace and the value of the derivative of temperature over time (and do not wait until it reaches its maximum value, as is done in the prototype [3].
Таким образом, совокупность известных и отличительных признаков заявляемого способа практически полностью исключают возможное аварийное состояние обмазки или футеровки, повышает срок ее службы и корпусных элементов не менее чем в 2-3 раза.Thus, the combination of known and distinctive features of the proposed method almost completely eliminates the possible emergency state of the coating or lining, increases its service life and housing elements by at least 2-3 times.
Источники информацииInformation sources
1. Салихов З.Г., Салихов К.З. Способ управления процессом обжига материалов во вращающейся печи. Патент на изобретение РФ №2249775. Бюл. №10 от 10.04.2005 г.1. Salikhov Z.G., Salikhov K.Z. A method of controlling the process of firing materials in a rotary kiln. Patent for the invention of the Russian Federation No. 22979775. Bull. No 10 on April 10, 2005
2. Салихов З.Г., Шубин В.И., Бекаревич А.А., Салихов К.З. Система управления процессом обжига материала во вращающейся печи. Патент на изобретение РФ №2232959. Бюл. №20 от 20.07.2004 г. (МКИ: F27B 7/42; F27D 19/00).2. Salikhov Z.G., Shubin V.I., Bekarevich A.A., Salikhov K.Z. A control system for the process of firing material in a rotary kiln. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2232959. Bull. No. 20 dated July 20, 2004 (MKI: F27B 7/42;
3. Шубин В.И., Гнедина И.А., Соколинская Ч.А., Горбань Т.М. Способ контроля состояния футеровки и обмазки вращающейся печи. А.с. на изобретение №1086331. Бюл. №14 от 15.04.84 г.3. Shubin V.I., Gnedina I.A., Sokolinskaya Ch.A., Gorban T.M. A method for monitoring the condition of the lining and coating of a rotary kiln. A.S. for the invention No. 1086331. Bull. No 14 on 04/15/84
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009112000/03A RU2395773C1 (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Procedure for control of envelope restoration on lining of rotating kiln |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009112000/03A RU2395773C1 (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Procedure for control of envelope restoration on lining of rotating kiln |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2395773C1 true RU2395773C1 (en) | 2010-07-27 |
Family
ID=42698147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009112000/03A RU2395773C1 (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Procedure for control of envelope restoration on lining of rotating kiln |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2395773C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021201723A1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-07 | Булат Малихович АБДРАШИТОВ | Method and system for cold heating (variants) |
-
2009
- 2009-04-01 RU RU2009112000/03A patent/RU2395773C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021201723A1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-07 | Булат Малихович АБДРАШИТОВ | Method and system for cold heating (variants) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20130211581A1 (en) | Method and control and tracking system of the charge of material transported by a continuous supply conveyor of a metallurgical furnace, particularly an electric furnace for the production of steel | |
RU2395773C1 (en) | Procedure for control of envelope restoration on lining of rotating kiln | |
EP3121572B1 (en) | Method for measuring temperature of object in atmosphere having dust | |
US20170097191A1 (en) | Cooling system for rotary furnaces | |
JP6734153B2 (en) | Method for measuring the temperature of the object to be measured, the temperature of dust and the concentration of dust | |
CN105333968A (en) | Rotary kiln temperature-detecting device | |
JP2017032231A (en) | Rotary kiln | |
RU2308649C1 (en) | Method of monitoring drying of ceramic articles | |
KR101657415B1 (en) | Apparatus for monitoring heating efficiency of heating furnace and method thereof | |
CN104903671A (en) | Cement production system | |
US20040214123A1 (en) | Method for monitoring a combustion process, and corresponding device | |
CN1505687A (en) | Method for enhancing the metallurgical quality of products treated in a furnace | |
JP6904202B2 (en) | Kilnbeco occurrence detection system and kilnbeco occurrence detection method | |
KR101008164B1 (en) | METHOD FOR MEASURING CaO HYDRATION RATE OF SHAFT KILN | |
CN215953427U (en) | Rotary kiln thermal imaging ring formation detection device | |
KR20000042714A (en) | Apparatus for removing adsorbed mineral in lime calcining furnace | |
EA026028B1 (en) | Method and apparatus for measuring temperature of a fluid stream | |
CN207865950U (en) | Cement rotary kiln trunk real-time temperature test sytem | |
KR100931203B1 (en) | How to load gemstones in rotary kiln | |
KR100899701B1 (en) | Apparatus with means for estimating condition of refractories on rotating sintering furnace | |
CN205352054U (en) | High -efficient accurate tunnel cave warm -pressing monitoring automatic control system and device | |
CN116336824A (en) | Double-hearth kiln wall temperature measurement early warning device | |
Kraševec et al. | Prediction of binder polymerization rate in the glass wool curing oven | |
CN201885544U (en) | Gas burner with temperature measuring door | |
SU1086331A1 (en) | Method of checking rotating furnace lining and coating |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160402 |