En vertikal akselovn varmer opp materiale i et fast, oppreist kar. Fôr kommer inn på toppen. Den beveger seg gjennom en varm seng og går i bunnen. Stabil produksjon krever jevn materialstrøm, god gassstrøm og riktig varmetilførsel.
Kalk- og sementovner har forskjellige jobber. En kalkovn gjør kalkstein til brent kalk. En sementsjaktovn gjør tilberedt råmel om til klinker. Deres fôr, varmebehov og produkttester er forskjellige. Disse forskjellene har betydning når en ovn velges.
Ovnstruktur
Hoveddelene av en sjaktovn
Et stålskall holder den ildfaste foringen. Fôret beskytter skallet mot varme. Fôrutstyr sprer materiale over toppen. Utløpssystemet fjerner produktet fra bunnen. Vifter flytter luft og gass gjennom systemet.
I en vanlig enakslet kalkovn beveger stein seg ned mens varm gass beveger seg opp. Luft kommer inn i nedre sone og tar varme fra kalken. Det samme karet gir forvarming, kalsinering og avkjøling. Disse sonene kan bevege seg når fôr, drivstoff og luftstrøm endres.
Arbeidsprosess
Forbered og spre fôret
For kalkproduksjon knuses og siktes kalkstein. Små partikler, kalt finstoff, kan blokkere hullene mellom steinene. Store steiner bruker lengre tid på å varme seg gjennom. Et smalt størrelsesområde hjelper gassen å passere jevnt gjennom sengen.
Fôret skal spres utover skaftet. Det skal ikke bygge seg opp på den ene siden. Steinstyrke, fuktighet og kjemikalieinnhold påvirker også prosessen og den ferdige kalken.
En sementsjaktovn bruker tilberedt råmel. I en pelletsbasert prosess trenger melblandingen, drivstoffinnholdet og pelletsstyrken tett kontroll. Kalksteinsklumpstørrelser er ikke en størrelsesguide for sementpellets.
Forvarm og kalsin materialet
Stigende varm gass varmer opp det nye fôret. Fuktighet forlater materialet før det når den varme hovedsonen.
I en kalkovn bryter varmen kalsiumkarbonat til kalsiumoksid og karbondioksid:
CaCO₃ + varme → CaO + CO₂
Varmen må nå midten av hver stein. Gassen som dannes inni må også unnslippe. En stein kan se brent ut utenfor, men fortsatt ha en uforbrent kjerne. For mye varme eller tid kan også redusere kalkreaktiviteten.
Sementklinker trenger ytterligere reaksjoner. Kalk reagerer med silika, alumina og jernforbindelser og danner klinkermineraler. Maksimal materialtemperatur er omtrent 1450 grader. Denne klinkertemperaturen er ikke et mål for hver kalkovn.
Avkjøl og tøm ut produktet
Luft kommer inn i den nedre delen av ovnen og avkjøler det varme produktet. I en vanlig motstrøms akselovn støtter denne varme luften forbrenningen over. Denne varmegjenvinningen bidrar til å redusere drivstoffbruken.
Utløpssystemet styrer hvor raskt sengen beveger seg ned. Fôr-, drivstoff-, luft- og utslippsrater må fungere sammen. Ujevn utslipp kan etterlate noe materiale i ovnen lenger enn annet materiale. Produktet flyttes deretter til transportbånd og lager. Bløtkalk skal holdes tørt.
Driftsprinsipper
Balanser tilførsel, varme og luftstrøm
Operatører må lese flere signaler sammen. Fôr- og tømmehastigheter viser hvordan sengen beveger seg. Temperaturavlesninger viser hvor varme brukes. Trykkavlesninger hjelper til med å vise endringer i gassstrømmen gjennom sengen. Gasstester og produkttester hjelper til med å sjekke resultatet.
Mer finstoff, opphopning eller dårlig fôrspredning kan gjøre at gassen flyter hardere. En endring i eksostemperaturen kan vise at varmeoverføringen har endret seg. En lesing alene viser ikke hele årsaken. Sammenlign trender på tvers av ovnen.
Trykk endres også med plassering. Trykk over sengen er ikke det samme som lufttrykk under den. Bruk settpunktene for valgt ovn og viftesystem. Ikke bruk én trykkverdi på hele ovnen.
Les hver figur for riktig ovn
| Type ovn | Punkt | Verdi | Bruk |
|---|---|---|---|
| Enakslet kalkovn | Kalkutgang | 100–400 t/d | Produksjon av brent kalk |
| Sement sjaktovn | Klinkerutgang | 12–35 t/h | Sementklinker |
| PFR kalkovn | Steinstørrelse | 30–80 mm | Skjermet kalkstein |
| PFR kalkovn | Steinstørrelsesforhold | 2:1 | Ett valgt størrelsesområde |
| PFR kalkovn | Eksosgass | Ca 150 grader | Koblet PFR-ovnsdesign |
Hele 30–80 mm-området har et størrelsesforhold på omtrent 2,67:1. Det bør ikke behandles som ett 2:1 fôrområde. Fraksjoner som 30–60 mm eller 40–80 mm oppfyller forholdet 2:1.
Endelig utstyrsparametere velges for material-, produksjons-, prosess- og stedsbehov. Kontakt AGICO for å diskutere riktig ovnsoppsett.
Teknologialternativer
Tre akselovnsdesign
En enkeltakselovn bruker én materialseng. Fôrspredning, drivstofftilførsel og bunnutslipp bidrar til å holde prosessen jevn. Severtikal aksel kalkovnfor et relatert kalkproduksjonsalternativ.
Anringformet akselovnhar en ringformet materialpassasje mellom indre og ytre deler. Gassbanene er forskjellige fra de i en enkel sjakt. De indre delene påvirker også installasjons- og reparasjonstilgangen.
A dobbel skaft kalkovnkan bruke parallellstrøm regenerativ, eller PFR, teknologi. De to sammenkoblede akslene bytter plikter. Under brenning beveger varm gass og materiale seg i samme retning i brennsonen. Systemet gjenvinner varme før driftsbytte.
Energi og begrensninger
Sammenlign varmebruk for samme produkt
Et sjaktovnsskall står stille. Den trenger ikke drev for å rotere en lang ovnskropp. Vifter, mateutstyr, utløpsdrev og transportører bruker fortsatt strøm. Ovnsmotoreffekt er ikke det samme som total anleggskraftbruk.
Varmebruk endres med ovnstype. EU-kommisjonens BAT-konklusjoner for 2013 gir følgende områder for kalk- og dolimproduksjon.
| Type ovn | Varmebruk (GJ/t produkt) |
|---|---|
| PFR sjaktovn | 3.2–4.2 |
| Ringformet sjaktovn | 3.3–4.9 |
| Forvarmer roterovn | 5.1–7.8 |
| Lang roterovn | 6.0–9.2 |
Drivstoffbruk avhenger også av steinkvalitet, produktkvalitet, ovnsbelastning og varmegjenvinning. Disse figurene dekker kalk og dolim. Sementklinker har en annen prosess og varmebalanse.
Del materialet, produksjonen, drivstoffet og stedets detaljer med AGICO for en prosjektgjennomgang.
Sjaktovn: hold gassveier åpne
En sjaktovn trenger åpne hull i sengen slik at gass kan passere gjennom. For mye finstoff, svak stein eller ujevn fôring kan blokkere disse banene. Fôrstørrelse og utslippskontroll er derfor sentrale oppgaver.
Det faste, stående skallet setter flere varmesoner i ett kar. Anleggsoppsett trenger fortsatt plass til fôringsutstyr, vifter, gassrensing og reparasjonstilgang.
Roterovn: flytt materiale gjennom skallet
En roterende ovn bruker et svingende, svakt skrånende skall. Det dreiende skallet beveger seg og blander materialet mens det beveger seg gjennom ovnen. Anlegget trenger også drivverket, støtteruller, tetninger og et passende kjølesystem.
Det beste valget avhenger av fôret, produktet og prosessen. Sesammenligning av roterende ovn versus vertikal akselovnfor flere detaljer.
Inkluder gassrensing i anlegget
Gassrensing er en del av ovnssystemet. Gassstrøm, temperatur og støvbelastning påvirker utstyrsvalget. Drivstoff- og forbrenningsforhold påvirker også utslippene. Karbondioksid kommer fra både kalksteinsbrenning og brennstoff. Et støvfilter fjerner støv; det fjerner ikke denne prosessen CO₂.
Kostnadsfaktorer
Planlegg hele anleggskostnaden
Ovnprisen er bare en del av budsjettet. Et arbeidende anlegg trenger også fôrhåndtering, drivstofftilførsel, vifter, gassrensing, kontroller og produkthåndtering. Fundamenter, stålverk og byggeplassarbeid øker den installerte kostnaden.
Start med den nødvendige produksjonen og produktkarakteren. Definer deretter hvilket utstyr og hvilke tjenester prisen inkluderer. Dette gjør leverandørtilbud enklere å sammenligne.
Utgang og produktkarakter
Drivstoff- og strømpriser
Utstyr og områdeomfang
Utstyr og byggeplassarbeid
Sjekk hele utstyrslisten. Inkluder lager, transportører, elektroarbeid, fundamentering og installasjon. Områdetilgang og løfteplass påvirker også arbeidet og kostnadene.
Drivstoff og elektrisitet
Drivstoffkostnad per tonn er lik varmebruk i GJ/t multiplisert med drivstoffpris per GJ. Strømkostnad per tonn er lik kraftbruk i kWh/t multiplisert med den lokale strømprisen.
Ildfaste og reservedeler
Tillat ildfaste kontroller, reparasjoner av foring og reservedeler. Mateanordninger, utløpsdeler, vifter, tetninger og instrumenter trenger også service. Bruk den valgte utstyrslisten til å planlegge reservedeler.
Reparasjonstilgang og nedetid
Dårlig tilgang kan gjøre at en enkel reparasjon tar lengre tid. Planlegg sikre plattformer, løftepunkter og plass for å fjerne deler. Budsjettet bør også gi rom for tapt produksjon under planlagte driftsstanser.
Installasjon
Bygg en lydbase og fôr
Fundamentet skal bære skall, ildfast foring, utstyr og materiallast. Grunnforhold, vind og lokale seismiske behov påvirker utformingen. Kontroller ankre, nivåer og løfteplan før arbeidet starter.
Skallseksjoner er sammenføyd og justert. Ildfast arbeid følger godkjent foringsdesign. Hver sone trenger riktig murstein, isolasjon, fuger og rom for termisk utvidelse.
Juster mate- og tømmeutstyr med ovnen og transportørene. Sjekk vifter, kanaler, kontroller og instrumenter som ett system. Igangkjøring inkluderer drivtester, ildfast uttørking og kontrollert oppvarming.
Vedlikehold
Finn problemer tidlig
Sjekk skalltemperaturer, trykktrender, drivtilstand, fôrspredning og produktkvalitet. Et nytt varmt område på skallet trenger oppmerksomhet. Temperatur alene viser ikke den nøyaktige tykkelsen på den gjenværende foringen.
Sjekk mateinnretninger, tetninger, utløpsdeler, vifter og lagre. Hold drivstoffuttakene rene. Ujevn drivstoffstrøm kan skape varme og kalde områder i sengen.
Under en planlagt stans, sjekk foringen for slitasje, sprekker, løse murstein og kjemiske skader. Sammenlign disse funnene med driftsopptegnelser. Oppbevar egnede reservedeler og sørg for sikker tilgang for reparasjonsarbeid.
FAQ
Hvorfor kan en ovn produsere både underbrent og overbrent kalk?
Varme og tid kan variere på tvers av sengen. Sjekk steinstørrelse, fôrspredning, drivstoffstrøm og utslipp sammen. Send AGICO produkttestresultatene og ovnsregistrene for å hjelpe deg med å vurdere problemet.
Kan en sementovn velges fra et kalkovnsbord?
De to ovnene har forskjellige oppgaver. Sementklinker trenger tilberedt råmel og klinkedannende reaksjoner. Blekkkalk lages ved kalksteinsbrenning. Fortell AGICO hvilket produkt og feed prosjektet ditt vil bruke.
Hva trengs for en nyttig kostnadssammenligning?
Send AGICO produksjonsmålet, materialtestresultater, steinstørrelsesområde, drivstoffdetaljer og stedsplan. Oppgi hvilket utstyr og hvilke tjenester tilbudet skal inneholde. Sammenlign samme anleggsomfang samt pris.
Hva bør avtales før montering?
Bli enige om tegninger, fundamentlaster, løfteplaner, ildfaste detaljer og igangkjøringsoppgaver. Diskuter tilgang, reservedeler og operatørforberedelse med AGICO før anleggsarbeidet starter.
