١

ومسفصل

اجزاء سيستم پخت

سيمان مشخصه هائي از كوره دوار-1-3

Fredrik-Ransomeهمانطور كه قبالً گفته شد اولين ثبت اختراع مربوط به كوره دوار متعلق به آقاي

حدود ده . در اداره ثبت اختراعات انگلستان بثبت رسيده است 1885كه در تاريخ دوم ماه مي . است

تن در روز 50 و با ظرفيت متر25 مترو طول حدود 2ع به قطر كوره هاي از اين نوسال بعد اولين

در . ابداع و استفاده از اين نوع كوره ها نقطه عطفي در صنعت سيمان بود . مورد استفاده قرار گرفتند

متر در صنعت سيمان مورد استفاده 100 مترو طول حدود 6حال حاضر كوره هاي با قطر بيش از

تن كلينكر 10000در مرز ) با پيش گرم كن و دستگاه تكليس ( كه ظرفيت توليد اين نوع كوره ها است

.در شبانه روز ميباشد

از سيستم هاي خشك داراي پيش بدليل دورنماي آينده صنعت سيمان و تمايل كامال جدي به استفاده

. شده است توجه به اين نوع كوره ها در مباحث بعدي صرفاكلساينركن و گرم

در صد نسبت به افق 4 تا 3كوره دوار سيمان عبارتست از يك استوانه فلزي خفته كه با شيب حدود

–حلقه (در نقاطي از كوره كه روي پايه قرار دارند يك رينگ . چرخش است روي چند پايه در حال

تقريبا در اواسط . يگيرد كه كوره با اتكاء به اين رينگ روي دو غلطك قرار م جاي داده شده است)تاير

ورت حلقه دور كوره قرار دارد كه چرخ دنده بزرگي بص) متمايل به سمت ورود مواد خام (كوره

٢

توسط اين چرخ دنده وپينيون واقع در روي پايه مقابل دنده و با سيستم موتور گيربكس متصل به

عل كوره قرار دارد كه مي هاي خروجي كوره مشدر انت. وراني كوره تامين مي شودحركت د, پينيون

بستگي به طرح (و يا مخلوط اينها ، سوخت هاي جايگزين ذغال سنگ , گاز , تواند با سوخت مايع

ورودي (جريان مواد خام از عقب كوره . كاركند و حرارت الزم براي پخت مواد را تامين نمايد) مشعل

ن در خالف جهت مواد مي و جريان گاز حاصل از سوخت) در جهت سرازيري (بسمت جلو ) كوره

و يا بسيار قوي در عقب كوره) فن(جريان گاز به سمت عقب كوره به دليل وجود يك مكنده . باشد

حركت مواد به سمت جلو كوره بعلت . است كه مكش الزم را ايجاد مي نمايد انتهاي سيستم پخت

ن نشان اجزائي ازآ ووره ك)3- 5(الي ) 3- 1(شكل هاي در .شدشيب كوره و حركت دوراني كوره مي با

.داده شده است

نوع سيستم توليد ندارد ذكر آنست كه مشخصه هايي از كوره دوار كه بستگي به سعي بر بعددر قسمت

.شود

،سيستم ) رينگ و غلطك(درب كوره ، مشعل ، بدنه كوره ، پايه ها : كوره دوار سيمان) 3-1(شكل

، ورودي كوره) موتور ، پينيون ، دنده اصلي( حركت كوره

٣

اجزا و دستگاههاي جنبي كوره-2-3

بطوريكه اشاره شد قسمت اصلي كوره دوار سيمان بدنه استوانه اي شكل انست كه اين استوانه در نقاط

سانتيمتر 15 تا 8(بدنه حداكثر ضخامت , در زير رينگ ها . مختلف داراي ضخامتهاي متفاوت مي باشد

ها بستگي البته اين ضخامت. را دارد) سانتيمتر3تا2(قل ضخامت و در نقاط دور از رينگ حدا)

.مستقيم به قطر كوره و محل بدنه دارند

آب (سيستم پوشش , ها غلطك, هاي كوره رينگ :از جمله اجزا و قسمتهاي ديگر بدنه عبارتند از

:ا اشاره مي شود نبه آشنايي بدانهسرو ته كوره و دنده اصل كوره كه در زير مختصراً و از ج) بندي

رينگ هاي كوره

رينگ ها از جمله قطعات اساسي همراه بدنه كوره مي باشند كه بدنه كوره با اتكا به آنها روي غلطك

هاي پايه ها قرار مي گيرد و حركت رفت و برگشت ناشي از انبساط حرارتي و حركت دوراني الزم

)3-2(شكل . براي جريان مواد را انجام مي دهد

نگ بزرگتر از كوره است ودر فاصله بين رينگ و كوره صفحاتي قرار دارند كه ياً قطر داخلي رلزوم

نيز رانگ و كورهيعالوه بر حفاظت بدنه از سايش در اثر تماس با رينگ نقش تنظيم كننده فاصله بين ر

حلقه در روي اين صفحات. اين صفحات ممكن است به بدنه كوره جوش و يا پيچ شده باشند. دارند

كه نقش جلوگيري كننده از حركت طولي رينگ نسبت به كوره را ) بچه رينگ(هاي حايلي قرار دارد

تا بدينوسيله امكان , از آنجائيكه بدنه كوره ميبايستي نسبت به رينگ فاصله داشته باشد. بازي مي كنند

چنانچه اين . صولي است دقت در ميزان اين فاصله داراي اهميت ا, انبساط حرارتي و بازي فراهم باشد

٤

اين امكان وجود دارد كه بدنه تحت فشار رينگ قرار , در موقع انبساط حرارتي بدنه, فاصله كم شود

نگ قدرت تحمل نداشته يبگيرد و نتيجه اين شود كه يا بدنه چروكيده شده و ترك بردارد و يا اينكه ر

اين امكان هست كه بدنه كوره جاي بازي , چه اين فاصله زياد باشدچنان, همچنين . اشد و ترك برداردب

بيش از حد متعارفي در داخل رينگ داشته باشد در نتيجه ضمن چرخش كوره در نقاط اتكا روي

فشار مكانيكي اعمال شده روي آجر , غلطك ها فرورفتگي و برآمدگي بدنه بيش از حد متعارف باشد

.ن و يا ريختن آجر فزوني مي يابددر نقاط مختلف باال و پايين ميرود و احتمال سرشكن شد

ميزان انحراف مقطع . اصوالً بدنه كوره در حال كارداراي مقطع دايره نيست و تمايل به شكل بيضي دارد

درصد اواليته . موسوم است(Ovality) بودن يا اواليته از دايره به بيضي بنام درصد بيضويبدنه

آنچه كه قابل ذكر است اينست كه . دارد) پايه باشد كدام اينك در( به قطر كوره و محل رينگ بستگي

در حالت سرد فاصله .وي بودن داردنقش اصلي را روي مقدار و درصد بيض, نگ و بدنه يفاصله بين ر

– 4/0حداكثر بين ) اواليته ( ميليمتر و درصد بيضي بودن 10-20بين رينگ و بدنه مي بايستي حدود

بطه بين درجه حرارت بدنه و درجه حرارت رينگ نشان داده شده را )3- 3( شكل در. درصد باشد3/0

.است

٥

بدنه كوره ، مسير هواي سوم ، دنده اصلي كوره و رينگ كوره-)3-2(شكل

گ زير و روي رينرابطه بين درجه حرارت بدنه كوره ،) 3-3(شكل

٦

غلطك ها

درجه نسبت به محور عمودي مقطع كوره 30 حدود با زاويه دو غلطك وجود دارد كه در هر پايه كوره

وسيله ك روي دو عدد ياتاقان روغني كه بهر يك از اين غلطك ها از طريق شافت غلط. قرار گرفته اند

گ بيش از پهناي رينگ كوره است و رين پهناي غلطك ها معموالً.جريان آب خنك مي شوند قرار دارند

)3- 4(شكل . مي باشدراي انبساط حرارتي طولي كوره ، الزمه بكوره داراي سطح اتكا

غلطك ها را همراه با زاويه , براي خنثي كردن اثر لغزشي شيب كوره, در كوره هاي با قطر كوچك

محور غلطك ها موازي ,ولي در كوره هاي داراي قطر باال . نسبت به محور طولي كوره قرار مي دهند

ينوسيله كوره هاي بزرگ قادر هستند براحتي روي غلطك ها حركت بد. با محور طولي كوره مي باشد

.انجام دهند و اثر سوء روي سطح غلطك ها بجاي نگذارند) با كمك غلطك باالبر(رفت و برگشت

اين . به منظور صيقل دادن سطح غلطك ها و لغزنده كردن آنها از شمش هاي گرافيتي استفاده مي شود

مواقعي كه نياز به پايين آمدن كوره . تماس كامل با غلطك دارندگرافيت ها در جهت طول غلطك

).اين عمل براي مدت زمانهاي محدود مجاز است(نيست تماس گرافيت با غلطك قطع مي شود

غلطك باالبر

در , در كوره هاي بزرگ بمنظور كنترل سرعت باال و پايين رفتن كوره و لغزش رينگ روي غلطك ها

باالبر قرار مي دهند اين غلطك ها داراي محور ) جك( هاي اول و دوم غلطك پايهدرزير كوره و

عمودي بوده و از بغل رينگ كوره توسط فشار هيدروليك حركت رفت و برگشت كوره را تنظيم مي

٧

غلطك هاي باالبر فاقد سيستم هيدروليك , ) خصوصاً كوره هاي كوچكتر (در برخي كوره ها .نمايند

.شند و فقط نقش جلوگيري كننده از پايين آمدن زياده از حد كوره را دارندبوده و ثابت مي با

غلطك مستقر روي پايه هاي كوره سيمان-)3-4(شكل

كوره سيستم چرخاننده

سيستم چرخاننده كوره متشكل از يك دنده بزرگ دو تكه كه دور كوره سوار شده و دو عدد پينيون

دنده بزرگ بوسيله پينيون چرخانيده مي شود و پينيون ها از . باشد مي , ) عدد1در كوره هاي كوچك (

همچنين براي مواقع . به گيربكس هاي اصلي و موتور كوره متصل مي گردند, طريق سيستم كوپلينگ

٨

امكان اتصال اين , اضطراري گرم كردن و يا سرد كردن كوره كه نياز به چرخاندن كوره با دو كم است

)3- 5(و ) 3-2(شكل هاي . موتور كمكي وجود داردپينيون به گيربكس و

براي جلوگيري از ورود گرد و خاك محفوظ شده اند و بوسيله , دنده و پينيون كوره توسط حفاظي

در اين قسمت از گريسهاي گرافيتي استفاده (سيستم گيريس پاش اتوماتيك دائماً گريسكاري مي شوند

معموالً قدرت موتور كوره دو . دور آن متغير مي باشدموتور كوره جريان مستقيم است و .)مي شود

براي موراد اضطراري يك دستگاه موتور بنزيني . مي باشد, برابر قدرت مورد نياز در شرايط كار عادي

. براي هر يك از پينيون ها اختصاص داده شده است

٩

اصلي ، گيربكس موتور اصلي ، موتور كمكي ، گيربكس : سيستم حركت كوره شامل -)3-5(شكل

.كمكي ، كوپلينگ ها ، ياتاقان ها ، پينيون و روپوش دنده اصلي

١٠

آب بندي سروته كوره

براي جلوگيري از نفوذ هواي بيرون بداخل كوره از يك . در دهانه ورودي و دهانه خروجي كوره

ي كوره جهت پوشش و آب بندي دهانه ها و يا طرح هاي ديگرسري كفشك يا شمش هاي گرافيتي

:آب بندي دهانه ورودي كوره بمنظورهاي زير مي باشد. استفاده مي شود

در نتيجه باال نرفتن ) بدليل اضافه شدن هواي نفوذي(ري از ازدياد حجم گاز خروجي يگجلو) الف

.و كالري مصرفي.مصرف انرژي فن

.جلوگيري از افت درجه حرارت عقب كوره) ب

در صورت . جلوگيري از نفوذ هوا به داخل كوره مي باشد , هدف از آب بندي دهانه خروجي كوره

.هواي ثانويه متالطم مي شود و مضافاً اينكه درجه حرارت منطقه پخت پائين خواهد آمد, نفوذ هوا

طرح اين در پوشش ها آنچنان است كه امكان پس و پيش رفتن را , با توجه به انبساط طولي كوره

)3-6(شكل .در تماس با دهانه ها مي باشند, دارند و در هر حالت از كوره

رودي كوره، ميليمتر مكش در و30 ميليمتر مكش در خروجي كوره و حدود 5در صورت وجود حدود

. ال زير اهميت اين پوشش ها را درك كردمي توان با دقت در مث

4بدنه كوره ) درب كوره(فرض نمائيد بين در پوشش خروجي كوره , متر4 در كوره اي بقطر :مثال

:در اين صورت اختالف سطح مقطع برابر است با ).اختالف شعاع(سانتيمتر فاصله وجود داشته باشد

متر مربع)= 4×4×4/3÷4(- )92/3×92/3×14/3÷4=(4981/0=5/0

١١

براي ورودي كورهFLSطرح : براي آببندي خروجي كوره ، پائين KHDطرح : باال-)3-6(شكل

١٢

: است با حجم هواي ورودي برابر, متر در ثانيه باشد5 سرعت هواي ورودي در صورتيكه

. متر مكعب در ساعت9000=) 5/2×3600( متر مكعب در ثانيه يا 5/2=) 5 ×5/0(

:وزن اين مقدار هوا برابر است با

Kg11635) =9000×2928/1) وزن مخصوص هوا

درجه سانتيگراد 1815ر منطقه پخت و درجه حرارت شعله د15در صورتيكه درجه حرارت محيط

:ي تا درجه حرارت منطقه پخت برابر است با لري الزم براي گرم كردن هواي نشدباشد كا

11635 × 26/0) گرماي ويژه هوا(×)1815- 15=(5445273كيلوكالري / ساعت

:ي فوق برابر خواهد بود با ار سوخت اضافي مصرفي جهت هواي نشدمقد

5, 445, 273÷ 8000) كيلوكالري / ليتر نفت كوره ( = 680ليتر / ساعت

ي هوا تلف مي خت مصرفي است صرفاً جهت جبران نشد سو درصد10اين مقدار سوخت كه حدوداً

دشو

١٣

درجه پر بودن كوره

درصد پر بودن كهدگردبخشي از حجم داخلي كوره بوسيله مواد خام يا كلينكر جاري در كوره پر مي

درصد نوسان دارد و جدا از قطر كوره 5- 17اين نسبت بين . )3- 7(شكل دكوره ناميده مي شو

.نسبتهاي فوق براي زواياي مختلف آلفا بشرح زير است

α ٧٠ ٧٥ ٨٠ ٨٥ ٩٠ ٩٥ ١٠٠ ١٠٥ ١١٠

۴٫۵ ۵٫۴ ۶٫۵٢ ٧٫٧۵ ٩٫٠٩ ١٠٫٧ ١٢٫١٠ ١٣٫٧۵ ١۵٫۶۵ درصد

)3-7(شكل

شيب كوره

درصد است اغلب 2-6معموالً در فاصله بين . ن معتبري براي مقدار مناسب شيب وجود نداردقانو

هرچقدر دور كوره كم باشد بايستي . درصد نسبت به افق هستند2- 4كوره هاي موجود داراي شيب

١٤

كوره تاثير رچگونگي شيب و دو. بعكس براي دورهاي باال شيب كوره كمتر است , شيب بيشتر باشد

در صورت پايين تر . خلوط شدن مواد و ميزان تبادل حرارت بين مواد و گاز جاري در كوره داردروي م

ارقام تجربي زير كار كوره ها،براساس تجارت حاصل از. بودن شيب مي توان كوره را پرتر نگه داشت

:كه مشخص كننده رابطه بين شيب كوره و درصد بار متوسط كوره است بدست آمده است

٢٫۵ ٣ ٣٫۵ ۴ ۴٫۵ ره شيب آو

١٣ ١٢ ١١ ١٠ ٩ درصد بار آوره

دارد ، در مورد كوره (D) به قطر كوره (L)از سوي ديگر درصد بار كوره بستگي به نسبت طول كوره

نيز مترادف باال رفتن در L/D افزايش مقدار .مي باشد يا بيشتر 40 برابر L/D معموالً هاي سيستم تر

درصد باشد زيرا كه روي ميزان تبادل حرارت 13ش از يبار نبايستي ب درصد عمالً . صد بار مي باشد

. اثر سوء دارد

دور كوره

از معيار تعداد دور كوره در دقيقه استفاده مي متر بود،2-3ره ها محدود به حدود تا هنگاميكه قطر كو

براي .دنه كوره توجه مي شودر بيشتر به سرعت خطي ب مت6ش قطر كوره ها بحدود ولي با افزاي. شد

در مورد كوره . سانتيمتر در ثانيه ارجح است 40-70 سرعت خطي بين كار مناسب و اقتصادي كوره ،

:با . دور در دقيقه سرعت خطي برابر است5/1 متر و دور 5اي با قطر

Cm/Sec 39 = ) 60x5/1( × 14/3 × )100×5( = سرعت خطي = قطر ×14/3 ×دور

١٥

ريان مواد در كوره سرعت ج

از جمله . روابط متفاوت و گوناگوني براي محاسبه سرعت جريان مواد در داخل كوره دوار وجود دارد

آنها مي توان از رابطه ارائه شده توسط دفتر امور معادن آمريكا كه مربوط به زمان سير مواد در خشك

:استفاده نمود , كن هاي دوار است

FnDP

Lt .....77/1 θ

=

:در اين رابطه

T = دقيقه(زمان سير مواد(

= L متر ( طول كوره(

= P درجه( شيب كوره(

= D متر( قطر كوره(

= nدور در دقيقه

θ = اين فاكتور براي مواد خام سيمان ). درجه( لغزش مواد بر روي سطح داخلي كوره برحسب زاويه

. مي باشد40برابر

F= در مورد كوره داراي مقطع ) موانع احتمالي داخل كورهمربوط به (كاك موانع ضريب اصط

. است1يكنواخت اين ضريب برابر

.با توجه به مقادير فوق فرمول مذكور براي كوره سيمان بصورت زير خالصه مي گردد

nDPL

nDPLt

..2.111

..40/.77.1

=×=

١٦

. بعنوان مثال كوره اي با مشخصات زير را در نظر بگيريد

متر75 طول كوره - 1

متر5 قطر كوره - 2

) درصد5/2( درجه 2 شيب كوره - 3

دور در دقيقه5/1 دور كوره - 4

:براي اينچنين كوره اي زمان سير برابر خواهد بود با

1/552 = 56دقيقه 7511.2

××× =t

.ه و مناطق مختلف يكسان نمي باشدريست كه سرعت سير مواد در تمام نقاط كورذكر اين نكته ضرو

بدنبال آن تغيير موشيمي در مواد است كه وستن فعل و انفعاالت و تغييرات تردليل اين امر بوقوع پي

. مشاهده مي گردد خصوصاً در منطقه پخت ،تي مواداررفتار حر

بدنه كورهانبساط حرارتي

بيش از موقعي است كه كوره خاموش و و گرم بودن آن ه در موقع كار كردن كورهمحيط و طول كور

از اينرو ميبايستي توجه به تماس كامل سطح رينگ ها و همچنين تماس و آسيب . متوقف مي باشد

توزيع درجه حرارت روي بدنه يكنواخت . سرو ته كوره داشت) كفشك هاي( سيستم آببندينديدن

مواد به سمت منطقه پخت بمرور درجه حرارت افزوده مي شود و پس از از قسمت ورود , نيست

نقطه ماگزيمم درجه حرارت بدنه مبناي محاسبه . منطقه پخت مجدداً درجه حرارت بدنه افت مي نمايد

: رابطه انبساط حرارتي بشرح زيراست. انبساط طولي كوره در دو جهت مي باشد

١٧

121

1 ).2

( LtttA −+

=α

221

2 ).2

( LtttA −+

=α

:كه در اين رابطه

L1 = برحسب ميليمتر(فاصله نقطه داراي حداكثر حرارت تا انتهاي خروجي كوره(

L2 = برحسب ميليمتر(فاصله نقطه داراي حداكثر حرارت تا انتهاي ورودي كوره(

α = 000012/0انديس انبساط حرارتي آهن كه برابر است با

T1 = درجه سانتيگراد(ه حرارت ماگزيمم درج(

T2 = درجه سانتيگراد(كوره ) ورودي يا خروجي (درجه حرارت انتهاي(

= t درجه سانتيگراد( درجه حرارت محيط(

A2 و A1 = انبساط حرارتي طولي

:ت مي آيدبساط محيطي كوره از رابطه زير بدسان

C=(t2-t).D.π :كه در اين رابطه

=D متر قطر كوره برحسب

=t درجه سانتيگراد( درجه حرارت محيط(

=t2درجه حرارت بدنه

α = 000012/0انديس انبساط حرارتي آهن كه برابر است با

π = 14/3(عدد ثابت(

١٨

نسوزكاري كوره -3-3

انتيگراد و حداكثر درجه درجه س900حداقل درجه حرارت در داخل كوره هاي داراي پيش گرم كن

در منطقه پخت درجه حرارت الزم براي پخت . حرارت مقداري كمتر از درجه حرارت شعله مي باشد

با توجه به اينكه بدنه كوره از جنس آهن مي . درجه سانتيگراد مي باشد1350 – 1450كلينكر حدود

تغيير شكل دادن به خم شدن و عورتيگراد از جنبه مكانيكي ضعيف و ش درجه سان400و آهن در باشد

. اد حفاظ و سپر در مقابل اين حرارت محرز مي گرددضرورت ايج, مي كند

د نرباال قابليت تركيب با بدنه را دامواد جاري در داخل كوره در درجات حرارت , اضافه بر مورد فوق

.ورت اساسي ديگري است ضر تهاجم مواد به بدنه جلوگيري كند،و از اينرو ايجاد پوششي كه بتواند از

, موتور , غلطك , كوره فقط يك استوانه ساده نيست و داراي دستگاهها و قطعات جنبي نظير رينگ

اين قطعات و . پينيون و سايرقطعات و دستگاهها نيز مي باشد, دنده اصلي ,غلطك باالبر , گيربكس كوره

درت تحمل آنها با افزايش درجه ق, دستگاهها همگي از جنس آهن و يا فوالد ريخته اي مي باشند

رت از اينرو ميبايستي درجه حرا. ارديابد و احتمال خطرات جدي براي آنها وجود د حرارت كاهش مي

بيرون بدنه كوره و ميزان انتقال حرارت به بيرون كوره در حدي باشد كه ايجاد عارضه براي قطعات و

. كاهش يابد اتالف انرژي اينكهمضافاً, دستگاههاي مذكور ننمايد

, شكل. در داخل كوره قرار مي دهند ) ديگرگداز(براي نيل به منظورهاي فوق پوششي از مواد نسوز

قسمت اعظم آن بشكل آجر مي باشد و . جنس و نوع اين پوشش در نقاط مختلف كوره متفاوت است

)3- 8(شكل .مختصري از مواد نسوز ريختني استبخش

١٩

.ائي از سيستم پختنسوز كاري بخش ه) 3-8(شكل

٢٠

بطور ، در كتابي جداگانهها تقسيم بندي مناطق مختلف كوره و آجرهاي مناسب جهت اين قسمت

. مشروح آمده است

آنچه كه در اين بخش ضرورت دارد مورد اشاره قرار گيرد قيمت بسيار باالي مواد نسوز و افت توليد

در مواقعي كه بدنه كوره سرخ , عالوه بر اين . شد آجر چيني مي باتوقف كوره براي بخاطر, قابل توجه

, مي شود عدم دقت و وسواس در رفع اين بحراني ترين حالت كوره و يا توقف هرچه سريعتر آن

تغيير احتماالً بدنه كوره , است تا پايان عمر كوره دامنگير كوره باشدنايجاد عوارضي مي كند كه ممك

, از عوامل عمده كه نقش اساسي در تداوم عمر آجر دارند. د شو گرفتار پيري زودرس شكل بدهد و

اين نقش صرفاً برعهده كوره بان و متصدي اطاق فرمان است كه تا چه حد . نحوه كار با كوره مي باشد

. غفلت ننمايد, حوصله و دقت نشان دهد و لحظه اي از كوچكترين تغيير حاالت كوره ا زخود

نسوزكاري كتابدر , تا عمر آجر در حد نرمال باشد, دانها توجه شودبسياري از نكات كه بايستي ب

در اينجا بطور فهرست وار بĤنچه كه ميبايستي كوره بان مورد توجه قرار . مورد بحث قرار گرفته است

:دهد تا آجر بازده كافي داشته باشد اشاره مي شود

واقع گرم كردن اوليه كوره رعايت دستورالعمل هاي سازنده كوره و فروشنده آجر نسوز در م - 1

).موقعيكه اولين آجر چيني انجام شده است(

و . رعايت دستورالعمل هاي سرد كردن كوره براي توقف هاي كوتاه مدت و طوالني مدت - 2

همچنين رعايت دستورالعمل هاي گرم كردن كوره پس از توقفهاي كوتاه مدت يا طوالني

.مدت

٢١

.نه كورهبه بدل نسبت دقت در شكل شعله و موقعيت مشع - 3

احتراز از سرد چرخاندن كوره تا حد امكان و همچنين احتراز از خالي كار كردن طوالني مدت - 4

.كوره

زياد داغ شدن منطقه پخت كوره و همچنين دقت در يكنواخت نگه داشتن حرارت از احتراز - 5

.منطقه پخت

.احتراز از نوسان مقدار خوراك كوره و خالي نگهداشتن منطقه پخت - 6

كه در حقيقت پوشش حفاظتي براي آجر نسوز مي باشد و , در تشكيل و حفظ كوتينگسعي - 7

. مي شود) طوق(احتراز از ايجاد شرايطي كه باعث تشكيل رينگ

و همچنين سعي در مصرف حداقل (احتراز از مصرف سوخت اضافي و بهم زدن آتمسفر كوره - 8

).هوا

م هاي جنبي كوره قبل از روشن كردن كسب اطمينان مقدماتي از كاركردن وسالم بودن سيست - 9

. مشعل كوره

٢٢

مشخصه هائي از پيش گرم كن-4-3

حدود بيست سال پس از ثبت اختراع پيش گرم كن سيكلوني سازندگان كارخانجات سيمان پي به

1951نكات مثبت آن بردند و اولين واحد توليد سيمان داراي پيش گرم كن چهار مرحله اي در سال

. همبولت ساخته شدتوسط كمپاني

يكي كوره استوانه اي دوار كه در مقايسه با . كوره پيش گرم دار همبولت متشكل از دو بخش است

بخش ديگر پيش گرم كن است كه اختصاص به . كوره هاي با ظرفيت مشابه داراي طول كمتري است

از كوره استفاده مي گرم كردن و تا حدي تكليس خوراك كوره دارد و در آن از گازهاي گرم خروجي

بمنظور بهتر جدا اين پيش گرم كن شامل چهار سيكلون است كه روي يكديگر قرار گرفته اند و . شود

. سيكلون آخر بصورت دو قلو ساخته شده استشدن مواد از گاز ،

ند هر سيكلون همراه با كانال انتقال گاز را يك شده اي به يكديگر وصل ئها سيكلونها بوسيله كانال

ها متصل انتهاي قيف سيكلون. رحله مي گويند و از باال به پايين داراي شماره يك تا چهار مي باشندم

لوله مواد مربوط . به لوله انتقال مواد است كه از هر سيكلون به كانال گاز سيكلون زير متصل شده است

.به سيكلون چهارم به ورودي كوره وارد مي شود

يجاد محيط گردبادي جهت انتقال سريع حرارت بين گاز و جامد است ا, ها رمز اصلي وجود سيكلون

كه نهايتاً پس از تبادل حرارت بدليل فرم قيفي شكل ته سيكلون مواد جامد از گاز جدا شده و از ته

. از باالي سيكلون خارج مي گرددگاز جدا شده از مواد ،. ارج مي شودسيكلون خ

٢٣

:اد از فاز گازي موارد زير قابل ذكر استموگرم شدن و جدا شدن ذرات در مورد

. هر چقدر اندازه ذرات كوچكتر و ريزتر باشد انتقال حرارت سريعتر صورت مي گيرد - 1

ثانيه يك 1/0جنس ذرات در سرعت گرم شدن آنها موثر است بعنوان مثال در فاصله زماني - 2

و در همين فاصله . د درجه سانتيگراد گرم مي شو550 ميليمتر تا 1/0ذره سنگ آهك بقطر

. درجه سانتيگراد گرم مي شود650 ميليمتر تا 1/0زماني يك ذره سنگ سيليس بقطر

با توجه به اينكه سرعت جدا شدن ذره از گاز متناسب با مجذور قطر آن مي باشد مي توان - 3

نتيجه گرفت كه ذرات درشت فرصت الزم براي انتقال حرارت كافي را ندارند از اينروست كه

نهايتاً مواد خروجي از , آوردن فرصت كافي ا قرار دادن چند سيكلون بدنبال يكديگر و فراهم ب

آخرين سيكلون تقريباً داراي درجه حرارتي برابر درجه حرارت گاز خروجي از كوره مي

.شوند

ها درصد در كانال80. (در پيش گرم كن عمل انتقال حرارت در كانالهاي انتقال گاز صورت مي گيرد

330در پيش گرم كن چهار مرحله اي گاز خروجي از سيستم حدود ). ها درصد در سيكلون20و

درصد 5/8از اينرو مي توان براي خشك كردن مواد خام داراي تا , درجه سانتيگراد درجه حرارت دارد

.رطوبت از آن استفاده كرد

از نقطه ورود ( متر 50رتفاع زمان توقف خوراك كوره در يك پيش گرم كن چهار مرحله اي داراي ا

در طول اين مدت . ثانيه مي باشد25حدود , )مواد خام به سيكلون تا نقطه ورود مواد خام به كوره

درجه سانتيگراد ميرسد و در اين فاصله 800 درجه سانتيگراد به 50زمان درجه حرارت مواد خام از

. تنزل مي نمايد ,رجه سانتيگراد د330 به 1100درجه حرارت گازهاي خروجي از كوه از رقم

٢٤

متر در ثانيه است و ابعاد سيكلونها بايد آنچنان باشد 20 تا 22سرعت سير گاز و جامد در كانالها برابر

. كه مواد جامد فرصت جدا شدن از گاز و راهي شدن به سوي لوله هاي انتقال مواد خام را داشته باشند

وره و سرعت اين گاز در كانال ها فاكتورهاي تعيين كننده حجم گاز حاصل از عمل سوختن در داخل ك

. ابعاد و اندازه پيشگرم كن مي باشند

كن را نشان مي دهد و مواد در هر يك از مراحل پيش گرم تغييرات درجه حرارت گاز )3- 9(شكل

است بطوريكه مشاهده مي شود در جه حرارت مواد ورودي به كوره بسيار باال مي باشد و بهمين خاطر

كه ابعاد كوره هاي داراي پيش گرم كن تا حد قابل توجهي كاهش يافته اند بطوريكه در حال حاضر

. رسيده است12 به 1 تا 14 به 1 بين قطر به طولنسبت

تغييرات درجه حرارت مواد وگاز در پيش گرمكن چهار مرحله اي-)3-9(شكل

٢٥

)3-10(شكل . تن نسوز نسوز كاري شده اند سيكلونها و كانالهاي انتقال گاز با آجر نسوز و ب

)3-10(شكل

. لوله هاي انتقال مواد بين سيكلونها و ورودي به كوره توسط مواد نسوز ريختني نسوز كاري شده اند

بدليل نقش كم اهميت آن تا حد امكان پايين نگه داشته مي شود , ارتفاع قسمت استوانه اي سيكلون

سيكلونهاي . شتر جلوگيري و ارتفاع كلي پيش گرم كن نيز كم مي گرددبدينوسيله از افت فشار بي

.دوقلو ساخته مي شوند, صرفاً به منظور جداسازي بهتر مواد از گاز , مرحله اول

د در گازهاي خروجي از ذرات جامد موجو. ميليمتر جيوه است50-40افت فشار در هر سيكلون بين

درصد وزن كلينكر 10كيلوگرم كلينكر است كه حدوداً برابر گرم بر هر 80- 115 برابر پيش گرم كن

6 گرم به كيلوگرم مواد كه حدوداً معادل 50– 72اين ارقام در مقايسه با مواد خام برابرند با . مي باشد

٢٦

مقدار گاز خروجي از پيش گرم كن بر مبناي يك كيلوگرم كلينكر برابر .درصد وزن مواد خام مي شود

براي جلوگيري از عوارض آئروديناميكي ناشي از مقاطع زياد كانالهاي و . كعب است متر م4/1 تا 5/1

تن 4000سيستم هاي پيش گرم كن با ظرفيت بيش از , سيكلونها و همچنين سهولت كاركردن با آنها

هر يك از پيش . مي سازند كه در رابطه با يك كوره هستند) دوخطه(در شبانه روز را بصورت دوبله

ها داراي فن جداگانه هستند و هرگاه اشكالي براي يكي از خطوط پيش بيايد كوره قادر گرم كن

.خواهد بود با خط ديگر به تنهايي كار كند

در دنيا سازندگان كارخانجات سيمان بسيارند و هر كدام از آنها بستگي به شرايط مواد خام و يا تاكيدي

و پايين بودن افت فشار در پيش گرم كن اقدام به روي پارامترهاي خاص نظير مسائل آئروديناميكي

اصول كار تمام اين پيش گرم كن ها تشابه كامل با آنچه كه قبالً در . طرح انواع پيش گرم كن نموده اند

. مورد پيش گرم كن چهار مرحله اي سيكلوني ذكر شد دارند

يش گرم كن چهار مرحله نشان دهنده گرماي مصرفي ويژه براي اندازه هاي مختلف پ)3-11(شكل

بطوريكه مالحظه مي شود پيش گرم كن هاي كوچكتر داراي گرماي مصرفي باالتري . اي مي باشد

920 تن در شبانه روز داراي گرماي ويژه 350هستند مثالً در پيش گرم كن همبولت با ظرفيت

(KCal/kg Clinker)اين در حاليست كه در پيش گرم كن با ظرفيت . است(t/24h) 3500 رقم

اين موضوع نمايانگر پايين تر بودن اتالف . مي باشد740 (KCal/Kg)گرماي مصرفي ويژه برابر

مضافاً اينكه درجه حرارت گاز خروجي , حرارتي بطريقه تشعشع در پيش گرم كن هاي بزرگ مي باشد

.مي باشد بدليل اين دو مشخصه گرماي مصرفي پايين تر است ونيز پايين تر

٢٧

. تغييرات حرارت ويژه مصرفي نسبت به ظرفيت كوره –) 3-11(شكل

(By Pass)مسير فرعي -5-3

بود كه تاثير سوء مواد قليايي موجود در سيمان و تركيب آنها با شن و 1935براي اولين بار در سال

سوء ديگري مواد قليايي داراي اثرعالوه بر اين ،. بتن معلوم گرديدماسه مخلوط به كار رفته در تهيه

ها مي باشند و آن عبارتست از تشكيل سيكل هاي قليايي در در نحوه عمل و كار كوره و سيكلون

هاي و داخل سيكلونودي كوره ور در مناطقي خاص نظير اواسط كوره ،داخل سيستم و رسوب

.مرحله چهارم

هاي متفاوتي وجود راهبراي احتراز از گرفتگي و تشكيل كوتينگ حاصل از سيكل هاي مواد قليايي

تغيير نحوه كار و , ع سوخت تغيير نو, ) درصورت امكان(تغيير نوع مواد اوليه , دارد كه از جمله آنها

٢٨

در صورتيكه اين تغييرات مثمر ثمر قرار نگرفت ميبايستي به طريقي مواد قليايي . ي كوره مي باشدراهبر

گازهاي خروجي از انتهاي كوره را از سيستم براي اين منظور مقداري از. را از سيستم خارج كرد

خارج نموده و پس از عبور دادن آن از گردگيرهاي سيكلوني يا الكترواستاتيكي ذرات و مواد جامد

نرا جدا مي نمايند و گاز تصفيه شده را يا به محيط اطراف مي فرستند و يا اينك راهي سيكلون داخل آ

.مرحله دوم مي نمايند

اينست كه غلظت مواد قليايي در گاز در , ز مسير فرعي از ورودي كوره منشعب مي شوددليل اينكه گا

. اين نقطه داراي حداكثر مقدار مي باشد و در ضمن تنها محل مناسب براي ايجاد مسير فرعي است

. از محل و طرح مسير فرعي نشان داده شده استاي نمونه )3-12(شكل در

٢٩

از طرح مسير فرعي اينه نمو-)3-12(شكل

اثر مواد قليايي روي نحوه كار كوره و پيش گرم كن

در اغلب واحدهاي توليد سيمان كنترل و سنجش مواد قليايي موجود در سيمان از درجه اهميت خاص

از جمله اين سوء اثرها , اصوالً قليايي ها روي كيفيت سيمان سوء اثرهايي دارند. خود برخوردار است

پايين آوردن ثبات حجمي بتن و همچنين پايين , باال بردن انبساط حجمي مالت, سالمت سيمان كاهش

٣٠

آوردن مقاومت شيميايي بتن در مقابل آتب و خاك و مخلوط هاي بكار رفته در ساختن بتن را مي توان

.نام برد

اري وجود مقدار از قبول وجود مواد قليايي در سيمان هستيم و علت اصلي اين ناچناگزيربهر صورت

تالشي كه بايستي صورت . نسبتاً زياد اين مواد در خاك رس مورد استفاده در صنعت سيمان مي باشد

براساس ارقام استاندارد درصد كل قليايي مورد قبول . بگيرد كاهش مقدار و درصد كل قليايي ها است

. درصد باشد6/0براي سيمان ضد سولفات بايستي كمتر از

مرغوبيت و سالمت سيمان و بتن اثر سوء ديگر , نامطلوب وجود قليايي ها روي كيفيتعالوه براثر

ازجمله . وجود آنها در مواد اوليه ايجاد مشكالت در سر راه كار عادي كوره و پيش گرم كن مي باشد

تشكيل رينگ در قسمتهاي مختلف كوره و تشكيل كوتينگ هاي مزاحم در سيكلونهاي , اين مشكالت

.يش گرم كن استپايين پ

اصوالً بدليل وجود مواد قليايي در خوراك كوره و سوخت كوره و بدليل وجود درجه حرارت حدود

كه اين درجه حرارت خيلي بيشتر از نقطه ميعان و تبخير - درجه سانتيگراد در منطقه پخت كوره1400

سپس تبخير . يع مي گردند اين تركيبات با نزديك شدن به منطقه پخت ما–اغلب تركيبات قليايي است

پس از ورود به فاز گاز در مسير . شده و تا حدي تجزيه مي شوند و وارد فاز گازي كوره مي گردند

عكس جريان اول خود به سمت عقب كوره مي روند و بمرور كه به عقب بر مي گردند درجه حرارت

پس از انجماد مجدداً وارد فاز .گاز پايين مي آيد و بتدريج مواد قليايي مايع و سپس جامد مي شوند

بطوريكه مالحظه . گشته و بهمراه خوراك كوره بسمت منطقه پخت بر مي گردند) خوراك كوره(جامد

٣١

بسته در داخل سيستم كوره و (Cycle)مي شود در دراز مدت مواد قليايي بمرور تشكيل يك مدار

صفحه بعد)3-13(شكل. پيش گرم كن ميدهند

واد قليايي ورودي از طريق سوخت و مواد خام بيش از مقدار خروجي توسط در صورتيكه مقدار م

اجباراً , مذكور) سيكل(براي حفظ تعادل مدار , كلينكر خروجي و گاز خروجي از دودكش كوره باشد

در نقاطي نظير اواخر كوره و اوايل پيش گرم شود وگرنهميبايستي مقداري از قليايي ها از مدار خارج

اين رسوبات همان چيزيست كه در داخل كوره بصورت رينگ و در انتهاي پيش . نمايند ميكن رسوب

.گرم كن بصورت كوتينگ هاي مزاحم ديده مي شوند

٣٢

٣٣

بطوريكه مالحظه مي شود نقاط ذوب . نقاط ذوب انواع تركيبات قليايي آمده است)3-1(جدول در

تهاي ورودي كوره و انتهاي خروجي پيش گرم كن مي اين تركيبات در حدود درجه حرارت ان) ميعان(

بهمين خاطر است كه مسير فرعي را در اين نقطه كار مي گذارند تا بدينوسيله با خارج كردن . باشد

.تعادل سيكل قليايي بهم زده شود, مقداري گاز از سيستم

لف مواد قلياييتنقاط ذوب تركيبات مخ) 3-1(جدول

KOH KCl K2CO3 K2SO4 NaOH NaCl Na2CO3 Na2SO4 تركيب

0C 361 768 894 1074 319 801 850 844نقطه ذوب

فقط و نكندايجاد باشد كه سيكل مزاحمليايي موجود در مواد خام آنچنان در صورتيكه مقدار مواد ق

مي توان از راه هاي زير , مسئله كيفيت كلينكر و پايين آوردن درصد قليايي در كلينكر مطرح باشد

:استفاده كرد

. استفاده از سوخت و مواد خام داراي تركيبات قليايي پايين:تغيير مواد اوليه و نوع سوخت - 1

در صورتيكه اين درجه , درجه حرارت پخت كلينكر در فاصله محدودي است:درجه حرارت پخت - 2

عد شوند و حرارت مقدار كمي افزوده شود باعث مي شود كه مواد قليايي موجود در كلينكر متصا

. درصد آن در كلينكر پايين بيايد

٣٤

ميزان فراريت مواد قليائي با افزايش مدت زماني كه مواد در :زمان اقامت در درجه حرارت باال - 3

زمان اقامت كلينكر در منطقه پخت محدود به . داشته مي شوند فزوني مي يابددرجه حرارت باال نگه

.زمان سير را افزايش داد, ن آوردن دورطرح كوره مي باشد ولي مي توان با پايي

اگر سه روش فوق امكان پذير نباشد مي توان تركيباتي به مواد :تغيير نوع و تركيب مواد قليايي - 4

اوليه اضافه كرد كه با مواد قليايي موجود در مواد اوليه توليد تركيبات قليايي با نقطه ذوب پايين و

.فراريت باال بنمايند

ر صورت نتيجه بخش نبودن موارد فوق مي توان با نصب مسير فرعي در انتهاي د:مسير فرعي - 4

كوره مقداري از فاز گاز را از مسير خارج نمود و بدينوسيله مقدار كل قليايي در سيستم و رقم

. تعادلي موجود در كلينكر را پايين آورد

٣٥

(Calciner) سيستم تكليس-6-3

س گرديد وجود اين واقعيت بود كه اصوالً كوره بعنوان يك وسيله نكته اي كه باعث ابداع سيستم تكلي

تبادل حرارت بين فاز گاز و فاز جامد صرفاً در بخش منطقه پخت مي تواند بازده انتقال حرارت بااليي

دليل اين امر اينست كه در منطقه پخت عمالً انتقال حرارت از طريق تشعشع صورت مي . داشته باشد

حضور فرمهاي , گر كوره كه تبادل حرارت از طريقي غير از طريق تشعشع استدر نقاط دي. گيرد

صحت اين موضوع پس از ابداع پيش گرم . ديگري همانند سيكلون مي تواند بازده بيشتري داشته باشد

در انتقال (Suspension)و مشاهده اثرات و بازده بسيار چشمگير فضاي گردبادي سيكلوني كن

.عمالً به اثبات رسيد, و جامدحرارت بين فاز گاز

(Suspension Preheater Flash Calciner = S.F) ژاپن سيستم (I.H.I)براين اساس كمپاني

قسمت تكاملي اين سيستم نسبت به سيستم پيش گرم . به صنعت سيمان عرضه كرد1969را در سال

مواد به كوره است كه اين كن اضافه كردن يك مجموعه مشعل در انتهاي سيكلون آخر و قبل از ورود

زيرا كه عمالً وظيفه آن , ها و محفظه آن بنام دستگاه تكليس يا راكتور ناميده مي شود مجموعه مشعل

. درصد مي باشد90كليسناسيون مواد خام تا باالي باال بردن درصد

دد و براساس اين طرح بخش عمده اي از طول كوره كه اختصاص به تكليس مواد دارد حذف مي گر

بالنتيجه بار حرارتي اعمال شده روي كوره كاهش مي يابد و براحتي ظرفيت آن تا سه برابر كوره مشابه

بدليل سادگي اين سيستم امكان اضافه كردن آن به كوره هاي داراي پيش گرم كن .باال مي رود

.افزايش داد درصد 60 تا 20وجوددارد و بسته به نوع خنك كن كوره مي توان ظرفيت كوره را بين

. اف نشان داده شده است–موازنه حرارتي سيستم اس ) 3-2(جدولدر

٣٦

اف- موازنه حرارتي پيش گرم كن اس-3-2جدول

Kcal/kg

Clinker

Kcal/kg خروجيگرماي

Clinker

گرماي ورودي

حرارت تئوريك الزم براي پخت 420

كلينكر

حرارت سوخت 5/755 حرارت نهاني كلينكر 24

حرارت نهايي سوخت 9/2 حرارت نهاني هواي اضافي كولر 2/97

حرارت نهاني گاز خروجي 8/158

)دودكش(

حرارت نهاني خوراك كوره 6/12

حرارت نهاني گرد خروجي 2/3

اتالف حرارت از طريق تشعشع و

:جابجايي

كوره 4/23

خنك كن 7/4

اف-پيش گرم كن اس 2/16

ياني خنك كنكانال هواي م 2/15

موازنه 3/8

جمع 0/771 جمع 0/771

٣٧

:ازجمله آنها, ساير سازندگان كارخانه سيمان نيز سيستم هاي مشابهي ابداع كردند.I.H.Iپس از

سي- اف-سيستم تكليس ام

است و سازنده آن كمپاني ميتسوبيشي مي (Mitsubishi-Fludized Calciner)نام اين سيستم از

كن گرم و تجزيه شده است وارد كوره كه مقداري از آن در پيش گرماس اين طرح خوراك براس.باشد

هواي گرم (هواي مياني كولر . سي مي شود و در اين دستگاه كلسينه مي گردد- اف-سيستم ام

وارد سيستم تكليس شده و در وهله اول باعث شناور شدن و معلق ماندن مواد ) خروجي از خنك كن

سيستم تكليس مي شود و در وهله دوم اكسيژن الزم براي سوخت ورودي به سيستم خام ورودي به

سوخت مي تواند نفت كوره و يا پودرذغال سنگ باشد كه بداخل دستگاه . تكليس را تامين مي كند

بدليل اختالل نسبتاً خوب ذرات سوخت با مواد خام عمل كلسينه شدن با . تكليس پاشيده مي شود

.االيي انجام مي شودراندمان بسيار ب

امتياز برجسته سيستم مذكور اينست كه بستر شناور و گردبادي حاصله عاري از شعله مي باشد و به

± C o10اين خاطر مي توان تمام محيط را در يك درجه حرارت نسبتاً ثابت كه حدود تغييرات آن

دن دستگاه تكليس است و مشخصه ديگر اين پديده جلوگيري از موضعي گرم ش. مي باشد نگه داشت

ت بودن درجه بدليل مشخصه يكنواخ. عمل كلسينه شدن در اين دستگاه پايدار و يكنواخت مي باشد

امكان چسبيدن مواد به بدنه كوره و تشكيل كوتينگ در جداره هاي داخلي دستگاه ،حرارت محيط

. و كانالهاي انتقال گاز وجود نداردكلساينر

در مواد و گازهاي خروجي ازآن با درجه حرارت تجزيه مواد خام در حال درجه حرارت بستر شناور

اف –و وجود اين تعادل بخاطر بهره دهي بسيار باالي سيستم ام ) Cْ850 – Cْ 800. (تعادل مي باشد

٣٨

گازهاي خروجي از دستگاه تكليس تاثير بسياري در پايين آوردن درجه حرارت گاز . سي است–

را دارد وبهمين خاطر مشكالت مربوط به تشكيل كوتينگ در عقب كوره و جاري در پيش گرم كن

.انتهاي پيش گرم كن را حل مي نمايد

نكته ديگر در مورد اين سيستم اينست كه سوخت مصرفي در آن نيازمند به هواي با درصد اضافي نمي

ناست كه سيستم تكليس اين نكته بدان مع. را بكار برد1باشد حتي ميتوان مقدار هواي كمتر از نسبت

سي نه تنها يك سيستم سوختن است بلكه عمل تجزيه حرارتي و شكستن ملكولهاي – اف –ام

. سوخت را نيز انجام مي دهد

خنك كن )سوم( سي از هواي مياني– اف –همانطور كه گفته شد هواي الزم براي دستگاه تكليس ام

حرارتي خنك كن مي نمايد زيرا كه باالبردن بازده مك زيادي بهكلينكر تامين مي شود و اين روش ك

.تقريباً حذف ميشود خنك كن درمحدوديت مصرف هوا

قايسه با در م.استرد اين سيستم ها تداوم كار و يكنواخت كار كردن كوره ل توجه در مونتيجه قاب

اردي ارقام در مو. كن ساعات كار كوره به مقدار چشم گيري باال است كوره هاي داراي پيش گرم

. ساعت بدست آمده است كه حدود پنج برابر نوع مشابه بدون سيستم تكليس است10000باالي

پي– اس -سيستم آر

و كمپاني صنايع سنگين كاواساكي (Onoda Cement)اين روش با همكاري كمپاني انودا

(Kavasaki) پي خالصه اي از – اس -ابداع شده است و عنوان آر Rein Forced

Suspension Preheaterپس از مراحل اوليه آزمايش اقدام به ساخت كوره كوچكي به . مي باشد

ه شركت آنودا گرديد كه با توجه به كارخانه سيمان تاوا را وابسته ب متر طول در28 متر قطر و 8/1ابعاد

٣٩

از واحدهاي تن در روز در يكي 3000نتايج قابل توجه و اطمينان بخش حاصله كوره اي با ظرفيت

.توليد شركت اونودا احداث گرديد

كيلو كلينكر در ساعت است كه نسبت به كوره پيش 150ظرفيت توليد اين كوره بازاء واحد حجم برابر

, كيلو كالري است750مصرف ويژه انرژي در اين كوره . برابر مي باشد5/2گرم كن دار مشابه خود

. فاصله بين دو توقف نسبتاً طوالني استكار كوره بسيار مداوم و يكنواخت است و

پس از موفقيت سازندگان ژاپوني و حصول اطمينان خاطر از نتايج كامالً درخشان پيش گرم كن هاي

داراي سيستم تكليس سازندگان اروپايي و امريكايي نيز شروع به ابداع انواع سيستم هاي تكليس كردند

كه سازندگان اروپائي KHD ,Polysius , FLSmith هاي كه از جمله آنها مي توان به سيستم

)3- 14(شكل . اساس كار اين سيستمها وجه تشابه زيادي با سيستمهاي ژاپني داردو اشاره كرد هستند

موازنه حرارتي آخرين سيستم )3-15(شكل همچنين در . سيستم كلساينر را نشان ميدهندنوع يك

.هاي پخت حاوي كلساينر نشان داده شده است

٤٠

)3-14(شكل

٤١

)3-15(شكل

٤٢

مشخصه هائي از خنك كن-7-3

قابليت خرد شدن و نهايتاً كيفيت ,تركيب مينرالوژيكي , ن كلينكر روي ساختمان كريستالي ردخنك ك

:يل زير خنك كردن كلينكر ضرورت دارداصوالً بدال. سيمان تاثير دارد

.نقل و انتقال كلينكر داغ بسيار مشكل است - 1

.دارد) آسياب سيمان (اغ اثرات منفي و مخربي روي دستگاههاي خرد كن كلينكر د - 2

مي باشد كه بازيابي آن نقش عمده اي KCal/Kg 200حرارت قابل بازيابي در كلينكر حدود - 3

.داردمحصول در پايين آمدن قيمت تمام شده

كيفيت سيمان را باال ميبرد, خنك كردن مناسب و مطلوب كلينكر - 4

در . كلينكر روي نسبت فاز كريستالي به فاز شيشه اي موجود در كلينكر موثر استسرعت خنك كردن

كريستالهاي اغلب اجزاء تشكيل دهنده كلينكر فرصت شكل, شرايطي كه كلينكر آهسته خنك مي شود

ت شدن كريستالها است كه سريع سرد كردن كلينكر مانع درشدر حالي, و درشت تر شدن را دارندگيري

. در آيد اي باعث مي گردد فاز مايع موجود در كلينكر سريعاً منجمد شده وبصورت شيشهو

تگي به اندازه مالط حاصل از سيمان بس(Soundness)سالم بودن و بي عيب بودن , ثبات حجمي

و بالنتيجه . اين كريستالها با جذب آب افزايش حجم پيدا مي كند. دارد(MgO) پريكالسكريستالهاي

قدر كريستال بزرگتر باشد سرعت جذب آب در آن كمتر از ساير مينرال هاي كلينكر بوده و هر چ

كه بزرگترين اندازه ذرات پريكالس. زدوجود اين مشخصه به سالمت مالط سيمان لطمه وارد مي سا

. ميكرون مي باشد5-8بسختي بسالمت سيمان در حال گيرش مي تواند لطمه بزند حدود

. ميكرون مي شود60 تا كر باعث تشكيل كريستالهاي پريكالس كلينآهسته سرد كردن

٤٣

ميكرون مي 5 بابعاد تا پريكالس% 4 حجمي سيماني كه داراي به تجربه ثابت شده است كه انبساط

60- 30 بابعاد پريكالس% 1يماني است كه داراي تا س) آزمايش اتوكالو(باشد برابر انبساط حجمي

.ميكرون است

8/0 نبايستي بيش از اتوكالو درصد انبساط حجمي سيمان پرتلند بطريقه ASTMدارد براساس استان

باشد معموالً در MgO درصد 5/2كلينكري كه به آرامي خنك شده باشد و داراي . درصد باشد

بعكس اكسيد منيزيمي كه شيشه اي شده باشد زياني به سالمت , ازمايش اتوكالو جواب منفي مي دهد

. سازدسيمان وارد نمي

را مجاز مي نمايد در حاليكه در سرد كردن آرام MgOحد باالتري از , سريع سرد كردن كلينكر

در MgOسرعت سرد كردن براي كلينكر داراي تا يك درصد . كمتر باشدMgOبايستي مقدار

. نيست ح چندان مطرMgOمقايسه با ارقام باالتر

كريستالي مينرال ها مي شود اندازه كريستال آليت آهسته سرد كردن كلينكر باعث گسترش ساختمان

C3S اصوالً كريستالهاي بزرگ نياز به انرژي بيشتري ( نه تنها روي قابليت خرد شدن كلينكر موثر است

سيماني كه با .بلكه روي هيدراته شدن سيمان و مقاومت آن نيز موثر است )براي خرد شدن دارند

داراي كريستالهاي آليت ريز است و در نتيجه , يع سرد شودشرايط مناسب پخته شده باشد و سر

.مقاومت باالتري را دارا مي باشد

آنكه داراي كريستالهاي كوچكتر آليت , در مورد دو سيمان كه داراي تركيب شيميايي يكساني بودند

در . بودKg/Cm2 391 روزه آن 28بود مقاومت بيشتري داشت و مقاومت فشاري ) ميكرون15(

٤٤

روزه آن معادل 28 ميكرون بود مقاومت فشاري 40ليكه سيمان ديگر كه داراي كريستالهاي آليت تا حا

Kg/Cm2 293بود .

سيمان را باال ) مقاومت در مقابل سولفات سديم و منيزيم ( مقاومت شيميايي كلينكرسريع سرد كردن

نده مقاومت سيمان در برابر و فرم كريستالي اين تركيب مشخص كنC3Aتوضيح اينكه مقدار . مي برد

مي آيد در) بي شكل( بصورت شيشه C3Aدر صورتيكه كلينكر سريع سرد شود . محلول سولفاتهاست

. و در نتيجه حساسيت آن در مقابل سولفاتهاي سديم و منيزيم كمتر مي شود

. دهد قابليت خرد شدن دو نوع كلينكر آرام سرد شده و سريع سرد شده را نشان مي )3- 16(شكل

كلينكري كه در خنك كن دوار به آرامي سرد شده باشد در مقايسه با كلينكري كه سريعاً در خنك كن

هر چقدر نسبت فاز . خنك شده است نياز به انرژي بيشتري براي خرد شدن دارد(Grate)گريت

. ريزتر باشند خرد كردن آن ساده تر مي باشدستالهاشيشه اي بيشتر باشد و كري

دات مويد ضرورت سريع سرد كردن كلينكر و سودجويي از حرارت آن براي گرم كردن اين مشاه

تعيين كننده در توسعه و و اثري همچنين اين ضرورتها نقش. هواي الزم براي سوخت كوره مي باشد

.دارندگسترش خنك كن هاي كلينكر

٤٥

قابليت خرد شدن كلينكر وارتباط آن با نحوه سرد شدن-)3-16(شكل

.درصد انبساط كلينكر و ارتباط آن با چگونگي سرد شدن) 3-17(شكل

٤٦

)سردخانه( انواع خنك كن ها -9-3

:بمنظور ديد پيدا كردن نسبت به انواع خنك كن ها معيارهاي زير بايستي مقدمتاً مورد نظر قرار بگيرند

جهت هواي الزم براي (ه از كلينكر بازده حرارتي كولر كه معرف نسبت گرماي بازيابي شد-الف

: به كل حرارت موجود در كلينكر خروجي از كوره است) سوخت

E= 100xA

BA −

حرارت B حرارت موجود در كلنيكر در موقع خروج از كوره و A راندمان حرا رتي Eدر اين رابطه

:ي زير مي باشداهاي تلف شده است كه شامل حرارت ه

شده از طريق هواي اضافي خروجي از كولرحرارت تلف - 1

حرارت تلف شده از طريق كلينكر خروجي از كولر - 2

حرارت تلف شده از بدنه كولر از طريق تشعشع و ساير طروق - 3

. درصد مي باشد80 تا 40بازده حرارتي خنك كن هاي كوره دوار بين

جي از كولر غ ثانويه خرو معيار ديگر تفاوت بين درجه حرارت ورودي كلينكر داغ و هواي دا-ب

آنست كه در آن هر چه بيشتر توسط هواي ثانويه حرارت بهترين كولر است،) ورودي به كوره (

.بازيابي شود

درجه و ميزان خنك شدن كلينكر از روي درجه حرارت كلينكر خروجي از كولر مشخص مي -ج

.اد نوسان دارد درجه سانتيگر300 تا 50 در انواع كولر ها اين درجه بين .گردد

. انرژي ويژه الزم براي كوره هاي داراي كولر كمتر از ساير انواع خنك كن ها مي باشد- د

٤٧

حجم هواي مورد استفاده جهت خنك كردن , و عمودي سياره اي در كوره هاي داراي خنك كن -هـ

از اين نوع از اينرو كلينكر خروجي . محدود به مقدار هواي مورد نياز جهت سوخت كوره مي باشد

.كولرها داراي درجه حرارت باالتري است

با افزايش هر چه بيشتر هوا مي توان درجه حرارت كلينكر (Grate Cooler) در خنك كن مشبك -و

مقداري از هواي گرم شده را مي توان براي خشك كردن بكار برد . خروجي را هر چه بيشتر پائين آورد

ستاد كه اين موضوع ضرورت وجود گردگير را ايجاب نموده و ومقدار ديگر را به محيط اطراف فر

. باعث هزينه هاي اضافي مي شود

همچنين شرايط محيط در رابطه با آلودگي هوا , ريز و درشتي كلينكر حاصله , كيفيت مواد اوليه-ز

. وميزان مجاز سرو صدا از جمله پارامترهاي ديگري هستند كه بايد بدانها توجه شود

.نات سرمايه گذاري و نيروي كار مورد نياز امكا-ح

ر انتخاب نوع خنك كن وجود مشخصه هاي فوق در حقيقت فاكتورهاي حاكم بر نحوه تصميم گيري د

. هر صورت مي بايستي براي رسيدن به يك مزيت مزيتهايي را از دست داددرمي باشد و

:ستند عبارتند از انواع خنك كن ها كه هم اكنون در صنعت سيمان مورد استفاده ه

كه عبارتست از استوانه دواري كه جدا از كوره و در زير (Rotary Cooler)خنك كن دوار - 1

)3- 18(شكل .كوره قرار دارد

عبارتست از تعدادي استوانه سوار شده روي (Sattelite Cooler) خنك كن سياره اي - 2

)3- 19(شكل . سطح جانبي قسمت خروجي كوره كه همراه با كوره ميچرخند

٤٨

كه در و شيار دارتركيبي است از صفحات مشبك كه (Grate Cooler)خنك كن مشبك - 3

اين رديفها بصورت يك در ميان حركت . رديفهاي پشت سر هم و زاويه دار سوار شده اند

ممكن است مجموعه اين صفحات بصورت نوار فلزي نقاله . رفت و برگشت انجام مي دهند

)3-20 (شكل.داراي حركت دوراني باشند

عبارتست از يك محفظه گرد عمودي كه در كف آن (Vertical Cooler)خنك كن عمودي - 4

پنجره ميله اي قرار دارد و از زير پنجره هواي الزم براي سرد كردن كلينكر وارد كولر و سپس

.كوره مي گردد

...نظير خنك كن ويبراتوري و (ساير خشك كن ها - 5

. توضيحاتي داده خواهد شددر صفحات بعد در مورد سه نوع اول

٤٩

خنك دوار به همراه كوره داراي كلساينر طرح همبولت–) 3-18(شكل

خنك كن دوار

اولين كوره هاي دوار سيمان فاقد خنك كن كلينكر بودند و كلينكر داغ در فضاي باز ذخيره , در شروع

در كاليفرنياي 1964 با توقف آخرين آنها در سال عمر اين نوع كوره ها, مي گرديد تا بمرور سرد شود

٥٠

كن هاست كه جهت پيوسته كار كردنخنك كن دوار قديمي ترين نوع خنك .آمريكا به پايان رسيد

.كوره ساخته شد و شامل استوانه گرداني است كه در ادامه كوره يا در زير آن مي باشد

متر خنك كن دواري به قطر 5/4×5×135بعاد در يكي از واحدهاي توليد سيمان شوروي جهت كوره با

درجه نسبت به افق مي باشد و 7 تا 4شيب خنك كن دوار بين . متر منظور شده است15 متر و طول 5

اين خنك كن ها . چون غالباً در زير كوره قرار دارند اغلب داراي شيب مخالف شيب كوره مي باشند

دور اين خنك كن ها بين . ا مستقل از كوره مي باشدروي دو رينگ و پايه سوارند و دنده اصلي آنه

درصد طول استوانه آجر چيني شده و باضافه اينكه 70حدود . صفر تا هشت دور در دقيقه مي باشد

انواع چمچه و قاشقك ها جهت بهم زدن و پاشيدن و شكل آبشار دادن به كلينكر در داخل آن تعبيه

قال حرارت افزايش داده مي شود و در نتيجه بازده كولر باال بدين طريق سرعت و مقدار انت. شده است

.مي رود

وجود خالء در داخل كوره باعث مكش هوا به داخل كولر از انتهاي خروجي كولر مي شود هواي سرد

و هنگام ورود به كوره درجه حرارت آن بين . ورودي در خالف جهت حركت كلينكر جريان مي يابد

0C150-300 اد مي باشد و كلينكر خروجي از كولر داراي درجه حرارت درجه سانتيگر750 - 400

.است

. متر مكعب است4/0 – 2/0 ساعت برابر 24حجم ويژه خنك كن براي توليد يك تن كلينكر در

. كيلو كالري بازاء هر كيلو گرم كلينكر مي باشد50 – 80اتالف حرارتي از بدنه اين نوع كولرها برابر

٥١

خنك كن سياره اي-)3-19(شكل

خنك كن سياره اي

استوانه فلزي هستند كه در قسمت خروجي كوره روي ادامه بدنه 11 تا 10اين كولرها شامل تعداد

كوره بدنبال يكديگر سوار شده اند و تمام سطح جانبي بخشي از قسمت خروجي كوره را پوشانيده و

و در استل اين استوانه ها آجر چيني شده درصد طو25حدود . بوسيله كوره چرخانيده مي شود

متر به انتهاي خروجي كوره به تعداد استوانه 2حدود . مابقي طول بشكه ها كمچه قرار داده شده است

ين كوره و بهاي رابط ها سوراخهائي در نظر گرفته شده كه كلينكر داغ از طريق اين سوراخها و زانوئي

ا در خالف جهت حركت كلينكر وارد كولر و داخل كوره هيل مكشبدل. ها وارد كولر مي گردداستوانه

.و كوره مي شود و تمام هواي ورودي صرف تامين اكسيژن براي سوخت مي گردد

٥٢

خصوصي به بدنه كوره مهار گشته اند و بدنه كوره در انه ها توسط زانوئي ها و كمربند ممجموعه استو

فاصله دو متري سوراخهاي خروج كلينكر درب كوره در. انتها روي پايه چهارم قرار داده شده است

استوانه ثابت ديگري بنام تونل , قرار دارد و در مابقي فضاي موجود در داخل استوانه امتداد كوره

انور مشعل و جايدادن ساير ابزارهاي مربوط به مشعل و ه شده است كه از اين تونل براي مجاي داد

. ب و روغنكاري درب كوره و كانالهاي هوا استفاده مي شودكوره و همچنين لوله هاي سوخت و آ

تن كلينكر در روز با خنك كن هاي سياره اي بابعاد 4500در حال حاضر كوره هاي با ظرفيت توليد

.در حال بهره برداري مي باشند) طول( متر 29و ) قطر( متر 6/2

بوسيله كمچه و پاروهاي ساخته شده براي انتقال حرارت بيشتر و بهتر داخل بشكه هاي خنك كن را

) و خنك كن(از جنس آجر نسوز و فوالد نسوز مفروش مي كنند تا بدينوسيله ضمن چرخش كوره

.دكلينكر پخش شود و سطح تماس آن با هواي جاري بيشتر شو

ي ورودي و خروجي كلينكر بترتيب در دقيقه و حرارتها45زمان عبور كلينكر از داخل بشكه ها حدود

ذكر اين نكته ضروريست كه در اين . درجه سانتيگراد مي باشند120 – 200 و 1100 – 1350فاصله

يك . خنك كردن كلينكر توسط مقدار هوايي كه براي سوخت احتياج است صورت ميگيرد ,سيستم

درجه سانتيگراد 250- 300خنك كن مشبك با اين ميزان هوا مي تواند حرارت كلينكر را فقط به

.ش دهدكاه

درصد حرارت موجود در كلينكر را از طريق تشعشع در بدنه از دست مي 25خنك كن گوشواره اي

)3-3( جدول .دهد و اين در حاليست كه در كولرهاي مشبك فاكتور فوق تقريباً صفر مي باشد

٥٣

. درجه سانتيگراد است 840-850درجه حرارت هواي داغ خروجي از كولر و ورودي به كوره بين

درجه سانتيگراد كمتر از ده دقيقه زمان الزم 1000 به 1350راي سرد كردن كلينكر از درجه حرارت ب

بر اين اساس بررسي ها و اندازه گيري . است كه حدوداً برابر زمان مربوط در خنك كن مشبك است

قابل هاي فراواني روي كلينكر هاي بدست آمده از اين دو نوع كولر صورت گرفته و عمالً تفاوت

.تشخيص و بيان يافت نشده است

اضافي وجود ندارد لذا ضرورت ايجاد سيستم هوايچون) سياره اي (در خنك كن هاي گوشواره اي

.گردگير براي هواي اضافي مطرح نمي باشد

كلينكر خروجي , در حاالتيكه مقدار بار باال مي باشد و يا كوره در وضعيت نامتعادل و غير عادي است

براي رفع اين مشكل از روش پاشيدن آب به داخل كولر يا روي بدنه . ممكن است داغ باشداز كولر

.كولر استفاده مي شود

درصد 4مقدار آب ورودي به داخل كولر برحسب درصد وزني كلينكر بيان مي گردد در صورت نياز تا

درجه سانتيگراد درجه 25يك درصد آب قادر است كامالً بخار شود و باندازه . آب استفاده مي شود

.حرارت كلينكر را پائين بياورد

:مشكالت و عوارض موجود در سر راه خنك كن هاي سياره اي

اضافه فشارهاي استاتيكي و مكانيكي روي بدنه كوره كه خصوصاً باعث ترك خوردگي در - 1

.دهانه هاي خروجي كلينكر مي شوند

داري كلينكر بصورت ريزش به كوره شكل ناكامل دهانه زانويي ها كه باعث مي گردند مق - 2

. برگردد و روي لوله مشعل و سر مشعل بريزد

٥٤

. نسوز كاري اطرف دهانه ورودي زانوئي هاپايين بود عمر - 3

عمر پايين مواد نسوز داخل زانويي ها و , فرسايش زانويي ها در اثر فشارهاي حرارتي اضافي - 4

.كمچه هازره هاي لبه ورودي زانويي ها و همچنين فرسايش سريع

مسئله اتصال استوانه هاي كولر به بدنه كوره با توجه به وجود انبساط حرارتي در اين استوانه - 5

.ها و ضرورت اعمال طرحي خاص براي اين منظور

.صداگيرهايي در اطراف استوانه ها, سرو صداي اضافه بر حد مجاز و ضرورت كار گذاشتن - 6

الزم براي يك كوره با خنك كن سياره اي برابر سرمايه بيان اين نكته ضروريست كه سرمايه گذاري

البته در اين مقايسه ها بايستي توجه به . گذاري الزم براي كوره داراي خنك كن مشبك مي باشد

. مقررات محلي در مورد ميزان مجاز آلودگي و سرو صدا نيز داشت

٥٥

مشخصات فني و موازنه حرارتي خنك كن هاي سياره اي) 3-3(جدول

نوع كوره كوره خشك بلند ره داراي پيش گرم كنكو

2200 1100 t/day ظرفيت كوره

750 870 KCal/Kg گرماي مصرفي ويژه

11 11 تعداد بشكه هاي

خنك كن

8/1×18 95/1×12 m طول×قطر

:درجه حرارت ها

1250 1200 oC كلينكر ورودي

135 139 oC كلينكر خروجي

:حرارت ورودي

307 291 KCal/Kg كلينكر

KCal/Kg حرارت خروجي:

205 189 KCal/Kg هواي ثانويه

22 23 KCal/Kg كلنيكر خروجي

80 79 KCal/Kg از بدنه كولر

102 102 KCal/Kg كل حرارت تلف شده راندمان حرارتي % 65 67

٥٦

خنك كن مشبك

مپاني فولر ساخته شدند و در آمريكا مورد توسط ك1937اين نوع خنك كن ها براي اولين بار در سال

هدف اوليه از طرح اين خنك كن ها باال بردن كيفيت كلينكر از طريق سريع . بهره برداري قرار گرفتند

اين كار نتيجه ديگري كه حاصل شد اين در جوار . سرد كردن و پايين آوردن انبساط حجمي سيمان بود

. بود باال تر مقايسه با سيستم هاي متداول در صنعت سيمان بازده حرارتي اين نوع سيستم دربود كه

اين سيستم احتياج به فضاي كمتري دارد مضافاً اينكه بدليل طرح خاص , در مقايسه با كولرهاي دوار

با اين سيستم براحتي مي توان مقدار و درجه حرارت . آن اطراف و جوانب خنك كن آلوده نمي باشد

در ضمن بدليل ). درجه سانتيگراد65تا (رت كلينكر خروجي را كنترل كرد يه و درجه حراوهواي ثان

در كل سيستم اتالف حرارتي از طريق تشعشع بدنهايزوله بودن سيستم و پايين بودن درجه حرارت

.فوق العاده پايين مي باشد

مي C3Sمشخصه عمده اين خنك كن ها عملكرد سريع آنها در فاصله درجه حرارت الزم براي تثبيت

را نيز سرد كنند و بهمين oC 1400 - 1360 اين خنك كن ها قادرند كلينكر داراي درجه حرارت. باشد

. درصد افزايش يابد72-75دليل بازده حرارتي آنها مي تواند تا

.در اين سيستم جريان هوا برخالف كولرهاي دوار و گوشواره اي در جهات مختلف است

ز رديفهايي از صفحات مشبك است كه اين رديفها يك در ميان ثابت و متشكل امشبك خنك كن اًغالب

: بصورت زير است نوع كولردو دهه قبل اينطرح . مي باشند) داراي حركت رفت وبرگشت(متحرك

٥٧

خنك كن مشبك–) 3-20(شكل

درجه بدنبال 5قسمت اول متشكل از مجموعه اي از صفحات مشبك است كه با شيب - 1

. قرار گرفتنه انديكديگر

قسمت دوم متشكل از مجموعه اي از صفحات مشبك است كه بطور افقي بدنبال يكديگر كار - 2

.گذاشته شده اند

خرد كن كلينكر - 3

.قسمت چهارم مشابه قسمت دوم است ولي با طول بيشتر - 4

٥٨

مغز (علت وجودي قسمت چهارم اينست كه از كلينكرهاي درشت و خرد شده توسط كلينكر شكن

سرعت رفت و برگشت . توسط اين قسمت خنك مي شوند) كلينكرها داغ و گاهي سرخ استاين

.صفحات متحرك متغير است و مقدار آن بستگي به تناژ كلينكر دارد

قسمت تقسيم شده است و در هر قسمت يك فن براي دميدن هوا به زير 7زير صفحات كولر به

بدينوسيله هوا بصورت عمودي جريان مي يابد . است صفحات و عبور از داخل كلينكر قرار داده شده

.قدرت هوا دهي فن ها متفاوت است, اين قسمتها بدليل متفاوت بودن درجه حرارت درو

)(براي بدست آوردن درجه حرارت هواي ثانويه مي توان از رابطه .

k)-3250(347 ocnX

t استفاده كرد =

k نسبت هواي اضافي و n , (KCal / Kg Clinker) حرارت مصرفي ويژه كوره Xدر اين رابطه

. اعداد ثابت مي باشند347 و 3250 و ارقام (KCal /Kg)اتالف حرارتي كوره

و 1/1 كيلوكالري به كيلوگرم كلينكر و نسبت هواي اضافي 830بعنوان مثال براي گرماي مصرفي ويژه

: نويه برابر است با درجه حرارت هواي ثا, كيلوكالري به كيلوگرم92اتالف حرارتي

907درجه سانتيگراد 1.1830

)92347(3250=

×−

=t

. ذكر گرديده است) 1050/825( موازنه حرارتي و بازده نوعي از خنك كن فولر )3- 4(جدول در

هواي مياني و هواي اضافي , در جدول مذكور راندمان خنك كن براي حجم نسبتاً كمي از هواي ثانويه

هواي قسمت مياني كولر جهت موارد مصرفي نظير خشك كردن ويا چنانچه. محاسبه شده است

درصد خواهد 85بازده حرارتي خنك كن بيش از , استفاده در سيستم تكليس مورد مصرف قرار گيرد

.بود

٥٩

از انواع كولر هائي كه ذكر شد نوع غالب همان طرح هستيم21ون كه در سالهاي اوليه قرن نهم اك

ت كه با اسامي تجارتي گوناگون در پروژه هاي مختلف صنعت سيمان پيشرفته خنك كن مشبك اس

نمونه اي از آن در فصل قبل و همچنين در كتاب راهبري .ايران در دست نصب و راه اندازي مي باشند

.سيستم پخت تشريح شده است

٦٠

1050/825موازنه حرارتي خنك كن فولر داراي اندازه هاي -) 3-4(جدول

1260 oC حرارت كلينكر وروديدرجه

83 oC درجه حرارت كلينكر خروجي

22 oC درجه حررت هواي سرد

920 oC درجه حرارت هواي ثانويه

185 oC اضافه(درجه حرارت هواي خروجي(

1

374 oC درجه حرارت هواي مياني

نسبت هواي اضافه 056/1 2

034/0 Nm3/Kg حجم هواي اوليه به نسبت كلينكر

312/2 Nm3/Kg حجم هواي سرد به نسبت كلينكر

842/0 Nm3/Kg حجم هواي ثانويه به نسبت كلينكر

889/0 Nm3/Kg حجم هواي اضافه به نسبت كلينكر

3

581/0 Nm3/Kg حجم هواي مياني به نسبت كلينكر

750 Nm3/Kg مقدار حرارت مصرفي كوره نسبت به كلينكر

383 KCal/Kgت ورودي توسط كلينكر بر مبناي مقدار حرارCْ 20 4 1 KCal/Kg مقدار حرارت ورودي توسط هواي سرد بر مبنايCْ 20

384 KCal/Kgجمع حرارت ورودي به كولر

257 KCal/Kgمقدار حرارت خروجي از طريق هواي ثانويه

40 KCal/Kgمقدار حرارت خروجي از طريق هواي اضافه

71 KCal/Kgارت خروجي از طريق هواي ميانيمقدار حر

12 KCal/Kg مقدار حرارت خروجي از طريق كلينكر خروجي

4 KCal/Kgمقدار حرارت خروجي از طريق بدنه كولر

127 KCal/Kg خروجي(جمع حرارت هاي تلف شده(

راندمان خنك كن % 1/675

راندمان خنك كن در صورت استفاده از هواي مياني % 6/85

٦١

اطاق فرمان-9-3

در يك واحد صنعتي ماشين آالت مختلفي وجود دارد و هر يك از اين ماشينها وظيفه اي دارند و

كنترول و نظارت بر چگونگي كار . مجموعه آنها هم وظيفه از پيش تعيين شده اي را انجام مي دهند

همه چيز دستخوش تغيير و در عصر حاضر كه. اين ماشين آالت و راهبري آنها راه هاي گوناگوني دارد

ر آنها نيز از اين اشين آالت و راهبري و نظارت بر كاكاركردن با م, تحول اعجاب آور شده است

. تغييرات تكاملي دنياي علم و تكنيك بي نصيب نمانده است

صنعت سيمان در مقاطع زماني مختلف و در قياس با ساير صنايع از تنوع و حجم ماشين آالت نسبتاً

كار هماهنگ اين , تداوم كار اين ماشين آالت و از آن مهمتر. د و سنگيني برخوردار بوده استزيا

.ماشين آالت و رسيدن به توليد مطلوب همواره كنترول چگونگي كار آنها را ضروري مي سازد

:بعبارت ديگر تداوم كار ماشين آالت و تداوم جريان توليد ضرورت هاي زير را ايجاب مي نمايد

.بدينوسيله دستگاه همواره آماده كار مي باشد, تعمير ونگهداري مايشن آالت–ويس سر - 1

حرارتي و برقي براي هر ماشين و تعبيه وسائل و ابزار سنجش , تعيين حدود بارهاي مكانيكي - 2

بدينوسيله از فرسايش دستگاه و پيري زودرس آن جلوگيري , مناسب جهت كنترول اين حدود

.مي شود

٦٢

مواد در حال ساخت و محصول نهائي در مقاطع , كيفي و كمي مواد اوليهتعيين مشخصات - 3

بدينوسيله مقدار مطلوب محصول با كيفيت الزمه , مختلف خط توليد و كنترول اين مشخصات

.بدست مي آيد

كنترول ارتباط كاري في مابين ماشين آالت مختلف خط توليد و برقرار كردن ارتباط منطقي در - 4

بدين وسيله سلسله مراتب كار ماشين آالت , ه كار و توقف جزئي يا كامل آنهانحو, راه اندازي

حفظ مي شود و عوارض سوء توقف يا شروع بكار بخشي از خط توليد به بخش ديگر منتقل

نمي شود

تشريح هر يك از ضرورت هاي فوق نياز به فرصت كافي دارد و اساس بحث به كنترل سيستمها

بر مي گردد كه طبعاً خارج از چهارچوب كتاب حاضر ) حتي سرمايه و انسان مواد و ,شامل ماشين (

توضيح مختصر اينكه مثالً در يك سيستم مكانيكي انواع قطعات متحرك وجود دارد كه مي . است

در صورت قصور در اين كار قطعه بزودي فرسوده مي شود . بايستي بموقع سرويس و روغنكاري شوند

كه و راه انداز چنين سيستمي رنيروي مح. بران ناپذيري را بدنبال خواهد داشتو احتماالً زيان هاي ج

عمر طبيعي اين موتور وقتي تضمين مي شود كه برق با ولتاژ الزم بدان برسد و . موتور الكتريكي است

. در ضمن بار بيش از ظرفيت از آن كشيده نشود

ول روغنكاري چرخ دنده كوره و حرارت ت ضرورت كن , يك كوره سيمان باشداگر اين سيستم مكانيكي

ياتاقان ها و يا كنترول كيلوات مصرفي موتور كوره و ولتاژ برق ورودي به اين موتور كامالً واضح و

ه ها مورد ديگر نيز مي بايد باال و پائين رفتن كوره و د, همچنين حرارت بدنه كوره. قابل لمس مي باشد

. ل شوندكنتر

٦٣

وره بايد آنچنان كشرايط حرارتي داخل, وره بايد در حدود مشخصي باشدتركيب مواد ورودي به ك

آيا اگر , در صورتيكه اين شرايط فراهم باشد. باشد كه اين مواد تبديل به محصول بدرد بخور بشوند

خنك كن بعللي متوقف شود تا چه مدت زمان فرصت براي ادامه كار كوره يا توقف آن وجود دارد؟

ود و بكار خود ادامه دهد چه بر سر خنك كن خواهد آمد؟اگر كوره متوقف نش

با توجه به توضيح فوق مالحظه مي گردد كه هر يك از ضرورت هاي فوق همواره در اين صنعت و از

. ده ها سال پيش مطرح بوده است و بدانها توجه مي شده است

دن سيستمها يل ساده تر بونكته اي كه منظور نظر اين بخش است اينست كه در سيستم هاي قديمي بدل

ل دستي هر يك از متغيرها فراهم بوده است ولي بمرور با افزايش ظرفيت كارخانجات و امكان كنتر

ل دستي امر امكان كنتر, هزينه نيروي انسانيپيچيدگي ماشين آالت بكار رفته در خط توليد و افزايش

. محالي شده است

, ايد توسط انسان انجام و يا سنجيده شوند بعهده ماشينكه مي ب بسياري از كارهائيبهمين خاطر

و ه استل اتوماتيك و سيستم هاي فرمان از راه دور گذاشته شددستگاه هاي كنتر ,ابزارهاي سنجش

. اين بمعني اتوماسيون است

كه اتوماسيون بسرعت جاي خود را در ) سال پيشچهلكمتر از (از اين مقطع زماني به بعد است

ل مركزي هم قوت گرفت و از اينرو اطاق بال پيشرفت اتوماسيون فكر كنتربدن. مان باز كردصنعت سي

محلي را , فرمان كه از طريق آن كل سيستم يا بخشي از ماشين آالت توليد تحت كنترول قرار مي گيرند

.بخود اختصاص داد

٦٤

از اتوماسيون به تعبيري اطاق كنترول بخشي از سيستم اتوماسيون يك كارخانه سيمان مي باشد و هدف

اعم از كارهاي كنترول كيفي و , اتومانيك تر كردن كارهائي است كه بايد در يك كارخانه صورت بگيرد

درجه حرارت ها , كارهاي سنجش و اندازه گيري فشارها, مواد واسطه و محصول , كمي مواد اوليه

راه اندازي و توقف منطقي و پشت كنترول-كيلووات ها و آمپرهاي مصرفي و سنجش ساير متغيرها ,

انجام محاسبات الزم روي عوامل مختلف دخيل در –ها و صدور فرمان هاي الزم سر هم دستگاه

.توليد و چگونگي كار دستگاه ها و ده ها مورد ديگر

:نتيجه كلي عبارت خواهد بود از

.عات كمتربا كيفيت بهتر و ضاي) افزايش ظرفيت (فراهم آمدن امكان توليد بشتر -

فراهم آمدن شرايط ساده , افزايش ايمني محيط كار, كاهش هزينه هاي مستقيم پرسنلي -

.تر و راحت تر براي كار كردن پرسنل كاهش وابستگي به نيروي انساني

باال بردن سطح تكنيكي افراد و عقب , افزايش قابليت استفاده از تكنولوژي مدرن -

.ي نماندن از سير تكاملي در جوامع صنعت

.سرمايه گذاري باالتر و وابستگي تكنولوژيكي بيشتر : و از نقطه نظر ديگر -

نوعي از كنترل اتوماتيك كارخانه سيمان است كه در آن از انواع , در اين بخش منظور از اتوماسيون

ه در حقيقت اطاق كنترل عالو, با شناختي كه از كامپيوتر داريم. پيشرفته كامپيوتر ها استفاده شده است

.بر آنچه كه قبالً ذكر شد مركز اطالعات بهنگام فني و عملياتي مرتبط با توليد نيز مي باشد

:دو نوع اطاق كنترل وجود دارد

٦٥

يك اطاق مثالً. اطاق كنترل محلي كه در مجاورت بخش هاي مختلف خط توليد قرار دارد - 1

.فرمان براي آسياب مواد واطاق فرمان ديگري براي كوره

. مركزي كه از طريق آن تمام عمليات خط توليد هدايت و كنترل مي شوداطاق كنترل - 2

در ابتدا از اطاقهاي كنترل محلي استفاده مي شد ولي بمرور و با باال رفتن سطح تكنيكي جوامع صنعتي

استفاده از اطاق كنترل مركزي جنبه عامتري پيدا كرد و بموازات آن ابعاد اطاق , و عرضه ابداعات جديد

عكسي از اطاق كنترل سيمان )3-21(شكل . تر شدندو سيستمهاي فرمان فشرده تر و كوچك كنترل

شرح مفصل تر سيستم هاي كنترل را در بخش اتوماسيون كتاب راهبري سيستم پخت .اكباتان است

.مالحظه نمائيد

اطاق كنترل سيمان اكباتان-)3-21(شكل

٦٦

سوخت رساني و مشعل -10-3

سوختها . اوان هستند و اصوال با توجه به شرايط فيزيكي سوختها تقسيم بندي ميگردند مواد سوختني فر

سوخت جامد شامل زغال سنگ و ضايعاتي نظير الستيك . مايع و گازي باشند –ممكن است جامد

اين نوع سوختها در كشورهاي اروپائي بيشتر . خرده چوب و تفاله هاي چغندر است -كهنه اتومبيل

. در ابتداي پيدايش صنعت سيمان اصوال زغال سنگ يا كك مصرف عام داشت . رف دارند مورد مص

) صفيه شده گاز طبيعي ت(و سوخت گاز ) نفت كوره (در ايران بدليل وفور نفتي از سوخت مايع

Ĥخذ مختلف ميتوان چگونگي تكنيك آماده سازي و كاربرد هر يك ازاين سوختها دره. استفاده ميگردد

مشخصات فيزيكي و )3-6(و ) 3- 5(جداول در . رد امتياز هر يك به ديگري را بدست آورد و موا

. و حرارتي انواع سوختها از جهت مقايسه ذكر گرديده است ميائيشي

در اين بخش بدليل وجه اشتراك تقريبي چگونگي تنظيم شعله و مشعل براي انواع سوختها منجمله

با , كالم و در نتيجه پرداختن به مسائل اصلي تر مورد احتياج كوره بانسوخت مايع و احتراز از تطويل

. پردازيم اشاره مختصري به سوخت مايع به عوامل موثر روي سوختن و شعله مي

از مخلوط دو نوع سوخت مثال سوخت گاز و موارد زياديذكر اين نكته نيز ضروري است كه در

مشخصه هاي شعله و حرارتي اينچنين مخلوطي داراي سوخت مايع نيز استفاده ميگردد كه البته

سوخت مايع تركيبي از هيدروژن و . تفاوتهاي اصولي با هر يك از دو سوخت مورد استفاده است

هيدروژن تبديل به آب و ساير اجزاء , در اثر سوختن كربن تبديل به انيدريد كربنيك . كربن ميباشد

اكسيد هاي بدست آمده در درجه حرارت گاز هاي . ردند نظير گوگرد نيز تبديل به اكسيد ميگ

. خروجي كوره همگي بصورت گاز ميباشند و قانون گازها در مورد آنها صادق است

٦٧

بطور تقريب هر كيلو گرم . با داشتن تركيب سوخت مايع ميتوان تركيب گاز حاصله را نيز حساب كرد

الزم دارد و گاز حاصله از سوختن داراي ) در شرايط محيط( متر مكعب هوا 11نفت كوره حدود

. باشد كيلو گرم وزن مي15و ) در شرايط محيط ( متر مكعب حجم 13حدود

با توجه به در صد اضافي .ارقام ذكر شده در فوق براي وقتي است كه هواي اضافي مصرف نشود

ه حجم گاز حاصله ميتوان پس از محاسب. هواي مصرفي به همان نسبت به ارقام مذكور اضافه ميگردد

. از رابطه عمومي گازها حجم گاز در فشار محيط و درجه حرارت گاز را حساب كرد

در صورتيكه درصد اكسيژن در گازهاي خروجي در دسترس باشد ميتوان درصد هواي اضافي را از

.رابطه زير براي سوخت مايع محاسبه كرد

درصد هواي اضافي= 95× ) درصد اكسيژن ) / (21 -)درصد اكسيژن (

٦٨

)آلمان: ماخذ( شيميايي انواع سوخت –مشخصات فيزيكي ) 3-5(جدول

گاز طبيعي نفت كوره ذغال سنگ واحد اندازه گيري مشخصات

9/57 0/86 4/88 درصد وزني Cكربن

9/18 7/11 9/4 درصد وزني Hهيدروژن

- 5/1 2/1 درصد وزني Sگوگرد

8/21 2/0 3/1 درصد وزني Nازت

4/1 6/0 2/4 درصد وزني Oاكسيژن

- 1/0- 2/0 2- 7 درصد وزني آب

- 1/0كمتر از 6-20 درصد وزني خاكستر

Kg/m3 950-900 وزن مخصوص(Bulk)

930-950 15 0C,980 mb

83/0 0 0C , 1 Atm

ارزش حرارتي Net

Kj/Kg Kj/m3

34750 41440-40200 31600

ارزش حرارتيGross

Kj/kg Kj/m3

35590 44000-42700 35100

0C 2155 2120 2010درجه حرارت شعله

M3/Kg حداقل هواي الزمm3/m3

04/9 76/10 33/8

m3kg حداقل گاز حاصلهm3/m3

35/9 42/11 35/9

٦٩

مشخصات نفت كوره پااليشگاه هاي ايران) 3-6(جدول

شيراز تبريز اصفهان تهران مقادير استاندارد مشخصات

947/0 950/0 942/0 944/0 - (60oF/ 60oF)ي چگال

ويسكوزيته

(Red Wood No.1 100oF. Sec)

1040 1065 1090 1080 1100حداكثر

25 20 25 25 30حداكثر (Pour-Point oF)نقطه ريزش

162 156 162 158 145حداقل (0F)نقطه اشتعال

درصد وزني گوگرد

(Total Sulphur)

50/2 7/2 9/2 6/2 3حداكثر

10 6/8 10 5/9 13حداكثر درصد وزني باقيمانده كربن

ناچيز ناچيز ناچيز ناچيز %5حداكثر درصد وزني خاكستر

ناچيز ناچيز ناچيز ناچيز 5/0حداكثر درصد حجمي آب

10490 10450 10175 10480 10000حداقل (KCal/Kg)ارزش حرارتي

٧٠

اصول سوختن و كنترل شعله

قسمت سوخت رساني است كه متشكل . پخت كوره سيمان يكي از مهمترين قسمتها در سيستم

كن و مشعل ميباشد و شناخت نسبت به اين قسمت از جمله ضرورتهاي گاههاي آماده سازي گرمازدست

كيفيت محصول و . عالوه بر نقش اساسي اين قسمت در نحوه كار كوره . كار يك كوره بان ميباشد

از جنبه اقتصادي نيز چگونگي كار با سيستم سوخت و استفاده از نهايت بازده . وز تداوم عمر آجر نس

. باشد حرارتي سوخت داراي اهميت خاص خود مي

سوخت عبارتست از ماده قابل اشتعال كه در اثر سوختن توليد حرارت مينمايد و سوختن عبارتست از

حرارت به كه در اثر اين تركيب عموماً) د اكسيد اسيون شدي(تركيب شديد ماه سوختني با اكسيژن

:سوختن شامل مراحل زير است. گردد همراه شعله توليد مي

در صورتيكه ماده سوختني جامد باشد نظير زغال سنگ . آماده سازي و گرم كردن ماده سوختني - 1

يكه ماده در صورت. يا ساير ضايعات سوختني ميبايستي قبالً بصورت پودر و يا ذرات ريز در آيند

سوختني مايع سفت نظير نفت كوره باشد ميبايستي قبل از استفاده آنقدر درجه حرارت آن باال

. برده شود كه قابليت پمپ شدن و بصورت قطرات ريز و پودر مانند در آمدن را داشته باشد

كه اين عمل در سيستم مشعل كوره و از اختالط : مخلوط شدن ماده سوختني با عامل سوختن - 2

. سوخت با هوا حاصل ميĤيد

٧١

كه در اين درجه : باال بردن درجه حرارت مخلوط فوق تا رسيدن به درجه حرارت اشتعال - 3

فعل و انفعال سوختن صورت گرفته و حرارت و شعله ايجاد , حرارت مخلوط سوخت و هوا

. ميگردد

ن و حرارت دادن آن هدايت حرارت و شعله حاصله در جهت انتقال آن به ماده اي كه هدف پخت- 4

در سيستم پخت سيمان اين حرارت در منطقه پخت كوره و ساير قسمتها بطرق زير منتقل . ميباشد

: ميگردد

بدليل باال بودن درجه حرارت در منطقه پخت قسمت اعظم انتقال حرارت بطريقه تشعشع –الف

, مستقيماً صرف پختن مواد مقداري از حرارت تشعشعي بوسيله مواد جذب ميگردد و. صورت ميگيرد

قسمت ديگري از حرارت تشعشعي بوسيله آجر . گداخته شدن آن و تشكيل فاز هاي كلينكر ميشود

نسوز و يا كوتينگ روي آن جذب شده و ضمن چرخش كوره بهنگام قرار گرفتن زير مواد به مواد

. منتقل ميگردد

مكش در عقب كوره مقدار زيادي از اين بدليل جريان هوا و گاز حاصل از سوختن و وجود –ب

با گرم ي به قسمتهاي عقب تر كوره منتقل گشته و ئحرارت بوسيله گاز حاصل از سوختن بطريق جابجا

ايجاد فضاي گرد بادي انتقال (كن و همچنين مخلوط گشتن با مواد كردن بدنه كوره و پيش گرم

. گردد يكلسينه شدن و پختن مواد م, شدن گرم, نهايتاً باعث خشك شدن ) حرارت بين جامد و گاز

ي و نهايتاً بدنه كوره و پيش رانسوز ك, كوتينگ , مواد , بدليل تفاوت زياد درجه حرارت شعله –ج

مقداري از حرارت حاصله بطريق هدايت و تشعشع به فضاي بيرون ,كن با درجه حرارت محيط گرم

. منتقل ميگردد

٧٢

شعله

( سوخت و هواست كه فعل و انفعال سوختن در آن صورت ميگيرد شعله آن قسمت از جريان

شعله ها را بر حسب نوع جريان آنها و چگونگي اختالط ) . ضرورت ندارد كه حتماً قابل رويت باشد

: گروه زير تقسيم مينمايند 3آنها با هوا به

. كه همانند شعله بخاري خانگي و شعله شمع ميباشد ) منظم ( شعله خطي - 1

شعله درهم مانند شعله كوره ها و تنوره هاي معمولي – 2

سوخت و هوا با يكديگر , شعله مختلط كه براي بدست آوردن آن ابتدا و قبل از سوختن – 3

. مخلوط ميگردند

مقطعي از موقعيت شعله در كوره )3 -21( شكل در صنعت سيمان نوع سوم مورد استفاده است و در

سيستم مورد استفاده در صنعت سيمان آنچنان است كه ايجاد شعله محصور . ده است دوارنشان داده ش

بدين معني كه گرد دودهاي تقريباً سوخته به سمت عقب شعله كشيده ميشوند و بالنتيجه . شده مينمايد

بدليل اين خاصيت زمان اشتعال كاهش يافته . باعث كم شدن غلظت اكسيژن در عقب شعله ميگردند

تركيب اين دو پديده باعث طوالني شدن و كشيده . اي اشتعال به سمت جلو گسترش مي يابد و فض

. شدن شعله ميگردد

از جمله اين اهداف . د كه به اهداف ضروري عمل پختن رسيد ربايستي آنچنان شعله را كنترل ك

خره انتقال گرم نشدن موضعي آجر نسوز و نسوختن آن و باال , آننسوختن مواد و پختن متناسب

. مطلوب حرارت حاصل از آن به قسمتهاي ديگر كوره و بازده حرارتي باالي سوخت ميباشد

٧٣

انتهاي خروجي كوره سيمان مقطعِ-)3-22(شكل

درجه حرارت شعله

با توجه به مطالب قبلي در مورد اينكه قسمت زيادي از انتقال حرارت به طريقه تشعشع صورت ميگيرد

عوامل موثر روي درجه حرارت شعله . پس ضرورت و نقش درجه حرارت شعله محرز ميگردد ,

: عبارتند از

نوع سوخت –الف

بطور كيفي درجات حرارت شعله در نقاط مختلف شعله براي انواع سوخت را نشان )3-23 (شكل

.ميدهد

٧٤

س سوخت دارد و نفت كوره فاصله نقطه حد اكثر درجه حرارت تا سر مشعل بستگي به جن– 1

. داراي حداقل فاصله است

. حداكثر درجه حرارت شعله بستگي به نوع سوخت دارد و گاز طبيعي داراي باالترين رقم است - 2

يك سري كنترل , حرارت ماگزيمم در مواقع تعويض نوع سوخت به نوع ديگر براي رسيدن به درجه

ويض سر مشعل و يا تغيير چگونگي و چرخش سوخت تع, سوخت ) فشار ( نظير تغيير سرعت ها

. انجام ميشود

نسبت به نوع سوختتغييرات درجه حرارت و طول شعله -)3-23(شكل

٧٥

نسبت هوا –ب

.ميباشد (n , Factor ) يكي ديگر از عوامل موثر روي درجه حرارت شعله نسبت هوا

ت شعله حاصل از سوخت مايع نشان داده هوا روي درجه حرار) درصد ( اثر نسبت )3-24 (شكلدر

: بطوريكه از منحني مذكور مالحظه ميگردد . شده است

حداكثر درجه حرارت شعله وقتي است كه مقدار هوا نزديكترين رقم به مقدار معادل شيميايي براي

حراف ان) معادل ملكولي (يعني مقدار هوا بايستي هر چه كمتر از مقدار استوكيومتري . سوختن باشد

1 / 20 تا 1 / . 5 بستگي به نوع سوخت دارد و معموالً بين ( n)در كوره دوار مقدار . داشته باشد

تغيير مينمايد البته هر چقدر نسبت هوا باالتررود طول شعله كمتر ميشود و در ضمن فاصله نقطه

3-26(و ) 3-25 ( شكل هاي در. حداكثر درجه حرارت شعله تا سر مشعل به جلوتر منتقل ميگردد

اثرات نسبت هوا روي طول شعله و فاصله حداكثر درجه حرارت براي سوخت گاز و زغال سنگ )

.نشان داده شده است

٧٦

اثر نسبت هوا روي درجه حرارت شعله) 3-24(شكل

طول نسبي شعله بصورت تابعي از نسبت هوا–) 3-25(شكل

٧٧

فاصله نقطه حداكثر درجه حرارت شعله تا سر مشعلمنحني رابطه بين نسبت هوا و) 3-26(شكل

هوا اوليه –ج

البته چگونگي تاثير آن به مقدار و درجه . مقدار هوا ي اوليه داراي تاثير روي درجه شعله ميباشد

در قسمتهاي بعدي . شرح داده خواهد شد ) د ( ثانويه بستگي دارد كه در قسمت ي حرارت هوا

. نقش هواي اوليه بيشتر در طول و شكل شعله ميباشد مالحظه خواهد شد كه

٧٨

مقدار و درجه حرارت هواي ثانويه –د

از ه ميباشد ذكر گرديد نسبت هوا داراي تاثير روي درجه حرارت شعل)ب(بطوريكه در قسمت

ه آنجاييكه قسمت اعظم هواي سوخت همان هواي ثانويه ميباشد لذا مقدار هواي ثانويه و همچنين درج

. ندهستحرارت آن داراي تاثير اساسي روي درجه حرارت شعله

نسبت هواي اوليه به هواي ثانويه روي , نمايانگر تاثيرات درجه حرارت هواي ثانويه )3-27(شكل

. درجه حرارت شعله مي باشد

: بطوريكه مالحظه ميگردد

است افزايش نسبت درجه سانتيگراد 800ردي كه درجه حرارت هواي ثانويه حدود ادر مو - 1

. هواي اوليه به ثانويه باعث پايين آمدن درجه حرارت شعله ميگردد

در ساير موارد كه درجه حرارت هواي ثانويه پايين است معموالً افزايش نسبت هواي اوليه به - 2

. گردد يثانويه باعث افزايش درجه حرارت شعله م

در صد است و10ار هواي اوليه كمتر از با توجه به اينكه در سيستم سوخت كوره سيمان مقد - 3

لذا اثر تغييرات مقدار , درجه سانتيگراد است700- 900درجه حرارت هواي ثانويه حدود

. هواي اوليه به حداقل ممكن كاهش داده شده است

٧٩

منحني تغييرات درجه حرارت نسبي شعله ، نسبت هواي اوليه به هواي ثانويه–) 3-27(شكل

٨٠

نمودار تغييرات درجه حرارت شعله ، درصد هواي اضافي ، درجه حرارت هواي -)3-28(شكل

.ثانويه براي سوخت مايع

اثرات نسبت هواي اضافي و درجه حرارت ثانويه روي درجه حرارت )3-28(شكل همچنين در

ت مالحظه ميشود كه افت درجه حرار. شعله براي سوخت مايع بوضوح نشان داده شده است

همچنين كاهش نسبت هوا مترادف با . هواي ثانويه مترادف با افت درجه حرارت شعله ميباشد

. باالرفتن درجه حرارت شعله ميباشد

سرعت جريان سوخت - هـ

سرعت جريان سوخت يا مخلوط سوخت و هوا داراي تاثير اساسي روي طول شعله و همچنين

- 29( هاي شكل چگونگي اين تاثيرات در. ميباشدفاصله نقطه حداكثر درجه حرارت تا سر مشعل

٨١

نشان داده شده است و از روي آنها ميتوان براي شعله مورد استفاده در كوره سيمان )3-30( و ) 3

: چنين نتيجه گرفت كه

با افزايش سرعت خروج سوخت درجه , در شرايطي كه ساير متغيرها ثابت مانده است – 1

. ش مييابد حرارت ماگزيمم سوخت افزاي

. با افزايش سرعت خروج سوخت درجه حرارت ماگزيمم شعله به سر مشعل نزديكتر ميشود – 2

. با افزايش سرعت خروج سوخت طول شعله نسبتاً كاهش مييابد – 3

. با افزايش سرعت خروج سوخت حرارت آزاد شده از سوخت افزايش مييابد – 4

ه گرفت كه اثرات فوق وقتي است كه سرعت باالتر جريان البته از همين منحني ها ميتوان نتيج

در شرايطي كه سرعت . باشد ) مشابه مشعل كوره سيمان ( متر بر ثانيه 60سوخت باالتر از رقم

.جريان كمتر از رقم مذكور است نتايج متفاوت خواهد بود

٨٢

ر درجه حرارت اثر سرعت جريان سوخت روي درجه حرارت شعله و فاصله حداكث-)3-29(شكل

شعله

٨٣

.سوخت روي گسترش شعلهاثر سرعت جريان ) 3-30(شكل

٨٤

و موقعيت ان درسيستم پخت اصلي كوره يكي از آخرين طرح هاي مشعل )3-31( شكل در

.سيمان نشان داده شده است

مباحث مربوط به شكل ، طول ، موقعيت و جهت شعله و نقش اين عوامل روي كم وكيف

. در كتاب راهبري سيستم پخت سيمان مطالعه بفرمائيدرا راهبري كوره

.رين طرح هاي مشعل و موقعيت آن در سيستم پخت سيمانخيكي از آ) 3-31(شكل

٨٥