Ahje kasutatakse tööstus- ja ehitusmaterjalide kõrgtemperatuurseks töötlemiseks. Sellistel seadmetel võib olla erinev disain, suurus ja nende tööomadused. Trummel või pöördahi hõivab segmendis eraldi koha, pakkudes võimalust puistematerjalide tõhusaks kuivatamiseks.
Üksiku kujundus
Trummelahjude tööstuslikud mudelid koosnevad valdav alt tellistest tulekindla voodriga terastorudest. Paigutuse eelduseks on tagada silindri pöörlemisvõimalus ümber oma telje kiirusel 30-250 pööret minutis. Seega, mida suurem on trumli läbimõõt, seda väiksem on pöörlemiskiirus. Liikumise tagab kuumakindlast metallist rullikutega laagriraamile kinnitatud võll. Soojusmõju tekib kütusematerjalide (gaas, õli, bensiin või tahked toorained) põlemisprotsessis, mis asetatakse eraldi kambrisse. Mõnes versioonis sisaldab pöördahi soojusvahetusseadmeid, mis rakendavadröstimise ja kuivatamise abiprotsessid.
Ahju tööpõhimõte
Trumli kujul olev silindriline anum on horisontaalse suhtes väikese kaldega - see on algasend, millest liikumine algab. Kuid enne sisselülitamist täidetakse konstruktsiooni õõnsus töömaterjaliga. Toorik söödetakse läbi trumli ülemise otsiku. Järgmisena sulgeb operaator konstruktsiooni ja lülitab sisse elektrimootori. Töötamise ajal langetab pöördahi segatava aine tsükliliselt allapoole, puhudes massist kuumad gaasid. Soojusvoogusid saab sisse lasta välise tulekambri kaudu, kuid klassikalistes mudelites toimub gaasi genereerimine trumlis. Teisel juhul saab aktiveerida Bunseni põleti, mis moodustab ahju otsiku torude kaudu leegi. Sellised ülesanded nõuavad täiendavat kütuseallikat nafta, gaasi, purustatud kivisöe või puiduhakke kujul.
Kuumtöötlustsoonid
Kogu töötsükli jooksul võib serveeritav materjal erinevatel temperatuuritingimustel mitu korda kokku puutuda ahjugaasidega, mis määravad töödeldava massi ühe või teise oleku. Sõltuv alt ahju kuumtöötluse omadustest eristatakse järgmisi tsoone:
- Kuivatusala. Selle osa ruum moodustab umbes 25-35% trumli kogumahust. Gaasid temperatuuril umbes 930 °C tagavad niiskuse aurustumisprotsessid.
- Küttetsoon. Selles osas toimub töötlemine temperatuuriga vooludegakuni 1100 °С. Kuumutamine toimub põlemisprodukti soojusülekande taustal, võimalike kolmandate isikute keemiliste reaktsioonide toel.
- Temperatuuri pehmendamise tsoon. Temperatuuritöötlusrežiim selles tsoonis võib olla 1150 °C. Pöördahju selle osa põhiülesanne on tagada materjali avatud struktuuris liigse õhu täielik põlemine.
- Jahutustsoon. Selles etapis puutub sihtmaterjal külma vooluga kokku ja kõveneb. Mõned tooriku metalligraanulid võivad siin olla ka pruunikaspunase tooniga oksüdeerunud.
Seadmete tehnilised ja tööomadused
Iseenesest suurendab üksuse pöörlemine koos materjali sisu liikumisega selle efektiivsust ja süütamise kvaliteeti. Eriti soodne on pikkade torukujuliste konstruktsioonide kasutamine, tänu millele on soojusenergia tarbimine viidud miinimumini. Mida pikem on trummel, seda tihedam alt suhtlevad graanulid paagis liikumise ajal ahju gaasidega. Sellest tulenev alt on ka ebaproduktiivsed soojuskaod viidud miinimumini. Märkimist väärib põletamise ühtlus, mis mõjutab ka puistematerjalide kuumtöötlemise kvaliteeti. Näiteks purustatud kipsi ja klinkri kujul tsemendi tooraine jaoks mõeldud pöördahi võimaldab massi paagutamist nii, et saadakse homogeenne struktuur. Mõnikord kombineeritakse mitu toorainerühma k altsiumsilikaatide, lubjakivi ja savi lisamisega. Pöörlemisprotsessis olev trummel moodustab peaaegu ühetoote konsistents.
Ahju soojusvõimsuse arvutamine
Materjali ühtlaseks põletamiseks on vaja tagada selle liikumine kogu ahju pikkuses optimaalse kiirusrežiimiga. Liikumistempo peab ühelt poolt looma tingimused vajalike reaktsioonide läbiviimiseks, teis alt ei tohi hoida massi kristalliseerumisseisundis, vastasel juhul kaovad juba omandatud tehnoloogilised omadused. Optimaalse võimsuse tasakaalu saab saavutada õige mootori valimisel.
Pöördahju arvutamisel lähtutakse põhitasemel materjali kuumtöötlemisnõus viibimise ajast - kuivmeetodil on intervallid keskmiselt 1,5-2 tundi ja märgahjuga meetod, 3-3,5 tundi. Arvestada tuleks ka põletamisprotsessi lõpule kuluva ajaga, mis kuivtöötlemise korral on umbes 1 tund ja märgpõletuse korral 1,5 tundi. Võite osas on elektrimootor ette nähtud tüüpülesannete täitmiseks, mille võimsuspotentsiaal varieerub tööstusüksuste puhul 40-1000 kW. Konkreetsete näitajate määramisel võetakse arvesse ka abiside ühendamist, rihmade olemust ja modifitseerivate komponentide kaasamist põhikoostisse.
Pöörahju vooder
Lisaks optimaalsete tööparameetrite valikule mõjutab hooldus ka süütamise kvaliteeti. Üks peamisi tegevusi, mille eesmärk on kõrge tehnilise taseme hoidmineahju jõudlusnäitajad, on selle vooder. Sisuliselt on see trumli metallpinna isoleerimine kuumakindla materjali abil. Soojusisolatsiooni funktsiooni täidavad tõhus alt valatud tulekindel betoon ja tellised. Kuid isegi pärast vooderdamist tuleb pöördahi katta kaitsekatetega, mis kaitsevad sama betooni struktuuri väikeste pragude levimise eest. Vooder ise on valmistatud paksusega 8 kuni 30 cm, olenev alt ahju konstruktsiooni suurusest. Tulekindlad tuleks arvutada temperatuuride suurusjärgus 1000–1200 °C.
Järeldus
Ahjuüksusi kasutatakse tänapäeval laialdaselt ehitussegude, plaatmaterjalide ja igasuguste kuivatamist vajavate kulumaterjalide valmistamisel. Pöördahjude eelised hõlmavad kõrget tootlikkust ja soojusefektide kvaliteeti, kuid töö ei ole täielik ilma puudusteta. Seda seadet iseloomustavad suured mõõtmed, massiivsed töökorpused ja madal automatiseerituse tase. Sellele tasub lisada nõuded toiteallikale. Täistsüklilises tootmises on trummelahjud ühendatud 380 V võrku, samuti ventilatsiooni- ja jahutussüsteemidega.
