Een verticale schachtoven verwarmt materiaal in een vast, rechtopstaand vat. Voer komt bovenaan binnen. Hij beweegt door een heet bed en vertrekt onderaan. Voor een stabiele output is een gelijkmatige materiaalstroom, een goede gasstroom en de juiste warmte-inbreng nodig.
Kalk- en cementovens hebben verschillende taken. Een kalkoven verandert kalksteen in ongebluste kalk. Een cementschachtoven verandert bereide rauwe maaltijd in klinker. Hun voer, warmtebehoefte en producttesten zijn verschillend. Deze verschillen zijn van belang wanneer een oven wordt geselecteerd.
Ovenstructuur
De belangrijkste onderdelen van een schachtoven
Een stalen schaal houdt de vuurvaste bekleding vast. De voering beschermt de schaal tegen hitte. Toevoerapparatuur verspreidt materiaal over de bovenkant. Het afvoersysteem verwijdert het product van de bodem. Ventilatoren verplaatsen lucht en gas door het systeem.
In een gewone kalkoven met één as beweegt steen naar beneden terwijl heet gas omhoog beweegt. Lucht komt de onderste zone binnen en haalt warmte uit de kalk. Hetzelfde vat zorgt voor voorverwarmen, calcineren en afkoelen. Deze zones kunnen bewegen als de voer-, brandstof- en luchtstroom veranderen.
Werkproces
Het voer bereiden en verspreiden
Voor de kalkproductie wordt kalksteen gebroken en gezeefd. Kleine deeltjes, fijne deeltjes genoemd, kunnen de openingen tussen stenen verstoppen. Grote stenen hebben meer tijd nodig om door te verwarmen. Een klein formaatbereik zorgt ervoor dat het gas gelijkmatig door het bed stroomt.
Het voer moet over de schacht worden verdeeld. Het mag zich niet aan één kant ophopen. De sterkte van de steen, het vochtgehalte en het chemische gehalte hebben ook invloed op het proces en de uiteindelijke kalk.
Een cementschachtoven maakt gebruik van bereide rauwe maaltijd. Bij een op pellets gebaseerd proces moeten de maaltijdmix, het brandstofgehalte en de pelletsterkte nauwlettend worden gecontroleerd. De grootte van de kalksteenklompen is geen maatstaf voor cementpellets.
Verwarm het materiaal voor en calcineer het
Stijgend heet gas verwarmt de nieuwe voeding. Vocht verlaat het materiaal voordat het de belangrijkste hete zone bereikt.
In een kalkoven breekt de warmte calciumcarbonaat af in calciumoxide en kooldioxide:
CaCO₃ + warmte → CaO + CO₂
Warmte moet het midden van elke steen bereiken. Het binnenin gevormde gas moet ook ontsnappen. Een steen kan er buiten verbrand uitzien, maar heeft nog steeds een onverbrande kern. Te veel hitte of tijd kan ook de reactiviteit van kalk verminderen.
Cementklinker heeft verdere reacties nodig. Kalk reageert met silica, aluminiumoxide en ijzerverbindingen en vormt klinkermineralen. De piekmateriaaltemperatuur bedraagt ongeveer 1450 graden. Deze klinkertemperatuur is niet voor iedere kalkoven een doelstelling.
Koel het product af en laat het leeglopen
Lucht komt het onderste deel van de oven binnen en koelt het hete product af. In een gewone tegenstroomschachtoven ondersteunt deze warme lucht vervolgens de verbranding erboven. Deze warmteterugwinning helpt het brandstofverbruik te verminderen.
Het uitwerpsysteem regelt hoe snel het bed naar beneden beweegt. Voer-, brandstof-, lucht- en afvoerhoeveelheden moeten samenwerken. Bij een ongelijkmatige afvoer kan bepaald materiaal langer in de oven blijven dan ander materiaal. Het product gaat vervolgens naar transportbanden en opslag. Ongebluste kalk moet droog worden bewaard.
Bedrijfsprincipes
Breng voeding, warmte en luchtstroom in evenwicht
Operators moeten meerdere signalen samen lezen. Invoer- en afvoersnelheden laten zien hoe het bed beweegt. Temperatuurmetingen laten zien waar warmte wordt gebruikt. Drukmetingen helpen veranderingen in de gasstroom door het bed aan te tonen. Gastests en producttests helpen het resultaat te controleren.
Meer fijnstof, ophoping of een slechte spreiding van het voer kunnen ervoor zorgen dat de gasstroom moeilijker wordt. Een verandering in de uitlaattemperatuur kan aantonen dat de warmteoverdracht is veranderd. Eén lezing alleen laat niet de volledige oorzaak zien. Vergelijk trends in de oven.
De druk verandert ook met de locatie. De druk boven het bed is niet hetzelfde als de luchtdruk eronder. Gebruik de instelpunten voor het geselecteerde oven- en ventilatorsysteem. Pas niet één drukwaarde toe op de hele oven.
Lees elke afbeelding voor de juiste oven
| Soort oven | Item | Waarde | Gebruik |
|---|---|---|---|
| Kalkoven met één as | Kalkuitvoer | 100–400 t/d | Productie van ongebluste kalk |
| Cement schachtoven | Klinkeruitvoer | 12–35 t/h | Cementklinker |
| PFR kalkoven | Steen formaat | 30–80 mm | Gescreende kalksteen |
| PFR kalkoven | Verhouding steengrootte | 2:1 | Eén geselecteerd maatbereik |
| PFR kalkoven | Uitlaatgas | Ongeveer 150 graden | Gekoppeld PFR-ovenontwerp |
Het volledige bereik van 30-80 mm heeft een maatverhouding van ongeveer 2,67: 1. Het mag niet worden behandeld als één voerbereik van 2:1. Breuken zoals 30–60 mm of 40–80 mm voldoen aan de verhouding 2:1.
De uiteindelijke uitrustingsparameters worden geselecteerd op basis van de materiaal-, output-, proces- en locatiebehoeften. Neem contact op met AGICO om de juiste ovenopstelling te bespreken.
Technologie opties
Drie schachtovenontwerpen
Een oven met één schacht gebruikt één materiaalbed. Voerverspreiding, brandstoftoevoer en bodemafvoer zorgen ervoor dat het proces gelijkmatig verloopt. Zie deKalkoven met verticale schachtvoor een gerelateerde kalkproductieoptie.
Eenringvormige schachtovenheeft een ringvormige materiaaldoorgang tussen binnen- en buitendelen. De gaspaden verschillen van die in een eenvoudige schacht. De binnenste delen hebben ook invloed op de toegang tot installatie en reparatie.
A kalkoven met dubbele askan gebruik maken van parallelle stroom regeneratieve of PFR-technologie. De twee verbonden schachten wisselen van functie. Tijdens het branden bewegen heet gas en materiaal in dezelfde richting in de verbrandingszone. Het systeem recupereert warmte voordat er van functie wordt gewisseld.
Energie en beperkingen
Vergelijk het warmtegebruik voor hetzelfde product
Een schachtovenschaal blijft stilstaan. Er is geen aandrijving nodig om een lang ovenlichaam te laten draaien. Ventilatoren, toevoerapparatuur, afvoeraandrijvingen en transportbanden gebruiken nog steeds elektriciteit. Het motorvermogen van de oven is niet hetzelfde als het totale energieverbruik van de installatie.
Het warmtegebruik verandert afhankelijk van het oventype. De BBT-conclusies van de Europese Commissie uit 2013 geven de volgende marges voor de productie van kalk en dolime.
| Soort oven | Warmtegebruik (GJ/ton product) |
|---|---|
| PFR-schachtoven | 3.2–4.2 |
| Ringvormige schachtoven | 3.3–4.9 |
| Voorverwarmer roterende oven | 5.1–7.8 |
| Lange draaioven | 6.0–9.2 |
Het brandstofverbruik is ook afhankelijk van de steenkwaliteit, de productkwaliteit, de ovenbelasting en de warmteterugwinning. Deze cijfers hebben betrekking op kalk en dolime. Cementklinker heeft een ander proces en een andere warmtebalans.
Deel de materiaal-, output-, brandstof- en locatiegegevens met AGICO voor een projectbeoordeling.
Schachtoven: houd gaswegen open
Een schachtoven heeft open gaten in het bed nodig zodat er gas doorheen kan. Te veel boetes, zwakke stenen of ongelijkmatige voeding kunnen deze paden blokkeren. Voergrootte en afvoercontrole zijn daarom sleuteltaken.
De vaste, rechtopstaande schaal plaatst meerdere warmtezones in één vat. De lay-out van de fabriek heeft nog steeds ruimte nodig voor toevoerapparatuur, ventilatoren, gasreiniging en reparatietoegang.
Draaioven: verplaats materiaal door de schaal
Een draaitrommeloven maakt gebruik van een draaiende, licht hellende schaal. De draaiende schaal beweegt en mengt het materiaal terwijl het door de oven beweegt. De installatie heeft ook de aandrijving, steunrollen, afdichtingen en een geschikt koelsysteem nodig.
De beste keuze is afhankelijk van het voer, het product en het proces. Zie deVergelijking van roterende ovens versus verticale schachtovensvoor meer details.
Inclusief gasreiniging in de installatie
Gasreiniging is onderdeel van het ovensysteem. Gasstroom, temperatuur en stofbelasting zijn van invloed op de apparatuurkeuze. Brandstof- en verbrandingsomstandigheden hebben ook invloed op de emissies. Koolstofdioxide is afkomstig van zowel het calcineren van kalksteen als het verbranden van brandstof. Een stoffilter verwijdert stof; het verwijdert dit proces-CO₂ niet.
Kostenfactoren
Plan de volledige installatiekosten
De ovenprijs is slechts een deel van het budget. Een werkende fabriek heeft ook voerverwerking, brandstoftoevoer, ventilatoren, gasreiniging, bedieningselementen en productbehandeling nodig. Funderingen, staalwerk en werkzaamheden op locatie dragen bij aan de installatiekosten.
Begin met de vereiste output en productkwaliteit. Bepaal vervolgens welke apparatuur en diensten de prijs omvat. Hierdoor zijn de aanbiedingen van leveranciers makkelijker te vergelijken.
Output en productkwaliteit
Brandstof- en elektriciteitsprijzen
Uitrusting en reikwijdte van de locatie
Uitrusting en werkzaamheden op locatie
Bekijk de volledige uitrustingslijst. Inclusief opslag, transportbanden, elektrawerkzaamheden, fundering en installatie. Toegang tot de locatie en hijsruimte hebben ook invloed op het werk en de kosten.
Brandstof en elektriciteit
De brandstofkosten per ton zijn gelijk aan het warmteverbruik in GJ/t vermenigvuldigd met de brandstofprijs per GJ. De elektriciteitskosten per ton zijn gelijk aan het energieverbruik in kWh/t vermenigvuldigd met de lokale elektriciteitsprijs.
Vuurvaste en reserveonderdelen
Houd rekening met vuurvaste controles, reparaties van voeringen en reserveonderdelen. Ook toevoerapparaten, afvoeronderdelen, ventilatoren, afdichtingen en instrumenten hebben onderhoud nodig. Gebruik de geselecteerde uitrustingslijst om reserveonderdelen te plannen.
Reparatietoegang en downtime
Door een slechte toegang kan een eenvoudige reparatie langer duren. Plan veilige platforms, hijspunten en ruimte om onderdelen te verwijderen. De begroting moet ook rekening houden met productieverlies tijdens geplande sluitingen.
Installatie
Bouw een stevige basis en voering
De fundering moet de schaal, de vuurvaste bekleding, de uitrusting en de materiaalbelasting dragen. Bodemomstandigheden, wind en lokale seismische behoeften beïnvloeden het ontwerp. Controleer ankers, niveaus en het hijsplan voordat de werkzaamheden beginnen.
Shell-secties worden samengevoegd en uitgelijnd. Vuurvast werk volgt het goedgekeurde voeringontwerp. Elke zone heeft de juiste baksteen, isolatie, voegen en ruimte voor thermische uitzetting nodig.
Lijn de invoer- en afvoerapparatuur uit met de oven en transportbanden. Controleer ventilatoren, kanalen, bedieningselementen en instrumenten als één systeem. De inbedrijfstelling omvat aandrijftests, het uitdrogen van het vuurvast materiaal en het gecontroleerd opwarmen.
Onderhoud
Ontdek problemen vroeg
Controleer de schaaltemperaturen, druktrends, aandrijfconditie, voerspreiding en productkwaliteit. Een nieuw heet gebied op de schaal heeft aandacht nodig. Temperatuur alleen laat niet de exacte dikte van de resterende voering zien.
Controleer toevoerinrichtingen, afdichtingen, afvoeronderdelen, ventilatoren en lagers. Houd de brandstofuitlaten schoon. Een ongelijkmatige brandstofstroom kan warme en koude plekken in het bed veroorzaken.
Controleer bij een geplande buitengebruikstelling de bekleding op slijtage, scheuren, losse stenen en chemische schade. Vergelijk deze bevindingen met de operationele gegevens. Bewaar geschikte reserveonderdelen en zorg voor veilige toegang voor reparatiewerkzaamheden.
Veelgestelde vragen
Waarom kan één oven zowel onderverbrande als oververbrande kalk produceren?
Warmte en tijd kunnen per bed verschillen. Controleer de steengrootte, voerverdeling, brandstofstroom en afvoer samen. Stuur AGICO de producttestresultaten en ovengegevens om het probleem te helpen beoordelen.
Kan uit een kalkoventafel een cementoven worden geselecteerd?
De twee ovens hebben verschillende taken. Cementklinker heeft bereide rauwe maaltijd- en klinkervormende reacties nodig. Ongebluste kalk wordt gemaakt door het calcineren van kalksteen. Vertel AGICO welk product en welke feed uw project zal gebruiken.
Wat is er nodig voor een nuttige kostenvergelijking?
Stuur AGICO het outputdoel, materiaaltestresultaten, steengroottebereik, brandstofgegevens en locatieplan. Geef aan welke apparatuur en diensten het aanbod moet omvatten. Vergelijk dezelfde installatieomvang en de prijs.
Wat moet vóór de installatie worden afgesproken?
Maak afspraken over tekeningen, funderingsbelastingen, hijsplannen, vuurvaste details en inbedrijfstellingswerkzaamheden. Bespreek toegang, reserveonderdelen en voorbereiding van de operator met AGICO voordat het werk op locatie begint.
