کوره دوار چیست؟

کوره دوار چیست ؟

کوره دوار یکی از تجهیزات اصلی و مهم کارخانجات گچ و آهک میباشد. با توجه به مشخصات فنی سنگهای گچ و آهک بدیهی است که مشخصات کوره دوار مورد استفاده برای هرکدام متفاوت از دیگری است. اما در حالت کلی شکل و شمایل و مکانیزم عملکرد هر دو کوره دوار مشابه یکدیگر میباشند.

کوره دوار عموما دارای یک استوانه با طول،‌ قطر و ضخامت مشخص شده ای میباشد که به منظور عدم جذب حرارت بیش از حد استاندارد و تغییر شکل استوانه، در درون استوانه به شیوه های خاص مورد نظر عملیات نسوزکاری انجام میشود. کوره های دوار همچنین دارای مشعل، رینگ،‌ غلطک، دنده،‌ ترمز و دینام میباشد. و چنانچه میدانیم تمامی موارد یاد شده با توجه به نوع محصول، تناژهای ورودی و طراحی ابعاد و اندازه کوره متفاوت از یکدیگر میباشند.

کوره دوار عموما به منظور پخت و یا کلسیناسون ( Calcination ) سنگ گچ و آهک مورد استفاده قرار میگیرد. در واقع فرایند کلسیناسیون در کوره دوار گچ به این معناست که بر اثر حرارت در حدود 800 درجه سانتی گراد در زمان مورد نظر، آب موجود در سنگ گچ به میزان مورد نیاز تبخیر شده و سنگ گچ آماده تبدیل شدن به پودر گچ می شود.

کوره دوار مورد استفاده در صنعت آهک تفاوتهایی چند در مقایسه با صنعت گچ دارد و فرایند کلسیناسیون در صنعت آهک به این معناست که سنگ آهک در این نوع از فرایند تولید،‌ تحت حرارت در حدود 1200 درجه سانتی گراد و زمان مورد نظر آب و دی اکسید کربن را از دست داده و اصطلاحا به آهک زنده، آهک کلسینه و یا همان اکسید کلسیم تبدیل شده و در ادامه فرایند تولید آماده تبدیل شدن به پودر آهک می شود.

کوره های آهک در مقایسه با کوره های گچ بلند تر بوده و سنگ آهک زمان بیشتری نسبت به سنگ گچ در کوره تحت حرارت می ماند و در هر دو صورت کوره دوار است. در درون کوره دوار شلهایی ( صفحات ) قرار دارد که با گردش کوره سنگهای درون آن جابجا شده و به علت شیب کوره به سمت جلو حرکت داده میشوند. کوره دوار به دو صورت کلی High Burn   و یا Low Burn   بسته به نوع ترکیبات شیمیای و سختی سنگ طراحی و ساخته میشود.

کوره دوار هایبرن زمانی مورد استفاده قرار میگیرد که نیاز باشد تا سنگها در زمان مناسب تحت حرارت بیشتری قرار بگیرند. بنابراین شیب کوره به منظور انتقال مواد به سمت مشعل طراحی شده و مواد در هنگام ورود به کوره و حرکت به انتهای کوره در واقع به سمت مشعل در حال انتقال میباشند. و در کوره های لو برن دقیقا عکس این قضیه واقع میباشد.

عوامل موثر در طراحی و ساخت کوره دوار :

1. ظرفیت خروجی کوره در واحد زمان
2. نوع مواد ( گچ یا آهک )
3. درجه حرارت مورد نیاز پخت
4. زمان و شدت حرارت دهی که منجر به هایبرن بودن و یا لو برن بودن کوره میشود
5. سختی و ترکیبات شیمیایی مواد

همچنین لازم بذکر است گاهی اوقات بسته به شرایط برای پخت مواد در کوره دوار از پبش گرمکن نیز استفاده میگردد. که همچنین پیش گرمکن نیز دوار بوده و البته حرکت آن متناسب با حرکت کوره دوار نمیباشد و مولفه های دیگری در طراحی و ساخت آن در نظر گرفته میشود.

عوامل مهم در نصب و راه اندازی کوره دوار :

1. جانمایی درست و دقیق محل نصب و متناسب با طرح Layout نقشه های اجرایی
2. اجرای درست و دقیق فونداسیون ها و پایه های نگهدارنده به لحاظ ابعاد، ارتفاع سطح از سطح صفر و استحکام
3. رعایت کامل شیب 3 درصد ( بسته به شرایط تا 4 درصد نیز میتواند باشد )
4. نصب درست و دقیق پایه های نگهدارنده غلطکها و ترمز
5. رگلاژ کامل چرخ دنده و پنیون
6. آب بندی کوره
7. نصب درست و دقیق مشعل و تنظیم دقیق درجه حرارت و طول مشعل

حجم و فضای داخلی کوره دوار یکی از عوامل مهم بر محاسبه دبی و فشار فن بگ فیلتر است. درواقع هوای خروجی کوره توسط فن بگ فیلتر مکیده شده و پس از گذر از سیکلون و هاوس بگ فیلتر از دودکش خارج میشود. از اینرو  حجم و درجه حرارت هوای وارد شده به هاوس بگ فیلتر نیز بسیار حایز اهمیت بوده و یکی از عوامل مهم در تعیین نوع جنس و تعداد کیسه های بگ فیلتر میباشد.

درواقع اگر حرارت ورودی به هاوس بگ فیلتر و یا همان هوای خروجی از انتهای کوره دوار در حدود 100 الی 120 درجه باشد، کیسه هایی از جنس پلی استر مورد استفاده قرار میگیرد و اگر این درجه حرارت بیش از 130 درجه باشد، کیسه هایی از جنس نومکس مورد استفاده قرار میگیرد. در حال حاضر با توجه به گران و کمیاب بودن پارچه های نومکس استفاده از این نوع پارچه صرفه اقتصادی نداشته و ازینرو از انواع مبدلهای حرارتی و یا سیستمهای  خنک کننده قبل از ورود هوای خروجی از کوره به هاوس استفاده میشود.

بگ فیلتر و یا همان غبار گیر کیسه ای یکی از مهمترین تجهیزات کارخانه جات گچ و آهک بوده که بطور مستقیم به کوره دوار وصل میباشد. بگ فیلتر خود نیز بطور کلی دارای تجهیزاتی از قبیل هاوس، فن، سبد ( که از جنس مسوار است ) ، ونتوری، شیربرقی، شیردوار، دینام و کیسه است. ذرات ریز مکش شده توسط ID Fan  ( Induced Draft  ) بگ فیلتر در حال گذر از درون بگ فیلتر توسط کیسه ها جذب شده و هوای داخل کوره دوار از دود کش خارج میگردد.

ذرات ریز گچ و یا آهک که توسط این کیسه ها جذب شده است، در زمانهایی مناسب توسط سیستم جت پالسینگ و لغزش به درون پایین قیف هاوس سقوط کرده و از طریق شیردوار از سیستم بگ فیلتر خارج میشوند. لازم بذکر است که ابعاد و اندازه و همچنین تعداد کیسه ها و سبدهای هر بگ فیلتر بطور استاندارد، متناسب با مواد مورد نیاز پخت، درجه حرارت محاسبه شده مورد نیاز پخت مواد، فشار و دبی مورد نیاز مکش محاسبه میگردد.

یکی از عوامل مهم در محاسبه و طرح جانمایی کوره دوار در نظر داشتن پری هیتر و یا همان پیش گرمکن است. بدیهی است که هرگاه در مطالعه مشخصه های فیزیکی و شیمیایی سنگ مواد ( سنگ آهک ) مورد پخت استفاده از پری هیتر الزامی شود، به میزان اندازه طول پری هیتر فضای بیشتری در طرح جانمایی پری هیتر مورد نیاز میشود. و چنانچه میدانیم، از پری هیتر عموما در کوره دوار های برن آهک مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین باید بدانیم که الزاما سرعت گردش پری هیتر با سرعت گردش کوره دوار یکسان نبوده و به این خاطر تعبیه پری هیتر به خط کلسیناسیون بکارگیری تجهیزات مورد نیاز گردش را اجتناب ناپذیر میسازد. ازاینرو بکارگیری تجهیزاتی از قبیل دنده، رینگ، غلطک، دینام و گیربکس، دنده پنیون و …. همچون کوره الزامی میگردد.

در پری هیتر نیز به منظور حرکت مواد به سمت جلو،  میان سر و ته آن یک شیب ۳ الی ۵ درجه در نظر گرفته شده و با چرخش پری هیتر و شیب موجود، حرکت مواد میسر میگردد.