1. Lò quay kinh tế, tiết kiệm tài nguyên.
Năm 1899, Polysius đưa lò quay đầu tiên vào vận hành ở châu Âu. Trong thời kỳ đó, lò quay có đường kính lớn nhất là 2 m và dài 20 m, sản lượngmỗi ngày đạt 30-50 tấn clinke xi măng. Hiện nay, công suất lò quay đã lên tới 10.000 tấn/ngày.
Ảnh - Hệ lò nung có 3 bệ đỡ ở Argentina
Ngày nay, những yêu cầu của công nghiệp đối với chất lượng, công suất lớn nhất và các chi phí nhỏ nhất đã trở thành những yếu tố quyết định đối với năng lực cạnh tranh. Bởi vậy mà:
- Thiết kế phải thiết thực và khả thi,
- Tiêu hao tài nguyên thấp,
- Khả năng vận hành cao, và
- Suất chi phí vận hành và đầu tư thấp
là những chỉ tiêu quan trọng nhất trong sự thành công của công nghệ lò nung của Polysius.
Kể từ khi đưa lò quay vào hoạt động, hãng Polysius đã thiết kế và chế tạo hơn 1.500 dây chuyền sản xuất trên toàn thế giới. Các dây chuyền lò nung của Polysius đã được sử dụng trong công nghiệp xi măng và vật liệu chịu lửa, công nghiệp hóa chất, công nghiệp sản xuất gang thép và công nghiệp chế biến khoáng chất.
Do sự tối ưu hóa toàn bộ nguyên lý của quá trình nung mà các lò quay hiện đại có kích thước nhỏ hơn đáng kể và bởi vậy yêu cầu vốn đầu tư ít hơn so với các thế hệ lò trước đây, mặc dù sản lượng của chúng lại cao hơn.
Các kích thước lò nung hiện đại theo yêu cầu phụ thuộc vào các nguyên liệu và nhiên liệu được dùng, vào quy mô của nhà máy, vào chất lượng của clinke xi măng và công suất thiết kế yêu cầu. Đưa tất cả các yếu tố trên vào tính toán, thì có thể xác định được các kích thước tối ưu của vỏ lò với sự trợ giúp của các quá trình thử trong phòng thí nghiệm, các mô phỏng bằng máy tính và các phép tính toán thiết kế.
Nhờ việc sử dụng các quá trình tiền cacbonat hóa hiện đại mà các lò quay hiện nay ít khi cần tỷ số độ dài/đường kínhL/D cao hơn 15/1.
Dưới tỷ số L/D này, Polysius đã chào hàng cả hai lò nung 3 bệ đỡ cổ điển và lò nung POLRO có 2 bệ đỡ hiện đại.
Trong thời gian đầu, chọn kích thước lò quay tập trung vào việc phù hợp với các đặc tính của nguyên liệu và quá trình nung mà không cần phải đưa hệ thống lò hiện hành vào tính toán.
2. POLRO là sáng chế đến chi tiết cuối cùng
POLRO là lò quay dẫn động trực tiếp với bệ đỡ được xác định tĩnh học chỉ sử dụng đúng 2 con lăn đỡ. Vỏ lò được đỡ bằng các bánh hình côn trên các con lăn có chốt tự điều chỉnh để tạo ra các điều kiện tiếp xúc tối ưu. Nó được dẫn động trực tiếp thông qua các trụ con lăn ở đầu vào là hệ thống thay cho bánh răng và pinhôngbánh răng nhỏ. Các nắp đầu vào và đầu ra bằng khí nén và một đầu thoát không khí lạnh thông qua đoạn ngoài hình tròn của POLRO. Nhờ có hình thù của lò được xác định bằng tĩnh học mà POLRO có khả năng vận hành cao, những yêu cầu kiểm tra và duy tu là tối thiểu và chi phí vận hành rất thấp.
- Các con lăn trụ đỡ tự điều chỉnh
Để truyền tải trọng xoay một cách hiệu quả, thì các điều kiện tiếp xúc phải lý tưởng giữa các con lăn dẫn động và bánh đỡ lò. Các con lăn đỡ do đó phải triệt tiêu được những ảnh hưởng xấu của vỏ lò bị vặn vẹo vì nhiệt và sự lún của móng lò mà không gây ra mất ổn định đối với hệ thống đỡ lò.
Để thỏa mãn được 2 yêu cầu đối lập nhau một cách có hiệu quảđiều chỉnh tối ưu các bề mặt tiếp xúc của con lăn và bánh đỡ lò và độ an toàn, bệ đỡ cứng của vỏ lò, thì các tấm đế con lăn cũng phải có các bộ phận tự điều chỉnh đặt trên 2 ngõng đỡ dọc trục. Các ngõng đỡ dọc trục này hấp thụ lực đỡ và truyền lực của vỏ lò là nhờ các mối nối đa chức năng của chúng, có thể theo nhịp rung bất kỳ của bánh lò. Điều này đảm bảo rằng hình thức tiếp xúc phải đồng nhất dưới tất cả các điều kiện chất tải, trong khi vẫn có khả năng ngăn ngừa được sự tiếp xúc của các mép của bánh đỡ và bệ đỡ.
Để ngăn ngừa sự mài mòn các bề mặt tiếp xúc trong quá trình vận hành của POLRO, thì các trục quay của các con lăn đỡ và của các bánh đỡ lò phải luôn luôn song song với nhau. Điều này được bảo đảm bằng bộ thiết bị định vị, chúng điều chỉnh các con lăn tương đối với bánh đỡ lò trong thời gian vận hành của lò nung.
Bộ định vị cũng có tác dụng như một hệ con lăn chịu lực đẩy dọc trục, như một hệ thống chịu lực đẩy dọc trục lò nung. Lò nung được đỡ ở vị trí bằng con lăn đơn chịu lực đẩy.
- Bánh đỡ lò có chốt
Sự dẫn động trực tiếp của các con lăn đỡ đòi hỏi các bánh đỡ phải có chốt để truyền lực quay tới vỏ lò. Các răng bên trong của chốt bánh đỡ tạo ra sự nối tiếp với vỏ lò trên toàn bộ chu vi của nó. Toàn bộ khối lượng của lò nung được đỡ theo tiếp tuyến trên răng bên trong của bánh đỡ và tải trọng truyền theo tiếp tuyến giữ cho vỏ lò luôn được tròn dưới tất cả các điều kiện vận hành. Do vỏ lò không thể co được, nên tuổi thọ của lớp lót chịu lửa tăng lên nhiều.
- Hệ thống dẫn động trực tiếp
Hệ thống dẫn động của lò quay POLRO đơn giản và thiết thực. Đồng thời, yêu cầu bảo trì thấp do hạn chế được bảo trì có liên quan tới các hệ thống cơ cấu bánh răng và pinhông. Phụ thuộc vào những yêu cầu, mà cả hai hoặc một trong số các con lăn đỡ của điểm bánh đỡ đầu cuối lò được dẫn động. Hệ thống dẫn động có thể là điện cơ hoặc điện thủy lực.
Các giải pháp nhằm tạo ra ma sát hữu ích lớn nhất để truyền lực quay dẫn động cho thấy rằng dẫn động ma sát được khai thác có khả năng gấp 8-9 lần lực quay vận hành hiện tại của lò nung. Lực quay này lớn hơn nhiều so với lực quay lớn nhất của động cơ, sự dính bám của con lăn dẫn động không đủ khả năng trong điều kiện vận hành bất kỳ có thể hình dung được.
- Độ kín khít của đầu vào và đầu ra
Độ kín khít của đầu vào và ra của khí nén tự chúng điều chỉnh phù hợp với những chuyển động quay, vuông góc và dọc trục khác nhau và nhằm ngăn chặn sự thấm của không khí có hại vào hệ thống lò nung.
Bởi vì độ kín khít của lò quay của Polysius là có hiệu quả cao, thiết thực và kháng mài mòn, nên chúng tiết kiệm được năng lượng và có tuổi thọ rất dài.
3. Lò nung 3 trụ đỡ
Nếu tỷ số L/D cao hơn 15, thì nên đỡ lò quay ở 3 bệ con lăn.
Polysius cung cấp hàng loạt giải pháp sáng chế chi tiết nhằm đảm bảo cho quá trình nung được kinh tế. Một số các bộ phận được thừa nhận là dùng cho cả hai loại lò 2 bệ đỡ và 3 bệ đỡ. Đó là hệ thống dẫn động điện cơ biến tốc với bộ bánh răng hành tinh, bộ bánh đỡ lò có chốt, gioăng bịt kín đầu vào và ra, cửa thông không khí làm mát và hệ thống đẩy thủy lực dọc trục. Tuy nhiên, hệ thống dẫn động với pinhông tự điều chỉnh và bánh đỡ nổivề giá cả thích hợp hơn so với bánh đỡ kiểu chốt là những đặc điểm riêng của lò nung 3 bệ đỡ.
- Hệ dẫn động với pinhông tự điều chỉnh
Hệ dẫn động điện cơ với tốc độ được kiểm soát định kỳ là giải pháp rất khả thi đối với lò nung 3 bệ đỡ. Các bộ bánh răng hành tinh được đấu trực tiếp trên hộp pinhông đã được sử dụng ngày càng tăng trong những năm vừa qua.
Việc sử dụng pinhông tự điều chỉnh đảm bảo rằng đã đạt được phương thức tiếp xúc tối ưu trên toàn bộ chiều rộng của các răng của bánh răng. Pinhông tự điều chỉnh làm triệt tiêu độ vặn bất kỳ của vỏ lò nung do nhiệt gây ra và kèm theo độ lung lay của bánh răng bao quanh. So sánh với cơ cấu dẫn động cứng, thì các kích thước của bánh răng bao quanh và pinhông nhỏ hơn gần 20%, do các răng đã được cải tiến.
-Các bệ đỡ
Các bệ đỡ vững chắc của một trạm con lăn bất kỳ đều có khả năng thay thế. Chúng được thiết kế như các bệ đỡ phẳng có hệ thống tra dầu mỡ và được đặt trên tấm đế tự chỉnh tâm, sao cho phương thức tiếp xúc lý tưởng trong các bệ đỡ luôn luôn được duy trì.
- Bánh đỡ nổi lò nung
Như một phương án ưu việt hơn so với bánh đỡ kiểu chốt, Polysius cung cấp bánh đỡ nổi, chỉ được bảo đảm trên vỏ lò theo phương dọc trục. Điều đó có nghĩa là nó có thể quay theo hướng chu vi tương đối với vỏ lò nung.
Hệ thống chốt hãm của bánh đỡ nổi cấu tạo gồm các bản cầu được gắn vào vị trí trên vỏ lò nung. Các chi tiết hãm đảm bảo cho hệ thống chốt hãm theo phương quanh chu vi và dọc trục.
- Giải pháp tự động hóa để kiểm soát tối ưu quá trình
Nhằm đáp ứng liên tục các nhu cầu ngày càng tăng đối với các hệ thống kiểm soát quá trình trong khi đồng thời nâng cao được sự vận hành kinh tế và có sức cạnh tranh của các thiết bị lò nung, Polysius cung cấp bí quyết công nghệ về quá trình nung ở dạng hệ thống tự động hóa POLEXPERT-KCE. Đó là một hệ thống logic đồng bộ của các hệ thống công nghệ quá trình nung của hãng này.
Bằng sự kết hợp dữ liệu của quá trình hiện hành với trí tuệ của chuyên gia, các hệ thống POLEXPERT có thể là hệ thống tự động hóa cao kiểm soát quá trình trong mỗi tình huống vận hành. Với vận hành tự động hóa này, các máy được lắp đặt sẽ chạy một cách vững chãi với mức độ sử dụng tối ưu. Kết quả dẫn đến mức phát thải thấp, sự mài mòn tối thiểu, tiêu hao năng lượng giảm và giải phóng được số người lao động.
Sự kết hợp POLEXPERT với hệ thống kiểm soát quá trình chính POLCID NT đã tạo ra một giải pháp tự động hóa hiệu quả cao để theo dõi, kiểm soát và tối ưu hóa toàn bộ thiết bị lò nung.
- Hệ thống đo POLSCAN
Sự lún của móng, sự mài mòn không đều và sự điều chỉnh không chính xác các con lăn đỡ- tức là sau khi sửa chữa, là nguyên nhân gây ra sự thay đổi trục của lò nung.
Để có thể dự báo nhanh chóng và chính xác độ sai lệch trục của lò quay, Polysius cung cấp dịch vụ POLSCAN. Sử dụng hệ thống đo quang điện tử, các chi tiết của lò nung được theo dõi và điều chỉnh một cách chính xác mà không cần phải ngừng vận hành. Sự phân tích và ghi chép các số liệu đo được tiến hành trực tiếp tại chỗ.
Đinh Bá Lô dịch
Nguồn: Tài liệu của hãng Polysius, CHLB Đức