کوره دوار آهک برای خط تولید سیمان و کوره پخت آهک در صنایع شیمیایی جهت تولید آهک زنده از سنگ آهک (کلسیم کربنات) به کار می‌رود. در این کوره‌ها سنگ آهک با دیدن حرارت بالا بین ۹۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد، تکلیس شده و به کربن دی‌اکسید و آهک تبدیل می‌شود:

CaCO_۳ + heat → CaO + CO_۲

در این کوره‌ها به طور معمول مخلوطی از سنگ آهک و زغال سنگ به طور لایه لایه قرار داده می‌شود. پس از روشن کردن کوره، زغال سنگ سوخته و حرارت بالایی تولید می‌کند که موجب تجزیه سنگ آهک می‌شود. کربن دی‌اکسید تولیدی از بالای کوره خارج شده و آهک زنده در کوره باقی می‌ماند.

کوره دوار آهک

کوره دوار آهک با توجه به ویژگی کلسیناسیون سنگ آهک، طراحی تخصصی برای تولید آهک فعال است. این نوع کوره می تواند با پیش گرم کن عمودی و خنک کننده عمودی برای دستیابی به مزایایی مانند نسبت مصرف بالای مواد خام، کلسینه شدن کامل، کیفیت یکنواخت، آهک با کیفیت خوب، ظرفیت خروجی بالا، صرفه جویی در محیط زیست و انرژی، عملکرد ساده و عمر کاری طولانی تر کار کند. این کوره برای کلسینه کردن سنگ آهک برای صنایعی مانند متالورژی، شیمیایی، مصالح ساختمانی و غیره بسیار مناسب است.

کوره آهک عمدتاً از دستگاه محرک، غلتک پشتیبان، غلتک گیر، سیلندر، ورودی کوره، خروجی کوره و دستگاه آب بندی تشکیل شده است.

1.2-3 نقاط پشتیبانی می تواند تضمین کند که سطح تماس بین غلتک نگهدارنده و تایر در هنگام نصب با خط محور سیلندر موازی می شود.

2. شکاف خاصی بین تایر و سیلندر محفوظ است. پس از انبساط حرارتی سیلندر، لاستیک می تواند برای استحکام به سیلندر محکم بچسبد.

3. Gear ساختار ترکیبی از نوع تقسیم شده است که با سیلندر توسط تخته های فنری مونتاژ می شود. ویژگی ها برای نصب آسان، انتقال ثابت هستند.

4. دستگاه ساپورت یاتاقان ضد اصطکاک است (گاهی از بلبرینگ کشویی استفاده می کند). این طراحی دستگاه پشتیبانی غلتک پشتیبان را ساده کرده و اتلاف بی فایده برق در حین کار را کاهش داده است. دارای ویژگی هایی مانند بهره برداری و نگهداری آسان است.

5. دستگاه چرخش تخلیه با سرعت کم برای نصب و راه اندازی آسان طراحی شده است. همچنین می تواند عملیات چرخش تخلیه را در طول تعمیر و نگهداری سیستم رانندگی اصلی یا سایر شرایط اضطراری تضمین کند. این طراحی می تواند از خم شدن و تغییر شکل سیلندر در هنگام خنک شدن دما جلوگیری کند.

6. غلتک گیر مکانیکی یا هیدرولیکی با توجه به انواع مختلف کوره دوار اختیاری است. هر دوی آنها دقت و قابلیت اطمینان بالایی دارند و همچنین از ساییدگی یکنواخت دایره بیرونی غلتک نگهدارنده و تایر در جهت عرض کامل اطمینان حاصل می کنند.

دستگاه آب بندی نوع تماس با جهت شعاعی در ورودی و خروجی کوره اتخاذ می شود. آنها برای تحمل ابعاد سیلندر و حرکت کج سیلندر مناسب هستند. ویژگی این دستگاه آب بندی عملکرد خوب، عمر کاری طولانی تر و جایگزینی آسان است.

پیکربندی فنی اختیاری است: پیش گرم کن عمودی همسان می تواند از دمای بالا از کوره دوار برای پیش گرم کردن سنگ آهک از دمای اتاق تا شرایط تجزیه استفاده کند. کولر عمودی همسان می تواند دمای بالای آهک را در کمترین زمان خنک کند و فرآیند می تواند فعالیت آهک را افزایش داده و حمل و نقل و ذخیره سازی آسانی را نیز داشته باشد.

کوره دوار

کوره دوار آهک 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.

کوره دوار سیمان

کوره دوار به کوره چرخشی نیز معروف است.انواع زیادی از کوره دوار تولید شده توسط شرکت اروم ماشین صنعت پیمان گستر وجود دارد، با توجه به صنایع قابل اجرا، آن را به کوره دوار متالورژی و کوره دوار شیمیایی تقسیم می شود.با توجه به مواد قابل اجرا، می توان آن را به کوره دوار سیمان، کوره آهک، کوره دوار شن و ماسه سرامیکی، کوره دوار فلزی منیزیم، کوره بوکسیت و غیره تقسیم کرد. ، سر کوره متحرک، دستگاه آب بندی دم کوره و دستگاه لوله تزریق زغال سنگ می باشد.

نحوه طراحی و ساخت کوره دوار آهک Lime Rotary Kiln

مشخصات فنی پارامترهای کوره دوار

مشخصات محصول (متر)	ابعاد کوره					قدرت موتور (کیلووات)	وزن کل (t)	توجه داشته باشید
	ابعاد کوره								قطر (متر)	طول (متر)	انحراف (%)	ظرفیت (t/d)	سرعت چرخش (r/min)
	Φ2.5×40	2.5	40	3.5	180				0.44-2.44	55	149.61	—–
Φ2.5×50	2.5	50	3	200	0.62-1.86	55	187.37	—–
Φ2.5×54	2.5	54	3.5	280	0.48-1.45	55	196.29	کوره جداسازی قطعات خارجی
Φ2.7×42	2.7	42	3.5	320	0.10-1.52	55	198.5	——
Φ2.8×44	2.8	44	3.5	450	0.437-2.18	55	201.58	کوره جداسازی قطعات خارجی
Φ3.0×45	3	45	3.5	500	0.5-2.47	75	210.94	——
Φ3.0×48	3	48	3.5	700	0.6-3.48	100	237	خارج جداسازی کلین
Φ3.0×60	3	60	3	800	0.3-2	100	310	——
Φ3.2×50	3.5	50	4	1000	0.6-3	125	278	کلین را جدا کنید
Φ3.3×52	3.3	52	3.5	1300	0.266-2.66	125	283	کوره با پیش گرمکن پرکلسین
Φ3.5×54	3.5	54	3.5	1500	0.55-3.4	220	363	کوره با پرهرهتر پرکلسین
Φ3.6×70	3.6	70	3.5	1800	0.25-1.25	125	419	تولید کلین برای استفاده از گرمای زیاد
Φ4.0×56	4	56	4	2300	0.41-4.07	315	456	کلین با پرهراتر پرکلسین
Φ4.0×60	4	60	3.5	2500	0.396-3.96	315	510	کلین با پرهراتر پرکلسین
Φ4.2×60	4.2	60	4	2750	0.41-4.07	375	633	کلین با پرهراتر پرکلسین
Φ4.3×60	4.3	60	3.5	3200	0.396-3.96	375	583	کلین با پرهراتر پرکلسین
Φ4.5×66	4.5	66	3.5	4000	0.41-4.1	560	710.4	کلین با پرهراتر پرکلسین
Φ4.7×74	4.7	74	4	4500	0.35-4	630	849	کلین با پرهراتر پرکلسین
Φ4.8×74	4.8	74	4	5000	0.396-3.96	630	899	کلین با پرهراتر پرکلسین
Φ5.0×74	5	74	4	6000	0.35-4	710	944	کلین با پرهراتر پرکلسین
Φ5.6×87	5.6	87	4	8000	حداکثر 4.23	800	1265	کلین با پرهراتر پرکلسین
Φ6.0×95	6	95	4	10000	حداکثر 5	950×2	1659	کلین با پرهراتر پرکلسین

عوامل موثر در طراحی و ساخت کوره دوار:

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

انواع کوره های دوار و بررسی کلی مشخصات ابعادی و تولیدی آن ها

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 :

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

اطلاعاتی در مورد کوره دوار و نحوه عملکرد آن

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.

اگر چه در صنعت سیمان، به دلیل هزینه بالای سوخت در فرآیند تولید، حساسیت بیشتری نسبت به صنایع دیگر برای کاهش مصرف سوخت وجود دارد اما باز نسبت به مصرف متوسط جهانی در ایران حدود ۲۵ درصد بیشتر مصرف می‌کنیم که دلیل اصلی آن را در استفاده از مشعل‌های با فناوری قدیمی جستجو نمود. متأسفانه در تعدادی از کارخانه‌های سیمان در ایران از مشعل‌هایی استفاده می‌شود که مبتنی بر فناوری‌های قدیمی بوده و هوای اولیه زیادی مصرف می‌کنند (تا حدود ۱۵ درصد). این مشعل‌ها به دلیل مصرف بالای هوای اولیه، که هوایی سرد است، نسبت به مشعل‌های جدید، حدود ۱٫۵ درصد مصرف سوخت بیشتری دارند. ضمن اینکه آلاینده‌های تولید شده توسط این مشعل‌ها، به خصوص آلاینده NOx حدود دو برابر مشعل‌های جدید است.

کوره پخت آهک و بررسی فرآیند تولید آهک

همچنین با پیشرفت فناوری در صنعت سیمان و متداول شدن بکارگیری پریکالساینر در فرایند تولید سیمان، مشعل‌های پریکالساینر نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار شدند. این مشعل‌ها عمدتاً مشعل‌های نفوذی یا Diffusion هستند و هوایی که از طریق مشعل داده، عمدتاً نقش خنک‌کنندگی نازل‌ها و پوسته بیرونی و تا حد کمی شکل‌دهی به شعله را به عهده دارند (حتی در برخی از مشعل‌ها، این هوا هم به مشعل داده نمی‌شود) و هوای لازم برای احتراق در محفظه احتراق به شعله داده می‌شود. این مشعل‌ها عمدتاً بر سه نوع هستند: گازسوز، مازوت سوز و یا دوسوخته می باشد.

کارخانه اروم ماشین صنعت پیمان گستر با داشتن ظرفیت تولید روزانه ۱۵۰ تن آهک کلوخه در روز، جهت افزایش ظرفیت تولیدی کارخانه اقدام به راه اندازی خط طرح توسعه با استفاده از تکنولوژی نوین کوره دوار بلند به ظرفیت ۲۵۰ تن آهک کلوخه در روز با سایز ۲۰-۵۰ میلیمتر نموده است. از مزیت های آهک کلوخه تولید شده با استفاده از تکنولوژی کوره دوار می توان به انتقال حرارت یکسان به سنگ های داخل کوره و پخت یکسان سنگ که منجر به افزایش کیفیت پخت آهک تولیدی با خلوص ۹۲% اشاره نمود. کوره دوار انعطاف پذیرترین کوره تولید آهک می باشد که قادر به تولید آهک نرم یا متوسط یا سخت سوزانده شده و همچنین آهک یا دولومیت سوزانده شده است.

این نوع کوره ها متشکل از یک لوله با قطر و طول های مختلف بسته به ظرفیت تولید، یک سیستم چرخاننده و رولهای نگهدارنده می باشد.لوله و یا بدنه اصلی کوره از داخل توسط آجر نسوز عایق گردیده و در مرکز خروجی کوره، مشعلی با ظرفیت حرارتی متناسب نصب گردیده است. خوراک یا سنگ آهک با دانه بندی یک دست از سمت مقابل مشعل وارد و در اثر شیب موجود با شروع دوران، هموژن شده و به سمت خروجی به آرامی حرکت می نماید.

طراحی و ساخت کوره آهک و کاربرد آن در صنعت قند و شکر

عمده مصرف آهک تولیدی کوره های دوار در صنایع فولاد، مس و ریخته گری های عظیم می باشد که با توجه به نیاز مشتری با دانه بندی های مختلف از ۲۰-۵۰ میلیمتر(۲-۵ سانتیمتر) قابل عرضه می باشد. مطابق برنامه ریزی های انجام شده پیش بینی می شود تا پایان آبان ماه سال ۱۴۰۲ پروژه راه اندازی این خط تولید به پایان رسیده و آهک کلوخه با سایز ۲۰-۵۰ میلیمتر، در سبد دیگر محصولات این مجتمع اروم ماشین صنعت پیمان گستر قرار گیرد.