Généralement, selon la température des matériaux dans le four de ciment, les zones de travail du système de four rotatif (y compris la préchauffage de la queue du four et le refroidisseur de tête) sont divisées en ce qui suit: zone de séchage, zone de préchauffage, zone de décomposition, zone de réaction exothermique, zone de brûlure et zone de refroidissement.

Zone de séchage

 Dans les fours rotatifs de ciment traditionnels, la température du matériau dans la zone de séchage est de 20 à 150 degrés et la température du gaz est de 250 à 400 degrés.

 Dans de nouveaux fours à ciment de processus sec, le matériau entrant dans le four est chauffé à plus de 150 degrés au moment où il entre dans le cyclone du stade de la queue du four. Par conséquent, la zone de séchage n'existe que dans une section très courte à l'entrée de la matière première. Il n'y a presque pas de zone de séchage dans le système de queue de four de nouveaux fours à ciment de processus sec.

Zone de préchauffage

 Dans les fours rotatifs de ciment traditionnels, la température du matériau dans la zone de préchauffage est de 150 à 800 degrés et la température du gaz est de 450 à 850 degrés.

 Dans les nouveaux fours à procédé à sec, la zone de préchauffage s'étend du cyclone au premier étage au avant-dernier collecteur de poussière de cyclone à un stade. Dans la zone de préchauffage, les composants organiques de la matière première commencent à sécher et à se décomposer, et l'argile commence à se déshydrater, créant des conditions pour la décomposition du carbonate de calcium.

Zone de décomposition:

 Dans les fours rotatifs traditionnels du ciment, la température du matériau dans la zone de décomposition est de 800 à 1000 degrés et la température du gaz est de 1000 à 1400 degrés.

 Dans de nouveaux fours à ciment de processus sec, la zone de décomposition s'étend du four de décomposition à un point 7d (D est le diamètre de la plaque d'acier du four) loin de la tête du four à l'intérieur du four. Par exemple:

Pour un nouveau four à sec avec des dimensions φ4m × 60m, la zone de décomposition varie de 28 à 60 m de la tête du four.

Pour un nouveau four à sec avec des dimensions φ4,7 m × 74 m, la zone de décomposition varie de 33 à 74 m de la tête de four.

Zone de réaction exothermique(également connu sous le nom de zone de transition ou zone de transition supérieure):

 La température du matériau dans la zone de réaction exothermique est de 1000 à 1300 degrés.

 Dans de nouveaux four à ciment de processus sec, la zone de transition est calculée comme la zone de 7D à 4D de la tête du four. Exemples:

Pour un four de ciment de processus sèche φ4m × 60m, la zone de transition varie de 16 à 28 m de la tête de four.

Pour un four à ciment de processus sèche φ4,7m × 74 m, la zone de transition varie de 19 à 33 m de la tête du four.

Zone de refroidissement

 La température de la charge du four dans la zone de refroidissement est de degré 1100 - 1300. Après que le clinker ait quitté la zone de brûlure, il est refroidi ou solidifié dans la zone de refroidissement.

Zone brûlante

 La zone de combustion est à l'emplacement de la température la plus élevée dans le four de ciment. La température de la flamme peut atteindre 1800 - 2000 degré, et la température de la charge du four atteint 1350 - 1400 degré.

 Dans cette partie, il y a un grand nombre de composés alcalins-soufre dans la charge du four. Le clinker de ciment doit former un revêtement de four pour protéger les briques de doublure. Dans le même temps, les briques de doublure doivent également avoir la propriété d'adhérer au revêtement de four.

 Les contraintes selon lesquelles les matériaux réfractaires dans le système de four à ciment sont soumis à une principale stress thermique, à la contrainte chimique et à la contrainte mécanique. Les dommages aux doublures réfractaires sont le résultat de l'interaction de ces trois types de contraintes.

 Pendant le processus de calcination du clinker, la température de la farine brute, la charge du four et le clinker est chauffée de la température normale à environ 1430 degrés, et la température de combustion du carburant dans le four chute progressivement de 1800 - 2000 à moins de 350 degrés. Pendant le processus de refroidissement du clinker, le clinker est refroidi à environ 100 degrés par l'air, tandis que l'air est chauffé de la température normale à environ 1000 degrés. Dans les processus mentionnés ci-dessus, le rayonnement, la convection et le transfert de chaleur des gaz de combustion, de l'air, de la farine brute, de la charge du four et du clinker vers la muqueuse et les composants métalliques sont appelés contrainte thermique.

 Pendant le processus de calcination du clinker au ciment, divers composants composés du repas brut et du carburant, dans différentes conditions technologiques, subissent des réactions chimiques pour produire divers composés. Ces composés pénètrent dans les doublures réfractaires et les composants métalliques dans les phases solides, fondues ou gazeuses, réagissent avec les composés dans les revêtements et les composants métalliques et forment des composés ponctuels à faible tentative avec des changements de volume, conduisant aux dommages des doublures et des composants métalliques. C'est ce qu'on appelle le stress chimique.

 Pendant le processus de calcination du clinker au ciment, le mouvement relatif et le transfert de chaleur des matériaux et le gaz poussiéreux vers les doublures et les composants métalliques provoquent l'abrasion et \/ ou l'expansion du volume en raison du chauffage, entraînant les dommages des revêtements et des composants métalliques sous contrainte. C'est ce qu'on appelle la contrainte mécanique. La contrainte mécanique peut être atténuée ou éliminée de manière appropriée grâce à l'optimisation technologique.

 La capacité d'échange de chaleur du système de préchauffage dans de nouveaux fours à ciment de processus sec est excellente. Cependant, la capacité d'échange de chaleur de la section du four rotatif est relativement médiocre, ce qui réduit la capacité de frittage. Par conséquent, les fours rotatifs de ciment doivent augmenter la température de brûlure pour la compensation. La température maximale de la flamme dans le four rotatif du ciment peut atteindre 1 700 degrés, et l'effet de la température élevée est extrêmement intense. Sans la protection de la peau du four, les matériaux réfractaires exposés seront rapidement endommagés.

 À mesure que la sortie du four de ciment augmente, la charge à haute température sur le four rotatif augmente progressivement. Lorsque la sortie passe de 2, 000 T \/ D à 7, 000 T \/ D, la charge thermique transversale du four augmente de 4,2 × 1 0 ⁹ Cal \/ (m² · h) (1 cal=4. La charge thermique à la surface des matériaux réfractaires dans la zone à haute température augmente d'environ 3,0 × 10⁹ cal \/ (m² · h) à 4,8 × 10⁹ cal \/ (m² · h), et la charge de sortie de surface augmente également de 8 t \/ (d · m²) à 11 t \/ (d · m²).

 Les four à grande échelle (PC) à grande échelle utilisent des refroidisseurs à haute efficacité avec une efficacité de récupération de chaleur de plus de 60% et des brûleurs multicanaux avec une combustion suffisante et une faible proportion d'air primaire. La tête de four est également équipée d'une étanchéité améliorée et d'une isolation thermique. Dans un four avant-décomposition de 4,7 m × 74 m, la température de l'air secondaire atteint 1 150 degrés, la température du gaz de queue du four atteint 1 050 à 1 100 degrés (maximum 1 200 degrés) et la température du clinker quittant le kiln atteint 1 400 degrés. Les températures de fonctionnement dans la zone de transition, la zone de brûlure, la zone de refroidissement, le capot de porte du four, la gorge et la zone à haute température du refroidisseur et le côté extérieur du brûleur sont bien plus élevés que ceux des parties correspondantes dans les fours à ciment traditionnels.

 Although high temperature is beneficial for cement burning, it weakens the performance of refractory materials and accelerates their erosion, leading to damage and affecting the service life of refractories. Therefore, cement pre-decomposition kilns must use a series of new refractory materials to replace the traditional materials used in conventional kilns. For example, in the direct firing point (center) of the burning zone of a cement rotary kiln, high-grade magnesia-based refractory materials are required, including directly bonded magnesia-chrome bricks with a load softening temperature >1 650 degrés ou briques alcalines sans chrome de haute qualité.

 Si une partie des briques réfractaires dans le four de ciment est endommagée, l'épaisseur de la doublure du four restant diminuera, l'effet d'isolation thermique de la doublure s'affaiblira et la température de surface du corps du four augmentera. Cela accélérera encore le taux de dommages des matériaux réfractaires. Par exemple, lorsque la température du cylindre dans la zone à haute température augmente de 250 à 300 degrés normale à 350 à 400 degrés, une déformation significative du corps du four se produira.

 Une différence de dilatation thermique se produira entre le corps du four et les matériaux réfractaires: dans certains cas, cette différence peut créer un grand écart entre le cylindre et les briques réfractaires, provoquant le desservant les réfractaires. Pendant le fonctionnement, le mouvement relatif entre le cylindre et la doublure du four entraînera l'abrasion des réfractaires. Dans d'autres cas, l'expansion du corps du four est limitée par des matériaux réfractaires monolithiques (tels que les moulages), générant une contrainte significative entre le corps du four et les réfractaires: cette contrainte peut retirer les ancrages ou endommager les réfractaires autour des ancrages.

 La vitesse de rotation des fours à ciment traditionnels est de 1 r \/ min, tandis que celle des fours à grande échelle pré-décomposition peut atteindre 3 à 4 r \/ min. Dans les fours pré-décomposition à haute température, à grande vitesse et à grand diamètre, l'environnement de fonctionnement de la coquille du four et de la doublure est beaucoup plus sévère que celui des fours rotatifs traditionnels.

 Le cylindre d'un four rotatif en ciment est pris en charge sur les rouleaux de support via des anneaux de conduite. En raison du poids de soi significatif du cylindre, ainsi que des forces gravitationnelles des briques réfractaires, de la peau du four et de la charge du four, une grande déformation radiale se produit dans la coupe transversale du cylindre entre les rings de conduite. La mesure continue de la coquille de four de fonctionnement à l'aide d'un instrument de mesure du cylindre montre que la différence dimensionnelle entre les diamètres horizontaux et verticaux du cylindre peut atteindre 0. 3%, et parfois même 0. 6% - 0. 7%. Chaque révolution de la coquille de four fait changer cyclique sa courbure. Par conséquent, la doublure réfractaire est inévitablement soumise à des forces de compression périodiques de la coque du four et des contraintes d'équilibre interne dans l'anneau de briques, entraînant des dommages sous chargement de fatigue.

 De plus, les erreurs de fabrication et d'installation, un réglage inapproprié des rouleaux de support et le tassement inégal de la fondation du four peuvent également provoquer la flexion de la flexion de la coquille de four dépasser les valeurs admissibles, compromettant la rectitude et la rondeur du cylindre. Si la flexion se produit aux extrémités, elle fera sauter le cylindre d'extrémité, entraînant une fuite d'air à la tête et une queue du four, et des dommages aux dispositifs d'étanchéité et aux matériaux réfractaires. S'il se produit à l'emplacement des engrenages de transmission, cela entraînera un maillage inégal des grands et petits engrenages, provoquant des vibrations qui entraînent un relâchement des réfractaires, une "traction en brique", une chute de brique ou des dommages dus à une contrainte mécanique excessive.

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