En general, de acuerdo con la temperatura de los materiales en el horno de cemento, las zonas de trabajo del sistema de horno rotativo (incluida la cola del horno precalentamiento y el enfriador de la cabeza del horno) se dividen en lo siguiente: zona de secado, zona de precalentamiento, zona de descomposición, zona de reacción exotérmica, zona de ardor y zona de enfriamiento.

Zona de secado

 En los hornos rotativos de cemento tradicionales, la temperatura del material en la zona de secado es de 20-150 grados, y la temperatura del gas es de 250 a 400 grados.

 En los nuevos hornos de cemento de proceso seco, el material que ingresa al horno se calienta a más de 150 grados en el momento en que ingresa al ciclón de la cola del horno. Por lo tanto, la zona de secado solo existe en una sección muy corta en la entrada de la materia prima. Casi no hay zona de secado en el sistema de cola de horno de nuevos hornos de cemento de proceso seco.

Zona de precalentamiento

 En los hornos rotativos de cemento tradicionales, la temperatura del material en la zona de precalentamiento es de 150 a 800 grados, y la temperatura del gas es de 450–850 grados.

 En los nuevos hornos de proceso seco, la zona de precalentamiento abarca desde el ciclón de la primera etapa al colector de polvo del ciclón penúltimo. En la zona de precalentamiento, los componentes orgánicos en la materia prima comienzan a secarse y descomponerse, y la arcilla comienza a deshidratarse, creando condiciones para la descomposición del carbonato de calcio.

Zona de descomposición:

 En los hornos rotativos de cemento tradicionales, la temperatura del material en la zona de descomposición es de 800-1000 grados, y la temperatura del gas es de 1000–1400 grados.

 En los nuevos hornos de cemento de proceso seco, la zona de descomposición se extiende desde el horno de descomposición hasta un punto 7D (d es el diámetro de la placa de acero del horno) lejos de la cabeza del horno dentro del horno. Por ejemplo:

Para un nuevo horno de proceso seco con dimensiones φ4m × 60m, la zona de descomposición varía de 28 a 60 m desde la cabeza del horno.

Para un nuevo horno de proceso seco con dimensiones φ4.7m × 74m, la zona de descomposición varía de 33 a 74 m desde la cabeza del horno.

Zona de reacción exotérmica(también conocido como zona de transición o zona de transición superior):

 La temperatura del material en la zona de reacción exotérmica es de 1000–1300 grados.

 En los nuevos hornos de cemento de proceso seco, la zona de transición se calcula como el área de 7D a 4D desde la cabeza del horno. Ejemplos:

Para un horno de cemento de proceso seco nuevo φ4m × 60m, la zona de transición varía de 16–28 m desde la cabeza del horno.

Para un horno de cemento de proceso seco nuevo φ4.7m × 74m, la zona de transición varía de 19 a 33 m desde el cabezal del horno.

Zona de enfriamiento

 La temperatura de la carga del horno en la zona de enfriamiento es 1100 - 1300 grado. Después de que el clinker sale de la zona de ardor, se enfría o se solidifica en la zona de enfriamiento.

Zona ardiente

 La zona de combustión está en la ubicación de la temperatura más alta en el horno de cemento. La temperatura de la llama puede alcanzar el grado 1800 - 2000, y la temperatura de la carga del horno alcanza el grado 1350 - 1400.

 En esta parte, hay una gran cantidad de compuestos álcali -azufre en la carga del horno. Cement Clinker necesita formar un recubrimiento de horno para proteger los ladrillos de revestimiento. Al mismo tiempo, los ladrillos de revestimiento también deben tener la propiedad de adherirse al recubrimiento del horno.

 Las tensiones de que los materiales refractarios en el sistema de horno de cemento están sujetos principalmente incluyen: estrés térmico, estrés químico y estrés mecánico. El daño a los revestimientos refractarios es el resultado de la interacción de estos tres tipos de tensiones.

 Durante el proceso de calcinación de clinker, la temperatura de la harina cruda, la carga del horno y el clinker se calientan de la temperatura normal a aproximadamente 1430 grados, y la temperatura de combustión de combustible en el horno cae gradualmente desde 1800 - 2000 grado hasta menos de 350 grados. Durante el proceso de enfriamiento de clinker, el clinker se enfría a aproximadamente 100 grados por aire, mientras que el aire se calienta desde la temperatura normal hasta aproximadamente 1000 grados. En los procesos mencionados anteriormente, la radiación, la convección y la transferencia de calor de gas de combustión, aire, comida cruda, carga de horno y clinker al revestimiento y los componentes metálicos se denominan estrés térmico.

 Durante el proceso de calcinación de clinker de cemento, varios componentes compuestos en la harina y combustible en bruto, en diferentes condiciones tecnológicas, experimentan reacciones químicas para producir varios compuestos. Estos compuestos penetran en los revestimientos refractarios y los componentes metálicos en fases sólidas, fundidas o gaseosas, reaccionan con los compuestos en los revestimientos y los componentes metálicos, y forman compuestos de bajo punto de fusión con cambios de volumen, lo que provoca el daño de los revestimientos y los componentes metálicos. Esto se llama estrés químico.

 Durante el proceso de calcinación de clinker de cemento, el movimiento relativo y la transferencia de calor de los materiales y el gas polvoriento a los revestimientos y los componentes metálicos causan abrasión y\/o expansión del volumen debido al calentamiento, lo que resulta en el daño de los revestimientos y los componentes metálicos bajo estrés. Esto se llama estrés mecánico. El estrés mecánico puede aliviarse o eliminarse adecuadamente a través de la optimización tecnológica.

 La capacidad de intercambio de calor del sistema de precalentamiento en los nuevos hornos de cemento de proceso seco es excelente. Sin embargo, la capacidad de intercambio de calor de la sección del horno rotativo es relativamente pobre, lo que reduce la capacidad de sinterización. Por lo tanto, los hornos rotativos de cemento deben aumentar la temperatura de combustión para la compensación. La temperatura máxima de la llama en el horno rotativo de cemento puede alcanzar 1.700 grados, y el efecto de la temperatura alta es extremadamente intenso. Sin la protección de la piel del horno, los materiales refractarios expuestos se dañarán rápidamente.

 A medida que aumenta la salida del horno de cemento, la carga de alta temperatura en el horno giratorio aumenta gradualmente. Cuando la salida aumenta de 2, 000 T\/D a 7, 000 T\/D, la carga de calor de sección transversal del horno aumenta de 4.2 × 1 0 ⁹ Cal\/(m² · H) (1 Cal=4. 18 J, el mismo por debajo) a 6.2 × 10⁹ Cal\/(m² · H). La carga de calor en la superficie de los materiales refractarios en la zona de alta temperatura aumenta de aproximadamente 3.0 × 10⁹ Cal\/(m² · h) a 4.8 × 10⁹ Cal\/(m² · h), y la carga de salida de la superficie también aumenta de 8 t\/(d · m²) a 11 t\/(d · m²).

 Los hornos previos a la decomposición (PC) a gran escala utilizan enfriadores de alta eficiencia con una eficiencia de recuperación de calor de más del 60% y quemadores multicanal con suficiente combustión y una baja proporción de aire primario. El cabezal del horno también está equipado con aire integral mejorado y aislamiento térmico. En un horno previo a la decomposición de 4.7 m × 74 m, la temperatura secundaria del aire alcanza 1.150 grados, la temperatura del gas de cola del horno alcanza 1.050-1,100 grados (máximo de 1,200 grados), y la temperatura de clínker que sale del cilindro del horno alcanza 1.400 grados. Las temperaturas de funcionamiento en la zona de transición, la zona de ardor, la zona de enfriamiento, la campana de la puerta del horno, la garganta y la zona de alta temperatura del enfriador, y el lado exterior del quemador son mucho más altos que los de las partes correspondientes en los hornos de cemento tradicionales.

 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 grados o ladrillos alcalinos sin cromo de alta calidad.

 Si parte de los ladrillos refractarios en el horno de cemento están dañados, el grosor del revestimiento del horno restante disminuirá, el efecto de aislamiento térmico del revestimiento se debilitará y la temperatura de la superficie del cuerpo del horno aumentará. Esto acelerará aún más la tasa de daños de los materiales refractarios. Por ejemplo, cuando la temperatura del cilindro en la zona de alta temperatura aumenta de 250–300 grados a 350–400 grados, se producirá una deformación significativa del cuerpo del horno.

 Surgirá una diferencia de expansión térmica entre el cuerpo del horno y los materiales refractarios: en algunos casos, esta diferencia puede crear una gran brecha entre el cilindro y los ladrillos refractarios, lo que hace que los refractarios se aflojen. Durante la operación, el movimiento relativo entre el cilindro y el revestimiento del horno conducirá a la abrasión de los refractarios. En otros casos, la expansión del cuerpo del horno está restringida por materiales refractarios monolíticos (como molestables), generando un estrés significativo entre el cuerpo del horno y los refractarios: este estrés puede extraer los anclajes o dañar los refractarios alrededor de los anclajes.

 La velocidad de rotación de los hornos de cemento tradicionales es de 1 r\/min, mientras que la de los hornos previos a la decomposición a gran escala puede alcanzar hasta 3–4 r\/min. En los hornos previos a la decomposición con alta temperatura, alta velocidad y gran diámetro, el entorno operativo de la carcasa del horno y el revestimiento es mucho más duro que el de los hornos rotativos tradicionales.

 El cilindro de un horno rotativo de cemento se admite en rodillos de soporte a través de anillos de conducción. Debido al significado auto-peso del cilindro, así como a las fuerzas gravitacionales de los ladrillos refractarios, la piel del horno y la carga del horno, se produce una gran deformación radial en la sección transversal del cilindro entre los anillos de conducción. La medición continua de la cubierta del horno operativo utilizando un instrumento de medición del cilindro muestra que la diferencia dimensional entre los diámetros horizontales y verticales del cilindro puede alcanzar 0. 3%, y a veces incluso 0. 6% - 0. 7%. Cada revolución de la cubierta del horno hace que su curvatura cambie cíclicamente. En consecuencia, el revestimiento refractario está inevitablemente sometido a fuerzas de exprimción periódicas de la carcasa del horno y las tensiones de equilibrio interno dentro del anillo de ladrillo, lo que provoca daños bajo la carga de fatiga.

 Además, los errores de fabricación e instalación, el ajuste inadecuado de los rodillos de soporte y el asentamiento desigual de la base del horno también pueden hacer que la flexión del shell del horno exceda los valores permitidos, comprometiendo la rectitud y la redondez del cilindro. Si se produce una flexión en los extremos, hará que el cilindro final salte, lo que provoca fugas de aire en la cabeza y la cola del horno, y daños a los dispositivos de sellado y materiales refractarios. Si ocurre en la ubicación del engranaje de transmisión, dará como resultado una malla desigual de los engranajes grandes y pequeños, causando vibraciones que conducen al aflojamiento de los refractarios, "tracción de ladrillo", caída de ladrillo o daño debido a un estrés mecánico excesivo.

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