В цементной промышленности роторные лопастные питатели применяются в качестве загрузочных устройств непрерывного действия, а также в качестве измерительных устройств, работающих как роторные лопастные питатели либо под небольшим отрицательным, либо под повышенным давлением.

Роторные лопастные питатели пригодны для  дозированной загрузки широкого спектра сыпучих материалов, складируемых навалом, при очень высокой пропускной способности с конвейеров, из бункеров или силосов. При этом степень их износа очень мала.

Преимущества роторных лопастных питателей заключаются в их относительно небольших конструктивных размерах и высокой пропускной способности, их пригодности к использованию в широких температурных пределах и при высоком перепаде давления в условиях относительно низкого энергопотребления. При применении электромоторов класса эффективности EEF 1 требования к энергосбережению могут быть еще более высокими. Кроме того, роторные лопастные питатели могут использоваться в качестве взрывозащиты в соответствии с нормативами RL 94/9/EC для сыпучих материалов с показателем LSF < 300 в системах, соответствующих нормативным документам.

Примером использования роторных лопастных питателей является транспортировка сырьевой муки в процессе производства цемента. Основными сырьевыми материалами для производства цемента являются известняк, глина и мергель. Сырьевые материалы добываются в карьерах, дробятся, высушиваются, смешиваются в определенной пропорции и затем измельчаются в сырьевую муку. Сырьевая мука гомогенизируется в силосах и транспортируется в теплообменник при помощи ковшовых подъемников, воздушных желобов или роторных лопастных питателей. Далее сырьевая мука обжигается и принимает форму цементного клинкера, который охлаждается и хранится в силосах. На конечной стадии цементный клинкер подвергается помолу с добавлением сульфатов и гидролизирующих веществ и превращается в цемент. В 2007 г. Мировое производство цемента выросло до 2,7 млрд. т. Крупнейшими производителями цемента являются Китай, Индия и США, хотя Россия, Турция, Бразилия и Мексика тоже показали довольно большой роспроизводства.

 Как правило, рынок требует от завода высокой производительности, надежной работы и высокой эксплуатационной готовности. Высокая производительность предприятия по производству цемента означает, что устройства транспортировки, например, роторные лопастные питатели, должны иметь высокую пропускную способность, одновременно отвечая требованиям по высокой эксплуатационной способности, достигаемым путем применения износостойких материалов и правильной концепции сервисного обслуживания.

Компании JAUDT удалось достичь требуемой пропускной способности в своей новой серии роторных лопастных питателей типа XXL. Серия начинается с устройств с номинальными размерами 700 x  700 мм, общей высотой 1000 мм, с пропускной способностью 230 т/час (объемная плотность сырьевой муки = 0,7 кг/л) и заканчивается устройствами с номинальным размером 1300 x 1300 мм, общей высотой 1800 мм, с пропускной способностью 980 т/час (рис. 1). Техническое исполнение этих роторных лопастных питателей полностью соответствует требованиям, предъявляемым к таким большим устройствам. Получен сертификат ATEX в соответствии с нормативами RL 94/9 EC.

1 Роторный лопастной питатель с хромированным покрытием (ZS XXL 900 x 1000, общая высота 1200, Tпродукта = 400° C)

2 Конструкция роторных лопастных питателей

В основе конструкции роторных лопастных питателей XXL лежит разработка питателей компании JAUDT серии Vario, доказавших свою пригодность за 50 лет их эксплуатации. Корпуса и подшипниковые щиты выполнены в виде массивной сварной конструкции, усиленной ребрами жесткости (рис. 2). Роторные лопастные питатели оборудованы внешними, регулируемыми антифрикционными под- шипниками. Ось уплотняется снаружи при помощи сальниковой набивки, стандартных маслосъемных колец и подключения продувочного (уплотняющего) воздуха.

2 Вид изнутри (ZS XXL 900 x 900 мм, общая высота 1200 мм)

Лопастной ротор имеет съемные уплотнительные полосы. Количество карманов позволяет добиться двойного перекрытия. Это обеспечивает высокую степень уплотнения и предотвращает просыпание материала. Диаграмма протечек, составленная по данным работы конкретного роторного лопастного питателя и требованиям заказчика, отражает скорость протечек как функцию от давления. Теоретические данные основаны на результатах, полученных на испытательном стенде компании JAUDT при тестировании оборудования. Функциональный износ в паре корпус/подшипниковый щит и уплотнительные полосы лопастного ротора снижается либо путем применения хромированного покрытия (твердость приблизительно 600 HV) , а в случае износостойкого исполнения при помощи нанесения покрытия из карбида вольфрама (1300—1400 HV 0.3), либо путем изготовления корпуса и подшипниковых щитов полностью из износостойкой стали. В соответствии с философией компании JAUDT изнашиваться должны только уплотнительные полосы. Поэтому очень большое внимание уделяется тщательному конструированию пары корпус/подшипниковый щит и уплотнительная полоса.

Правильный выбор материалов пары износа диктуется твердостью сырьевой муки (4-5 единиц по Моссу) и дополнительным воздействием таких материалов, как железная руда и песок в зависимости от их месторождения. Твердость используемой сырьевой муки не всегда можно определить точно, если она является смесью веществ с различным уровнем твердости. В таком случае на испытательном оборудовании компании JAUDT определяется степень износа с использованием устройства для замера износа. Исследование на этом устройстве поверхностей с различными типами покрытий позволяет проводить сравнение результатов испытаний со шкалой твердости Мосса (табл. 1). Выбор материала для изготовления стальных деталей, например, сталь 16 Mo3 (1.5412) или котловая сталь H II (1.0425) зависит от температуры продукта, определяемой как T > 150° C (табл. 2).

Приблизительная оценка теплопереноса позволяет инженерам подобрать правильную комбинацию материалов, а также конструкцию уплотнения и антифрикционных подшипников. При расчете зазора между лопастным ротором и корпусом/подшипниковым щитом (табл. 2) учитывается тепловое расширение каждого материала для предотвращения закусывания ротора во время запуска установки по причине слишком малой величины зазора. Для обеспечения быстрого устранения неисправностей, вызванных, например, попаданием в ротор металлических негабаритных предметов, и обеспечения доступа для техобслуживания и ремонта роторный лопастной питатель XXL может быть оборудован двумя смотровыми люками значительного размера. По отдельному заказу он может быть оборудован дополнительным люком по всей ширине машины для замены уплотнительных полос без демонтажа

3 Использование роторных лопастных питателей для дозирования вторичного топлива
Соображения ресурсо- и энергосбержения, а также снижения выбросов CO2 заставляют производителей цемента постоянно совершенствовать технологические процессы и использовать все больше вторичных видов топлива, что также снижает эксплуатационные расходы. В настоящее время более 80% всех производителей цемента используют от 70 до 100% альтернативного топлива для процессов первичного/вторичного обжига и кальцинации. Высокие температуры, необходимые в процессе производства клинкера, приводят к полному сгоранию органических веществ, причем остатки переходят в состав матрицы к линкера. Увеличение доли вторичного топлива для использования на цементных предприятиях становится все более оправданным благодаря его теплотворной способности (например, значение этого показателя для бывших в употреблении автомобильных покрышек, технических эластомеров и т. д. превышает 30 MДж/кг), возможности дешевой утилизации отходов и замены традиционных источников энергии.

Вторичное топливо, направляемое в систему обжига, обычно дозируется при помощи роторных лопастных питателей. Благодаря низкой объемной плотности и большому размеру частиц таких топливных материалов лопастные роторные питатели XXL компании JAUDT также пригодны для применения в этой области. В зависимости от размеров частиц (длина кромки) и типа вторичного топлива, например, отходов деревообработки, роторный лопастной питатель XXL может использоваться в виде роторного лопастного питателя-измельчителя. В этом случае производится замена уплотнительных полос на стальные закаленные лезвия с четырьмя рабочими режущими кромками.

Taблица 1: Классификация сыпучих материалов в соответствии с твердостью по Моосу

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка цемента можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков  «Рынок цемента в России».

Цемент. Известь. Гипс.