Описание проекта

Компания «Хэнань Хункэ Хэви Машинери Ко., Лтд.» (далее — «Хэнань Хункэ Машинери») спроектировала, изготовила и поставила полную производственную линию металлического магния на основе вращающейся печи для заказчика в провинции Хэнань (Китай) — центре китайской магниевой промышленности. Система предназначена для обжига доломитовой руды при высоких температурах с получением активного обожжённого доломита (CaO·MgO) — сырья, необходимого для извлечения металлического магния по силикотермическому (пиджоновскому) процессу.

Данный проект решает критически важный первый этап производства металлического магния — обжиг сырого доломита. Качество и стабильность обожжённого доломита напрямую определяют выход продукта, энергоэффективность и общую экономику последующего процесса магниевой редукции.

Предпосылки: магниевая промышленность Китая

Китай производит примерно 85–90 % мирового первичного металлического магния, причём провинции Хэнань, Шэньси, Шаньси и Внутренняя Монголия являются основными регионами-производителями. Пиджоновский процесс — силикотермический метод редукции — доминирует в китайском производстве магния, обеспечивая свыше 90 % выпуска.

В этом процессе обожжённый доломит смешивается с ферросилицием (FeSi) и флюсом, загружается в хромоникелевые реторты и нагревается в вакууме при температуре около 1 200 °C. Кремний в составе ферросилиция восстанавливает оксид магния до паров металлического магния, которые конденсируются на охлаждаемом коллекторе внутри реторты в виде высокочистого магниевого кристалла (99,9 %+ Mg).

Стадия обжига доломита — выполняемая во вращающейся печи — это начало цепочки качества всего магниевого производства. Плохо обожжённый доломит (с высокими потерями при прокаливании, низкой активностью или нестабильным химическим составом) напрямую снижает выход магния и увеличивает энергопотребление в ретортных печах.

Почему вращающаяся печь для обжига доломита?

Доломит (CaCO₃·MgCO₃) должен быть обожжён при 1 100–1 250 °C для разложения обоих карбонатов — кальция и магния:

CaCO₃·MgCO₃ → CaO·MgO + 2CO₂

Получаемый продукт — обожжённый доломит (также называемый «доломитовая известь» или «долома») — должен соответствовать строгим качественным характеристикам для использования в магниевой редукции:

Вращающаяся печь является предпочтительным оборудованием для обжига у средних и крупных производителей магния, поскольку обеспечивает:

• Непрерывную работу — в отличие от шахтных печей с партийным циклом

• Равномерный обжиг — вращательное движение гарантирует одинаковое воздействие тепла на все частицы

• Масштабируемость — от малых (φ1,6 м) до крупных (φ3,5 м и более) диаметров

• Точный контроль температуры — регулируемая интенсивность пламени и скорость вращения для оптимального качества обжига

• Топливную гибкость — сжигание угля, природного газа или смешанного топлива

Спецификация оборудования

Система вращающейся печи, поставленная «Хэнань Хункэ Машинери», имеет следующие параметры:

Полный объём поставки

Поставка «Хэнань Хункэ Машинери» включает следующие интегрированные подсистемы:

Конструктивные особенности для обжига доломита

Оптимизированное соотношение длины и диаметра печи

Размеры φ2,5 × 50 м обеспечивают соотношение L/D = 20 — специально рассчитанное для обжига доломита. Это соотношение обеспечивает:

• Достаточное время пребывания (30–60 минут) для полного обжига при проектной производительности

• Достаточно протяжённую высокотемпературную зону (зону горения) для полного разложения CaCO₃ и MgCO₃

• Надлежащую зону подогрева для постепенного нагрева доломита и предотвращения термического растрескивания

Огнеупорная футеровка для условий обжига

Огнеупорная футеровка специально подобрана для условий обжига доломита:

Спецификация огнеупоров учитывает специфическую химическую среду обжига доломита — высокое содержание CaO в обожжённом доломите высокоагрессивно к определённым типам огнеупоров, и неправильный выбор кирпича может привести к быстрому разрушению футеровки.

Многоканальная горелка с точным управлением пламенем

Печь оснащена мнококанальной угольной/газовой горелкой, формирующей длинное, регулируемое пламя, обеспечивающее:

• Равномерное распределение тепла по зоне горения

• Точный контроль температуры (±20 °C в зоне горения)

• Низкое образование NOx благодаря ступенчатому горению

• Топливную гибкость — основной уголь с резервным природным газом или совместное сжигание

Повышение внутреннего теплообмена

Внутренняя поверхность печи оснащена лопастями и перемычками в зоне подогрева для улучшения теплообмена между горячим газом и доломитовой подачей. Эти элементы увеличивают эффективную площадь теплообмена и снижают требуемую температуру газа на хвосте печи — повышая общую тепловую эффективность.

Принцип работы

Процесс обжига доломита во вращающейся печи следует чётко определённой термической последовательности:

Стадия 1: Подогрев (загрузочный конец, 100–800 °C)

Сырой доломит поступает в приподнятый конец наклонной печи. При вращении барабана доломит постепенно нагревается противоточными горячими отходящими газами. Удаляется поверхностная влага, и температура доломита progressively повышается.

Стадия 2: Обжиг (средняя часть, 800–1 150 °C)

Здесь происходит основная химическая реакция. Оба карбонатных компонента разлагаются эндотермически:

• MgCO₃ → MgO + CO₂ (начинается при ~600 °C, интенсивно выше 750 °C)

• CaCO₃ → CaO + CO₂ (начинается при ~750 °C, интенсивно выше 900 °C)

Выделяемый CO₂ создаёт характерное видимое газовыделение, когда доломит «кипит» в печи.

Стадия 3: Высокотемпературная выдержка (зона горения, 1 150–1 250 °C)

Обожжённый доломит проходит через зону горения, где удерживается при максимальной температуре для обеспечения полного разложения. Это критически важно: любой остаточный карбонат (высокая ППП) в обожжённом доломите снизит выход магния в последующем ретортном процессе.

Стадия 4: Выгрузка и охлаждение

Полностью обожжённый доломит выходит из печи с нижнего конца и поступает в холодильник, где быстро охлаждается с 1 100–1 200 °C до температуры ниже 100 °C. Быстрое охлаждение важно для предотвращения рекарбонизации (повторного поглощения CO₂), которая ухудшит качество доломитовой извести.

Стадия 5: Дробление и грохочение

Охлаждённый обожжённый доломит дробится до требуемой крупности (10–40 мм) для загрузки в ретортные печи магниевой редукции.

Параметры управления процессом

Результаты эксплуатации

На основании эксплуатационных данных аналогичных установок:

Стабильное качество обожжённого доломита — достигаемое благодаря равномерному обжигу во вращающейся печи — напрямую translates в более высокий выход магния и более низкое энергопотребление в нижележащих ретортных печах.

Охрана окружающей среды

Печная система включает следующие экологические элементы:

Диапазон магниевых печей «Хэнань Хункэ Машинери»

«Хэнань Хункэ Машинери» производит вращающиеся печи для обжига доломита широкого диапазона мощностей для магниевых производителей:

Каждая система проектируется под конкретный химический состав доломита, целевую производительность и тип топлива заказчика. «Хэнань Хункэ Машинери» поставляет полную линию — от дробления доломита через обжиг в печи, охлаждение и транспортировку продукта — как комплексное решение «под ключ».

Отзыв заказчика

«Вращающаяся печь от «Хэнань Хункэ Машинери» значительно улучшила качество и стабильность нашего обожжённого доломита. ППП стабильно ниже 1,5 %, а активность превышает 350 мл — именно то, что нужно для наших магниевых ретортных печей. Печь работает надёжно с минимальным обслуживанием, а инженерная команда была очень профессиональной на протяжении всего проекта.»

О компании «Хэнань Хункэ Хэви Машинери Ко., Лтд.»

Компания «Хэнань Хункэ Хэви Машинери Ко., Лтд.», расположенная в провинции Хэнань (Китай), является профессиональным изготовителем систем вращающихся печей для магниевого, оксидно-цинкового, цементного, известкового и metallurgical производств. Производственное предприятие компании оснащено вальцовочными станками, механообрабатывающими центрами с ЧПУ, сварочными постами и лабораториями контроля качества, обеспечивающими полный цикл изготовления всех основных компонентов печей.

«Хэнань Хункэ Машинери» обслуживает клиентов по всему миру, предоставляя инжиниринг, изготовление, отгрузку, супервизирование монтажа, пуско-наладку и послепродажную поддержку как единый комплекс услуг.