Sk-mirastroy.ru

Стройка и ремонт
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кольцевая печь для обжига кирпича

Обжиг кирпича. Печь.

Кольцевая печь. Широкое распространение кольцевых печей, в которых обжигают около 60 % продукции, объясняется их высокой тепловой эффектив­ностью, сравнительно высокой производительностью, возможностью сжигания любого вида топлива (с переходом с одного вида на дру­гой без остановки печи), простотой эксплуа­тации и др. качествами. Именно такие печи использует кирпичный завод г.Лубны. Принцип действия кольцевой печи показан на рис.1(а—в). При. непрерывной эксплуа­тации печи обжигательный канал почти целиком заполнен изделиями. Свободными ос­таются две-три камеры, через открытые ходы которых загружают сырец и выгружают обож­женный кирпич. В кольцевую печь сырец за­гружают с влажностью 6—8 %. В зоне до­сушки и подогрева удаляется остаточная вла­га, и сырец подогревается до температуры воспламенения топлива. В зоне обжига темпе­ратуру сырца доводят до максимальной и вы­держивают для ее выравнивания по его толщине. В зоне охлаждения он интенсивно ох­лаждается наружным воздухом, поступающим в камеры. Подогретый воздух далее посту­пает в зону обжига для горения топлива, а дымовые газы направляют в зоны досушки и подогрева. Отработанные дымовые газы и избыточный горячий воздух попадают в дымо­вой канал печи, из которого отсасываются вентилятором и направляются в сушилку или выбрасываются в атмосферу.

Рис.1. Кольцевая печь непрерывного действия

а — схема работы печи; б — аксонометрическая схема; в — поперечный разрез;

3— дымовой канал;

4— обжиговый канал;

5— жаровой канал;

6— топливные трубки;

7, 8—отверстия (очелки);

11, 12—дымовые и жаровые клапана.

Садка сырца состоит из четырех основных элементов: ножек, перекрытия ножек, колосни­ковой решетки и собственно садки. Садка кон­струкции П.А.Дуванова предусматривает укладку сырца прямой и ко­сой «елкой» без поперечной перевязки. Попе­речный ряд в садке предусматривают только для перекрытия ножек. Относительно равно­мерное распределение скорости газов по се­чению печи достигают при садке сырца с дополнительными ножками на десятом по высоте ряду от пода печи (садка конструкции И. Я. Мазова). Плотность садки в печи на твердом виде топлива 210— 220 шт./м3, на жидком и газообразном топ­ливе — не более 200 шт./м3. На некоторых предприятиях освоена пакетная садка и вы­грузка электропогрузчиками. При полуцир­кульном своде обжигательного канала часть пространства докладывается вручную.

Сжигание топлива в кольцевых печах непосредственно в среде раскаленного сырца создает благоприятные условия быстрого и полного завершения процесса горения и тепло­передачи. Твердое топливо подают мелкими порция­ми через топливные трубочки (очелки) в своде печи.

Кирпич-сырец может содержать значи­тельное количество (до 70 % необходимого для обжига) запрессованного топлива, вводимого специально или при использовании топливосодержащих сырьевых материалов. В этих случаях добавочное количество твер­дого топлива подают в основном в боковые трубочки, а в центральные лишь в последний период обжига для достижения максималь­ной температуры. В зависимости от условий работы кольцевых печей расход топлива колеб­лется в широких пределах, однако на большей части предприятий он составляет 120—130 кг условного топлива на 1000 шт. кирпича.

Производство клинкера в кольцевой печи Гофмана

Начало кирпичного производства восходит к глубокой древности, при этом глиняный кирпич (лат. tegula) считается наиболее древним искусственным строительным материалом, применявшимся уже в эпоху неолита. В высушенном виде он был известен уже с VII века до н.э., а шумеры, вавилоняне и ассирийцы весьма искусно использовали кирпич в форме глазурованного продукта.

Примерно 4200 лет назад при строительстве Вавилонской башни для ее «облицовки» был использован необожженный и обожженный кирпич.

При археологических раскопках в Иерихоне (7500 до н.э.) был найден кирпич, до сих пор считавшийся наиболее древним.

Римляне принесли с собой искусство обжига кирпича в Северную Европу через Ломбардию, в регион Эмс-Долларт, в такие области, как Гронинген и Райдерланд. Вскоре кирпичные заводы в регионе Эмс-Долларт сформировали закрытую территорию, так как находились в геологически едином пространстве.

В течение долгого времени после распада Римской империи в Германии кирпичная промышленность в районе реки Эмс находилась в состоянии упадка. Примерно в 1600 году, когда была построена первая кирпичная печь, началось развитие и процветание кирпичной промышленности.

Схожие географические и геологические условия в восточно-фризском Райдерланде и голландской провинции Гронинген, а именно наличие плотной плодородной илистой глины, большое количество торфа, служащего в качестве топлива, в окружающих болотах и множество рек, используемых в качестве транспортных путей, обусловили развитие в данном регионе «дымящей» промышленности. В одном только Райдерланде в XIX веке насчитывалось более 40 кирпичных заводов, во всей Восточной Фрисландии — 100 заводов, а в провинции Гронинген — около 80 действующих кирпичных заводов.

За последние два столетия произошли существенные изменения в индустрии кирпичного производства. Эти изменения затронули все основные этапы производства обожженного кирпича — замес глины, формование заготовок и обжиг кирпича. На смену ручным механизмам пришли конвейер и автоматика. Полевые печи, печи с верховым пламенем, а также кольцевые печи последовательного горения уступили место современным газовым туннельным печам, которые значительно увеличили производительность одноцветного клинкерного кирпича.

В настоящее время в Европе существует только один кирпичный завод в Ненндорфе, где сохранилась технология производства клинкера с обжигом на торфе в кольцевой многокамерной печи Гофмана. Давно признанный исчезнувшим клинкер, обжигаемый на торфе, до сих пор считается среди знатоков жемчужиной кирпичного производства.

Завод в Ненндорфе был основан в 1895 году. Кирпич производился в полевой печи. Глина для заготовок выкапывалась вручную, формы заготовок также выполнялись вручную. В 1904 году на заводе была установлена кольцевая многокамерная печь последовательного горения, получившая название по имени ее изобретателя — Фридриха Эдуарда Гофмана.

Кольцевая печь Гофмана, которую изобретатель запатентовал в 1858 году, получила широкое применение, так как значительно сократила расход необходимого для обжига кирпича топлива и увеличила производительность. Основное отличие кольцевой печи Гофмана заключается непрерывности процесса обжига без перерывов на охлаждение для выемки готового кирпича и загрузки новой партии заготовок. Это стало возможно благодаря конструктивным особенностям печи последовательного горения, которая состоит из 14-20 независимых камер с отдельной дверью для загрузки и выгрузки в каждой. Камеры соединены воздушными каналами, по которым проходит горячий воздух, сокращая теплопотери и экономя топливо. Таким образом, обжиг кирпича в кольцевой печи Гофмана происходит последовательно, камера за камерой, а уголь, торф или дрова подаются в камеры через шуровочные отверстия, которые расположены в потолке.

На заводе в Ненндорфе до сих пор работает кольцевая печь Гофмана овальной формы, построенная в 1904 году. Изначально глина для производства клинкерного кирпича утрамбовывалась лошадьми на конном заводе. В 1908 году лошадей заменила паровая машина с приводным механизмом. В 1927 году на заводе появились специальные дробильные установки. Одновременно были установлены современные зумпфы и прессы. В 1935 году компания перешла на использование электроэнергии.

Хотя с появлением туннельных печей и в результате перехода от органического топлива к газу стало возможно выгодно производить в больших количествах типовой одноцветный клинкер, именно риск потери индивидуальности, выразительности и особой эстетики клинкера с обжигом на торфе заставил отказаться завод в Ненндорфе от современной газовой печи и определил его особый путь.

Сегодня «живой» музей в Ненндорфе обжигает облицовочный и тротуарный клинкер по старой технологии и спрос на него не сокращается.

Клинкер Wittmunder Torfbrand Klinker из Ненндорфа имеет свои индивидуальные параметры — цвет кирпича, его формат, форму. Лицевая поверхность клинкера хранит уникальные следы, которые подчеркивают ручной характер производства. Блестящая глазурь, следы от соприкосновения с другими кирпичами во время обжига, остатки песка, иногда отпечатки текстуры ленты транспортера, на которую заготовки подавались после нарезки перед просушкой и загрузкой в печь. Очень часто все эти неповторимые признаки «handmade» Виттмундского клинкера комбинируются таким образом, что вместе присутствуют в одной сортировке. Возможность же создания индивидуальных неповторимых сортировок клинкера подчеркивает редкий и эксклюзивный характер продукта.

Печи для обжига

В керамической промышленности применяют кольцевые и туннельные печи.

Кольцевая печь непрерывного действия имеет обжигательный канал в форме вытянутого кольца (рис. 11). Обжигаемые изделия в канале неподвижны, а зона обжига непрерывно перемешается относительно материала. Теплоноситель из зоны обжига переходит по обжигательному каналу в зону подогрева, где используется для нагревания сырца и испарения из него влаги. Топливо (твердое, жидкое или газообразное) подается через топливные трубочки, расположенные в своде печи на расстоянии около 1 м одна от другой.

Весь канал условно разделен на 12—36 камер, имеющих в стене рабочие окна для загрузки и выгрузки изделий. Теплота, отдаваемая обожженными изделиями при остывании, поступает в зону обжига. К недостаткам кольцевых печей можно отнести неравномерность обжига изделий по сечению канала, отсутствие полной механизации, большие затраты ручного труда, трудные условия работы.

В кольцевую печь сырец поступает с влажностью не более 5%. При работе 20-камерной печи продолжительность обжига кирпича по зонам: подготовки — 15—17 ч, обжига — 12—16 ч, закала —6—10 ч, остывания — 12—20 ч. П. А. Дуванов и его последователи, меняя режим обжига и тип садки, добились сокращения общего цикла обжига кирпича (рис. 12), что повысило производительность печей до 3000 шт. и более на 1 м 3 объема печи и снизило расход условного топлива на обжиг 1000 шт. кирпича до 90—120 кг.


Рис. 11. Схема работы (а) и разрез (б) кольцевой печи 1— дымовые очелки; 2 — дымовой конус; 3 — дымовой канал; 4 — ходок; 5 — рассыпной строй; 6 — клапан рассыпного строя; 7 — штанга; 8 — топливные трубы


Рис. 12. Режим обжига в кольцевых печах 1 — обыкновенного кирпича (по П. А; Дуванову); 2— пористо-дырчатого кирпича; 3 — семищелевых камней; 4 — сырца повышенной влажности

Читать еще:  От чего это зависит расход раствора при кладке кирпича


Рис. 13. Основные элементы садки кирпича 1 — ножки; 2 — подовые каналы; 3 — перекрытия ножек; 4 — «елки»; 5 — колосниковая решетка

Садка сырца в печном канале должна быть устойчивой, соответствовать виду обжигаемых изделий, обеспечивать равномерное распределение огня по сечению канала и удобство загрузки и выгрузки. В настоящее время садка кирпича-сырца в кольцевую печь механизирована: с помощью электропогрузчика 4004 пакет, сформированный вручную из 103—232 шт. высушенного кирпича, направляется в камеру печи. Плотность садки 180—250 шт/м 2 . Используются автоматы-укладчики ВСКО-25М1, ВСКО-28-02 и ВСКО-28М для съема кирпича с полочных вагонеток камерных сушилок и укладки их в пакеты по заданной схеме садки (украинской, «в елку», прямой, стыковой и др.) на поддоны или ленточный конвейер с последующей подачей пакетом кирпича в кольцевую печь со съемным перекрытием. Основные элементы садки кирпича: ножки, перекрытия ножек, колосниковая решетка и. основная садка— елки (рис. 13). Используют также садки бесколосниковых систем Г. А. Гончаренко, С. В. Баскакова, А. А. Немцова, В. В. Минкина с низкими ножками в два кирпича, плотностью 210—215 шт/м 3 . Они удобны при мелком, нешлакующемся топливе и повышенной влажности кирпича-сырца.

Перспективна реконструкция кольцевых печей с устройством съемного плоского перекрытия, выполненного из высокотемпературных легковесных материалов на основе каолинового волокна или из фосфатных изделий на металлическом каркасе и др. Транспортировка перекрытий, загрузка и выгрузка пакетов изделий выполняются передвижными кранами, установленными над печью.

Печь для обжига кирпича: виды и технология

Сегодня наиболее распространенным строительным материалом является кирпич — керамический или обожженный. По различным причинам, не всегда целесообразно обращаться за покупкой кирпича на завод-изготовитель. Можно изготавливать кирпич самостоятельно, а это означает, что обжиг кирпича своими руками — вопрос, который однозначно потребует для своего решения определенных знаний и специального оборудования.

Методики изготовления кирпича

Как происходит обжиг кирпича?

Существует два распространенных метода изготовления кирпича. Первый — полусухое и сухое прессование. Способ пластического формования является вторым методом изготовления кирпича. Разница состоит в разнящемся количестве влаги, которое содержит в себе сырьевая масса в обеих методах производства. Следует отметить, что наиболее широкое применение получил второй способ изготовления.

Кирпич, изготовленный с помощью пластического формования, может быть пустотелый или полнотелый. Принцип производства обоих видов кирпичей одинаков, различие заключается в том, что для пустотелых кирпичей глина проходит более тщательную подготовку.

Можно выделить следующие этапы изготовления кирпича:

  • Подготовка сырья
  • Формовка бруса
  • Сушка кирпича-сырца
  • Обжиг

Следует отметить, что для каждого этапа характерно тщательное соблюдение параметров. Например, для того, чтобы осуществить обжиг, который является завершающей стадией изготовления, нужно соблюсти все технические предписания. Технология обжига кирпича подразумевает соблюдение как температурного, так и временного режима. Иначе неизбежен бракованный продукт.

Как происходит обжиг керамического кирпича

Кирпич-сырец содержит в себе от 8% до 12% влажности, поступает в печь для обжига, где первоначально досушивается. Затем температура увеличивается до уровня 500-800°С, при котором происходит дегидратация минералов из глины. Из-за этого происходит усадка изделия. При температуре свыше 200°С наблюдается выделение летучих органических примесей и добавок.

На данном этапе температура обжига кирпича растет со скоростью 300-350°С/ч. Значение температуры поддерживается постоянным до тех пор, пока не выгорел углерод. И только после этого, температуру поднимают до 800°С. Воздействие таких температур приводит к тому, что продукт изменяет свою структуру. Некоторое время выдерживают предельную температуру для равномерного прогревания кирпича. Затем температура начинает постепенно снижаться.

Время обжига кирпича может достигать от 6ч до 48ч. Пока происходит данный процесс, кирпич неоднократно структурно изменяется. В случае соблюдения технологии производства, на выходе получается продукт с высокими прочностными и водостойкими качествами. Для него характерны звуко- и теплоизоляционные свойства, а также устойчивость к различным температурным режимам.

Рекомендуем прочитать:

Типы печей для обжига кирпича

На этапе обжига применяются различные печи. Какое оборудование для обжига кирпича использовать в производстве зависит от различных факторов. Печь, используемая для обжига кирпича, является и технологическим оборудованием и термодинамической открытой системой одновременно. В ней происходят постоянные тепловые процессы.

Кольцевая печь

Кольцевая печь для обжига кирпича

Одним из видов печей для обжига кирпича являются кольцевые печи. Наибольшее распространение в производстве кирпича получили именно данные печи со сводами. Если кольцевая печь для обжига кирпича устанавливается не на производственном предприятии, то целесообразно использовать ее без свода. Стоимость постройки по сравнению с напольными печами чуть дороже, однако, их обслуживание намного удобнее и легче.

Схема кольцевой печи для обжига кирпича

Обжиг кирпича в кольцевой печи дает результат по качеству значительно выше, чем в напольной, а топливо расходуется в несколько раз меньше на 1 тысячу обжигаемых кирпичей. Еще одним преимуществом данных печей является то, что топить ее можно различными видами топлива. Все это оказало влияние на широкое распространение кольцевых печей.

Туннельная печь

Туннельные печи идут на смену кольцевым, постепенно вытесняя их. Все больше крупных кирпичных заводов применяют их на своем производстве. В туннельных печах кирпич передвигается на специальных вагонетках, в отличие от кольцевых, где кирпич установлен неподвижно, и через него проводят различные температурные режимы.
Туннельная печь для обжига кирпича легче в обслуживании, потому что выгрузка и загрузка партии кирпичей происходит за пределами печи, где для персонала существуют приемлемые температурные условия. К тому же, механизировать процессы гораздо легче перед рабочей зоной, нежели в ней.
Печь представляет собой туннель, внутри которого проложены рельсы. Обжиг кирпича в туннельной печи происходит на вагонетках, которые стоят одна за одной по всей длине туннеля. Через определенный интервал времени в туннель заходит новая вагонетка с сырым кирпичом, а с обратной стороны туннеля выезжает вагонетка с уже готовой продукцией.

Туннельная печь для обжига кирпича

В печах могут быть установлены различные источники тепла. Топить печи для обжига возможно углем, нефтью. Устанавливается электропечь, или газовые горелки. От вида выбранного источника тепла зависит удобство обслуживания и экономическая выгода производства. Если для производства выбрана газовая печь для обжига кирпича, то не зависимо от того — кольцевая или туннельная печь — результат будет качественный только при соблюдении технологических параметров.

Обжигаем кирпич в домашних условиях

Если отстранится от больших объемов производства на кирпичных заводах и подумать о меньших количествах выпуска продукции, то возможно организовать обжиг керамического кирпича в домашних условиях. Для того чтобы обжечь кирпич в небольших количествах, понадобится обыкновенная металлическая бочка емкостью от 200 до 250 л. Предварительно в ней необходимо вырезать днища с обеих сторон.

Обжиг можно осуществлять и с помощью костра. Для этого нужно вырыть яму глубиной в полметра, а над ней установить бочку, приподнятую над краем ямы на высоте приблизительно 20 см. В месте, где отсутствует нижнее днище, необходимо приспособить опоры в виде прутов или металлическую решетку. Это необходимо для того, чтобы была основа для складирования кирпича внутри бочки.

После заполнения бочки кирпичом, верхнюю ее часть прикрыть крышкой, дабы минимизировать потери тепла. Обжиг длится примерно 20 часов, в зависимости от свойства глиняного состава, используемого в кирпиче. Можно производить обжиг кирпича газом, но как упоминалось выше, от вида топлива зависит экономическая рентабельность.

Схема печи для обжига кирпича газом

Рекомендуем эти статьи:

Что необходимо для покупки печи для обжига кирпича

Если же задуматься об открытии бизнеса по производству керамического кирпича, то необходимо рассмотреть более серьезные варианты, чем жечь костры во дворе. Если уже принято решение купить мини печь для обжига кирпича, то необходимо выбрать оптимально подходящий вариант. Стоит продумать о том, какие объемы планируются выпускаться, ведь каждая печь имеет свою производительность.

Также важный пункт — подобрать печь с подходящим видом топлива, потому что в наше время быстрых перемен цен на энергоносители, этот вопрос требует серьезного отношения. Стоит задуматься о целесообразности покупки печи для обжига с большей производительностью, если в планах есть увеличение производства.

Когда вопросы по основным характеристикам решены, необходимо подобрать подходящий вариант модели и начать поиски вариантов выгодной покупки. Цена печи для обжига кирпича у разных дилеров и продавцов может колебаться, поэтому торопиться не стоит. Большинство представителей, реализующих данную продукцию, не выставляют цены в открытом доступе, поэтому придется потрудиться в поисках выгодного предложения. Но результат экономии может приятно превзойти все ожидания!

Обжигание кирпича

Для изготовления кирпича нужна глина. Однако недостаточно придать ей форму кирпичного блока и высушить, потребуется обжиг кирпича. Такая процедура нужна для получения качественного и прочного строительного материала. Наличие необходимого сырья и знание технологии обжига дают возможность производить стройматериал и в домашних условиях.

Что это за процесс и особенности технологии

Тепловую обработку стройматериала из глины под действием высоких температур называют обжигом. Это завершающий этап производства кирпичных блоков. Технология обжига включает 3 этапа:

  1. Прогревание.
  2. Обжиг.
  3. Охлаждение.

На первом этапе кирпич нагревают до температуры 120 градусов, с целью выпаривания из него воды. Затем, для выгорания примесей органического происхождения и окончательного вывода жидкости, его прогревают до 600 гр. На следующем этапе температура обжига кирпича составляет 920—980 градусов. При этом начинается усадка глины, приобретается прочность. В условиях постоянной максимальной температуры кирпичный блок некоторое время закаливается и томится. На завершающем этапе полученный строительный материал из глины охлаждают. Если во время термической обработки не было нарушения технологии, цвет блока будет оранжево-красный, а структура однородной. Для получения глазурованного кирпича потребуется повторный обжиг.

Чтобы в итоге получить прочный и качественный обожженный кирпич без трещин, в процессе термообработки требуется строгий контроль температурного режима

Сложности обжига кирпича

Прежде чем открывать производство и приобретать печь для обжига, необходимо составить бизнес-план. Нужно учесть объемы производства, характер и стоимость энергоносителя, способы доставки сырья и отгрузки готовой продукции. Затраты следует свести к минимуму, иначе изготовление термически обработанных кирпичных блоков будет нерентабельным. Альтернативным может стать производство кирпича без обжига. Его изготавливают способом полусухого и сухого прессования и получают стройматериал со свойствами идентичными обожженному.

Читать еще:  Молоток каменщика MATRIX 10630, 600 г, цельнометаллический, двухкомпонентная рукоятка

Виды печей

Для обжига керамики и производства обожженного, в том числе керамического кирпича используют специальные печи. Они бывают 2 типов:

Туннельная печь

Устройство туннельного типа — это длинная, в виде туннеля газовая печь для обжига кирпича. Внутри находятся 3 камеры и проложены рельсы. По ним, с помощью автоматических толкателей, движутся металлические вагонетки. Перед входом в печь них загружают необожженный кирпич. Вход и выход закрывается герметично. После просушки в 1 камере, кирпичные блоки перемещаются во 2 для обжига. Его обеспечивают газовые горелки, постоянно поддерживающие температуру на уровне 920—980 градусов. Затем кирпич попадает в третью зону с более низкой температурой, где происходит его охлаждение. После завершения режима толкатели выкатывают вагонетки из печи и кирпичные блоки полностью остывают уже за ее пределами.

Кольцевая печь

Устройства этого типа состоят из множества расположенных друг возле друга секций в виде кольца. В каждой из них есть окно для загрузки и извлечения материала, а также свой источник подогрева Кольцевая печь обеспечивает непрерывность процесса обжига. Таким образом, партия кирпичных блоков проходит все стадии термической обработки, находясь в одном и том же отсеке. Соседняя камера способствует нагреву, прокаливание блоков происходит за счет своего топлива, а остывание обеспечивает температура следующей секции.

Можно ли сделать дома?

В домашних условиях возможно не только обжечь кирпич, но и изготовить самодельный стройматериал. Однако при таком процессе количество кирпичных блоков с дефектами будет больше. Излишне закаленные материалы будут непригодны для повторного использования. Существует 3 вида материалов:

  • саман — без обжига с добавлением соломы;
  • кирпич-сырец;
  • обожженный.

Для получения самодельного кирпича нужно наличие брусчатой формы. Ее тоже можно сделать своими руками. Для этого понадобятся фанера и доски толщиной 25 мм. Из этих материалов вырезают элементы формы и соединяют их гвоздями длиной 5—6 мм так, чтобы размер будущего кирпичного блока соответствовал стандартному, а именно 250×120×65. Самодельные необожженные кирпичи изготавливают из смеси тощей и жирной глины с добавлением соломы в пропорции 1:1:5, разведенной водой до однородной консистенции. Готовый раствор плотно укладывают в предварительно смоченные и присыпанные цементом формы и закрывают съемной крышкой. После высыхания в течение 7—14 суток готовое изделие вынимают. Чтобы получить кирпич-сырец, проделывают такую же процедуру, добавляя вместо соломы песок.

В промышленном производстве используют специальные печи для обжига глины. В домашних условиях подойдет самодельная печь в виде бочки из металла объемом около 200 л с вырезанным днищем. В нее укладывают блоки для обжига, накрывают металлической крышкой и устанавливают на печь с открытым верхом. При отсутствии таковой, она крепится на ножках высотой 20 см над ямой, в которой на глубине 0,5 м разводят костер. Для обеспечения необходимой температуры для обжига, огонь должен постоянно поддерживаться в течение 20 часов. На завершающем этапе процесса, его делают более слабым. По истечении 6 часов крышку снимают и дают кирпичу остыть.

Печи для обжига кирпича

Влажность свежеформированного кирпича даже после предварительной сушки может достигать 12%. Для полного избавления от влаги, органических примесей и укрепления его структуры производят обжиг с поэтапным поднятием температуры. В процессе нагрева изделий до 350 º С из них удаляется (выгорает) углерод. Последующий нагрев и выдержка до 600 – 800 º С делает их прочными, стойкими к воздействию воды, перепадам температур. Обжигают кирпич в печах различной конструкции.

О чем эта статья

Кольцевая печь

Это занимающая большую площадь, сложная конструкция непрерывного действия. Кольцевые печи со сводами наиболее распространены в масштабном промышленном производстве. Некоторые мелкие производители сооружают их заглубленными в землю и оставляют без свода, накрывая временным настилом.

Принцип обжига

Рабочее пространство кольцевой печи организовано в виде замкнутого, вытянутого эллипса с окнами на боковой поверхности, служащими приемными отверстиями для загрузки материала или его выгрузки. Промежуток между окнами называют камерой.

Главная особенность технологического процесса — стационарное положение кирпича при перемещающейся от камеры к камере зоны огня (взвара). Она непрерывно движется вперед , по кольцу обжигательного канала. Топливо забрасывают непосредственно на кирпичи, и оно воспламеняется от их накала. После прохождения огня через всю камеру процесс отжига считается завершенным , и огонь передвигается на следующий отсек.

На розжиг кольцевых печей требуется 3—4 дня. Топки для разведения огня устраивают во временных поперечных кирпичных стенках. В начале процесса разогрева топливо поступает через отверстия в своде. Когда ближайшие к топкам подсадки кирпича накаляются докрасна, начинается прямая подача. После продвижении разведенного огня на 4 – 5 камер вперед , разбирают стены с временными топками, и печь начинает функционировать в непрерывном режиме.

Огонь движется одновременно с садкой и выемкой. Количество новых подсадок сырца должно соответствовать количеству готовых, выгруженных кирпичей.

Другие особенности технологии:

  • Процесс отжига длится до 4 суток .
  • Тяга создается благодаря устройству центрального дымового канала, проходящего по периметру конструкции и подводящегося к каждой из зон обжига с помощью перекидного короба из металла.
  • Воздух в дымовой канал поступает уже разогретым, так как засасывается в зоне выгрузки отожженных изделий.
  • Предварительная досушка и подогрев сырца осуществляются под действием отходящих дымовых газов.

Достоинства и недостатки

Основные преимущества печей такой конструкции — высокая производительность, простота процессов обслуживания и эксплуатации, экономичность. Снижение себестоимости продукции возможно за счет :

  • использования недорогих теплоносителей (низкосортный антрацитовый штыб, фрезерный торф и прочие топливные отходы) .
  • небольшого расхода топлива (в 2 — 3 раза меньше, чем для туннельных печей) .
  • возможности менять вид топлива без остановки печи .
  • экономии теплоносителей (эффективного использования дымовых газов с высокой температурой , в том числе и для сушки сырца).

К недостаткам печей кольцевого типа относят:

  • сравнительную дороговизна постройки .
  • большую длительность технологического цикла, обусловленную существенной величиной камеры;
  • неравномерность обжига (кирпичи в глубине садки не дожигаются) .
  • низкий КПД .
  • преобладание ручного труда над механизированными процессами .
  • невозможность полной автоматизации.

Туннельная печь

Печами такого типа оборудовано большинство кирпичных заводов, выпускающих одинарный полнотелый кирпич и керамические камни. Они представляют собой тоннель, по которому передвигаются вагонетки или конвейерная лента с сырцом. Их рабочее пространство может иметь один или два канала, расположенных на прямой линии или имеющих замкнутую, кольцеобразную форму.

Принцип работы

В отличие от кольцевых установок, здесь все происходит наоборот : материал продвигается сквозь остающиеся неподвижными, четко разграниченные зоны подогрева, отжига и охлаждения. Материал последовательно передвигается из зоны в зону. В такой печи лишь один вход и одна зона выгрузки. Они размещаются в противоположных торцах туннеля и оснащены механизмами, герметически закрывающими внутреннее пространство печи во время загрузки и выгрузки материала. Герметизация происходит автоматически, что позволяет избежать перерасхода теплоносителя. Пространство над полом, под конвейером или дном вагонеток, также не прогревается, так как отгорожено песчаным затвором.

В качестве теплоносителя используется природный газ. Иногда их модифицируют для работы на мазуте, солярке, печном топливе, электрической энергии. Возможно совмещение вариантов.

Печь работает круглосуточно. Газовые горелки направляют факелы горящего газа на массив кирпича напрямую (в печах открытой конструкции) или через защитные экраны (в муфельных). Вдоль всего канала установлены вентиляторы и уловители дыма, направляющие необходимое количество разогретого воздуха и дымовые газы в нужные зоны печи по специальным циркуляционным каналам. Эти устройства работают независимо друг от друга и управляются оператором дистанционно. Загрузка печи осуществляется рабочими вручную, а выгрузка механизирована.

Технология обжига максимально автоматизирована. Специальные компьютерные программы с помощью многочисленных датчиков следят за технологическим процессом и дают команды по регулированию:

  • температурного режима во всех зонах .
  • давления воздуха .
  • скорости движения вагонеток.

Выбор режима работы печи осуществляется автоматически и зависит от исходных параметров кирпича — сырца (вид, форма, размер, уровень влажности, вид садки). Контроллер хранит в памяти все возможные режимы и выбирает наиболее оптимальный . Контроль качества готовой продукции также автоматизирован. Длительность технологического цикла для полнотелых изделий от 36 до 40 часов, пустотелые камни готовы уже через сутки.

Достоинства и недостатки

Важнейшее преимущество туннельных установок — возможность минимизировать ручной труд и автоматизировать процесс управления. Все рабочие, загружающие печь и разгружающие продукцию находятся в удалении от максимально раскаленной зоны обжига. Они трудятся в хороших санитарно- гигиеничных условиях (приемлемая температура воздуха, хорошее освещение). Автоматизированная система управления позволяет отрегулировать установку под выпуск продукции максимально высокого качества.

Недостатки туннельных печей:

  • работа преимущественно на дорогостоящих теплоносителях .
  • большие различия температур в соседних зонах, грозящие появлением дефектов материала .
  • загрязнение изделий золой при использовании угля в печах открытого типа .
  • большая стоимость некоторого производственного оборудования (защитных муфт, излучающих панелей) и системы автоматизации .
  • быстрый выход их строя подвижного состава.

Хороший кирпич можно получить в печи любого из этих типов. В кольцевых установках высокое качество продукции обеспечивается тяжелым трудом и мастерством обжигателей , вручную подающих топливо и регулирующих процесс по своему усмотрению. В более современных туннельных сооружениях часто даже совершенная автоматика не может уберечь товар от деформаций, трещин, несоответствия заданным параметрам. Выбирая кирпич, не стоит уделять много внимания способу его обжига. Просто внимательнее рассмотрите материал.

Читать еще:  Благоустройство садового участка своими руками: дорожка из битого кирпича

Печи для обжига огнеупоров и керамики

Камерные с выкатным подом

Данный вид печей весьма востребован при обжиге керамических изделий в производстве с относительно небольшим выпуском, либо при отсутствии необходимости в круглосуточном семидневном цикле (например, при работе в одну смену 5 дней в неделю). Поскольку эти печи — периодического действия.
Металлоконструкция печи представлена внешним кожухом из радиальных листов стали, соединенных болтами, а затем сваренных.
Для экономии энергоресурсов за счет снижения аккумуляции тепла кладкой, футеровка печей выполняется из керамоволокнистых модульных блоков. Максимальная температура в печи — 1500 °С.

Печи оснащаются импульсной системой сжигания топлива, горелки располагаются в 2 или 3 ряда по высоте в шахматном порядке.

Подъем и опускание температуры в печи выполняется по заданному оператором графику.

Автоматизированная система управления, разрабатываемая на основе контроллеров фирмы Siemens, позволяет производить контроль и регулирование температуры в печи, давления в печи, температуры в дымовом тракте, автоматический розжиг и контроль факела горелок, давления в трубопроводах газа и воздуха. Также система отвечает за безопасное ведение режима обжига, как с точки зрения газовой безопасности, так и с точки зрения технологии. Печи выполняются с ручной и автоматической механизацией. В частности, в комплекте с печью могут поставляться: трансбордеры, толкатели/вытаскиватели, приводы закрытия/открытия дверей, поднятие/опускание прижимного песочного затвора.

Колпаковые

Печь газовая колпаковая предназначена для обжига керамических изделий (керамический кирпич, огнеупорный кирпич, высокоглиноземистые изделия, фарфор и др.).

Печь представляет собой футерованную рабочую камеру, заключенную в жесткий сварной каркас из профильного и листового проката. Рабочая камера печи является подъемной с помощью электромеханического или гидравлического привода.

Изделия укладываются либо на стационарный под с помощью автопогрузчика, либо на выкатной под (несколько подов с выходом на разные стороны печи).

Футеровка стен, сводовых панелей перекрытия рабочей камеры выполнена керамоволокнистыми модульными блоками. Крепление футеровки осуществляется посредством анкеров, приваренных к обшивке. Под печи выполнен из шамотных изделий огнеупорных и изоляционных изделий, либо огнеупорного бетона.

Печь отапливается природным газом, сжигаемым посредством скоростных горелок. Сжигание природного газа (регулирование тепловой мощности) происходит в импульсном режиме. Шахматное расположение горелок и наличие импульсной системы отопления позволяет создать контуры интенсивной циркуляции продуктов сгорания вокруг садки, что обеспечивает равномерность температурного поля по высоте рабочего пространства.

Присоединение стационарного газопровода цеха и газопровода печи производится посредством гибкого рукава. Из рабочих камер печи обжига по системе дымоходов продукты сгорания удаляются в рекуператор, где отдают часть тепла для подогрева воздуха, идущего на сжигание топлива, затем- в дымоходы и дымовую трубу.

Напольные кольцевые печи

Кольцевые напольные печи используются для производства керамического кирпича на производстве наравне с туннельными печами. Эти печи пришли на смену печам конструкции Гофмана и являются, по сути, их потомками.

Кольцевая печи состоит из четного количества камер, в которые с помощью цехового крана производится загрузка сырца и выгрузка готовых изделий. Количество камер печи обычно составляет от 14 до 22. Размеры камеры определяется величиной пакета сырца. Камеры следуют друг за другом в два ряда по ширине, между камерами печи располагается канал для удаления продуктов сгорания. Торцевые камеры (по две с каждого торца печи) соединяются обводными каналами. Печи работают на одном или двух огнях, то есть количество зон обжига в кольцевой печи составляет одну или две.

Футеровка печи выполняется из шамотных огнеупоров. В конструкции печи предусматривается выполнение наружнего металлического кожуха из листовой и профилированной стали для исключения фильтрации дымовых газов через футеровку. Верх печи перекрывается съемными крышками, футерованными керамоволокнистыми модульными блоками.

Отопление печи осуществляется с помощью скоростных импульсных горелок, устанавливаемых в два ряда по высоте печи в боковых стенах. Горелки оснащены электродами розжига и контроля факела, необходимой запорно- регулирующей арматурой. Специальные алгоритмы (например, режим качающегося пламени) управления тепловой мощностью печи позволяют производить качественный обжиг, за счет обеспечения высокой равномерности теплового поля.

Удаление дымовых газов осуществляется через очелки первой камеры «на огне» и клапанов конусного типа в общий печной дымовой канал. Возможна дальнейшая утилизация тепла дымовых газов.

Кольцевая печь с теплотехнической точки зрения является весьма оригинальным агрегатом. Это связано с тем, что его нельзя прямо отнести ни к агрегатам непрерывного действия, поскольку процесс обжига в отдельно взятой камере идет во времени, ни к агрегатам периодического действия, так как процесс обжига в целом идет непрерывно (через заданный промежуток времени к огню дополнительно устанавливается и снимается одна камера).

Повышение эффективности горения угольного топлива в кольцевой печи для обжига строительного кирпича

АННОТАЦИЯ

В работе приводятся результаты проведенных исследований по оптимизации процесса сжигания угольного топлива в кольцевой печи для обжига строительного кирпича. С этой целью была осуществлена модернизация топки печи с включением в схему подготовки топлива стадии его измельчения в специально созданной установке, которая дает возможность повысить сортность твердого топлива, сжигать его подобно газу с достижением полноценного его горения с минимальным остатком золы и улучшить условия эксплуатации кольцевой печи.

ABSTRACT

The paper presents the results of studies to optimize the process of burning coal in a ring furnace for firing building bricks. For this purpose, the furnace was modernized with the stage of its grinding included in the fuel preparation scheme in a specially designed installation, which makes it possible to increase the grade of solid fuel, burn it like gas, achieve its full combustion with a minimum ash residue and improve the operating conditions of the ring furnace.

Kлючевые слова: Топливо, угольное топливо, бурый уголь, пылеугольная установка, мельница, вентиляторный эффект, тонкий помол, высокодисперсное состояние, кольцевая печь, зола-остаток, сжигание топлива, теплотворная способность,керамический кирпич, лессовая глина, марка, обжиг, прочность.

Keywords: fuel, coal fuel, brown coal, pulverized coal plant, mill, fan effect, fine grinding, finely dispersed state, ring furnace, ash residue, fuel combustion, calorific value, ceramic brick, loess clay, grade, firing, strength.

Введение. Задачи по снижению энергоемкости продукции строительного комплекса с одновременным сокращением объема вредных выбросов не могут быть решены без кардинально технического перевооружения отрасли с использованием последних достижений науки и техники.

Строительный керамический кирпич является наиболее надежным и эффективным видом строительных материалов с высокими эксплуатационными свойствами и в общем балансе применения стеновых материалов занимает более 30%. В производстве керамического кирпича процесс обжига считается весьма трудоёмкой и энергоёмкой технологической операцией и требует серьезного отношения как к выбору и эксплуатации производственных печей, так и к процессу эффективного использования доступного вида топлива для сжигания в печи. Для обжига строительного кирпича до настоящего времени широко применяются кольцевые печи. Для отопления кольцевых печей наряду с газообразными также применяют твердые виды топлива, как бурый и каменный угли. Ископаемые угли являются главнейшим видом промышленного топлива, поскольку значение угля для индустриального развития Узбекистана при дефиците газа огромное.

Известно, что эффективность сжигания твердого топлива, в особенности угля с низкой теплотворной способностью в кольцевых печах недостаточно высока из-за большого количества золы-остатка, которая откладываясь на дне кольцевой печи, создает большие проблемы. В этой связи, изыскание путей повышения эффективности использования местных бурых углей, способных заменить дорогостоящее и дефицитное газовое топливо в кольцевых печах в производстве строительного кирпича является актуальным.

Методы проведенных исследований. В ходе проведенных исследований применялись стандартные методы изучения свойств керамического строительного кирпича такие как марка кирпича, водопоглощение, механическая прочность, морозостойкость и др. согласно методикам, указанным в ГОСТе 530-2012. Теплотехнические расчетные работы связанные с горением топлива с целью оценки тепловых затрат на обжиг изделий в кольцевой печи выполнялись согласно традиционной методики теплотехнического расчета топлива и кольцевых печей, приведенных в [1].

Для определения минералогического состава керамического черепка из обожженного кирпича использовался рентгенографический метод анализа. Съёмки проводились на дифрактометре ДРОН-3 с CоKα c отфильтрованным (Fe) излучением в режиме: I = 25-30 mA; U = 30 kV; Vдетект = 20 мм/мин; Vдифр. ленты = 600 мм/ч; предел измерений 1х10 3 имп./с, τ=0,5 сек щели 1х4х1мм.

Область съемки составляла 2Ө=2-75.

Исследования возможностей использования твердого топлива подобно газообразному при обжиге строительного керамического кирпича в кольцевых печах проводились на примере одного из кирпичных заводов Узбекистана, где налажен выпуск полнотелого строительного керамического кирпича производительностью 8000 усл. кирпича в сутки методом пластического формования.

Сырьем для производства кирпича служат местные лессовые глины, в состав которых другие сырьевые компоненты не вводятся. Обжиг кирпича на предприятии осуществляется в кольцевой печи при температуре 1080 0 С, время обжига составляет 54 часа.

Полученные результаты и их обсуждение. Как известно, в процессе обжига кирпича под влиянием высоких температур происходят сложные физико-химические процессы, в результате которых обожженные изделия приобретают высокие эксплуатационные свойства. Кольцевые печи до настоящего времени широко применяются для обжига строительного кирпича. Они отличаются высокой тепловой экономичностью, возможностью использования низкосортных видов топлива, перехода с одного вида топлива на другое без каких- либо значительных переделок, высокой удельной и общей производительностью.

На предприятии в качестве топлива преимущественно применяется бурый уголь рядовой Ангренского месторождения, иногда по необходимости используется уголь месторождения Ташкумир, доставляемый из соседнего Киргызстана, что объясняется низкой теплотворной способностью местных углей. Бурый уголь для сжигания подаётся без предварительного размола с преимущественным размером в 10- 30 мм . В таблице 1 приводится химический состав бурого рядового угля Ангренского месторождения.

Таблица 1.

Химический состав бурого угля Ангренского месторождения

Ангренский бурый, рядовой

QH p ,

ккал/кг

Рабочая масса топлива, в %

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector