Особенности многостадийного процесса обжига керамического кирпича в туннельной печи. Туннельная печь для обжига клинкерного кирпича


Тоннельная печь для обжига кирпича: обзор, разновидности, технология

Кирпич является одним из самых распространенных строительных материалов. Его использовали еще наши предки, возводя здания различной архитектурной сложности. Долговечность подобных строений говорит сама за себя.

Различают несколько методов изготовления кирпича, каждый из которых имеет как преимущества, так и недостатки. При этом сырьевой материал проходит тщательную подготовку прежде, чем стать готовым изделием.

За короткий промежуток времени туннельные печи обрабатывают большие объемы продукции

 

Специалисты выделяют основные этапы производства кирпича:

  • подготовка глины;
  • формовка бруса;
  • процесс сушки кирпича-сырца;
  • обжиг заготовок.

Для того, чтобы получилось действительно качественное готовое изделие, важно каждый этап выполнять со строгим соблюдением технологического процесса. Обжиг кирпича предполагает прохождение заготовки термической обработки за определенный промежуток времени при специальной температуре.

Разновидности печей для обжига

Печь для обжига кирпича может быть двух типов:

  • кольцевая;
  • туннельная.

Тоннельные печи для обжига кирпича на современных забодах

Данные печи имеют существенные различия не только по конструкции, но и технологии проведения самого процесса обжига кирпича. Если кольцевая печь для обжига кирпича устанавливается только на крупных производственных площадях, то туннельную целесообразно располагать даже в небольших складских помещениях, что позволяет самостоятельно изготовить партию кирпича для собственных нужд.

Туннельная печь для обжига кирпича наиболее приоритетный вариант, представляющий собой своеобразный туннель с монтированными рельсами, по которым партия товара заезжает внутрь конструкции, где и происходит термообработка заготовок. Пространство внутри камеры разделено на несколько отсеков, в каждом из которых поддерживается определенный температурный режим.

С точки зрения безопасности тоннельная печь для обжига кирпича соответствует всем предъявляемым к подобным конструкциям требованиям. Человек не рискует своей жизнью и здоровьем в процессе загрузки и выгрузки партии, поскольку весь эти процессы происходя за пределами конструкции. Все без исключения этапы обжига выполняются в автоматическом режиме. Это позволяет значительно сэкономить, что не возможно в случае использования других типов печей для обжига кирпича.

Технологический процесс

подобным образом загружают кирпич для обжига

Производство кирпича в туннельных печах осуществляется в такой последовательности:

  • на специальный поддон тележки выкладывают несколько рядов сырца. Стоит акцентировать внимание на том, что максимальная высота подобной «горки» не должна превышать 1 м. В противном случае кирпичи при прокаливании могут деформироваться;
  • особые толкатели закатывают тележку внутрь туннеля в первую камеру;
  • предварительное просушивание сырых заготовок происходит в процессе постепенного нагрева. Слишком высокая температура может привести к порче заготовок;
  • для разного вида кирпича подбирается оптимальная температура и время пребывания поддона в камере;
  • через определенный промежуток времени партия кирпича автоматически перемещается в следующую камеру, уступив место следующему поддону;
  • постепенный нагрев приводит к тому, что частички сырья спекаются, а влага полностью испаряется;
  • резкое изъятие партии кирпича недопустимо, поэтому обеспечивается постепенное остывание. Это возможно благодаря перемещению поддона в следующую камеру;
  • выехав из туннеля партия кирпича должна окончательно остыть. При этом следует оградить поддон с товаром от механических воздействий и резкого охлаждения.

Источником тепла может стать любое оборудование, предназначенное для выполнения этой задачи (газовые горелки, электропечи и т.п.), а в качестве энергоносителя лучше использовать уголь или нефть. Причем данное оборудование легко в обслуживании и возможен конвейерный процесс производства кирпича круглые сутки.

Обжиг кирпича дома

Для обжига незначительной партии кирпича можно смастерить конструкцию собственными силами. Обычная бочка из метала (емкость 200-250 л) вполне подойдет. Предварительно днища вырезаются с двух сторон бочки.

Совет: После заполнения бочки кирпичом, рекомендуют верх накрывать крышкой во избежание потерь тепла.

Процесс отжига может продлиться до 20 часов. Все зависит от процента влажности заготовки. Изделие под воздействием высоких температур просушивается насквозь, придавая кирпичу прочности и надежности.

Наши рекомендации:

Понравился пост? Поделись с друзьями и оцени публикацию. Тебе не трудно, а автору приятно. Спасибо.

Загрузка...

Подписывайся на наши новости Вконтакте!

stroykirpich.com

Туннельная печь обжига кирпича ОАО Ивановский завод керамических изделий

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

к дипломному проекту на тему:

Туннельная печь обжига кирпича ОАО «Ивановский завод керамических изделий»

РЕФЕРАТ

Дипломный проект выполнен применительно к условиям ООИ «Взаимопомощь», ранее именуемый «Ивановский завод керамических изделий».

В дипломном проекте проведен расчет туннельной печи, включающий в себя: тепловой баланс печи, расчет горения топлива, расчет продолжительности обжига кирпича, выбор горелочных устройств, подбор вентиляторов. Также был проведен расчет камерного сушила для сушки кирпича-сырца.

Была разработана методика расчета внешнего теплообмена в щелевой электрической печи на основе метода ЗУП (зональный с условными поверхностями).

Разработана схема автоматизации туннельной печи. Выявлены вредные и опасные факторы, возникающие при эксплуатации туннельной печи, разработаны мероприятия по предупреждению и снижению воздействия их на обслуживающий персонал.

1. ОПИСАНИЕ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИИ СУШКИ И ОБЖИГА КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

1.1 Сушка керамических изделий

1.1.1 Значение сушки изделий и материалов

Для каждого материала и изделия устанавливается определенный режим сушки, то есть допустимая интенсивность сушки, температура материала, температура и относительная влажность сушильного агента и теплоносителя, скорость его движения у материала и изменение указанных параметров в различные периоды процесса сушки. Сушить песок можно при любых температурах и скоростях удаления влаги. Сушить комовую глину и топливо можно при любых скоростях удаления влаги, но температура нагрева этих материалов ограничивается. Так, глина при температуре выше 400°С теряет пластичность, а в топливе выше 150–200°С начинается возгонка горючих продуктов. Растрескивание глины при сушке, вследствие усадки и возникающих усадочных напряжений, ускоряет выделение влаги. Сушка керамических изделий требует определенного режима, как в отношении допускаемых безопасных скоростей сушки, так и температуры нагрева изделий.

Таким образом, теория сушки должна рассматривать не только вопросы статики сушки – материальный и тепловой балансы сушки, миграцию влаги в материале, законы тепло- и массообмена в зависимости от связи влаги с материалом, но и поведение изделий при сушки, связанное с усадочными напряжениями и максимально допускаемыми скоростями сушки. Только лишь это комплексное рассмотрение вопросов теории сушки позволит устанавливать оптимальные режимы сушки, при которых изделия будут высыхать в кратчайшие сроки и иметь высокое качество.

Сушкой называется процесс удаления из твердых материалов содержащейся в ней влаги за счет ее испарения и удаления образовавшихся паров с поверхности тела в окружающую среду. Для этого к влажному телу, то есть кирпичу сырцу, необходим подвод тепла при условии, что давление водяных паров у поверхности тела больше давления водяных паров в окружающей среде. Процесс сушки сопровождается изменением веса материала во времени вследствие удаления из него влаги. Зная начальную влажность и вес материала, можно выразить графически изменение влажности по времени ω = f(t), то есть построить кривую сушки, изображенную на рис. 1.1 (кривая 1). По кривой сушки можно построить кривую изменения влажности материала в единицу времени, то есть кривую скорости сушки wm (кривая 2).

При сушке керамических материалов влага испаряется в основном с поверхности, а поэтому концентрация влаги в середине материала остается большей, чем у его поверхности. Вследствие возникновения перепада (градиента) влажности или концентрации влаги она перемещается из места с большей концентрацией к месту с меньшей концентрацией, то есть из середины тела к поверхности его.

Механизм и скорость перемещения влаги зависят от ряда факторов: формы связи влаги с материалом, его строения, температуры и влажности, а также пористости материала и других его свойств. Экспериментально установлено, что чем выше температура, влажность тела и давление пара внутри него, тем скорость сушки больше.

Процесс сушки керамических изделий можно разделить на следующие периоды.

1) Период прогрева. Материал, будучи помещен в пространство с повышенной температурой, прогревается. В конце этого периода (точка А на рис. 1.1) устанавливается постоянная температура поверхности и тепловое равновесие между количеством тепла, воспринимаемым изделием, и расходом тепла на испарение влаги. После этого наступает период постоянной скорости сушки.

Рис. 1.1. Схема изменения во времени влажности 1, скорости сушки 2 и температуры 3 материала

I - период прогрева; II- период постоянной скорости сушки; III- период падающей скорости сушки;

IV – период равновесного состояния; V – период влажного состояния; VI – период гигроскопического состояния материала

2) Период постоянной скорости сушки. В этот период скорость сушки постоянна и численно равна скорости испарения влаги с открытой поверхности. Следовательно, происходит испарение свободной влаги с поверхности материала, и поверхность в течение этого времени остается влажной за счет поступления влаги из внутренних слоев изделий. Температура поверхности материала

, равная приблизительно температуре мокрого термометра, остается неизменной в течение всего периода (кривая 3 на рис. 1.1). Давление паров над поверхностью материала равно парциальному давлению насыщенных водяных паров при температуре поверхности и не зависит от влажности материала.

Указанный период является наиболее ответственным и опасным, так как в течение его происходит усадка материала, порождающая усадочные напряжения. Скорость остается постоянной до тех пор, пока среднее содержание влаги в изделии не понизится до критического (точка К1 на рис. 1.1), а на поверхности изделия не станет равным гигроскопической влажности

. С этого момента начинается период падающей скорости сушки. Однако в действительных условиях он может начаться и тогда, когда вследствие неодинаковых условий испарения влаги со всей поверхности влажность отдельных участков достигает влажности ниже гигроскопической, в то время как другие участки имеют влажность ниже гигроскопической. Следовательно, более правильно переход от периода постоянной к периоду падающей скорости сушки характеризовать точкой на кривой сушки отвечающей , то есть критической влажности.

Гигроскопическую влажность тело приобретает, если его поместить на длительный срок в среду с относительной влажностью φ = 100 % при данной температуре. Гигроскопическая влажность

зависит только от свойств материала и уменьшается при повышении температуры его нагрева. Такую влажность имеет тонкий поверхностный слой изделия в конце периода постоянной скорости сушки.

Критическая влажность представляет собой среднюю по всему изделию влажность, которая зависит от режима сушки, толщины изделия и коэффициента влагопроводности. При достижении изделием влажности

усадка поверхностных слоев прекращается, и дальнейшая сушка вызывает лишь увеличение пористости изделия.

3) Период падающей скорости сушки характеризуется тем, что с уменьшением влажности изделия сушка постепенно замедляется. Уменьшение интенсивности испарения вызывает уменьшение расхода тепла на испарение влаги, что при прочих постоянных условиях приводит к увеличению средней температуры изделия и уменьшению температурной разности между сушильным агентом и поверхностью материала.

Уменьшение скорости сушки обуславливается тем, что парциальное давление водяных паров над поверхностью материала падает и становится меньше парциального давления насыщенных паров при температуре поверхности, являясь функцией температуры и влажности поверхности изделия, то есть

.

По линии

на I-d- диаграмме и кривым равновесной влажности данного материала можно определить численные значения парциального давления пара над материалом в зависимости от температуры и влажности поверхности материала. При достижении поверхностью материала равновесной влажности скорость сушки становится равной нулю, то есть удаление влаги из материала прекращается. Величина равновесной влажности зависит от свойств материала и параметров окружающей среды, то есть от ее температуры и влажности.

1.1.3 Требования, предъявляемые к сушилкам

Сушка изделий производится в специальных устройствах – сушилках. Сушилка должна обеспечивать максимальную скорость сушки материала при соблюдении его высокого качества, минимальный расход тепла и электроэнергии на 1 кг испаряемой влаги, равномерность сушки по всему объему сушилки; должна обладать возможно большей напряженностью объема по влаге (количеством испаряемой влаги на 1 м3 объема сушилки), легкостью регулирования параметров сушильного агента; должна быть оснащена механизмами для загрузки, выгрузки и перемещения материала; должна быть снабжена приборами теплового контроля (КИП) и автоматикой и удовлетворять санитарным нормам.

mirznanii.com

Туннельная печь для глиняного кирпича

Туннельная печь для глиняного кирпичаТуннельная печь представляет собой тип непрерывной печи, открытой с двух сторон обжигающей в центре. Кирпичи, поставляемые вагонеткой в печь, проходят через печь в непрерывном режиме, что позволяет обрабатывать большие объёмы без отключения печи между партиями.

 

Туннельная печь может производить множество различных кирпичей.

 

Особенности туннельной печи:

1. Рабочая температура до 1000-1280.Скоростной обжиг в соответствии с различными типами и формами матрицы.2. Полный автоматический контроль температуры обеспечивает экономное расходование топлива.3. Туннельная печь оснащена высокоэффективной горелкой, что позволяет топливу сгорать полностью без каких-либо загрязнений воздуха.4. Качество обжига кирпича очень высокое, что позволяет сократить количество бракованной продукции.

Данная туннельная печь наиболее часто используема кирпичными заводами. Наша компания предоставляет проектирование, поставку и строительство туннельной печи различной мощности с современными технологиями.

Схема производства глиняного кирпича:

 

Машины линии по производства кирпича:

1. Глина погружается в ящичный питатель, ленточный конвейер несет глину к началу валковой дробилки. После дробления объем глины составляет 5мм.

 

2. Глину измельчают еще раз до объема 3мм. Затем транспортируется ленточным конвейером в смеситель, где вода добавляется в глину.

 

3. Глина мешается в смесителе. Затем с смесителя сырье поступает в экструдер, чтобы увеличить пластичность. После чего экструдер выдавливает длинную твердую и гладкую полосу.

4. Гладкие полосы режут на требуемый размер через станок для резки и шлифовки кирпичей.

5. Зеленые кирпичи транспортируются в сушилку. Влажность после сушки составляет ниже 6%.

6. Сушеные кирпичи загружаются в печь для обжига. Где кирпич обжигается при температуре 900 ° C. Готовность кирпича будет готова после обжига.

Серия машин по производству глиняного кирпича Баошень имеет более 40 видов и свыше 100 квалификаций. Наши машины были экспортированы в такие страны как Казахстан, Узбекистан, Кыргызстан, Таджикистан, Россия, Непал, Судан, Южная Африка, Уганда, Монголия, Аргентина, Ливия, Перу, Венесуэла, Бангладеш и Индия и завоевали большую известность и популярность.

Процесс по производству кирпича:

Обычно задаваемые вопросы для создания кирпичного завода:Вопрос: Сколько земли должно подготовить для создания кирпичного завода?Ответ: По требованиям к производству кирпича площадь земли тоже различная, но как правило, в пределах от 15 000 м2 до 30 000 м2. По меньшей мере надо подготовить 10000 м2.Вопрос: Сколько электричества необходимые для одного кирпичного завода?Ответ: Обычно требуемая мощность всех аппарат на кирпичном завода будет не менее 200 кВт. Вы должны обеспечивать достаточно. По разным производствам и автоматизацией, требования к электричеству тоже отличается.Вопрос: Какие топлива могут быть использованы для обжига кирпича?Ответ: Топливо является одним из основных затрат в процессе эксплуатации завода. Газ, мазут или твердое топливо (дрова, уголь, уголь, опилки, кофейной шелухи, семян хлопка) будут пригодны. Но кирпичный завод должен выбрать наиболее доступные и экономичные топлива.Вопрос: Ещё какие другие условия требуются?Ответ: Надо обеспечить достаточно сырья для изготовления на заводе в течение не менее 15 лет. Обеспечить водоснабжение и получить необходимую лицензию от местных властных органов.Вопрос: Какие информации должны предоставляться для получения оферты кирпичного завода от Вас?Ответ: Предоставьте нам ежедневное производство и размер кирпича. Расскажите, пожалуйста, что вам хочется строить весь кирпичный завод, или только заказать машины для изготовления кирпича.

Приглашаем Вас посетить наш завод!!!

 

www.allbeton.ru

Печь обжига кирпича

Разработка и строительство туннельных и кольцевых печей обжига

Обжиг керамических изделий производится в туннельных и кольцевых печах, а также в печах периодического действия. Печь разработана для получения изделий наилучшего качества с минимальными потерями тепла, экономии газа/угля, а также и адаптирована под наши экономические условия в перебоях подачи газа и электроэнергии. Немаловажную роль в процессе обжига кирпича играют двери печи, которые синхронизированы с системой контроля печи. Все печи с температурой использования выше 17000С разрабатываются по индивидуальному заказу.

Техническое описание туннельной печи:

  • Максимальная рабочая температура может достигать от 1150°С до 1700°С
  • Футеровка стен печи выполняется из огнеупорных жаропрочных материалов,
  • Теплоизоляция стен печи выполняется из температуроустойчивого, теплоизолирующего и муллито-кремниземнистого волокна.
  • Внешние стены печи облицовывается как кирпичом, так и другими декоративными ограждающими конструкциями обеспечивающие герметичность конструкции стен.
  • Свод печи состоит из лёгкого жаропрочного волокна, что обеспечивает легкость конструкции и удобство при эксплуатации.
  • Автоматический контроль и регулировка параметров работы печи (система АСУ ТП)

Смотреть все фотографии печи обжига

 

Печь условно можно разделить на:

  • Зона прогрева.
  • Зона обжига.
  • Зона охлаждения.

 

 

Преимущества наших печей

  • Легкая переносимость тепловых ударов (резкие и внезапные остановки) в отличие от всех существующих мировых аналогов печей.
  • Наличие средств контроля и регулирования процесса обжига (АСУ ТП), обеспечивающего гибкую работу печи с широкими возможностями влияния на цикл обжига.

Краткое описание процессов, происходящих в печи при обжиге изделий из легкоплавких глин:

На поведение керамических изделий в процессе обжига влияют термические свойства глин, из которых они изготовлены. Главнейшими термическими свойствами легкоплавких глин являются огнеупорность, огневая усадка, интервал спекания, интервал обжига, теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность и прочность в горячем состоянии. При обжиге легкоплавких глин имеют место физико-химические процессы, связанные с фазовыми превращениями, разложением, частичным плавлением, кристаллизацией новообразований и реакциями в твердой фазе. Указанные процессы происходят в глинообразующих минералах, примесях и добавках и по времени могут накладываться друг на друга.

Ниже предоставлены фотографии печи обжига после 5 лет непрерывной работы.

Смотреть фотографии строительства данной печи

Подъемные двери печи обжига

Подъемные двери печи обжига образуют систему форкамер, обеспечивающих поддержание аэродинамических режимов сушки и обжига при вводе и выводе вагонетки. Работа дверей жестко синхронизирована с передвижением состава вагонетки и осуществляется автоматически.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процессы, происходящие в отдельных температурных интервалах обжига

Температурные интервалы в 0С

Превалирующие процессы в данном температурном интервале

До 150

Удаление физически связанной адсорбированной влаги и межплоскостной влаги монтмориллонитовых минералов

131-224

Разложение гидрогематита с выделением воды цеолитного типа

140-180

Интенсивное вскипание остаточной влаги в сырце при быстром его нагреве. Понижение прочности сырца с возможностью возникновения трещин, сопровождающихся «хлопками» в печах

200-400

Выгорание гумусовых веществ

400-550

Пирогенетическое разложение органических примесей и добавок с выделением горючих веществ

450-550

Наиболее интенсивное удаление конституционной воды монтмориллонитовых минералов

500-700

Начало образования эвтектических силикатных расплавов, сопровождающееся уплотнением и упрочнением черепка

570-750

Распад магниевых карбонатов с выделением углекислого газа

573

Переход  -кварца в  -кварц с увеличением в объеме на 0,82%

600-1200

Реакция между известью и каолинитом с образованием CaO×Al2O3 и 2CaO×SiO2

700-800

Реакция в твердой фазе между SiO2, Al2O3 и СаСО3

700-900

Выгорание коксового остатка органических примесей и добавок

800-860

Разрушение кристаллической решетки монтмориллонита

800-1000

Интенсивное разложение кальциевых карбонатов с выделением углекислого газа. При большом содержании карбонатных примесей – заметное повышение пористости черепка с возрастанием температуры обжига

800-900

Кристаллизация гематита Fe2O3

800-1050

Интенсивная усадка и уплотнение черепка за счет накопления жидкой фазы эвтектических силикатных расплавов

950-1000

Кристаллизация шпинели MgO×Al2O3

950-1050

Начало интенсивного образования муллита

950-1100

Расплавление пылевидных зерен полевого шпата

1000

Переход a-кварца в a-кристобалит с увеличением в объеме на 15,4%

1050-850

Охлаждение

Увеличение вязкости при сохранении пиропластичного состояния черепка

850-750

Переход из пиропластичного состояния в твердое (хрупкое). Резкие структурные изменения. Возникновение максимальных напряжений с возможностью образования трещин

675

Переход b-2СаО×SiO2 с увеличением в объеме на 10%

573

Переход a-кварца в b-кварц с уменьшением в объеме на 0,82%

270-180

Переход a-кристобалита в b-кристобалит с уменьшением в объеме на 2,8%

Смотреть фотографии реконструкции печи обжига

Смотреть фотографии строительства печи обжига

Вследствие быстрого нагрева, в обжигаемом изделии процессы протекают не последовательно друг за другом, а одновременно, накладываясь во времени, что приводит к увеличению трещинообразования в черепке в период интенсивной усадки. В некоторых случаях возможен обжиг абсолютно сухого сырца до температуры 8000С с интенсивностью до 300 град/ч. Скоростной обжиг возможен при влажности сырца не более 2%. При этом необходимо иметь в виду, что обжигаемый сырец должен равномерно прогреваться по толщине и омываться со всех сторон теплоносителем.

В обжиге самые опасные температурные интервалы это от 500 до 6000С, вызванные полиморфным превращениям кварца. При быстром прохождении процесса обжига в указанном интервале температур происходит изменение структуры, сопровождающееся общим трещинообразованием черепка, повышением его водопоглащения и снижением прочностных показателей.

 

ceram-technology.com

Печь для обжига кирпича: видео-инструкция по монтажу своими руками, виды - туннельные, кольцевые, какая температура нужна для проведения работ, особенности безобжигового производства, технология, цена, фото

Печь для обжига кирпича: виды и принцип действия

Процесс изготовления кирпичей из глины предусматривает их обжиг. При этом спекаются все мелкие частицы материала на молекулярном уровне, что приводит к образованию своеобразной керамики. Стоит отметить, что температура обжига кирпича должна составлять не менее 900 градусов, чтобы обеспечить полное испарение влаги из материала и его последующую прокалку.

Учитывая данный параметр и необходимость материалов в больших объемах, для прокалки используют специальные печи. Их основной задачей является производство равномерного нагрева до необходимой температуры и последующего постепенного остывания. При этом материал в них закладывается партиями, но с учетом воздействия на каждую единицу изделия.

Обожженный глиняный кирпич является одним из самых распространенных и древнейших строительных материалов во всем мире

Любительское фото одного из самых древних способов обжигания кирпича, который предполагает специальную установку с последующим закапыванием в песок и разведением огня внутри

Виды печей

За всю историю производства данного материала было придумано различное множество конструкций для обжига. Все они обладали своими специфическими параметрами и имели разные достоинства и недостатки.

В наше время популярностью пользуются туннельные печи для обжига кирпича и их аналоги, работающие по кольцевому принципу.

В прошлом веке печи для изготовления кирпичей практически ничем не отличались от обычных устройств для нагрева или отопления. Но из-за своей непрактичности и малой производительности они были заменены на конвейеры

Устройства туннельного принципа загрузки

Данная печь представляет собой длинную камеру, которая очень напоминает туннель. В ней располагаются нагревательные элементы, выводящие устройство на рабочий режим. При этом стоит отметить, что сама камера разделена на несколько секций, в каждой из которых поддерживается определенная температура.

Перемещение материала внутри печи осуществляется посредством специальных толкателей, которые взаимодействуют с тележками, помещенными на рельсы внутри установки. При этом весь процесс производства может быть полностью автоматизирован, что делает его экономней. Именно поэтому данный тип устройств очень востребован и пользуется большим спросом.

Внешний вид печи туннельного типа с камерами загрузки и выгрузки по окончании рабочего цикла и с поднятыми дверцами

Принцип изготовления кирпичей в туннельных печах выглядит следующим образом:

  • На поддон первой тележки устанавливают сырые кирпичи в несколько рядов. При этом высота загрузки не должна превышать 1 м, чтобы изделия не деформировались в процессе прокаливания.
  • Далее при помощи автоматики и толкателей, тележка въезжает в туннель, где сначала попадает в первую камеру.

Принцип размещения сырых изделий на вагонетке для равномерного прокаливания и предотвращения возникновения деформации и разрушения материала

  • Стандартная технология обжига кирпича предполагает предварительное подсушивание, в результате которого происходит наибольшее извлечение влаги из изделий, но только при постепенном нагреве. Если бы печь сразу набрала высокую температуру, то материал бы просто порвало под воздействием резкого испарения.
  • По истечению определенного времени, которое для каждого вида кирпичей и даже для некоторых партий разное, автоматика перемещает прогретый материал в зону с температурой 900-950 градусов. При этом его место, а камере подогрева сразу занимает новая партия.

Туннельные печи изготавливают производственные объемы продукции за небольшой отрезок времени

  • При такой температуре мелкие частицы полностью спекаются друг с другом, а межкристаллическая влага полностью удаляется. В результате этого процесса получается материал по своим характеристикам и внешнему виду похожий на керамику, учитывая то, что она изготавливается точно таким же способом.
  • После того, как обжиг кирпича в туннельной печи произведен, ему необходимо обеспечить равномерное остывание. Для этого автоматика перемещает материал в последнюю камеру, где температура намного ниже, что приводит к охлаждению.
  • На финишном этапе, готовая продукция выезжает из туннеля при помощи толкателей. Однако кирпичи должны окончательно остыть, не испытывая на себе механического воздействия и резких перепадов. Именно поэтому их не трогают до тех пор, пока не будет готова новая партия.

Стоит отметить, что туннельная печь, представляет собой настоящий конвейер, оснащенный сложной автоматикой и дорогостоящим оборудованием. Однако в масштабах производства она просто незаменима и позволяет выдавать большие объемы за короткое время. При этом не нужно привлекать множество рабочих, поскольку весь процесс практически полностью автоматизирован. (см. также статью Огнеупорный шамотный кирпич – все о нем )

Данные виды печей довольно энергоемкие, но выйдя на рабочий режим, они полностью оправдывают все расходы, связанные с эксплуатацией.

Именно поэтому мастера предпочитают не останавливать установку, а работать с максимальной эффективностью в три смены.

За всем процессом, при использовании устройств данного типа и современной автоматики, может следить всего один человек, что значительно облегчает работу и сокращает расходы

Кольцевые устройства

Принцип работы данного устройства основан на теплообмене и передвижении воздушных масс. Дело в том, что кольцевые печи для обжига кирпича представляют собой целый ряд секций (от 14 до 36), которые размещены рядом друг с другом, образуя кольцо.

Каждая секция оснащена своей топкой, но имеет общую систему вентиляции. Таким образом, изделие проходит все стадии прокаливания, находясь в одном сегменте. Его предварительный нагрев и остывание обеспечивают соседние секции, которые отделяются друг от друга только толстыми листами бумаги, при сгорании которой, происходит температурный обмен.

Кольцевая производственная печь конвейерного типа также не требует большого количества обслуживающего персонала, но фактически она является туннельным устройством, которое изготовили в виде кольца

Принцип действия печей подобного типа довольно прост и заключается он в том, что изделия пройдут полный цикл обжига в одной секции. Нагреваясь за счет соседней камеры, закаливаясь от собственного топлива и остывая, пользуясь температурой последующей секции. Это позволяет значительно сэкономить и превратить работу в конвейер. (см. также статью Кирпич для облицовки печей и каминов – общие требования и обзор производителей )

Принцип размещения зон в кольцевых печах

Стоит отметить, что производить строительный кирпич в таких конструкциях без потерь в качестве нельзя. Данные печи не могут обеспечить строгого контроля над температурным режимом, а первые модели этих устройств вообще не имели измерительных приборов. Также для произведения работы необходимо определенное количество рабочего персонала, а работать нужно будет в три или четыре смены.

Данный тип печи слишком велик для частного использования и технически устарел для современного производства.

Нарушение технического процесса ведет к деформации изделий

Стоит ли производить кирпичи в домашних условиях?

Рассмотрев способы закалки, которые предлагает туннельная и кольцевая печь, можно прийти к выводу, что весь процесс обжига является настолько сложным и длительным, что заниматься им самостоятельно довольно проблематично, а создавать для этого собственную печь просто глупо .

Отчасти такое утверждение верно и имеет под собой серьезное основание:

  • Дело в том, что в наше время нет дефицита на такой строительный материал, как кирпич.
  • Для произведения монтажных работ можно использовать изделия, которые уже были в употреблении, что превращает производство для собственных нужд в настоящее расточительство.
  • Количество брака при изготовлении своими руками будет намного выше, а перекаленный материал для вторичного использования не годится. Это также вызовет дополнительные расходы.

Собственным производством кирпичей в Индии занимается целая каста, в который секреты изготовления передаются от отца к сыну

  • Однако некоторые умельцы считают, что изготовление кирпича собственноручно придает особый шарм будущей постройке и позволит получить материал с особыми свойствами и характеристиками.

Первое что следует знать о технологии изготовления каленых кирпичей в домашних условиях это то, что каждая отдельная партия требует специального подхода. Также стоит помнить и об объемах производства, которые в данных условиях значительно снижены. Именно поэтому многие предпочитают безобжиговый кирпич, чем экспериментировать с изготовлением печи. (Читайте также статью Гиперпрессованный кирпич: его преимущества, недостатки и как его сделать своими силами )

При этом для изготовления небольших партий можно использовать муфельные устройства с электрическим нагревом. Также подходят и типовые печи, использующие дрова или уголь, но выход с них весьма мал.

Совет!

Принимая решение о самостоятельном изготовлении кирпичей и их обжиге необходимо детально изучить все положительные и отрицательные аспекты этого процесса и сделать соответствующие выводы.

В противном случае можно получить некачественную продукцию, которая по своей себестоимости будет намного больше, чем заводской кирпич.

В Афганистане кирпичи просто закапывают в землю с созданием небольших пустот между ними, где и разжигают огонь, который поддерживают на протяжении 20 дней

Сложности

При выборе, создании или использовании печей для обжига возникают различные сложности, которые способна решить конкретная термическая установка, но при этом могут возникать другие проблемы.

  • Самой большой сложностью при изготовлении кирпичей является процесс экономии на топливе. Дело в том, что цена материалов для розжига довольно высока, а при учете того, что технология производства требует соблюдения нескольких режимов и высоких температур, то расход будет довольно высоким. Именно поэтому стараются использовать нагрев одного цикла для других партий.
  • Второй сложностью при подборе печи является ее производительность. Даже качественное и эффективное устройство, производящее 10 — 30 единиц материала в день, можно считать совершенно не продуктивным и не выгодным. Это также стало основной причиной для организации цикличного процесса производства.

Низкая производительность муфельных печей не позволяет использовать их для изготовления кирпича в промышленных масштабах

  • По мнению некоторых экспертов технически проще производить двойной силикатный кирпич М 150 чем заниматься обжигом глиняных изделий или керамики предназначенных для изготовления строительных материалов.
  • Контроль температуры нагрева также можно отнести к сложностям производства. Дело в том, что качественные приборы для его осуществления имеют высокую цену и нуждаются в периодическом обслуживании и проверке. При этом для достижения хорошего результата нужны точные измерения с минимальной погрешностью.

При самостоятельном изготовлении риск возникновения брака значительно выше

По материалам сайта: http://klademkirpich.ru

fix-builder.ru

Туннельная печь и ее технические характеристики

Туннельная печь была придумана вскоре после создания технологии обжига глины. Потребность в различных керамических изделиях со временем росла, производительность существующих конструкций была крайне низкой, и проблема требовала решения. Для промышленного производства была разработана и создана конструкция печи, позволяющая максимально использовать полученное в процессе сгорания топлива тепло. Конструкция получила название по внешнему виду. Печь представляет собой туннель с различными температурными зонами, через который с необходимой скоростью перемещается продукция. Наиболее востребованной туннельная печь оказалась при производстве глиняного кирпича. Со временем такие печи начали объединять в заводские комплексы. Излишки тепла, полученные при обжиге, использовались для сушки заготовок и бытовых потребностей предприятия.

Область применения

Со временем конструкция печи усовершенствовалась, разрабатывались модели для использования различных видов топлива, но принцип работы остался неизменным. Современные модели туннельных печей предназначены для работы во многих отраслях:

  • обжиг кирпича;
  • обжиг керамических изделий;
  • в металлургической промышленности;
  • производство хлебобулочных изделий;
  • выпечка кондитерских изделий.

Оптимальный режим работы устройств — круглосуточный, снижаются непроизводительные расходы топлива или электроэнергии на разогрев конструкции. В домашних условиях использование таких крупногабаритных конструкций нецелесообразно, они предназначены для работы с крупными партиями продукции при высокой производительности. Один из вариантов банной печи иногда называют туннельным. Топочная дверца печи располагается на значительном удалении от топки, и закладка дров производится через туннель, проходящий через стену. Такое название не соответствует принципиальной конструкции тоннельной печи.

Различные виды топлива

Туннельные печи могут работать на следующих видах топлива:

  • уголь;
  • нефтепродукты — мазут, солярка, печное топливо и другие производные;
  • газ;
  • электроэнергия.

Также возможны совмещенные варианты с использованием одного из видов топлива в качестве резервного или для первичного разогрева.

Современные конструкции печей для обжига кирпича

Основной принцип изготовления обожженного кирпича сохраняется во всех современных конструкциях печей. По длине туннеля создаются несколько зон с различной температурой нагрева — предварительный подогрев, зона обжига и зона остывания. Каждая зона имеет свое устройство нагрева и необходимые средства контроля и регулировки температуры. Длина температурных зон рассчитывается по необходимому времени прогрева до температуры обжига и последующему снижению до оптимальной температуры полного остывания в связи со скоростью перемещения. Прессованные и просушенные заготовки на специальных тележках проталкиваются по рельсам через туннель с определенным интервалом времени. Длина туннеля может составлять от 40 до 400 м.

Изделия могут нагреваться непосредственно от факела или через радиационные поверхности, прогретые до высокой температуры. При нагреве через радиационные панели выход качественного кирпича значительно выше. Максимальное качество можно получить при использовании печей с муфельными экранами. Стоимость изготовления и эксплуатации муфельных печей несколько выше.

Некоторые модели туннельных печей могут совмещать процесс сушки и обжига, но для таких устройств необходима глина с низкими усадочными параметрами. Совмещенные конструкции довольно экономичны при производстве.

Место их установки должно находиться недалеко от карьера для добычи глины, иначе транспортные расходы могут значительно повысить стоимость производства. Для обжига керамики применяются аналогичные конструкции печей с соответствующими размерами. Для повышения качества керамических изделий используются технологии с созданием разрежения в зонах прогрева и обжига.

Основным недостатком туннельных печей является быстрый износ тележек для перемещения изделий в зонах с высокой температурой.

Печи для выпечки

Каталог туннельных печей для хлебобулочных, кондитерских изделий и другой выпечки от различных производителей легко можно найти в сети. Изготовители предлагают широкий модельный ряд печей, работающих на различных видах топлива, различной производительности и размеров. Некоторые модели могут работать на пару от котельной или собственного производства. Можно использовать печь, работающую только на электроэнергии. Основная масса устройств ориентирована на крупное непрерывное производство.

Покрытие тоннельных печей, основные поверхности и узлы, имеющие возможность контакта с продукцией, изготавливаются из специальной нержавеющей стали для пищевой промышленности.

Поверхность таких устройств легко очищается от загрязнений обычными моющими и дезинфицирующими средствами.

Конфигурация печей для производства выпечки имеет несколько вариантов. Обычный вариант в виде транспортерной ленты, перемещающей продукцию через различные температурные зоны, имеет значительную длину. При недостатке площади можно выбрать двух- или трехэтажную модель в зависимости от размеров помещения и ассортимента выпускаемой продукции. Многоэтажная печь используется для выпечки хлеба из ржаной муки или смеси из муки ржи и пшеницы. Конфигурация продукции может быть разнообразной: буханки, батоны, багеты и другие формы. Конструкция предусматривает выпечку изделий на противнях или на поду (нагретых поверхностях из камня).

Для всех моделей печей разработан комплекс автоматики, контролирующий и поддерживающий температуру во всех зонах, регулирующий скорость движения ленты транспортера и выдающий сигнал тревоги при нештатных ситуациях.

Для управления процессом используется контроллер, память которого способна хранить и осуществлять несколько режимов обработки изделий. Производители туннельных печей могут обеспечить полностью автоматизированное производство хлебобулочных изделий с минимальными затратами ручного труда, начиная от деления теста, раскладки по формам и последующей обработки.

sdelaypechi.ru

Особенности многостадийного процесса обжига керамического кирпича в туннельной печи

Библиографическое описание:

Якубов М. С., Аъзамов Т. Н. Особенности многостадийного процесса обжига керамического кирпича в туннельной печи // Молодой ученый. — 2017. — №10. — С. 111-113. — URL https://moluch.ru/archive/144/40278/ (дата обращения: 24.02.2018).



Наращивание темпов строительства и конкуренция между производителями строительных материалов на рынке Узбекистана вызывает необходимость увеличения количества и улучшения качества строительного кирпича. Решению этой задачи можно достичь путем усовершенствования системы управления технологическими процессами сушки, обжига, производственного цикла получения кирпича. Именно во время прохождения обжига и сушки формируются свойства продукции, которые определяют качество продукции. Оно включает в себя как измеряемые механические и гидрофизические показатели (прочность, морозостойкость и водопоглощение), так и визуальные дефекты (трещины, оплавление, пережог). Обжиг и сушку следует рассматривать как многостадийных тепло и массообменных процессов, которые сопровождаются фазовыми и химическими превращениями сырья.

Технологических процесс, получения кирпича проводят преимущественно в туннельных печах, характеризуется распределением температуры газовой среды (температурное поле) и садки изделий, нестабильностью свойств полуфабриката, а также невозможностью контроля свойств керамического материала в период его длительного (до 120 часов) пребывания в печи, в режиме реального времени. Отсутствие обоснованных рекомендаций для выбора оптимального температурного поля с учетом качественных показателей готовой продукции, изменения свойств входных материальных потоков, состояния технологического оборудования обуславливают необходимость создание математической модели процесса, её оптимизации и совершенствование автоматизированной системы управления.

Создание системы управления процессом обжига керамического кирпича в туннельной печи, которая содействует повышению качества готовой продукции путем предупреждения возникновения аварийных ситуаций, внесения упреждающих воздействий, полученных в результате прогнозирования характеристик изделий и определения оптимального температурного поля в условиях нестабильности полуфабриката.

Туннельная печь — это тепловая установкой непрерывного действия, в которой садка изделий передвигается по длинному прямолинейному обжиговому каналу навстречу теплоносителю. Движение изделий по печи происходит за счет проталкивания в обжиговый канал нового вагона через определенное время, которое называется интервалом проталкивания. Механизм, толкающий вагоны называют толкателем. На входе и выходе печь оборудована механическими шторами для устранения подсоса воздуха в обжиговый канал. Между входной шторой и зоной нагревания находится форкамера длиной в один вагон. Эта конструктивная особенность печи предназначена для предотвращения нарушения температурного режима печи при заталкивании новых изделий. Вагон сначала заталкивают в форкамеру, при этом штора между ней и зоной нагревания опущена. После закрытия входного отверстия, выходную штору форкамеры поднимают и проталкивают вагон уже непосредственно в печной канал.

Канал печи условно делится на позиции, длина которых равняется длине печного вагона, то есть количество позиций равно числу вагонов, находящихся на обжиге.

При выборе типа садки учитывают конструкцию и размер обжигового канала, типа изделий, топлива и метода его сжигания, конструкцию горелочного оборудования.

Структурную схему производство керамического кирпича, можно представить в виде цепью взаимосвязанных технологических процессов (стадий). [1] Рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема производства керамического кирпича

Компоновка шихты. Сырьевые компоненты шихты (смеси глин и примесей, смешанных в определенных соотношениях) доставляются в глинозапасник, откуда грейферным краном перемещаются в бункера отдельных ящичных питателей, которые осуществляют равномерную подачу и объемное дозирование компонентов шихты. Дозирование регулируется высотой подъема шиберов и скоростью лент питателей, которые определенным образом рассчитываются.

Отдозированные компоненты шихты подаются в ножевую дробилку, где осуществляется их предварительное измельчение. Далее шихта проходит стадию переработки, которая проходит в соответствующем цеху. В нем расположены бегуны мокрого помола, вальцовые мельницы грубого и тонкого помола, глиномес. В бегунах мокрого помола происходит измельчение, смешивание, растирание, увлажнение шихты водой, раздавливание и продавливание ее сквозь плиты с отверстиями, установленными в зоне измельчения. Максимальный размер частиц шихты после бегунов составляет 50мм. Тарельчатый смеситель, установленный под бегунами подает шихту на ленточный транспортер, доставляющий ее в вальцовую мельницу. В нем осуществляется первичный помол и растирание шихты. В результате этой переработки размер частиц не превышает 3–5 мм. После первичного помола шихта ленточным транспортером подается на вторую вальцовую мельницу. Проходящие в нем процессы аналогичны проходившим в предыдущем аппарате, но максимальный размер частичек шихты составляет уже 1мм. [2]

После такой переработки шихта поступает в глиномес. Здесь проходит интенсивное перемешивание, усреднение и дополнительное увлажнение шихты до заданной формовочной влажности. В зимний период, при необходимости, проводится подогревание керамической массы паром. В камере глиномеса шихта уплотняется и продавливается сквозь отверстия решетки. Далее она подается в питатель, а оттуда — на формовку в червячный вакуум-пресс.

Формовка. Керамическая масса перемещается в корыто блока, в котором пропаривается и лопастями проталкивается в переходную часть. В ней лопасти, замененные на систему червяков, проталкивают подготовленную массу сквозь конусные выходные отверстия. Ножи разрезают массу на пластинки, которые подаются в вакуум-камеру для деаэрации. Оттуда они, сквозь питательные валки, поступают в червячную камеру, где набором червяков продавливаются сквозь мундштук, установленный на головке пресса. Таким образом, получают брус в виде непрерывной ленты. [3]

Нарезание. Внутри мундштука на специальной скобе монтируют керны, которые образовывают сквозные отверстия в брусе. Непрерывная лента бруса нарезается на сырец — изделия, укладываемые на сушильные вагонетки и поступающие в туннельные сушилки.

Сушка. Теплоносителем служит воздух, поступающий из зоны охлаждения туннельной печи. Продольная циркуляция теплоносителя в системах сушилки обеспечивается вытяжными вентиляторами, отводящими отработанный теплоноситель. Регулирование его количества осуществляется с помощью вмонтированных у перекрытия сушилки заслонок. Часть теплоносителя из сушилки отбирается передвижными вентиляторами, обеспечивающими его циркуляцию в поперечном направлении каналов агрегата, равномерно обдувая сырец. Сушка предназначена для удаления излишка влаги из сырца, показателем чего выступает относительная остаточная влажность сырца на выходе из агрегата. Согласно технологическому регламенту производства, значение этой переменной находиться в пределах 1,5–3 %. [4]

Вагонетки с высушенным сырцом вытягиваются из сушилки и направляются на перегрузочную базу. Здесь происходит перекладывание сырца на печные вагоны. Конструкция, которая получается вследствие этой операции, называется садкой кирпича. Загруженные вагоны перемещают к печи, где они проходят обжиг.

Процесс обжиг последний и самый ответственный в производстве кирпича, так как именно во время него окончательно формируются свойства изделий, определяющие понятие «качество». Оно включает как измеряемые механические и гидрофизические показатели (прочность, морозостойкость и водопоглощение и т. п.), так и визуальные дефекты (трещины, оплавление, пережог и др.).

Цикл обжига состоит из периодов нагревания, выдерживания в области высокой температуры (спекания) и охлаждения, каждый из этих периодов характеризуется определенными физико-химическими процессами, которые проходят в керамической массе. Конечные свойства изделий зависят от правильности протекания этих процессов, для чего необходимо придерживаться четких требований к температурному режиму и продолжительности обжига на каждой позиции печи.

Таким образом, туннельная печь условно делится на 3 зоны: нагревания, обжига и охлаждения. Зона нагревания предназначена для окончательного высушивания изделий и нагревания их до температуры газовой среды зоны обжига. Зона нагревания состоит из трех участков. На первом, расположенном после форкамеры, начинается сушка сырца на только что введенных печных вагонах теплом отработанных дымовых газов, которые уже прошли другие участки этой зоны (рис. 1.). На втором участке с обеих сторон канала расположены отверстия для вывода из печи дымовых газов. На третьем — происходит нагревание изделий дымовыми газами и продуктами сжигания топлива, которые поступают из зоны обжига.

Зона обжига делится на два участка: малого и большого огня. На участке малого огня происходит интенсивное нагревание полуфабриката теплом дымовых газов, которые поступают от участка большого огня, а также теплом топлива, сжигаемого в горелках этого участка. Горелки объединены в горелочные группы, расположенные на каждой позиции зоны обжига. В зоне большого огня изделия выдерживаются при максимальной температуре.

Зона охлаждения условно делится на зоны быстрого и окончательного охлаждения. Внешний воздух в зону охлаждения подается через отверстие в своде и каналы в выходе печи специально установленным вентилятором. Воздух, подаваемый в туннель из окружающей среды, двигается вдоль него, охлаждая кирпич. В обеих стенах зоны охлаждения сделаны отверстия, через которые нагретый воздух выводится из канала обжига в канал нагревания, и нагнетается в сушилку.

Литература:
  1. Ладанюк А. П., Трегуб В. Г., Кишенько В. Д. Управление технологическими комплексами в компьютерно-интегрированных системах // Проблемы управления и информатики. – 2002. – № 2.
  2. Ярощук И. В., Остапенко Ю. А. Экспериментальное исследование обжига кирпича в туннельной печи для создания математического обеспечения системы управления // Сб. трудов VIII междун. научно-технич. конф. «Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века». – Том З. – Донецк: ДонГТУ, 2001.
  3. Технологический регламент производства керамических камней и кирпича на заводе керамических стеновых материалов. Утв. директором комбината строительных материалов. — К., 1994. – 63 с.
  4. Машиностроительная керамика / Гаршин А. П., Гропянов В. М., Зайцев Г. П., Семенов С. С. — СПб: ГТУ, 1997. — 726 с.

Основные термины (генерируются автоматически): туннельной печи, керамического кирпича, обжига керамического кирпича, зоны обжига, зоной нагревания, системы управления, Зона нагревания, процесса обжига керамического, исследование обжига кирпича, получения кирпича, процессом обжига керамического, оптимального температурного поля, охлаждения туннельной печи, зоны охлаждения, позиции зоны обжига, дымовых газов, большого огня, среды зоны обжига, температуры газовой среды, прохождения обжига.

moluch.ru


Смотрите также