Seo-friends.ru

Большая стройка
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает туннельная печь для обжига кирпича

Туннельные печи для обжига

В туннельной печи зона обжига неподвижна, а обжигаемый материал перемещается на вагонетках, ленточных или роликовых конвейерах по сквозному туннелю навстречу теплоносителю. Длина обжигательного канала 48—408, ширина 1,7—4,7, рабочая высота 1,3—1,9 м. Печи фирмы «Серике» (Италия) имеют длину 135,6, ширину 6,94, рабочую высоту 2,07 м. Туннельные печи бывают одно- и многоканальными, щелевыми, с прямолинейным и кольцевым (реже) обжигательным каналом. Нагрев изделий может производиться способами прямого огня и через экраны-муфели. В печах открытого пламени изделия соприкасаются с продуктами горения, поэтому возможно их засорение золой и несгоревшими частицами топлива. В муфельных печах это исключено, так как нагрев изделий осуществляется через муфели. Этот способ дороже, но позволяет получать изделия более высокого качества. Перспективны также печи с радиационным нагревом, при котором стены печи выполняют из отдельных излучающих панелей, способных за 1—2 мин нагреваться до 1300 °С.

Туннельная печь (рис. 14) имеет три зоны: подогрева, обжига и охлаждения.

В зоне подогрева температура повышается со скоростью 50 °С/ч до 100 °С, затем со скоростью 150°С/ч до 750—800 °С. Затем скорость нагрева несколько снижается и повышается снова в зоне обжига. Охлаждение после обжига медленное за счет теплопотерь в окружающую среду, а с 500 до 50 °С скорость охлаждения повышается до 120°С/ч. Большая часть производственного времени (60—65%) при обжиге отводится зонам подогрева и охлаждения, так как в этих зонах возможно появление наибольшего количества дефектов.


Рис. 14. Туннельная печь Гипрострома (Киев) а — зона подогрева; б — зона взвара (1 — кладка печи; 2 — воздухопровод; 3 — газопровод); в — схема тепловых зон


Рис. 15. Садка кирпича на вагонетку при обжиге а — твердым топливом; 6 — природным газом


Рис. 16. Варианты рациональной садки санитарно-технических изделий а. б — умывальных столов; в, г — унитазов

Срок обжига кирпича и пустотелых камней в туннельных печах составляет 18—32 ч; из них в зоне охлаждения изделия находятся 10—15 ч.

Применение глинистого сырья, мало чувствительного к сушке, позволяет использовать тепловые агрегаты, совмещающие сушку и обжиг. Это снижает трудовые затраты на 35%, расход топлива на 20—25% и себестоимость изделий на 25—30%, позволяет автоматизировать производство.

В производстве изделий строительной керамики должно найти широкое применение использование вакуума для обжига изделий. Этот способ в 2—10 раз сокращает длительность обжига в сравнении с обжигом в обычных условиях, снижает на 100—200 °С температуру обжига, на 20—37% расход электроэнергии, увеличивает прочность и морозостойкость изделий.

Режим обжига в туннельных печах назначают в зависимости от вида, формы, размеров обжигаемых изделий и вида теплоносителя.

Интенсивность и качество обжига также зависят от вида садки кирпича-сырца на вагонетки, который выбирают в соответствии с типом изделий, уровнем механизации погрузочно-разгрузочных работ, видом топлива, методом его сжигания, размером обжигательного канала. Садка сырца прямая плотностью 200—280 шт. на 1 м 3 объема канала печи. Должна быть прочной и устойчивой, не препятствовать равномерному прогреву всего сырца (рис. 15). При обжиге санитарно-технических изделий применяют плотную садку (рис. 16) как наиболее экономичную.

К преимуществам туннельных печей относятся: механизация и автоматизация процесса обжига, улучшенные санитарно-гигиенические условия работы и большая производительность по сравнению с кольцевыми печами. Недостатками туннельных печей являются быстрый износ вагонеток, большие перепады температур в различных зонах печи.

3.3. Туннельные печи

Туннельные печи применяют для обжига строительных керамических изделий (кирпича, плитки, канализационных труб, сантехнических изделий и др.). Они являются наиболее совершенными по сравнению с другими видами печей, используемых для обжига данных видов изделий, т.к. значительно улучшают условия труда обслуживающего персонала и имеют более высокую производительность.

Рабочей камерой туннельной печи (рис. 16) служит сквозной канал (1), заполненный вагонетками (2), на которых установлены изделия (3). В средней части печи размещена зона обжига. В ней сжигается топливо и продукты горения, проходя через зону подогрева, омывают и подогревают изделия. Отработанные дымовые газы выбрасываются в атмосферу дымососом (4). Воздух в зону охлаждения подается вентилятором (5). Охлаждая изделия, он нагревается и поступает в зону обжига, где используется для процесса горения топлива.

В зоне подогрева изделия досушиваются и подогреваются в зоне обжига, а в конце ее происходит некоторое время выдержка изделий при максимальной температуре. В зоне охлаждения изделия сначала быстро остывают и переходят из пиропластического состояния в хрупкое, далее интенсивность охлаждения понижается. Процесс охлаждения заканчивается когда изделия достигнут температуры выгрузки (50-60 С).

При установившейся работе печи, туннель целиком загружен вагонетками, при этом наружные торцы крайних вагонеток почти совпадают с обрезами стен печи. Для загрузки очередной вагонетки, ее по рельсовым путям подают к загрузочному торцу печи и заталкивают в печь толкателем. Состав вагонеток, находящийся в туннеле, перемещается на длину одной вагонетки и с другого конца печи выталкивается вагонетка с обожженными изделиями. Подобное перемещение вагонеток может производиться либо непрерывно, либо ритмично. Таким образом, в туннельных печах, в отличие

Рис. 16. Принципиальная схема туннельной печи.

от кольцевых, тепловые зоны расположены стабильно, а обжигаемый материал перемещается относительно этих зон вдоль туннеля навстречу потоку газов, что дает возможность достигнуть высоких температур нагрева (примерно до 1700С).

Читать еще:  Что такое мраморный кирпич

Туннельные печи классифицируются по следующим признакам:

— по форме туннеля различают печи с прямолинейным и кольцевым каналом, щелевые и много канальные;

— по способу перемещения обжигаемых изделий печи бывают вагонеточные, ленточные, роликовые, со скользящими подкладками, с вращающимся и шагающим подом;

— по способу теплообмена различают печи прямого огня и муфельные печи;

— по источнику теплоснабжения печи могут быть пламенными и электрическими;

— по способу сжигания топлива.

Туннельные печи конструктивно отличаются друг от друга по аэродинамической схеме движения дымовых газов и воздуха. Наиболее распространенные схемы приведены в табл. 4.

Характеристика аэродинамических схем туннельных печей

Краткая оценка схемы

Один отсасывающий вентилятор

Вся печь работает под разряжением при открытом канале с выгрузочной стороны печи. Большие подсосы излишнего воздуха и значительная неравномерность температур по высоте печи. Повышенный расход топлива

Два концевых вентилятора, с нагнетанием холодного воздуха и отсосом дымовых газов

Простейшая и наиболее надежная схема для случая, когда не требуется отбор теплого воздуха для сушки

Продолжение табл. 4

Отбор нагретого воздуха из зоны охлаждения в сушилку

Схема требует тщательного регулирования режима работы среднего вентилятора во избежание частичного отсоса дымовых газов из зоны обжига

Передача нагретого воздуха из зоны охлаждения в зону подогрева

Существенно улучшается работа зоны подогрева, сокращается перепад температуры по высоте печи

Рециркуляция газов в зоне подогрева

Схема сложная и трудно поддающаяся регулированию. Её применение оправдано лишь при обжиге сырца повышенной влажности

Забор воздуха через открытые выгрузочные торцы печей и нагнетание его через сопловые турбулизаторы в зоне остывания

Обеспечивает выравнивание температур в зоне охлаждения, подогрева и обжига

Вентиляция подвагонеточного пространства посредством специальных вентиляторов

Достигается минимальный газообмен между печным каналом и окружающей средой

Вентиляция подвагонеточного пространства при помощи основных вентиляторов

Вентиляция подвагонеточного пространства при такой схеме не эффективна и затрудняет работу основных вентиляторов

Системы нагнетания и отбора воздуха и газов могут быть как сосредоточенные, так и распределенные. Сосредоточенный отбор газов обеспечивает работу с повышенными их скоростями по всей длине зоны подогрева, но не дает гибкого регулирования температурной кривой по отдельным зонам. Отбор газов в туннельных печах применяется в основном нижний, так как при верхнем отборе резко вырастает перепады температур по высоте зоны подогрева. Подача холодного воздуха в зону остывания возможна как верхняя, так и нижняя, причем, верхняя подача более эффективна при большом напоре воздуха.

Оборудование туннельных печей. Основным элементом туннельной печи является обжигательный канал, имеющий длину от 40 до 180 м и ширину от 1,7 до 3 м. Стабилизация заданной температурной кривой обжига возможна при определенных соотношениях между длиной и площадью поперечного сечения обжигательного канала. Канал перекрывается арочным сводом со стрелой подъема от 1/5 до 1/7 ширины печи.

Стены печей выкладывают составными: в зоне подогрева из 2,5 обыкновенного кирпича в зоне обжига из 1 обычного, 1 шамотного и 1 диатомитового кирпича; в зоне остывания из 2 обыкновенных кирпичей и 1 шамотного. В последнее время некоторые туннельные печи строят из жароупорного бетона. Толщина стен должна обеспечивать температуру наружной поверхности, не превышающей 50С. В наиболее высокотемпературной части печи стены выкладывают толщиной до 1,5 м. Для компенсации температурных расширений между составными частями стен (облицовкой, изоляцией и футеровкой) устраивают температурные швы, заполняемые асбестовым шнуром.

В конструкции печного канала в качестве обязательных элементов должны предусматриваться металлический каркас или наклонные наружные стены для восприятия горизонтальных распорных усилий свода; лабиринтовые стыки стен и вагонеток; песочные затворы для уменьшения газообмена между подвагонеточным пространством и печным каналом; песочницы для постоянного пополнения песком желобов песочных затворов; пескоуловители для приема песка, увлекаемого фартуками вагонеток; аварийные окна, размещаемые на стыке зон обжига и охлаждения, предназначенные для ликвидации завалов садки; двери, снижающие газообмен с окружающей средой через торцы канала. Для этих же целей на загрузочном конце канала в отдельных случаях устраивают форкамеры со шлюзовыми затворами. В высокотемпературных печах устраивают смотровые подвагонеточные подвалы, которые дают возможность предупреждать и быстро ликвидировать аварию.

Печные вагонетки. Характеристика основных типов вагонеток туннельных печей приведена в табл. 5. Для предохранения от высоких температур металлические поды вагонеток футеруют шамотными камнями или жароупорным бетоном с теплоизолирующей прокладкой из легковесного кирпича. Стыки между стенами печи и вагонетками выполняются в виде лабиринта с песочным затвором. Передвижение вагонеток в туннельных печах осуществляется гидравлическим и механическим толкателем вагонеток.

Тоннельная печь для обжига кирпича

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.
Читать еще:  Что такое поднятию кирпича

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.

Устройство и принцип работы туннельной печи

Туннельные печи были изобретены давно, с тех времен, когда человечество научилось правильно обжигать глину. Но в современном виде, такие механизированные установки появились относительно недавно.

Некоторые материалы и сырье, в процессе своей термической обработки, требуют выдержки определенных температурных режимов, меняющихся в ее процессе. Туннельная печь это устройство, которое предоставляет такую возможность.

  1. Устройство
  2. Принцип работы
  3. Виды и назначение
  4. Обжиг кирпича и цемента
  5. Обжиг керамических изделий
  6. В металлургической промышленности
  7. Производство хлебобулочных изделий
  8. Выпечка кондитерских изделий
  9. На что следует обратить внимание при выборе?
  10. Вывод

Устройство

По своему устройству, эта установка сильно напоминает железнодорожный туннель. Отсюда и произошло ее название. Обрабатываемые материалы и сырье перемещаются внутри печи с помощью специальных вагонеток на рельсах, конвейерной ленты с электроприводом или ручных тележек. В нескольких зонах туннельной печки они подвергаются воздействию различных температур.

Конструкция печь представляет собой кирпичную, либо металлическую камеру вытянутого типа. Длина ее может быть различной, в зависимости от выполняемых задач и типа установки. В качестве топлива могут применяться:

  • Твердое топливо (каменный уголь).
  • Газообразное топливо.
  • Жидкое топливо (мазут).

Подача топлива в камеру сгорания происходит с помощью специальных нагнетателей. Разогретый воздух поступает в рабочее пространство печи. В зависимости от режима работы, характеристики и назначения установки температура воздушной смеси может быть различной, от 100 до 2000 градусов Цельсия. Весь туннель можно разделить на три основные зоны:

  • Нагрева сырья и материалов.
  • Основной обработки.
  • Охлаждения готовой продукции.

Принцип работы

Вагонетка, либо конвейер с обрабатываемым сырьем постепенно проходит через все технологические стадии, предусмотренные туннельной печной установкой. Нагретый до нужной температуры воздух встречается с продуктом или сырьем и начинает его обработку.

Время термической обработки материалов и сырья может колебаться от десятков минут (в пищевой промышленности) до десятков часов (при обжиге и сушке кирпича). На выходе получается готовое изделие, которое подверглось плавному нагреву, основной обработке и последующему охлаждению.

Читать еще:  Задачи по теплопроводности кирпича

Виды и назначение

По своему строению и функциональному назначению печи туннельного типа очень сильно различаются. Существуют громоздкие кирпичные конструкции для обжига кирпича, вращающиеся клинкерные цементные печи, выполненные в виде огромной металлической трубы.

Также есть компактные стальные печи для кондитерских и хлебобулочных изделий, мощные энергоемкие установки для термической обработки стали, а также небольшие агрегаты для керамических изделий и глиняной посуды.

Обжиг кирпича и цемента

Свое наибольшее применение нагревательные установки туннельного типа получили в производстве строительных материалов – кирпича и цемента. Клинкерная вращающаяся печь для производства цемента представляет собой огромные трубы, длиной до 230 метров, открытые с торцов и вращающиеся со скоростью 1 – 1.5 оборота в минуту. Печь устанавливается под небольшим наклоном к горизонту в 3 – 4 градуса. В таком устройстве выделяют 6 зон, таких как:

  • Сектор подсушки сырья (испаритель влаги).
  • Сектор нагрева.
  • Участок декарбонизации.
  • Участок спекания.
  • Зона экзотермии.
  • Зона охлаждения сырья.

Процесс спекания цемента протекает после загрузки в приподнятую часть сырья, а с нижней части подается топливо в виде смеси воздуха и горючего. Готовый продукт ссыпается в специальное холодильное устройство.

Туннельные печи для обжига кирпича представляют собой галерею с вагонеткой, ручной тележкой или конвейерной лентой. Стены и свод такого агрегата выложены из огнеупорного шамотного кирпича. Снизу или сверху поступает нагретый воздух, а в противоход ему происходит газо- и дымоудаление.

Количество подаваемого тепла и отводимого остывшего воздуха регулируется с помощью системы специальных шиберов или заслонок. Сырой кирпич сначала подогревается, потом происходит его обжиг, а затем охлаждение. Температура при обжиге кирпичных изделий внутри основной камеры установки может достигать 900 градусов Цельсия. После этого тележка с кирпичами отправляется в сушильную камеру, которая работает на выходящих их печи нагретых газах. Она конструктивно совмещена с печью.

Обжиг керамических изделий

Для изготовления изделий из керамики применяются устройства, похожие на кирпичные туннельные печи. Размер таких конструкций меньше, что обусловлено небольшими объемами выпуска керамической и глиняной продукции. Сам принцип функционирования таких печей многим повторяет процесс обжига и сушки кирпича.

В металлургической промышленности

В термической обработке сталей и сплавов туннельные печи применяют для отжига и нагревания металлических деталей перед другими процессами нанесения покрытий. Также в подобных агрегатах происходит закалка изоляторов для нужд электротехнического производства.

Производство хлебобулочных изделий

В хлебобулочном производстве применяют металлические туннельные печки, выполненные в форме вытянутого короба и снабженные конвейерной подачей выпекаемого продукта. Внутри такого агрегата находятся горелка, пароувлажнитель, конвейерная лента, система вытяжки, а также механизмы регулировки подачи тепла в разные отсеки печи.

Размеры их составляют от 10 до 25 метров, используются они на хлебозаводах, в домашних мини-пекарнях применять такие установки экономически невыгодно. Работают они на природном газу или электрической энергии, как наиболее безопасных для пищевой промышленности видах топлива. Гораздо реже применяются мазутные установки.

Выпечка кондитерских изделий

Кондитерские туннельные установки практически полностью аналогичны хлебобулочным печкам, с той разницей, что они обладают меньшими габаритами и более точными температурными режимами выпечки. В кондитерских изделиях используются различные кремы, что требует точной настройки температуры внутри печи, а также меньшего времени их обработки.

На что следует обратить внимание при выборе?

Выбирать печь туннельного типа для нужд своего производства следует, исходя из вида топлива, на котором она будет эксплуатироваться, предполагаемой мощности и количества производимого продукта.

Чтобы точно соблюдать технологические режимы, необходимо тщательно ознакомиться с технической документацией на изделие, какую температуру и какое время печь может выдавать, насколько быстро или медленно происходит та или иная стадия обработки сырья или продукта. Следует учитывать и финансовые возможности предприятия, а также прогнозируемый срок окупаемости нового оборудования.

  • Главным российским производителем туннельных печей для пищевой промышленности являются фирмы ТПК и Шебекинский машиностроительный завод.
  • Иностранными фирмами производятся такие аппараты, как Gostol (Словения), Mondial Forni (Италия), Макиз Минел (Сербия), Elcal (Польша).

Установки для производства строительных материалов собираются на месте их эксплуатации и серийно не выпускаются. Но существуют предприятия, которые занимаются проектированием и возведением таких туннельных печей.

Стоимость агрегатов для производства кирпича и цемента сложно оценить, так как это индивидуальные проекты, которые выполняются под конкретного заказчика и собираются на месте будущего производства. Цена такой установки и сборки из материалов исполнителя может достигать 600000 долларов США.

Печи туннельного типа, применяемые в хлебобулочной и кондитерской промышленности, изготавливаются в типовых вариантах. Так российские устройства ТПК стоят порядка 600 – 900 тысяч рублей, а иностранные Gostol, Mondial Forni, Elcal доходят в своей цене до 100000 евро.

Вывод

Туннельные печи нашли широкое применение во многих отраслях экономики современной России. Это удобные автоматизированные и механизированные агрегаты, способные справляться с термической обработкой различных материалов от загрузки сырья до выхода готового продукта. Но подобные установки экономически целесообразно применять только на больших предприятиях, ввиду их высокой стоимости и сложности в ремонте и техническом обслуживании.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector