ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2024
Просмотров: 23
Скачиваний: 0
При таком режиме запрессованное в сырец топливо
развивает высокую температуру и в зоне подогрева, пре вращая его частично в зону обжига. Дымовые конуса
управляются следующим образом: из четырех конусов зоны подогрева «на дыму» первый закрыт, второй от
крыт наполовину, третий —на |
три четверти и |
четвер |
тый — полностью. |
с запрессовкой |
топлива |
Скоростной обжиг кирпича |
в сырец дает большой эффект, так как сокращает сроки сушки, обжига и уменьшает расход топлива. Качество продукции получается более высоким. Ввод выгораю щих добавок значительно облегчает труд рабочих — им нужно загрузить лишь 40—50% топлива, необходимого для обжига, и выпрузить из печи в два раза меньше золы.
ОБЖИГ КИРПИЧА В ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ ВОДЯНЫХ ПАРОВ
Запрессовка 50—60% топлива в кирпич — только часть решения большой задачи по увеличению производ ственных мощностей кирпичных заводов.
IT а Ростовском кирпичном заводе № 3 новый метод обжига кирпича с запрессовкой топлива получил даль нейшее развитие. В глину стали вводить все 100%о топли
ва, необходимого для обжига. В процессе обжига в зоне взвара развивается высокая температура. Конечную
температуру обжига регулируют орошением водой нахо дящегося в печи раскаленного кирпича (рис. 1). В ре
зультате ряда физико-химических процессов образуется некоторое количество стекловидной фазы, (расплава), придающей новые свойства обжигаемому сырцу и пре вращающей его в камень.
В основе процессов образования керамического череп ка при высокой температуре лежит взаимодействие окис-
лов железа, натрия, калия, кремния и других веществ,
составляющих глину, которое сопровождается выделени ем силикатов и спеканием черепка. Поры последнего заливаются расплавом, а сам он уплотняется. Расплав благодаря энергии поверхностного натяжения сближает и уплотняет твердые частицы глины и связывает их в единый комплекс. Прочность расплава весьма велика и
10
достигает 5000—6000 кг/см2. Таким образом, степень спе
кания черепка для данной глины и его механическая
прочность зависят от количества стекловидной фазы и,
как следствие, от конечной температуры обжига.
Рис. 1. Орошение раскаленного кирпича водой в зоне высоких температур.
Газовая среда в печи также влияет на количество
образующегося расплава. Как известно, восстановитель ная среда имеет избыток углерода. В процессе горения ощущается потребность в дополнительном кислороде, которого в печной среде не хватает. Недостающий кисло род отщепляется из окислов железа. Таким образом, вос становительная среда по своей эффективности равно сильна запрессовке топлива в сырец, который также для горения отбирает кислород (окислы железа).
Попытка получить большее количество расплава в черепке путем повышения конечной температуры обжига нередко приводит к деформации значительной части кир пича, к так называемым подварам и сварам. Исходя из этого, можно считать, что процесс обжига кирпича в вос становительной среде при температурах 900—950° рав носилен обжигу кирпича обыкновенным способом (в окислительной среде) при 1100°.
В 1956 году в нашей литературе сообщалось о том, что в Китае при обжиге сырца в напольных круглых печах в конце процесса на раскаленный кирпич через слой земли подается вода. В результате такого орошения
меняется цвет кирпича (красный на серый) и заметно
11
повышается его прочность. Следует отметить, что лёссо видные глины, из которых в Китае производят кирпич, имеют большое количество органических веществ, выго рающих в процессе обжига, дают такой же эффект,
как и топливные добавки, запрессованные в сырец.
Опыты, проведенные в Ростовском инженерно-строи тельном институте и Центральной 'контрольно-исследо вательской лаборатории (ЦКИЛ) Ростовского област
ного управления промышленности строительных материа лов, также подтверждают, что ^керамические образцы, обожженные в атмосфере водяного пара, на 30 — 40% прочнее, чем обожженные в обычных условиях. Анало
гичные результаты получены в лабораториях предприя тий и институтов Иванова и Мурманска.
В кирпичных глинах, как известно, содержится 5—
8% окислов. Исследования, проведенные академиком Будниковым, подтвердили, что температура плавления закиси железа на 150—200° ниже температуры плавле ния окислов железа. При этом методе обжига протека ет реакция взаимодействия окислов железа с углеродом
запрессованного в сырец топлива, вследствие чего они восстанавливаются до закисного состояния. Новые обра зования в процессе формирования -керамического череп
ка проявляют свою флюсующую способность, армируя глинистые частицы.
Используя опыт кирпичников Китая, группа работ ников Ростовского кирпичного завода № 3 разработала принципиально новую технологию, в основе которой ле жит запрессовка в глиняную массу большого количества топливных добавок с последующим корректированием водой процесса обжига сырца. Сначала этот метод был освоен в кольцевых печах, а затем перенесен и в тон
нельные, работающие на твердом топливе. Восстановительный обжиг в кольцевой печи протека
ет так: запрессованные в сырец топливные добавки (ка менный уголь, котельные шлаки и т. д.) воспламеняются и выгорают при -сравнительно высокой температуре и значительном избытке воздуха в печи. Если в определен ный момент завершающей стадии обжига быстро пре кратить доступ воздуха и лишить кислорода еще не вы горевшую часть топливных добавок, то они будут гореть за счет кислорода железистых окислов и восстанавли вать последние до закисной формы. Если в этот период
12
взону максимальных температур подавать воду, она, по падая на раскаленный кирпич, мгновенно превращается
впар, который заполняет печной канал и временно как бы закупоривает его, прекращая доступ кислорода воз
духа. Основная масса топлива, запрессованного в кир пич, лишенная кислорода, активно способствует восста новительным реакциям-перехода окисного железа в за кисное.
Как показали исследования, проведенные сотрудни
ками Центральной лаборатории Ростовского управления промышленности строительных материалов, черепок, обо жженный по новому методу, содержит закиси железа в четыре-шесть раз больше, чем обожженный при обычных, условиях.
Применение водяного орошения является исключи тельно мощным средством ликвидации сваров. Если по способу Мазова обжигальщикам приходится засыпать в печь 40—60% топлива, потребного для обжига, причем часты случаи подвара, то при новом методе нет необхо димости в засыпке угля (за редким исключением); на по!ду и садке кирпича не остается золы; улучшаются санитарные условия работы сдатчиков и выставщиков
кирпича; резко сокращается выход бракованной продук ции; расход топлива на тысячу штук кирпича снижается на 20—25%.
Новый метод обжига, освоенный впервые в Советском Союзе на Ростовском кирпичном заводе № 3, в после
дующем был внедрен на Азовском и Чалтырском заво дах, которые выпускают кирпич способом пластического’
формования и используют котельные шлаки как топлив ные добавки. Позднее он был освоен на заводах полусу хого прессования — Ростовском № 2, Таганрогском, Сальском, Миллеровском, где в качестве топливных добавок применяют антрацитовый штыб АШ (табл. 1 и 2).
Для внедрения восстановительного обжига кирпича на заводах необходимо провести некоторые технические мероприятия. В своде кольцевой печи, под выстилкой в глинобетоне, монтируют подводящую линию, питаю щуюся водой от городской сети, под давлением 2—3 атм.,. или от любого резервуара. Линия имеет выводы, к ко
торым через каждые 8 — 10 л привинчивают переносные шланги с форсунками.
13
Табл. 1
Топливные добавки, применяемые на заводах, внедривших восстановительный обжиг кирпича
|
|
|
Теплотвор |
Зольность |
||
|
|
|
ная |
способ |
||
Заводы |
Топливные добавки |
добавок |
||||
ность доба |
||||||
|
|
|
вок |
(в кал.) |
(в /о) |
|
Ростовский № 1 . |
АШ |
|
|
5841 |
14,3 |
|
|
АРШ |
|
|
5229 |
26,0 |
|
|
паровозная |
изгарь |
4795 |
24,4 |
||
Ростовский № 3 . |
паровозная |
изгарь |
4205 |
27,99 |
||
|
котельные шлаки |
|
2527 |
62,30 |
||
Азовский |
котельные шлаки |
|
2527 |
62,30 |
||
Каменский |
АШ |
|
|
6104 |
21,47 |
|
|
шахтная порода |
|
1135 |
78,96 |
Табл. 2
Состав формовочных масс, используемых на заводах, внедривших восстановительный обжиг кирпича
Заводы
Компоненты (в °/0 |
к объему; |
||
кирпич древес котель |
антра |
||
цито |
|||
гл-ина моло |
ные |
ные |
вый |
тый |
опилки |
шлаки |
штыб |
Количество топлива, запрессованного в сырец (в % к потребному для обжига)
Пластического
формования |
82 |
|
16 |
|
2,5 |
90 |
|
Ростовский № 1 . |
4 |
7 |
|||||
Ростовский № 3 . |
|
75 |
14 |
— |
100 |
||
Азовский |
90 |
— |
— |
10 |
— |
100 |
|
Полусухого |
|
|
|
|
|
|
|
прессования |
|
|
|
|
|
2,5 |
80 |
Ростовский № 2 . |
97,5 |
— |
— |
— |
|||
Таганрогский . . |
97,5 |
2,8 |
90 |
||||
Форсунка (рис. 2) |
представляет собой металлическую |
||||||
трубку с внутренним |
диаметром 19 |
мм, |
длиной |
1,70 м |
14
с запорным краном или вентилем. В основании трубки
и на боковой поверхности в шахматном порядке просвер лены отверстия диаметром 0,8 мм. Шаг между отверстия
ми — 20—150 мм. Нижнюю часть форсунки делают съем
ной, на резьбе. В зону максимально высоких температур воду подают по ширине печи, через три средние топлив ные трубки, а по длине ее — через четыре-пять рядков
Разрез по ДД
01,5 -8 отв. 6 боковой поверхности.
01,5 - 9отв в торцовой части
Рис. 2. Схема металлической форсунки для водяного орошения кирпича в зоне высоких температур.
трубок (рис. 3). Форсунка при этом опускается в садку
кирпича на глубину до 1,5 м. Полив производится тон кими струйками во все стороны. Вода, попадая на раска
ленный кирпич, мгновенно испаряется, и пар заполняет все сечение канала.
Орошение тонкими струйками воды длится 1 —1,5 ми нуты, т. е. до тех пор, пока раскаленный кирпич в верх ней и средней частях садки несколько потемнеет. При запрессовке в сырец до 100"/» топлива расходуется в сред
нем на каждую тысячу штук кирпича до 100 л воды. Основное правило орошения заключается в том, что
бы подавать воду при температуре не ниже 950°. В тех случаях, когда она превышает 1000° и возникает опас ность подвара, поливать кирпич водой следует обильнее.
При этом температура понижается на 90—150°.
15
Рис 3. Температурный режим при обжиге кирпича с водяным орошением в кольцевой печи, работающей
на два огня.
Если при неправильной дозировке в сырец будет вве дено топлива больше, чем требуется для полного об жига, после однократного водяного орошения темпера
тура кирпича снова поднимется до 950—1000°, Чтобы поддерживать ее на необходимом уровне, орошение по
вторяют несколько раз.
Для иллюстрации изложенного приводим отдельные параметры технологического процесса производства кир пича на заводах Ростовской области, внедривших восста новительный обжиг.
Ростовский кирпичный завод № 1 работает по схеме пластического формования. В глиняную массу вводят
любые топливные добавки — изгарь, уголь АШ. Сырец формуется на прессе СМ-277 без вакуума, но с пароувлаж-
нением. Сушат его в тоннельных сушилах и обжигают в кольцевой восемнадцатикамерной печи, работающей на одном огне. В топливные трубки уголь не засыпают.
С переходом на новый метод обжига кирпича резко изменилась работа печи: скорость продвижения огня
возросла на 60°/»; зона взвара удлинилась в полтора ра за, причем температура газовой среды повысилась до
900—1000°, а в обжигаемом кирпиче она еще выше. Рас
каленный кирпич заливают водой через каждые 2— 3 часа.
На обжиг тысячи штук кирпича расходуется 100— 110 кг угля вместо предусмотренных планом 145 кг.
Таганрогский кирпичный завод работает по схеме полусухого прессования. В состав шихты вводится 90% топлива (уголь АШ), необходимого для обжига. Уголь запрессовывают в сырец из расчета 85 кг (в условном исчислении) на тысячу штук.
Воду подают через каждые 3—4 часа. Более редкая
заливка по сравнению с предыдущим заводом объясняет
ся тем, что температура обжига кирпича полусухого прессования должна быть на 100° выше, чем температура обжига кирпича пластического формования.
На тысячу штук кирпича расходуется до 80 л воды. Качество кирпича, обожженного в восстановительной сре де, значительно улучшилось: резко повысилась механиче ская прочность и снизилась пористость, увеличились так же съемы кирпича с 1 м3 обжигательного канала печи,
уменьшились технологические потери (табл. 3 и 4).
2. Обжиг кирпича |
17 |
Г" ГОС. ПУБЛИЧНАЯ | НАУЧН-ТЕХНИЧЕСКАЯ
; библиотека ссор
Табл. 3
Улучшение качественных показателей кирпича, обожженного в восстановительной среде
Заводы
Предел проч ности при из гибе (в/сг/сж2
при обыч ном спосо бе обжига |
в восстано вительной среде |
приращение прочности (В %) |
Предел проч ности присжа-
тии (в кг\см )
при обыч ном спо собе |
в восстано вительной среде |
приращение прочности (в %)
Водопоглощение
|
(в %) |
|
ори обыч ном спо собе |
в восстано вительной среде |
снижение водопоглощения |
Ростовский |
|
№ 1 |
18,1 |
32,8 |
81,2 100,0 |
127 |
27 |
15,6 |
12,0 |
23,0 |
|||
Ростовский |
|
№ 3 |
18,3 |
27,3 |
49,1 100,0 |
128 |
28 |
15,2 |
13,1 |
13,8 |
|||
Азовский . |
|
№ 2 |
18,3 |
25,2 |
37,7 |
50,3 |
100 |
200 |
13,0 |
12,6 |
3,0 |
||
Ростовский |
|
15,3 |
13,2 |
18,9 |
78,2 |
114 |
45,9 |
15,3 |
14,3 |
6,5 |
|||
Таганрогский |
13,5 |
21,1 |
56,2 108,0 |
124 |
13.0 |
14,1 |
13,5 |
4,4 |
|||||
Увеличение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Табл. 4 |
||
количественных показателей предприятий, внедривших |
|||||||||||||
|
|
восстановительный |
обжиг кирпича |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Съем с 1 ж3 |
Технологиче |
Выпуск |
кирпи |
|||||
|
|
|
|
|
канала печи |
ские потери |
|||||||
3 |
а |
в ОДЫ |
|
|
(штук в месяц) |
кирпича |
(в J/o) |
|
ча (млн. шт.> |
||||
|
|
|
|
|
1958 г. |
1959 г. |
1958 г. |
1959 г. |
1958 г. |
1959 г. |
|||
Ростовский |
|
№ 1 . |
. |
. |
1359 |
1814 |
5,0 |
|
4,8 |
12,0 |
16,0 |
||
Ростовский |
|
№ 3 . |
. |
. |
1725 |
1886 |
4,0 |
|
3,0 |
57,6 |
62,5 |
||
Азовский . |
|
№ 2 . |
|
|
2319 |
2572 |
6,9 |
|
3,9 |
19,2 |
28,8 |
||
Ростовский |
|
|
|
2085 |
2153 |
3,1 |
|
1,6 |
37,5 |
43,8 |
|||
Таганрогский |
|
|
2183 |
2370 |
2,8 |
|
1,9 |
35,2 |
42,0 |
ПРИГОТОВЛЕНИЕ ТОПЛИВНЫХ ДОБАВОК
Как было сказано выше, в качестве топливных доба вок в глиняную массу 'вводятся различные виды камен
ного угля, чаще всего антрациты.
Хорошим топливом, дающим высокий эффект, счи таются также уносы паровозных топок, так называемая
изгарь, каменноугольные шлаки. Однако наиболее эф фективными добавками, как показала практика кирпич ных заводов, являются топочные и паровозные шлаки.
В обычных шлаках содержится 60—70% золы и до 30—40% полезных остатков, способных гореть в опреде ленных условиях. В то время как на колосниковой решет ке их не удается полностью выжечь, при запрессовке в
18