Файл: Кашкаев, И. С. Производство глиняного кирпича учеб. пособие.pdf

100—200° С керамические материалы претерпевают термическое сжатие и деформируются пластически, подвергаясь незначитель­ ным нагрузкам. В этом периоде при быстром охлаждении в изде­ лии могут появиться трещины. Поэтому величина температурного перепада по толще изделий не должна превышать 25—30° С.

Охлаждение после 750—800 до 600° С можно значительно уско­ рить. Допустимая интенсивность охлаждения на этом участке со­ ставляет для полнотелого кирпича 250—300° С, а для эффективных изделий 350—400° С в час.

Охлаждение изделий в интервале температуре 650—500° С ха­

температуры 500° С составляет 500—600° С в час и ограничивается лишь условиями внешнего теплообмена.

Таким образом, кирпич высокого качества может быть получен при весьма коротких сроках обжига (для полнотелого кирпича 9—11 ч, для эффективных изделий — 7—8 ч). Однако оптимальные режимы обжига не могут быть полностью реализованы в промыш­ ленных печах.

§ 51. ПЕЧИ ДЛЯ ОБЖИГА КИРПИЧА-СЫРЦА

По конструктивным особенностям рабочего пространства печи для обжига кирпича можно разделить на следующие группы: ка­ мерные, кольцевые, туннельные, щелевые и печи-сушилки.

К о л ь ц е в ы е печи являются печами непрерывного действия. Они представляют собой тепловой агрегат с длинным обжигатель­ ным каналом, имеющим форму вытянутого кольца, работающий при неподвижном материале и с перемещающейся по каналу зо­ ной горения топлива. Изделия, находящиеся в процессе подогрева, обжига и охлаждения, заполняют весь обжигательный канал печи за исключением некоторого пространства, где происходят их за­ грузка и выгрузка. Объем обжигательного канала кольцевой печи определяется в зависимости от ее годовой производительности и колеблется в широких пределах от 166—1700 мг.

га находится все время на одном и том же месте.

Щ е л е в ы е печи также являются печами непрерывного дей­ ствия с перемещающимся материалом и неподвижными технологи­ ческими зонами. В щелевых печах изделия укладывают на пере­ движной под в один ряд.

П е ч и - с у ш и л к и представляют собой печи непрерывного дей­ ствия. Они отличаются от туннельных печей тем, что в них изделия не только обжигаются, но и сушатся. В печь-сушилку загружают изделия формовочной влажности, которые укладывают после прес­ са прямо на печные вагонетки.

7*

195

Г л а в а XII

ОБЖИГ КИРПИЧА-СЫРЦА В КОЛЬЦЕВЫХ ПЕЧАХ

§ 52. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ КОЛЬЦЕВЫХ ПЕЧЕЙ

До второй половины прошлого столетия кирпич обжигали в примитивных напольных печах. Появление первых кольцевых пе­ чей в 1858—1860 гг. было значительным техническим событием.

Кольцевые печи представляют собой тепловой агрегат с длин­ ным обжигательным каналом, имеющим форму вытянутого коль­ ца; при обжиге материал неподвижен, зона горения топлива пере­ двигается по каналу.

В кольцевых печах обожженные изделия при остывании отдают свое тепло воздуху, идущему на горение. Газы из зоны горения топлива проходят по обжигательному каналу к зоне подготовки, и их тепло используют для нагревания сырца и испарения влаги из него. Такое полное использование тепла делает кольцевую печь весьма экономичной в тепловом Отношении. Удельный расход топ­ лива в ней значительно меньше, чем в камерных печах периодиче­ ского действия.

Преимуществом кольцевой печи является и то, что в ней можно сжигать без особенной подготовки твердое, жидкое и газообразное топливо всех видов, в том числе низкосортное: мелочь, отходы уг­ леобогащения, паровозную изгарь и т. д. В кольцевых печах с ус­ пехом применяют обжиг с введением в сырец топлива.

Наиболее существенными недостатками кольцевых печей явля­ ются: большие затраты физического труда, неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия, сложность механизации работ внутри печи, неравномерность обжига по сечению обжигательного канала и др.

Для производства кирпича и керамических камней наибольшее распространение получили кольцевые печи со сводом. Значительно реже встречаются некоторые разновидности этих печей: кольцевые бессводные печи и камерные печи, или, как их обычно называют, печи «Зигзаг».

В кольцевых печах со сводом (рис. 99) рабочее пространство (обжигательный канал) представляет собой замкнутое вытянутое кольцо с боковыми рабочими окнами (ходками) 10, через которые загружают и выгружают изделия поочередно через каждый ходок по ходу перемещения огня. Расстояние между ходками называется

камерой.

Обжигательный канал печи имеет полуциркульный свод, кото­ рый для большей прочности при расширении во время нагрева опи­ сывается из двух центров. Для уменьшения нагрузки на внутрен­ ний огневой свод устраивают второй несущий свод, воспринимаю­ щий всю нагрузку верхней части и находящийся на расстоянии

196

7—8 см от огневого свода. Этот промежуток ничем не заполняется, что дает огневому своду возможность свободно расширяться при нагревании, не встречая препятствия со стороны вышележащих частей печи.

В своде обжигательного канала установлены круглые чугунные патрубки с крышкой — топливные трубочки 5 диаметром 150—■ 200 мм. В зависимости от ширины обжигательного канала поперек него располагают от 3 до 6 трубочек, причем расстояние между их центрами составляет 0,8—1,06 м. Крайние трубочки отстоят от стен на половину указанной длины. Расстояние между центрами тру­ бочек вдоль обжигательного канала называется подсадкой. Наибо­ лее распространены подсадки длиной 1,04 и 0,9 м. Число подсадок в камере зависит от ее длины и составляет от 3 до 7, чаще всего

5—6.

Обжигательный канал футеруется глиняным или огнеупорным кирпичом. Чтобы предупредить образование трещин и разрушение печи, в стенах обжигательного канала делают температурные швы величиной 5—6 мм на 1 м кладки.

Каждая печная камера через отверстия для отбора газа, назы­ ваемое очелком 3, и конусы 9, имеющие песочное уплотнение, сое­ динена с дымовым каналом 4, расположенным по центру печи. На прямых участках печи дымовые очелки расположены во внутренней стене, а на закруглениях — в наружной стене печи.

Конусами управляют с помощью штанг 8, пропущенных через жаровой канал 1, который расположен над дымовым каналом.

Дымовой канал соединен с дымососом (отсасывающим вентиля­ тором) через короткий поперечный канал 2, расположенный под печью. Большинство печей имеет рассыпной строй 6 для отбора воздуха в зоне охлаждения и подачи его через жаровой канал в зону подогрева. При рассыпном строе каждая печная камера име­ ет по два канальчика, соединенных с двумя рядами топливных тру­ бочек. Каждый канальчик рассыпного строя на прямых участках печи и два канальчика на поворотах снабжены у входа в жаровой канал тарельчатым клапаном.

В некоторых конструкциях кольцевых печей горячий воздух из зоны охлаждения отбирают с помощью жаровых очелков (очелковый строй), т. е. двух или четырех отверстий, расположенных в нижней и верхней частях камеры и соединенных через жаровые конусы с жаровым каналом. Недостаток очелкового строя состоит в том, что высыхают главным образом изделия, находящиеся про­ тив жаровых очелков.

Каналы и конусы, предназначенные для прохода горячего воз­ духа, называются жаровой системой в отличие от дымовой системы,

по которой движутся дымовые газы.

На рис. 100 показана схема работы 16-камерной кольцевой пе­ чи. В кольцевую печь сырец поступает с влажностью 6—8%. В зо­ не досушки («на порах») и подогрева («на дыму») (камеры 16—11) удаляется остаточная влага и сырец подогревается до тем­ пературы воспламенения топлива. В зоне обжига («взвара») (ка-

197

меры 10—9) путем сжигания топлива температуру сырца поднима­ ют до максимальной температуры обжига, при которой изделие выдерживают некоторое время, необходимое для дозревания череп­ ка и выравнивания температуры по толщине изделий (камеры 8—7). В зоне охлаждения (камеры 6—4) кирпич интенсивно ох­ лаждается.

Воздух в кольцевой печи проходит следующий путь: наружный воздух через открытые ходки в камерах 2—3 входит в рабочий ка­ пал печи для охлаждения готовой горячей продукции, находящейся

вкамерах 4, 5, 6. После нагрева за счет остывания продукции воз­ дух поступает в зону обжига и используется для горения топлива (камеры 9—10). Из зоны обжига дымовые газы поступают в зону досушки и подогрева (камеры И —16), где удаляется остаточная влага и подогреваются изделия. Так как количество воздуха, необ­ ходимое для охлаждения кирпича, превышает количество воздуха для горения топлива, то часть подогретого воздуха из камер 4, 5, 6 отбирается из обжигательного канала печи через жаровые конусы рассыпного или очелкового строя и попадает в жаровой канал, из которого направляется через жаровые конусы камер 14—16 также на досушку сырца.

Отработанные дымовые газы печи и горячий воздух из камер 13—16 через открытые дымовые конусы попадают в дымовой ка­ нал печи, из которого отсасываются вентилятором и направляются

всушилку или выбрасываются в атмосферу.

Между камерой 1, где сырец укладывают в садку, и камерой 16 устанавливают временную бумажную ширму, отделяющую рабо­ чий канал печи, в котором происходит процесс тепловой обработки изделий, от камер, где загружают сырец.

При вводе камеры на досушку ширма, как правило, сжигается. В целях экономии бумаги на некоторых заводах ширму через цент­ ральную топливную трубочку вынимают с помощью специального приспособления. Это приспособление представляет собой металли­ ческий стержень с прорезью по всей высоте, соответствующей вы­ соте обжигательного канала.

Во время установки ширмы бумажные ленты или огнестойкую

| I I4

4 э

Рис. 99. Кольцевая печь. (Продолжение)

199