Печи для обжига формованных изделий
Печи для обжига керамических изделий – установки для термической обработки сформованного и высушенного полуфабриката по заданному режиму нагрева, выдержки при максимальной температуре и охлаждения.
По конструктивной схеме такие печи подразделяются на следующие типы: периодического действия, кольцевые, туннельные, щелевые роликовые и щелевые на газовой подушке.
Устройство и принцип действия кольцевой печи
Такая печь была сконструирована Гофманом в 1857 г. в Германии. Эти установки до изобретения туннельных печей довольно широко использовались для обжига глиняного и шамотного кирпича, керамических камней и дренажных труб. Распространённость этих печей связана с их высокой тепловой экономичностью, возможностью сжигания любых видов топлива, включая самые низкосортные разновидности, а также возможностью на ходу переключаться с одного вида твёрдого топлива на другой без каких-либо конструктивных изменений в печи.
Рис.1. Схема кольцевой печи
Основным элементом такой печи является замкнутый сквозной обжигательный канал 1, который не имеет внутри постоянных перегородок. В наружных стенах обжигательного канала имеются отверстия 2, называемые ходками. Через них производится загрузка сырца в печь и разгрузка обожженного кирпича. Часть пространства обжигательного канала между ходками называют камерой. Во внутренней стене печи расположен дымовой канал 3, который соединяется отверстием 4 с дымовой трубой или дымососом 10. Обжигательный и дымовой каналы связаны между собой при помощи отверстий 5, называемых дымовыми очелками. Очелки оборудованы дымовыми конусами 9 (клапанами) при помощи которых этот канал может подключаться к обжигательному или отключаться от него. Над дымовым каналом находится жаровой канал 6. Он предназначен для перемещения горячего воздуха, образующего при охлаждении обожжённого кирпича. Жаровой канал также соединён с обжигательным каналом при помощи жаровых очелков 7, снабжённых жаровыми конусами 8.
Работа печи
При работе печи канал почти всегда заполнен обжигаемым материалом. Свободными остаются лишь две – три камеры, через которые загружают сырец и выгружают готовый кирпич. В этих камерах ходки открыты. В остальных – закрыты. Топливо подают в печь сверху через топливные трубки (люфты) диаметром 150…200мм. Если печь работает на газообразном топливе, то его подача также осуществляется через свод при помощи газопровода, соединённого с топливосжигающими устройствами. Твёрдое топливо, попадая на предварительно раскалённую садку и получив от неё начальный импульс подогрева (энергию активации) быстро загорается и, сгорая, нагревает садку. Ту часть обжигательного канала, в которую загружают топливо, называют зоной взвара (обжига). В этой зоне при работе печи закрыты жаровые и дымовые конусы. Образующиеся в этой зоне газы движутся вперёд (стрелка дымовые газы) и подогревают сырец до температуры, превышающую температуру воспламенения топлива. Зона, в которой сырец подогревается дымовыми газами, называется зоной подогрева или зоной дыма. Остывшие дымовые газы при температуре 150 – 200оС удаляются из обжигательного канала 1 через дымовые очелки 5 при открытых дымовых конусах 9 в дымовой канал 3. Однако те дымовые конусы, которые расположены ближе к зоне обжига, остаются закрытыми, чтобы горячие газы не удалялись из печи, не отдав тело. В зону охлаждения холодный воздух засасывается через открытые ходки (стрелка воздух) свободных камер и, попадая в камеры с обожжённым кирпичом, охлаждает его. По прохождении нескольких камер поток воздуха разделяется (на схеме участок разделения потоков отмечен кружком). Одна часть горячего воздуха имеющего температуру 250 – 400оС при помощи жаровых очелков 7 и открытых жаровых конусах 8, подаётся в жаровой канал 6 и направляется в зону досушки. Другая часть нагретого воздуха поступает в зону взвара по обжигательному каналу и участвует в горении топлива. Часть зоны остывания, в которой воздух не отбирают в жаровой канал, называется зоной закала. Она примыкает к зоне обжига. Для того чтобы задать направление движения холодному воздуху, т.е. направить его в зону охлаждения на его пути в зоне подсушки устанавливают бумажные ширмы (на схеме волнистые линии). Принципиальной особенностью работы кольцевой печи является перемещение зон в процессе обжига по обжигательному каналу.
Недостатки печи – тяжёлые условия обслуживания печи, трудности в полной механизации загрузки и разгрузки. В настоящее время этот недостаток частично устранён, т.к. освоена пакетная садка кирпича, когда пакет формируется в цехе, а его подача в печь осуществляется погрузчиком. Есть печи со съёмным плоским сводом. В этом случае при садке сырца в печь снимают свод, затем при помощи подъёмного устройства загружают пакеты и устанавливают свод на место.
Кольцевым печам свойственна неравномерность обжига по высоте обжигательного канала, что связано с температурным расслоением газовых потоков при их горизонтальном направлении движения. Для обеспечения равномерного обжига по сечению печи производится запрессовка топлива в сырец, который превращается в горючий брикет и в зоне обжига горит вся садка. Рекомендуется запрессовывать в сырец до 80 % общего расхода топлива на обжиг, но не расхода глины.
Лекция 16