Студопедия — Технологический процесс обжига высушенного кирпича-сырца, требования к получаемой продукции, технологические режимы
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Технологический процесс обжига высушенного кирпича-сырца, требования к получаемой продукции, технологические режимы






5.4 Транспортирование обжиговых вагонеток с полуфабрикатом для загрузки в туннельные печи и с обожженными изделиями на сортировку и пакетирование осуществляется при помощи электропередаточного моста.

Вагонетки в туннельную печь должны загружаться строго по графику через равные промежутки времени (при этом в печи на поз. 36 не должна находится вагонетка с обожженными изделиями) и выгружаться через 15 мин после произведенного толкания. Интервал проталкивания обжиговых вагонеток в печи, продолжительность обжига приведены в приложении А. Допустимое отклонение загрузки-выгрузки обжиговой вагонетки – 5 мин. График толкания может быть скорректирован технологом цеха, начальником участка или начальником цеха по согласованию с главным технологом.

Обжиговые вагонетки, подаваемые на садку, должны быть очищены от боя керамических изделий промышленным пылесосом либо метлой, не допустима садка высушенного кирпича-сырца на вагонетку с неисправной футеровкой, ходовой частью. Неисправные вагонетки отправляются на ремонт.

Изделия на вагонетках, загружаемых в печь, должны быть высушены до влажности, не превышающей требования КТП сушки кирпича-сырца в производстве стеновых керамических изделий, и уложены с соблюдением схемы садки в соответствии с требованиями КТП садки высушенного кирпича-сырца на обжиговые вагонетки в производстве стеновых керамических изделий.

Проталкивание состава вагонеток в печи осуществляется в два этапа (обязательно предварительно убедиться в отсутствии вагонетки на поз. 36, т.е. у двери со стороны выгрузки!): 1 –подымается дверь форкамеры и внутренним толкателем состав проталкивается на одну позицию вперед; 2 – после того, как будет опущена дверь форкамеры, подымается дверь со стороны загрузки печи, и с электропередаточного моста обжиговая вагонетка толкателем винтовым направляется в форкамеру печи.

В случае неисправности внутреннего толкателя, проталкивание состава вагонеток в печи осуществляется толкателем винтовым с электропередаточного моста.

5.5 Обжиг высушенного кирпича-сырца в туннельных печах

5.5.1 Описание туннельных печей обжига керамических изделий

Общее количество туннельных печей – 5 шт.: № 1 – № 5.

Туннельные печи относятся к тепловым агрегатам непрерывного действия. Рабочее пространство туннельной печи имеет вид туннеля прямоугольного сечения. В туннеле уложены рельсы, по которым перемещаются вагонетки с высушенным кирпичом-сырцом навстречу теплоносителю.

В стенах туннельной печи заложены конструктивные элементы: отверстия для горелок, контрольно-измерительных приборов, окна для отбора дымовых газов, каналы для перемещения газо-воздушных смесей, отверстия (гляделки) для наблюдения за процессом термообработки изделий и движением состава вагонеток. Свод печи также имеет отверстия для горелок, контрольно-измерительных приборов, отверстий для нагнетания в рабочий канал воздуха в зонах подготовки и охлаждения.

Под печи представляют обжиговые вагонетки, которые должны выдерживать высокие температуры, вес садки и одновременно являются транспортирующим устройством. Обжиговые вагонетки представляют собой металлическую конструкцию, оснащенную колесными парами и футерованную жаростойкими изделиями, позволяющими снизить теплотехнические потери и увеличить срок службы металлоконструкций. Футеровка вагонеток выполнена таким образом, чтобы попадание печных газов в подвагонеточное пространство и, наоборот, подсос холодного воздуха в печной канал были минимальны: уплотнение стыка торцов соседних вагонеток обеспечивается устройством на футеровке одной вагонетки выступа, а на другой – впадины, плотно прилегаемых друг к другу. Кроме того, на торцевых стыках в металлоконструкции вагонеток предусмотрены выступы и канавки, в которые уложен асбестовый шнур.Ту же цель выполняют на вагонетках и защитные листы («ножи», «фартуки»), погруженные в желоба печи с песком (песочный затвор), установленные по всей длине печи с обеих сторон, и создающие вместе с ним замок. В стенах печи расположены песочницы-трубы, которые служат для пополнения желобов песком. Внутренняя футеровка печи с футеровкой вагонеток также образует замок.

Вагонетки в туннельных печах передвигаются по рельсам, которые крепятся специальными накладками к металлическим закладным. Движение вагонеток осуществляется за счет устройства, которое проталкивает вагонетку, загружаемую в печь. Таким образом, продвижение состава вагонеток внутри туннеля обусловлено загрузкой очередной вагонетки, соответственно, на другом конце туннеля предварительно должна быть выгружена одна вагонетка с обожженными изделиями.

Вагонетки с изделиями перемещаются по туннелю с заданным ритмом навстречу печным газам (по направлению движения продуктов сгорания туннельная печь является противоточной). С теплотехнической точки зрения туннельная печь представляет собой теплообменник с противотоком, в первой части которого теплота горячей среды печи передается садке и во второй – наоборот: разогретая садка отдает тепло системе охлаждения.

В туннельной печи по всей длине создаются температурный, газовый и аэродинамический режимы, которые в процессе работы печи поддерживаются постоянными. При передвижении вагонеток по каналу печи установленные на них изделия проходят все стадии обжига.

Печной канал в соответствии с проходящими физико-химическими процессами условно разделяют на три зоны: зону подогрева(подготовки) изделий, зону обжига и зону охлаждения. Также канал делят на позиции. Длина одной позиции равна длине одной вагонетки. Зона подготовки включает 13 позиций, обжига – 12 (для печей №№ 1; 3; 4; 5), 10 (для печи № 2), охлаждения – 10 (для печей №№ 3; 4), 11 (для печей №№ 1; 5), 13 (для печи № 2).

Для стабилизации аэродинамического и температурного режимов печи на время загрузки-выгрузки со стороны загрузки печи установлено две двери, на выгрузке – одна дверь. Пространство печи между двумя дверями называется форкамерой (шлюз туннельной печи). Данная система предназначена для предотвращения попадания наружного воздуха в печной канал во время проталкивания вагонетки. В туннельной печи № 2 предусмотрена система подогрева полуфабриката в форкамере: по бокам перед вагонеткой, находящейся в форкамере, осуществляется подача нагретого воздуха (отобранного в т.ч. на сушку кирпича-сырца); отбор – сверху позади вагонетки.

На первых позициях печей имеется система отбора (вытяжки) дымовых газов, которая предназначена для удаления продуктов сгорания топлива, создания тяги в обжиговом канале печи и конвективного подогрева полуфабриката продуктами сгорания топлива, регулирования температуры в зоне подогрева и обжига.

В каждой печи в зоне подготовки имеется по две системы рециркуляции горячего воздуха, которые предназначены для выравнивания температуры по высоте садки:

- в печах№№ 3; 4; 5 забор горячего воздуха осуществляется со свода печи между позициями 4-5, а подача – по бокам между поз. 3-4; вторая система рециркуляции – забор со свода между поз. 6-7, а подача – по бокам между поз. 5-6;

- в печи № 1 забор горячего воздуха осуществляется со свода печи между поз. 5-6, подача – со свода между поз. 6-7; вторая система рециркуляции – забор со свода между поз. 9-10, подача – со свода между поз. 10-11;

- в печи № 2 забор горячего воздуха осуществляется между поз. 4-5 (со свода печи), а подача воздуха – между поз. 5-6 и на поз. 6 (между пакетами) сверху; вторая система рециркуляции – забор со свода на поз. 7 (между пакетами), подача – на 8 поз. (между пакетами) и между поз. 8-9 сверху. Кроме того, в зоне подогрева печи № 2 между поз. 3-4 и на поз. 4 (между пакетами) предусмотрена система вдувания воздуха через форсунки со свода печи, которая также обеспечивает выравнивание температуры по поперечному сечению рабочего канала печи, а также снижение температуры дымовых газов до заданной (например, в случае обжига поризованных изделий).

Шаг горелок: в печах №№ 1; 3; 4; 5 – 2,8 м, в печи № 2 – 1,4 м. Применяемое топливо – природный газ.

В печах №№ 3; 4; 5 в зоне подготовки между поз. 7-8, 8-9, 9-10, 10-11, 11-12, 12-13 установлены боковые (с обеих сторон напротив друг друга) высокоскоростные горелки «Кромшредер» в количестве 12-ти шт.

В печи № 2 высокоскоростные боковые горелки установлены на поз. 9-11 (на поз. 9 между пакетами, между поз. 9-10, между поз. 10-11, на поз. 11 между пакетами) в количестве 8 шт.

Для нагрева изделий от 650-800 °С в печи № 2 на поз.11-13 (на поз. 11 между пакетами – 3 шт., между поз. 11-12 – 4 шт.,на поз. 12 между пакетами – 3 шт., между поз. 12-13 – 4 шт., на поз. 13 между пакетами – 3 шт., между поз. 13-14 – 4 шт.) установлена группа сводовых высокоскоростных горелок, состоящая из 21 шт. горелок.

Высокоскоростные горелки служат для предварительного подогрева кирпича до температуры 600 °С. Установка высокоскоростных сводовых горелок в зоне подготовки обеспечивает нагрев изделий до температуры 800 °С, что гарантирует устойчивую работу основной группы горелок, расположенной в зоне обжига.

Кроме того, установка скоростных горелок позволяет:

- исключить неравномерный прогрев по высоте садки в зоне предварительного нагрева;

- исключить транзит горячего воздуха из зоны охлаждения печи в зону предварительной подготовки;

- позволяет создать интервал конечной выдержки;

- дает возможность управлять газовой средой печи.

Зона обжига (зона максимальных температур) – это участок печи, в котором изделия подвергаются конечной температурной обработке. Здесь сосредоточена большая часть тепловой мощности печи и происходят основные физико-химические процессы.

В печах №№ 3; 4; 5 в начале зоны обжига между поз. 13-14, 14-15 установлены сводовые высокоскоростные горелки «Кромшредер» в количестве 10-ти шт. (два ряда по пять шт.). Сводовые горелки типа «Вулкан-газ»-52 установлены между поз. 15-16, 16-17, 17-18, 18-19, 19-20, 20-21, 21-22, 22-23, 23-24, 24-25 в количестве 50-ти шт. (десять рядов по пять шт.).

В печи № 5 установлены в шахматном порядке боковые горелки типа «Вулкан-газ»-80 в количестве 10-ти шт.: по правой стороне между поз.15-16; 17-18; 19-20; 21-22; 23-24; по левой стороне между поз.14-15; 18-19; 20-21; 22-23; 24-25.

В печи № 3 установлены в шахматном порядке боковые горелки типа «Вулкан-газ»-80 в количестве 10-ти шт.: по правой стороне между поз.16-17; 18-19; 20-21; 22-23; 24-25, по левой стороне между поз.13-14; 15-16; 19-20; 21-22; 23-24.

В печи № 1 установлены в шахматном порядке боковые горелки типа «Вулкан-газ»-80 в количестве 8-ми шт.: по правой стороне между поз. 14-15; 17-18; 21-22; 23-24, по левой стороне между поз. 15-16; 19-20; 22-23; 24-25. Сводовые горелки типа «Вулкан-газ»-52 установлены аналогично печам №№ 3; 4; 5.

В печи № 2 установлены сводовые горелки на поз. 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 между пакетами (по 6 шт.), между поз. 14-15, 15-16, 16-17, 17-18, 18-19, 19-20, 20-21, 21-22, 22-23, 23-24 (по 7 шт.). Общее количество горелок в главной горелочной группе печи № 2 – 130 шт.

В зоне охлаждения туннельной печи происходит теплопередача от нагретых изделий и футеровки вагонеток к холодному воздуху, подаваемому из окружающего пространства вентилятором.

На первых позициях зоны охлаждения печей имеется система быстрого охлаждения, которая предназначена для быстрого охлаждения продукции до температуры 650 °С. Конструктивно система быстрого охлаждения реализована следующим образом:

- в печах №№ 3; 4; 5 система быстрого охлаждения представляет собой два коллектора (между поз. 26-27, 27-28), через патрубки которых часть нагретого воздуха, отобранного на сушку, нагнетается в печь;

- в печи № 1 система представляет собой воздуховод (между поз. 26-27), через который часть нагретого воздуха из межсводового пространства нагнетается в печь;

- в печи № 2 система быстрого охлаждения включает в себя 2 группы (по два ряда) труб, через патрубки которых нагнетается воздух (забор осуществляется посредством системы забора нагретого воздуха в зоне охлаждения) между пакетами поз. 25, между поз. 25-26 и между пакетами поз. 27, между поз. 27-28.

В печи № 1 имеется система охлаждения межсводового пространства – на 27 поз. установлен вентилятор, посредством которого нагнетается воздух из окружающей среды. Нагретый воздух отбирается на горение, систему быстрого охлаждения, избыток воздуха выбрасывается в окружающую среду посредством муфелей (расположенных по левой стороне печи в межсводовом пространстве на позициях 16 и 20) и трубы выброса (установленной на 14 поз.).

В зоне охлаждения осуществляется забор горячего воздуха для сушки кирпича-сырца в туннельных сушилках:

- в печах №№ 3; 5 забор горячего воздуха осуществляется со свода через шесть коллекторов, четыре из которых расположены на поз. 31, 32, 33, 34 между пакетами, а два – по левой и правой сторонам печи на поз. 26-28;

- в печи № 4 забор горячего воздуха на сушку кирпича-сырца осуществляется со свода через четыре коллектора, расположенных между поз. 28-29, 29-30, 30-31, 31-32;

- в печи № 1 имеется четыре точки забора горячего воздуха: два воздуховода расположены на поз. 30 и два воздуховода расположены на поз. 32;

- в печи № 2 имеется система забора нагретого воздуха. На поз. 26 (между пакетами), между поз. 26-27, на поз. 28 (между пакетами), между поз. 28-29 установлены четыре коллекторные коробки, по 6 вытяжных труб в каждой коробке. Между поз. 32-33, на поз. 33 (между пакетами), между поз. 33-34, 34-35 расположена система нижнего забора, состоящая также из 4-х коллекторных коробок по 6 труб в каждой.

Часть горячего воздуха, отобранная на сушку, подается также на горение (за исключ. печи № 1), на систему быстрого охлаждения (исключ. – печь № 1), в форкамеру для подогрева изделий (последнее организовано только в печи № 2).

В конце зоны охлаждения на печах установлены вентиляторы, предназначенные для охлаждения обожженных изделий:

- в печах №№ 1, 3; 5 на дверях (со стороны выгрузки) установлено три вентилятора;

- в печи № 4 между поз. 34-35 сверху и по бокам садки нагнетается холодный воздух (из окружающей среды);

- в печи № 2 воздух нагнетается на поз. 36 между пакетами.

Печи оборудованы системами охлаждения подвагонеточного пространства, за исключением печи № 5.

Принципиальные схемы печей приведены в приложениях Б1; Б2; Б3.

5.5.2 Описание процессов, происходящих при обжиге керамического кирпича

Обжиг – высокотемпературный процесс, в результате которого протекают физико-химические изменения, сформованного и высушенного кирпича-сырца при заданных температурах в определенной газовой среде.

Процесс обжига делится на несколько периодов:

- подогрев до 200 °С, досушка – удаление физической воды из глины;

- нагрев до 700 оС – удаление химически связанной воды;

- 950 – 1100 оС, «взвар» – созревание черепка;

- охлаждение («закал») – медленное до 500 оС и быстрое от 500 до 50 °С охлаждение обожженного кирпича.

Все процессы, происходящие при обжиге в глинообразующих минералах, примесях и добавках, не происходят независимо друг от друга. Они в значительной мере взаимосвязаны и накладываются друг на друга.

I период

0 ÷ 200 °С происходит досушка – удаление физической воды из изделий. При этом образуется значительное количество водяного пара. Давление водяных паров внутри нагреваемого кирпича достигает значительных величин уже при температуре 70 °С и возрастает с повышением температуры. Поэтому если скорость парообразования внутри материала будет опережать скорость фильтрации паров через его толщу, то возникающее при этом давление водяных паров внутри материала может привести к появлению в изделиях трещин и отслаиваний вплоть до их разрушения со взрывным эффектом. Опасным в этом отношении следует считать процесс нагрева на участке температурной кривой, от ее начала до 250 °С, так как удаление физически связанной воды может привести к аналогичным последствиям. Оптимальная влажность сырца загружаемого в печь 2÷4 %.

II период

При температуре 200 ÷ 800 °С происходит дегидратация – удаление химически связанной воды, входящей в состав глинистого вещества и других минералов. Для глины месторождения «Лукомль-1» характерна потеря конституционной воды при 508 ÷ 620 0С. При нагревании сырца до 300 ÷ 400 °С удаляется химически связанная вода из гипса, водных оксидов железа и других соединений. При температуре 350 ÷ 400 оС происходит выгорание органических примесей. При нагреве до 500 ÷ 600 °С начинается разрушение каолинита. В этот же период окончательно выгорают органические примеси. В результате разложения каолинита и удаления из сырца химически связанной воды происходит полная потеря пластичности. При температуре 600 ÷ 620 °С происходит разложение углекислого магния MgCО3, в интервале температур 640 ÷ 950 оС из углекислого кальция СаСО3 удаляется углекислый газ; реакция происходит спокойно, при этом объем изделия не уменьшается и несколько увеличивается пористость кирпича. Коксовый остаток выгорает при температуре 700 ÷ 800 оС; если в этот период высокая скорость обжига, то уплотнение периферийной оболочки изделия опережает процесс выгорания коксового остатка, а прорывы образующихся газов в отдельных местах приводят к образованию трещин, при этом внутри тела остается черная сердцевина, которая свидетельствует о наличии невыгоревшего углерода, либо о восстановлении железистых оксидов до металлического железа.

III период

При нагревании свыше 700 °С начинается уплотнение черепка изделия, его спекание и изменение цвета. Процесс спекания состоит в том, что некоторые минералы, находящиеся в глине, под действием высокой температуры вступают в химические взаимодействия друг с другом, образуя легкоплавкие соединения. К таким минералам в первую очередь относится кремнезем, вступающий в химическое соединение с флюсующими примесями (плавнями) глинистой породы. При этом образуется стекловидное вещество, которое частично заполняет пустоты (поры) в кирпиче и цементирует частицы других минералов.

Изменение цвета глины и приобретение кирпичом красного цвета объясняется окислением оксида железа FеО в Fе2О3.

Этот период нагрева, связанный с разрушением кристаллической решетки глинистых минералов и значительными структурными изменениями кирпича, опасен в отношении трещинообразования. Ввод в состав шихты отощающих добавок повышает трещиностойкость кирпича из глин, чувствительных к термообработке.

До температуры 800 оС рекомендуется обжиг производить в окислительной среде, что способствует лучшему сжиганию органических примесей глины и выгорающих добавок, а выше 800 оС – в восстановительной среде, резко интенсифицирующей процесс спекания и понижающей температуру его начала на 100 ÷ 150 оС.

950 ÷ 1100 °С – так называемая зона «взвара», созревание черепка. Максимальная температура зависит от химического состава сырья и должна быть достаточной для того, чтобы кирпич приобрел необходимые для его службы в кладке прочность и морозостойкость. При этой температуре кирпич должен выдерживаться определенное время, что обеспечивает выравнивание температуры по сечению садки.

IV период

На стадии охлаждения особо опасны два температурных интервала: первый – 900 ÷ 700 оС, при котором происходит отвердевание стекловидной фазы с переходом тела обожженного изделия из пиропластического состояния в хрупкое. Второй интервал – 600 ÷ 550 оС, которому соответствуют модификационные превращения кристаллического кварца. Быстрое охлаждение в этот период приводит к разрыхлению керамического тела, нарушению его монолитности вследствие образования многочисленных прямых коротких тонких трещин, невидимых невооруженным глазом, изделие при ударе издает глухой звук. После 500 °С можно охлаждать более интенсивно.

5.5.3 Процесс обжига должен вестись в строгом соответствии с установленными технологическими параметрами и режимами. Режим толкания может быть скорректирован технологом цеха, начальником участка или начальником цеха по согласованию с главным технологом. Для качественного обжига высушенного кирпича-сырца установлены (определены опытным путем) параметры оптимального режима обжига. Кривые обжига приведены в приложениях В1-В3, Г1-Г6, Д1-Д2, Е1-Е3, Ж1-Ж3.

Возможные несоответствия и способы их устранения в процессе обжига кирпича, камней и блоков керамических приведены в приложении И. Аэродинамические и температурные режимы функционирования печей приведены в приложении К.

Все параметры обжига, которые обжигальщик контролирует в течение смены, должны быть занесены в специальные журналы и в дальнейшем могут быть использованы для корректировки процесса, выявления и устранения причин брака.

 

 


 







Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 2266. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...

Характерные черты официально-делового стиля Наиболее характерными чертами официально-делового стиля являются: • лаконичность...

Этапы и алгоритм решения педагогической задачи Технология решения педагогической задачи, так же как и любая другая педагогическая технология должна соответствовать критериям концептуальности, системности, эффективности и воспроизводимости...

Понятие и структура педагогической техники Педагогическая техника представляет собой важнейший инструмент педагогической технологии, поскольку обеспечивает учителю и воспитателю возможность добиться гармонии между содержанием профессиональной деятельности и ее внешним проявлением...

Дизартрии у детей Выделение клинических форм дизартрии у детей является в большой степени условным, так как у них крайне редко бывают локальные поражения мозга, с которыми связаны четко определенные синдромы двигательных нарушений...

Педагогическая структура процесса социализации Характеризуя социализацию как педагогический процессе, следует рассмотреть ее основные компоненты: цель, содержание, средства, функции субъекта и объекта...

Типовые ситуационные задачи. Задача 1. Больной К., 38 лет, шахтер по профессии, во время планового медицинского осмотра предъявил жалобы на появление одышки при значительной физической   Задача 1. Больной К., 38 лет, шахтер по профессии, во время планового медицинского осмотра предъявил жалобы на появление одышки при значительной физической нагрузке. Из медицинской книжки установлено, что он страдает врожденным пороком сердца....

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия