книги из ГПНТБ / Кашкаев, И. С. Производство глиняного кирпича учеб. пособие

ткань пропускают через прорезь стержня. При приеме камеры на досушку обжигальщик вращением стержня наматывает на него бумажные ленты ширмы и затем вытаскивает стержень через тру­

бочку.

К моменту установки бумажной ширмы ходок загруженной сыр­ цом камеры тщательно закладывают. Ходки заделывают двумя стенками в полкирпича. Первую стейку закладывают обязательно заподлицо с внутренней стеной печи насухо. Вторую стенку — на

и— жирииии кинии шмишт

я— Матой котус закрыт

о— дымовой конус открыт

%— дымовой конус закрыт

Рис. 100. Схема работы кольцевой печи:

1—16— камеры

расстоянии 250 мм от первой на глиняном растворе. Обе стенки тщательно промазывают глиняным раствором. Вместо наружной стенки кирпича часто применяют деревянные щиты, обитые желе­ зом, или металлические двустворчатые двери, которые тщательно промазывают глиной по краям.

Данные о наиболее распространенных кольцевых печах приве­ дены в табл. 29.

§ 53. ВИДЫ САДКИ КИРПИЧА-СЫРЦА

Обжигаемые изделия укладывают на под печи таким образом, чтобы садка, т. е. уложенный по определенной схеме кирпич, стро­ го соответствовала конструкции печи и виду применяемого топлива.

Конструкция садки должна оказывать минимальное сопротив­ ление движению газов и воздуха для горения топлива, а также даЕать возможность наблюдать за огнем по высоте печи.

Садка должна быть устойчивой и в то же время удобной для загрузки и выгрузки кирпича, а также способствовать наиболее равномерному распределению огня по сечению печного канала.

20 0

Т а б л и ц а 29

Технические характеристики кольцевых печей

Количество камер в печи

Показатели

Габаритные размеры обжига­ тельного канала, м:

Конструкция садки кирпича играет решающую роль как в раз­ витии процессов теплообмена между изделиями и газовым пото­ ком, так и в распространении тепла в теле кирпича. Совершенной в теплотехническом отношении является садка с наибольшей по­ верхностью нагрева, т. е. такая, у которой наибольшая часть по­ верхности обжигаемых изделий равномерно омывается теплоноси­ телем. В зависимости от типа садки поверхность нагрева 1000 шт. кирпича колеблется от 25 до 75 м2 при полной поверхности этого количества полнотелого кирпича 108 м2. Особенно сильно увеличи­

ного количества топлива на под печи. При крупном топливе приме­ няют редкую садку, устраняющую задержку топлива в верхних ря­ дах садки.

Садка состоит из четырех основных элементов: ножек, пере­ крытия ножек, колосниковой решетки и собственно садки (тела).

При засыпке в печь мелкого и шлакующегося топлива исполь­ зуют прямую безколосниковую садку, в которой колосниками для сжигания топлива служат кирпичи тела садки, выкладываемой одинаково на всем протяжении обжигательного канала независи­ мо от расположения топливных трубочек в своде печи. Плотность такой садки 210—215 шт. на 1 ж3. Аэродинамическое сопротивле­ ние — 0,175 мм вод. ctJm.

Наименьшее сопротивление движению газов оказывает прямо­

и косой елкой без поперечной перевязки. Поперечный ряд в садке устраивают только для перекрытия ножек.

202

Ножки садки выкладывают из кирпича по всей длине обжига­ тельного канала в виде отдельно стоящих столбиков с разрывами, образующими продольные подовые каналы. Первый ряд ножек выкладывают из двух кирпичей в каждом столбике и перекрывают поперек печного канала тремя кирпичами; затем снова кладут про­ дольный канал из двух кирпичей, перекрываемый тремя кирпича­

ми, и т. д.

При очень большой высоте садки для увеличения прочности но­ жек их продольные ряды выкладывают из трех кирпичей вместо двух (рис. 101, а). Ножки перекрывают третьим, четвертым или пятым рядом в зависимости от зольности засыпаемого топлива. При вводе топлива в сырец высоту иожек снижают до 3—4 рядов.

Подовые каналы должны быть сплошными и ровными по всей длине обжигательного канала печи. Это достигается точной уста­ новкой ножек с помощью специальной рейки.

Выше перекрытия ножек сырец выкладывают на ребро елкой. Сырец, заполняющий весь объем обжигательного канала между топливными трубочками, выкладывают путем чередования по вы­ соте печи прямых и косых елок. В косых елках кирпичи ставят под углом 20—30° к оси обжигательного канала в направлении к на­ ружной стене для более равномерного распределения газового по­ тока по всей ширине канала (рис. 101, б).

В елке кирпичи устанавливают тычком к тычку так, чтобы ще­ ли между ними были сквозными шириной в 40—50 мм, а сами кирпичи составляли сплошную ленту.

Под топливными трубочками в садке оставляют топливные щели шириной 120—130 мм, в которых размещают топливные ко­ лосниковые решетки, представляющие собой продолжение ленточ­ ных рядов, перекрывающих топливную щель, и своими концами опирающиеся на нижние ряды.

Для топлива средней крупности колосники ставят через каж­

При садке сырца необходимо устанавливать колосниковую ре­ шетку точно под топливными трубочками. В противном случае засыпаемое в печь топливо не будет распределяться по всей высо­ те печи и обжиг не будет равномерным. Через колосниковую ре­ шетку должна быть видна вся насадка кирпича сверху донизу, а также под печи, иначе обжигальщик не сможет наблюдать за состо­ янием огня в печи. Для точной выкладки колосниковой решетки при садке необходимо ставить вертикальные рейки, обеспечиваю­ щие вертикальное положение решетки, садку ее точно под трубоч­ ками и сплошную щель, через которую видна вся садка кирпича и под печш

Основное условие удовлетворительного обжига кирпича с вве­ дением топлива — это равномерное распределение скорости газа по всему сечению канала печи. Более полно этому условию отвеча­ ет садка И. Я. Мазова (рис. 102). Особенность этой садки заклю­

2 0 3

чается в установке 5—6 дополнительных ножек на десятом по вы­ соте ряду от пода печи. Ножки устанавливают по центру обжига­ тельного канала с целью улучшения распределения потоков воздуха и газов по сечению печи. Дополнительные ножки образуют сплош­ ные каналы по всей длине садки. Средняя плотность садки

220 шт/м3.

При газовом отоплении печи садку изделий несколько видоиз­ меняют. Ликвидируют колосники под трубочками и на один-два кирпича снижают высоту ножек. В садке под топливными трубоч­ ками оставляют сплошные разрывы шириной 40—50 см через две подсадки или шириной 30 см через каждую подсадку с тем, чтобы

Рис. 102. Садка И. Я. Мазова

нижние газовые горелки располагались в этих разрывах. При об­ жиге газом плотность садки стандартного кирпича в кольцевой печи составляет не более 200 шт/м3, но съем готовой продукции по­ вышается, так как увеличивается скорость движения огня.

§54. СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА В КОЛЬЦЕВЫХ ПЕЧАХ

Вкольцевых печах успешно сжигают все виды топлива — твер­ дое, газообразное и жидкое. Так как топливо горит непосредствен­ но в среде раскаленного кирпича, создаются благоприятные усло­ вия для быстрого и полного завершения этого процесса.

Твердое топливо засыпают в кольцевую печь через топливные трубочки, установленные в своде печи. Топливо загружают часто

и мелкими порциями (по 200—300 г малозольного и по 500— 1500 г многозольного в каждую трубочку) в зависимости от произ­ водительности печи. На загрузку топлива обжигальщик затрачива­ ет около 90% своего рабочего времени, используя остальное время на различные операции по регулированию процесса обжига. Частая

2 0 4

засыпка топлива мелкими порциями позволяет избежать подваров и более полно сжигать топливо. При этом легко достигается и под­ держивается высокая температура в обжигательном канале печи. В последний рядок зоны обжига прекращают засыпку топлива в тот момент, когда рядок с максимальной температурой переместит­ ся на один рядок по направлению к зоне подготовки. Одновремен­ но принимается на обжиг один рядок кирпича в зоне подготовки. Во избежание потерь от механической неполноты горения топ­ ливо на вновь принимаемый рядок начинают засыпать только тогда, когда в нем будет достигнута температура воспламенения

топлива.

Сигналом для начала засыпки каменных углей и антрацита, температура воспламенения которых высока, является красное све­ чение у пода печи. Это свидетельствует о том, что температура среды внизу печи достигла температуры воспламенения этих видов топлива, т. е. примерно 600° С, и засыпаемое в печь топливо заго­ рится.

Для начала засыпки торфа красное свечение внизу печи не обя­ зательно, так как при температуре, достаточной для воспламене­ ния торфа, т. е. 300° С, красное свечение еще не наступает. При об­ жиге торфом в очередную топливную трубочку забрасывают топливную мелочь; если она быстро начинает искриться на поду печи, значит этот рядок можно принимать на огонь.

Засыпка топлива в неподготовленные рядки может привести к плохим результатам. Засыпаемое в такие рядки топливо не заго­ рается и скапливается там. После разогрева несгоревшее топливо воспламеняется, нагревая сырец до очень высокой температуры, что может привести к браку кирпича (пережогу, закопченной по­ верхности) .

Только что принятые на огонь рядки обычно засыпают неболь­ шими порциями топлива. В среднюю часть зоны обжига, где кир­ пич уже достаточно разогрелся, топливо засыпают наиболее ин­ тенсивно.

Наконец, в последние рядки зоны обжига, где кирпич нагрелся до температуры, близкой к максимальной температуре обжига, топливо засыпают осторожно и небольшими порциями.

Количество топлива, засыпаемого в зону обжига, приведено в

205

Сначала засыпают топливо в передние рядки зоны обжига, по­ том в средние и, наконец, в задние. При таком порядке засыпки топлива к очагам горения будет поступать теплоноситель, более насыщенный кислородом, а дымовые газы и пламя, образующиеся во время горения только что засыпанного топлива, не будут ме­ шать наблюдению за состоянием огня в предыдущих рядках.

При обжиге кирпича с запрессованным в сырец топливом во избежание подвара его засыпают в топливные трубочки после то­ го, как выгорит основная масса запрессованного топлива. В этом случае его обычно начинают засыпать с боковых трубочек, а в центральные трубочки его засыпают в небольшом количестве в последний период обжига для достижения максимальной темпера­ туры.

Количество запрессованного в сырец топлива колеблется в за­ висимости от качества сырья и топлива и может составлять 70% и больше от общего количества, необходимого для обжига.

Суммарный расход топлива на обжиг кирпича (в том числе и вводимого в шихту) зависит от температуры обжига, влажности сырца, количества топлива, вводимого в шихту, от режима работы печи, а также от квалификации обжигальщика. В зависимости от этих условий расход топлива колеблется в широких пределах и составляет на передовых заводах 120—130 кг условного топлива на 1000 шт. кирпича.

При работе на газообразном топливе газ подают в печь по за­ кольцованному над ней газопроводу диаметром 100—150 мм под давлением 85—150 мм вод. ст. Наиболее распространен подвод га­ за в печь одновременно как сверху печи через топливные трубочки, так и снизу.

Верхнее горелочное устройство состоит из газовой горелки, ре­ зинового шланга для присоединения газовой горелки к газопрово­ ду и крана. С помощью резинового шланга горелку переносят на некоторое расстояние по длине и ширине печи. Обычно горелки ус­ танавливают в трех трубочках по краям и центре рядка.

Газ к нижним горелкам подают по трубам, спущенным вниз от кольцевого газопровода. Газ подводят через печные ходки, трубы укладывают в специальные каналы, перекрытые плитами. Несколь­ ко секций горелок обслуживает групповой коллектор, снабженный вентилем. Нижние горелки чаще всего делят на три секции: внеш­ нюю, центральную и внутреннюю. Каждая секция состоит из одной или нескольких насадок-горелок.

Горелки перекрывают шамотными плитами с отверстиями, что­ бы разбить острое пламя и ослабить удар его об изделия. Кроме того, плиты предохраняют горелки от засорения. Внешнюю (поле­

Repx печи.

Такой подвод газа к печи не лишен некоторых недостатков. Так, при использовании верхних переносных горелок наблюдаются: утечка газа в местах соединения шлангов со штуцерами горелок

20 6

и коллекторов; повреждение шлангов, вызываемое попаданием их на раскаленные конфорки; выход из строя переносных горелок изза сгорания их в печи. Кроме того, при переноске и установке на­ гревшихся горелок на новое место работы создаются тяжелые ус­ ловия для обслуживающего персонала.

При использовании подовых горелок на каждую камеру прихо­ дится устанавливать по 18 горелок, т. е. примерно 360 горелок на 20-камерную печь. Установка такого количества горелок под подом печи затрудняет их эксплуатацию и вызывает повреждение пода

при этом монтируют под верхней выстилкой печи, а их сопла вво­ дят на глубину 210—240 мм в топливные трубочки.

При устройстве верхних стационарных горелок конфорки долж­ ны быть хорошо герметизированы, чтобы не допускать горения га­ за в топливных трубочках.

При включении верхних горелок газ через сопла попадает в топливные трубочки, где воспламеняется.

Установкой боковых горелок исключается необходимость в чистке сопел и частого ремонта пода печи. Кроме того, благодаря правильному подбору угла наклона оси сопла горелок к оси печи, а также применению верхних и нижних горелок удается выровнять температуру обжига кирпича по всему сечению обжигательного капала.

Установка ходковых горелок ликвидировала недожог изделий, расположенных у ходков печи. Схема расположения горелок в ка­ нале кольцевой печи Очаковского кирпичного завода показана на рис. 103.

207

При работе на жидком топливе (нефти и нефтяных отходов) применяют непрерывную капельную подачу его на садку раскален­ ных изделий. Однако здесь трудно отрегулировать необходимую подачу, а также направлять капли топлива в определенный учас­ ток садки.

Хорошо зарекомендовали себя горелочные устройства, работаю­ щие на жидком топливе, итальянской фирмы «Сабо». Горелки «Jet» этой фирмы позволяют довольно точно регулировать количе­ ство впрыскиваемого топлива в любом месте горения и устанавли­ вать длину и светимость факела в зависимости от требований, предъявляемых различными обжигаемыми материалами.

Отопительное устройство включает в себя 6—10 инжекторов, которые смонтированы на тележках и приводятся в действие агре­ гатом, состоящим из двигателя и насоса распределителя. Специ­ альное устройство к зубчатой передаче позволяет изменять число импульсов впрыскивания.

Жидкое топливо распределяется по замкнутому циклу с низ­ ким давлением. Из резервуара для хранения жидкое топливо по­ ступает по кольцевому трубопроводу непосредственно в агрегат без предварительного подогрева, так как в результате поглощения тепла кольцевым трубопроводом, уложенным в изоляции печи, по­ лучается достаточно высокая температура.

Нужная температура жидкого топлива достигается его соответ­ ствующей циркуляцией, при этом исключается предварительный подогрев. Кроме того, эта система обеспечивает достаточный под­ вод тепла в резервуар для хранения топлива, чтобы получить воз­ можность перекачивать жидкое топливо из резервуара. Расходы на такой подогрев очень низкие, так как речь идет о рекуперации теряемого тепла.

С помощью такой конструкции горелок легко может быть решен вопрос перевода кольцевых и туннельных печей с твердого топли­ ва на жидкое.

§55. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ

ИКОНСТРУКЦИИ КОЛЬЦЕВЫХ ПЕЧЕЙ

Сроки обжига изделий в кольцевых печах в несколько раз пре­ вышают сроки обжига в лаборатории, которые определяются толь­ ко технологическими свойствами обжигаемых изделий. Ускорению процесса обжига кирпича в кольцевых печах препятствует недоста­ точно активная работа зон подготовки и охлаждения.

Регулирование режима работы зоны подготовки степенью от­ крытия конусов и подачей части горячего воздуха из зоны охлаж­ дения возможно только при низкой производительности печи.

С повышением производительности печи увеличивается количе­ ство дымовых газов, для отбора которых необходимо открывать все конусы зоны подготовки. Отбор газов из печи через большое число конусов по всей длине зоны подготовки резко уменьшает ко­

20 8

личество газов в начале этой зоны. В результате возникают значи­ тельные перепады температуры по высоте обжигаемого канала и чрезмерное замедление сушки сырца в нижних рядах садки.

При четырех открытых конусах в зоне подготовки через два близлежащих к зоне обжига конуса отбирается 42% всех дымовых газов, составляющих примерно 75% отходящего тепла. Количество тепла, поступающего в зону подготовки через жаровые конуса с воздухом из жарового канала, значительно меньше, чем отбирае­ мое из печи этими конусами. Такая система отбора не позволяет рационально использовать тепло дымовых газов для ускорения до­ сушки и прогрева сырца.

ш т ш 4 т тт з м ж

а)

Распределение тепла по длине зоны подготовки в неусовершен­ ствованной печи схематично показано на рис. 104, а.

Из приведенной схемы видно, что в начале зоны подготовки, где материалу необходимо передавать наибольшее количество теп­ ла, используемого не только на нагрев, но и на испарение оста­ точной влаги, в камеры 1 и 2 из зоны обжига поступает незначи­ тельное количество тепла и теплоносителя. Дымовые газы настоль­ ко охлаждаются и насыщаются влагой, что она конденсируется на поверхности сырца. Все это приводит к большим перепадам тем­ пературы по высоте печного канала.

Для перевода работы кольцевой печи на рациональный режим обжига, позволяющий значительно повысить производительность, улучшить качество продукции и условия труда, необходимо увели­ чить объем теплоносителя. В зоне досушки сырца при увеличении объема теплоносителя достигается равномерная и ускоренная суш­ ка по всему сечению обжигательного канала. В зоне подготовки

2 0 9