Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

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.

 

 


 

Приложение А




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-04-24; Просмотров: 2121; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.041 сек.