Manipulatoravto.ru

Обзор техники для вашей стройки
45 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кольцевая печь

Печь Гофмана. Устройство печи и принцип ее работы

Кольцевая печь Гофмана в своей рабочей части представляет замкнутый коридор. В плане этот коридор имеет форму овала, иногда прямоугольника. Коридор делится на камеры. Камерой условно принимается часть коридора, имеющая одно отверстие — ходок для загрузки и один боровок для отвода дымовых газов. Гофманские печи имеют от 12 до 36 камер. Печи с количеством камор 28 и больше, работают на два огня. Распределение камер видно из схемы печи в плане (рис. 105), где цифрами 1—18 помечены камеры печи и ходки в них. На схеме обозначены:

A-A — дымовой боров печи;

Д-Д — канал для передачи сырцу горячего воздуха от остывающего кирпича (жаровой канал);

В — дымовая труба (или вентилятор).

На рис. 105 показан поперечный разрез печи. Здесь I — ходок в печь, через который производится загрузка и выгрузка сырца;

II — рабочая камера печи; III — трубочки для засыпки сверху топлива на обжигающийся Сырец; часть садки сырца, куда засыпается топливо, таким образом, является топкой, где производится сжигание горючего; IV — дымовой очелок-фукс, через который приключается данная часть рабочей камеры к дымовому борову. Дымовые газы поступают в боров через соединительный боровок — V.

В рабочем канале печи, обжигающей сырец, различают 4 зоны: 1) зона выпаривания, 2) зона прокура сырца (подогрев дымовыми газами), 3) зона обжига — зона засыпки топлива, 4) зона остывающего кирпича и пустые камеры, через которые производится загрузка сырца и выгрузка обожженного кирпича. Так, на нашей схеме (рис. 104) камеры 17, 18 — пустые. В камере 16 производится садка. Вся остальная часть рабочего канала печи загружена сырцом. В камерах 15, 14, 13, 12, 11, 10, находится необожженный сырец. Камеры 9, 8, 7, 6, 5—на обжиге (на огне или «взваре»). Камеры 4, 3, 2, 1 содержат остывающий обожженный кирпич. Камера 1 — разгружается.

Работа печи протекает так, что холодный наружный воздух засасывается через пустые камеры 17, 18 и протягивается через камеры обожженного кирпича 1, 2, 3, 4 в зону обжига — камеры 5, 6, 7, 8, 9. Холодный воздух проходя через садку обожженного, еще горячего кирпича, непрерывно подогревается, примерно до 400°, охлаждая кирпич. Это охлаждение совершается постепенно, так как воздух на своем пути встречает все более и более нагретый кирпич. Температура его тем выше, чем он находится ближе к зоне обжига. Затем воздух проходит через всю зону обжига.

Образовавшиеся в зоне обжига (в камерах 5,6, 7,8, 9) от горения топлива с нагретым воздухом, дымовые газы проходят через камеры 10, 11, 12, загруженные сырцом, отдают ему свое тепло, подогревают его. Сами же охлаждаются так, что уходят наружу с температурой 100—200°. Отсюда следует, что тепло дымовых газов в очень большой мере используется в самой гофманской печи. Это как раз то, чего недостает печам периодического действия, где невозможно непосредственно использовать тепло дымовых газов в такой высокой степени.

Часть воздуха, прошедшего через садку остывающего кирпича, стягивают непосредственно из зоны остывания в жаровой канал. Отсюда горячий воздух перебрасывают в зону досушивания, минуя зоны обжига и прокура в садку свежезагруженного сырца. Далее он выбрасывается в дымовой боров и с дымовыми газами уходит в наружную атмосферу. Горячий воздух от остывающего кирпича, попадая в камеру со свежезагруженным сырцом, испаряет находящуюся в нем воду, подогревает его и подготовляет для последующего более высокого подогрева и обжига. Такая постепенная подготовка сырца к обработке дымовыми газами, создавая хорошие условия использования тепла остывающих изделий, в то же время уменьшает трещиноватость кирпича.

Жаровой канал делают замкнутым с обоих концов. Строят его над дымовым боровом и параллельно ему.

Встречаются старые печи, где жаровой канал расположен по наружному верхнему краю печи. Теперь этот тип оставлен, так как на наружной стене невозможно создать жаровой канал достаточного размера. К тому же, это положение канала ведет к большим потерям тепла.

Жаровой канал, расположенный над боровом, делят продольной перегородкой по длине пополам. Однако, эта перегородка не доходит до обоих концов на 1—1,5 м. Получается как бы кольцевой канал, который дает возможность направлять в каждую камеру горячий воздух любой температуры. Без продольной перегородки горячий воздух шел бы кратчайшим путем. Возможны были бы случаи, когда очень нагретый воздух плохо остывшего кирпича попадал на свежезагруженный сырец. Получилось бы много брака. Можно было этого ожидать, когда камеры с остывающим кирпичом и на досушивании находятся рядом, отделенные лишь средней стеной печи.

Жаровой канал, являясь передаточным приспособлением для воздуха, соединяется с рабочей камерой печи различными способами: железными желобами — коробами или так называемым, «рассыпным строем».

Передача горячего воздуха желобами производится несколькими способами. Самый простой — через трубочки над остывающим кирпичом при помощи жолоба в жаровой канал, а из него опять желобами и трубочками же к загруженному сырцу. Движение горячего воздуха совершатся за счет тяги после приключения камеры, находящейся на выпаривании, к дымовому борову. Железный жолоб (или иначе короб) по окончании досушивания переносится на другую камеру. На одну камеру, где происходит досушивание сырца, необходимо 4—5 желобов (по количеству рядов трубочек).

Способ этот неудобен тем, что приходится переносить желоба. Теплый воздух, проходя желобами, легко их нагревает, сам остывая. Много тепла теряется наружу. Трудно добиться плотной укладки желоба на своде печи. Неплотная укладка ведет к легкому засасыванию холодного наружного воздуха в печь. По этой причине желоба большого распространения не получили.

Иногда жолоб присоединяется не к самому жаровому каналу, а к перпендикулярному ответвлению от него в виде боровка. Такой боровок имеет в сводике отверстие, которым и передается горячий воздух в накрывающий его одним концом жолоб. Имеется еще в нем и комфорка, позволяющая отключать боровок и жолоб от жарового канала (а, значит, и данный ряд трубочек, которыми передается в камеру горячий воздух).

Боровки с комфорками распространены на заводах центра и севера Союза. Называются они жаровыми конусами. Подымание конусов производится железной штангой, прикрепленной к крышке комфорки.

«Рассыпной строй» передачи горячего воздуха напоминает в значительной мере передачу желобами. Разница лишь в том, что воздух из жарового канала, пройдя отверстие комфорки боровка, направляется не в жолоб над трубочками, а в канал в своде печи. Этот канал идет параллельно рядам трубочек и между ними. Один такой боровок, разделенный по длине продольной стенкой на две части, обслуживает два ряда трубочек, между которыми он находится. От каждого канала к трубочке имеются ответвления для передачи в нее горячего воздуха. Этими же самыми трубочками и каналами из камеры, где стынет обожженный кирпич, горячий воздух передается в жаровой канал.

Как система желобов, так и «рассыпного строя» не дает равномерной сушки по высоте камеры, находящейся на досушивании. Вверху, под сводом камеры, температура нередко на 100° выше, чем на поду. Понятно, что у свода, под трубочками, сырец быстро высыхает, оставаясь долго сырым у пода.

Кольцевая печь

Отдел продаж: +7 (495) 775-71-65 / +7 (925) 223-71-65

  • Продукция компании
    • + Промышленные печи
      • Камерные печи
      • Камерные печи с выкатным подом
      • Колпаковые печи
      • Проходные печи
      • Шахтные печи
      • Печи фьюзинга и моллирования
      • Газовые печи
      • Закалочные ванны
      • Сушильные шкафы
      • Ремонт и модернизация промышленных печей
      • Кольцевая печь для обжига кирпича
        • Кольцевая газовая напольная печь со съемными крышками для обжига кирпича
    • + Огнеупоры
    • + Вермикулит вспученный
  • Услуги и проектирование
  • Нормы упаковки
  • О компании
  • Контакты
  • Новости
  • Статьи
  • Заявка ONLINE
  • Сертификаты / СРО / ТУ
  • Презентация

Кольцевая напольная печь со съемными крышками для обжига кирпича

Кольцевая печь для обжига кирпича

НПО «ТеплоКонструкция» предлагает строительство под ключ напольной печи обжига кирпича по разработанному проекту с использованием современных высокоэффективных теплоизоляционных материалов на основе алюмосиликатных (ГОСТ 23619-79) волокон отечественного производства.

Производительность печи – 10-12 млн.шт. кирпича в год.

  • длина — 45 м
  • ширина — 10,5 м
  • высота — 2,5 м.

Загрузка-выгрузка кирпича — механизированная, без ручного труда

Наличие кранбалки — обязательное условие

Конструктивные особенности печи:

Каркас промышленной печи выполнен из металлопроката:

  • Уголок
  • Швеллер
  • Профильная труба
  • Обшивка из металлического листа δ = 2-3 мм или другого материала

Футеровка стен:
Огнеупорный слой выполнен из плиты ПВВП-500 (ТУ 5767-004-19756456-06)
Плита вермикулито-волокнистая плотная:

  • Температура применения 1150 0 С
  • Плотность 500 кг/м3
  • Прочность Rсж. = 6-8 кг/см2

Теплоизоляционный слой:
Плита ПВП-280:
Перлито-волокнистая плита

  • Температура применения 900 0 С
  • Плотность 280 кг/м3
  • Прочность при сжатии Rсж. = 3-4 кг/см2

Элементы крепления футеровки выполняются из жаростойкой стали Х23Н10Т или Х18Н10Т;
Съемные крышки выполнены из металлического каркаса (уголок, швеллер, лист), зафутерованного огнеупорными волокнистыми материалами, например, -плита ПВВП-500 (ТУ 5767-004-19756456-06); Муллитокремнеземистый рулонный материал МКРР-130 (ГОСТ 23619-79), набранный в «гофру» по специальной технологии;
Под печи выполняется из блоков, изготовленных на основе огнеупорного бетона (глиноземистый цемент и шамотный заполнитель). -горелочные устройства печи выполняются на базе горелок ГСП-50 отечественного производства.

Краткое описание работы печи.
Кирпич после сушки укладывается определенным образом в пакеты, которые специальными механическими захватами устанавливаются на подину напольной печи обжига в три яруса по высоте по предлагаемой схеме выставки кирпича. После чего обжиговый канал напольной печи перекрывается съемными крышками и осуществляется запуск горелок.
Управление работой горелок производится в автоматическом режиме.
Перекрытием заслонок дымового канала регулируется процесс обжига кирпича в определенных «камерах» напольной печи.

Срок строительства и комплектация напольной печи:
Строительство может быть осуществлено в течение 180-220 рабочих дней.
Пуск и наладка печи занимает 20-25 дней.
Для строительства необходимо:

  • Металлопроката — 35-40 тн;
  • Огнеупорных материалов 90-100 м3;
  • Огнеупорного бетона – 60 м3.

Кольцевые печи для обжига кирпича

Кольцевая печь относится к устройствам непрерывного действия. Она представляет собой обжигательный замкнутый канал. Это сложный механизм для обжига кирпича, нагрева заготовок при прокатке труб, колёс и бандажей железнодорожного подвижного состава, для термической обработки металлических изделий, а также для нагрева заготовок из цветных металлов перед прокаткой и высадкой, отличающийся высокой производительностью и экономичностью. Механизм кольцевой печи устроен так, что зона сгорания топлива постоянно перемещается, высушенный сырец при этом, стоит на месте, не двигаясь. Рабочее пространство кольцевой печи представляет собой замкнутое вытянутое кольцо с боковыми окнами (ходками), для загрузки и выгрузки изделий. Данная операция производится по очереди через каждое окно по ходу движения огня. Промежуток между ходками называется камерой. Несмотря на экономичность этих печей, продолжительность обжига слишком велика (от трех до четырех суток). К тому же, процесс загрузки этих печей достаточно трудоемкий и заметно улучшить механизацию выгрузки и погрузки изделий в них невозможно.

Читать еще:  При какой температуре надо гнать самогон

Обжиг в такой печи имеет ряд преимуществ. Имеется возможность использовать низкосортное, а значит, более дешевое топливо — фрезерный торф, подмосковный уголь, антрацитовый штыб и, даже, топливные отходы. Также можно переходить с одного топлива на другое без значительных переделок. В настоящее время современные заводы кольцевым печам предпочитают туннельные, потому что они позволяют реализовать комплексную автоматизацию трудоемких процессов выгрузки кирпича и садки сырца.

Принцип работы кольцевых печей для обжига кирпича

В кольцевых печах топливо подается сразу на обжигаемый кирпич. Для отвода дыма устанавливают центральный дымовой канал, который располагают вдоль кольцевой печи между внутренними стенками канала обжига.

Дымовой канал соединяется с каналом обжига маленькими боровками – очелками. Расстояния между ними принято считать длиной камеры канала обжига. Так как канал обжига не имеет постоянных перегородок, то он делится на камеры условно.

Чтобы подключить нужную часть канала обжига к дымовому центральному каналу необходимо с отверстий в своде дымового канала снять крышки и накрыть общим перекидным металлическим коробом.

Раскаленные дымовые газы, прежде чем попасть в центральный дымосборный канал и уйти наружу, проходят через несколько камер с сырцом. Газы отдают тепло сырцу, таким образом просушивая и нагревая его. В дымовую трубу газы поступают уже охладившимися до 120-150°С. Таким образом, первые стадии обжига, то есть выпаривание влаги и подогрев сырца на дыму, происходят за счет тепла от дымовых газов.

В рассматриваемых печах, также используется тепло остывающего кирпича. Весь необходимый для горения топлива воздух поступает в зону взвара со стороны выгрузки готового кирпича и проходит через несколько камер с остывающим кирпичом. При этом воздух, охлаждая кирпич, нагревается от него и попадает в зону взвара уже с высокой температурой. Этот процесс способствует уменьшению расхода топлива на обжиг.

При постоянной эксплуатации печи канал обжига практически полностью загружен изделиями. Свободными остаются только 2-3 камеры. Через их ходы в печь загружается сырец и выгружается обожженный кирпич.

Широкая распространенность кольцевых печей для обжига кирпича, объясняется относительно высокой производительностью, существенной тепловой эффективностью, возможностью сжигать любой вид топлива (без остановки печи), простотой использования. НПП «Теплоограждение» осуществляет проектирование, изготовление, монтаж и ремонт всех типов кольцевых печей. Проектирование и разработка осуществляется непосредственно под нужды заказчика.

Кольцевая печь для обжига кирпича

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 – 200 о С 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.

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.

Принцип работы кольцевых печей для обжига кирпича

В кольцевых печах топливо подается сразу на обжигаемый кирпич. Для отвода дыма устанавливают центральный дымовой канал, который располагают вдоль кольцевой печи между внутренними стенками канала обжига.

Дымовой канал соединяется с каналом обжига маленькими боровками – очелками. Расстояния между ними принято считать длиной камеры канала обжига. Так как канал обжига не имеет постоянных перегородок, то он делится на камеры условно.

Чтобы подключить нужную часть канала обжига к дымовому центральному каналу необходимо с отверстий в своде дымового канала снять крышки и накрыть общим перекидным металлическим коробом.

Раскаленные дымовые газы, прежде чем попасть в центральный дымосборный канал и уйти наружу, проходят через несколько камер с сырцом. Газы отдают тепло сырцу, таким образом просушивая и нагревая его. В дымовую трубу газы поступают уже охладившимися до 120-150°С. Таким образом, первые стадии обжига, то есть выпаривание влаги и подогрев сырца на дыму, происходят за счет тепла от дымовых газов.

В рассматриваемых печах, также используется тепло остывающего кирпича. Весь необходимый для горения топлива воздух поступает в зону взвара со стороны выгрузки готового кирпича и проходит через несколько камер с остывающим кирпичом. При этом воздух, охлаждая кирпич, нагревается от него и попадает в зону взвара уже с высокой температурой. Этот процесс способствует уменьшению расхода топлива на обжиг.

При постоянной эксплуатации печи канал обжига практически полностью загружен изделиями. Свободными остаются только 2-3 камеры. Через их ходы в печь загружается сырец и выгружается обожженный кирпич.

Широкая распространенность кольцевых печей для обжига кирпича, объясняется относительно высокой производительностью, существенной тепловой эффективностью, возможностью сжигать любой вид топлива (без остановки печи), простотой использования. НПП «Теплоограждение» осуществляет проектирование, изготовление, монтаж и ремонт всех типов кольцевых печей. Проектирование и разработка осуществляется непосредственно под нужды заказчика.

Садка (укладка)

Укладывать в печь можно только хорошо высушенный сырец, иначе при обжиге потребуется много топлива. Кроме того, недостаточно высохший сырец дает до 80% брака.

Главная причина брака заключается в том, что излишняя влага, превращаясь в пар, ищет выход и приводит к растрескиванию кирпича.

Укладку сырца в печь (см. рис. 7) производят так, чтобы в первых 3-4 рядах уложенного кирпича просветы между ними были (для кирпичей, расположенных непосредственно вблизи топки) 10-15 мм, а по мере удаления (от топки дальше) увеличивались до 25 мм.

Ряды можно укладывать любым способом, например, «решеткой» или «елочкой». Способы можно чередовать.

Нужно помнить главное: каждый кирпич должен быть доступен обтеканию его дымовым газам.

Расстояние между кирпичами садка и стенками печи должно быть в пределах 20-25 мм.

Обжиг

Печь начинают топить соломой, хворостом и затем дровами.

Первая стадия — сушка. Это самая ответственная стадия.

Топить следует неинтенсивно, используя низкокалорийное топливо (отходы древесины), до тех пор, пока кирпич не избавится от внутренней влаги. Наличие влаги в кирпиче определяется наличием конденсата в верхних рядах.

Просушку можно считать законченной, если опущенный на пару минут в печь железный штырь не будет запотевать. При определенном опыте, наличие влаги можно определить рукой, поместив ладонь над выходящими газами.

Процесс сушки обычно занимает до 12 часов.

После того как будет установлено, что остаточная влага удалена, огонь постепенно усиливают, доведя кирпич до темно-красного цвета (наблюдая по своду). Подогрев длится до 9 часов, затем переходят на большой огонь до выхода огня наружу.

Увеличение тепла производится только увеличением подачи топлива. Если по какой-либо причине пламя начинает выбиваться из какого-либо места, это место сразу засыпают землей.

Когда в верхней части печи появится огонь (900-950°C) — верхние ряды светло-красного цвета, а нижние — желтого, печь «ставят на остывание». Для этого топочное отверстие закладывают кирпичом и обмазывают глиной, а на верх печи насыпают сухую землю, кирпичную пыль или сухой песок слоем 10-15 см.

Температурный режим обжига характеризуется четырьмя этапами:

  • Сушка: температура 20-90°С, время 10-13 часов.
  • Подогрев: температура 90-600°С; время 8-10 часов.
  • Обжиг: температура 600-1000°С; время 10-12 часов.
  • Остывание: температура 1000-50°С; время 7-10 часов.

Контроль температуры обжига в печи производится визуально по цвету свода:

  • Темно-красный, видимый в темноте — 450-500°С.
  • Темно-красный — 600-650°С.
  • Вишнево-красный — 700°С.
  • Светло-красный — 850°С.
  • Желтый — 950-1000°С.
  • Белый — 1200°С — ПЕРЕЖОГ!

Раньше для получения качественного кирпича, печь выдерживали в закрытом состоянии до недели и лишь потом приступали к охлаждению. Это давало отличные результаты, так как снятие термических напряжений происходило очень медленно.

Читать еще:  Гибкие связи кладки наружных стен

Практически же достаточно выдержать 7-10 часов.

Охлаждение печи начинают пробивкой в топке малого отверстия — величиной с куриное яйцо, через час отверстие увеличивают вдвое, еще через час — уже вчетверо. Таким образом, через 6 часов можно открыть топочную дверку и ждать полного остуживания печи.

После остуживания разбирается передняя стенка печи и производится разделка садки, начиная с верхних рядов. После разборки, сортировки и выбраковки качественный кирпич складывают штабелем плотно друг к другу.

Недообожженный складывают отдельно и в будущем применяют в неответственных конструкциях для перегородок или в верхних рядах кладки.

Визуальное определение качества кирпича. Причины брака.

Правильно обожженный кирпич — однородного оранжево-красного цвета. Он имеет правильную форму с прямыми ребрами и ровными поверхностями. При ударе металлическим молотком издает чистый звук.

Недообожженный — имеет более светлый цвет, неоднороден на изломе. При ударе издает глухой звук (причина — недостаточная температура или время обжига).

Пережженный — имеет темно-серый или сине-черный цвет, часто со следами оплавления по поверхности. При ударе издает высокий звук. Образуется при чрезмерно высокой температуре обжига.

Повреждение углов и ребер изделия — результат небрежной переноски, транспортировки или неосторожной укладки изделий в печи.

Деформация изделия — недосушенность перед укладкой в печь.

Мелкие трещины образуются при слишком быстром нагревании или охлаждении печи.

Крупные трещины и сквозное растрескивание изделия — результат неправильного соотношения глины и песка, плохого качества глины, нарушения режима сушки и обжига.

Черный кирпич получается из-за недостатка воздуха или из-за плохой его циркуляции в печи.

Белые пятна на готовом изделии — следствие неправильной просушки (пересушка).

Рис.1. Кольцевая печь непрерывного действия

а — схема работы печи; б — аксонометрическая схема; в — поперечный разрез;

3— дымовой канал;

4— обжиговый канал;

5— жаровой канал;

6— топливные трубки;

7, 8—отверстия (очелки);

11, 12—дымовые и жаровые клапана.

Садка сырца состоит из четырех основных элементов: ножек, перекрытия ножек, колосни­ковой решетки и собственно садки. Садка кон­струкции П.А.Дуванова предусматривает укладку сырца прямой и ко­сой «елкой» без поперечной перевязки. Попе­речный ряд в садке предусматривают только для перекрытия ножек. Относительно равно­мерное распределение скорости газов по се­чению печи достигают при садке сырца с дополнительными ножками на десятом по высоте ряду от пода печи (садка конструкции И. Я. Мазова). Плотность садки в печи на твердом виде топлива 210— 220 шт./м3, на жидком и газообразном топ­ливе — не более 200 шт./м3. На некоторых предприятиях освоена пакетная садка и вы­грузка электропогрузчиками. При полуцир­кульном своде обжигательного канала часть пространства докладывается вручную.

Сжигание топлива в кольцевых печах непосредственно в среде раскаленного сырца создает благоприятные условия быстрого и полного завершения процесса горения и тепло­передачи. Твердое топливо подают мелкими порция­ми через топливные трубочки (очелки) в своде печи.

Кирпич-сырец может содержать значи­тельное количество (до 70 % необходимого для обжига) запрессованного топлива, вводимого специально или при использовании топливосодержащих сырьевых материалов. В этих случаях добавочное количество твер­дого топлива подают в основном в боковые трубочки, а в центральные лишь в последний период обжига для достижения максималь­ной температуры. В зависимости от условий работы кольцевых печей расход топлива колеб­лется в широких пределах, однако на большей части предприятий он составляет 120—130 кг условного топлива на 1000 шт. кирпича.

Кольцевые печи

Кольцевые печи работают на принципе перемещения зоны огня. Они представляют собой сплошной кольцевой обжиговый канал.

В своде вделано большое количество топливных трубок для засыпки топлива и каналов для отвода воздуха. С наружной стороны печи имеются ходки для загрузки и выгрузки изделий. Ходки по окончании садки заделывают временной стенкой.

Загрузку топлива и его сжигание ведут одновременно в нескольких участках (камерах). Дымовые газы из зоны обжига поступают в зону подогрева и нагрева, разогревают в ней изделия, подготавливая ближайшую камеру к обжигу.

По мере завершения обжига твёрдое топливо забрасывается в следующие загруженные сырцом камеры. Таким образом, происходит смещение зоны обжига. В зону с обожжёнными изделиями поступает холодный наружный воздух. Он охлаждает изделия и, нагреваясь до 250-400ºС, поступает в следующую зону обжига.

Расстояние, на которое перемещается зона обжига в сутки, называется скоростью огня. При обжиге строительного кирпича скорость огня доходит до 40 м в сутки.

Преимущество кольцевых печей заключается в том, что расход топлива в них примерно в два раза меньше, чем в камерных. Однако кольцевые печи отличаются неравномерностью обжига изделий по высоте садки, местными перегревами и недожогом изделий. Такие недостатки в работе кольцевой печи обусловлены расслоением газового потока по высоте канала. Местные

— 7/5 — Вяжущие в-ва

перегревы и ошлакованность поверхности изделий возникает в результате повышенной температуры и очагов горения топлива.

Загружается и разгружается печь неравномерно. В процессе обжига зоны последовательно перемещаются по обжигательному каналу печи. Сразу же после выгрузки обожжённых изделий в камеру загружают сырец. Часть кирпича загружают и выгружают автопогрузчиками с гидравлическими захватами. Применяемые в новых печах съёмные панельные плоские своды печей позволяют полностью механизировать эти процессы. Разгрузку производят с помощью башенного или мостового крана. Это делает кольцевые печи весьма рентабельными.

Кольцевые печи

Кольцевая печь — промышленная печь, в которой нагрев изделий происходит на кольцевом вращающемся поде.

Кольцевые печи применяют главным образом для нагрева заготовок при прокатке труб, колёс и бандажей железнодорожного подвижного состава, для термической обработки металлических изделий, а также для нагрева заготовок из цветных металлов перед прокаткой.

Кольцевая печь состоит из вращающегося пода и неподвижного кольцевого канала, перекрытого сводом. Позиционирование заготовок на плоской подине осуществляется при помощи углублений. Эти места являются концентраторами термомеханических напряжений, что приводит к разрушению мест углублений и неравномерному прогреву заготовки. Поэтому применяемые материалы должны обладать большой абразивной стойкостью и малым термическим расширением.

Наши системы футеровки гарантируют быстрый, удобный монтаж, хорошую теплоизоляцию и общую экономию затрат на энергию. Разнообразный ассортимент теплоизоляционных материалов позволяет нам с успехом проводить ремонты на кольцевых печах.

Футеровка плоского пода печи выполняется многослойной:

  • Плита из силиката кальция марки CERABOARD SILICATE 1000, CERABOARD SILICATE 1100.
  • Изоляционные бетоны марок CERALIT LWCAST CR27060, CERALIT LWCAST CR40059, CERALIT CAST CL45134.
  • Рабочий слой CERALIT CAST KL79047.

Возможно изготовление готовых изделий для футеровки рабочего слоя печи.

Футеровка стен печи выполняется многослойной:

  • Плита из силиката кальция марки CERABOARD SILICATE 1000, CERABOARD SILICATE 1100.
  • Изоляционные кирпичи марок FL 26-08, FL 24-06.
  • Рабочий слой: торкрет-масса CERALIT GUN HK70070, CERALT GUN CR57009 или заливной бетон марки CERALIT CAST HL60140.
  • Трамбование горелочных тоннелей выполняется пластичной массой CERALIT PLAST BK70008.

Футеровка свода печи выполняется многослойной:

  • Изоляционный слой: керамоволокно CERAWOOL, изоляционный бетон марки CERALIT LWCAST VR32026.
  • Рабочий слой: бетон марки CERALIT CAST HL60140, CERALIT LWCAST CR40059.

Футеровка газохода, рекуператора и дымовой трубы выполняется различными легковесными торкрет- бетонами, а так же изоляционными шамотными бетонами.

Использование кольцевых нагревательных печей на производстве

Рубрика: 6. Машиностроение

Опубликовано в

Дата публикации: 24.02.2020

Статья просмотрена: 98 раз

Библиографическое описание:

Мальцев, И. О. Использование кольцевых нагревательных печей на производстве / И. О. Мальцев, В. Н. Некрасова. — Текст : непосредственный // Исследования молодых ученых : материалы VIII Междунар. науч. конф. (г. Казань, март 2020 г.). — Казань : Молодой ученый, 2020. — С. 7-9. — URL: https://moluch.ru/conf/stud/archive/363/15681/ (дата обращения: 26.02.2021).

Ключевые слова: кольцевые печи, промышленность, конструкция печи, нагрев заготовок, металлургия, трубы.

Цель работы: изучение использования кольцевых печей для производства труб в современном мире. На примере кольцевой нагревательной печи марки 144001–4 Синарского трубного завода были рассмотрены: принцип работы, эффективность производства труб, и затраты на капитальный ремонт.

Человечество издревле использует печи для своих повседневных нужд. Сперва печь выполняла роль очага для дома, позже человек смог приспособить её для приготовления блюд, прошло ещё немного времени и печи стали применять и в ремесленных мастерских для разогрева металла.

В современном мире печи существенно изменили свой облик, но они всё так же играют огромную роль в жизни человека.

Современная промышленность требует график работы всего своего оборудования в режиме 24 часа в сутки 7 дней в неделю и 365 дней в году и при этом, не снижая темпы производства и качество изделия.

Уральский регион отличается высоким уровнем комплексного развития производственной структуры. Основными рыночными специализациями Уральского региона являются горнодобывающая промышленность, черная и цветная металлургия, машиностроение, химическая и нефтехимическая, лесная промышленность. Одним из таких промышленных предприятий является Синарский трубный завод (СинТЗ), расположенный в городе Каменск-Уральский. СинТЗ одно из крупнейших специализированных предприятий России по производству стальных труб. Например, для нефтяной, химической, машиностроительной, строительной промышленности.

Оборудование и применяемые технологии завода позволяет изготовить трубы различного назначения, размера, точности и марок материала. Такие трубы отвечают стандартам как Российским, так и зарубежным.

Для производства таких труб на СинТЗ используют кольцевую нагревательную печь марки 144001–4. Средний диаметр пода равен 24м, ширина пода 4,9м. Максимальная рабочая температура печи может достигать до 1315ºС, при этом обеспечивая производительность до 90 тонн в час. Диаметр печи достигает 24,2 м, а высота 2,04 м.

Кольцевую печь применяют в основном для нагрева заготовок при прокате труб, колёс, бандажей железнодорожного состава, термической обработке изделий, а также для нагрева заготовок из цветного металла перед прокаткой или высадкой. [3]

Кольцевая печь на данный момент покрывает все запросы промышленности. Благодаря простой конструкции и принципу работы печь может работать беспрерывно достаточно долго. На данный момент кольцевые печи могут находиться в эксплуатации до 50 лет.

Основными элементами конструкции печи являются вращающейся под и неподвижный кольцевой канал, перекрытый сводом.

Изделия загружают в печь и выдают из неё через окна при помощи специальных загрузочно-разгрузочных машин (напольных или крановых). Рабочее пространство печи между окнами разделено жаростойкой перегородкой небольшого размера. Загружают и выдают изделия через одно окно. Под печей вращается на опорных роликах с помощью электрического привода. [3]

Печь отапливается природным газом. Газ по трубопроводам подается с заводской ГРП с давлением 3 бар (0,3 МПа), перед печью установлена станция понижения давления, оборудованная фильтрами, регулятором давления, сбросными и предохранительными клапанами. Станция снижает давление до 1250 мбар (0,0125 МПа) и поддерживает его постоянно. После станции понижения газопровод разделяется на 5 зон соответствующие пяти теплотехническим зонам нагрева. От этих зонных газопроводов запитываются горелки. Воздух, идущий на горение, проходит через металлический трубчатый рекуператор и нагревается до 400–500 °C. [4] Конструкция кольцевой нагревательной печи приведена на рисунке 1.

Рис. 1. 1 — кольцевой вращающийся под; 2 — нагреваемое изделие; 3 — окно загрузки; 4 — окно выдачи; 5 — опорный ролик; 6 — привод вращения пода; 7 — горелка; 8 — дымопровод для отвода продуктов сгорания из печи в боров; 9 — разделительная перегородка [3]

Читать еще:  Клинкерное масло (Klinker und Keramik Öl)

Для повышения эффективности работы кольцевой печи используется обогащение воздуха горения технологическим кислородом. Такое увеличение кислорода, значительно уменьшает удельный выход продуктов сгорания, что приводит к снижению потерь теплоты, а также увеличивается коэффициент полезного действия использования теплоты топлива. Что позволяет значительно снизить себестоимость продукции.

Однако, при таком положительном качестве кольцевой печи, главным её недостатком является, сложное техническое обслуживание. Именно по этой причине кольцевые печи не выпускаются в настоящее время. А затраты на капитальный ремонт могут составлять порядком полумиллиона рублей.

Таким образом, при помощи кольцевых печей производство может выпускать большое количество труб, различных диаметров и размеров, уменьшая затраты на себестоимость продукции. Это говорит об эффективности использования такой печи на производстве.

  1. Губинский В. И. Нагревательные печи металлургии — сегодня и завтра // Теория и практика металлургии. Днепропетровск. № 6. 2004. С. 56–60.
  2. Глинкова М. А. Металлургические печи / Под научной ред. проф. докт. техн. наук. — М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1951. — 578 с.
  3. Григорьев В. Н. Кольцевые печи для нагрева металла, М., 1958; Справочник конструктора печей прокатного производства, под ред. В. М. Тымчака, М., 1970, гл. 24 и 31.
  4. Манахов К. С., Дружинин Г. М. Разработка регенеративной системы отопления кольцевой печи, г. Екатеринбург, Россия; ОАО «Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники» (ОАО «ВНИИМТ»), г. Екатеринбург, Россия

ВВЕДЕНИЕ

Кольцевая печь является автоматизированным агрегатом, обеспечивающим равномерный нагрев трубной или другой заготовки до заданной температуры.

Усовершенствование отдельных конструктивных узлов кольцевых печей, исходя из опыта их работы, продолжается и в наши дни.

Продолжается работа и над дальнейшим усовершенствованием автоматического регулирования подачи газов в кольцевую печь.

Применение печей с вращающимся подом, с несколькими зонами нагрева, автоматической регулировкой горения по зонам, автоматической загрузкой и механизированной выдачей заготовки значительно улучшает качество нагрева, уменьшает угар металла, освобождает большое количество обслуживающего персонала, облегчает условия работы и обслуживания печи.

Кольцевые печи обладают всеми данными для широкого использования при нагреве круглой заготовки, а также слитков на металлургических, трубопрокатных и машиностроительных предприятиях.

КОНСТРУКЦИЯ И РАБОТА КОЛЬЦЕВОЙ ПЕЧИ

Кольцевая печь предназначена для нагрева трубных заготовок, диаметром перед прошивкой их в толстостенную гильзу на прошивном стане. Температура нагрева металла в кольцевой печи составляет 1110-12500С.

Кольцевая печь представляет собой металлический каркас, футерованный изнутри огнеупорами и теплоизоляционными материалами.

Район кольцевой печи состоит из отдельных групп оборудования:

-установки кольцевой печи;

-установки для вращения подины кольцевой печи;

-загрузочного устройства холодных заготовок к окну кольцевой печи;

-установки загрузочной и разгрузочной машин с их эстакадами;

-приемного устройства из печи горячих заготовок;

-желоба с карманом для уборки горячих заготовок.

Печь состоит из неподвижной части, представляющей собой кольцевой канал, перекрытый сводом и разделенный по длине на несколько автоматически регулирующихся по тепловому режиму участков, что позволяет создать наиболее эффективное для нагрева металла распределение температур в печи, и кольцевого вращающегося пода.

Загрузка и выгрузка нагреваемой заготовки производится через загрузочные и разгрузочные окна, расположенные в наружной кольцевой стене печи.

Шаржир-машина задает заготовку в окно загрузки, где она укладывается на вращающийся под с определенным расстоянием от предыдущей заготовки.

Загружаемые в печь заготовки размещают радиально на поду печи по одной (или 2). После загрузки очередной заготовки под поворачивают на некоторый угол, величина которого зависит от диаметра заготовки и производительности печи и останавливают, когда подлежащая выдаче нагретая заготовка занимает положение против окна выгрузки. Загрузка и выгрузка заготовок из печи производится одновременно.

Вращающийся под переносит неподвижно лежащую заготовку из зоны подогрева в зону высоких температур, а затем в зону выдержки. После выравнивания температуры по сечению заготовки при дальнейшем вращении подины, заготовка подается к окну выгрузки и через рольганг подается на прошивной стан.

Внутренние и наружные зазоры между кольцевым вращающимся подом и неподвижной частью печи перекрывают песочными затворами.

Расположение горелок является наиболее важной характеристикой печи. При широком кольцевом пространстве горелки устанавливаются с обеих сторон печи (как с наружной, так и с внутренней). Для автоматического контроля температуры в рабочее пространство печи на глубину 200 мм через кладку свода вводятся заделанные в фарфоровые трубки термопары. Контроль за тепловым режимом осуществляется по зонам, в зависимости от показания термопары или пирометра, устанавливаемых в каждой из зон. Регулирование температуры осуществляется при помощи регуляторов температуры, которые изменяют подачу топлива с помощью исполнительных механизмов. Это обстоятельство придает большую гибкость при настройке и регулировании режима нагрева, особенно при нагреве заготовок широкого сортамента и различных размеров.

Отбор продуктов сгорания производится через дымоотводы, расположенные у окна загрузки. Такая конструкция отбора дымовых газов позволяет вести методический или камерный нагрев.

Дымовые борова оборудованы регулировочными шиберами, выполненными из жаростойкой стали.

Для уменьшения потерь тепла печь имеет 2 перегородки (у окон загрузки и выгрузки).

Одна перегородка устанавливается между окнами загрузки и выгрузки для устранения охлаждающего влияния атмосферы загрузочного участка печи на участок, где находятся нагретые заготовки, подлежащие выдаче, и для облегчения условий работы загрузочной машины.

Для предупреждения сильного выбивания пламени и, следовательно, потерь тепла через открытое окно выдачи, а также для предотвращения подстуживания подлежащих выдаче из печи заготовок, в зоне выдержки, перед окном, также установлена перегородка так, что под ней остается зазор, обеспечивающий свободное перемещение пода с лежащей на нем заготовкой максимального диаметра.

Печи с кольцевым подом отапливаются газом, причем их конструкция обеспечивает легко управляемое автоматическое позонное отопление. Благодаря этому возможно вести нагрев заготовок в кольцевой печи по любому заданному температурному режиму.

Горелки для отопления печи устанавливаются как в наружной, так и во внутренних стенках, ограничивающих кольцевое рабочее пространство, причем по длине нагревательной зоны устанавливаются более мощные горелки, чем в зоне выдержки.

Оптимальной высотой для установки горелок, во избежание оплавления торцов заготовки следует считать высоту 400-500 мм над поверхностью нагреваемой максимального диаметра заготовки в условиях работы данной печи. Применение позонного режима отопления кольцевых печей облегчает создание положительного давления на поду.

Тепловой режим работы кольцевых печей проектируется таким, чтобы при минимальной температуре печных газов и максимальной производительности печи можно было получить равномерный по сечению прогрев заготовок, т.е. такой подогрев, при котором разность температур между поверхностью и центром заготовки была бы невелика.

Позонная подача топлива для отопления печей с кольцевым вращающимся подом позволяет осуществить интенсивный нагрев металла по всей длине кольцевого пода, при некотором снижении рабочей температуры печи в конечной стадии нагрева.

Основное количество продуктов сгорания топлива, сжигаемого в нагревательной зоне печи, имеет направление навстречу нагреваемому металлу. При этом продукты сгорания отводятся через дымоотвод, расположенный у загрузочного окна.

Для использования тепла отходящих газов и для обеспечения необходимых рабочих температур в печах, устанавливают рекуператоры, расположенные вне образуемого печью кольца.

Воздух поступающий на горелки 2, 3 и 4 зон регулирования нагреваются в петлевых рекуператорах. Продукты сгорания эвакуируются из рабочего пространства кольцевой печи по двум газоотводным каналам, проходят через рекуператоры, и через дымовую трубу попадают в атмосферу.

Рекуператоры оборудуются аппаратурой для замера и регистрации температур. Измеряется также давление по пути движения продуктов сгорания и нагреваемой средой.

Свод печи выполняется подвесным, и состоит из отдельных секторов, набираемых из подвесных кирпичей с ребристыми гранями.

Чтобы предупредить подсос холодного воздуха в рабочее пространство снизу, через кольцевые щели между подиной и стенами печи, устроены водяные затворы. Водяной затвор состоит из корыта, заполненного водой, и ножа, прикрепленного к отливкам, обрамляющего стены печи. Нож водяного затвора входит в желоб и тем самым отдаленный от воздействия высокой температуры. Ножи отливают из хромистого чугуна, а сам желоб изготавливают из обычной стали.

Зазоры между вращающимися подом и стенками печи приняты минимальными, но не создающими помех для беспрепятственного вращения подины печи. Так как при нагреве вращающейся подины может произойти увеличение ее диаметра, то зазор между подиной и внутренней стенкой печи выполняется соответственно меньшим, чем зазор между подиной и наружной стенкой печи.

Стены рабочего пространства печи возводятся на металлических опорных кольцах, прикрепленных к стойкам каркаса печи. При удлинении стоек каркаса кольцевых печей до дна приямка, обеспечивается свободный проход под печь, и создаются условия для хорошей естественной вентиляции ее внутреннего кольца.

Подина печи представляет собой клепанную металлоконструкцию, лежащую на опорных роликах.

Кольцевой под печи вращается вокруг центральной оси, опираясь на расположенные на железобетонных стенках вертикальные ролики, уложенные в три ряда.

Центрирование кольцевых подин печей большого диаметра успешно осуществляется горизонтальными опорными роликами, расположенными радиально по периметру несущей металлической рамы подины и снабженными пружинами.

Вращение пода осуществляется посредством двух приводов, расположенных вокруг печи на равных расстояниях друг от друга. Приводы соединены через коническую шестерню с зубчатой кольцевой рейкой, прикрепленной снизу по окружности к металлической раме пода. Один из приводов снабжен сельсином и коробкой переключения скоростей для изменения угла поворота подины за 1 мин. Величина поворота пода устанавливается в зависимости от диаметра заготовки и регулируется установленным на приводе команд-аппаратом, предусматривающим возможность остановки пода после вращения на угол, кратный 10ґ-12ґ.

Загрузка трубных заготовок в печь и выдача их из печи выполняются через рядом расположенные окна загрузки и выгрузки специальными подвесными машинами, имеющими хоботы и оборудованными клещами для захвата заготовок.

Продольные перемещения тележки загрузочной машины при подаче заготовки рольганга на под печи и обратно осуществляется при помощи электропривода.

После загрузки очередной заготовки подина поворачивается на некоторый угол, величина которого зависит от диаметра заготовки и производительности печи, и останавливается, когда подлежащая выдаче нагретая заготовка занимает положение против окна выгрузки. Загрузка и выгрузка заготовок из печи проводится одновременно.

Окно выгрузки должно быть оборудовано управляемой заслонкой, которая открывается и закрывается автоматически, в зависимости от ритма выдачи заготовок, если выдача совершается не чаще одного раза в минуту. При более быстром темпе работы заслонка остается все время открытой.

У пульта управления машиной и приводами вращения пода устанавливается диск, вращающийся в раме с угловой скоростью пода и показывающий положение каждой партии заготовок на поду печи. Пуск и остановка приводов вращения пода производится дистанционно с пульта управления загрузочной или разгрузочной машины, или автоматически (синхронно с работой загрузочной и выгрузочной машины). Отдельные операции последних, также осуществляются либо автоматически, либо путем дистанционного управления с пульта управления.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector