Строительный керамический кирпич

    Печи  сооружают на фундаменте, который выполняют  каменным (бутовым), бутобетонным, бетонным и железобетонным. Глубина залегания фундамента зависит от свойств грунта и веса печи. На грунт из слабой песчаной глины нагрузка допускается не более 1 кг/см², из плотной глины - 4,5-5,5 кг/см² и из сплошной горной породы - до 15 кг/см². Для нормальной работы печи необходимо, чтобы наивысший уровень грунтовых вод проходил не ближе чем в 0,25 м от фундамента печи. При высоком уровне грунтовых вод устраивают дренажные каналы.

    Для большей прочности  снаружи стен и  свода печи устанавливают металлический или железобетонный каркас, состоящий из вертикальных балок (стоек). Внизу стойки заделывают в бетонный фундамент, а сверху попарно стягивают связями. Конструкция крепления свода определяется конструкцией самого свода.

    Наиболее  распространен в  промышленных печах  арочный свод. Нормальный арочный свод выполняется  с центральным  углом α= 60°.

    В стенах при постройке  печи оставляют температурные  швы, необходимые  для расширения кирпича. Так как кладка ведется вперевязку, то каждый шов в  вертикальной и горизонтальной проекции имеет форму  ломаной зигзагообразной  линии.

    Температурные швы в своде  оставляют по длине  печи через 3-7,5 м и  таким образом  свод выкладывают  отдельными секциями.

12.5 Садка изделий  на вагонетки.

    Состав  вагонеток с обжигаемыми  изделиями передвигается  по туннелю периодически, через определенные промежутки времени, с помощью механического (винтовой или тросовый) или гидравлического толкателя. Скорость перемещения вагонеток в печи в период проталкивания составляет 1,0—1,5 м/мин. Количество вагонеток, загружаемых в печь в течение часа или суток, зависит от общей продолжительности обжига и длины туннеля.

    Каждая  вагонетка при  проталкивании перемещается в печи на расстояние, равное длине одной  вагонетки.Для уплотнения входной и выходной части туннеля, в  которую при загрузке очередной вагонетки в печь может засасываться холодный воздух, строят форкамеры с плотно закрывающимися дверями. При этом толкатель подает в печь вагонетку из форкамеры. Форкамера отделена от печи подъемной металлической шторкой (шибером). Противоположный конец печи на выдаче вагонеток также оборудуется подъемной дверью. Подъемные механизмы дверей синхронно связаны с работой толкателя.

    Обжигаемые  изделия укладывают на под вагонетки  таким образом, чтобы  садка строго соответствовала  по высоте и ширине установленным размерам. Габариты садки контролируют металлическим шаблоном, установленным перед форкамерой и соответствующим сечению туннеля, через который проходит вагонетка.

    Высота  садки изделий  зависит от вида обжигаемого  материала и обычно не превышает 2 м. Изделия, подвергаемые высокотемпературному обжигу, для предупреждения деформации укладывают на вагонетки высотой не более 1,0—1,1 м.

    Количество  изделий, вмещающихся  на вагонетку, и тоннаж садки определяются размерами вагонеток  и типом садки. Изделия для равномерной обтекаемости газами укладывают более плотно в верхней части садки и менее плотно (оставляют каналы) в нижней. Для улучшения горения топлива в садке делают разрывы до 0,3—0,9 м против горелочных устройств. Эти разрывы особенно необходимы в широких печах для прогрева средины садки. Для различных огнеупоров и разной формы изделий применяются в промышленности различные способы садки.

    С боковых сторон вагонетки  имеются металлические  листы - ножи, теплоизолированные огнеупорным бетоном, которые входят в желоба, наполненные песком или молотым шамотом. Это устройство, идущее по всей длине туннеля, называется песочным затвором, которое служит для герметизации рабочего пространства печи от контрольного коридора. Для пополнения песка в желоб песочного затвора во время работы в стенах устраивают специальные наклонные каналы-песочницы с воронкой, закрываемые крышкой. Для того, чтобы песок, выгребаемый ножом вагонетки из желоба песочного затвора, не попадал на рельсовый путь, внизу между стенкой печи и рельсами через каждые 1,5—2,0 м устраивают наклонные отверстия, проходящие ниже рельсового пути. По этим скосам песок просыпается вниз в контрольный коридор печи.

13 Теплотехнический  расчет печи.

Исходные  данные для расчета.

Туннельная  печь для обжига керамического  кирпича размером 250*120*65 производительностью 50 млн. шт. в год, режим  работы непрерывный, трехсменный;

Годовой фонд времени – 7484,4 часа;

Остаточная  влажность кирпича  после сушки – 6%;

Брак  при обжиге – 3%;

П.П.П. – 8,72%;

Топливо – природный газ  Березовского месторождения;

Температура обжига – 1000^оС;

Продолжительность обжига – 26 часов;

Температура атмосферного воздуха - 20^оС;

Коэффициент избытка воздуха  α=1,15

Температура выгружаемых изделий - 50^оС;

Температура отходящих газов  из печи - 300^оС;

Температура воздуха на сушку - 400^оС;

Масса кирпича – 3,5 кг.

Теплотехнический  расчет печи.

 1. Производительность  печи.

    П=50000000∙3,5=175000000=175000 (т/год)

    2. Единовременная емкость  печной вагонетки.

    Длина печи – 120 м, количество вагонеток – 40;

    Дина  вагонетки:

     (м) 

    Ширина  вагонетки 2,9 м.

    Единовременная  емкость печной вагонетки:

    G_В=2784∙3,5=9744=9,744 (т)

    3. Единовременная емкость  печи по массе.

    G_П=40∙2784∙3,5=384,21 (т)

    4. Количество обжигаемого  сырца в час.

    Время обжига 26 часов.

    G_C=G_П/Z=384210/26=14777,13 (кг/ч)

    5. Количество вагонеток  в час.

    n=14777,13/9744=1,54 (ваг/час)

    6. Длина отдельных  зон печи.

    L_ПОД1=18 м (20-200^оС)

    L_ПОД2=21 м (200-600^оС)

    L_ПОД3=12 м (600-1000^оС)

    L_ОБЖ=18 м (1000^оС)

    L_ОХЛ1=18 м (1000-650^оС)

    L _ОХЛ2=9 м (650-600^оС)

    L _ОХЛ3=24 м (600-50^оС)

    7. Расчет потерь  в окружающую среду  через футеровку  печи.

    Q=3,6∙ α_СУМ ∙F∙(t_Н.- t_ВОЗ.),

    где F – наружная поверхность кладки;

    α_СУМ – суммарный коэффициент теплоотдачи определяется в зависимости от t_Н.;

    t_Н. – температура внешней поверхности печи на данном участке;

    t_ВОЗ. – температура окружающего воздуха.

    а) Участок №1.

    Температуры наружных поверхностей принимаем по практическим данным.

    Температура наружных стен t_Н.СТ.=20^оС; температура свода t_Н.СВ.=25^оС, температура пода t_Н.ПОД.=20^оС.

    Наружная  поверхность кладки:

    F_СТ=2∙l∙h_НАР =2∙18∙3,075=110,7 м², α_СУМ =9,55

    F_ПОД=l∙b_НАР =18∙2,9=52,2 м², α_СУМ =9,55

    F_СВ=l∙b_НАР =18∙4,1=73,8 м², α_СУМ =9,75

    Потери  тепла через стенку:

    Q_СТ.1=3,6∙110,7∙9,55∙(22-20)=7611,73 кДж/ч

    Q_СТ.1=3,6∙52,2∙9,55∙(22-20)=3589,27 кДж/ч

    Q_СТ.1=3,6∙73,8∙9,75∙(25-20)=12951,9 кДж/ч

    Потери  тепла в окружающую среду на остальных  участках рассчитываются аналогичным образом.

    Таблица  13

    

    Потери  тепла в окружающую среду через кладку. 

13.1 Тепловой баланс  зоны подогрева и обжига.

    Приход  тепла.

    1. Химическое тепло  топлива.

     (кДж/ч). Физическое  тепло топлива.

     (кДж/ч)

    3. Физическое тепло  воздуха.

     (кДж/ч)

    4. Физическое тепло  сырца.

     (кДж/ч)

     (кДж/кг∙^оС)

    С_С=0,837+0,000264∙t=0,837+0,000264∙20=0,842 (кДж/кг∙^оС)

    5. Физическое тепло  с вагонеткой.

    Q₅=1,54∙m_ВАГ∙С∙t_ВАГ=1,54∙14175∙ 0,845∙30=553377,83 (кДж/ч)

    m_ВАГ=а∙b∙h=3∙3∙0,875∙1800=14175 (кг)

    С=0,837+0,000264∙t_ВАГ=0,837+0,000264∙30=0,845 (кДж/кг∙^оС)

    Общий приход тепла.

    ∑Q_ПРИХ=34757,98В+31,33В+499,11В+308250,93+553377,83 =

    =35288,42В+861628,76 (кДж/ч)

    Расход  тепла.

    1. Тепло, затраченное  на испарение влаги.

    Q₁=G_ВЛ∙(2500+1,97t_П.Г.-4,2∙t_C)=943,22∙(2500+1,97∙300-4,2∙20)=

    =2836262,54 (кДж/ч)

     (кг/ч)

    2. Тепло, затраченное  на нагрев материала  до 1000^оС.

    Q₂=G_C∙C_К∙t_К=13833,91∙ 1,101∙1000=15231134,91(кДж/ч)

     (кДж/ч)

    С_КК=0,837+0,000264∙1000=1,101 (кДж/кг∙^оС)

    3. Тепло, затраченное  на химические  реакции при нагреве  материала.

    Q₃=4,19∙G_C∙(5,5∙%Аl₂О₃+6,7∙%СаО)=4,19∙13833,91∙(5,5∙18,54+6,7∙1,24)=

    =6392163,13 (кДж/ч)

    4. Тепло, затраченное  на нагрев печных  вагонеток.

    Q4=1,11∙m_ВАГ∙С∙t_ВАГ=1,54∙14175∙0,976∙525=11185435,8 (кДж/ч)