В керамической промышленности применяют кольцевые и туннельные печи.

Кольцевая печь непрерывного действия имеет обжигательный канал в форме вытянутого кольца (рис. 11). Обжигаемые изделия в канале неподвижны, а зона обжига непрерывно перемешается относительно материала. Теплоноситель из зоны обжига переходит по обжигательному каналу в зону подогрева, где используется для нагревания сырца и испарения из него влаги. Топливо (твердое, жидкое или газообразное) подается через топливные трубочки, расположенные в своде печи на расстоянии около 1 м одна от другой.

Весь канал условно разделен на 12—36 камер, имеющих в стене рабочие окна для загрузки и выгрузки изделий. Теплота, отдаваемая обожженными изделиями при остывании, поступает в зону обжига. К недостаткам кольцевых печей можно отнести неравномерность обжига изделий по сечению канала, отсутствие полной механизации, большие затраты ручного труда, трудные условия работы.


В кольцевую печь сырец поступает с влажностью не более 5%. При работе 20-камерной печи продолжительность обжига кирпича по зонам: подготовки — 15—17 ч, обжига — 12—16 ч, закала —6—10 ч, остывания — 12—20 ч. П. А. Дуванов и его последователи, меняя режим обжига и тип садки, добились сокращения общего цикла обжига кирпича (рис. 12), что повысило производительность печей до 3000 шт. и более на 1 м3 объема печи и снизило расход условного топлива на обжиг 1000 шт. кирпича до 90—120 кг.

схема работы и разрез кольцевой печи
Рис. 11. Схема работы (а) и разрез (б) кольцевой печи 1— дымовые очелки; 2 — дымовой конус; 3 — дымовой канал; 4 — ходок; 5 — рассыпной строй; 6 — клапан рассыпного строя; 7 — штанга; 8 — топливные трубы

режим обжига в кольцевых печах
Рис. 12. Режим обжига в кольцевых печах 1 — обыкновенного кирпича (по П. А; Дуванову); 2— пористо-дырчатого кирпича; 3 — семищелевых камней; 4 — сырца повышенной влажности

основные элементы садки кирпича
Рис. 13. Основные элементы садки кирпича 1 — ножки; 2 — подовые каналы; 3 — перекрытия ножек; 4 — «елки»; 5 — колосниковая решетка

Садка сырца в печном канале должна быть устойчивой, соответствовать виду обжигаемых изделий, обеспечивать равномерное распределение огня по сечению канала и удобство загрузки и выгрузки.


настоящее время садка кирпича-сырца в кольцевую печь механизирована: с помощью электропогрузчика 4004 пакет, сформированный вручную из 103—232 шт. высушенного кирпича, направляется в камеру печи. Плотность садки 180—250 шт/м2. Используются автоматы-укладчики ВСКО-25М1, ВСКО-28-02 и ВСКО-28М для съема кирпича с полочных вагонеток камерных сушилок и укладки их в пакеты по заданной схеме садки (украинской, «в елку», прямой, стыковой и др.) на поддоны или ленточный конвейер с последующей подачей пакетом кирпича в кольцевую печь со съемным перекрытием. Основные элементы садки кирпича: ножки, перекрытия ножек, колосниковая решетка и. основная садка— елки (рис. 13). Используют также садки бесколосниковых систем Г. А. Гончаренко, С. В. Баскакова, А. А. Немцова, В. В. Минкина с низкими ножками в два кирпича, плотностью 210—215 шт/м3. Они удобны при мелком, нешлакующемся топливе и повышенной влажности кирпича-сырца.

Перспективна реконструкция кольцевых печей с устройством съемного плоского перекрытия, выполненного из высокотемпературных легковесных материалов на основе каолинового волокна или из фосфатных изделий на металлическом каркасе и др. Транспортировка перекрытий, загрузка и выгрузка пакетов изделий выполняются передвижными кранами, установленными над печью.


www.stroitelstvo-new.ru

Кольцевая печь – методическая печь, в которой перемещение заготовок происходит за счёт вращения кольцевого пода. Поэтому иногда кольцевую печь называют печью с кольцевым подом или карусельной печью.

Преимущества кольцевой печи перед остальными методическими печами: а) заготовки лежат неподвижно на вращающемся поду, поэтому в них можно нагревать заготовки и круглого сечения; б) самый низкий угар металла (0,5-0,7 %); в) высокая равномерность нагрева по периметру заготовок круглого сечения; г) возможность перевода печи на камерный режим отопления.

Печь работает следующим образом. Заготовки (трубные или колесные) загружаются в печь через окно загрузки с помощью внешних механических устройств. Далее за счёт периодического движения подины (на 10-12° при каждом движении) заготовки вместе с подиной проходят все необходимые зоны нагрева и выдаются через окно выгрузки также с помощью внешних механизмов. Угол между окнами загрузки и выгрузки в данном случае составляет около 28°. Время нагрева заготовки соответствует времени вращения подины на 360-28 = 332°. Скорость вращения подины может изменяться в зависимости от размеров заготовок и марки стали.

Печь отапливается газообразным топливом через горелки, расположенные в наружной и внутренней боковых стенах. Боковое расположение горелок, по аналогии со сводовым, позволяет достаточно просто организовать многозонный режим нагрева заготовок.


Продукты горения от сжигания топлива движутся навстречу нагреваемому металлу (вращению пода) и проходят три условные зоны: томильную (1200-1250 °С), сварочную (1300-1350 °С) и методическую. В конце методической зоны дым с температурой 700-900 °С удаляется через дымоход и направляется в металлический рекуператор (радиационный щелевой или трубчатый).

Газоплотность сочленения подины и стен обеспечивается применением песочных или водяных (гидравлических) затворов.

В отличие от других методических печей в кольцевой печи имеется возможность нагревать металл как по методическому, так и по камерному режиму. С этой целью в методической зоне предусмотрены горелки и между методической и сварочной зонами предусмотрен дополнительный дымоотбор. При камерном режиме нагрева заготовок включены горелки методической зоны и открыт шибер промежуточного дымоотбора.

Для поддержания определённых температурных и гидравлических условий в печи используются подвесные перегородки. Между подом и перегородкой остаётся зазор, необходимый для свободного перемещения заготовок. Обычно в печи от одной до четырёх перегородок. Перегородки изолируют окна загрузки и выгрузки, а также экранируют высокотемпературные зоны от низкотемпературных. С помощью перегородок создаётся необходимое гидравлическое сопротивление, направляющее продукты горения по большей дуге круга навстречу вращению подины.


Также как в печи с шагающим подом, в кольцевой печи возможен подсос холодного воздуха в методической зоне и в связи с этим – повышенный расход топлива.
Самая ответственная часть кладки – подина. Подина должна хорошо противостоять истиранию при посаде и выдаче заготовок, а также не взаимодействовать с окалиной, которая периодически удаляется вручную. Для повышения стойкости подины в ее составе должен быть большой процент Al2O3 . Для уменьшения истирания подины печь оборудуется механизмами бережного посада и выдачи заготовок.

Удельный расход условного топлива в кольцевой печи 60-70 кг у.т./т металла.

Для снижения расхода топлива можно предложить следующее:

  • разбивка печи на максимально возможное количество зон регулирования с целью оптимизации температурного режима нагрева по минимуму расхода топлива;
  • в небольших печах исключение внутреннего кольца отопления и создание внутри единого огнеупорного монолита. Это позволит исключить потери через внутреннее кольцо, повысить температуру кладки и сократить время нагрева;
  • применение современных огнеупорных и теплоизоляционных материалов в кладке печи, а также интенсификация теплообмена в рабочем пространстве печи;
  • исключение подсосов холодного воздуха путём применения газоуплотняющей арматуры смотровых окон;
  • обогащение воздуха горения кислородом, что повышает парциальные давления CO2 и H2O в продуктах горения с интенсификацией лучистого теплообмена и сокращает температуру и расход уходящих продуктов горения.

metallurgy.zp.ua

Кольцевая печь – методическая печь, в которой перемещение заготовок происходит за счёт вращения кольцевого пода. Поэтому иногда кольцевую печь называют печью с кольцевым подом или карусельной печью.

Преимущества кольцевой печи перед остальными методическими печами: а) заготовки лежат неподвижно на вращающемся поду, поэтому в них можно нагревать заготовки и круглого сечения; б) самый низкий угар металла (0,5-0,7 %); в) высокая равномерность нагрева по периметру заготовок круглого сечения; г) возможность перевода печи на камерный режим отопления.

Схема кольцевой печи приведена на рис. 9.11. Печь работает следующим образом. Заготовки (трубные или колесные) загружаются в печь через окно загрузки с помощью внешних механических устройств. Далее за счёт периодического движения подины (на 10-12° при каждом движении) заготовки вместе с подиной проходят все необходимые зоны нагрева и выдаются через окно выгрузки также с помощью внешних механизмов. Угол между окнами загрузки и выгрузки в данном случае составляет около 28°. Время нагрева заготовки соответствует времени вращения подины на 360‑28 = 332°. Скорость вращения подины может изменяться в зависимости от размеров заготовок и марки стали.


Кольцевая печь

1 ‑ заготовки; 2 ‑ дымоотбор; 3 ‑ стойки каркаса; 4 ‑ горелки; 5 ‑ промежуточный дымоотбор; 6 ‑ заслонка; 7 ‑ перегородка; 8 ‑ каркас; 9 ‑ воздухо- и газопроводы; 10 ‑ водоохлаждаемые трубы, поддерживающие перегородку; 11 ‑ вращающаяся подина; 12 ‑ опорная рама подины; 13 ‑ водяной затвор; 14 ‑ механизм перемещения подины

Рис. 9.11 – Схема кольцевой печи

Печь отапливается газообразным топливом через горелки, расположенные в наружной и внутренней боковых стенах. Боковое расположение горелок, по аналогии со сводовым, позволяет достаточно просто организовать многозонный режим нагрева заготовок.

Продукты горения от сжигания топлива движутся навстречу нагреваемому металлу (вращению пода) и проходят три условные зоны: томильную (1200-1250 °С), сварочную (1300-1350 °С) и методическую. В конце методической зоны дым с температурой 700-900 °С удаляется через дымоход и направляется в металлический рекуператор (радиационный щелевой или трубчатый).

Газоплотность сочленения подины и стен обеспечивается применением песочных или водяных (гидравлических) затворов.

В отличие от других методических печей в кольцевой печи имеется возможность нагревать металл как по методическому, так и по камерному режиму. С этой целью в методической зоне предусмотрены горелки и между методической и сварочной зонами предусмотрен дополнительный дымоотбор. При камерном режиме нагрева заготовок включены горелки методической зоны и открыт шибер промежуточного дымоотбора.


Для поддержания определённых температурных и гидравлических условий в печи используются подвесные перегородки. Между подом и перегородкой остаётся зазор, необходимый для свободного перемещения заготовок. Обычно в печи от одной до четырёх перегородок. Перегородки изолируют окна загрузки и выгрузки, а также экранируют высокотемпературные зоны от низкотемпературных. С помощью перегородок создаётся необходимое гидравлическое сопротивление, направляющее продукты горения по большей дуге круга навстречу вращению подины.

Также как в печи с шагающим подом, в кольцевой печи возможен подсос холодного воздуха в методической зоне и в связи с этим – повышенный расход топлива.

Самая ответственная часть кладки – подина. Подина должна хорошо противостоять истиранию при посаде и выдаче заготовок, а также не взаимодействовать с окалиной, которая периодически удаляется вручную. Для повышения стойкости подины в ее составе должен быть большой процент Al2O3. Для уменьшения истирания подины печь оборудуется механизмами бережного посада и выдачи заготовок.

Удельный расход условного топлива в кольцевой печи 60-70 кг у.т./т металла.

Для снижения расхода топлива можно предложить следующее:

1) разбивка печи на максимально возможное количество зон регулирования с целью оптимизации температурного режима нагрева по минимуму расхода топлива;


2) в небольших печах исключение внутреннего кольца отопления и создание внутри единого огнеупорного монолита. Это позволит исключить потери через внутреннее кольцо, повысить температуру кладки и сократить время нагрева;

3) применение современных огнеупорных и теплоизоляционных материалов в кладке печи, а также интенсификация теплообмена в рабочем пространстве печи;

4) исключение подсосов холодного воздуха путём применения газоуплотняющей арматуры смотровых окон;

5) обогащение воздуха горения кислородом, что повышает парциальные давления СО2 и Н2О в продуктах горения с интенсификацией лучистого теплообмена и сокращает температуру и расход уходящих продуктов горения.

studopedia.ru

Методики изготовления кирпича

Изготавливать кирпичи можно двумя способами: полусухое и сухое прессование и методом пластического формирования. Разница таких способов не велика и заключается лишь в неодинаковом количестве влаги, заключенной в сырьевой массе.

Второй метод изготовления получил более широкое распространение, но есть тенденция к тому, что полусухое и сухое прессование, со временем может вытеснить метод пластического формирования.

Используя метод пластического формирования можно получить на выходе как полнотелый, так и пустотелый кирпич. Технологии их изготовления практически одинаковы, но для пустотелого кирпича глина готовится более тщательно.

Изготовление кирпича можно разделить на такие этапы:

  • Подготовка сырья.
  • Формирование кирпича-сырца.
  • Предварительная сушка кирпича.
  • Обжиг при высокой температуре.

Каждый технологический этап требует соблюдения определенных требований. Перед тем, как начать обжиг кирпичей, следует тщательно его подготовить: начиная от подготовки сырья и заканчивая естественной сушкой, иначе брака не избежать.

Внимание: Возможен брак и на заключительной, очень важной стадии изготовления кирпича – обжига, если уйти от температурных режимов.

Обжиг кирпича

Итак:

  • Кирпич-сырец, после предварительной просушки, имеет от 8-ми до 12% влажности, что требует определенной досушки уже в печи. Затем температура постепенно доводится до 500-800ºС, в результате чего внутри сырья происходят необратимые процессы.
  • При увеличении температуры до 200ºС из кирпича улетучиваются органические примеси и различные добавки. После этого температуру поднимают до 300-350ºС и выдерживают кирпич-сырец при этой температуре до тех пор, пока не выгорит весь углерод и только после этого температуру начинают поднимать до 800ºС. При такой температуре материал начинает изменять свою структуру. При такой температуре кирпич выдерживается некоторое время, после чего температуру начинают постепенно уменьшать.
  • Время обжига может находиться в пределах 6-48 часов. За это время кирпич приобретает уникальные характеристики: высокую прочность, отличные теплоизоляционные свойства, устойчивость к влаге, устойчивость к колебаниям и перепадам температур.

Типы печей для обжига кирпича

На дынный момент имеется несколько типов печей для обжига кирпича, которые можно использовать при производстве кирпича, в зависимости от многих факторов и условий.

Очень много зависит от масштабов планируемого производства, а также наличия той или иной энергетической основы. Ведь можно производить обжиг кирпичей газом, электричеством, углем или дровами. От этого будет зависеть конструкция печи.

Кольцевая печь

Печь кольцевая для обжига кирпича относится к конструкциям непрерывного действия и, представляют из себя замкнутый канал для обжига. Этот сложный механизм используется не только для отжига кирпича, но также, для термической обработки различных изделий из металла, в технологии производства труб, колес и бандажей железнодорожного транспорта.

Как правило, такие устройства обладают высокой производительностью и экономичностью.

Фото промышленной кольцевой печи для обжига кирпича
Фото промышленной кольцевой печи для обжига кирпича

 Итак:

  • Конструкция кольцевой печи заключается в том, что кирпич-сырец стоит на месте, а зона огня постоянно передвигается.
  • Камера обжига таких печей имеет форму эллипса, по бокам которой расположены окна, предназначенные для загрузки и выгрузки изделия.
  • Технология обжига сводится к очередности процессов, следующих один за другим, от одного окна к другому.
  • Каждое окно представляет отдельно сконструированную камеру. Как только огонь перейдет через всю камеру, значит процесс обжига кирпича в этой камере закончен и начинается отжиг кирпича, находящегося в следующей камере.
  • Процесс обжига в таких печах может занимать от 3-х до 4-х суток, не смотря на экономичность. К сожалению, процесс загрузки и выгрузки камер достаточно трудоемкий.
  • В таких печах возможно применение различных видов энергоносителей, в том числе и низкосортных, такие как фрезерный торф, антрацитовый штыб, различные топливные отходы, при этом, можно без проблем переходить от одного вида топлива к другому.

Внимание: Современные производители отдают предпочтение туннельным печам, которые позволяют автоматизировать основные процессы загрузки и выгрузки кирпича.

Принцип работы кольцевой печи

В таких печах огонь попадает непосредственно на кирпич, предназначенный для обжига. Печь оборудована центральным дымовым каналом, который проходит по периметру кольцевой печи и подходит непосредственно в зону обжига.

Внимание: Камера обжига, не имеет постоянной и явно выраженной перегородки, поэтому, печь обжига делится на камеры, весьма условно.

  • Конструкция печи позволяет подключить в любой момент необходимый канал обжига к центральному дымовому каналу, путем переориентации перекидного металлического короба.
  • Раскаленные дымовые газы из камеры обжига, прежде чем попасть в центральный дымоотвод, проходят через камеры с кирпичом-сырцом и досушивают его. В центральную дымовую трубу газы поступают охлажденными до 120-150ºС. Такая технология позволяет эффективно использовать температуру теплоносителя: кроме обжига кирпича удается досушить кирпич-сырец.
  • В таких печах эффективно используется температура остывающего кирпича. Это происходит следующим образом: воздух, который поступает в камеру обжига, проходит через камеры с остывающим кирпичом. Таким образом, воздух поступает уже подогретым, а значит экономиться часть энергии, которая непременно затрачивалась бы на подогрев входящего воздуха.

Внимание: Если печь имеет полную загрузку, то вначале обжига постоянно присутствует продукт, а свободными остаются 2-3 камеры, через которые происходит загрузка и выгрузка кирпича.

Туннельная печь

Печь туннельная для обжига кирпича
Печь туннельная для обжига кирпича

Печь туннельная для обжига кирпича наиболее часто применяется для постоянного выпуска продукции. Она более проста в своей конструкции и поэтому завоевала себе большую популярность.

Итак:

  • Здесь название говорит само за себя: туннельная печь состоит из тоннеля длиной от 5 до 150 метров и высотой до 2,7 метров, с проложенным внутри рельсовым полотном.
  • По рельсам двигается состав с вагонетками, загруженный кирпичом. Механизм перемещения может быть различным: гидравлические и винтовые толкатели, перемещенные посредством систем тросов и т.д. Вагонетки сделаны из толстого металла, и имеют специальную огнеупорную футеровку, на которую укладываются кирпичи, предназначенные для обжига.
  • Печь для обжига имеет один вход и один выход, размещенный по концам тоннеля. На входе и на выходе установлен специальный механизм, обеспечивающий герметичность печи в моменты закатывания и выкатывания вагонеток. Механизм действует автоматически, что позволяет экономить часть средств, затрачиваемых на энергоносители.
  • Кроме этого, по всей длине тоннеля расположен песчаный затвор, предотвращающий проникновение продуктов горения в пространство под вагонетками.

Туннельная печь для обжига кирпича имеет условное разделение на зоны:

  • Зону предварительного прогрева.
  • Зону обжига.
  • Зону постепенного охлаждения.

Внимание: Зона обжига туннельной печи оборудована специальными горелками, которые подают в зону обжига разогретый газ. В качестве топлива используется природный газ, который может обеспечить бесперебойное функционирование таких устройств. Возможно, также, использование твердого топлива, но такие печи имеют несколько другую конструкцию.

  • В камере обжига температура газов поднимается до 920-980ºС при времени обжига от 24 до 48 часов и производительности до 70 тысяч кирпичей. В данном случае все зависит от вида кирпича и технологических построек.

Процесс обжига

Кирпич-сырец укладывается на футеровку вагонетки слоем, толщиной около 1 метра, что предотвратит деформацию обжигаемых изделий. При движении, вагонетки с кирпичом медленно проходят через 3 основных зоны туннельной печи: зоны прогрева, зоны обжига, зоны остывания. Скорость движения выбрана таким образом, чтобы обжиг кирпичей происходил согласно технологии.

Технология обжига контролируется с помощью компьютерных технологий, которые позволяют:

  1. Отслеживать режим обжига.
  2. Контролировать температурный режим во всех трех зонах.
  3. Следить за давлением воздуха.
  4. Выбирать режим обжига в зависимости от качества кирпича-сырца.
  5. Возможность контролировать готовую продукцию в автоматическом режиме.

Загружается кирпич-сырец на вагонетки ручным способом, а выгружается из печи готовый кирпич с помощью специального механизма, который и осуществляет контроль качества.

  • Воздух в печь подается с помощью вентиляторов, а отработанные газы выводятся из печи с помощью дымососов. Те и другие системы имеют свои рециркуляционные каналы, способствующие подогреву воздушной массы, поступающей в зону обжига и их охлаждения, после прохождения зоны обжига и попадания в зону предварительного прогрева. Это позволяет оптимально использовать энергетику туннельной печи.
  • Все отработанные газы выводятся из зоны работы печи с помощью воздуховодов и дымососов.

Обжиг кирпича в домашних условиях

Как правило, промышленное производство кирпича характеризуется большой массовостью производства, что не всегда экономически выгодно.

Внимание: Такие производства должны быть загружены на 100%, чтобы был ощутимый экономический эффект. В настоящее время наблюдается тенденция перехода от больших объемов производства до небольших объемов, когда возможен качественный контроль выпускаемой продукции.

  • При желании, можно организовать обжиг кирпича в домашних условиях. Этот вариант подходит тогда, когда нужно немного кирпича, а кирпич, который предлагает производитель не имеет соответствующего качества. Для этого можно взять обычную 200 литровую бочку и вырезать в ней дно и верхнюю часть.
  • В данном случае можно обойтись самым обыкновенным костром, но для начала нужно вырыть яму, глубиной около 50-ти см. Над этой ямой устанавливается бочка на специальных подпорках, обеспечивающих высоту подкатив бочки около 20 см над уровнем земли. На низу бочки укрепляется металлическая решетка, на которую будет складываться кирпич.
  • После того, как бочка будет заполнена кирпичом, ее желательно закрыть крышкой, чтобы было меньше потерь энергии. В процессе заполнения бочки, следует обратить внимание на то, чтобы между каждым кирпичом оставлять промежуток около 5 мм, тогда будет более равномерный прогрев всех кирпичей.
  • В зависимости от характеристик глиняного раствора, обжиг может длиться на протяжении 20-ти часов.
  • При этом, это время следует разделить на три части, чтобы каждая часть времени соответствовала одному технологическому циклу: одна часть времени отводится для постепенного поднятия температуры, другая часть времени – для обжига и третья часть времени для медленного остывания. Только в таком случае можно получить качественный конечный продукт.

Что нужно знать, в случае покупки печи для обжига кирпича

Если принято решение о покупке печи для обжига кирпича, значит планируется открытие своего бизнеса. При этом, очень важно произвести точные расчеты и приобрести печь с той производительностью, которая необходима. Кроме этого существуют другие важные моменты, с которыми придется считаться: характер энергоносителя, а также доставка сырья и отгрузка готовой продукции потребителю.

Внимание: В настоящий момент цена на энергоносители существенно выросли, поэтому считать нужно очень точно.

  • Для того, чтобы доставлять сырье, нужен специальный транспорт: автомобили, погрузчики, а это дополнительные расходы и немалые.
  • Чтобы отгрузить готовую продукцию, также понадобятся погрузчики.
  • Кроме этого, нужны еще складские помещения с накрытием, поскольку кирпич очень хорошо впитывает влагу. Если его хранить без накрытия, то он может потерять товарный вид.
  • Не секрет, что придется нанимать людей: грузчиков, водителей для обычного и спецтранспорта. Получается, что для одной печи придется столько много сделать и через многое пройти, что будет стоить только получить разрешение на открытие такого бизнеса, а если учесть, что существует жесткая конкуренция, то будет очень сложно выйти на существующие рынки.
  • Учитывая тот факт, что энергозатраты на производство кирпича достаточно высоки, есть тенденции к переходу производства кирпича с гораздо меньшими затратами.
  • К менее затратным производствам можно отнести полусухое и сухое прессование кирпича, где полностью отсутствует цикл обжига, а прочность кирпича достигается благодаря большому усилию на сжатие. Такое усилие может достигать до нескольких тонн на квадратный сантиметр, в результате чего, сырье спекается под действием высокого давления. По прочностным и другим характеристикам такой кирпич ничуть не уступает кирпичу, получаемому в печах обжига.

Внимание: Кроме этого, технология изготовления таких кирпичей, позволяет изготавливать кирпичи различных оттенков. Это достигается добавлением красителей на этапе подготовки сырья.

В принципе печь может быт сделана и полностью своими руками. Как сделать может решить каждый из вас, ведь принцип работы вы уже знаете и инструкция поможет вам сделать правильный выбор. Ведь печи для обжига кирпича изготовление процесс довольно творческий, и он основан только на принципе подачи тепла.

iz-kirpicha.su

Кольцевая печь

Это занимающая большую площадь, сложная конструкция непрерывного действия. Кольцевые печи со сводами наиболее распространены в масштабном промышленном производстве. Некоторые мелкие производители сооружают их заглубленными в землю и оставляют без свода, накрывая временным настилом.

Кольцевая печь

Принцип обжига

Рабочее пространство кольцевой печи организовано в виде замкнутого, вытянутого эллипса с окнами на боковой поверхности, служащими приемными отверстиями для загрузки материала или его выгрузки. Промежуток между окнами называют камерой.

Главная особенность технологического процесса — стационарное положение кирпича при перемещающейся от камеры к камере зоны огня (взвара). Она непрерывно движется вперед, по кольцу обжигательного канала. Топливо забрасывают непосредственно на кирпичи, и оно воспламеняется от их накала. После прохождения огня через всю камеру процесс отжига считается завершенным, и огонь передвигается на следующий отсек.

На розжиг кольцевых печей требуется 3—4 дня. Топки для разведения огня устраивают во временных поперечных кирпичных стенках. В начале процесса разогрева топливо поступает через отверстия в своде. Когда ближайшие к топкам подсадки кирпича накаляются докрасна, начинается прямая подача. После продвижении разведенного огня на 4–5 камер вперед, разбирают стены с временными топками, и печь начинает функционировать в непрерывном режиме.

Огонь движется одновременно с садкой и выемкой. Количество новых подсадок сырца должно соответствовать количеству готовых, выгруженных кирпичей.

Другие особенности технологии:

  • Процесс отжига длится до 4 суток.
  • Тяга создается благодаря устройству центрального дымового канала, проходящего по периметру конструкции и подводящегося к каждой из зон обжига с помощью перекидного короба из металла.
  • Воздух в дымовой канал поступает уже разогретым, так как засасывается в зоне выгрузки отожженных изделий.
  • Предварительная досушка и подогрев сырца осуществляются под действием отходящих дымовых газов.

Достоинства и недостатки

Основные преимущества печей такой конструкции — высокая производительность, простота процессов обслуживания и эксплуатации, экономичность. Снижение себестоимости продукции возможно за счет:

  • использования недорогих теплоносителей (низкосортный антрацитовый штыб, фрезерный торф и прочие топливные отходы).
  • небольшого расхода топлива (в 2—3 раза меньше, чем для туннельных печей).
  • возможности менять вид топлива без остановки печи.
  • экономии теплоносителей (эффективного использования дымовых газов с высокой температурой , в том числе и для сушки сырца).

К недостаткам печей кольцевого типа относят:

  • сравнительную дороговизна постройки.
  • большую длительность технологического цикла, обусловленную существенной величиной камеры;
  • неравномерность обжига (кирпичи в глубине садки не дожигаются).
  • низкий КПД.
  • преобладание ручного труда над механизированными процессами.
  • невозможность полной автоматизации.

Туннельная печь

Печами такого типа оборудовано большинство кирпичных заводов, выпускающих одинарный полнотелый кирпич и керамические камни. Они представляют собой тоннель, по которому передвигаются вагонетки или конвейерная лента с сырцом. Их рабочее пространство может иметь один или два канала, расположенных на прямой линии или имеющих замкнутую, кольцеобразную форму.

Кольцевая печь

Принцип работы

В отличие от кольцевых установок, здесь все происходит наоборот: материал продвигается сквозь остающиеся неподвижными, четко разграниченные зоны подогрева, отжига и охлаждения. Материал последовательно передвигается из зоны в зону. В такой печи лишь один вход и одна зона выгрузки. Они размещаются в противоположных торцах туннеля и оснащены механизмами, герметически закрывающими внутреннее пространство печи во время загрузки и выгрузки материала. Герметизация происходит автоматически, что позволяет избежать перерасхода теплоносителя. Пространство над полом, под конвейером или дном вагонеток, также не прогревается, так как отгорожено песчаным затвором.

В качестве теплоносителя используется природный газ. Иногда их модифицируют для работы на мазуте, солярке, печном топливе, электрической энергии. Возможно совмещение вариантов.

Печь работает круглосуточно. Газовые горелки направляют факелы горящего газа на массив кирпича напрямую (в печах открытой конструкции) или через защитные экраны (в муфельных). Вдоль всего канала установлены вентиляторы и уловители дыма, направляющие необходимое количество разогретого воздуха и дымовые газы в нужные зоны печи по специальным циркуляционным каналам. Эти устройства работают независимо друг от друга и управляются оператором дистанционно. Загрузка печи осуществляется рабочими вручную, а выгрузка механизирована.

Кольцевая печь

Технология обжига максимально автоматизирована. Специальные компьютерные программы с помощью многочисленных датчиков следят за технологическим процессом и дают команды по регулированию:

  • температурного режима во всех зонах.
  • давления воздуха.
  • скорости движения вагонеток.

Выбор режима работы печи осуществляется автоматически и зависит от исходных параметров кирпича — сырца (вид, форма, размер, уровень влажности, вид садки). Контроллер хранит в памяти все возможные режимы и выбирает наиболее оптимальный. Контроль качества готовой продукции также автоматизирован. Длительность технологического цикла для полнотелых изделий от 36 до 40 часов, пустотелые камни готовы уже через сутки.

izkirpicha.com

Устройство и действие кольцевых печей

При годовой производительности завода более 400 тыс. кирпичей целесообразнее вместо напольных печей применять кольцевые кирпичеобжигательные печи. В кирпичной промышленности наиболее распространены обычные кольцевые печи со сводами. Устройство такой печи небольшого объема показано на рис. 53.

Однако на колхозных предприятиях в целях удешевления строительства более целесообразно сооружать небольшие кольцевые печи без сводов. Постройка таких печей обходится немного дороже напольных, рассчитанных на такую же производительность. Между тем обслуживание кольцевых печей, хотя бы и бессводовых, значительно легче и удобнее, чем напольных. Качество кирпича, обжигаемого в кольцевых печах, выше, а расход топлива на обжиг каждой тысячи кирпичей в 2—3 раза меньше, чем в напольных печах. Благодаря этим преимуществам, а также возможности сжигать в таких кольцевых печах любое местное топливо они получили большое распространение.

Бессводовая кольцевая печь отличается от обычной кольцевой только тем, что она заглублена в землю и не имеет свода. Эта печь представляет собой два сделанных в земле параллельных канала, соединенных по концам закруглениями в замкнутое вытянутое кольцо. Этот вытянутый кольцевой канал называется обжигательным каналом. В него загружают для обжига кирпич-сырец. После загрузки сырца его покрывают временным настилом, подобным устраиваемому в напольных печах. При выгрузке обожженного кирпича этот настил каждый раз разбирают, а при садке устраивают вновь. Эти печи приведены на рис. 71—74.

В настиле делают отверстия, располагаемые рядами поперек обжигательного канала. Ряды располагаются на расстоянии около 90 или 106 см (т. е. на длину трех с половиной или четырех кирпичей) друг от друга. В каждом ряду делают по три-четыре отверстия. Ряды этих отверстий, предназначенных для загрузки в печь топлива, называют топливными рядками. Отверстия в настиле на время обжига закрывают съемными крышками, а в остальное время кирпичами, которые укладывают плашмя.

Топливо в кольцевых печах забрасывается непосредственно на обжигаемый кирпич, который накаляется настолько, что это топливо загорается от соприкосновения с кирпичом.

Для отвода дыма устраивают центральный дымовой канал, который располагают вдоль печи между внутренними стенами обжигательного какала. Он соединяется с обжигательным каналом небольшими боровками-очелками, расстояния между которыми по длине обжигательного канала принято считать длиной камеры обжигательного канала.

Поскольку в обжигательном канале нет никаких постоянных перегородок его делят на камеры условно. Для подключения нужной части обжигательного канала к центральному дымовому каналу последний против каждого очелка имеет в своде отверстия. Во время подключения с очелка и с расположенного рядом отверстия в своде дымового канала снимают крышки и оба этих отверстия накрывают общим металлическим перекидным коробом (рис. 54). При этом дымовые газы начинают поступать из данной камеры обжигательного канала через очелок вверх, проходят под перевернутым коробом через отверстие в центральный дымовой канал и уходят в дымовую трубу. Когда надо прекратить тягу в камере, короб снимают, а верхние отверстия очелка и дымового канала снова накрывают крышками.

Для регулирования тяги в кольцевых печах вместо перекидных коробов можно пользоваться также так называемыми дымовыми конусами (клапанами). В этом случае обжигательный канал в каждой камере печи соединяют дымоходом (очелком) с центральным дымосборным каналом. В местах примыкания к последнему дымоходы выполняются в виде сложенных из кирпича вертикальных круглых колодцев. В верхнюю часть каждого колодца вставляют чугунное гнездо конуса (рис. 55). Вокруг него в кирпичной кладке оставляют кольцевое углубление, которое заполняют крупнозернистым песком. Сверху гнездо накрывают конусом, также изготовленным из чугуна. В центре крестовины конуса имеется отверстие для его крепления к стальному стержню, который пропущен кверху сквозь свод дымосборного канала. При помощи этого стержня конус можно поднимать и опускать, регулируя тягу. При опускании конуса борта его погружаются в песок, насыпанный в кольцевую выемку вокруг гнезда, что обеспечивает плотность закрытия дымохода.

Для поднятия и опускания дымовых конусов пользуются переносными деревянными станками (рис. 56) или специальными винтовыми подъемниками.

Кольцевая печь действует непрерывно. Будучи один раз разожженной, она может работать без перерыва много месяцев.

Непрерывность работы кольцевой печи основана на том, что огонь (т. е. зона большого огня или взвара) в ней не стоит на месте, а все время продвигается вперед по кольцу обжигательного канала. Огонь продвигается вперед благодаря тяге, создаваемой очелками, присоединенными к центральному дымовому каналу впереди от огня. Горячие газы из зоны взвара поступают под действием тяги на находящийся впереди сырец и постепенно накаляют его до температуры воспламенения топлива. После этого «топливный рядок» над накалившимся кирпичом включается в зону взвара и в этот рядок, как и в остальные рядки взвара, начинают загружать топливо, чтобы еще больше поднять температуру кирпича. Одновременно с приемкой на взвар нового рядка в задней части взвара отбрасывают один рядок, прекращая загрузку в него топлива. В результате вся зона взвара оказывается продвинувшейся вперед на один рядок, т. е. примерно на 1 м. Через некоторое время накаливается и принимается на взвар еще один рядок, а сзади взвара один рядок отбрасывается и т. д.

Таким образом, огонь непрерывно проходит через находящийся впереди сырец. Скорость продвижения огня на небольших печах составляет около 8—10 м в сутки, но при форсированном обжиге может достигать 25 м и более в сутки. В зависимости от скорости обжига огонь в течение 1 месяца проходит по всему кольцу обжигательного канала от 3—4 до 10 раз, т. е. печь, как говорят, делает до десяти оборотов в месяц.

Одновременно с продвижением огня происходят садка в печь сырца и выгрузка готового кирпича. Садка и выгрузка должны быть организованы так, чтобы впереди огня постоянно было несколько камер с загруженным сырцом, а сзади — несколько камер с обожженным, остывающим кирпичом.

Как уже указывалось, в кольцевых печах расходуется в 2—3 раза меньше топлива, чем в напольных. Такая экономичность работы кольцевых печей объясняется рациональным использованием в них всего получаемого тепла.

Горячие дымовые газы в кольцевых печах, прежде чем попасть в центральный дымосборный канал и уйти в трубу, проходят через несколько камер с находящимся в них сырцом. Отдавая свое тепло этому сырцу, они просушивают его и нагревают, а в трубу поступают уже охладившимися до 120—150°. Таким образом, первые стадии обжига, т. е. выпаривание влаги и подогрев сырца на дыму, происходят в кольцевых печах за счет отходящего тепла дымовых газов; в напольных же печах на эти процессы приходится специально расходовать значительное количество топлива.

В кольцевых печах используется и 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, способствуя сокращению расхода топлива на обжиг. Между тем в напольных печах тепло от охлаждения кирпича никак не используется и воздух для горения поступает в топки холодным, с обычной наружной температурой.

Садка и обжиг в кольцевых печах

Садку сырца в кольцевых печах производят следующим образом (рис. 57). Вначале на выровненном поду печи из сырца выкладывают так называемые ножки. На под вдоль канала ставят кирпичи на расстоянии 12 см друг от друга. На них накрест ставят по три кирпича в два, три или четыре ряда по высоте. Длина и ширина ножки равна длине кирпича, а высота зависит от зольности топлива и принимается с таким расчетом, чтобы полтора-два ряда кирпича по высоте ножек оставались после обжига незасыпанными золой.

Между ножками в направлении ширины обжигательного канала оставляют промежутки по 12—15 см. Эти промежутки по верху ножек перекрывают устанавливаемыми поперек кирпичами; в промежутки между ними ставят продольные кирпичи. Таким образом, перекрытие ножек представляет сплошной ряд кирпича во всю ширину печи.

По длине обжигательного канала ножки ставят вплотную одна к другой, оставляя между ними промежуток только против дымоотводного очелка. Тем самым па поду печи вдоль обжигательного канала между ножками образуются подовые каналы, пересекаемые на каждой камере поперечным дымоотводным каналом против очелка.

Начиная с перекрытия ножек, садку ведут разными способами, чаще всего в елку. Однако садка в елку в кольцевых печах существенно отличается от садки в елку в напольных печах. При садке в елку в кольцевой печи все кирпичи ставят вдоль обжигательного канала немного наискось, в одном по высоте ряду — в одну сторону, а в следующем по высоте ряду — в другую. Между кирпичами оставляют промежутки по 3—4 см, а в верхних рядах — приблизительно в толщину пальца.

Следующую по длине печи елку ставят вплотную к первой с тем же направлением кирпичей в соответствующих рядах. Кирпичи при этом ставят тычок в тычок, чтобы щели между ними вдоль печи получались сквозными для возможности прохода горячих газов, а не зигзагообразными, как в напольной печи. Так при расстояниях между осями топливных рядков 105 см вдоль печи ставят каждый раз по три елки, а четвертую, которая приходится под отверстиями топливного ряда, выкладывают в виде решетки. В ней чередуются по высоте ряды кирпичей, поставленные то вдоль, то поперек печи.

В поперечных рядах кирпичи ставят не по 3 шт. на длину стоящего ниже вдоль печи кирпича, как в ножках, а только по 2 шт. так, чтобы между этими кирпичами оставались широкие (12—13 см) промежутки, образующие в каждом поперечном ряду канал во всю ширину печи.

Кирпичи в продольных рядах образуют как бы колосниковую решетку, на которой задерживается и сгорает загружаемое через отверстия в настиле топливо. Для равномерного распределения топлива по высоте обжигательного канала необходимо правильно разместить промежутки между стоящими вдоль печи кирпичами топливной решетки в разных по высоте рядах. При этом промежутки одного ряда должны находиться не под промежутками, а под кирпичами следующего по высоте ряда. Тогда все загружаемое сверху мелкое топливо не будет проваливаться вниз через сквозные щели, а, пересыпаясь с кирпича на кирпич, распределится веером по всей высоте решетки.

При обжиге кирпича дровами под топливными рядками вместо решетки на всю высоту канала оставляют промежуток, в котором лишь в редких местах делают упоры из выступающих кирпичей, соединяющих елки по одну и другую сторону топливного рядка.

Расстояние между двумя топливными рядками, в котором помещаются три елки и топливная решетка для мелкого топлива или прогар для дров, называют подсадкой. В зависимости от длины камеры в ней бывает от четырех до шести подсадок.

Каждую камеру после садки следующей за очелком елки кирпича по всему сечению покрывают обыкновенной оберточной бумагой, которую приклеивают к кирпичам и к стенкам печи глиняным раствором. Эти бумажные ширмы преграждают доступ в зону взвара наружному холодному воздуху со стороны садки кирпича. Благодаря этому воздух в зону взвара поступает только со стороны выгрузки обожженного кирпича. Без бумажных ширм воздух поступал бы в зону вз|вара и сзади и спереди, поэтому огонь не смог бы двигаться вперед. Впереди огня всегда находится не менее двух бумажных ширм.

Когда очередная камера загружена и в ней установлена новая ширма, ближайшая от огня ширма сжигается и их общее количество впереди огня остается прежним.

Кольцевую печь разжигают, когда загружено четыре-пять камер, причем одновременно с розжигом, который занимает 3—4 дня, продолжают вести садку. Розжиг начинают с малого огня или окура, который ведут через топки, устроенные во временной поперечной кирпичной стенке так же, как в напольной печи. Для создания тяги к обжигательному каналу вначале присоединяют вторую от временных топок камеру, затем третью и т. д.

Когда кирпич, посаженный в ближайших от топок подсадках, начнет приобретать красный накал, на него можно начать сыпать понемногу топливо. Засыпку производят через верхние топливные отверстия, не прекращая при этом огонь и во временных топках.

Постепенно накал распространится на следующие рядки и, лишь когда зона взвара достигнет второй-третьей камеры, т. е. 10—15 топливных рядков, топки во временной стенке закрывают (оставляя, однако, небольшие отверстия у пода для доступа воздуха) и продолжают вести огонь только за счет топлива, засыпаемого сверху. На этом розжиг печи считается законченным и начинается нормальное продвижение огня с приемкой на взвар новых рядков и отбрасыванием задних.

Когда огонь отойдет от места розжига на четыре с половиной-пять камер, стенку с временными топками постепенно разбирают (не всю сразу, а в течение 1—2 суток) и начинают выгружать кирпич.

Количество ежедневно выгружаемого кирпича должно соответствовать количеству сырца, посаженного в печь.

Производительность кольцевых печей обычно определяют по объему обжигательного канала, а работу печи оценивают съемом кирпича с 1 м3 обжигательного канала в 1 месяц. В небольших колхозных кольцевых печах, работающих на естественной тяге от небольшой дымовой трубы, съем составляет около 750—1000 шт. с 1 м3 обжигательного канала в 1 месяц. Это значит, что при средней плотности садки 250 кирпичей на 1 м3 огонь в течение 1 месяца проходит через 1 м3 канала 3—4 раза или, иначе говоря, печь делает в месяц три-четыре оборота.

Для ускорения продвижения огня, т. е. повышения производительности печи, требуется соблюдать ряд условий. Одним из условий является необходимость садить в печь, особенно в нижние ряды садки, достаточно высушенный сырец, что не только ускоряет ход огня, но и позволяет повысить качество кирпича и сэкономить топливо. В крайнем случае, при недостатке сухого сырца, недосушенный сырец можно садить в верхние ряды. В нижних же рядах влажность сырца не должна превышать 12%, а в ножках садки — 40%.

Весьма важно также применить сухое топливо, а на передние рядки по возможности длиннопламенное.

Следующим условием является достаточно сильная тяга, при которой не менее половины зоны взвара находилось бы, как говорят, под разрежением. Величину разрежения проверяют, открывая крышку над топливным отверстием. Если накаленный кирпич под открытой крышкой быстро покрывается темным налетом от засасываемого через отверстие холодного воздуха, значит в этом месте печь находится под разрежением; если же кирпич сохраняет светло-красный накал, налетом не покрывается и из отверстия бьет кверху струя горячего воздуха, значит в этом месте не разрежение, а давление.

Для ускорения продвижения огня необходима также развитая, но не слишком большая зона взвара (например, в 16-камерной печи на взваре надо держать около 12 рядков, а в 14-камерной 9—10 рядков).

Наконец, важным условием является опыт обжигальщиков, правильное ведение ими обжига. Топливо нужно загружать своевременно во все рядки, начиная всякий раз с передних рядков и кончая задними, т. е. против хода огня (так как при обратном порядке загрузки топлива дымовые газы мешали бы наблюдать за состоянием огня). Топливо надо загружать небольшими порциями, но почаще— примерно через каждые 10—15 мин.

В 1950 г. получил большое распространение новый, высокопроизводительный метод обжига кирпича в кольцевых печах, разработанный П. А. Дувановым. Применение этого метода позволяет значительно ускорить продвижение огня и довести месячный съем кирпича с 1 м3 обжигательного канала до 2—3 и более тыс. шт.

Главные особенности метода П. А. Дузанова: разреженная садка сырца в печь, удлинение зоны дыма, небольшое сокращение зоны взвара, сокращение расстояний между рядками отверстий для засыпки топлива и учащенная засыпка топлива мелкими порциями.

Плотность садки при этом методе составляет 180—200 шт. на 1 м3. Садка (рис. 58) производится в елку, причем между кирпичами оставляют промежутки по 4—6 см. Колосниковую решетку под топливными рядками выкладывают только из кирпичей, устанавливаемых вдоль печи.

Колосниковые кирпичи ставят через каждые два ряда по высоте, т. е. в третьем, шестом, девятом и так далее рядах. Их располагают в оставленном под топливным рядком промежутке шириной 12—45 см между двумя елками на кирпичи, на которые и опираются своими концами кирпичи колосниковой решетки. В елках, связанных решеткой, кирпичи ставят против колосников более косо, чем в остальных рядах. Колосниковые кирпичи нужно ставить тем реже, чем крупнее используемое топливо.

Ножки и их перекрытие делают обычным способом, как указывалось выше. Длина подсадки (расстояние между центрами топливных трубочек по длине печи) вместо 105 см составляет около 90 см. Зона дыма должна занимать около одной трети длины всего обжигательного канала, а зона взвара — не превышать 10—12 рядков.

При описываемом методе обжига топливо засыпают мелкими порциями (по 150—200 г в каждое отверстие) примерно через каждые 6—8 мин., причем в передние рядки загружают порции вдвое меньшие, чем в остальные рядки зоны взвара. Таким образом, топливо засыпают почти непрерывно и равномерно, что обеспечивает интенсивное горение в зоне взвара и, следовательно, быстрое продвижение огня.

Обжигальщики на кольцевой печи должны иметь следующий инвентарь: для съемки и надевания крышек топливных отверстий — крючки из толстой проволоки, длинный железный штырь для контроля влажности сырца и пробивания шлака, накапливающегося в верхней части садки, совок емкостью 1,5—2 кг для засыпки мелкого топлива (рис. 59). Кроме этого, на печи должны быть бочка с водой и ведра на случай загорания надпечного шатра, а также тачки для подвозки топлива, стол со скамейкой для записей о работе печи; для садки сырца должна быть переносная скамейка и деревянный желоб, по которому сырец опускают вниз.

При правильном ведении обжига в кольцевых печах обеспечивается весьма высокое качество кирпича.

Главное условие для этого — соблюдение режима обжига, который у кольцевых печей характеризуется распределением обжигательного канала по зонам. Для простейших кольцевых печей рекомендуется следующее количество камер по зонам:

Это распределение является примерным и для каждого завода должно быть уточнено на основе опыта.

Когда проработавшую несколько месяцев печь требуется остановить, за последней загруженной камерой выкладывают временную глухую стенку, до которой огонь доходит и останавливается.

www.arhplan.ru


Кольцевая печь

Кольцевая печь – это вид термической промышленной печи, с кольцевым вращающимся подом или тарельчатым подом, на котором и происходит нагрев изделий. Преимущественно кольцевые печи используются для нагрева заготовок неправильной формы, передвижение которых затруднено при помощи толкателя.

Кольцевая печь состоит из неподвижного кольцевого канала и вращающегося кольцевого пода. Крупные кольцевые печи имеют такие же теплотехнические зоны и температурные режимы, как и методические печи. Небольшие кольцевые печи имеют постоянную температуру во всём объёме печи.

Заготовки при помощи специального механизма укладываются на вращающийся под печи и при вращении его последовательно проходят зоны: методическую (подогрева), сварочную (нагрева) и томильную (выдержки). Попадающие в камеру выгрузки нагретые заготовки вынимают из печи. Скорость вращения пода регулируют так, чтобы время, затрачиваемое на один оборот пода, соответствовало времени, необходимому на нагрев заготовки. Основанием стен канала служат опорные кольца, закрепленные на каркасе печи. Канал перекрыт подвесным сводом, также подвешиваемым на каркасе.

Под опирается на два-три ряда катков и приводится во вращение одним или несколькими приводами. Зазоры между стенами и вращающимся подом перекрывают водяным затвором, который препятствует вытравливанию газов через зазор и подсосу воздуха.

Нож затвора крепится к вращающейся подине, а сам затвор устанавливается на стенах; в затворе циркулирует вода, в которую входит нож затвора.

Печь разделена перегородкой на две зоны:

  • методическую зону;
  • сварочно-томильную зону.

Место выгрузки заготовок, также выделено двумя перегородками, в некоторых кольцевых промышленных печах совпадает с местом загрузки. Загрузка и выгрузка изделий происходит  через окна при помощи специальной погрузочно-разгрузочной техники. Рабочее же пространство печи между окнами разделяется жаростойкой перегородкой.

Перегородки выкладывают на охлаждаемых водой трубах, и они не доходят до поверхности пода на расстояние, несколько большее высоты заготовок.

Горелки и форсунки располагаются как с внутренней, так и с наружной стороны канала. Отвод продуктов горения происходит через несколько дымоотводов — один на границе между сварочной и методической зонами и два перед окном загрузки. Для большей энергоэффективности используется тепло отходящих газов. В борове устанавливается игольчатый рекуператор, подогревающий воздух, в некоторых печах рекуператоры устанавливают в вертикальных дымоотборах.

Печи с вращающимся тарельчатым подом отличаются от кольцевых тем, что под выполнен у них в виде сплошного диска, т.е. нет внутренних кольцевых стен. Принцип нагрева заготовок в кольцевых печах, такой же как и в промышленных камерных печах. Зазор между вращающимся подом и кольцевой стеной перекрывается водяной затвор.

В кольцевых печах больших диаметров тарельчатый под вращается на катках, при диаметре менее 2,5 метров тарельчатый под вращается на центральной оси. Загрузку и выгрузку заготовок производят обычно через одно и то же окно. Отвод продуктов горения осуществляют через каналы в стене печи в сводный дымоход, расположенный над стеной, и из него в вытяжной зонт. Основная область применения кольцевой печи с тарельчатым подом нагрев небольших заготовок в кузнечных цехах.

Основное же применение кольцевых печей – это нагрев заготовок при прокатке труб, колёс и бандажей железнодорожного подвижного состава, для термической обработки металлических изделий, заготовок из цветных металлов перед прокаткой и высадкой.

 

v-term.ru

 

Сущность изобретения: кольцевая печь содержит рабочую камеру, ограниченную стенами с окнами посада и выдачи подвесным сводом, вращающимся подом. При этом вместе с подом вращается установленная на поде выполненная уступами внутренняя стена печи. Нагреваемое изделие укладывается на ложе опор, образующее воображаемую конусную поверхность с отклонением от вертикальной оси на угол. При этом сокращается время нагрева изделия за счет всестороннего подвода тепла к нему, а следовательно, и количество образующейся окалины; уменьшаются габариты и вес загрузочно-разгрузочных машин, увеличивается емкость печи. 1 з. п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к кольцевым печам для нагрева трубной заготовки или длинномерных изделий и может быть использовано в металлургии и машиностроении.

Известна конструкция кольцевых печей [1] где трубная заготовка укладывается на горизонтальный под радиально в один или несколько рядов по ширине печи. По наружному и внутреннему краю пода установлены водяные затворы, создающие возможность поддерживать избыточное давление на поду. Стены печей неподвижны. Широкое рабочее пространство требует тяжелых и габаритных загрузочно-разгрузочных машин. Использование площади пода неэффективно. Нижняя часть заготовки, лежащая на поду, отстает в нагреве и требует дополнительного времени для выравнивания температур по сечению. Пространство, замыкаемое внутренними стенами, редко используется для установки оборудования, из-за тяжелых температурных условий.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является кольцевая печь [2] Цель изобретения увеличение производительности достигается увеличением емкости печи, которая реализуется новым способом укладки заготовок. На поду, с определенным шагом устанавливаются вертикальные опоры. На эти опоры, наклонно к поду, укладываются заготовки с выходом верхнего конца за вертикальную опору.

На фиг.1 описания [2] видно, что у внутренней стены выступающие за опору (консольные) концы заготовок загруженного ряда проектируются на заготовки загружаемого ряда.

Отсюда следует, что при выбранном угловом шаге опор можно загружать заготовки определенной длины. Превышение этой длины вынудит садить заготовку через шаг. Емкость печи будет падать.

Другой недостаток предложенного способа укладки состоит в том, что при достижении пластичного состояния консольный конец заготовки будет загибаться вниз под влиянием своего веса. Особенно на это будут влиять остановки агрегата.

Целью изобретения является повышение производительности печи за счет роста эффективности нагрева, связанного со всесторонним подводом тепла к заготовке, а также увеличение емкости печи и уменьшение габаритов загрузочно-разгрузочных машин, связанное с уменьшением ширины рабочего пространства.

Указанная цель достигается тем, что вместе с подом 3 вращается и внутренняя стена печи 4, рабочая поверхность которой наклонена под углом Кольцевая печь Кольцевая печь 10o к вертикали. В этой стене, с определенными по периметру кладки и по вертикали шагами, устанавливаются опоры 2, на которые опирается своей боковой поверхностью заготовка 1.

Опоры 2 выполнены таким образом, что удерживают заготовку 1 в вертикальной радиальной плоскости, в которой лежит ось заготовки. Опора 2 представляет собой камень из высокоогнеупорного материала, не реагирующего с окалиной, и может заменяться при горячих остановках. Своим нижним концом заготовка опирается на под 3. Сопоставительный анализ позволяет сделать вывод, что заявляемая кольцевая печь отличается от прототипа тем, что внутренняя стена 4, наклонная к вертикали под углом a Кольцевая печь 10o и вращающаяся с подом 3, позволяет укладывать на нее через опоры 2 заготовку 1 и организовать всесторонний подвод тепла к заготовке. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».

Анализ известных технических решений элементов конструкций кольцевых печей позволяет сделать вывод об отсутствии в них решений, сходных с заявляемой кольцевой печью, и признать заявляемое решение соответствующим критерию «существенные отличия».

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан разрез печи.

Кольцевая печь, в которую загружается заготовка 1, опирающаяся на опоры 2, содержит под 3 и вращающуюся вместе с ним внутреннюю боковую стену 4, наружную стену 5.

Кольцевой канал, образованный стенами, перекрывается сводовыми плитами 6, опирающимися на неподвижную стену 5 и через литой уголок 7 на внутренние стойки 8 каркаса. Зазоры между вращающимся подом 3 и наружной стеной 5, а также между вращающейся внутренней стеной 4 и сводовыми плитами 6 уплотняются водяными затворами 9, содержащими неподвижные ножи 10 и подвижные ножи 11.

Количество рядов опор 2 по длине заготовок выбирается по сортаменту трубопрокатного агрегата. Их может быть два или три ряда. Верхний конец заготовки может выступать за верхний ряд опор 2. Заготовка перед загрузкой в печь должна быть установлена под тем же углом a к вертикали, под которым она прислоняется к опорам 2.

Заготовка, находящаяся в исходном положении перед печью, берется загрузочной машиной (не показана) и загружается в печь через окно загрузки 12. В это время нагретая заготовка машиной выгрузки (не показана) выдается из печи через окно выгрузки.

Затем подина поворачивается на угол, равный постоянному шагу заготовки, и цикл загрузки-выгрузки повторяется.

Окно выдачи 13 отделяется от зоны с нагретой заготовкой перегородкой (не показана).

Вращающаяся внутренняя стена 4 печи с установленными опорами 2 позволяет установить под небольшим углом a Кольцевая печь 10o к вертикали заготовку (в дальнейшем «вертикальное» расположение). Такое расположение заготовки создает меньший изгибающий момент для консольного верхнего конца заготовки, чем при «горизонтальном» с опорой на вертикальный выступ [2] Если сравнить два способа расположения заготовок «горизонтальный» и «вертикальный» при равных диаметрах заготовок, равных консольных длинах l, равных углах наклона a к горизонтали («горизонтальное» расположение) и вертикали («вертикальное» расположение), то изгибающие моменты, действующие на консольные концы заготовок весом G кг, будут: Кольцевая печь.

Если угол отклонения от вертикали и горизонтали Кольцевая печь Кольцевая печь 10o, изгибающий момент при «вертикальном» расположении заготовки примерно в 6 раз меньше, чем при «горизонтальном».

Это существенно снижает возможность искривления верхнего, консольного конца заготовок при «вертикальном» расположении с достижением пластичного состояния металла. Особенно это скажется в случае непредвиденных, различной длительности остановок агрегата.

Предлагаемое расположение заготовок, когда их проекция на под l’= lКольцевая печьsin10o= 0,173l дает следующие теплотехнические и конструктивные возможности: а) сокращается время нагрева изделий за счет всестороннего подвода тепла к заготовке; б) уменьшается количество окалины при нагреве заготовок; в) увеличение диаметра внутренней стены увеличивает емкость печи; г) ширина пода вместо 5-6 и более метров уменьшается до 1,2:1,5 м, что позволяет увеличить диаметр внутренней стены, на которую опираются заготовки; д) минимальная ширина рабочего пространства печи даст возможность уменьшить габариты загрузочно-выгрузочных машин; е) увеличение диаметра внутренней стены печи увеличивает площадь, замыкаемую ею. При конструктивно большой толщине внутренней стены уменьшается излучение через нее. Оба этих фактора создают возможность размещения там дополнительного оборудования и его нормальной эксплуатации.

Источники информации 1. В.Н.Григорьев. Кольцевые печи для нагрева металла. М. Металлургиздат, 1958 г.

2. Описание изобретения к а.с. N 846968.

Формула изобретения

1. Кольцевая печь, содержащая рабочую камеру с окнами загрузки и выдачи, ограниченную стенами, вращающийся под, свод, опоры под изделия, отличающаяся тем, что внутренняя стена печи размещена на вращающемся поду, опоры под изделия закреплены на внутренней стене по высоте рядами, а свод выполнен подвесным.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя стена выполнена в форме усеченного конуса с углом наклона к вертикали не менее 10o.

РИСУНКИ

Рисунок 1

www.findpatent.ru