|
Огнеупоры, используемые при
сооружении различных высокотемпературных агрегатов и аппаратов, должны
обладать различными свойствами. В огнеупорном производстве применяют печи
плавильные, обжиговые и термические с разными источниками нагрева.
Обжиговые печи в огнеупорном производстве играют основную
роль. Их подразделяют на два вида: непрерывного и периодического действия. В
нестоящее время в Японии насчитывается ~280 печных установок для обжига. К
непрерывным относятся туннельные печи. В Японии их начали строить с 1916 г. на основе иностранной технологии. В настоящее время после ряда усовершенствований туннельные
печи превратились в высокопроизводительные и экономичные обжиговые установки,
рассчитанные на массовое производство.
К периодическим печам относятся камерные (прямоугольные и
круглые), челночные и купольные печи, которые до сих пор широко применяются
из-за специфических преимуществ. В таких печах возможен любой оптимальный
режим термической обработки, обжиг изделий небольшими партиями, обжиг крупных
изделий сложной формы. Однако по сравнению с туннельными у периодических
печей мала технологичность загрузочно-выгрузочных операций, низок коэффициент
использования топлива, мала производительность.
На 271 показаны камерные печи, прямоугольная и
цилиндрическая, с нисходящим потоком продуктов горения. По достижении подины
с отверстиями отхо-' дящие газы отсасываются через них в дымоход. По
производительности и равномерности нагрева целесообразнее круглая печь.
Однако с учетом затрат труда, экономии
В челночной печи обжиг изделий производят не на подине, а
в вагонетках (до трех). После обжига и охлаждения их выталкивают из печи и
заменяют вагонетками с еще необожженными изделиями. Подобный цикл позволяет
механизировать погрузку сырца и разгрузку изделий, что благоприятствует
сокращению затрат труда. Установив несколько челночных печей в ряд, можно
эффективно использовать тепло, теряемое при охлаждении. Для лучшего
распределения температуры внутри печи следует повышать давление. При этом
необходимо следить за состоянием уплотнения между подвижными и неподвижными
элементами печи, т. е. между печными стенками и вертикальной дверью,
установленной на вагонетке.
Купольная печь с наружным, диаметром купола 4,5 м используется в трудных условиях обжига изделий со специальными свойствами, крупных и сложных
форм (например, абразивов, фарфоровых изделий). Куполообразный свод печи
может сниматься и переставляться на другую печную подину с установленными на
ней изделиями, предназначенными для обжига. Обжиг осуществляется
высокоскоростными горелками. Для выравнивания температуры внутри печного
пространства применяют принудительную циркуляцию. Одновременно принимают меры
против утечки газов. Купольная печь работает в более жестком режиме, чем
другие камерные печи. Конструкция купольной печи сложна, поэтому для ее
изготовления требуется больше средств.
Непрерывная туннельная печь имеет несколько
последовательно расположенных зон (подогрева, обжига, охлаждения). В качестве
подины используют вагонетки, на которые нагружают изделия.
Во время движения вагонеток в зоне подогрева сырец
нагревается горячими продуктами горения, поступающими из зоны обжига. В
результате теплообмена происходит постепенное удаление влаги вместе с
кристаллизационной водой, а также разложение органических веществ. В зоне
обжига изделия подвергаются термической обработке при максимальной
температуре в условиях прямого нагрева в течение определенного времени. Затем
вагонетки движутся в зону охлаждения, в которой в результате регулируемого
теплообмена между воздухом и горячими изделиями происходит их постепенное
охлаждение. Зона охлаждения служит и для возвращения тепла, отбираемого от
обожженных изделий. Нагретый воздух направляется к горелкам в зоне обжига.
Следовательно, обеспечение необходимых условий для обжига предусматривает
наличие следующего оборудования: в зоне подогрева —- устройства для удаления
газов и приборов для регулирования температуры; в зоне обжига — горелочных
устройств; в зоне охлаждения — оборудования для подачи Ьоздуха, его
циркуляции и утилизации тепла. Кроме того, необходимы приборц длч измерение температуры
и давления газовой среды, устройства для охлаждения ходовой части вагонетки,
а также путевая колея, входные и выходные разъезды и толкатели.
Туннельные печи классифицируют по их отличительным
признакам. Почти во всех современных туннельных печах обжиг осуществляется
путем прямого контакта с пламенем. Однако горелки могут располагаться сбоку
или сверху в своде. При верхнем отоплении печи могут быть непрерывного
действия или периодическими. При боковом отоплении нагрев может происходить
непосредственно или через камеру подогрева.
Есть также деление печей по температуре обжига: обычной
1300 °С), высокой (1300—1600 °С) и сверхвысокой (>1700 °С). Перемещение
обжигаемой продукции в печи на вагонетках может быть непрерывным и
прерывистым, t Печи можно классифицировать по применяемому топливу (жидкому
или газообразному) и по способам сушки (в отдельно расположенной сушилке или
в самой печи в зоне сушки).
На 274 показан поперечный и продольный разрезы туннельной
печи периодического действия со сводовыми горелками. Ширина рабочего
пространства печи 2,4 м, высота 1,4 Чи. Обжиг в этой печи производят при
1000—1600 °С. Вагонетки последовательно пропускаются через рабочее
пространство печи. Большинство таких печей имеет зону сушки, работающую на
жидком топливе.
На 275 показаны поперечные сечения двух туннельных печей
с боковыми горелками для обжига огнеупорных изделий: слева — печь с камерой
предварительного горения, переходящей в камеру горения, работающую в обычном
диапазоне температур (изделия обжигаются на последовательно проходящих
вагонетках), справа — вариант туннельной печи с другой конструкцией
горелочного устройства, обусловливающей прямой нагрев до 1700 °С.
В нижней части изображены две разновидности туннельных
печей для обжига огнеупорных изделий. К печи а длиной 120 м примыкает сушилка длиной 32 м. В печи б длиной 77 м зона сушки конструкционно является
составной частью печи и непосредственно переходит в зону подогрева.
В соответствии с требованиями повышения качества
огнеупорной продукции в Японии работают также над усовершенствованием
туннельных печей. Эту задачу решают в комплексе с другими насущными
требованиями: экономии энергии, защиты окружающей среды и уменьшения затрат
труда. Состав огнеупоровОгнеупоры, применяемые для футеровки печей по обжигу
огнеупорных изделий, очень разнообразны. Они выдерживают температуру до 1800
°С. Для футеровки используют шамотные и высокоглиноземистые основные,
электроплавленые и частично кремнеземистые изделия. С целью экономии энергии
(предотвращения теплоизлучения от печных стенок, уменьшения тепловых потерь)
следует использовать различные теплоизоляционные материалы. Другое
мероприятие, облегчающее строи- тельно-футеровочные работы, заключается в
более широком использовании неформованных. огнеупоров.
|