Курсовая работа: Производство керамического кирпича
Воздуха для охлаждения
изделий и пода вагонеток требуется в несколько раз больше, чем для горения
топлива. Избыточный горячий воздух отбирается из зоны охлаждения печи и
используется для сушки изделий в отдельно стоящих сушилах. Его также можно
использовать для рециркуляции в зоне подогрева. Обычно эта часть воздуха
считается отбираемой из печи на сторону.
Размеры отдельных зон
по длине печи зависят от конструктивных особенностей печи, от вида обжигаемых
изделий и устанавливаются в зависимости от заданного режима обжига и охлаждения
изделий.
При расчетах и
конструировании печей не всегда можно точно установить границы между зонами,
поэтому в большинстве случаев допускается некоторое увеличение зоны
обжига, занятой горелочными устройствами. При работе печи размеры отдельных зон
устанавливаются в соответствии с графиком температур по длине печи. При этом
часть горелок зоны обжига могут быть не использованы в работе.
Обычно относительно
большая по длине печи зона обжига требуется при обжиге динасовых изделий и
высокоогнеупорных изделий. Поэтому данные печи имеют большое количество
горелок.
Размеры туннельных
печей.
Длина печи определяется
многими факторами, главные из которых — форма и размеры обжигаемых изделий,
режим обжига и охлаждения и производительность печи.
Малые туннельные печи
имеют длину 5—6 м и меньше, но поперечное сечение рабочего канала этих печей
составляет 0,01—0,02 м2. Эти печи имеют небольшую
производительность и используются для обжига специальных изделий небольших
размеров, например автосвечей. В настоящее время в огнеупорной промышленности
работают печи длиной до 180 м.
Печи большой тепловой
мощности для лучшего использования тепла и улучшения процесса обжига и
охлаждения изделий, как правило, должны иметь большую длину. Печи шириной 3,0 м
для обжига шамотных изделий можно строить длиной 80— 120 м. При очень
большой длине печи увеличиваются тепловые потери в окружающую среду и подсосы
воздуха через неплотности, ухудшающие теплообменные процессы.
Ширина туннельных печей
выбирается в зависимости от производительности, равномерности обжига и
конструкции вагонеток. Практикой установлено, что в печах шириной 3,0—3,2 м можно
достичь вполне равномерного обжига изделий. Для более широких печей утяжеляется
конструкция вагонеток и возможны их перекосы при проталкивании в длинных печах.
Высота печи выбирается
в зависимости от вида обжигаемых изделий.
При малой высоте и
большой ширине свод печи делают плоским (подвесным), позволяющим лучше
использовать площадь пода вагонетки и иметь больший вес садки на вагонетку. При
этом садка получается одинаковой высоты по всей вагонетке. Печи для обжига
огнеупорных изделий, имеющие высокое рабочее пространство, строят с арочным
сводом, более простым по конструкции.
Таким образом, по
конструкции рабочего пространства (высоте печи и конструкции свода) туннельные
печи разделяются на печи с арочным сводом и печи с подвесным сводом.
Футеровка печей.
Толщину стен и свода
печей и виды огнеупорных и строительных материалов выбирают с учетом большого
срока службы печи без ремонта (2,5-3 года) и небольших тепловых потерь в
окружающую среду, которые будут в допустимых пределах, если температура
наружной поверхности стен в зоне высоких температур не будет превышать 70—80°С.
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.
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.
Теплотехнический расчет печи
Исходные данные для
расчета.
Туннельная печь для
обжига керамического кирпича размером 250*120*65 производительностью 40 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 –
1000оС;
Продолжительность
обжига – 26 часов;
Температура
атмосферного воздуха - 20оС;
Коэффициент избытка воздуха
α=1,15
Температура выгружаемых
изделий - 50оС;
Температура отходящих
газов из печи - 300оС;
Температура воздуха на
сушку - 400оС;
Масса кирпича – 3,5 кг.
Расчет горения топлива.
1. Состав сухого
газа.
Таблица
Состав сухого
газа, %.
СО2
|
СН4
|
С2Н6
|
С3Н8
|
С4Н10
|
С5Н12
|
N2
|
0,4 |
95,1 |
1,1 |
0,3 |
0,03 |
0,02 |
3,05 |
2. Состав влажного
рабочего газа.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 |