Процесс производства керамического кирпича, страница 2

В начале зоны подогрева, на 1-ой позиции расположен дымосос, осуществляющий удаление влажных дымовых газов из печи в атмосферу. Прокачка газов из зоны обжига через зону подогрева обеспечивает сушку и плавный предварительный подогрев кирпича от начальной температуры 20⁰С до температуры 650⁰С. При этом происходит снижение температуры газов, удаляемых из печи, от максимальной величины 1000⁰С до значений 80-100⁰С. На участке 4-6 позиций с помощью специального дымососа осуществляется рециркуляция дымовых газов. Существенным моментом, определяемым требованиями качества кирпича, является обеспечение на первой позиции печи такого сочетания параметров «влажность уходящих газов – температура поступающего в печь кирпича-сырца», при котором исключается конденсация водяных паров на поверхности обрабатываемого материала. Это условие следует выполнять абсолютно при реализации всех схем работы печи. В ряде случаев в зону нагрева подается часть топлива, что позволяет повысить температурный график в зоне при одновременном снижении его в зоне обжига, куда подводится основное количество топлива. В зоне обжига материал нагревается до температуры 900-1000⁰С и на 21-24 позициях выдерживается при этой температуре. За время выдержки при температуре операции в нем происходят структурные превращения, в ходе которых из сырца и получается кирпич. Далее кирпич поступает в зону охлаждения, на выходе которой его температура доводится до значения 100⁰С. В нее же, через сечения выгрузки, противоточно, тремя осевыми, дутьевыми вентиляторами подается холодный воздух из атмосферы. Охлаждая кирпич и нагреваясь до 100-110⁰С, воздух затем направляется большей частью в туннельные сушила для сушки кирпича-сырца. Для этой цели на позициях 31-34 организован его отбор в специальный газоход. Меньшая часть воздуха продолжает нагрев до температур 500-800⁰С и поступает в качестве окислителя в зону обжига. На позициях 26-27 в зону подается дополнительно наружный воздух (так называемая, «тепловая завеса»), который смешивается с основным потоком, направляющимся в зону обжига.

Зона обжига имеет систему инжекционных горелок, расположенных по баковым стенам печи и на своде. Расход топлива на печь зависит от комплексов факторов и лежит в пределах 400-500 м³/ч. В горелки подается воздух в количестве обеспечивающим их нормальную работу, но при этом коэффициент избытка воздуха лежит в пределах 0,4-0,6. Первичный воздух, как правило, поступает в зону при температуре окружающей среды, хотя в некоторых случаев имеет температуру до 100⁰С. Последнее достигается подачей его из подвагонеточного пространства. Оставшаяся, большая часть окислителя поступает из зоны охлаждения, что было отмечено выше.

После обжиговой печи кирпич, остывший до 25-40⁰С, направляется на склад готовой продукции и на поддонах, упакованный в соответствии с требованиями заказчика в термоусадочную плеку или без нее, вывозится потребителю.

Обжиг керамического кирпича представляет собой сложный технологический и теплофизический процесс. При обжиге под влиянием теплового воздействия в керамических массах протекают физико-химические процессы, связанные с различной степенью спекания материала. При этом для получения высококачественного керамического кирпича, не имеющего трещин и деформации, необходимо обеспечить рациональный режим термической обработки, заключающийся в равномерном нагреве и охлаждении изделий по всей массе с допустимой скоростью изменения температуры. Таким образом, необходимыми условиями получения высококачественной продукции и повышения производительности туннельной печи является правильная организация тепловой работы и точное выдерживание температурного графика обработки керамического кирпича.

При нагреве материала в обжиговой печи в нем происходит ряд сложных физических процессов:

- в интервале температур до 150⁰C осуществляется полная сушка керамического кирпича до влажности 1-1.5%;

- при 150 – 800⁰C идет процесс дегидратации – удаление химической связанной воды. Одновременно с потерей химической связанной влаги закись железа FeO переходит в окись железа Fe₂O₃, в результате чего глина меняет окраску, и кирпич приобретает красный цвет;

- в интервале температур 300 – 900⁰C происходит разложение карбонатов железа, магния и кальция. При этом важна скорость подъема температуры материала. Получаемые в период упругих деформаций при быстром подъеме температуры соединения железа способствуют получению спекшейся сердцевины в обожженных изделиях, что значительно повышает их прочность;

- в интервале температур от 800⁰C до 900⁰C компоненты глины глинозем Al₂O₃ и кремнезем SiO₂ соединяются в безводный алюмосиликат – муллит, значительно ухудшающий физико-механические свойства изделий. Этот период нагрева, связанный с разрушением кристаллической решетки глинистых материалов и значительными структурными изменениями, опасен в отношении трещинообразования, и должен проводится со скоростью нагрева не более 100-250⁰C/ч;