Конуса для печей при обжиге кирпича

Обжиговая печь для известняка. Принцип работы

• Новости
• Статьи

Под тепловым воздействием известняк разлается на оксид кальция (негашеная известь) и диоксид углерода (углекислый газ): CaCO₃ + Тепло ↔ CaO + CO₂ 100 гр. 56 гр. 44 гр.

На данную химическую реакцию оказывают влияние следующие факторы:

• Температура разложения.
• Химический состав известняка.
• Физические характеристики известняка (фракция).
• Технические характеристики печи.

ТЕМПЕРАТУРА РАЗЛОЖЕНИЯ

Температура разложения зависит от парциального давления углекислого газа (CO2).

Теоретически в атмосфере отработанных газов (атмосфера внутри печи), при отрицательном давлении и концентрации углекислого газа CO2 на уровне 25%, процесс разложения начинается при температуре 810°C, тогда как при 100% концентрации CO2 процесс начнется при температуре 900°C, как это показано на графике 2.1.

На практике для полного разложения известкового камня требуется избыточное количество тепла, поскольку образующийся на поверхности известняка слой оксида кальция является термоизолятором.

По этой причине поверхность известкового камня должна быть разогрета более, чем до 900°C, в особенности если речь идет о производстве извести с низкой реактивностью. Для этого необходимо разогреть поверхность камня почти до1300 °C с частичным спеканием породы.

График 2.1

Под реактивностью в данном случае подразумевается временной интервал и достаточный запас энергии для проведения полного цикла реакции гидратации при производстве негашеной извести. По этой причине контроль над вышеуказанными значениями при обжиге является важным фактором.

На графике 2.2 показано, каким образом соотносятся время кальцинации известкового камня круглой формы и теплопотребление при постоянной температуре 1100°C. В первый час обжига теплопотребление заметно выше, затем оно существенно падает, так как уже образовавшийся на поверхности камня оксид кальция (CaO), как сказано выше, работает в качестве теплоизолирующего слоя.

График 2.2

Процент объема пустот не изменяется, если обжигу подвергаются камни неправильной формы. Площадь поверхности зависит от крупности фракции.

На практике при качественном просеве процент объема пустот при заполнении печи камнями неправильной формы может достигать 50%, но при движении внутри печи известняк подвергается дроблению и процент пустот может доходить до 25%, как показано на графике 2.3:

График наглядно демонстрирует, что чем больше площадь поверхности, тем эффективнее работает печь.

Таким образом, необходимо учитывать время нахождения известняка в печи и теплопоглощение в процессе перемещения камня из зоны предварительного нагрева в зону обжига. Это позволит избежать снижения качества получаемого продукта и сократить излишки тепловой энергии.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИЗВЕСТНЯКА

Известняки, сложенные кальцитом, в основном содержат карбонат кальция (CaCO₃). В качестве примесей обычно присутствуют: некоторое количество карбоната магния (MgCO₃), оксиды кремния (SiO₂), железа (Fe₂O₃), алюминия (Al₂O₃). Известняк – это устойчивая порода, не меняющая своей структуры при температурах до 600 °C; при более высоких температурах слаборастворим в воде и выделяет углекислый газ.

Главной характеристикой известняка является его способность разлагаться при высоких температурах, образуя при этом негашеную известь, для получения которой в промышленных масштабах известняк является единственным сырьем.

ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗВЕСТНЯКА

Важнейшими физическими характеристиками известнякового камня являются размер и форма, которые определяют площадь соприкосновения с воздухом, что в свою очередь влияет на теплоемкость, скорость проникновения тепла внутрь зерна и в конечном итоге на качество получаемого продукта.

C другой стороны, размер и форма зерен являются определяющим фактором на распределение газовых потоков по образующимся пустотам.

Соответственно, чем меньше фракция камня, тем больше площадь поверхности. При этом снижается скорость проникновения тепла внутрь камня и активная поверхность (см. таблицу ниже).

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОДНОШАХТНОЙ ПЕЧИ CBK

В процессе проектирования такие параметры как высота печи, поперечное сечение, футеровка, загрузочный шлюз, разгрузочный механизм, система подачи и сгорания топлива, использование тепловой энергии и тд., задаются с учетом физической и химической структуры известняка. Этому уделяется особое внимание, так как изучение свойств исходного сырья – залог получения готового продукта надлежащего качества и заявленных характеристик.

Печь модели CBK подразделяется на четыре основные секции, а именно (сверху вниз):

• Секция загрузки
• Секция предварительного нагрева
• Секция кальцинации или обжига
• Секция охлаждения

ОПИСАНИЕ СЕКЦИЙ ПЕЧИ

СЕКЦИЯ ЗАГРУЗКИ

Секция загрузки расположена непосредственно под загрузочными шлюзами. В этой секции поступающий в печь известняк распределяется по шахте и получает первичный противоточный прогрев горячими отработанными газами (180÷300°C).

СЕКЦИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА

В секции предварительного нагрева известняк продолжает разогреваться горячими отработанными газами, но на более высоких температурах (от 900°C to 300°C снизу вверх) и в конечном итоге после полного прохождения секции доводится до температуры 800÷850°C.

ЗОНА ОБЖИГА

В зоне обжига при температурном режиме от 900°C до 1150°C, происходит реакция разложения известняка (CaCO3) на оксид кальция (CaO) и диоксид углерода (CO2); тепловой ток обеспечивается излучением тепла и конвекцией.

СЕКЦИЯ ОХЛАЖДЕНИЯ

Секция охлаждения необходима для доведения полученной извести с температуры обжига (1100°C) до температуры выгрузки ( Заказать услугу

Что необходимо учитывать при выборе готовой муфельной печи?

При выборе заводской муфельной печи учитывают вид и состав обжигаемых изделий. Заводские печи позволяют устанавливать большой диапазон температур и задавать время обжига.

На выбор влияют:

• вид материалов, подлежащих обжигу;
• объем изделий для обжига.

Обрабатываемые материалы: глина, фарфор, фаянс, камень

Материалы для обжига в своей основе содержат глины. В муфельных печах обжигают:

• красную глину (гончарные и декоративные изделия);
• терракоту (декоративные элементы интерьера, скульптуру, черепицу);
• шамот (гончарные изделия, декоративные поделки для интерьера);
• фарфоровые статуэтки, посуду;
• изделия из каменных масс;
• фаянсовые изделия.

Обжиг проводится в один, два или в три этапа. Количество этапов увеличивается, если на поверхность изделий наносятся глазурь и роспись.

Красную глину и терракоту обжигают при температуре 900—1100 градусов. Первый (утильный) обжиг ведут при 900—960 градусах. Температура второго (политого) и третьего обжига зависит от характеристик эмали и краски.

Фарфор и каменные массы при первом обжиге нагревают до 800—1000 градусов. Температура второго и третьего обжига в пределах 1250—1420 градусов и зависит от технических параметров красок и глазурей.

Фаянс сначала обрабатывают при температуре 1200—1250 градусов. Температура второго-третьего обжигов — 900—1250 градусов.

Шамотную керамику и гончарные изделия обжигают при температуре 1350—1400 градусов (утильный обжиг). Поливной и декорирующий проводят при температуре от 900 градусов.

Объем изделий

Объем изделий оказывает решающее влияние на выбор готового устройства. В продаже есть модели с фронтальной и верхней загрузкой, объемы их рабочих камер сильно различаются.

Для обжига небольших изделий, выпускаемых малыми сериями, подойдет компактная муфельная электропечь ПМ-8 (производитель ЗАО «Электроприбор», Россия). Размер рабочей камеры — 19х12х30 см, максимальный объем изделий для обжига — 0,0068 куб. м.

Для обжига крупных керамических изделий подойдет муфельная электропечь российского производителя ЗАО «Накал», модель ПК-1000/14. Внутренние размеры муфеля — 160х78х78 см. Камера позволяет обжигать продукцию общим объемом 0,97 куб. м.

Для обжига изделий объемом до 0,064 куб. метра, подойдет муфельная электропечь немецкого производителя Welte, модель WF-35 (внутренний размер муфеля 40х40х40 см).

Фото 1. Муфельная печь WF-35 от производителя Welte (Германия). Видна рабочая камера с нагревательными элементами.

В камеру обычно загружают максимальное количество изделий, чтобы использовать весь рабочий объем муфеля. Если продукция производятся непостоянно, небольшими сериями, сувениры имеют малые размеры, достаточно приобрести печь с компактной рабочей камерой. Если изделия большого объема (или мастер создает малые изделия крупными сериями), следует выбрать агрегат с просторной обжиговой камерой.

Справка. При загрузке учитывают коэффициенты линейного расширения каждого вида керамики.

Схемы циркуляции дымовых газов

1. Прямой дымоход служит для отвода дымовых газов из помещения. Данная схема находи свое применение при устройстве каминов, металлических котлов и печей для приготовления пищи. Основным недостатком данной конструкции является малая эффективность, поскольку большая часть тепла уходит в трубу.
2. Однооборотные и многооборотные — увеличивают количество тепла в помещении, за счет удлиненного и загнутого дымохода. Прогрев печки при такой схеме будет неравномерный. Со временем это приведёт к образованию трещин в стенках кирпичной конструкции и образованию конденсата.

Устройство многооборотного горизонтального дымохода, требует установки большого количества прочисток.

Определившись с видом и схемой строительства будущей печи, необходимо правильно подобрать строительный материал. Как правило, используют два вида кирпича. Это может быть либо красный огнеупорный, либо шамотный. Оба вида подходят для укладки печи, но так же между ними существуют и ряд отличий.

Способы обжига

1. Муфельная печь, оснащённая специальным механизмом, который регулирует температуру внутри. Зачастую обладают специальными программами для различных типов обжига.
2. Костёр/неэлектрическая печь. Изделие стоит поместить в ёмкость с песком, затем в костёр: так эффект резкого нагревания минимизируется.
3. Обжиг глины в домашних условиях, используя газовую или электрическую печь. Наиболее опасный метод. На сковородку из чугуна необходимо насыпать речной песок, затем поставить необходимое изделие и накрыть его кастрюлей или глиняным горшком. Важно следить за процессом и периодически проветривать помещение.

Если вам необхлодимо гончарное оборудование предлагаем обратиться в интернет-магазин Колокол Мануфактура.