Вибір та обрунтування технології виробництва керамічних плиток для підлоги (стр. 9 из 20)

3.2 Опис конструкції і принципу роботи конвеєрної печі

Піч являє собою тунель, що футеровано вогнетривким матеріалом. В тунелі розташоване транспортувальне обладнання - роликовий конвеєр, на якому розташовані вироби, які випалюються - плитки, що розташовані в ряд горизонтально.

Корпус печі виконаний із окремих секцій, кожна з яких представляє собою каркас, який футерований усередині вогнетривом. Між секціями є зазор 20 мм, який виконує роль температурного шва. Довжина однієї секції 2-3м. Щоб не відбувалося затиску роликів (внаслідок садки або розширення кладки) кожна секція виконується зі своїм каркасом, який не пов'язаний із рамою роликового конвеєра. Це забезпечує незалежне регулювання кладки та роликового конвеєра.

Піч по довжині розподілена на три технологічні зони підігріву, випалу, охолодження, які одна від однієї відділені порогами. Пороги дозволяють більш ефективно підтримувати температурний режим. Довжина зон підігріву та випалу, охолодження визначаються за виробами, які випалюються та за темпе-ратурою на кривій випалу.

У зонах підігріву та випалу передбачене верхнє і нижнє розташування пальників, форсунок. Це дає можливість регулювати перепад температур поміж верхнім та нижнім горизонтами печі, тобто виключити деформацію плиток.

Роликові печі відкритого полум'я з газовим опаленням обладнані інжекційними пальниками, які установлені в зонах підігріву та випалу, а також у зоні охолодження. В зонах підігріву та випалу передбачені нижні (під роликами) та верхні (над роликами) пальники. Пальники розташовані у шаховому порядку з двох сторін печі (в кожній секції від 3 до 8 пальників) у зоні підігріву та випалу. Отвори виходу газоповітряної суміші в пальникових каменях розта-шовані по дотичній до поверхні склепіння печі, що виключає прямий вплив продуктів горіння на плитки роликів.

Відстань між вісями верхніх пальників і вісями роликів - 150 мм, а від вісей нижніх пальників до вісей роликів - 300-335 мм (така відстань дозволяє захистити ролики від прямої дії продуктів згоряння і збільшити термін їх служби.

Ролики конвеєра виконують із жаростійкої сталі різних марок у відповідності з тепловим режимом тої чи іншої ділянки печі: із сталі 12Х17 до -600-800ºC, із Х25Т - до 850ºC, з ОХ23Н18 - до 1000ºC і вище 1000ºC - із сталі ХН78Т і ХН70Ю. Довжина роликів 2280 мм, діаметр 32, шаг 75 мм.

В останніх конструкціях печей однорядна приводна цеп ПР-2,7 замінена на дворядну 2ПР-15-875-4540, залізографітові втулки замінені на кульо-підшипники, що робить привід більш надійним, а рух плиток по конвеєру більш плавним [8].

Піч по всій довжині має вікна для спостереження за робочим простором та вікна для відчистки поду.

Димові гази та нагріте повітря відбирається через декілька отворів на початку печі, в середині та кожній ділянці зони охолодження. Кожна дільниця має автономну систему видалення газів і повітря, що забезпечує високу ступінь регулювання температурного режиму печі.

Отже вироби проходять зону підігріву, зону випалу назустріч їм рухаються димові гази, що відбираються у зоні підігріву. В зоні охолодження плиток, за рахунок подачі холодного повітря через отвори в стінах печі вище рольганга в секції зони охолодження, яка знаходиться біля зони випалу. Потім плитки охолоджуються струменевою обдув кою холодним повітрям зверху та знизу [13,14,15].

3.3 Конструктивний розрахунок печі

Розрахунок містить визначення конструктивних розмірів, які залежать від продуктів, тривалості і температури теплової обробки матеріалу, його властивостей.

Таблиця 3.1 - Вихідні дані для розрахунку

Найменування параметру	Одиниці вимірювання	Значенняпараметру
1	2	3
Маса 1 м² плитки	кг	22,5
Продуктивність печі	м²/ рік	400000
Залишкова вологість сирцю	%	0,5
Брак випалу та на складі	%	4,0
Втрати при прожарюванні	%	6,12
Паливо - природний газ Шебелинського родовища
Робоча вологість газу	%	1,0
Максимальна температура випалу	°C	1070
Тривалість випалу	хв	65
Температура навколишнього повітря	°C	20
Температура газів, що виходять з печі	°C	300
Температура повітря, що подається на горіння	°C	20
Температура повітря, що відбирається на сушіння	°C	450
Початкова температура матеріалу	°C	400
Кінцева температура матеріалу	°C	200
Кількість годин роботи печі на рік	год	8184
Шаг ролика	мм	75
Діаметр ролика	мм	32
Розмір однієї плитки, мм	мм	400×400
Висота робочого каналу, мм	мм	722
Ширина робочого каналу	мм	1150
Вміст Al2O3 в глині	%	28,0
Склад маси: глина : маріуполіт	%	70:30

Річна масова продуктивність печі, кг/рік:

(3.1)

де

- річна продуктивність печі, м²/рік;

a - маса 1 м² плитки, кг.

кг/рік

Масова місткість печі, кг:

(3.2)

де Gріч- продуктивність печі за рік, кг;

Z - тривалість теплової обробки, год;

Zр - кількість годин роботи печі за рік;

m - втрата залишкової вологості, втрати при прожарюванні, брак і втрати виробів, враховуючи від подачі в піч і до надходження споживачу, %.

кг

Виходячи з ширини конвеєра 1,15 м та розміру плиток (400×400 мм) приймаємо кількість плиток розташованих по ширині конвеєра - 2 плитки.

Розраховуємо кількість плиток, розташованих на одному погоному метрі конвеєра печі:

1 м довжини (1000 мм) : шаг плитки

Шаг плитки - це довжина плитки з урахуванням зазору в 1 см.

Приймаємо кількість плиток по ширині 2 плитки розміром 400×400 мм.

Площа плитки на 1 погоном метрі, м²/п.м:

(3.3)

де b - кількість плиток по ширині;

c - кількість плиток на 1 погоном метрі;

- площа однієї плитки, м².

м²/п.м

Маса плиток, розташованих на 1 погоном метрі, кг/п.м:

(3.4)

кг/п.м

Довжина печі, м:

(3.5)

м

Приймаємо

= 78 м

Рисунок 3.1 - Режим випалу виробів

Довжина різних зон печі:

Зона підігріву:

І підзона підігріву

м. Приймаємо 7 секцій, тобто 21м.

ІІ підзона підігріву

м. Приймаємо 6 секцій, тобто 18м.

Зони випалу

м. Приймаємо 5 секцій, тобто 15м.

Зона охолодження:

І підзона охолодження

м. Приймаємо 3 секції, тобто 9м.

ІІ підзона охолодження

м. Приймаємо 5 секцій, тобто 15м.

Довжина печі

м

Кількість секцій 7+6+5+3+5 = 26

Швидкість конвеєра, м/с

(3.6)

м/хв = 0,02 м/с

1- трубопровід холодного повітря; 2 - трубопровід відбору повітря на сушку; 3 - стояки подачі газу до горілок; 4 - канали відбору димових газів; 5 - збірний канал димових газів

Рисунок 3.2 - Схема роликової печі для випалу плитки для підлоги

Секундна продуктивність печі, кг/с

(3.7)

кг/с

3.4 Тепловий розрахунок печі

Містить розрахунок горіння палива, складання теплового балансу зон підігріву та випалу з метою визначення витрат палива, складання теплового балансу зони охолодження з метою визначення кількості повітря, яке відбирається на сушіння та складання загального теплового балансу для перевірки правильності проведених розрахунків.