Вопрос 51) Туннельные печи для обжига

В туннельной печи зона обжига неподвижна, а обжигаемый материал перемещается на вагонетках, ленточных или роликовых конвейерах по сквозному туннелю навстречу теплоносителю. Длина обжигательного канала 48—408, ширина 1,7—4,7, рабочая высота 1,3—1,9 м. Печи фирмы «Серике» (Италия) имеют длину 135,6, ширину 6,94, рабочую высоту 2,07 м. Туннельные печи бывают одно- и многоканальными, щелевыми, с прямолинейным и кольцевым (реже) обжигательным каналом. Нагрев изделий может производиться способами прямого огня и через экраны-муфели. В печах открытого пламени изделия соприкасаются с продуктами горения, поэтому возможно их засорение золой и несгоревшими частицами топлива. В муфельных печах это исключено, так как нагрев изделий осуществляется через муфели. Этот способ дороже, но позволяет получать изделия более высокого качества. Перспективны также печи с радиационным нагревом, при котором стены печи выполняют из отдельных излучающих панелей, способных за 1—2 мин нагреваться до 1300 °С.
Туннельная печь (рис. 14) имеет три зоны: подогрева, обжига и охлаждения.
В зоне подогрева температура повышается со скоростью 50 °С/ч до 100 °С, затем со скоростью 150°С/ч до 750—800 °С. Затем скорость нагрева несколько снижается и повышается снова в зоне обжига. Охлаждение после обжига медленное за счет теплопотерь в окружающую среду, а с 500 до 50 °С скорость охлаждения повышается до 120°С/ч. Большая часть производственного времени (60—65%) при обжиге отводится зонам подогрева и охлаждения, так как в этих зонах возможно появление наибольшего количества дефектов.

Рис. 14. Туннельная печь Гипрострома (Киев) а — зона подогрева; б — зона взвара (1 — кладка печи; 2 — воздухопровод; 3 — газопровод); в — схема тепловых зон

Рис. 15. Садка кирпича на вагонетку при обжиге а — твердым топливом; 6 — природным газом Рис. 16. Варианты рациональной садки санитарно-технических изделий а. б — умывальных столов; в, г — унитазов

Срок обжига кирпича и пустотелых камней в туннельных печах составляет 18—32 ч; из них в зоне охлаждения изделия находятся 10—15 ч.
Применение глинистого сырья, мало чувствительного к сушке, позволяет использовать тепловые агрегаты, совмещающие сушку и обжиг. Это снижает трудовые затраты на 35%, расход топлива на 20—25% и себестоимость изделий на 25—30%, позволяет автоматизировать производство.
В производстве изделий строительной керамики должно найти широкое применение использование вакуума для обжига изделий. Этот способ в 2—10 раз сокращает длительность обжига в сравнении с обжигом в обычных условиях, снижает на 100—200 °С температуру обжига, на 20—37% расход электроэнергии, увеличивает прочность и морозостойкость изделий.
Режим обжига в туннельных печах назначают в зависимости от вида, формы, размеров обжигаемых изделий и вида теплоносителя.
Интенсивность и качество обжига также зависят от вида садки кирпича-сырца на вагонетки, который выбирают в соответствии с типом изделий, уровнем механизации погрузочно-разгрузочных работ, видом топлива, методом его сжигания, размером обжигательного канала. Садка сырца прямая плотностью 200—280 шт. на 1 м³ объема канала печи. Должна быть прочной и устойчивой, не препятствовать равномерному прогреву всего сырца (рис. 15). При обжиге санитарно-технических изделий применяют плотную садку (рис. 16) как наиболее экономичную.
К преимуществам туннельных печей относятся: механизация и автоматизация процесса обжига, улучшенные санитарно-гигиенические условия работы и большая производительность по сравнению с кольцевыми печами. Недостатками туннельных печей являются быстрый износ вагонеток, большие перепады температур в различных зонах печи.

Перспективными считаются щелевые туннельные печи конструкции ВНИИстром для однорядного обжига кирпича, которые облегчают автоматизацию загрузки и выгрузки изделий, сокращают цикл обжига до 6 ч, повышают марки готовых изделий от 100 до 250.
При производстве керамических плиток используют однорядный обжиг по скоростному режиму в конвейерных печах, обеспечивающий получение качественных изделий в течение 15—150 мин. Скоростной однорядный обжиг характеризуется резким подъемом температуры (5000—10 000 °С/ч), поэтому очень важно.правильно установить его режим (по справочным данным). Печи для скоростного обжига конструкции ПКБ НИИстройкерамики бывают открытого пламени и муфельными. Конвейерная печь открытого пламени представляет собой щелевидный канал прямоугольного сечения, внутри которого по роликам передвигается сетчатая конвейерная лента из жаростойкой стали. Печи отапливаются с помощью инжекционных газовых горелок, расположенных по обеим сторонам канала. Расположение горелок позволяет регулировать температурный режим в канале: одни направляют продукты горения в верхние и нижние, а другие — в нижние дымовые каналы. Производительность конвейерных печей 10—17 тыс. изделий в сутки; продолжительность обжига 0,5—3 ч (в туннельных печах 15—19 ч); себестоимость обжига 1 тыс. изделий в 3—4 раза ниже, чем в туннельных печах.