EA000787B1 - Method for firing ceramic articles and device for realising the same - Google Patents
Method for firing ceramic articles and device for realising the same Download PDFInfo
- Publication number
- EA000787B1 EA000787B1 EA199900131A EA199900131A EA000787B1 EA 000787 B1 EA000787 B1 EA 000787B1 EA 199900131 A EA199900131 A EA 199900131A EA 199900131 A EA199900131 A EA 199900131A EA 000787 B1 EA000787 B1 EA 000787B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- furnace
- channels
- bell
- charge
- products
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/0021—Charging; Discharging; Manipulation of charge of ceramic ware
- F27D3/0022—Disposition of the charge
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B11/00—Bell-type furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
- F27B17/0016—Chamber type furnaces
- F27B17/0033—Chamber type furnaces the floor of the furnaces consisting of the support carrying the charge, e.g. car type furnaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к термообработке изделий, конкретно к обжигу керамического кирпича, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для тепловой обработки материала.The invention relates to the heat treatment of products, specifically the burning of ceramic bricks, and can be used in various industries for heat treatment of the material.
Предшествующий уровень техникиPrior art
Известен способ и устройство для изготовления керамических изделий из заявки ФРГ N DE 35 45 498, С 04В 33/32, (1) с использованием для сушки и обжига в туннельной печи системы принудительного распределения тепловых потоков. Этот способ отличается тем, что отформованные элементы располагают в виде дисков на расстоянии друг от друга, образуя промежуточное пространство между ними. Поток тепла направлен через пространство между дисками перпендикулярно направлению транспортировки. Целью изобретения является повышение коэффициента использования тепла при сушке и обжиге.The known method and device for the manufacture of ceramic products from the application of Germany N DE 35 45 498, C 04B 33/32, (1) using a system for the forced distribution of heat fluxes for drying and firing in a tunnel kiln. This method differs in that the formed elements are arranged in the form of discs at a distance from each other, forming an intermediate space between them. The heat flux is directed through the space between the discs perpendicular to the direction of transport. The aim of the invention is to increase the utilization of heat during drying and firing.
В известном способе устройство вытяжкивозврата дымовых газов создает рециркуляцию и изменение направления движения дымовых газов в канале печи. Недостатком этого способа является неравномерный подвод тепла к отформованным элементам за счет движения дымовых газов в рабочем пространстве печи по пути наименьшего сопротивления, то есть по периметру дисков. Следовательно, верхние и торцевые поверхности дисков будут перегреваться, а нижние будут более холодные. В местах входа и выхода дымовых газов диски будут более перегреты. Следовательно, для равномерного обжига емкой садки необходимо дополнительное время для выравнивания температуры по объему садки.In the known method, the device exhaust hood return of flue gases creates recirculation and changing the direction of movement of the flue gases in the furnace channel. The disadvantage of this method is the uneven heat supply to the formed elements due to the movement of flue gases in the furnace working space along the path of least resistance, that is, along the perimeter of the disks. Consequently, the upper and end surfaces of the disks will overheat, and the lower ones will be colder. In places where flue gases enter and exit, the discs will be more overheated. Consequently, for even firing of a capacious charge, additional time is needed to equalize the temperature over the volume of the charge.
Более равномерный нагрев емкой садки обеспечивает способ обжига керамических изделий в печи периодического действия, известный из заявки ФРГ N DE 25 12 485, С 04В 33/32, (2), в котором изделия расположены в нескольких пакетах, последовательно установленных в продольном направлении на определенном расстоянии друг от друга. При этом изделия собираются таким образом, что в пакетах образуются каналы для циркуляции газа, которые параллельны продольному направлению печи. С целью создания равномерного нагрева по всей длине печи, создают циркуляционный поток дымовых газов, движущийся в продольном направлении от одного конца печи до другого, а тепловые потоки от горелок подводят перпендикулярно к циркуляционному потоку прямо в промежутки между пакетами. Данная система распределения тепловых потоков улучшает равномерность нагрева изделий, однако известный способ имеет следующие недостатки. При циркуляции дымовых газов в рабочем пространстве по длине печи верхние поверхности пакетов перегреваются больше, чем средние и нижние слои за счет движения преобладающего количества дымовых газов по пути наименьшего сопротивления, а именно в зазоры, образованные между наружными поверхностями пакетов, сводом и боковыми стенками печи, что вызывает неравномерный нагрев по объему пакета. Пакеты, расположенные вблизи участков входа и выхода дымовых газов, находятся в более благоприятных условиях для теплообмена, что также приводит к неравномерному нагреву. Кроме того, чем выше скорость движения циркуляционного потока дымовых газов, тем больше неравномерность нагрева за счет перегрева наружных поверхностей пакетов и подсоса холодного воздуха через неплотности тепловых затворов между вагонетками. Отставание в нагреве нижней части пакетов еще усугубляется влиянием холодного пода печи. В известном способе неизбежны потери тепла при рециркуляции дымовых газов вне рабочего объема печи. Следовательно, из-за неравномерного нагрева пакетов требуется дополнительное время для выравнивания температуры. Время обжига по данному способу составляет 24 ч. Конструкция печи для осуществления известного способа является сложной и металлоемкой.A more uniform heating of the capacitive set provides a method of burning ceramic products in a batch furnace, known from German application DE 17 12 485, C 04B 33/32, (2), in which the products are arranged in several packages sequentially installed in the longitudinal direction on a certain distance from each other. In this case, the products are assembled in such a way that channels for gas circulation are formed in the packages, which are parallel to the longitudinal direction of the furnace. In order to create uniform heating along the entire length of the furnace, a circulating flue gas flow is generated, moving in the longitudinal direction from one end of the furnace to the other, and the heat flows from the burners are brought perpendicular to the circulating flow directly between the packages. This system of distribution of heat flux improves the uniformity of heating products, however, the known method has the following disadvantages. When circulation of flue gases in the working space along the length of the furnace, the upper surfaces of the packages overheat more than the middle and lower layers due to the movement of the predominant amount of flue gases along the path of least resistance, namely, in the gaps formed between the outer surfaces of the packages, the roof and the side walls of the furnace, which causes uneven heating by volume of the package. Packages located near the sections of the entrance and exit of flue gases are in more favorable conditions for heat exchange, which also leads to uneven heating. In addition, the higher the speed of movement of the circulating flue gas flow, the greater the unevenness of heating due to overheating of the outer surfaces of the packages and the suction of cold air through the leak-tightness of the thermal shutters between the trolleys. The lag in heating of the bottom of the bags is further aggravated by the influence of the cold hearth of the furnace. In a known method, heat loss during the recirculation of flue gases outside the working volume of the furnace is unavoidable. Consequently, due to uneven heating of the packages, additional time is required to equalize the temperature. The firing time for this method is 24 hours. The design of the furnace for implementing the known method is complex and metal-consuming.
Известен способ обжига керамических изделий, известный из патента РФ N 2045725, 10 F 27В 3/04 (3), в котором изделия собирают в пакеты с формированием каналов, устанавливают пакеты на поду печи с промежутками, в виде садки, подают к садке теплоноситель, а отходящие газы делят на два потока, один из которых смешивают с продуктами сгорания от горелок и подают обратно в печь через распределительные гребенки, а другой выводят из печи с последующей утилизацией. При этом сопла распределительных гребенок ориентированы напротив каналов садки. Известный способ позволил улучшить теплообмен по объему садки, однако, внутри емкой садки наблюдалась неравномерность нагрева за счет разных условий теплообмена в каналах, в которые подается теплоноситель, и в свободных каналах, а также перегрева боковых поверхностей пакетов, расположенных напротив гребенок. Время обжига по известному способу составляет 18-20 ч. Кроме того, способ требует довольно сложного дополнительного оборудования для рециркуляции печных газов.The known method of firing ceramic products, known from the patent of the Russian Federation N 2045725, 10 F 27В 3/04 (3), in which the products are collected in packages with the formation of channels, install packages on the hearth of the furnace at intervals, in the form of cages, served to the cage coolant and the exhaust gases are divided into two streams, one of which is mixed with the combustion products from the burners and fed back into the furnace through distribution combs, and the other is removed from the furnace with subsequent disposal. In this case, the nozzles of the distribution dies are oriented opposite the cage channels. The known method made it possible to improve heat transfer over the volume of the charge, however, within the capacious load, uneven heating was observed due to different heat exchange conditions in the channels to which the coolant is supplied and in the free channels, as well as overheating of the side surfaces of the packages opposite the combs. The firing time by a known method is 18-20 hours. In addition, the method requires rather complicated additional equipment for recirculation of furnace gases.
Наиболее близким по технической сущности является способ обжига керамических изделий, реализованный в полезной модели №939 F 27 В 11/00 Колпаковая циркуляционная печь (4). В известном способе изделия собирают в пакеты с формированием в них каналов, устанавливают пакеты на поду колпаковой печи с промежутками, в виде садки, подают теплоноситель к садке путем вращения печных газов вокруг садки изделий. Для направленного входа теплоносителя устанавливают в промежутках между пакетами сопловой аппарат с соплами, ориентированными в горизонтальные каналы пакетов. Дымоудаление осуществляют через отверстия, расположенные на своде печи.The closest in technical essence is a method of burning ceramic products, implemented in utility model No. 939 F 27 V 11/00 Bell-type circulation furnace (4). In the known method, the products are assembled into bags with channels forming in them, bags are placed on the hearth of the bell-type furnace at intervals, in the form of a charge, and coolant is supplied to the load by rotating the furnace gases around the charge of the items. For the directional entry of the coolant, a nozzle apparatus with nozzles oriented in the horizontal channels of the packages is installed in the spaces between the packages. Smoke removal is carried out through the holes located on the roof of the furnace.
Недостатком способа является неравномерное распределение печных газов внутри садки изделий и перегрев боковой поверхности пакетов.The disadvantage of this method is the uneven distribution of furnace gases inside the cages of products and overheating of the side surface of the package.
В известном способе сопловой аппарат устанавливается между пакетами садки, а не в их каналы, и имеет длину трубки для подачи энергоносителя не менее высоты пакета, что приводит к деформации трубок в процессе нагрева и охлаждения. Осевые и радиальные деформации вызывают удлинение, изгиб и скручивание трубок соплового аппарата, что приводит к смещению отверстий трубок относительно каналов, а следовательно, и нарушению подачи дымовых газов по оси каналов, что вызывает перегрев боковой поверхности пакета.In the known method, the nozzle apparatus is installed between the packs of the charge, and not into their channels, and has a tube length for supplying energy carrier not less than the height of the pack, which leads to deformation of the tubes during heating and cooling. Axial and radial deformations cause elongation, bending and twisting of the tubes of the nozzle apparatus, which leads to the displacement of the holes of the tubes relative to the channels, and consequently, the disruption of the flue gases along the axis of the channels, which causes overheating of the side surface of the package.
Кроме того основной тепловой поток, образованный движением продуктов сгорания вокруг садки изделий по закону физики поднимается вверх и идет по пути наименьшего сопротивления в канал дымоудаления на своде печи, что также вызывает перегрев верхних поверхностей пакетов вблизи канала дымоудаления. Хотя сопловой аппарат и втягивает часть этого потока в промежутки между пакетами, однако это не обеспечивает оптимального использования тепла этого потока и равномерного нагрева по объему всех пакетов.In addition, the main heat flux formed by the movement of combustion products around the load of products, according to the law of physics, rises up and follows the path of least resistance to the smoke removal channel on the furnace roof, which also causes overheating of the upper surfaces of the packages near the smoke removal channel. Although the nozzle apparatus also draws a part of this flow into the spaces between the packages, however this does not ensure the optimal use of the heat of this flow and uniform heating throughout the volume of all the packages.
Раскрытие изобретенияDISCLOSURE OF INVENTION
Технической задачей изобретения является повышение эффективности процесса обжига за счет улучшения равномерности нагрева садки изделий.An object of the invention is to improve the efficiency of the firing process by improving the uniformity of heating the charge of products.
Указанная техническая задача достигается тем, что в способе обжига керамических изделий, в котором изделия собирают в пакеты с формированием в них каналов, устанавливают пакеты на поду колпаковой печи с промежутками, в виде садки, подают теплоноситель к садке путем вращения печных газов вокруг садки изделий, согласно изобретению, выравнивание температуры по объему садки изделий осуществляют посредством совокупного взаимодействия циклона и дополнительных высокоскоростных струй энергоносителя, направленных с возможностью их перемещения в каналы пакетов, обеспечивая принудительное распределение печных газов внутри и снаружи садки изделий в заданных количествах и направлениях.This technical problem is achieved by the fact that in the method of firing ceramic products, in which the products are collected into packages with channels forming in them, packages are placed on the hearth of the bell furnace with intervals, in the form of a charge, heat carrier is supplied to the load by rotating the furnace gases around the load, according to the invention, the temperature equalization in volume of the charge is carried out by means of the cumulative interaction of the cyclone and additional high-speed jets of the energy carrier, aimed with their possibility It enters the channels of the packages, ensuring the forced distribution of furnace gases inside and outside the load in the specified quantities and directions.
В качестве энергоносителя может быть применено любое вещество, в том числе горючее вещество, например природный газ.As an energy carrier, any substance can be used, including a combustible substance, for example, natural gas.
Предлагаемый способ содержит неизвестную из предшествующего уровня техники систему принудительного распределения тепловых потоков в рабочем пространстве печи и в садке изделий, принцип действия которой основан на циркуляции дымовых газов за счет приложения в заданных точках рабочего пространства печи, непосредственно в каналах садки изделий, высокоскоростных импульсов количества движения (mv, где m- масса, v - скорость) энергоносителя заданной величины и направления. Система принудительного распределения тепловых потоков включает в себя: основной тепловой поток (циклон), образованный горелками, направление и скорость вращения потока вокруг садки изделий зависят от конфигурации рабочего пространства печи, ориентации и тепловой мощности горелочных устройств, направления дымоудаления и расположения изделий в рабочем пространстве печи; тепловой поток, эжектируемый из основного циклона сопловым устройством и распределяемый в каналах садки; тепловой поток, эжектируемый циклоном из каналов садки.The proposed method contains an unknown from the prior art system of forced distribution of heat flows in the working space of the furnace and in the loading of products, the principle of which is based on the circulation of flue gases due to the application of high-speed momentum pulses in the set points of the furnace working space (mv, where m is the mass, v is the speed) of the energy carrier of a given size and direction. The system of forced distribution of heat flows includes: the main heat flow (cyclone) formed by the burners, the direction and speed of rotation of the flow around the load of products depend on the configuration of the furnace working space, the orientation and heat output of the burners, the direction of smoke removal and the location of the products in the furnace working space ; the heat flow ejected from the main cyclone by a nozzle device and the charge distributed in the channels; heat flux ejected by cyclone from the channels of the charge.
В предлагаемом новом способе сопловое устройство при помощи энергии высокоскоростной струи позволяет в заданном количестве и направлении подать печные газы внутрь пакетов садки изделий, обеспечивая равномерный нагрев садки. Аналогичные потоки печных газов циркулируют и при охлаждении садки, где циклон образован путем подачи воздуха через горелки. Это повышает эффективность способа обжига по сравнению с существующими способами, а именно: сокращает время обжига емкой садки до 10-12 ч, экономит топливо и обеспечивает более высокое качество изделий.In the proposed new method, the nozzle device, using high-speed jet energy, allows supplying furnace gases to the inside of the product load packages in a given amount and direction, ensuring uniform heating of the load. Similar flows of furnace gases circulate when the cage is cooled, where the cyclone is formed by supplying air through the burners. This increases the efficiency of the firing method in comparison with existing methods, namely: it reduces the firing time of a capacious charge to 10-12 hours, saves fuel and provides higher quality products.
Керамический кирпич, отожженный по предлагаемому способу в колпаковой печи по качеству на одну-две марки выше в сравнении с кирпичом, отожженным в туннельной печи.Ceramic bricks annealed by the proposed method in a bell-type furnace are one or two marks higher in quality compared to bricks annealed in a tunnel kiln.
Из анализа предшествующего уровня техники не выявлено способа обжига керамических изделий, позволяющего дозировано вводить в каналы садки энергоноситель, эжектирующий и инжектирующий печные газы в каналах садки, и обеспечивающего тем самым высокую эффективность обжига. Следовательно, можно сделать вывод, что предлагаемый способ обжига керамических изделий соответствует изобретательскому уровню.From the analysis of the prior art, no method for firing ceramic products has been identified that allows the energy carrier ejecting and injecting furnace gases in the channels of the shed to be metered into the channels of the charge and thereby ensuring high firing efficiency. Therefore, we can conclude that the proposed method of firing ceramic products corresponds to the inventive step.
Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention
Способ осуществляется следующим образом. Изделия собирают в пакеты с формированием каналов, устанавливают пакеты на поду печи с промежутками между собой, в виде садки. Фиксируют садку в печи таким образом, чтобы трубки соплового устройства были ориентированы по оси вертикальных каналов садки. Опускают колпак с установленным на нем сопловым устройством на вагонетку. Тангенциально расположенные на боковых стенках колпака газовые горелки создают вращение печных газов (циклон) вокруг садки изделий. Подают в наружные трубки соплового устройства энергоноситель, например сжатый воздух, который выходя с высокой скоростью, за счет кинетической энергии струи эжектирует и инжектирует печные газы в каналах садки изделий в заданных количествах и направлениях. Осуществля5 ют перемещение трубок соплового устройства в вертикальных каналах садки. Печные газы эжектируются сопловым устройством и распределяются в каналах садки, обеспечивая равномерный нагрев изделий. При этом перемещение соплового устройства, а также изменение скорости истечения энергоносителя осуществляются по заданной программе. При необходимости подают через внутренние трубки соплового устройства горючее вещество, например природный газ, осуществляя тем самым дополнительный подвод тепла внутрь садки. Количество подаваемого энергоносителя: сжатого воздуха и природного газа автоматически регулируют на основании заданных параметров ведения режима обжига. При завершении нагрева осуществляют охлаждение садки изделий путем подачи воздуха через печные горелки и трубки соплового устройства, обеспечивая равномерное охлаждение изделий за счет вращения воздуха вокруг садки, эжектирования и инжектирования его в каналах садки.The method is as follows. Products collected in packages with the formation of channels, install packages on the hearth of the furnace at intervals between them, in the form of cages. Fix the charge in the furnace so that the tubes of the nozzle device are oriented along the axis of the vertical channels of the charge. Lower the cap with the nozzle device mounted on it on the trolley. Gas burners tangentially located on the side walls of the bell cap create rotation of furnace gases (cyclone) around the charge of products. An energy carrier is supplied to the outer tubes of the nozzle device, for example, compressed air, which is released at high speed, ejects and injects furnace gases in the channels of the product charge in the specified quantities and directions, due to the kinetic energy of the jet. The nozzle tubes are moved in the vertical channels of the charge. Furnace gases are ejected by a nozzle device and distributed in the channels of the charge, ensuring uniform heating of the products. In this case, the movement of the nozzle device, as well as the change in the rate of expiration of the energy carrier, are carried out according to a predetermined program. If necessary, a combustible substance, such as natural gas, is supplied through the internal tubes of the nozzle device, thereby providing additional heat supply to the inside of the cage. The amount of energy supplied: compressed air and natural gas is automatically adjusted on the basis of the set parameters for maintaining the firing mode. At the completion of heating, cooling of the charge is carried out by supplying air through the furnace burners and tubes of the nozzle device, ensuring uniform cooling of the articles by rotating the air around the charge, ejecting it and injecting it in the charge channels.
Промышленная применимостьIndustrial Applicability
Данный способ реализован в колпаковой печи ТЕСКА, производства ТОО Техстройкерамика, РФ. Проведены опытные испытания. Предшествующий уровень техники для устройстваThis method is implemented in the TESKA bell-type furnace, manufactured by Techstroykeramika LLP, Russia. Conducted pilot tests. Prior art for the device
Известна колпаковая печь типа KLG.C.41 фирмы PRINS OVENBOUW (5), состоящая из футерованного колпака с горелками, пода с подложкой под садку изделий. Горелки установлены на противоположных боковых стенках колпака, при этом факел нижних горелок направлен под садку изделий. Дымоудаление из печи осуществляют через дымовые каналы, расположенные на своде печи. Недостатком известной колпаковой печи является неравномерность нагрева по объему садки изделий, а следовательно, длительный цикл обжига и большой расход топлива, снижение изделий вследствие неравномерного нагрева в течение периода обжига.Known bell furnace type KLG.C.41 company PRINS OVENBOUW (5), consisting of a lined bell with burners, hearth with a substrate for charging products. The burners are installed on the opposite side walls of the hood, while the torch of the lower burners is aimed at charging the products. Smoke removal from the furnace is carried out through smoke channels located on the roof of the furnace. A disadvantage of the known bell-type furnace is the uneven heating by the volume of the charge of products, and consequently, a long firing cycle and high fuel consumption, a decrease in products due to uneven heating during the firing period.
Наиболее близкой по цели и технической сущности является колпаковая циркуляционная печь, известная из свидетельства РФ на полезную модель № 939, F27B 11/00 (4), содержащая металлический футерованный колпак с газовыми горелками, устанавливаемый путем подъема и опускания на выкатную вагонетку, содержащую песочный затвор, подложку для садки и канал для дымоудаления. В колпаке установлено сопловое устройство в виде вертикальной трубы с соплами, расположенное в промежутках между пакетами садки; при этом сопла ориентированы напротив горизонтальных каналов по высоте садки.The closest in terms of purpose and technical essence is a bell circulating furnace, known from the RF certificate for utility model No. 939, F27B 11/00 (4), containing a metal lined bell with gas burners, installed by raising and lowering it on a withdrawable trolley containing a sand shutter , substrate for cages and channel for smoke removal. In the cap there is a nozzle device in the form of a vertical pipe with nozzles, located between the cages; at the same time, the nozzles are oriented opposite the horizontal channels along the cage height.
Недостатком печи является неравномерное распределение печных газов по каналам садки за счет бокового введения энергоносителя через сопловой аппарат, установленный между пакетами садки. Таким образом, в каналы садки подают одинаковое количество теплоносителя по высоте пакета, перегревая боковую поверхность пакета.The disadvantage of the furnace is the uneven distribution of furnace gases in the channels of the charge due to the lateral introduction of energy through a nozzle device installed between the load bags. Thus, the same amount of coolant is supplied to the channels of the tank along the height of the package, overheating the side surface of the package.
Кроме того, известный сопловой аппарат устанавливается между пакетами садки, а не в их каналы и имеет длину трубки для подачи энергоносителя не менее высоты пакета, что приводит к деформации трубок в процессе нагрева и охлаждения. Осевые и радиальные деформации вызывают удлинение, изгиб и скручивание трубок соплового аппарата, что приводит к смещению отверстий трубок относительно каналов, а следовательно, и нарушению подачи дымовых газов по оси каналов, что вызывает перегрев боковой поверхности пакета.In addition, the well-known nozzle apparatus is installed between the packs of the charge, and not into their channels, and has a tube length for delivering energy not less than the height of the pack, which leads to deformation of the tubes during heating and cooling. Axial and radial deformations cause elongation, bending and twisting of the tubes of the nozzle apparatus, which leads to the displacement of the holes of the tubes relative to the channels, and consequently, the disruption of the flue gases along the axis of the channels, which causes overheating of the side surface of the package.
Раскрытие изобретенияDISCLOSURE OF INVENTION
Технической задачей изобретения является повышение надежности и эффективности работы колпаковой печи.An object of the invention is to improve the reliability and efficiency of the bell furnace.
Указанная техническая задача достигается тем, что в колпаковой печи, содержащей футерованный колпак с газовыми горелками, расположенными тангенциально в нескольких уровнях и сопловым устройством, устанавливаемый на вагонетку с подложкой и тепловым газоплотным затвором, канал для дымоудаления, согласно изобретению, трубки соплового устройства выполнены в виде коаксиально расположенных одна в другой с возможностью их перемещения в каналах пакетов и относительно друг друга, а канал для дымоудаления расположен в нижней части печи по оси циклона.This technical problem is achieved by the fact that in a bell furnace containing a lined bell with gas burners located tangentially in several levels and a nozzle device, mounted on the car with the substrate and the gas-tight thermal shutter, the smoke removal channel, according to the invention, is designed to have a nozzle tube coaxially located one in another with the possibility of their movement in the channels of the packages and relative to each other, and the channel for smoke removal is located in the lower part of the furnace along the axis cyclone.
Предлагаемая колпаковая печь существенно отличается от известных. Расположение трубок соплового устройства по оси сформированных вертикальных каналов с возможностью их опускания и подъема позволяет дифференцированно, в определенных количествах, направленно подавать энергоноситель, эжектируя и инжектируя печные газы в каналах садки. Кроме того, дополнительная подача горючего вещества, например природного газа, через сопловое устройство позволяет осуществить при необходимости дополнительный подвод тепла внутрь садки. Аналогичный процесс происходит и при охлаждении садки изделий, когда направленно и в определенных количествах подают в каналы садки энергоноситель на охлаждение.The proposed bell furnace differs significantly from the known. The arrangement of the tubes of the nozzle device along the axis of the formed vertical channels with the possibility of lowering and lifting them allows, in a differentiated way, to supply energy in a directed manner, ejecting and injecting furnace gases in the charge channels. In addition, the additional supply of a combustible substance, such as natural gas, through a nozzle device allows, if necessary, additional supply of heat to the inside of the charge. A similar process occurs when cooling the charge of products, when directed and in certain quantities are fed into the channels of the charge energy for cooling.
Новая совокупность существенных признаков позволила: повысить эффективность работы печи за счет обеспечения равномерного нагрева емкой садки за более короткий промежуток времени, улучшить качество обжигаемых изделий за счет ведения оптимального по технологии режима обжига, увеличить производительность печи 6-8 раз с одного квадратного метра пода, автоматизировать процесс выравнивания температур, повысить надежность работы печи и ее отдельных элементов, снизить металлоемкость печи, а следовательно и затраты на освоение и производство.A new set of essential features made it possible: to improve the efficiency of the furnace by ensuring uniform heating of the capacitive charge in a shorter period of time, to improve the quality of the products to be fired by maintaining an optimally fired mode according to the technology, to increase the productivity of the furnace 6-8 times from one square meter of the hearth temperature equalization process, improve the reliability of the furnace and its individual elements, reduce the metal intensity of the furnace, and hence the cost of development and production .
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что предлагаемая колпаковая печь обладает изобретательским уровнем.Based on the foregoing, we can conclude that the proposed bell furnace involves an inventive step.
Краткое описание фигур чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 - колпаковая печь в разрезе. На фиг. 2 - схема распределения тепловых потоков.FIG. 1 - section bell furnace. FIG. 2 - diagram of the distribution of heat fluxes.
Вариант осуществления изобретенияAn embodiment of the invention
Колпаковая печь состоит из металлического футерованного изнутри колпака 1 , выполненного в виде жесткой конструкции и оснащенного газовыми горелками 2, расположенными тангенциально в нескольких уровнях, обеспечивающими круговое движение (циклон) продуктов сгорания вокруг садки. Колпак устанавливается путем подъема и опускания на выкатную вагонетку 3, с тепловым газоплотным затвором 4 при помощи подъемного механизма 5. На подложке 6 установлена садка 7, состоящая из нескольких пакетов кирпича и имеющих каналы 8 и 9 для прохода печных газов. В верхней части колпака 1 установлено сопловое устройство 10, выполненное в виде системы трубок 11, ориентированных по оси вертикальных каналов 8 садки 7 с возможностью подъема и опускания индивидуально каждой трубки или всех вместе одновременно.The bell furnace consists of a metal lined inside of the bell 1, made in the form of a rigid structure and equipped with gas burners 2 arranged tangentially in several levels, providing a circular motion (cyclone) of the products of combustion around the charge. The cap is installed by raising and lowering to the withdrawable car 3, with the gas-tight thermal shutter 4 by means of a lifting mechanism 5. On the substrate 6 there is a cage 7, consisting of several brick packages and having channels 8 and 9 for the passage of furnace gases. In the upper part of the cap 1, a nozzle device 10 is installed, made in the form of a system of tubes 11 oriented along the axis of the vertical channels 8 of the charge 7 with the possibility of raising and lowering individually each tube or all together simultaneously.
Внутри трубок 11, предназначенных для подачи энергоносителя, например сжатого воздуха, коаксиально расположены трубки 1 2 для подачи горючего вещества, например природного газа. При этом трубки для подачи природного газа 1 2 и трубки для подачи сжатого воздуха могут перемещаться относительно друг друга. Отдавшие тепло печные газы удаляют через каналы 1 3, находящиеся в нижней части печи по оси циклона. Количество и расположение каналов 1 3 выбирается в зависимости от расположения пакетов кирпича на поду печи. Через трубки 11 с высокой скоростью выходит энергоноситель 1 4, эжектируя и инжектируя соответственно потоки 1 5 и 1 6 печных газов в каналах 8 и 9 при нагреве и охлаждении.Inside the tubes 11, designed to supply energy, such as compressed air, are coaxially arranged tubes 1 2 for supplying a combustible substance, such as natural gas. While the tube for supplying natural gas 1 2 and tube for supplying compressed air can move relative to each other. Heat from the furnace gases are removed through the channels 1 3 located in the lower part of the furnace along the axis of the cyclone. The number and location of channels 1 3 is selected depending on the location of brick packages on the hearth of the furnace. Through the tubes 11, the energy carrier 1 4 exits at a high speed, ejecting and injecting, respectively, flows 1 5 and 1 6 of furnace gases in channels 8 and 9 during heating and cooling.
Колпаковая печь работает следующим образом. На подложку 6 выкатной вагонетки 3 устанавливают садку 7. Устанавливают вагонетку 3 под поднятый колпак 1 до фиксированного положения. Подъемным механизмом 5 опускают колпак 1 на вагонетку 3, обеспечивая герметичность печи за счет теплового газоплотного затвора 4. Подают энергоноситель, например, сжатый воздух в сопловое устройство 1 0, который высокоскоростным потоком 1 4 выходит по трубкам 11 в вертикальные каналы 8 садки кирпича 7. Струи сжатого воздуха эжектируют и инжектируют потоки печных газов 1 5 и 1 6 в каналах 8 и 9 садки. Газовые горелки 2, тангенциально установленные на каждой стороне колпака 1 в нескольких уровнях, при работе создают вращение печных газов (циклон) вокруг садки и зону пониженного давления по оси циклона. Часть вращающихся печных газов, обтекает верхнюю поверхность садки потоком 15, эжектируется сопловым устройством 1 0 внутрь садки, проходит по каналам, нагревая садку изнутри, и разделяется на два потока, один из которых подсасывается циклоном, а другой идет в каналы 1 3 на удаление из печи. На основании заданной программы осуществляется работа системы передвижения трубок 11 соплового устройства 10. Трубки 11 перемещаются в вертикальных каналах 8. При этом через трубки 11 подают с заданной кинетической энергией струи энергоноситель 1 4, эжектируя и инжектируя определенное количество печных газов 1 5 и 1 6 к наиболее холодным поверхностям. При необходимости подают через внутренние трубки 12, коаксиально расположенные в трубках 11, природный газ, который, сгорая в вертикальных каналах 8, дополнительно, изнутри, нагревает садку изделий. Подача сжатого воздуха и горючего вещества, а также перемещение соплового устройства осуществляется автоматически по заданной программе.Kolpakova oven works as follows. On the substrate 6 of the withdrawable trolley 3, set cage 7. Install the trolley 3 under the raised cap 1 to a fixed position. The lifting mechanism 5 lowers the hood 1 onto the trolley 3, ensuring the furnace is sealed due to the gas-tight thermal shutter 4. The energy carrier is supplied, for example, compressed air to the nozzle device 1 0, which flows through the tubes 11 into the vertical channels 8 of the brick set 7 by high-speed flow. Compressed air jets eject and inject streams of furnace gases 1 5 and 1 6 in channels 8 and 9 of the cage. Gas burners 2, tangentially installed on each side of the cap 1 in several levels, during operation create a rotation of furnace gases (cyclone) around the charge and a zone of reduced pressure along the axis of the cyclone. Part of the rotary kiln gas flows around the upper surface of the cage by a stream 15, ejected by a nozzle device 1 0 inside the cage, passes through the channels, heating the cage from the inside, and is divided into two streams, one of which is sucked by a cyclone, and the other goes to the channels 1 3 to be removed from ovens. On the basis of a given program, the system of movement of the tubes 11 of the nozzle device 10 is operated. The tubes 11 move in vertical channels 8. At the same time, through the tubes 11, energy carrier 1 4 is fed with a given kinetic energy, ejecting and injecting a certain amount of furnace gases 1 5 and 1 6 to the coldest surfaces. If necessary, is fed through the internal tubes 12, coaxially located in the tubes 11, natural gas, which, burning in the vertical channels 8, additionally, from the inside, heats the charge of the products. The supply of compressed air and combustible material, as well as the movement of the nozzle device is carried out automatically according to a predetermined program.
Новый способ и предложенная для его осуществления колпаковая печь позволяют более эффективно использовать тепловую энергию продуктов сгорания, увеличить производительность, улучшить качество изделий, значительно снизить затраты на освоение и производство.A new method and a bell furnace proposed for its implementation make it possible to more efficiently use thermal energy from combustion products, increase productivity, improve product quality, and significantly reduce development and production costs.
Промышленная применимостьIndustrial Applicability
Предлагаемый способ обжига керамических изделий и колпаковая печь для его осуществления входят в состав Рабочего проекта кирпичного завода ТОО Техэнергостром, РФ.The proposed method of firing ceramic products and a bell furnace for its implementation are part of the Detailed Design of a brick plant Tehenergostrom LLP, Russia.
Источники информацииInformation sources
1. Заявка ФРГ N OS 3545498, С 04В 33/32, Способ и устройство для изготовления керамических изделий, публик. 25.06.87, N 26.1. Application of Germany NOS 3545498, C 04B 33/32, Method and device for the manufacture of ceramic products, public. 06.25.87, N 26.
2. Заявка ФРГ N 2512485, С 04В 33/32, Способ обжига керамических изделий в зоне обжига печи периодического действия и обжигательная печь для его осуществления, публик. 05.04.79, N 14.2. Application of Germany N 2512485, C 04B 33/32, Method of firing ceramic products in the firing zone of a batch kiln and kiln for its implementation, public. 05.04.79, N 14.
3. Патент РФ N 2045725, F 27В 3/04, Способ обжига керамических изделий и устройство для его осуществления, публик. 10.10.95.3. RF patent N 2045725, F 27В 3/04, Method of firing ceramic products and device for its implementation, public. 10.10.95.
4. Полезная модель, свидетельство РФ N 939 F 27В 11/00, Колпаковая циркуляционная печь, публик. 16.10.95 (прототип).4. The utility model, the certificate of the Russian Federation N 939 F 27B 11/00, Kolpakovaya circulation furnace, public. 10/16/95 (prototype).
5. Колпаковая печь типа KLG.C.41 фирмы PRINS OVENBOUW BV, Голландия. Предложение на поставку № 611769.5. Bell-type furnace type KLG.C.41 from PRINS OVENBOUW BV, the Netherlands. Proposal for the supply number 611769.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97108749A RU2111933C1 (en) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | Method of firing of clayware and device for its embodiment |
| PCT/RU1997/000420 WO1998055422A1 (en) | 1997-06-02 | 1997-12-24 | Method for firing ceramic articles and device for realising the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA199900131A1 EA199900131A1 (en) | 1999-06-24 |
| EA000787B1 true EA000787B1 (en) | 2000-04-24 |
Family
ID=20193404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA199900131A EA000787B1 (en) | 1997-06-02 | 1997-12-24 | Method for firing ceramic articles and device for realising the same |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU5784098A (en) |
| EA (1) | EA000787B1 (en) |
| RU (1) | RU2111933C1 (en) |
| WO (1) | WO1998055422A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2495852C1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-20 | Александр Викторович Фролов | Method of heating articles |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2862130B1 (en) * | 2003-11-07 | 2006-03-17 | Imerys Toiture | LONG BRICK COOKING PROCESS |
| ITRE20080032A1 (en) * | 2008-03-28 | 2009-09-29 | Sacmi | '' METHOD FOR COOKING CERAMIC PRODUCTS, AND ITS OVEN '' |
| CN102778127A (en) * | 2012-06-30 | 2012-11-14 | 山东恒瑞磁电科技有限公司 | Bell jar type furnace |
| CN106288789A (en) * | 2015-06-05 | 2017-01-04 | 江苏腾天工业炉有限公司 | Low energy consumption gas heating furnace |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2512485B2 (en) * | 1974-03-25 | 1979-04-05 | Satraco, Saint-Sulpice, Waadt (Schweiz) | Method for firing ceramic objects in the combustion chamber of an intermittent furnace and furnace for carrying out the method |
| EP0109185A1 (en) * | 1982-10-20 | 1984-05-23 | Armco Inc. | High temperature box annealing furnace |
| DE3807495A1 (en) * | 1988-03-08 | 1989-09-21 | Haessler Andreas | Process for the rapid heating and cooling of material being fired in periodically and continuously operated ceramic furnaces (kilns) |
| RU939U1 (en) * | 1993-11-12 | 1995-10-16 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Техстройкерамика" | Bell circulation oven |
-
1997
- 1997-06-02 RU RU97108749A patent/RU2111933C1/en active
- 1997-12-24 EA EA199900131A patent/EA000787B1/en not_active IP Right Cessation
- 1997-12-24 WO PCT/RU1997/000420 patent/WO1998055422A1/en active Application Filing
- 1997-12-24 AU AU57840/98A patent/AU5784098A/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2512485B2 (en) * | 1974-03-25 | 1979-04-05 | Satraco, Saint-Sulpice, Waadt (Schweiz) | Method for firing ceramic objects in the combustion chamber of an intermittent furnace and furnace for carrying out the method |
| EP0109185A1 (en) * | 1982-10-20 | 1984-05-23 | Armco Inc. | High temperature box annealing furnace |
| DE3807495A1 (en) * | 1988-03-08 | 1989-09-21 | Haessler Andreas | Process for the rapid heating and cooling of material being fired in periodically and continuously operated ceramic furnaces (kilns) |
| RU939U1 (en) * | 1993-11-12 | 1995-10-16 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Техстройкерамика" | Bell circulation oven |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2495852C1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-20 | Александр Викторович Фролов | Method of heating articles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA199900131A1 (en) | 1999-06-24 |
| AU5784098A (en) | 1998-12-21 |
| WO1998055422A1 (en) | 1998-12-10 |
| RU2111933C1 (en) | 1998-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101956056B (en) | Multifunctional same-furnace multi-band bimetal strip saw blade heat treatment full-automatic production line and process thereof | |
| EP2748547B1 (en) | Apparatus and method for the thermal treatment of lump or agglomerated material | |
| CN201834950U (en) | Multifunctional same-furnace multi-band full-automatic production line for heat treatment of bimetallic band saw blade | |
| EA000787B1 (en) | Method for firing ceramic articles and device for realising the same | |
| KR101478865B1 (en) | Improved burning system | |
| US3471135A (en) | Tunnel kiln for firing ceramics | |
| CN101225462B (en) | Automobile wheel hub continuous heat-treating furnace | |
| CN200999254Y (en) | Automobile wheel hub continuous heat-treating furnace | |
| US3854918A (en) | Method for continuous heat treating of glass articles | |
| RU2045725C1 (en) | Method and device for roasting ceramic articles | |
| US3807943A (en) | Muffle furnace for treatment of articles on conveyor | |
| CN206512253U (en) | Railway axle heat treatment system | |
| RU2495345C1 (en) | Batch-type furnace for quick firing | |
| CN214502056U (en) | Segmented step heat preservation device | |
| GB902674A (en) | System for baking carbonaceous products or the like | |
| Sverdlin | Types of Heat Treating Furnaces | |
| CN215295850U (en) | Tail gas reuse and recovery structure in multi-point circulating combustion system | |
| CN106702126A (en) | Railway axle heat treatment system | |
| RU2495852C1 (en) | Method of heating articles | |
| SU989288A1 (en) | Tunnel furnace for treating powder articles | |
| RU2041437C1 (en) | Furnace for drying and burning articles | |
| RU939U1 (en) | Bell circulation oven | |
| SU1728614A1 (en) | Method of article heat treatment | |
| SU726400A1 (en) | Continuous furnace for rapid metal heating | |
| JPH08178541A (en) | Swing kiln |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |