RU2008596C1

RU2008596C1 - Rotary hearth annular furnace

Info

Publication number: RU2008596C1
Authority: RU
Inventors: Алексей Васильевич Беляков; Игорь Васильевич Корнеев
Original assignee: Алексей Васильевич Беляков; Игорь Васильевич Корнеев
Priority date: 1991-12-24
Filing date: 1991-12-24
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: furnaces. SUBSTANCE: furnace has a lined chamber with an arc and walls, heating devices, a hearth positioning mechanism which is supported by a movable support, a hearth with channels. The furnace has pistons from a refractory material equidistantly circumferentially positioned in the walls to provide lateral gas flow, rods connected to the pistons, and a piston drive. The piston drive is made in the form of a column positioned in the furnace center, a profile guide connected to it and cams engageable with piston rods. A hot pressing press may be built in the furnace chamber ahead of a cooling zone. The furnace may be made from interconnected sectors. EFFECT: improved structure. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к кольцевым печам с перемещением обжигаемого материала по окружности, преимущественно для обжига керамических изделий: кирпичей, черепицы и керамических камней строительного назначения. The invention relates to annular furnaces with the movement of fired material around the circumference, mainly for firing ceramic products: bricks, tiles and ceramic stones for construction purposes.

Наиболее близкой по конструкции и получаемым результатам является кольцевая печь с вращающимся подом для обжига керамических изделий в противотоке. Печь содержит футерованную камеру со сводом и стенками, нагревающие устройства, механизм перемещения пода. Вращающийся под опирается на рельс, Во вращающемся поду газовой печи имеются горизонтальные каналы волнообразной формы причем для выравнивания гидравлического сопротивления потоку газа сечение каналов уменьшается по мере удаления от стенок. При этом газовые потоки более равномерно прогревают под и лежащие на нем изделия. Однако внутри канала самой печи управление траекторией газового потока носит пассивный характер. Траектория зависит от сочетания многих факторов: скорости газового потока, формы канала печи и каналов в стенках и поду, способа размещения изделий в канале печи. Размещение определяется расстоянием между изделиями, стенками и сводом печи и значительно зависит от формы изделий. В то же время конвективный теплообмен играет определенную роль до 1000-1100^оС, т. е. температур, при которых обычно обжигают керамические камни, кирпичи и черепицу.The closest in design and the obtained results is an annular furnace with a rotating hearth for firing ceramic products in countercurrent. The furnace contains a lined chamber with a vault and walls, heating devices, a hearth moving mechanism. The rotating under is supported by a rail. In the rotating hearth of the gas furnace there are horizontal channels of wave-like shape, and to equalize the hydraulic resistance to the gas flow, the channel cross section decreases with distance from the walls. At the same time, gas flows more evenly warm under and the products lying on it. However, inside the channel of the furnace itself, the control of the trajectory of the gas stream is passive. The trajectory depends on a combination of many factors: gas flow rate, the shape of the furnace channel and channels in the walls and the hearth, the method of placement of products in the furnace channel. The placement is determined by the distance between the products, the walls and the roof of the furnace and significantly depends on the shape of the products. At the same time, convective heat transfer plays a role up to 1000-1100 ^о С, i.e. temperatures at which ceramic stones, bricks and tiles are usually burned.

Целью изобретения является интенсификация обжига в кольцевой печи с вращающимся подом за счет активного управления газовыми потоками в канале печи. The aim of the invention is the intensification of firing in an annular furnace with a rotating hearth due to the active control of gas flows in the channel of the furnace.

На фиг. 1 представлена печь, вид в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a furnace, a view in plan; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

На фиг. 1 показаны кольцевой канал печи 1, устройство 2 загрузки и выгрузки. В данном случае под печи вращается по часовой стрелке. В боковой футеровке печи равномерно по ее периметру размещены поршни 3 из огнеупорного материала для обеспечения поперечного газового потока, при этом штоки поршней 4 направлены под углом 60-120^о к центральной оси печи. Привод перемещения поршней размещен в колонне 5. При необходимости печь может быть снабжена размещенным перед зоной охлаждения встроенным в камеру печи прессом 6 для горячего прессования.In FIG. 1 shows the annular channel of the furnace 1, the device 2 loading and unloading. In this case, it rotates clockwise under the furnace. The side lining of the furnace uniformly placed around the perimeter of the pistons 3 of refractory material to provide a cross-flow gas, wherein the piston rods 4 are oriented at an angle ^of 60-120 to the central axis of the furnace. The piston displacement drive is located in the column 5. If necessary, the furnace can be equipped with a hot press 6 installed in front of the cooling zone in the furnace chamber.

На разрезе печи (фиг. 2) показана футерованная камера с неподвижным сводом 7 и стенками 8. В них размещают нагревающие элементы - газовые горелки или электрические нагреватели. Кольцевой вращающийся под 9 опирается на подвижную опору 10. Под печи перемещается с помощью механизма 11 перемещения, например мальтийского или храпового. Поршни 3 размещены в наружной и внутренней стенках канала печи. Привод перемещения поршней состоит из помещенной внутри колонны 5 профилированной направляющей 12 кулачков 13, связанных через штоки 14 и 15 со штоками 16 поршней 3. A section of the furnace (Fig. 2) shows a lined chamber with a fixed vault 7 and walls 8. They contain heating elements - gas burners or electric heaters. An annular rotating one under 9 rests on a movable support 10. Under the furnace, it is moved using a movement mechanism 11, for example, Maltese or ratchet. Pistons 3 are placed in the outer and inner walls of the furnace channel. The piston movement drive consists of a profiled guide 12 of the cams 13 placed inside the column 5 and connected through the rods 14 and 15 to the rods 16 of the pistons 3.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Заготовки помещают в печь через устройство загрузки 2 (фиг. 1) во время пауз работы шагового механизма перемещения вращающегося пода. Вращающийся под перемещает заготовку через зоны нагрева, обжига и охлаждения печи. Поршни 3 (фиг. 2) обеспечивают при своей работе поперечные газовые потоки, интенсифицирующие конвективный теплообмен. Это особенно эффективно при использовании электрических нагревающих элементов, поскольку обычно в таких печах нет интенсивных газовых потоков, что снижает эффективность конвективного теплообмена, Штоки поршней направлены под углом 60-120^о к центральной оси печи. Изменяя этот угол в указанном интервале, можно менять траекторию газового потока.The blanks are placed in the furnace through the loading device 2 (Fig. 1) during pauses of the operation of the stepping mechanism for moving the rotating hearth. A rotating under moves the workpiece through the heating, firing and cooling zones of the furnace. Pistons 3 (Fig. 2) provide, during their operation, transverse gas flows intensifying convective heat transfer. This is especially effective when using electrical heating elements, as is usual in such furnaces have intensive gas flow, which reduces the efficiency of convective heat transfer, the piston rod directed at an angle ^of 60-120 to the central axis of the furnace. By changing this angle in the specified interval, you can change the trajectory of the gas stream.

Перемещение поршней задается профилированной направляющей 12 (фиг. 2). С помощью профилированной направляющей и скорости ее вращения в канале печи может быть организована стоячая или бегущая волна с желаемым периодом и амплитудой. Применяя несколько профилированных направляющих, можно обеспечить необходимый режим работы для каждой зоны печи. Перемещать можно или одновременно оба поршня 3 (фиг. 2), или один из них, если отсоединить шток 15 или 16 (фиг. 2). Чтобы избежать подсосов или утечек газа при работе поршней и связанных с этим теплопотерь, используют уплотнения, а для вращающегося пода - подвижный песочный затвор, В качестве уплотнений применяют проточки, заполненные керамическим волокном, например коалиновым или муллитокремнеземистым. Противоток создают с помощью дымовой трубы, дымососа или вентилятора. Выгрузку изделий, так же как и загрузку, производят во время пауз работы шагового механизма перемещения вращающегося пода печи. The movement of the pistons is defined by a profiled guide 12 (Fig. 2). With the help of a profiled guide and the speed of its rotation in the furnace channel, a standing or traveling wave can be organized with the desired period and amplitude. Using several profiled guides, it is possible to provide the necessary operating mode for each zone of the furnace. You can move either both pistons 3 (Fig. 2) at the same time, or one of them, if the rod 15 or 16 is disconnected (Fig. 2). To avoid gas leaks or gas leaks during the operation of the pistons and the associated heat loss, seals are used, and for a rotating hearth a movable sand shutter is used. Grooves filled with ceramic fiber, for example, coaline or mullite-siliceous, are used as seals. Counterflow is created using a chimney, smoke exhaust or fan. Unloading products, as well as loading, is carried out during pauses in the operation of the stepping mechanism for moving the rotary hearth of the furnace.

Для снижения температуры обжига и повышения плотности изделий предусмотрено использование пресса 6 горячего прессования (фиг. 1), расположенного перед зоной охлаждения печи. Во время пауз работы шагового механизма перемещения пода печи заготовку помещают в пpесс-форму пресса, проводят само горячее прессование и возвращают обратно на под печи. Для увеличения производительности можно установить вдоль канала печи несколько прессов горячего прессования и во время пауз прессовать несколько изделий одновременно, Далее отпрессованные изделия перемещаются на вращающемся поду в зону охлаждения. To reduce the firing temperature and increase the density of products, the use of a hot-pressing press 6 (Fig. 1), located in front of the furnace cooling zone, is provided. During pauses in the operation of the stepping mechanism for moving the hearth of the furnace, the workpiece is placed in the press form of the press, hot pressing is carried out and returned back to under the furnace. To increase productivity, it is possible to install several hot pressing presses along the furnace channel and, during pauses, to press several products at the same time. Next, the pressed products are moved on a rotating hearth to the cooling zone.

Интенсификация конвективного теплообмена позволяет повысить производительность печи и коэффициент ее полезного действия. Предлагаемое изобретение применимо не только к газовым печам, где всегда имеются газовые потоки, но и к электрическим печам, где такие потоки обычно отсутствуют. Особенно эффективно применение таких печей при обжиге теплоизоляционных высокогазопроницаемых изделий строительного назначения, которые можно обжигать, проталкивая поршнями горячие газы сквозь заготовку. The intensification of convective heat transfer allows you to increase the productivity of the furnace and its efficiency. The present invention is applicable not only to gas furnaces, where there are always gas flows, but also to electric furnaces, where such flows are usually absent. The use of such furnaces is especially effective when firing heat-insulating highly gas-permeable products for construction purposes, which can be fired by pushing hot gases through the workpiece with pistons.

Печи предполагается использовать в мобильных микрозаводах по производству строительной керамики. Для перевозки и быстрого монтажа печь можно разделить на несколько быстро соединяемых секторов, включающих вращающийся под и находящийся над ним канал с теплоизоляцией. Места соединений секторов вращающегося пода и неподвижно теплоизолированного канала служат термическими компенсаторами. Они не только герметизируют канал печи, но и компенсируют тепловые деформации, возникающие в элементах конструкции печи при ее нагревании в процессе работы. (56) Авторское свидетельство СССР N 802756, кл. F 27 B 9/16, 1974. The furnaces are supposed to be used in mobile micro-factories for the production of building ceramics. For transportation and quick installation, the furnace can be divided into several quickly connected sectors, including a channel rotating under and above it with thermal insulation. The joints of the sectors of the rotating hearth and the motionlessly insulated channel serve as thermal compensators. They not only seal the furnace channel, but also compensate for thermal deformations that occur in the structural elements of the furnace when it is heated during operation. (56) Copyright certificate of the USSR N 802756, cl. F 27 B 9/16, 1974.

Claims

1. RING FURNACE WITH A ROTATING BASIS mainly for firing ceramic products in countercurrent, containing a lined chamber with a vault and walls, heating devices, a hearth moving mechanism supported by a movable support, characterized in that it is provided with pistons placed uniformly around the furnace walls from refractory material to provide a transverse gas flow with rods and a piston displacement drive, while the piston rods are directed at an angle of 60 - 120 ^o C to the central axis of the furnace.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the hearth moving mechanism is made in the form of a stepping mechanism.

3. The furnace according to claim 1, characterized in that the piston displacement drive is made in the form of a column located in the center of the column, a profiled guide connected to it and cams in contact with the piston rods.

4. The furnace according to claim 1, characterized in that it is equipped with a hot press installed in front of the cooling zone, built into the furnace chamber.

5. The furnace according to claim 1, characterized in that it is made of sectors joined together.