Оправка и подвялка полуфабриката

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

После извлечения из форм полуфабрикаты дополнительно обрабатывают (оправляют), зачищая швы, заделывают технологические отверстия и трещины, прорезают монтажные отверстия.

Перед сушкой полуфабрикаты подвяливают в течение 24–48 ч, выдерживая в условиях цеха, после чего отправляют на сушку.

Сушка

Сушку полуфабриката проводят в камерных или туннельных сушилках до влажности 1 %. В данной работе на производстве применяются туннельные сушилки. Продолжительность сушки составляет 20 ч. Для перемещения полуфабриката используют специальные тележки, на которых изделия устанавливают в один или несколько ярусов или конвейеры. Сушка осуществляется конвекцией теплоносителя (подогретого воздуха), нагнетаемого вентиляторами в пространство сушилки. Потоки воздуха распределяют по поперечному и продольному сечениям сушилки, обеспечивая равномерный и постоянный съем влаги с поверхности полуфабриката.

После сушки полуфабрикат очищают от пыли, обдувая сжатым воздухом, смачивают поверхность проблемных мест полуфабриката керосином (керосиновый контроль) и подвергают визуальному осмотру на предмет обнаружения посечек и трещин.

Глазурование

Глазурование СТИ осуществляют способом распыления и полива как вручную, так и с использованием глазуровочных конвейеров и глазуровочных роботов.

Для некоторых изделий способы глазурования комбинируют (полив и распыление), добиваясь равномерного покрытия слоем глазури толщиной до 1 мм лицевых рабочих поверхностей.

После глазурования полуфабрикаты зачищают и отправляют к печам для обжига, где устанавливают на обжиговые вагонетки. Перед обжигом глазурованные полуфабрикаты выдерживают 6–8 ч для подсушки нанесенного слоя глазури.

Обжиг

Обжиг СТИ проводят в туннельных, реже в камерных, печах. Продолжительность обжига составляет 24 ч. В данной работе на производстве применяется туннельная обжиговая печь. Общая длина печи – 100 м, зона подогрева – 35 м; зона обжига – 24 м; зона охлаждения – 41 м. Ширина печи – 3 м, рабочая высота печи – 2 м. Производительность печи составляет 120 изделий в час. Количество горелок – 18 шт. Рециркуляция продуктов сгорания в момент анализа отсутствует. Масса печной вагонетки m_в = 900 кг, масса СТИ 1800 кг/вагонетку.

Для реставрации («лечки») изделий с незначительными дефектами глазурного слоя, обнаруженными после обжига, проводят повторный обжиг в камерных печах. Для реставрации дефектов изделий на проблемные места наносят глазурные препараты или изделия покрывают цветными глазурями со специальными эффектами. В некоторых случаях используют «холодную лечку» устраняя дефекты полимерными составами.

Сортировка и упаковка изделий

Прошедшие обжиг изделия сортируют, проводят функциональные испытания. Бракованные изделия, не подлежащие реставрации, отправляют в бой для дальнейшей переработки и использования в составе шликера. Годные изделия упаковывают в специальную гофротару, комплектуя необходимой арматурой.

Описание теплоэнергетики и электроэнергетики при производстве фаянсовых изделий

Примерные характеристики энергопотребления при производстве СТИ в Российской Федерации представлены в таблице 2. Ориентировочные показатели удельного энергопотребления приведены с учетом результатов отечественных исследований; оценка объемов выпускаемой продукции проведена на основе доступных материалов маркетинговых исследований.

Таблица 2 – Примерное потребление энергии при производстве СТИ

Годовой выпуск (2013 год)		Удельное энергопотребление, ГДж/т (в среднем)	Суммарное потребление энергии в отрасли, ГДж/год
единиц	тонн
13 · 10⁶	0,13 · 10⁶	22	2,9 · 10⁶

На рисунке 2 представлена потоковая схема производства СТИ

Рисунок 2 – Входные и выходные потоки производства СТИ (количественная оценка)

Производительность исследуемого завода по производству СТИ составляет 15000 т/год или 1 млн. изделий в год. Средняя масса одного СТИ составляет 15 кг. Потребление тепловой энергии составляет 18 ГДж/т продукции. Потребление электроэнергии для освещения и привода силового оборудования (дымососы, вентиляторы, насосы, оборудование котельной) составляет 3,32 ГДж/т продукции.

На первом этапе производства СТИ (приготовление шликера и глазури) основным теплоэнергетическим ресурсом является вода, качеству (содержанию в ней растворимых примесей) которой уделяют особое внимание. Для эффективности процесса шликерного литья воду часто подвергают предварительной очистке. Качество воды особо важно при производстве СТИ способом литья под давлением. Соотношение материалов и воды обычно принято 1:1.

На участке формования (литья) обеспечивают стабильные температурно-влажностные условия, во многом определяющие продолжительность каждой стадии формования и качество продукта. В нашем случае формование осуществляется способом высокопроизводительного шликерного литья, которое реализуется на автоматизированных прессах и стендах. На них предварительно подогретый до 40–45 °C шликер подается под давлением 7 бар в пористые полимерные формы.

Процесс подвялки осуществляется при влажности воздуха 45–55 % и температуре 25–35 °C. В конце подвялки влажность изделий составляет 12–18 %.

Сушка полуфабриката производится при температуре 90 °C до влажности 1 %. Теплоносителем служит горячий воздух, подогреваемый в калориферной установке. Скорость его движения в туннеле составляет 1,4 м/с. Потоки воздуха распределяют по поперечному и продольному сечениям сушилки, обеспечивая равномерный и постоянный съем влаги с поверхности полуфабриката. Производительность сушилки – 120 изделий в час. Удельный расход теплоты составляет 6 МДж/кг испаренной влаги.

Обжиг СТИ производится в туннельной печи производительностью 120 изделий в час при температуре 1200 °C. Удельный расход природного газа составляет 179 м³/т обожженной продукции. Расход природного газа составляет 322 м³/ч. Расход воздуха, идущего на горение природного газа составляет 3369 м³/ч. Расход продуктов сгорания составляет 3744 м³/ч. Теплота сгорания природного газа 33,5 МДж/м³.

Тепловой баланс обжиговой печи:

(1)

где = 2996 кВт – теплота, которая поступает в результате сгорания природного газа (топлива),

= 8 кВт – физическая теплота, которая поступает с вагонеткой массой 900 кг и теплоёмкостью 1,550 кДж/(кг⋅К),

= 9 кВт – физическая теплота, которая поступает с сырыми необожженными СТИ теплоёмкостью 0,85 кДж/(кг⋅К),

= 24 кВт – теплота, которая поступает с воздухом,

= 1163 кВт – полезная теплота, которая была расходована на нагревание, обжиг СТИ и нагревание вагонетки, определяется при условии, что средняя теплоёмкость вагонетки и СТИ составляет 1,314 кДж/(кг⋅К).

= 977 кВт – потери теплоты с уходящими газами, выходящими из обжиговой печи при температуре 600 °C.

= 897 кВт – потери теплоты в окружающую среду через ограждающие конструкции (расчёт произведён ниже).

Определим величины потерь теплоты через ограждающие конструкции печи. Суммарное термическое сопротивление для стен и свода в разных частях печи определим по зависимости:

(2)

где – коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности ограждения печи. В связи с тем, что данная величина имеет значения свыше 300 Вт/м²⋅К, то ей можно пренебречь,

– толщина слоев конструкции стены, = 0,3 м – толщина слоя шамота, = 0,05 м – толщина слоя волокнистого огнеупора.

– коэффициент теплопроводности материала стены, = 0,7+0,00064⋅t, = 0,11+0,000125⋅t, Вт/м⋅К,

= 15 Вт/м²⋅К – коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности ограждения.

Определим величины плотности теплового потока, который проходит через ограждения:

(3)

где – средняя температура среды в объёме печи, °C,

= 20 °C – температура окружающего воздуха в помещении.

Определим величины теплового потока, который проходит через ограждения (потерь теплоты в окружающую среду):

(4)

где – площадь ограждения, м,

Площадь стен в зоне подогрева:

Площадь стен в зоне обжига:

Площадь стен в зоне охлаждения:

Площадь свода в зоне подогрева:

Площадь свода в зоне обжига:

Площадь свода в зоне охлаждения:

Средняя температура среды в зоне подогрева:

где °C – температура среды на выходе из печи,

°C – температура среды в зоне обжига.

Средняя температура среды в зоне обжига:

Средняя температура среды в зоне охлаждения:

Потери теплоты в окружающую среду будем находить методом последовательных приближений. Это связано с тем, что коэффициент теплопроводности материала зависит от температуры.

Расчёт произведём на примере зоны подогрева.

1. Первое приближение:

= 0,7 Вт/(м⋅К),

= 0,11 Вт/(м⋅К).

Суммарное термическое сопротивление:

Средняя температура газов в методической зоне:

Плотность теплового потока:

2. Второе приближение:

Находим температуры на границе слоев:

Температура на границе шамот – волокнистый огнеупор:

Температура на границе волокнистый огнеупор – окружающая среда:

Средняя температура шамотного слоя

Средняя температура волокнистого огнеупора

Суммарное термическое сопротивление:

Плотность теплового потока:

Погрешность:

Погрешность больше 5% – продолжаем расчет.

3. Третье приближение:

Находим температуры на границе слоев:

Температура на границе шамот – волокнистый огнеупор:

Температура на границе волокнистый огнеупор – окружающая среда:

Средняя температура шамотного слоя

Средняя температура волокнистого огнеупора

Суммарное термическое сопротивление:

Плотность теплового потока:

Погрешность:

Погрешность меньше 5% – расчет окончен.

Тепловой поток, который проходит через стены зоны подогрева:

Тепловой поток, который проходит через свод зоны подогрева:

Аналогично рассчитаем зону обжига и зону охлаждения. Результаты занесем в таблицу 3.

Таблица 3 – Потери тепла через конструкцию обжиговой печи.

Зона					кВт	кВт
Нагрева	556,5	107,7	0,654	1346	188,4	141,3
Обжига	755,7	148,1	0,593	1989	190,9	143,2
Охлаждения	370,3	73,5	0,726	813	133,3	100,0
Общие потери теплоты в окружающую среду – 897 кВт

Составим таблицу 4 приходной и расходной частей теплового баланса.

Таблица 4 – Приходная и расходная части теплового баланса печи.

Приход, кВт		Расход, кВт
Теплота от сгорания топлива	2996	Полезная теплота	1163
Теплота от вагонеток	8	Потери с уходящими газами	977
Теплота от сырых СТИ	9	Потери в окружающую среду	897
Теплота от воздуха	24
Сумма	3037	Сумма	3037

Важными участками обеспечения сокращения негативного воздействия на окружающую среду на предприятиях по производству СТИ являются установки по удалению пыли из воздуха аспирации, а также для очистки производственных сточных вод. Для очистки выбросов от пыли на российских предприятиях по производству СТИ применяют циклоны и рукавные фильтры.

Сточные воды, образующиеся в процессе изготовления керамики, как правило, содержат взвешенные частицы, поэтому при их очистке часто используют отстойники. Осаждение взвешенных веществ ускоряют путем введения флокулянтов и коагулянтов.

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 611; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!