Передовые технологии энергоресурсоэффективного производства керамической плитки

керамика поставка управленческий

Существуют новые технологические и технические решения, направленные на сокращение воздействия производства на окружающую среду, которые находятся в стадии разработки или имеют ограниченное применение. О них можно говорить как о решениях, получающих развитие в

настоящее время.

• трубчатые излучательные горелки

- разновидность газовых горелок, используемая для нагрева предметов и обогрева помещений при помощи инфракрасного излучения металлических или керамических пластин, раскаляемых за счёт сжигания газа на их поверхности или в их толще.

Инфракрасное излучение - электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны л = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (л ~ 1-2 мм). Инфракрасное излучение также называют «тепловым», поскольку оно вызывает ощущение тепла на коже при облучении.

При проектировании газовых инфракрасных излучателей, можно выбрать два конструктивных решения:

Металлические листы нагреваются снаружи маленькими газовыми факелами или посредством потока горячих отработанных газов. При этом листы в соответствии с их размерами, температурой и состоянием поверхности создают диффузное инфракрасное излучение.

Стехиометрическую газовоздушную смесь пропускают либо через пористые или перфорированные пластины из керамического материала, либо через металлические сетки и сжигают её на поверхности последних.

В первом случае продукты сгорания не соприкасаются с материалами, нагреваемыми с помощью инфракрасного излучения в изолированном пространстве печи (например, в туннеле); при втором - горячие продукты сгорания поступают в сушильное пространство, то есть соприкасаются с нагреваемыми материалами.

В зависимости от конструктива, горелки называют «тёмные» и «светлые». При температуре насадки до 600°C и трубным нагревательным элементом, горелка считается «тёмной», свыше 600°С и металлической сеткой или керамическими пластинами - «светлой». Называют их так, потому что «светлые» горелки светятся в видимом диапазоне, подобно лампам накаливания. Однако, большая часть излучения (порядка 60%) по-прежнему представляет тепловое излучение. Так же, «светлые» горелки выбрасывают отработанные газы в отапливаемое помещение, в то время как у «тёмных» возможно варьировать по желанию выбросами продуктов сгорания, либо в отапливаемое помещение, либо за его пределы. У «тёмных» горелок есть дымосос, который кроме того что выравнивает по всей длине трубного излучателя температурный поток, ещё и даёт возможность удалять продукты сгорания от излучателя, в то время как у «светлых» горелок такого дымососа нет конструктивно, и необходимо предусматривать принудительный отвод продуктов сгорания. Продукты сгорания газа в «светлых» горелках выводятся системой общеобменной вентиляции из верхней зоны помещения, реже - системами местной вентиляции.

Основные элементы «светлой» газовой горелки инфракрасного излучения: 1 - рефлектор; 2 - керамические пластины (насадки) с множеством микроскопических отверстий; 3 - редуктор; 4 - система автоматики; 5 - смеситель-инжектор; 6 - форсунка; 7 - пьезорозжиг.

Основные элементы «темной» газовой горелки инфракрасного излучения: 1 - рефлектор; 2 - трубный излучатель (нагревательные трубы); 3 - редуктор; 4 - система автоматики; 5 - смеситель-инжектор; 6 - горелка (дутьевая или инжекционная); 7 - пьезорозжиг; 8 - дымосос.

Так же существует такое понятие как «супертемные» излучатели. «Супертемные» излучатели имеют излучающие трубы много большего диаметра, до 400 мм, и температура их нагрева значительно ниже, до 200°C, они имеют большую длину, до 200 м.п. и как правило изготавливаются сложной конфигурации под определённый объект.

• сушка и обжиг при помощи токов сверхвысокой частоты

Сверхвысокочастотный (СВЧ) нагрев диэлектриков завоевывает все более широкие позиции в технологии термообработки различных материалов. Его характерные особенности - высокая скорость, экологическая чистота, удобство регулирования и др. - позволяют существенно улучшить качество продукции, условия труда, сократить производственные площади и энергозатраты. В последние десятилетия повысился интерес, особенно в передовых в научно-ч техническом отношении странах: США, Франции, Японии, к СВЧ сушке и обжигу керамических материалов.

При СВЧ-нагреве и обжиге глиняных образцов из суглинков отмечаются следующие характерные особенности протекающих при этом процессов. Начиная, примерно, со 100°С и далее температура внутри образцов всегда выше, чем на поверхности. С ростом температуры при постоянстве величины подаваемой в камеру мощности эта разница в температуре увеличивается. При весьма высокой скорости нагрева (удельная поглощаемая мощность превышает 1 кВт/кг) происходят локальные внутренние пережоги. Температура в отдельных точках достигает 1100-1200°С и более, в результате чего происходит плавление и вспучивание глины, сопровождающееся иногда растрескиванием образца.

Причинами этого являются: неоднородность материала по объему образца, наличие включений, особенно органичных; недостаточная равномерность электрического поля в камере; большая теплоотдача с поверхности образцов; характер зависимости диэлектрических параметров отдельных компонентов глины от температуры.

Полный количественный анализ динамики СВЧ нагрева в многоиодовом резонаторе весьма сложен и в настоящее время отсутствует. Тем не менее, проведенный выше качественный анализ дает достаточные для практики данные по выбору условий и режимов СВЧ обжига керамических изделий. Так, при тщательной подготовке шихт, при наличии достаточно хорошей теплоизоляции, равномерности поля камеры и возможности регулировки мощности генератора можно обеспечить однородный нагрев образцов до температуры 900-950°С. Эти выводы были сделаны на основании проведенных технологических испытаний и петрографических исследований керамического материала, полученного обжигом в лабораторной камере для СВЧ нагрева.

• новый тип сушилок для огнеупорных изделий

Для сушки строительной керамики и огнеупоров применяются сушилки камерные, туннельные (без рециркуляции и с рециркуляцией газов), конвейерные, а также агрегаты для совмещенного обжига и сушки изделий. В результате проведенных исследований достигнуты значительные успехи в ускорении процесса сушки изделий и устранения в них трещин.

При проектировании новых типов сушек особое внимание уделяется созданию условий для равномерности сушки изделий, интенсификации передачи тепла изделию (применением цикличности для изделий пластического формования), а также механизации и автоматизации процессов загрузки, выгрузки и перемещения изделий в сушилке

• современные системы переработки технической воды, включающие извлечение глазурей

Данный способ позволяет минимизировать отходы, отправляя максимальное их количество на повторную обратку в производство.