Туннельная печь для обжига кирпича

Обновлено: 06.05.2024

Тоннельные печи чаще используются в производственных условиях, но есть менее габаритные модели, которые вполне реально встроить в домашнюю кухню. Единственная сложность – большой размер печи. Для многих удобным решением становится заказ производства и сборки устройства, подходящего по параметрам и габаритам. Также на рынке кухонного и производственного оборудования предлагается масса готовых моделей.

Назначение

Тоннельная печь получила свое название благодаря особенностям конструкции. Это устройство используется не только в пищевой сфере, но и в следующих направлениях:

при производстве кирпича;
при обжиге глины;
в обслуживании металлургической промышленности.

В пищевом направлении такие установки используются для выпечки кондитерских изделий, их функционал направлен на работу по выпеканию хлеба, хлебобулочных изделий, другой продукции. Для домашнего применения можно купить универсальный вариант, в конструкции которого нет принципиальных отличий от узкоспециализиорованных.

Крупные пекарни закупают для всех целей одну универсальную печь, подходящую по габаритам, количеству точек нагрева, длине базового листа, функционалу, уровню автоматизации.

Принцип работы

Печь работает за счет энергоносителя – топлива, сгорание которого приводит к выделению тепла. Отличительная особенность конструкции – максимальная эффективность и сниженные теплопотери. Во внутреннюю полость выкладываются формы, в которые выложены кондитерские изделия. Это могут быть булочки, пирожные, пироги, хлеб.

Выпекание происходит в результате движения кондитерских изделий внутри печи. На вытянутой ленте продукция перемещается с определенной скоростью, подвергается воздействию разных температур. Нагревание может регулироваться извне во время работы.

Пекарь также меняет интенсивность нагрева тэнов сверху и снизу. При перемещении изделий по разным отсекам продукция сначала сильнее пропекается, далее интенсивность снижается. Этот принцип позволяет производить выпечку и кондитерские изделия на потоке, получая на выходе большое количество качественной продукции.

Устройство

Туннельная печь для хлеба устроена по простому принципу. Внешне это крупный металлический ящик вытянутой формы, который не отличается оригинальным или замысловатым дизайном. Ее или встраивают в кухонный мебельный гарнитур, или устанавливают отдельно (характерно для производств).

Внутри установлены элементы системы, выполняющие следующие функции:

увлажнение паром;
активизация канала движения ленты;
отсек для вытяжки;
регулировка количества тепла на разных участках;
горелка.

Управление осуществляется с помощью специального блока.

Устройство тоннельной печи

Преимущества и недостатки

Преимущества использования тоннельной печи в сравнении с тупиковым типом устройства для выпечки:

масса;
тепловая инерционность;
уровень производительности.

Недостатки использования тоннельной печи в сравнении с тупиковым типом устройства:

высокие затраты энергии;
амортизационные отчисления;
высокие затраты на ремонт.

Преимущества использования тоннельной печи для хлеба следующие:

поточность производственного процесса (массовое производство хлеба и других кондитерских изделий);
механизация тестовых заготовок;
автоматизация выгрузки готовой продукции;
максимально благоприятное распределение теплоты за счет воздействия нескольких точек тепла;
контроль за уровнем влажности и теплом автоматический;
можно наблюдать за протекающим процессом, обеспечивая дополнительный контроль.

Как правильно выбрать?

При выборе устройства отталкиваются от типа топлива, которое потребляет печь:

Нефтепродукты, такие как солярка, могут использоваться для крупных печей в условиях массовых производств. Но чаще нефтепродукт применяется при работе с непищевым сырьем, где актуально использование тоннельных печей.

Выбирать подходящее устройство следует, отталкиваясь от таких показателей:

скорость сжигания топлива (чем медленней протекает этот процесс, тем лучше);
уровень теплопотерь, КПД (коэффициент полезного действия);
уровень автоматизации системы;
размер зоны загрузки и выгрузки;
максимальное количество одновременно выпекаемой кондитерской продукции;
качество обработки паром (в некоторых моделях эта функция может отсутствовать);
автоматизация (в современных моделях есть возможность включить автоматическое центрирование поддонов, возможность самоочистки устройства);
наличие механического контроллера или сенсорного управления с максимальным содержанием информации (температура, скорость движения, другие показатели контроля).

Многие печи комплектуются дополнительным оснащением – контейнерами для загрузки, выгрузки продукта, его охлаждения.

Обзор моделей

Модель	Серия	Характеристики	Размер	Цена
Elcal	PTG 016	Сравнительно небольшая конструкция, разработка от польского производителя.

Производительность: 290 кг/ч

Источник тепла: газ, 4 горелки

Время выпечки: 5-20 минут

Мощность: 1.6 кВт

Производительность: 420 кг/ч

Источник тепла: электричество

Время выпечки: 5-60 минут

Мощность: 8.6 кВт

Источник тепла: электроэнергия

Время выпечки: 10-60 минут

Мощность: минимум 8.6 кВт

Длина выпечной ленты: 11 м

Источник тепла: электричество

Время выпечки: 10-60 минут

Длина выпечной ленты: 3.6 м

Температура: 270 градусов

Производительность: 300-550 кг/ч в зависимости от продукции

Источник тепла: природный газ

Время выпечки: до 60 минут

Производительность: 520-640 кг/ч

Источник тепла: электричество

Производительность: 220 кг/ч

Источник тепла: электричество

Производительность: 230-420 кг/ч

Источник тепла: природный газ

Время выпечки: до 60 минут

Источник тепла: природный газ

Время выпечки: 220-420 кг/ч

Мощность: 22 кВт

Большинство из представленных моделей относятся к профессиональному типу. Печи для домашнего использования обычно заказывают в компаниях, занятых сборкой оборудования и строенной техники для кухни.

Правила эксплуатации

Правила эксплуатации конкретной модели могут отличаться от остальных случаев. Общие правила можно перечислить следующими:

Во время использования печь должна быть под контролем оператора, пекаря или другого лица.
Загружать продукцию в печь и выгружать из нее можно только в защитных перчатках во избежание получения ожогов.
Контроль температур внутри печи и на разных ее участках приветствуется.
При очистке печи заброс топлива прекращают, выключают дутье и ждут остывания. Очистка осуществляется с помощью специализированных металлических щеток – ершей.
Во время чистки необходимо пользоваться перчатками и очками для защиты.
Каналы осматриваются с применением переносной портативной лампы до 36 В.
Период растопки печи наиболее опасен. До 80% поломок наблюдаются при растопке.
Правильность установки нагревательных трубок проверяют перед каждым включением, они должны быть под наклоном, как показано в схеме, предлагаемой производителем печи к устройству.
Котелок для испарений нельзя оставлять без воды.
Требуется чистка от накипи для котелка по мере его загрязнения.
Периодически требуется профессиональное обслуживание тэнов.
Контрольно-измерительные приборы должны полноценно освещаться, чтобы показатели, отражаемые с их помощью, были хорошо видны.

Перед тем, как начать использование тоннельной печи, необходимо подробно изучить инструкцию к эксплуатации. К работе с профессиональной печью допускаются только подготовленные люди.

Вывод

Тоннельные печи считаются одними из самых эффективных, хоть стоят они достаточно дорого, недешевые в обслуживании и ремонте. Эта разновидность печи более производительная, чем ротационный тип. Мини-моделей для обустройства крупной домашней кухни в продаже практически нет, преимущественно предлагаются крупногабаритные изделия длиной от 10 метров до 25 метров.

Производить с помощью тоннельной печи хлебопекарной можно все, что угодно, начиная от обычного хлеба и заканчивая заготовками для пиццы, лавашами, булочками.

Туннельная печь – проходная промышленная печь в виде закрытого длинного туннеля, внутри которого поддерживается высокая температура. Через нее проходит конвейер, обеспечивающий транспортировку изделий с заданной скоростью, нуждающихся в термообработке. Длина печи на различных производствах может доходить до 150-270 м.

Как устроена туннельная печь

Свое название печь получила в связи с внешним сходством с тоннелем. Через нее проходит конвейер с определенной скоростью, рассчитанной так, чтобы находящийся на нем груз за время перемещения с входа до выхода получил достаточную термическую обработку. Причем на разных участках тоннеля на него может оказываться различная температура.

Камера печи имеет вытянутую форму. Ее стенки делаются из металла или выкладываются из огнеупорного кирпича. Внутренний нагрев может обеспечиваться за счет электрических ТЭНов или сжигания топлива, такого как газ, уголь, мазут, дрова. Стенки камеры для экономии топлива могут утепляться.

Интенсивность нагрева в разных областях туннелей обычно отличается. При входе осуществляется постепенный нагрев, затем идет участок максимальной температуры, он является самым длинным. После него ближе к выходу начинается зона предварительного понижения температуры для исключения резкого охлаждения. Это позволяет медленно без скачков снизить температуру термообрабатываемого изделия. Такое деление не является правилом. Для многих изделий достаточно однородного нагрева на протяжении всей длины печи.

Рабочая температура внутри печи в зависимости от ее конфигурации может доходить от 100 до 2000°С. При этом скорость продвижения может быть отрегулирована так, чтобы продолжительность полного прохождения изделия через печь составляла от пары минут до 12-14 часов.

Туннельная печь может нагреваться несколькими источниками тепла расположенными вдоль нее, или оснащаться одной грелкой. В последнем случае поток горячего воздуха от единственного источника продувается от входа к выходу тоннеля вентилятором. При таком принципе работы температура по всей длине печи практически одинакова. Во многих случаях это неэффективно. Печи с таким устройством обычно используются только для выпекания хлебобулочных и кондитерских изделий, нагрев которых должен осуществляется сразу с высокой температуры.

Туннельные печи являются источником сильного нагрева. В связи с этим нередко при их монтаже предусматривается отбор горячего воздуха на выходе из тоннеля, и его перенаправление в систему отопления производственного помещения. Также теплый воздух может направляться на рекуперацию, то есть обратно задуваться на вход в тоннель. Это минимизирует расход топлива, однако сильно усложняет регулировку температуры. Возникает погрешность от необходимого параметра вплоть до 5-7°С. В связи с этим такая экономия нарушает технологический процесс. По этой причине рекуперация воздуха обычно применяется только для обжига кирпича сырца.

Преимущество туннельной печи над обычной

Данное оборудование является частью непрерывного производства. На многих предприятиях оно никогда не останавливается, за исключением времени на периодическое техническое обслуживание и чистку. Если обычные закрытие печи нужно после каждого цикла охлаждать, чтобы иметь возможность установить внутрь новые изделия для термообработки, то тоннельные полностью лишены такого недостатка.

При работе с ними существенно повышается производительность труда, кроме того обеспечивается более высокая безопасность. Дело в том, что часть конвейера на загрузку вынесена перед печью, поэтому даже при ручной загрузке изделия для термообработки не нужно подходить к горячей камере. Также не нужно тратить время на разгрузку. Все автоматически подается на следующую часть производственной линии.

Сфера использования туннельных печей

Туннельная печь в зависимости от конфигурации может использоваться для выполнения термообработки:

Продуктов питания.
Кирпича.
Цемента.
Древесины.
Труб и прочего металлопроката.
Керамической плитки.

В зависимости от того какое изделие обрабатывается, диаметр печи может существенно отличаться. В самые большие из них может заехать грузовой автомобиль. Меньшие имеют высоту от 15-20 см.

Печь для обжига кирпича

Это достаточно большие стационарные конструкции, применяемые для обжига строительных материалов. Они отличаются очень низкой скоростью прохождения конвейера, что обеспечивает длительную многочасовую термическую обработку. Стены печи выкладываются из огнеупорного или шамотного кирпича, так как степень нагрева внутри не позволяет их делать из металла. К примеру, печи для производства кирпича поддерживают температуру до +900-1100°С.

Печи для керамики

По сути, они очень похожи на печи для обжига кирпича, так как тоже рассчитаны на работу с глиной. Отличие между ними заключаются только в ширине конвейера, а также рабочей температуре. Она достигает порядка 1000–1250°С. Печи для керамики имеют более совершенную систему контроля температуры, так как в них обжигаются хрупкие изделия.

В таких печах обжигается:

Керамическая плитка.
Керамогранит.
Клинкерная плитка. . , унитазы.

Печи для металлопроката

Туннельная печь также является самым удобным оборудованием для быстрой термообработки стальных изделий. В зависимости от настроенной температуры, в них может выполняться:

В туннельных печах преимущественно обрабатывают длинномерный металлопрокат. Это трубы, уголки, полосы, рессоры.

Печи для хлебобулочного производства

Наиболее распространенными являются туннельные печи для хлебобулочных изделий. Они имеются в каждом крупном хлебокомбинате. Так как температура выпекания теста сравнительно невысокая, то стенки таких печей делаются из обычной стали. Это самая легкая и короткая туннельная печь. Их длина может составить 10-25 м.

При их использовании осуществляется непрерывное выпекание:

Хлеба.
Булочек.
Лаваша.
Пиццы.
Пампушек.
Ватрушек и т.д.

Так как внутри печей находятся продукты питания, то крайне важен используемый в них источник нагрева, не дающий неприятный запах. Обычно это газовая горелка или расположенные по периметру электрические ТЭНы. Очень редко можно встретить дровяную туннельную печь, рассчитанную на работу со сравнительно легкой выпечкой, такой как лаваш или пицца. Это сложное в обслуживании оборудование, но оно дает выпечке дровяной запах, поэтому все же пользуется спросом, в особенности за рубежом.

Для кондитерского использования

Это практически копия оборудования для хлебобулочных изделий, за тем исключением что имеет меньшие габариты и длину. Это обусловлено менее продолжительной обработкой кондитерских изделий. В таких тоннелях выпекают печенья, рогалики, пирожные, вафельные стаканчики для мороженого.

Данная туннельная печь оснащается очень точной системой регулировки температуры. Это край важно, так как мелкие кондитерские изделия могут подгореть, если их термообработка происходит на несколько градусов горячее. Внутри печей может находиться парогенератор для увлажнения воздуха, так как без этого осуществляется пересыхание и образование твердой корки на кремах.

Печь для древесины

Это большая длинная и вместительная туннельная печь, обеспечивающая сравнительно небольшой нагрев в 185−230°С. Она используется в качестве быстрой сушильной камеры. Пропущенный через такую печь пиломатериал становится термодеревом. Он приобретает более высокую прочность, в 15 раз выше, чем обычная сухая древесины. Кроме этого после термообработки пиломатериал набирает темный или благородный янтарный оттенок.

Типы конвейеров внутри туннельной печи

Удобство использования и надежность туннельной печи во многом зависят от работы горелок или ТЭНов, систем терморегуляции и вентиляции. При этом не менее важным элементом выступает система транспортировки изделий.

Печь может оснащаться следующими видами конвейеров:

Пластинчатый.
Подвесной.
Роликовый.
Тележный.

Пластинчатый является самым удобным решением для подачи хлебобулочных и кондитерских изделий. Он имеет высокую плотность между составными элементами, поэтому под него не падают мелкие крошки, печенье, что существенно облегчает уборку трубы печи после остановки.

Подвесные транспортировочные механизмы практически не встречаются. Они применяются только для выпекания вафельных стаканчиков для мороженного, и то на очень старых печах.

Роликовые являются самыми удобными для транспортировки внутри печи труб и прочего металлопроката, древесины для сушки. Встречаются печи для хлебобулочных изделий с таким приводом, но это не лучшее решение для пищевой промышленности, если не планируется использование противней.

Тележные конвейеры применяются на заводах по производству плитки, кирпича и прочих керамических изделий. Их преимущество в большой производительности и минимальной встряске перевозимых изделий, что важно, так как до обжига они обладают низкой механической стойкостью.

Наращивание темпов строительства и конкуренция между производителями строительных материалов на рынке Узбекистана вызывает необходимость увеличения количества и улучшения качества строительного кирпича. Решению этой задачи можно достичь путем усовершенствования системы управления технологическими процессами сушки, обжига, производственного цикла получения кирпича. Именно во время прохождения обжига и сушки формируются свойства продукции, которые определяют качество продукции. Оно включает в себя как измеряемые механические и гидрофизические показатели (прочность, морозостойкость и водопоглощение), так и визуальные дефекты (трещины, оплавление, пережог). Обжиг и сушку следует рассматривать как многостадийных тепло и массообменных процессов, которые сопровождаются фазовыми и химическими превращениями сырья.

Технологических процесс, получения кирпича проводят преимущественно в туннельных печах, характеризуется распределением температуры газовой среды (температурное поле) и садки изделий, нестабильностью свойств полуфабриката, а также невозможностью контроля свойств керамического материала в период его длительного (до 120 часов) пребывания в печи, в режиме реального времени. Отсутствие обоснованных рекомендаций для выбора оптимального температурного поля с учетом качественных показателей готовой продукции, изменения свойств входных материальных потоков, состояния технологического оборудования обуславливают необходимость создание математической модели процесса, её оптимизации и совершенствование автоматизированной системы управления.

Создание системы управления процессом обжига керамического кирпича в туннельной печи, которая содействует повышению качества готовой продукции путем предупреждения возникновения аварийных ситуаций, внесения упреждающих воздействий, полученных в результате прогнозирования характеристик изделий и определения оптимального температурного поля в условиях нестабильности полуфабриката.

Туннельная печь — это тепловая установкой непрерывного действия, в которой садка изделий передвигается по длинному прямолинейному обжиговому каналу навстречу теплоносителю. Движение изделий по печи происходит за счет проталкивания в обжиговый канал нового вагона через определенное время, которое называется интервалом проталкивания. Механизм, толкающий вагоны называют толкателем. На входе и выходе печь оборудована механическими шторами для устранения подсоса воздуха в обжиговый канал. Между входной шторой и зоной нагревания находится форкамера длиной в один вагон. Эта конструктивная особенность печи предназначена для предотвращения нарушения температурного режима печи при заталкивании новых изделий. Вагон сначала заталкивают в форкамеру, при этом штора между ней и зоной нагревания опущена. После закрытия входного отверстия, выходную штору форкамеры поднимают и проталкивают вагон уже непосредственно в печной канал.

Канал печи условно делится на позиции, длина которых равняется длине печного вагона, то есть количество позиций равно числу вагонов, находящихся на обжиге.

При выборе типа садки учитывают конструкцию и размер обжигового канала, типа изделий, топлива и метода его сжигания, конструкцию горелочного оборудования.

Структурную схему производство керамического кирпича, можно представить в виде цепью взаимосвязанных технологических процессов (стадий). [1] Рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема производства керамического кирпича

Компоновка шихты. Сырьевые компоненты шихты (смеси глин и примесей, смешанных в определенных соотношениях) доставляются в глинозапасник, откуда грейферным краном перемещаются в бункера отдельных ящичных питателей, которые осуществляют равномерную подачу и объемное дозирование компонентов шихты. Дозирование регулируется высотой подъема шиберов и скоростью лент питателей, которые определенным образом рассчитываются.

Отдозированные компоненты шихты подаются в ножевую дробилку, где осуществляется их предварительное измельчение. Далее шихта проходит стадию переработки, которая проходит в соответствующем цеху. В нем расположены бегуны мокрого помола, вальцовые мельницы грубого и тонкого помола, глиномес. В бегунах мокрого помола происходит измельчение, смешивание, растирание, увлажнение шихты водой, раздавливание и продавливание ее сквозь плиты с отверстиями, установленными в зоне измельчения. Максимальный размер частиц шихты после бегунов составляет 50мм. Тарельчатый смеситель, установленный под бегунами подает шихту на ленточный транспортер, доставляющий ее в вальцовую мельницу. В нем осуществляется первичный помол и растирание шихты. В результате этой переработки размер частиц не превышает 3–5 мм. После первичного помола шихта ленточным транспортером подается на вторую вальцовую мельницу. Проходящие в нем процессы аналогичны проходившим в предыдущем аппарате, но максимальный размер частичек шихты составляет уже 1мм. [2]

После такой переработки шихта поступает в глиномес. Здесь проходит интенсивное перемешивание, усреднение и дополнительное увлажнение шихты до заданной формовочной влажности. В зимний период, при необходимости, проводится подогревание керамической массы паром. В камере глиномеса шихта уплотняется и продавливается сквозь отверстия решетки. Далее она подается в питатель, а оттуда — на формовку в червячный вакуум-пресс.

Формовка. Керамическая масса перемещается в корыто блока, в котором пропаривается и лопастями проталкивается в переходную часть. В ней лопасти, замененные на систему червяков, проталкивают подготовленную массу сквозь конусные выходные отверстия. Ножи разрезают массу на пластинки, которые подаются в вакуум-камеру для деаэрации. Оттуда они, сквозь питательные валки, поступают в червячную камеру, где набором червяков продавливаются сквозь мундштук, установленный на головке пресса. Таким образом, получают брус в виде непрерывной ленты. [3]

Нарезание. Внутри мундштука на специальной скобе монтируют керны, которые образовывают сквозные отверстия в брусе. Непрерывная лента бруса нарезается на сырец — изделия, укладываемые на сушильные вагонетки и поступающие в туннельные сушилки.

Сушка. Теплоносителем служит воздух, поступающий из зоны охлаждения туннельной печи. Продольная циркуляция теплоносителя в системах сушилки обеспечивается вытяжными вентиляторами, отводящими отработанный теплоноситель. Регулирование его количества осуществляется с помощью вмонтированных у перекрытия сушилки заслонок. Часть теплоносителя из сушилки отбирается передвижными вентиляторами, обеспечивающими его циркуляцию в поперечном направлении каналов агрегата, равномерно обдувая сырец. Сушка предназначена для удаления излишка влаги из сырца, показателем чего выступает относительная остаточная влажность сырца на выходе из агрегата. Согласно технологическому регламенту производства, значение этой переменной находиться в пределах 1,5–3 %. [4]

Вагонетки с высушенным сырцом вытягиваются из сушилки и направляются на перегрузочную базу. Здесь происходит перекладывание сырца на печные вагоны. Конструкция, которая получается вследствие этой операции, называется садкой кирпича. Загруженные вагоны перемещают к печи, где они проходят обжиг.

Процесс обжиг последний и самый ответственный в производстве кирпича, так как именно во время него окончательно формируются свойства изделий, определяющие понятие «качество». Оно включает как измеряемые механические и гидрофизические показатели (прочность, морозостойкость и водопоглощение и т. п.), так и визуальные дефекты (трещины, оплавление, пережог и др.).

Цикл обжига состоит из периодов нагревания, выдерживания в области высокой температуры (спекания) и охлаждения, каждый из этих периодов характеризуется определенными физико-химическими процессами, которые проходят в керамической массе. Конечные свойства изделий зависят от правильности протекания этих процессов, для чего необходимо придерживаться четких требований к температурному режиму и продолжительности обжига на каждой позиции печи.

Таким образом, туннельная печь условно делится на 3 зоны: нагревания, обжига и охлаждения. Зона нагревания предназначена для окончательного высушивания изделий и нагревания их до температуры газовой среды зоны обжига. Зона нагревания состоит из трех участков. На первом, расположенном после форкамеры, начинается сушка сырца на только что введенных печных вагонах теплом отработанных дымовых газов, которые уже прошли другие участки этой зоны (рис. 1.). На втором участке с обеих сторон канала расположены отверстия для вывода из печи дымовых газов. На третьем — происходит нагревание изделий дымовыми газами и продуктами сжигания топлива, которые поступают из зоны обжига.

Зона обжига делится на два участка: малого и большого огня. На участке малого огня происходит интенсивное нагревание полуфабриката теплом дымовых газов, которые поступают от участка большого огня, а также теплом топлива, сжигаемого в горелках этого участка. Горелки объединены в горелочные группы, расположенные на каждой позиции зоны обжига. В зоне большого огня изделия выдерживаются при максимальной температуре.

Зона охлаждения условно делится на зоны быстрого и окончательного охлаждения. Внешний воздух в зону охлаждения подается через отверстие в своде и каналы в выходе печи специально установленным вентилятором. Воздух, подаваемый в туннель из окружающей среды, двигается вдоль него, охлаждая кирпич. В обеих стенах зоны охлаждения сделаны отверстия, через которые нагретый воздух выводится из канала обжига в канал нагревания, и нагнетается в сушилку.

Ладанюк А. П., Трегуб В. Г., Кишенько В. Д. Управление технологическими комплексами в компьютерно-интегрированных системах // Проблемы управления и информатики. – 2002. – № 2.
Ярощук И. В., Остапенко Ю. А. Экспериментальное исследование обжига кирпича в туннельной печи для создания математического обеспечения системы управления // Сб. трудов VIII междун. научно-технич. конф. «Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века». – Том З. – Донецк: ДонГТУ, 2001.
Технологический регламент производства керамических камней и кирпича на заводе керамических стеновых материалов. Утв. директором комбината строительных материалов. — К., 1994. – 63 с.
Машиностроительная керамика / Гаршин А. П., Гропянов В. М., Зайцев Г. П., Семенов С. С. — СПб: ГТУ, 1997. — 726 с.

Основные термины (генерируются автоматически): зона нагревания, зона охлаждения, керамическая масса, керамический кирпич, вальцовая мельница, готовая продукция, ленточный транспортер, мокрый помол, обжиговый канал, оптимальное температурное поле.

Печь для обжигания глины – это основной прибор гончарного производства и домашней мастерской. Глиняные изделия, прошедшие процесс обжига становятся прочными и приобретают определенный цветовой оттенок.

Но для достижения результата важно выдержать определенный температурный режим и длительность воздействия высокой температуры на материал поделок или посуды. После этого эластичный материал приобретает прочность камня.

Процесс длительный, выбор времени закаливания зависит от толщины стенок изделий, мощности теплового агрегата и других факторов. Перед началом работ по производству такой печи требуется знание нескольких теоретических моментов.

Устройство

Независимо от того, делаете ли вы печь для керамики из бочки или используете промышленный вариант, каждая конструкция выполняется из нескольких, основных частей:

Наружный корпус агрегата может изготавливаться из нержавеющей стали или старого холодильника. Его главная задача – создание силового каркаса вокруг внутренней топки и жарочного шкафа. Стальные конструкции не конкуренты кирпичным корпусам, которые прослужат долгое время. Для изготовления стального наружного корпуса используем сталь, толщина листа от 2 мм.
Внутреннего слоя теплоизоляции. Для этого используют шамотный кирпич или другой теплоизоляционный материал, способный выдержать температуру нагрева свыше 2000. От теплоизоляционных качеств этого слоя зависит производительность аппарата и потери тепла.
Слой теплоизоляции между внутренним слоем и корпусом печи. Используют минеральную, базальтовую вату, перлит. Не рекомендуется использовать листовой асбест. При высокой температуре материал выделяет вредные для человека вещества.
Камеры для закладки глиняных изделий и нагревательных элементов. Для электропечей используются спирали из нихрома или воздушные Тэны. Эти устройства устанавливаются в пазы, которые выбраны в шамотном кирпиче. Нихромовая проволока – это оптимальный вариант для электропечей. Для газа устанавливаются газовые горелки.

Принцип работы

Печи для обжига керамических изделий, независимо от вида топлива работают по определенной схеме:

подсушенные на воздухе глиняные изделия помещаются в полость для их укладки. Крупные изделия располагаем внизу и как пирамиду размещаем остальные игрушки или тарелки;
дверца печи плотно закрывается и постепенно повышается температура в печи. Сначала доводим ее до 150 0 -200 0 ;
после предварительного 2 часового подогрева деталей температура повышается до 350 0 -400 0 ;
спустя 2 часа увеличиваем температуру еще на 200 0 и так доводим нагрев до 900 0 ;
выключаем нагревательные приборы или тушим пламя в печи и оставляем изделия постепенно остывать. Дверца должна быть всегда закрыта, вплоть до извлечения готовой керамики.

Равномерное и постепенное остывание делает керамику прочной и долговечной. После всего этапа обжига можно приступать к нанесению слоя глазури или другой декоративной отделки.

Важно! Используя печь для запекания полимерной глины, мы добиваемся объемности изделий и придания им дополнительной привлекательности. Цветочный букет, прошедший закаливание будет выглядеть как настоящий.

Виды и типы

Такие печи подразделены на несколько групп.

с высоким уровнем нагрева деталей – рабочая температура 2000 0 ;
со средним уровнем обогрева – детали нагреваются до 1400 0 ;
слабомощная печь разогревается до 900 0 ;
агрегаты для использования в домашних условиях или обжига мелких деталей. В них изделия разогреваются до 500 0 .

колпаковой формы – применяются на промышленных производствах для серийного выпуска изделий и закаливании объемных керамических деталей;
трубчатой – обеспечивают равномерный прогрев всего отсека закаливания керамики;
камерной – подойдет для промышленности, но для кустарного гончарного производства лучше использовать муфельную конструкцию.

Промышленные печи должны изготавливаться только из качественных огнеупорных и жаростойких материалов, с пониженным значением теплопроводности и способных выдержать нахождение в агрессивной среде долгий период.

Газовая печь для обжига керамики с шамотным кирпичом – такая конструкция не пользуется популярностью. Шамот заменен на современные материалы.

Все качества важно учитывать при выборе промышленной печи и разрабатывая конструкцию самодельной.

Дровяная печь для обжига керамики своими руками

Дровяная печь для обжига керамики своими руками – несложная работа. Такие конструкции можно выложить из кирпича или изготовить из старой трубы. Рассмотрим вариант использования стальной 200 литровой бочки. Весь процесс разбит на несколько этапов.

Материалы и инструменты

Предварительно заготавливаем необходимый материал и инструменты:

шамотный кирпич или другой теплоизоляционный материал для обкладывания внутренней части печи;
старая 200 л бочка;
отрезки арматуры для изготовления решетки, на которую укладываем керамику;
шамотная глина и песок для замешивания раствора;
строительный уровень;
мастерок, кирочка и другой инструмент каменщика;
болгарка с кругами по камню и стали;
сварочный аппарат и средства защиты;
огнеупорный старый кирпич для изготовления фундамента.

Только заготовив материал и приготовив весь набор инструмента можно начинать делать печь для обжига глины своими руками из стальной бочки.

Инструкция по изготовлению

Предлагаем посмотреть видео-инструкцию, а ниже пошаговое описание процесса:

До начала работы выбираем место для установки печи и ее эксплуатации:

Лучше работать на улице, поэтому отсыпаем на выбранном участке слой щебня и песка.
Выкладываем ровным слоем огнеупорный кирпич. Стараемся положить слой ровно, это важно для нормальной работы оборудования.

Туннельные печи были изобретены давно, с тех времен, когда человечество научилось правильно обжигать глину. Но в современном виде, такие механизированные установки появились относительно недавно.

Некоторые материалы и сырье, в процессе своей термической обработки, требуют выдержки определенных температурных режимов, меняющихся в ее процессе. Туннельная печь – это устройство, которое предоставляет такую возможность.

Устройство

По своему устройству, эта установка сильно напоминает железнодорожный туннель. Отсюда и произошло ее название. Обрабатываемые материалы и сырье перемещаются внутри печи с помощью специальных вагонеток на рельсах, конвейерной ленты с электроприводом или ручных тележек. В нескольких зонах туннельной печки они подвергаются воздействию различных температур.

Конструкция печь представляет собой кирпичную, либо металлическую камеру вытянутого типа. Длина ее может быть различной, в зависимости от выполняемых задач и типа установки. В качестве топлива могут применяться:

Подача топлива в камеру сгорания происходит с помощью специальных нагнетателей. Разогретый воздух поступает в рабочее пространство печи. В зависимости от режима работы, характеристики и назначения установки температура воздушной смеси может быть различной, от 100 до 2000 градусов Цельсия. Весь туннель можно разделить на три основные зоны:

Нагрева сырья и материалов.
Основной обработки.
Охлаждения готовой продукции.

Принцип работы

Вагонетка, либо конвейер с обрабатываемым сырьем постепенно проходит через все технологические стадии, предусмотренные туннельной печной установкой. Нагретый до нужной температуры воздух встречается с продуктом или сырьем и начинает его обработку.

Время термической обработки материалов и сырья может колебаться от десятков минут (в пищевой промышленности) до десятков часов (при обжиге и сушке кирпича). На выходе получается готовое изделие, которое подверглось плавному нагреву, основной обработке и последующему охлаждению.

Виды и назначение

По своему строению и функциональному назначению печи туннельного типа очень сильно различаются. Существуют громоздкие кирпичные конструкции для обжига кирпича, вращающиеся клинкерные цементные печи, выполненные в виде огромной металлической трубы.

Также есть компактные стальные печи для кондитерских и хлебобулочных изделий, мощные энергоемкие установки для термической обработки стали, а также небольшие агрегаты для керамических изделий и глиняной посуды.

Обжиг кирпича и цемента

Свое наибольшее применение нагревательные установки туннельного типа получили в производстве строительных материалов – кирпича и цемента. Клинкерная вращающаяся печь для производства цемента представляет собой огромные трубы, длиной до 230 метров, открытые с торцов и вращающиеся со скоростью 1 – 1.5 оборота в минуту. Печь устанавливается под небольшим наклоном к горизонту в 3 – 4 градуса. В таком устройстве выделяют 6 зон, таких как:

Процесс спекания цемента протекает после загрузки в приподнятую часть сырья, а с нижней части подается топливо в виде смеси воздуха и горючего. Готовый продукт ссыпается в специальное холодильное устройство.

Туннельные печи для обжига кирпича представляют собой галерею с вагонеткой, ручной тележкой или конвейерной лентой. Стены и свод такого агрегата выложены из огнеупорного шамотного кирпича. Снизу или сверху поступает нагретый воздух, а в противоход ему происходит газо- и дымоудаление.

Количество подаваемого тепла и отводимого остывшего воздуха регулируется с помощью системы специальных шиберов или заслонок. Сырой кирпич сначала подогревается, потом происходит его обжиг, а затем охлаждение. Температура при обжиге кирпичных изделий внутри основной камеры установки может достигать 900 градусов Цельсия. После этого тележка с кирпичами отправляется в сушильную камеру, которая работает на выходящих их печи нагретых газах. Она конструктивно совмещена с печью.

Обжиг керамических изделий

Для изготовления изделий из керамики применяются устройства, похожие на кирпичные туннельные печи. Размер таких конструкций меньше, что обусловлено небольшими объемами выпуска керамической и глиняной продукции. Сам принцип функционирования таких печей многим повторяет процесс обжига и сушки кирпича.

В металлургической промышленности

В термической обработке сталей и сплавов туннельные печи применяют для отжига и нагревания металлических деталей перед другими процессами нанесения покрытий. Также в подобных агрегатах происходит закалка изоляторов для нужд электротехнического производства.

Производство хлебобулочных изделий

В хлебобулочном производстве применяют металлические туннельные печки, выполненные в форме вытянутого короба и снабженные конвейерной подачей выпекаемого продукта. Внутри такого агрегата находятся горелка, пароувлажнитель, конвейерная лента, система вытяжки, а также механизмы регулировки подачи тепла в разные отсеки печи.

Размеры их составляют от 10 до 25 метров, используются они на хлебозаводах, в домашних мини-пекарнях применять такие установки экономически невыгодно. Работают они на природном газу или электрической энергии, как наиболее безопасных для пищевой промышленности видах топлива. Гораздо реже применяются мазутные установки.

Выпечка кондитерских изделий

Кондитерские туннельные установки практически полностью аналогичны хлебобулочным печкам, с той разницей, что они обладают меньшими габаритами и более точными температурными режимами выпечки. В кондитерских изделиях используются различные кремы, что требует точной настройки температуры внутри печи, а также меньшего времени их обработки.

На что следует обратить внимание при выборе?

Выбирать печь туннельного типа для нужд своего производства следует, исходя из вида топлива, на котором она будет эксплуатироваться, предполагаемой мощности и количества производимого продукта.

Чтобы точно соблюдать технологические режимы, необходимо тщательно ознакомиться с технической документацией на изделие, какую температуру и какое время печь может выдавать, насколько быстро или медленно происходит та или иная стадия обработки сырья или продукта. Следует учитывать и финансовые возможности предприятия, а также прогнозируемый срок окупаемости нового оборудования.

Главным российским производителем туннельных печей для пищевой промышленности являются фирмы ТПК и Шебекинский машиностроительный завод.
Иностранными фирмами производятся такие аппараты, как Gostol (Словения), Mondial Forni (Италия), Макиз Минел (Сербия), Elcal (Польша).

Установки для производства строительных материалов собираются на месте их эксплуатации и серийно не выпускаются. Но существуют предприятия, которые занимаются проектированием и возведением таких туннельных печей.

Стоимость агрегатов для производства кирпича и цемента сложно оценить, так как это индивидуальные проекты, которые выполняются под конкретного заказчика и собираются на месте будущего производства. Цена такой установки и сборки из материалов исполнителя может достигать 600000 долларов США.

Печи туннельного типа, применяемые в хлебобулочной и кондитерской промышленности, изготавливаются в типовых вариантах. Так российские устройства ТПК стоят порядка 600 – 900 тысяч рублей, а иностранные Gostol, Mondial Forni, Elcal доходят в своей цене до 100000 евро.

Вывод

Туннельные печи нашли широкое применение во многих отраслях экономики современной России. Это удобные автоматизированные и механизированные агрегаты, способные справляться с термической обработкой различных материалов от загрузки сырья до выхода готового продукта. Но подобные установки экономически целесообразно применять только на больших предприятиях, ввиду их высокой стоимости и сложности в ремонте и техническом обслуживании.

Читайте также: