Садка кирпича в гофманскую печь

24.05.2018
Качество обожженного кирпича и производительность печи в значительной мере зависят от способа и точности выполнения садки сырца в печи. Это очень ответственная стадия работы, требующая к себе самого внимательного и продуманного отношения, а также знания свойств топлива и сырья.

Садка сырца может быть разделена на два вида:

1) садка топливных колодцев — мест, куда засыпается топливо и где происходит его горение;

2) заполнение пространства между топливными колодцами.

Садку сырца между топливными колодцами или, что то же, между двумя поперечными рядами топливных трубочек называют подсадкой или подводкой. Способ садки топливных колодцев зависит, главным образом, от свойств топлива и, в меньшей мере, от качества сырца и тяги в печи.

По высоте садка делится на основание и собственно садку. Основание как у топливных колодцев, так и у подсадки, одинаково. Загруженный в печь сырец должен иметь у пода систему каналов, которыми подается воздух для сжигания топлива. Ими же отводятся дымовые газы из рабочего канала печи в боров и трубу. Поэтому нижняя часть садки — основание — состоит из каналов продольных, поперечных и перекрытия.

Продольные подовые каналы получаются в основании садки в виде свободных промежутков при укладке ножек — опор для загруженного в печь сырца. Ножки (козелки) выкладываются в виде столбиков непосредственно на поду печи. В первом ряду по высоте ставят от двух до четырех кирпичей на ребро лентами вдоль печи (рис. 107 — расположение сырца в плане). На рисунке показана установка ножек в три кирпича (по ширине). Поверх первого ряда ножек, перпендикулярно им, укладывают два или три сырца (рис. 108, 2-ряд сырца — укладка парами). Далее снова в третьем ряду ставят на ребро два—четыре сырца, т. е. повторяют первый ряд. Четвертый ряд кладут как второй (рис. 109), но сдвинутый в бок так, что б перекрыть ножки, не оставляя промежутков между парами кирпичей. Промежуток их закладывают продольной лентой кирпичей вдоль печи; затем идет «елка» (рис. 110). Высота ножек определяется количеством рядов кирпича-сырца, поставленных на ребро до перевязки их (подробнее о высоте см. ниже).

Ножки по ширине печи устанавливают одну от другой на расстоянии примерно длины полукирпича. Сырец, служащий перевязкой, попадает на соседние ножки только четвертой частью своей длины. Просветы между ножками, перекрытые перевязкой, и есть подовые каналы для прохождения газов через садку в дымовой боров. Равномерный нагрев и охлаждение кирпича обеспечивается одинаковыми просветами между ножками по всей ширине печи. Этим же создаются нормальные условия для хода огня и правильного режима обжига. Подовые каналы должны быть сплошными и прямолинейными.

Против дымовых боровков в ножках оставляют разрывы, которые образуют поперечный канал. Таким образом обеспечивается свободный выход газов в боровки.

Поперечные каналы расположены у пода, как и продольные, но перпендикулярно им. Правильная установка ножек, прямолинейность и непрерывность каналов достигаются при помощи применяемых садчиком подовых поперечных деревянных реек с набитыми на них выступами, между которыми ставят ножки. После установки бумажного шибера ставить ножки нужно особенно осторожно и внимательно. Сквозь бумагу ножки не видны, поэтому трудно поставить их друг против друга. Применение подовой рейки устраняет эту трудность.


На рис.111 показано построение ножек (ряды 1, 2, 3 и 4).

Высота подовых каналов (высота ножек) зависит от сорта и качества применяемого топлива и в меньшей мере от величины тяги печи.

При высококалорийном топливе (каменном угле, антрацитовом штыбе) и сильной тяге достаточна высота ножек в 250—260 мм, т. е. равной высоте двух кирпичей, поставленных на ребро.

Малокалорийное многозольное топливо (торф-крошка и фрезерный, курной уголь, бурый уголь, различные отходы топлива и т. п.) вызывает необходимость укладки высоких подовых каналов даже при мощной тяге.

Высота ножек в этом случае доводится до 6—7 кирпичей, поставленных на ребро. Такими высокими подовыми каналами предотвращается возможность засыпания их полностью золой топлива; дымовые газы и воздух проходят свободно, обеспечивая нормальный режим обжига.

В практике обжига нередко бывает, что часть садки печи у наружной (полевой) стены очень медленно прогревается (середина садки накалена докрасна, а часть у наружной стены остается черной). Чтобы избежать неравномерного нагрева необходимо в местах отставания укладывать ножки на два кирпича выше. Тогда нагрев выравнивается по всей ширине, ускоряется прогрев и движение огня. В ату часть печи необходимо укладывать наиболее сухой сырец.

Перекрытие, уложенное на ножках, служит перевязкой им и основанием для выкладки обжигаемого сырца. Перекрытие производится сырцом, который укладывается перпендикулярно направлению ножек (рис. 111, 4 ряд). Кирпичи перекрытия концами своими опираются на верхние ряды ножек.

Между двумя такими кирпичами по ширине печи остается пустое пространство, которое как уже говорилось заполняется сырцом, положенным на ребро вдоль печи (рис. 111 а).
Садка кирпича в гофманскую печь

Сырец, идущий на ножки и перекрытие, должен быть высокого качества, наиболее сухой, без деформаций, трещин и выбоин. В противном случае он не выдержит давления верхних рядов и садка обрушится. Поверх перекрытия производится укладка топливных колодцев и заполнение елкой между ними. Топливные колодцы наиболее важная и ответственная часть садки.

Дрова и сухой крупный торф загружаются в сквозные колодцы в садке, выложенные сверху донизу без выступов.

Топливо мелкое (уголь, антрацит-семечко, штыб, фрезерный, торф и т. п.) сжигается в топливном колодце с колосниками из кирпича. Колосники выкладывают так, чтобы создать площадки,, на которых засыпаемое топливо могло бы задерживаться и сгорать. В этом случае садка имеет колосники с небольшими, недостаточно широкими зазорами. Для мелкого длиннопламенного топлива применяется садка, в которой узкие зазоры расположены в шахматном порядке сверху вниз. Колосник верхнего ряда соответствует зазору нижнего и т. п.

Каждый колодец, вообще говоря, должен быть сложен таким образом, чтобы затруднить просыпание топлива на под печи. Если колодцы будут выложены неправильно с большими зазорами, а топливо будет мелкое, то много горючего при засыпке в печь будет просыпаться на под. С каждой следующей засыпкой количество несгоревшего топлива на поду будет увеличиваться. Тяга печи уменьшится. На поду получится недожог кирпича — «черный кирпич». Несгоревший уголь смешивается с золой и пропадает. Получается повышенная потеря от так называемой механической неполноты горения.

Наоборот, при крупном топливе садка со слишком малыми зазорами недопустима. Большое количество топлива остается и сгорает в верхних рядах колодца, выделяя слишком много тепла. Обжиг протекает при ненормально высоких температурах в верхний части печи так, что иногда кирпич в верхних частях садки даже плавится, а внизу остается недожженным.

Вообще стараются создать такую садку, чтобы топливо во всех местах сгорало полностью и возможно более быстро. Топливные колодцы выкладывают так, чтобы они имели наибольшую площадь для горения топлива. На такой площади, подобно колосниковой решетке топок, можно поместить достаточное количество топлива, чем обеспечится быстрое движение огня и правильный режим обжига.

Правильная садка топливных колодцев дает возможность взварщику свободно наблюдать через трубочки за состоянием огня по всей высоте печи.

Особенно осторожно и внимательно должна производиться садка для местных малокалорийных видов топлива. Занимая большой объем, требуя много места, малокалорийное топливо обязывает обеспечить ему достаточную по объему топочную камеру для горения.


В работе, в особенности на малокалорийном и мелком топливе, хорошо себя зарекомендовала «немецкая» садка. Отличается она выкладкой топливных колодцев под трубочками. На перекрытии укладывается сырец, направленный длинной стороной вдоль печи, на расстоянии друг от друга в четверть кирпича — 65—67 мм (рис. 110). На этом ряду, уже длинными сторонами поперек печи, укладывается второй ряд в две ленты по краям сырца (рис. 112), 2—2). На эти ленты снова укладывается сырец так же, как и в первом ряду на перекрытие (рис. 113 К).

Ho здесь сырец кладут так, чтобы ряды, направленные вдоль печи, не попадали друг под друга. Свободному зазору верхнего ряда должна соответствовать площадь сырца нижнего ряда (рис. 114). Неправильная укладка показана на рис. 115. Таким образом принцип кладки четных рядов между собой будет по высоте одинаков. Так садка топливных колодцев производится от перекрытия до самого свода.

Мелкое топливо после засыпки равномерно распределяется на плоскостях сырца, поставленного на ребро. Получается достаточно большая площадь горения. Топливо лежит на сырце тонким слоем, что обеспечивает равномерное распределение тепла по сечению печи. Сырцу, на котором происходит горение, не угрожает пережог.

На заводах Украины очень часто применяется своеобразная садка топливных колодцев, которая получила название украинской (рис. 111). Ножки и перекрытие в садке кладутся обычным способом. На перекрытие ножек выкладываются ряды елки е, е1 е2. Для топливных колодцев оставляется пространство под трубочками которые перекрывают сырцом, уложенным на ребро (рис. 111). Свободный промежуток между рядами елки — меньше длины кирпича. Сырец, перекрывающий пространство, своими концами ложится на елку. Верхние ряды елки кладут на эти концы и зажимают их в садке. Колосники под трубочками выкладываются через два ряда в третий. Перекрывающие кирпичи обычно ложатся по два рядом, с зазором в четверть кирпича.

Благодаря тому, что через каждые два ряда в третьем в елку попадают концы колосников решетки, они мешают выкладке кирпичей в елку, ибо занимают часть места в ней. Приходится кирпичи, прилегающие к выступающим частям решетки, сильно скосить, чтобы все же уложить елку в три ряда по длине. Скошенные кирпичи (рис. 111, к). называются по этой причине «косулями».

Садка топливных колодцев по этому способу создает меньшую площадь для горения, чем немецкая.

Укладка сырца между топливными колодцами производится в обыкновенную рядовую елку. Ею заполняется все свободное пространство печи между топливными колодцами, как в высоту, так и длину и в ширину (не считая, конечно, ножек и перекрытия, на которые кладется елка).

Елкой этот вид садки называется потому, что верхний и нижний ряды сырца в такой садке скошены друг по отношению друга, как показано на рис. 111.

На перекрытие ножек елка кладется по направлению длины печного канала и несколько наискось (рис. 111, ряд е). В подсадке между двумя рядами топливных колодцев, в одной горизонтальной плоскости елка образует рядом лежащие наискось ленты. В ленте уложено 3—4 сырца по длине, т. е. обычное расстояние между осями трубочек в 4—5 кирпичей (длину одного кирпича занимает колосник). Таким образом удобное для кладки расстояние между трубочками составляет 260*4 = 1040 или 260*5 = 1300 мм. Первое расстояние выгоднее, ибо создает лучший и более равномерный прогрев садки, в особенности при обжиге короткопламенными видами топлива (антрацит, коксит).

На первый ряд, уложенный на перекрытие, кладется второй, также вдоль печи и также несколько скошенным: но уже в обратную сторону.

В дальнейшей кладке третий ряд повторяет первый, четвертый — второй и т. д. Таким образом в кладке елки все четные ряды направлены в одну сторону и расположены одинаково. Так же одинаково кладутся и нечетные ряды. При кладке елки важно соблюсти условия хорошего примыкания сырца к сырцу. Если это будет выполнено, то в елке образуются сплошные параллельные каналы, представляющие удобный путь для движения газов. В печи будет обеспечена хорошая тяга, успешное продвижение огня и равномерное омывание сырца с боков горячими газами — все, что необходимо для качественного обжига.

Если смотреть на садку елки сверху вниз (в вертикальной плоскости), то торец верхнего ряда должен совпадать с торцом нижнего. Это мероприятие обеспечивает наименьшее сопротивление движению воздуха (в зоне остывания) и горячих газов (в зоне обжига и подогрева), со всеми вытекающими отсюда последствиями. Зазор между кирпичами должен быть одинаковым. У наружной полевой стороны, если она отстает, елка кладется реже, чем в середине канала печи.

Зазор между косо поставленными рядами в елке оставляется в 15—25 мм, причем в верхней части елки к своду он должен быть меньшим. Благодаря этому дымовые газы в зоне подогрева идут больше низом, нежели верхом. При плохой тяге садка делается более редкой. В последнее время самое широкое распространение получила так называемая прямая садка (рис. 116). Ножки и перекрытие в ней обычного типа (ряды 1, 2, 3 и 4).

На перекрытие вдоль печи кладется сырец сплошными лентами (5 ряд). Между лентами оставляется небольшой промежуток; 6 ряд кладется перпендикулярно предыдущему в виде, опять таки, сплошных лент, но уже поперек печи. Зазор между лентами оставляют совсем малый, а под трубочками резко увеличивают. Этим путем создают ряд топочных решеток, как показано на рис. 116 буквой Т. Кладка топочных решеток напоминают немецкую садку.

Таким образом так называемая прямая садка отличается от немецкой укладкой елки. Собственно елки здесь нет, ибо сырец уложен прямыми лентами вдоль и поперек. Поперечные ленты, заменяя елку, увеличивают сопротивление движению газов, а продольные, наоборот, уменьшают его. В целом, сопротивление садки по сравнению с настоящей косой елкой меняется мало. Однако, в 1 м3 объема печи сырца вмещается больше. Это важное преимущество. Достигается оно за счет плотной кладки поперечных лент. Садка по этому способу дает возможность загрузить сырца в печь на 20 % больше, чем иные виды садки. Прямая садка требует большой аккуратности в укладке.

Для того, чтобы иметь возможность наблюдать накал кирпича по высоте (и распределение температур в печи) необходимо иметь хотя бы под некоторыми трубочками сплошные колодцы сверху до пода печи. Таких колодцев не предусматривается ни одним из разобранных видов садки. В практике их создают искусственно, устанавливая рейку («свечку») через трубочку свода до пода. По обе стороны рейки выкладывается топливная решетка. Вынув рейки, получим под трубочкой сплошной колодец сверху вниз.

Для средних по крупности видов топлива — крупного каменного угля, мелких дров, торфа размерами до 100 мм в поперечнике — практикой выработан особый вид садки — стыковой. Производится она так, что подтопочными трубочками между елками подсадки оставляется свободное пространство. Только на ножках двух рядом стоящих подсадок укладывается один ряд решетки для топлива. Сырец ложится друг от друга на расстоянии 65 мм (толщина кирпича) и своими длинными сторонами направлен вдоль печи. В образовавшееся пространство над этим рядом из елки выдвигают отдельные кирпичи до половины их длины (рис. 117с). Вторая половина сырца зажата в елке.

Такие выступающие половинки соседних подсадок создают топливную решетку, на которой происходит горение. Количество выступов и тем самым частоту решетки подбирают в зависимости от размеров кусков топлива. Относительно мелкое топливо требует более часто выступающих половинок — через каждые два—три ряда по высоте.

Как видно из рисунка, выступу одной подсадки соответствует впадина другой, и наоборот. Для относительно крупного топлива устанавливают выступающие части с промежутком в полкирпича (130—140 мм), перпендикулярно оси печи.

Существует еще один вид садки — у шиберов (бумажных ширм). Перед установкой шибера стенку подсадки из елки делают гладкой, чтобы к ней плотно прилегла бумага после подъема конуса. Следом за бумагой кладется елка, отступя на полкирпича по всей высоте печи. Из этой елки выпускают стыки, опять таки, в полкирпича, которыми новая подсадка упирается в шибер и находящуюся за ним елку соседней подсадки. Называется этот вид садки у шиберов — стыковая резовая садка.

На рис. 104 показаны волнистой линией четыре бумажных ширмы («бумаги» или шибера) между камерами 16 и 15, 15 и 14, 14 и 13, 13 и 12. Бумажные ширмы полностью отделяют одну камеру от другой и таким образом дают возможность создавать в каждой из камер №№ 13—16 любой режим подсушки сырца.

Ширмы отделяют зону шмаухования («на парах») от зоны окуривания («на дыму») и зону шмаухования от открытой рабочей части печи, в которой садят необожженный сырец.

Подключая камеру с высушенным сырцом после шмаухования на окуривание, ширму прожигают сверху через трубочки. Прожигают, опусканием через трубочки горящую бумагу или паклю и т. п.

Бумажную ширму («бумага» или шибер) ставят сейчас же после садки сырца у очелка. Тогда не образуется мертвых мест при просушивании сырца, т. к. воздух или дымовые газы при сушке проходят по всей длине через камеру, загруженную сырцом. Для уменьшения подсосов воздуха в зону шмаухования и зону окуривания необходимо бумажные ширмы ставить в каждой камере, т. е. после каждого очелка. Ширма устанавливается обязательно под трубочками для удобства наблюдения за ее состоянием и для прожигания.

Для ширм применяют рулонную плотную бумагу по возможности такой ширины, чтоб одной полосы хватило снизу до верху. Бумага для ширм должна быть достаточно мягкой, чтоб пристать во всех местах прилегания к садке.

Бумагу плотно примазывают к садке, стенам и своду по всему периметру поперечного сечения канала, чтоб не допустить подсосов, охлаждения сырца и снижения тяги в печи. Низ ширмы с этой же целью подсыпают золой из печи.

Инж. А.В. Ярошевский в своей брошюре «Подготовка кирпичного завода к сезону» (Изд. Гизместпром, 1946) рекомендует при недостатке шиберной бумаги заменять ее постоянными сворачивающимися кусками шибера. Шибер состоит из нескольких отрезков. Вместо бумаги устанавливают мешковину, пропитанную клейстером и окленную бумагой, брезентом или плотной материей. Всю площадь поперечного сечения печи разбивают на количество участков равное количеству трубочек в поперечном ряду печи (обычно 4 или 5) — рис. 118. Для каждого такого участка подготовляют отрезок оклееной мешковины с расчетом напуска около 15 см по высоте и ширине на соседний участок. Каждый из этих участков нашивают по средней линии на вертикально поставленную четырехгранную рейку. Во время обжига, при подходе огня к шиберу, через трубочку за верхний торчащий отрезок рейки материю наматывают на рейку и вынимают. Делая садку, вместо установки бумажной ширмы, через трубочки вставляют такие рейки с намотанной на них мешковиной. Мешковину разворачивают, соседние участки перекрывают напуском и хорошо во всех соединениях и касаниях с кладкой печи промазывают глиной. Как уже указано такую ширму не прожигают, а вынимают частями, намотанными на рейки через трубочки.

Некоторые затруднения встречаются при кладке сырца на поворотах канала печи (кривики). Здесь поперечные переходы печи иногда имеют меньшую ширину, чем две длинные части канала. Дымовые газы вдобавок стремятся двигаться на поворотах кратчайшим путем, только у внутренней стенки печи. Газы можно заставить равномерно двигаться по всему сечению печи, если подовые каналы и елку выложить у наружной стены реже, нежели у внутренней. Дымовые очелки на «кривиках» делают для этой же цели в наружных стенках камер.

Неаккуратная садка может легко нарушить нормальное течение обжига. Ее нужно производить под постоянным наблюдением и контролем взварщика (пальщика).

Перед садкой сырца обязательно нужно очищать дымовые очелки, так как засорение их уменьшает свободное сечение для прохода газов и увеличивает сопротивление их движению. Под печи также очень тщательно очищают от щебня и золы и выравнивают рейкой.

Загрузка сырца в печь раньше производилась обычно с влажностью не более 8%.

Однако проведенные в Украине работы показали, что в печи можно обжигать сырец с повышенной влажностью до 12—14%; это мероприятие дало резкое увеличение оборачиваемости сушил. Сырец повышенной влажности устанавливают в печи в верхние ряды садки.