9. Budowa i przykłady zastosowania wybranych urządzeń termicznych - piece obrotowe, piece szybowe.
Piece szybowe
Zastosowanie: W przemyśle ceramicznym piece szybowe stosuje się głównie do otrzymywania wapna palonego, prażenia glin i łupków ogniotrwałych oraz otrzymywania klinkierów magnezjowych i dolomitowych.
Budowa: Piece szybowe mają kształt pionowej rury o przekroju kołowym(piece przesypne) lub eliptycznym(piece długopłomienne), rzadziej prostokątnym. Średnica pieców krótkopłomiennych wynosi 1,5-3,0 m, długopłomiennych o przekroju kołowym 1,7-2,2 m, w piecach o przekroju eliptycznym 1-2 i 2-4 m. W przekroju pionowym ściany szybu są równoległe lub lekko pochylone górą ku sobie (6-8o). Wysokość szybu wynosi od 6 do ponad 20 m. Szyb jest wymurowany w środku materiałami ogniotrwałymi. Grubość obmurza pieca w strefie ogniowej osiąga 450-800 mm (połowa to warstwy termoizolacyjne). Z zewnątrz piece wymurowane są cegłą budowlaną z wzmocnieniem opaskami stalowymi (co 1-2 m) lub płaszczem stalowym z blachy o grubości 8-16 mm. U góry szybu znajduje się pomost załadowczy. Urządzenia zasypowe wyposażone są w odbojniki, rozgarniacze lub obrotowe rękawy. Dno szybu zamyka urządzenie wyładowcze, najczęściej stożkowy ruszt obrotowy, płaski ruszt posuwisto - zwrotny lub rynna wibracyjna. Urządzenia wyładowcze wyposażone są w śluzy. W piecach przesypnych na ich obwodach na różnych wysokościach rozmieszczone są otwory wziernikowe i włazy. W ścianach szybów pieców długopłomiennych zabudowane są jeszcze paleniska. Dla tych palników wykonywane są komory spalania lub do szybu wprowadzane są lance palnikowe w konsoli ochronnej. W piecach do wypalania kamienia wapiennego stosuje się również palniki typu belkowego przechodzące na wskroś szybu i słupa wsadu.
Piece obrotowe
Zastosowanie: W ceramice do otrzymywania klinkieru cementowego, prażenia kamienia wapiennego i gipsowego, prażenia i spiekania surowców ogniotrwałych: glin i kaolinów, palonek wysokoglinowych, klinkierów i koklinkierów zasadowych.
Budowa: Instalacja pieca obrotowego to układ współpracujących ze sobą zespołów obejmujących:
-urządzenia przygotowujące i podające wsad
-zewnętrzne wymienniki ciepła
-właściwy piec obrotowy
-chłodnik wypalonego produktu
-urządzenia przygotowujące i podające paliwo
Sam piec obrotowy to cylindryczny, wydłużony walczak stalowy z blachy o grubości 10-40 mm, posadowiony pod kątem 1-50 na podporach i obracający się z szybkością 0,25-2,0 obr/min. Podpory zaopatrzone są w chłodzone wodą rolki wspornikowe, na których poprzez pierścienie toczne zamontowane na pancerzu. Wnętrze pieca - wyłożenie ogniotrwałe. Podpory wyposażone są w roli oporowe. Napęd pieca z ciągłą regulacją prędkości obrotowej przekazywany jest od silników przez przekładnie zębate na zębaty wieniec, zamontowany przy pomocy sprężystych płyt stalowych na bębnie pieca, w jego środkowej części. Górny koniec bębna wchodzi do głowicy zasilającej. Głowica odbiorcza to skrzynia z blachy stalowej. Wymiary pieca: długość 1,8-2,0 m, przy średnicy wewnętrznej1,8-2,0 m do nawet powyżej 200 m i średnicy wewnętrznej 4,0-6,6 m. Średnica pieca może być identyczna na całej długości lub zmienna.
10. Kształtowanie na etapie projektowania oraz wytwarzania wysokiej trwałości elementów maszyn technologicznych narażonych na intensywne zużywanie.
-w dziedzinie konstrukcji - przez należyty dobór materiałów i ich kształtów do obciążeń, kształtowanie nacisków jednostkowych, dobór materiałów i tworzyw na pary trące,
wyeliminowanie tarcia suchego, szerokie stosowanie odpowiednich uszczelnień , zapewnienie
odpowiedniej temperatury;
-w dziedzinie technologii - przez wybór optymalnego rodzaju obróbki, kształtowanie
optymalnej warstwy wierzchniej, wybór właściwej obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej,
prawidłowy montaż i regulacje;
Wzrost wymogów charakterystyk technicznych wymusza zwiększenie odporności materiałów na działanie czynników fizycznych, chemicznych i zużyć od obciążeń. W związku z tym stosuje się lepsze materiały lub zwiększ odporność warstwy wierzchniej.
Materiały o dużej wytrzymałości, małym przewodnictwie cieplnym, dużej zdolności do
umocnienia podczas obróbki plastycznej są materiałami trudno obrabialnymi. Z tego powodu czasami trzeba stosować materiały gorsze o lepszej obrabialności.
Algorytm kształtowania własności powierzchni:
1. Dobór rodzajów i wartości liczbowych własności użytkowych dla znanych parametrów fizycznych, chemicznych i przewidywanych obciążeń;
2. Dobór wartości liczbowych poszczególnych cech warstwy wierzchniej dla założonych własności użytkowych;
3. Dobór takich sposobów obróbki zapewniających uzyskanie zakładanych cech warstwy wierzchniej oraz dobór parametrów przewidywanych zabiegów obróbczych;
4. Wybór sposobu obróbki, zapewniającego najniższe koszty wytwarzania oraz możliwego do
zrealizowania w zakładzie przemysłowym przewidzianym do wytwarzania elementów;
5. Badania jakościowe zespołu wytwarzanego według przyjętej technologii;
6. Korygowanie wartości liczbowych własności użytkowych (rezultat badań) i projektowanie
procesu technologicznego według punktów 2-5.