Спосіб випалу керамічних штучних виробів та випалювальна піч

1. Спосіб випалу керамічних виробів (4), зокрема, цегли тощо, в якому у випалювальному каналі (1) випалювальної печі розмішують щонайменше одну пачку (41) керамічних виробів (4) так, що гарячі гази протікають через випалювальний канал (1) і через щонайменше одну пачку (41) керамічних виробів (4) у напрямку (11) їхнього головного потоку, при цьому рециркулююча частина гарячих газів всмоктується з випалювального каналу (1) через щонайменше один всмоктувальний отвір (21), стискається компресорним пристроєм (22) і потім нагнітається у випалювальний канал (1) через щонайменше один нагнітальний отвір (23), який відрізняється тим, що напрямок (11) співпадає з поздовжнім напрямком випалювального каналу (1), рециркулююча частина гарячих газів всмоктується поперек напрямку (11) головного потоку і потім нагнітається поперек напрямку (11) головного потоку, причому рециркулююча частина гарячих газів нагнітається перед всмоктувальним отвором відносно напрямку (11) головного потоку. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що рециркулююча частина гарячих газів нагнітається через нагнітальний отвір (23) з більшою швидкістю, ніж всмоктується через всмоктувальний отвір (21). 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що температура і/або вміст кисню, і/або витрата гарячих газів через компресорний пристрій (22) регулюється за допомогою клапана керування (31) на підвідному газопроводі (3) біля компресорного пристрою (22). 4. Спосіб за одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що у випалювальному каналі (1) за допомогою транспортного пристрою (5) 2 (19) 1 3 81421 4 9. Піч за п. 8, яка відрізняється тим, що переріз всмоктувального отвору (21) більший, ніж переріз нагнітального отвору (23). 10. Піч за пп. 9 або 10, яка відрізняється тим, що нагнітальний отвір (23) виконаний у вигляді декількох нагнітальних каналів (24). 11. Піч за будь-яким із пп. 8-10, яка відрізняється тим, що в напрямку (11) головного потоку гарячих газів послідовно розташовано декілька рециркуляційних пристроїв (2). 12. Піч за будь-яким із пп. 8-11, яка відрізняється тим, що має головний канал (12) підведення гарячих газів, причому протяжність головного каналу (12) підведення газів в напрямку (11) головного потоку менша, ніж просвіт випалювального каналу (1) в ширину. Винахід стосується способу випалу штучних керамічних виробів, зокрема, цегли, тощо, при якому у випалювальному каналі випалювальної печі розміщують щонайменше одну пачку керамічних штучних виробів, а напрям головного потоку гарячих газів, що протікають випалювальним каналом, співпадає з подовжнім напрямом випалювального каналу. У відомих подібних способах пачки штучних виробів на транспортерному пристрої транспортують через випалювальний канал, причому гарячі гази спрямовують через випалювальний канал протитечію. Для досягнення придатного розподілу температури, при якому термічні зони нагрівання, випалювання і охолоджування йдуть одна за одною, вздовж випалювального каналу потрібна велика кількість впускних каналів для підведення гарячих газів. Недоліком цього відомого способу є те, що штучні вироби випалюються нерівномірно, і, зокрема, сильніше випалюються вироби, розташовані в пачці вище, ніж ті, що знаходяться нижче. Крім того, сильніше випалюються вироби, розташовані по краях пачки, ніж ті, що знаходяться всередині неї. Внаслідок цього такі вироби після випалу мають різні фізичні властивості, зокрема, різну міцність. Мета винаходу полягає в тому, щоб створити спосіб названого у вступній частині типу, в якому усуваються відомі недоліки, скоротити необхідну тривалість випалу, досягнути максимально рівномірного випалу всіх штучних виробів у випалювальному каналі і одержати по суті однакові фізичні властивості всіх виробів після випалу. За цим винаходом це досягається тим, що рециркулююча частина гарячих газів всмоктується з випалювального каналу поперечно напряму їхнього головного потоку через щонайменше один всмоктувальний отвір, стискується компресорним пристроєм, а потім нагнітається у випалювальний канал через щонайменше один нагнітальний отвір. Перевага цього полягає в тому, що створюється потік гарячих газів поперечно напряму їхнього головного потоку, внаслідок чого значно поліпшується перемішування гарячих газів у випалювальному каналі. Крім того, підвищується витрата гарячих газів між нагнітальним отвором і всмоктувальним отвором, внаслідок чого поліпшується теплообмін між штучними виробами і гарячими газами, зокрема, за допомогою конвекції. Завдяки підвищеній витраті також поліпшується продуття вузьких проходів, внаслідок чого в цих проходах забезпечується обмін гарячих газів і може бути підвищено вміст кисню. Ще однією перевагою винаходу є те, що завдяки підвищенню вмісту кисню може бути забезпечене повне згоряння палива, вміщеного при необхідності в пачку. За одним варіантом здійснення винаходу може бути передбачено, що рециркулююча частина гарячих газів нагнітається через нагнітальний отвір із більшою швидкістю, ніж всмоктується через всмоктувальний отвір. Завдяки цьому біля нагнітального отвору досягається особливо хороше перемішування гарячих газів по всьому перерізу випалювального каналу. Крім того, можна ще більше поліпшити продуття проходів навколо пачки і/або штучних виробів. За іншим варіантом здійснення винаходу може бути передбачено, що рециркулююча частина гарячих газів нагнітається перед всмоктувальним отвором в напрямі їхнього головного потоку. Це забезпечує збільшення витрати гарячих газів між нагнітальним отвором і всмоктувальним отвором, причому завдяки цьому збільшенню маси рециркулюючої частини гарячих газів можна регулювати їхні фізичні властивості, зокрема, температуру, швидкість, вміст кисню тощо. При такому розташуванні масу рециркулюючої частини гарячих газів можна також вибрати більшою, ніж масу гарячих газів, що поступають у випалювальний канал перед нагнітальним отвором. За ще одним варіантом здійснення винаходу можна передбачити регулювання температури, і/або вмісту кисню, і/або витрати гарячих газів через компресорний пристрій за допомогою клапана керування, розташованого на підвідному газопроводі біля компресорного пристрою. За допомогою цього підвідного газопроводу можна простим способом регулювати фізичні властивості гарячих газів в широких межах, причому, зокрема, можна підвищити вміст кисню в гарячих газах. За ще одним варіантом здійснення винаходу може бути передбачена відповідність маси рециркулюючої частини гарячих газів масі гарячих газів, що поступають у випалювальний канал перед нагнітальним отвором, внаслідок чого витрата гарячих газів у випалювальному каналі між нагнітальним отвором і всмоктувальним отвором практично подвоюється, а випал штучних виробів значно поліпшується і вирівнюється. За ще одним варіантом здійснення винаходу можна передбачити таке заповнення просвіту перерізу випалювального каналу в напрямі 5 головного потоку гарячих газів: до 10-30% вільний простір навколо пачки, до 30-50% керамічний матеріал штучних виробів і до 30-50% проходи в пачці і/або проходи в керамічному матеріалі штучних виробів. Завдяки цьому заповненню можна забезпечити достатнє продуття проходів гарячими газами. За ще одним варіантом здійснення винаходу можна передбачити розміщення перед випалом в пачці додаткового палива, зокрема, мазуту, коксу, вугілля, дрів тощо, внаслідок чого в пачці виділяється додаткова теплова енергія і може бути скорочена тривалість випалу. Крім того, заздалегідь підібравши розподіл додаткового палива, можна ще більш поліпшити рівномірність фізичних властивостей штучних виробів. Крім того, винахід стосується рециркуляційного пристрою для рециркуляції частини гарячого повітря у випалювальній печі, який має щонайменше один всмоктувальний отвір, щонайменше один нагнітальний отвір і компресорний пристрій, який сполучає цей щонайменше один всмоктувальний отвір із цим щонайменше одним нагнітальним отвором. Ще одна мета винаходу полягає в тому, щоб створити рециркуляційний пристрій вищеназваного типу, за допомогою якого можна легко здійснити названий у ввідній частині спосіб, скоротити необхідну тривалість випалу штучних виробів, а також досягнути максимально рівномірного випалу всіх штучних виробів у випалювальному каналі і практично однакових фізичних властивостей виробів. Відповідно до винаходу це досягається тим, що переріз всмоктувального отвору більше, ніж переріз нагнітального отвору. Перевага цього полягає в тому, що гарячі гази вдуваються з більшою швидкістю, внаслідок чого гарантується хороше перемішування гарячих газів у випалювальному каналі, а також забезпечується хороше продуття і/або продуття штучних виробів у випалювальному каналі. Зокрема, завдяки цьому гарантується хороший теплообмін гарячих газів в проходах, а також забезпечується згоряння палива, вміщеного в ці проходи. За одним з варіантів здійснення винаходу можна передбачити виконання нагнітального отвору з декількох нагнітальних каналів. Завдяки цьому гарячі гази можна вдувати спрямовано з високою швидкістю, внаслідок чого можна поліпшити їхнє перемішування. Крім того, винахід стосується випалювальної печі з випалювальним каналом, в якому можна розмістити щонайменше одну пачку штучних керамічних виробів, зокрема, цегли, тощо, а напрям головного потоку гарячих газів, що протікають випалювальним каналом, співпадає з подовжнім напрямом випалювального каналу. У відомій випалювальній печі подібного типу штучні вироби в пачках на транспортерному пристрої транспортуються через випалювальний канал, причому гарячі гази прямують через випалювальний канал в протитечію. Для досягнення придатного розподілу температури, при якому термічні зони нагрівання, випалювання і 81421 6 охолоджування йдуть одна за іншою, вздовж випалювального каналу потрібна велика кількість впускних каналів для підведення гарячих газів. Недоліком цього відомого способу є те, що штучні вироби випалюються нерівномірно, і, зокрема, сильніше випалюються вироби, розташовані в пачці вище, ніж ті, що знаходяться нижче. Крім того, сильніше випалюються вироби, розташовані по краях пачки, ніж ті, що знаходяться всередині неї. Внаслідок цього такі вироби після випалу мають різні фізичні властивості, зокрема, різну міцність. Мета винаходу полягає в створенні випалювальної печі вищеназваного типу, в якій усуваються відомі недоліки, скорочується необхідна тривалість випалу, з максимально рівномірним випалом всіх штучних виробів у випалювальному каналі, і можна одержати практично однакові фізичні властивості штучних виробів після випалу. Ще одна мета винаходу полягає в створенні випалювальної печі вищеназваного типу, яка має компактну конструкцію, просту і недорогу у виготовленні, і яка дозволяє легко і швидко переобладнати існуючі випалювальні печі. Відповідно до винаходу це досягається з допомогою щонайменше одного рециркуляційного пристрою із щонайменше одним всмоктувальним отвором, розташованим поперечно напряму головного потоку гарячих газів, щонайменше одним нагнітальним пристроєм, розташованим поперечно напряму головного потоку гарячих газів, і компресорним пристроєм, який сполучає цей щонайменше один всмоктувальний отвір із щонайменше одним нагнітальним отвором. Перевага цього полягає в тому, що поперечно напряму головного потоку гарячих газів створюється додатковий потік гарячих газів, внаслідок чого значно поліпшується перемішування гарячих газів у випалювальному тунелі. Крім того, можна збільшити витрату гарячих газів між нагнітальним отвором і всмоктувальним отвором, внаслідок чого поліпшується теплообмін між штучними виробами і гарячими газами, особливо, за допомогою конвекції. Завдяки такій підвищеній витраті також поліпшується продуття гарячими газами вузьких проходів, внаслідок чого в цих проходах гарантується обмін гарячих газів і в них може бути підвищено вміст кисню. Ще однією перевагою винаходу є те, що завдяки підвищенню вмісту кисню може бути забезпечене повне згоряння палива, вміщеного при необхідності в пачку. За ще одним варіантом здійснення винаходу може бути передбачено, що переріз всмоктувального отвору більше, ніж переріз нагнітального отвору, внаслідок чого гарячі гази нагнітаються з більш високою швидкістю, чим гарантується хороше перемішування гарячих газів у випалювальному каналі, а також забезпечується хороше продуття всіх вільних просторів у випалювальному каналі. Зокрема, це гарантує хороший обмін гарячих газів у вузьких проходах, а також забезпечує згоряння розміщеного в цих проходах палива. 7 За ще одним варіантом здійснення винаходу нагнітальний отвір може бути виконаний у вигляді декількох нагнітальних каналів. Завдяки цьому гарячі гази можуть нагнітатися у випалювальний канал спрямовано з високою швидкістю, внаслідок чого можна ще більш поліпшити їхнє перемішування. За ще одним варіантом здійснення винаходу може бути передбачене розташування всмоктувального отвору за нагнітальним отвором в напрямі головного потоку гарячих газів. Це забезпечує збільшення витрати гарячих газів між нагнітальним отвором і всмоктувальним отвором, причому завдяки цьому збільшенню маси рециркулюючої частини гарячих газів можна регулювати їхні фізичні властивості, зокрема, температуру, швидкість, вміст кисню тощо. При такому розташуванні масу рециркулюючої частини гарячих газів можна також вибрати більшою, ніж масу гарячих газів, які поступають у випалювальний канал перед нагнітальним отвором. За ще одним варіантом здійснення винаходу можна передбачити декілька рециркуляційних пристроїв, розташованих один за одним у напрямі головного потоку гарячих газів. Завдяки цьому можна збільшити витрату гарячих газів у декількох термічних зонах випалювальної печі і регулювати їхні фізичні властивості, внаслідок чого можна ще більш скоротити необхідну тривалість випалу і отримати компактну конструкцію випалювальної печі. За ще одним варіантом здійснення винаходу може бути передбачений один головний канал підведення гарячих газів, причому протяжність цього головного каналу в напрямі головного потоку гарячих газів менше, ніж просвіт випалювального каналу по ширині. Завдяки підведенню гарячих газів через такий канал і подальшому регулюванню фізичних властивостей гарячих газів для їх підігрівання можна застосовувати, зокрема, і відновлювані енергоносії. Винахід буде більш детально описаний з посиланням на прикладені креслення, що зображають його варіанти, на яких: Фіг.1 - варіант здійснення випалювальної печі, запропонований за цим винаходом, із випалювальним каналом і рециркуляційним пристроєм в подовжньому розрізі; Фіг.2 - розріз рециркуляційного пристрою вздовж лінії А-А на Фіг.1; Фіг.3 - розріз рециркуляційного пристрою вздовж лінії В-В на Фіг.1; Фіг.4 - ще один варіант здійснення рециркуляційного пристрою, запропонованого за цим винаходом, в подовжньому розрізі. На Фіг.1 і Фіг.4 зображені варіанти здійснення випалювальної печі, запропонованої за цим винаходом, із випалювальним каналом і рециркуляційним пристроєм 2 в подовжньому розрізі. Випалювальна піч має випалювальний канал 1, в якому розміщується щонайменше одна пачка 41 штучних керамічних виробів 4, зокрема, цегли, тощо, причому гарячі гази протікають випалювальним каналом 1 в напрямі 11 головного 81421 8 потоку, що співпадає з подовжнім напрямом випалювального каналу 1. Крім того, передбачається рециркуляційний пристрій 2, який має щонайменше один всмоктувальний отвір 21, розташований поперечно напряму 11 головного потоку гарячих газів, щонайменше один нагнітальний отвір 23, розташований поперечно напряму 11 головного потоку гарячих газів, і компресорний пристрій 22, який сполучає цей щонайменше один всмоктувальний отвір 21 і цей щонайменше один нагнітальний отвір 23. Рециркуляційним пристроєм 2 рециркулююча частина гарячих газів відсмоктується поперечно напряму 11 головного потоку цих газів із випалювального каналу 1 через щонайменше один всмоктувальний отвір 21, стискується компресорним пристроєм 22 і потім нагнітається через щонайменше один нагнітальний отвір 23 у випалювальний канал 1. У випалювальному каналі 1 можуть переміщатися декілька пачок 21 за допомогою транспортного пристрою 5, причому напрям 52 переміщення транспортного пристрою 5 може бути спрямований назустріч напряму 11 головного потоку гарячих газів. Пачки 41 можуть бути складені зі штучних виробів 4, і за необхідності включати в себе додаткові опорні елементи. Спосіб, запропонований за цим винаходом, особливо підходить для випалу цегли, що має крізні проходи. Але можна застосувати і цеглини іншої форми або інші керамічні вироби 4 з проходами або без таких. Високий коефіцієнт корисної дії випалювальної печі, запропонованої за цим винаходом, досягається в тому випадку, якщо в напрямі головного потоку гарячих газів просвіт перерізу випалювального каналу 1 заповнюється таким чином: до 10-30% - вільний простір навколо пачки, до 30-50% - керамічний матеріал штучних виробів 4 і до 30-50% - проходи в пачці 41 і/або проходи в керамічному матеріалі штучних виробів 4. Вільний простір навколо пачки гарантує, що штучні вироби 4 при транспортуванні випалювальним каналом 1 не зіткнуться зі стінками випалювального каналу 1 і не пошкодяться. Проходи в пачці 41 і проходи в керамічному матеріалі штучних виробів 4 надають можливість протікання гарячих газів крізь пачку 41, внаслідок чого можна досягнути рівномірного випалу штучних виробів у пачці 41 і по краях пачки 41. Перед випалом в пачку можна вмістити додаткове паливо, зокрема, мазут, кокс, вугілля, дрова тощо, внаслідок чого в пачці виділяється додаткова теплова енергія і можна скоротити тривалість випалу. Завдяки поліпшеному продуву пачки 41 можна забезпечити достатнє підведення кисню і тим самим повне згоряння додаткового палива. Крім того, регулюючи розподіл додаткового палива, можна ще більш поліпшити рівномірність фізичних властивостей штучних виробів. Якщо частину гарячих газів, що підлягає рециркуляції, нагнітати перед всмоктувальним отвором 21 в напрямі головного потоку гарячих 9 газів, тобто якщо всмоктувальний отвір 21 розташований позаду нагнітального отвору 23, то можна збільшити витрату гарячих газів у випалювальному каналі 1 між нагнітальним отвором 23 і всмоктувальним отвором 21 на рециркулюючу частину в порівнянні з витратою перед нагнітальним отвором 23. Оскільки рециркулюючу частину можна спрямовувати через компресорний пристрій декілька разів, рециркулююча частина може в декілька разів перевищувати витрату гарячих газів у випалювальному каналі 1 перед нагнітальним отвором 23. Корисний ефект вище в тому випадку, якщо маса рециркулюючої частини гарячих газів відповідає масі потоку гарячих газів у випалювальному каналі 1 до нагнітального отвору 23. Завдяки цьому у всьому випалювальному каналі можна забезпечити сприятливі для випалу параметри потоку. Завдяки зміні маси рециркулюючої частини гарячих газів можна регулювати їхні фізичні властивості, зокрема, температуру, вміст кисню тощо, у випалювальному каналі між нагнітальним отвором 23 і всмоктувальним отвором 21. Додатково можна передбачити регулювання температури, і/або вмісту кисню, і/або витрати гарячих газів через компресорний пристрій 22 за допомогою клапана керування 31 на підвідному газопроводі 3 біля компресорного пристрою 22. При цьому можна передбачити, зокрема, також захист компресора 22 від перегріву, щоб уникнути небажаних теплових деформацій, внаслідок яких компресорний пристрій 22 міг б зазнавати пошкоджень. Корисний ефект також підвищеним в тому випадку, якщо переріз всмоктувального отвору 21 більше перерізу нагнітального отвору 23, як зображено на Фіг.2 і Фіг.3. Завдяки цьому рециркулююча частина гарячих газів нагнітається через нагнітальний отвір 23 з більшою швидкістю, ніж всмоктується через всмоктувальний отвір 21. Завдяки цій високій швидкості в нагнітальному отворі 23 досягається особливо хороше перемішування гарячих газів у випалювальному каналі 1. Крім того, можна створити газову завісу, що дозволяє отримати різну температуру в зоні перед нагнітальним отвором 21 в порівнянні із зоною після нагнітального отвору 23. Додатково можна виконати нагнітальний отвір 23 у вигляді декількох нагнітальних каналів 24. У разі декількох нагнітальних каналів 24 рециркулюючу частину гарячих газів буде легше спрямовано нагнітати на великій швидкості у випалювальний канал 1. Тим самим можна забезпечити хороше перемішування гарячих газів у випалювальному каналі 1. У тому випадку, якщо транспортний пристрій 5 складається з окремих транспортних візків 51 тощо, і ці транспортні візки 51 здійснюють послідовне крокове переміщення, нагнітальний отвір 23 і всмоктувальний отвір 21 можна розташувати таким чином, щоб при зупинці транспортного пристрою 5 кожний з них знаходився між двома пачками 41. Якщо ж транспортні візки 51 переміщаються у 81421 10 випалювальному каналі 1 на всю їхню довжину, нагнітальний отвір 23 і всмоктувальний отвір 21 можна рознести на довжину транспортного візка 41, так щоб при зупинці транспортного пристрою 5 транспортний візок 51 розташовувався точно між всмоктувальним отвором 21 і нагнітальним отвором 23. Ефективність запропонованих за цим винаходом випалювальної печі і способу випалу можна підвищити ще більш, якщо в напрямі головного потоку гарячих газів розташувати один за одним декілька рециркуляційних пристроїв 2. Завдяки цьому можна буде регулювати фізичні властивості гарячих газів у декількох термічних зонах випалювального каналу 1, якщо розташувати рециркуляційні пристрої 2 в зоні нагрівання, випалювання і/або охолоджування випалювальної печі. Завдяки регульованості фізичних властивостей гарячих газів за допомогою запропонованих за цим винаходом рециркуляційних пристроїв 2 можна передбачити головний канал 12 підведення гарячих газів, причому протяжність цього головного каналу 12 підведення гарячих газів в напрямі 11 їхнього головного потоку менше, ніж просвіту випалювального каналу 1 по ширині. У головний канал 12 підведення гарячих газів буде подаватися вся необхідна для випалу теплова енергія, тоді як за допомогою рециркуляційних пристроїв 2 буде проводитися регулювання окремих зон випалювального каналу 1. Завдяки концентрованому підведенню теплової енергії за допомогою центрального пальника можна буде забезпечити роботу печі, зокрема, на відновлюваних енергоносіях тощо. Запропонований за цим винаходом рециркуляційний пристрій 2 може розміщуватися в корпусі 25, стінки якого за варіантом, якому віддається перевага, ізольовані, і, зокрема, можуть складатися з шамоту. Корпус 25 сполучається з випалювальним каналом 1 за допомогою всмоктувального отвору 21 і нагнітального отвору 23. Це виконання рециркуляційного пристрою 2 робить можливим просте і швидке переобладнання існуючих печей. При цьому всмоктувальний отвір 21 і нагнітальний отвір 23 утворюються в стінках, зокрема, в стелі випалювального каналу 1, а корпус 25 встановлюється на випалювальній печі. 11 81421 12