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重土工業におけるエネルギー効率の高いトンネル炉車システム
ヴォルカー・ヘッシー博士,D・メル/ビューア
土砂石産業では,トンネル炉車システムの開発は,土砂石と屋根タイルの製造者にとって常に重要なテーマでした.この記事では,この問題に関するバートン・ワーケの見解をいくつか紹介していますドイツのほとんどのレンガ工場や屋根タイル工場にトンネルオーブンの車系を供給している.
一般的な炉技術開発の観点から言えば,土砂製品に対する需要の増大に対応するために,自動化焼却装置への傾向があります.より精密な原料の調製とより均一な緑色体この議論には,ロールオーブン,モンカーオーブン,高周波技術などが含まれます.
しかし,これらの発展とともに,伝統的なトンネル炉は確かにその位置を維持し,燃焼部品だけでなく,多くの点で進化しました.
特定の燃焼技術を選ぶ前に,通常,必要な製品と使用すべき原材料を考慮してコスト・メリット分析が行われます.
トンネルオーブンの車両の開発に関して,次の側面は特に注意に値する.
トンネルオーブンの車両の概要
システムサプライヤーの課題は,ある標準的なソリューションを選択することではなく,ユーザのニーズを満たすソリューションを作るのです彼らの究極のニーズを満たす.
しかし,上記を問わず,主にコスト上の理由から,トンネルオーブンのシステムの選択には,以下の一般的基準が一般的に用いられています.
トンネルオーブンの自動車運用におけるコスト要因
負債・負債・負債・負債・負債・負債
エネルギー消費
メンテナンスと清掃作業
修理
消費因子を分析すると,トンネル炉車のエネルギー消費が重要な要因であることが分かりやすい.しかし,特定のトンネルオーブンの車系を決定する唯一の原則である限り. 炉の車両は,炉全体の構造構成要素であり,大きな負荷にさらされています.この構造構成要素を独立したシステムとして考えれば,まず,それぞれの機能が調べられる必要があります..
トンネルオーブンのカーシステムのターゲット機能
良質の製品
減重と熱隔熱 (熱貯蔵と熱伝送) による最小エネルギー消費
燃焼条件下におけるトンネル炉の空気とエネルギー媒体の化学抵抗性
熱安定性 (熱ショックや急激な気温低下)
機械的強度 (人間要因の影響)
寸法安定性 (逆転可能な膨張によって影響される耐火部品の交換性)
維持・修理の容易さ (磨損部品の交換)
低投資と保守コスト (短時間保守)
長寿命
テーブルから明らかになるのは,完璧は達成できないが,二次的な機能を無視しながら,オーブンの車両の目標機能の最大限の達成は容易である.自動車の重量が劇的に減ると機械的な安定性は必然的に低下し,もちろんより質の高い材料を使用することで改善することができますが,これは減価償却コストと保守リスクを増大します.
上記は基本的に新しいことではありませんが,関連する決定を下す際には,これをしっかりと念頭に置くべきです.他の同様に重要な機能も無視すべきではありません.
図 1 二層の角 U‐ブロック,空洞柱と柱と保護板 (横の火のために,例えば,一層の屋根タイルの火のために),薄い保護板の様々な隔離方法
熱耐性のある特殊材料から 耐火コンクリートやモルターまで様々な繊維材料この材料をすべて自社で製造するメーカーがいないため,ユーザーは通常,単一のソースから完全なソリューションを受け取ります.設計段階では,異なる材料の組み合わせが非常に重要な役割を果たします.
トンネルオーブンの設計において 基本的な目的は3つあります 車両の周辺面,車内壁,ブロックを配置するための支柱構造やオーブンの家具です
例えば,7*6mのオーブンカーでは,周面面積が10%,支え構造面積が5%と,内膜面積が85%を占める.これは現代のオーブンカー設計では一般的です.
近年,火焼技術,特に材料選択の継続的な発展により,上記各部品の割合が変化しています.繊維陶器業界で既に成功した材料は,粘土レンガ産業でもますます利用されています (図1).
トンネルオーブンのカー周辺構造の開発
トンネルオーブンの車輪の周辺は主に以下の機能があります.
迷路密封 (次元安定に依存する!)
自動車内輪の機械的保護
カー・シャシを温度の影響から保護する
この目的のために,次の特性が必要である.
尺寸安定性
冷たい状態や暑い状態における強度
熱ショックや温度変化に対する耐性
技術的な観点から言えば,これらの機能を達成するには軽量で耐火性のあるコンクリートブロックが必要です.コーディエライトをベースにした外押しした大容量ブロックと,コーディエライトをベースとした乾圧した大容量ブロックオーブンの車両の周りの乾圧された大きなブロックは,下記でより詳細に議論されています.
このタイプのブロックには,ブロックの二次処理の必要性をなくす高次元安定性などの重要な利点があります.現在の原材料と生産技術で,その定義された鉱物組成はより簡単に得ることができる.
現代の炉では,炉車の押すサイクルがますます短くなっており,材料の熱衝撃耐性はますます重要になります.最近開発された材料この要件を完全に満たしています.
この材料の試験結果は以下のとおりです.
資産
価値
散布密度 (g/cm3)
1.20
オープンポロ性 (%)
40
冷砕強度 (N/mm2)
10
逆転可能な熱膨張 (WAK·K−1)
4.5*10−6
この材料は,従来の軽量耐火ブロックよりも高密度です.しかし,比較すると,より大きな製品と,熱衝撃耐性のある,より薄い相互結合ブロックを製造するために使用できます.軽量耐火材を使用する重量とは大きく異なるが,熱衝撃耐性と組み立ての容易さは大幅に改善されています.
完全に自動化された現代的なレンガ工場でも トンネルオーブンの車輪は高温および機械的なストレスにさらされています 材料の高耐久性に加えて周りの部分が損傷すると周りのブロックは 粘着や砂利ではなく 乾式で敷かれています歯付きの機械的な接続のみで 明らかに非常に良い方法です.
通常は,乾圧のみで,次元的に安定したブロックが作れます.そうでなければ,次元精度は二次処理によってのみ達成できます.
トンネルオーブンの車用内膜材料の進歩
現代のトンネルオーブンの車内膜の機能は保温であり,負荷は通常車の金属・シャシーに支えられる.この機能は材料の選択を決定する.ほとんど軽量耐熱性のある材料です. まず最初にここで言及するのは,今,使い勝手に用意された品種で利用できる陶磁繊維です.この繊維は軽量コンクリートや様々な石材で置き換えることができます,シリカ,軽量グログ,プミスなど.これらの隔熱材料は,炎に直接曝せないので,適切な表面覆いによって保護されなければならない.例えば,熱衝撃に耐える薄いパネルこの方法により,炉車の重量がわずかに増加するにもかかわらず,特に横燃焼炉では,この方法により隔熱材料の腐食が防止されます.カーデッキの効率的な清掃のために硬い表面層が必要です耐磨,塵,砂,そして事故の原因となる重要な要因となる可能性があります.現在では,厚さ10cm,寸法500*600mmの保護パネルを生産することが可能だ..
現代のレンガ工場の自動化レベルが向上し,作業員数が減少するにつれて,トンネル炉の保護パネルに関する問題は減少しています.多くの場合,使用されているカバー層は,後になって強化され,積み込み,卸荷を容易にするために炉車の柱に配置されていることがよく見られます.これはまた,生産要件に応じて,エネルギー節約と保守の間の深刻な差異の典型的な例です.
異なるオーブンの自動車隔熱内膜材料の性能比較:
材料
散布密度 (kg/m3)
耐火性セラミック繊維
130
陶磁複合繊維 (繊維ベースの材料)
160
隔熱コンクリート (シリカ基)
230
カルシウムシリケート板
250
軽量耐火コンクリート
500
隔熱用拡張粘土 (軽量グログベース)
600
また,オーブンカー・シャシに前端と後端の保護装置を設置する例もあります. 押すサイクルが10時間以下である場合,そのような保護装置は不要です.トンネルオーブンに車両を入れなければならない (e)この保護の利点は,車の底部を涼しく保つことです.この方法の使用は,最終的にユーザーの決定です.
オーブンの車支柱構造の進歩
柱構造の機能は,調理中に製品と炉具からのすべての負荷を支えることであり,力を炉車の金属シャシーに転送することです.これは,比較的高い冷や熱強度値を必要とします耐火部品の重量に加えて最小限に抑える必要があります.この理由から,耐火部品の重量も最小限に抑える必要があります.オーブンのほとんどの部品は 最大のストレスを受けるもちろん,柱構造は,火の負荷と火の温度に厳密に応じて設計されなければならない.しかし,最近のオーブンカーシステムプロジェクトの分析は,伝統的な耐火システムからますます離れることを示しています.,つまり専用流水,高横の支柱,穴が開いたパネルを持つ特別な柱 (Bensenと呼ばれる) で構成されるシステム,炉の家具は,特殊な形状の板の上に設置され,コア・コラムで支えられている.実際,焼いた舗装ブロックの生産では,より薄く,より洗練されたシステムがすでに採用されています.圧縮された柱を用い,その上に大型の負荷を負うレンガや板や梁構造を配置することができる.図2は,このようなシステムの例を示しています.
図 2
この洗練されたシステムでは,従来の耐火性粘土材料は使用されません.このために,粘土は0.2mmの粒寸まで粉砕され,その後スリップ鋳造され,粒状に圧縮されたり,形状に圧縮されたりこの分野では,特殊な要求を伴う高級耐火部品の製造技術も考慮されます.高性能材料が 絶えず導入されています: マリライト・ナイトリド結合シリコンカービッド,再結晶シリコンカービッド,シリコン浸透シリコンカービッドをベースにした材料.これらの材料は非常に高い強度値を持っています.陶器部品の厚さが大幅に減らし,火力強い部品の重量を著しく減らせる高速燃焼器を使用する先進的な横燃焼炉の助けにより,設定高度を単層燃焼に継続的に削減できます.対応する支柱構造 (炉の家具) がさらに開発されます耐火部品の重量が減ったため,移動と振動に対する適切な機械的安定性は,ドブテール関節,相互ロック,スマートなボルト付きの接続など部品の容量制限も 厳格に定められています
耐火性製品の製造者からのより高い生産技術水準の需要も大きく刺激されました.技術の現状を表す上記要件を満たす前提条件は,高品質の原材料を用いて,寸法的に正確な製品の生産,先進的なプレスツールの開発,プログラム可能な水力プレスなど乾燥室とオーブンの正確な制御.
上記の様々な材料の組み合わせを用いた炉車を設計する際には,物理的性質の大きな差異に注意を払う必要があります.トンネルオーブンのカーシステムの継続的な動作と問題のない性能に決定的今日では,エネルギー,機械,電力の計算は,数値値に基づいています.各部品の製造過程における熱性能は,ますます重要な役割を果たしています図3は,構造および熱計算によって達成された最適な負荷設計を示しています.
図3
選択された構造材料の可逆熱膨張の比較
材料
熱膨張係数 (WAK·K−1, 20~1000°C)
シリコンカービード (シリコン基)
4.5*10−6
シリコンカービード (マルライト基)
5.8*10−6
コルディエライト陶器材料
3.1*10−6
炭火泥 (グログ)
6.6*10−6
コルンドムセラミック (ムリット基)
5.1*10−6
これは,炉車設計における材料の物理特性の重要性を示しています.例えば,材料の可逆熱膨張を考えると,熱膨張係数を分析すると,いくつかのケースでは値が大きく異なることがわかります.オーブンの車両システムに不利な結果をもたらす.
結論
トンネルオーブンの車系は,常にユーザーと製品と結びついています. 炉の将来的なプロセスパラメータ,例えば焼却温度,焼却サイクル,炉の大気などを知ることで,設計段階の様々な生産条件を考慮しシステムの使用寿命を延ばすための正しい選択をするために不可欠です.この方法によってのみ,不利な要因や不必要な消費を回避し,システムを最適化することができます.
ボルカー・ヘッセ博士は,バートン・ワーケ,メルレ/ビューア
Source of the Article (記事のソース)この記事は Volker Hesse 博士によって書かれ,最初は International Brick and Tile Industry (ZI-China Issue) 1996年−1998年,中国語合同版, Bauverlag GmbH に掲載されました.この記事へのトラックバック一覧です著作権はオリジナルの作者とオリジナルの出版社に属します
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