Печь - Kiln

Для использования в других целях см. Печь (значения).
Уголь печи, Калифорния
Индийская кирпичная печь
Хмель печь
Фарнем Керамика, Wrecclesham, Суррей с сохранившейся бутылочной печью на фото справа
Контактная арка строящаяся печь
Пустая, прерывистая печь. Этот конкретный пример - «автомобильная печь»; основание на колесах выкатывается из печи - это облегчает загрузку и разгрузку печи.

А печь теплоизолированная камера, разновидность печь, который обеспечивает температуру, достаточную для завершения некоторого процесса, такого как отверждение, сушка или химические изменения. На протяжении тысячелетий печи использовались для превращения предметов, сделанных из глина в керамика, плитка и кирпичи. Различные отрасли используют вращающиеся печи за пиропроцессинг - кальцинировать руды, кальцинировать известняк к Лайм за цемент, и преобразовать многие другие материалы.

Произношение и этимология

Слово «обжиговая печь» первоначально произносилось как «kil» с молчаливым «n», как указано в Словаре Вебстера 1828 года. [1] Фонетически «ln» в слове «печь» классифицируется как диграф: комбинация двух букв, издающих только один звук, например «мин» в слове «гимн».[2] Падение в печь может убить тебя ».[3] Боуэн указывал на юмористический факт, что «убивать» и «обжигать» - это омофоны.[4] Несмотря на свое происхождение, современное произношение этого слова, где произносится буква «n», стало более широко распространенным, чем оригинальное произношение. Скорее всего, это связано с явлением, известным как орфографическое произношение, где произношение слова происходит от его написания и отличается от его фактического произношения. Это обычное дело в словах с безмолвными буквами.

Печь спускается с Древнеанглийский цилен (/ ˈKylene /), который был заимствован из Старый валлийский 'Cylyn'[5][6] который, в свою очередь, был заимствован из латинского Кулина, кухня, плита, топка.

Использование печей

Керамика, обожженная ямой была произведена за тысячи лет до самой ранней известной печи, которая датируется примерно 6000 г. до н.э., и была найдена в Ярим Тепе сайт в современном Ираке.[7] Неолит Обжиговые печи могли обеспечивать температуру выше 900 ° C (1652 ° F).[8]Использование включает:

Керамические печи

Обжиговые печи являются неотъемлемой частью производства всей керамики. Керамика требует высоких температур, поэтому химические и физические реакции навсегда изменят необожженное тело. В случае керамики глиняные материалы формуются, сушатся и затем обжигаются в печи. Окончательные характеристики определяются составом и подготовкой глиняного тела, а также температурой, при которой оно обжигается. После первого выстрела глазури можно использовать, и посуду обжигают второй раз, чтобы глазурь вплавилась в тело. Для закрепления надглазурного декора может потребоваться третий обжиг при более низкой температуре. Современные печи часто имеют сложные электронные системы управления, хотя пирометрические устройства также часто используются.

Глина состоит из мелкозернистых частиц, относительно слабых и пористых. Глина в сочетании с другими минералами создает работоспособное глиняное тело. Процесс обжига включает спекание. При этом глина нагревается до тех пор, пока частицы частично не плавятся и не сливаются вместе, образуя прочную единую массу, состоящую из стеклообразной фазы с вкраплениями пор и кристаллического материала. В результате обжига поры уменьшаются в размере, что приводит к небольшой усадке материала. Этот кристаллический материал преимущественно состоит из кремний и алюминий оксиды.

В самом широком смысле, существует два типа печей: прерывистые и непрерывные, причем оба изолированный ящик с контролируемой внутренней температурой и атмосферой.

А непрерывная печь, иногда называемый туннельная печь, длинный, с прямым обогревом только центральной части. От холодного входа посуда медленно перемещается через печь, и ее температура постоянно увеличивается по мере приближения к центральной, самой горячей части печи. По мере прохождения через печь температура снижается до тех пор, пока посуда не выходит из печи почти до комнатной температуры. Обжиговая печь непрерывного действия является энергоэффективной, поскольку тепло, выделяемое во время охлаждения, используется повторно для предварительного нагрева поступающей посуды. В некоторых конструкциях посуду оставляют на одном месте, а зона нагрева перемещается по нему. Печи этого типа включают:

  • Печь Хоффмана
  • Бычья окопная печь
  • Хабла (зигзагообразная) печь
  • Роликовая печь: особый тип печи, распространенный в производстве посуды и плитки, - это печь с роликовым подом, в котором изделия, размещенные на летучих мышах, проходят через печь на роликах.

в прерывистая печь, посуда помещается внутрь печи, печь закрывается, а внутренний температура увеличивается по расписанию. По окончании обжига и печь, и посуда охлаждаются. Посуду убирают, печь очищают и начинается следующий цикл. Печи этого типа включают:[10]

  • Зажимная печь
  • Сковская печь
  • Шотландская печь
  • Печь с нижней вытяжкой
  • Челночные печи: это печь с днищем вагона с дверцей на одном или обоих концах. Горелки расположены сверху и снизу с каждой стороны, создавая турбулентный круговой поток воздуха. Этот тип печи, как правило, представляет собой многокамерную конструкцию и используется для обработки белой керамики, технической керамики и огнеупоров партиями. В зависимости от размера изделий челночные печи могут быть оборудованы тележками для перемещения обожженных и необожженных изделий в печь и из печи. Челночные печи могут быть с восходящим или нисходящим потоком. Челночная печь получила свое название от того факта, что вагонетки могут входить в челночную печь с любого конца печи, тогда как туннельная печь имеет поток только в одном направлении.

Печная техника очень старая. Печи возникли из простой земляной траншеи, заполненной горшками и топливом. яма стрельба, современным методам. Одним из улучшений было строительство камеры обжига вокруг горшков с перегородками и загрузочным отверстием. Это сохраненное тепло. Дымоход улучшил воздушный поток или рисовать печи, тем самым сжигая топливо более полно.

Китайские обжиговые технологии всегда были ключевым фактором в развитии Китайская керамика, и до последних веков был самым передовым в мире. Китайцы разработали печи, способные работать при температуре около 1000 ° C до 2000 года до нашей эры. Это были печи с восходящим потоком воздуха, часто сооружаемые под землей. Примерно к 200 году нашей эры были разработаны два основных типа печей, которые использовались до наших дней. Эти печь дракона холмистой местности на юге Китая, обычно питаемой древесиной, длинной и тонкой, поднимающейся по склону, и подковообразной мантоу печь северных китайских равнин, меньше и компактнее. Оба могут надежно обеспечивать температуру до 1300 ° C или более, необходимую для фарфор. В конце Мин яйцеобразная печь или же Женяо был разработан в Цзиндэчжэнь и в основном там используется. Это было чем-то вроде компромисса между другими типами и предлагало места в огневой камере с рядом условий стрельбы.[11]

Обе Древнеримская керамика а средневековая китайская керамика могла быть обожжена в промышленных количествах, с десятками тысяч предметов за один обжиг.[12] Ранние примеры более простых печей, найденные в Британия включают те, которые сделали черепицу во время Римский Занятие. Эти печи были построены на склоне склона, так что внизу можно было разжечь огонь, а тепло поднималось в печь.

Традиционные печи включают:

  • Печь дракона Южного Китая: тонкий и длинный, поднимающийся по склону холма. Этот тип распространился на остальные Восточная Азия давая японцам Печь Анагама, прибывающие через Корея в 5 веке. Эта печь обычно состоит из одной длинной камеры обжига, пронизанной с одной стороны отверстиями для штабелирования посуды меньшего размера, с топкой на одном конце и дымоходом на другом. Время обжига может варьироваться от одного дня до нескольких недель. Традиционные печи для обжига анагама также строятся на склоне, чтобы обеспечить лучшую тягу. Японский Обжиговая печь Ноборигама является развитием дизайна Anagama как многокамерной печи, в которой древесина складывается сначала из передней топки, а затем только через боковые отверстия для топки, благодаря чему воздух нагревается до 600 ° C (1112 ° F) от передняя топка, позволяющая более эффективно вести стрельбу.
Во время реконструкции традиционной камбоджийской печи в Центре кхмерской керамики и изящных искусств в Сием Рип Камбоджа
  • Кхмерская печь: очень похоже на Печь Анагама; однако традиционные кхмерские печи имели плоскую крышу. Китайские, корейские или японские печи имеют арочную крышу. Эти типы печей различаются по размеру и могут измеряться десятками метров. Время обжига также варьируется и может длиться несколько дней.
  • Бутылочная печь: тип печи периодического действия, обычно работающей на угле, ранее использовавшейся для обжига гончарных изделий; такая печь была окружена высокой кирпичной лачугой или конусом типичной формы бутылки. Посуда была заключена в герметичные шамотные саггары, так как тепло и дым от костров проходили через печь, она должна была нагреваться при температуре до 1400 ° C (2552 ° F).
  • Печь для печенья: Первый обжиг будет проходить в печи для обжига печенья.
  • Глостовая печь: Бисквит был покрыт глазурью и получил вторую блеск стрельбы в больших сушильных камерах
  • Печь Мантоу северного Китая, меньше и компактнее, чем печь для обжига дракона.
  • Муфельная печь: Это использовалось для обжига глазури при температуре ниже 800 ° C (1472 ° F). в этих прохладных печах дым от костров проходил через дымоходы за пределами печи.
  • Цепная арочная печь: Обычно используется для обжига керамики с использованием соль, они по форме (a цепная связь арка), как правило, сохраняют свою форму при повторяющихся циклах нагрева и охлаждения, тогда как другие типы требуют обширных опор для металлоконструкций.
  • Севрская печь: изобретено в Севре, Франция, оно эффективно генерировало высокие температуры 1240 ° C (2264 ° F) для производства водостойких керамических масс и простых в получении глазурей. Он имеет конструкцию с пониженной тягой, которая обеспечивает высокую температуру за более короткое время даже при дровяном обжиге.
  • Ящичная печь для выжигания, аналогично предыдущему.

Современные печи

С индустриальный век, печи были спроектированы для использования электроэнергии и более очищенного топлива, в том числе натуральный газ и пропан. Многие крупные промышленные печи для обжига керамики используют природный газ, поскольку он, как правило, чистый, эффективный и простой в управлении. Современные печи могут быть оснащены компьютеризированным управлением, позволяющим производить точную регулировку во время обжига. Пользователь может выбрать контроль скорости повышения температуры или пандус, держать или же замочить температуру в любой заданной точке или контролировать скорость охлаждения. И электрические, и газовые печи широко используются для мелкомасштабного производства в промышленности и ремеслах, ручной работы и скульптурных работ.

Температура некоторых печей регулируется пирометрические конусы - устройства, которые начинают плавиться при определенных температурах.

Современные печи включают:

  • Ретортная печь: тип печи, которая может достигать температуры около 1500 ° C (2732 ° F) в течение продолжительных периодов времени. Обычно эти печи используются в промышленных целях и оснащены передвижными загрузочными тележками, которые составляют дно и дверь печи.
  • Электрические печи: печи, эксплуатируемые электричество были разработаны в 20 веке, в основном для использования в небольших масштабах, например, в школах, университетах и ​​центрах по интересам. Атмосфера в большинстве конструкций электрических печей богата кислород, поскольку нет открытого пламени для потребления молекул кислорода. Однако восстановительные условия могут быть созданы при соответствующем вводе газа или при использовании саггарс определенным образом.
  • Валочная печь: привнесение в топку дров в современном стиле за счет повторного использования несгоревшего газа из дымохода для нагрева всасываемого воздуха перед его поступлением в топку. Это приводит к еще более короткому циклу обжига и меньшему расходу древесины. Эта конструкция требует внешней вентиляции, чтобы предотвратить плавление радиатора в дымоходе, который обычно металлический. В результате получается очень эффективная печь для обжига древесины, сжигающая один кубический метр керамики и один кубический метр древесины.[нужна цитата ]
  • Обжиг с помощью СВЧ: эта техника сочетается микроволновая печь энергия с помощью более традиционных источников энергии, таких как лучистый газ или электрический нагрев, для обработки керамических материалов до требуемых высоких температур. Обжиг с использованием микроволн дает значительные экономические преимущества.
  • Печь с цилиндрической крышкой: печь периодического действия, которую иногда используют для обжига керамики. Посуда устанавливается на огнеупорный под или плинтус, на который опускается крышка в виде коробки.

Сушилка для древесины

Основная статья: Сушка древесины § Сушка в печи

Зеленое дерево поступающий прямо из срубленного дерева имеет слишком высокое содержание влаги для коммерческого использования и будет гнить, деформироваться и раскалываться. Обе лиственных пород и мягкая древесина должен быть оставлен высохнуть пока влажность не станет от 18% до 8%. Это может быть длительный процесс или его можно ускорить за счет использования печи. Сегодня существует множество технологий обжига: обычные, осушающие, солнечные, вакуумные и радиочастотные.

Обычные сушильные камеры для сушки древесины[13] имеют либо пакетную (с боковой загрузкой), либо гусеничную (трамвайную) конструкцию. Наиболее твердая древесина Сушилки для пиломатериалов - это печи с боковой загрузкой, в которых вилочные погрузчики используются для загрузки пакетов пиломатериалов в печь. Наиболее мягкая древесина Обжиговые печи - это типы путей, в которых древесина (США: «пиломатериалы») загружается в печи / вагонетки для загрузки печи. Современные высокотемпературные обычные печи с высокой скоростью воздушного потока обычно могут сушить материал толщиной 1 дюйм (25 мм). зеленое дерево за 10 часов до влажности 18%. Однако толщиной в 1 дюйм зеленый Красному дубу требуется около 28 дней для высыхания до влажности 8%.
Тепло обычно вводится через пар, проходящий через ребристые / трубчатые теплообменники, контролируемые двухпозиционными пневматическими клапанами. Влажность удаляется с помощью системы вентиляционных отверстий, расположение которых обычно зависит от конкретного производителя. Обычно холодный сухой воздух вводится с одного конца печи, а теплый влажный воздух выходит с другого. Обычные печи для обжига твердых пород древесины также требуют введения влажности через систему распыления пара или распыления холодной воды, чтобы относительная влажность внутри печи не падала слишком низко во время цикла сушки. Направление вентилятора обычно периодически меняют, чтобы обеспечить равномерную сушку больших загрузок печи.
Большинство печей для обжига мягкой древесины работают при температуре ниже 115 ° C (239 ° F). График сушки древесины твердых пород обычно поддерживает температуру по сухому термометру ниже 80 ° C (176 ° F). Сложные для засыхания виды не могут превышать. 60 ° С (140 ° F)
Сушильные камеры для осушения похожи на другие печи по базовой конструкции, и время сушки обычно сопоставимо. Тепло в основном исходит от встроенного осушителя, который также удаляет влагу. Дополнительное тепло часто предоставляется в начале графика для дополнения осушителя.
Солнечные печи представляют собой обычные печи, которые обычно строятся любителями, чтобы снизить начальные инвестиционные затраты. Тепло обеспечивается за счет солнечного излучения, а внутренняя циркуляция воздуха обычно пассивна.
Вакуумные и радиочастотные печи уменьшите давление воздуха, чтобы попытаться ускорить процесс сушки. Существует множество этих вакуумных технологий, различающихся в первую очередь способом, которым тепло вводится в древесную загрузку. Вакуумные печи с водяными плитами используют алюминиевые нагревательные пластины с циркулирующей внутри водой в качестве источника тепла и обычно работают при значительно пониженном абсолютном давлении. Прерывистый режим и SSV (перегретый пар) используют атмосферное давление для ввода тепла в загрузку печи. Вся загрузка печи достигает полного атмосферного давления, затем воздух в камере нагревается и, наконец, создается вакуум по мере охлаждения загрузки. SSV работает при частичном атмосферном давлении, обычно около 1/3 полного атмосферного давления, в гибридной вакуумной и традиционной обжиговой технологии (печи SSV значительно более популярны в Европе, где древесину, заготовленную на месте, сушить легче, чем древесину в Северной Америке. RF / V (радиочастота + вакуум) печи используют микроволновое излучение для нагрева загрузки печи и обычно имеют самые высокие эксплуатационные расходы из-за теплоты испарения, обеспечиваемой электричеством, а не местными источниками ископаемого топлива или древесных отходов.

Экономические показатели различных технологий сушки древесины основаны на общих расходах на энергию, капитал, страхование / риски, воздействие на окружающую среду, затраты на рабочую силу, техническое обслуживание и деградацию продукции. Эти затраты, которые могут составлять значительную часть затрат на установку, связаны с различным влиянием присутствия сушильного оборудования на конкретной установке. Каждая единица оборудования от триммера до системы подачи на строгальный стан является частью «системы сушки». Истинные затраты на систему сушки можно определить только путем сравнения общих затрат и рисков, связанных с сушкой и без нее.

Сушеные дрова были впервые применены в 1980-х годах, а позже получили широкое распространение в Европе из-за экономических и практических преимуществ продажи древесины с более низким содержанием влаги.[14][15][16]

Общие (вредные) выбросы в атмосферу, производимые дровяными печами, включая их источники тепла, могут быть значительными. Обычно, чем выше температура, при которой работает печь, тем больше количество выбросов (на фунт удаленной воды). Это особенно актуально при сушке тонкого шпона и высокотемпературной сушке древесины хвойных пород.

Галерея

  • Печи для производства кирпича, Дельта Меконга. Грузовой катер на переднем плане несет рисовую солому, используемую в качестве топлива для стрельбы.

  • Дровяная гончарная печь в Хой Ан Вьетнам.

  • Печь с контактной аркой, используемая для обжига высокотемпературной керамики из оксида алюминия с электронными трубками.

  • Двухэтажная печь для обжига фарфора с печами. á Alandier в Севр, Франция около 1880 г.

  • CAD изображение улья печи

  • CAD-изображение туннельной печи

  • Обжиговой двор с несколькими печами.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ webstersictionaty1828.com
  2. ^ Из Английские слова в устной и письменной речи для старших классов Джеймс А. Боуэн, 1915: «Безмолвный диграф возникает в печи.
  3. ^ Боуэн, Джеймс А. (1915). «Английские слова в устной и письменной форме для старших классов: обучение силе букв, построению и использованию слогов».
  4. ^ homophone.com
  5. ^ geiriadur.ac.uk
  6. ^ archive.org
  7. ^ Петр Биенковски; Алан Миллард (15 апреля 2010 г.). Словарь древнего Ближнего Востока. Университет Пенсильвании Press. п. 233. ISBN  978-0-8122-2115-2.
  8. ^ Джеймс Э. Макклеллан III; Гарольд Дорн. Наука и технологии во всемирной истории: введение. JHU Press; 14 апреля 2006 г. ISBN  978-0-8018-8360-6. п. 21.
  9. ^ Конран, Шила; и другие. (2011). Прошлые времена, меняющиеся судьбы. Материалы открытого семинара по археологическим открытиям на национальных дорожных схемах. АРХЕОЛОГИЯ И НАЦИОНАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ УПРАВЛЕНИЕ, Серия монографий № 8. Дублин: Транспортная инфраструктура Ирландии. С. 73–84. ISBN  9780956418050.
  10. ^ «Мелкомасштабное производство кирпича».
  11. ^ Роусон, 364, 369–370; Вайнкер, 222-223; Статья JP Hayes из художественного словаря Grove
  12. ^ Вайнкер, 222-223; Статья JP Hayes из художественного словаря Grove
  13. ^ Расмуссен 1988.
  14. ^ Мавиглио С. 1986. От пня до печи за три дня. Янки. 50 (12): 95-96 (декабрь).
  15. ^ http://www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplrn/fplrn254.pdf
  16. ^ «Важная информация и факты о наших дровах». www. surelywood.co.uk. Получено 2016-10-27.

Рекомендации

  • Хамер, Фрэнк и Джанет. Словарь материалов и методов Гончара. A&C Black Publishers, Limited, Лондон, Англия, третье издание 1991 г. ISBN  0-8122-3112-0.
  • Смит, Эд. Руководство по проектированию сухой печи. J.E. Smith Engineering and Consulting, Блуминг Гроув, Техас. Доступно для покупки у автора Дж. Э. Смит
  • M. Kornmann и CTTB, "Глиняные кирпичи и черепица, производство и свойства", Soc. Industrie minérale, Париж, (2007) ISBN  2-9517765-6-X
  • Расмуссен, Э. Ф. (1988). Лаборатория лесных продуктов, Министерство сельского хозяйства США. (ред.). Руководство по эксплуатации сухой печи. Совет по исследованию древесины твердых пород.

внешняя ссылка