تناولت الجلسة السابقة مبادئ وهيكلية وتشغيل أفران الأنفاق. ستركز هذه الجلسة على طرق تشغيل أفران الأنفاق واستكشاف الأخطاء وإصلاحها لحرق طوب البناء الطيني. سيتم استخدام فرن يعمل بالفحم كمثال.
أولا. الاختلافات
يُصنع الطوب الطيني من تربة ذات محتوى معدني منخفض، ومرونة عالية، وخواص لاصقة. يصعب إزالة الماء من هذه المادة، مما يجعل تجفيف قوالب الطوب أصعب مقارنةً بالطوب الصخري. كما أنها أقل متانة. لذلك، تختلف أفران الأنفاق المستخدمة في حرق الطوب الطيني اختلافًا طفيفًا. ارتفاع التكديس أقل قليلًا، ومنطقة التسخين المسبق أطول قليلًا (حوالي 30-40% من الطول الإجمالي). ونظرًا لأن محتوى الرطوبة في قوالب الطوب الرطبة يتراوح بين 13-20% تقريبًا، فمن الأفضل استخدام فرن نفقي مزود بقسمين منفصلين للتجفيف والتلبيد.
ثانياً: التحضير لعمليات إطلاق النار:
تتميز قطع الطوب الطيني بقوتها المنخفضة نسبيًا ونسبة رطوبة أعلى قليلًا، مما يُصعّب تجفيفها. لذلك، يجب إيلاء اهتمام خاص أثناء التكديس. وكما يُقال، "ثلاثة أجزاء من الحرق، سبعة أجزاء من التكديس". عند التكديس، ضع أولًا خطة تكديس ورتّب الطوب بشكل معقول؛ ضعه في نمط شبكي ذي حواف أكثر كثافة ومراكز أقل كثافة. إذا لم يتم تكديس الطوب بشكل صحيح، فقد يؤدي ذلك إلى انهيار الرطوبة وانهيار الوبر وضعف تدفق الهواء، مما يُصعّب عملية التكديس ويُسبب ظروفًا غير طبيعية مثل عدم انتشار النار الأمامية، وعدم استمرار النار الخلفية، وسرعة النار العلوية، وبطء النار السفلية (عدم وصول النار إلى القاع)، وسرعة النار الوسطى بينما تكون الجوانب بطيئة جدًا (غير قادرة على التقدم بشكل متساوٍ).
الضبط المسبق لمنحنى درجة حرارة فرن النفق: بناءً على وظائف كل قسم من أقسام الفرن، اضبط أولاً نقطة الضغط الصفري. تكون منطقة التسخين المسبق تحت ضغط سلبي، بينما تكون منطقة الاحتراق تحت ضغط إيجابي. أولاً، اضبط درجة حرارة نقطة الضغط الصفري، ثم اضبط درجات الحرارة لكل موضع من المواضع، وارسم مخطط منحنى درجة الحرارة، وركّب مستشعرات درجة الحرارة في المواقع الحرجة. يمكن تشغيل منطقة التسخين المسبق (المواقع من 0 إلى 12 تقريبًا)، ومنطقة الاحتراق (المواقع من 12 إلى 22)، ومنطقة التبريد المتبقية، وفقًا لدرجات الحرارة المحددة مسبقًا أثناء العملية.
ثالثًا. النقاط الرئيسية لعمليات إطلاق النار
تسلسل الإشعال: أولاً، شغّل المنفاخ الرئيسي (اضبط تدفق الهواء إلى 30-50%). أشعل الخشب والفحم في عربة الفرن، مع ضبط معدل ارتفاع درجة الحرارة إلى حوالي درجة مئوية واحدة في الدقيقة، ثم ارفع درجة الحرارة تدريجيًا إلى 200 درجة مئوية. بمجرد أن تتجاوز درجة حرارة الفرن 200 درجة مئوية، زد تدفق الهواء قليلاً لتسريع معدل ارتفاع درجة الحرارة والوصول إلى درجة حرارة الاحتراق الطبيعية.
عمليات الحرق: راقب درجات الحرارة بدقة في جميع المواقع وفقًا لمنحنى درجة الحرارة. تتراوح سرعة الحرق للطوب الطيني بين 3 و5 أمتار في الساعة، وللطوب الصخري بين 4 و6 أمتار في الساعة. يؤثر اختلاف المواد الخام، وطرق التكديس، ونسب خليط الوقود على سرعة الحرق. وفقًا لدورة الحرق المحددة (مثلًا، 55 دقيقة لكل عربة)، حرّك عربة الفرن بشكل متساوٍ، وتصرف بسرعة عند تحميلها لتقليل وقت فتح باب الفرن. حافظ على استقرار ضغط الفرن قدر الإمكان. (منطقة التسخين المسبق: ضغط سلبي من -10 إلى -50 باسكال؛ منطقة الحرق: ضغط إيجابي طفيف من 10 إلى 20 باسكال). لضبط الضغط الطبيعي، مع ضبط مخمد الهواء بشكل صحيح، اضبط سرعة المروحة فقط للتحكم في ضغط الفرن.
التحكم في درجة الحرارة: ارفع درجة الحرارة في منطقة التسخين المسبق تدريجيًا بمقدار 50-80 درجة مئوية تقريبًا لكل متر لمنع التسخين السريع وتشقق الطوب. في منطقة الحرق، انتبه إلى مدة الحرق بعد الوصول إلى درجة الحرارة المستهدفة لتجنب عدم اكتمال الحرق داخل الطوب. في حال تغير درجة الحرارة وعدم كفاية مدة الثبات في درجة الحرارة العالية، يُمكن إضافة الفحم عبر الجزء العلوي من الفرن. يجب التحكم في فرق درجة الحرارة ضمن 10 درجات مئوية. في منطقة التبريد، اضبط سرعة مروحة التبريد للتحكم في ضغط الهواء وتدفقه بناءً على درجة حرارة الطوب النهائي الخارج من الفرن، وذلك لمنع التبريد السريع من التسبب في تشقق الطوب النهائي المُحرق في درجات حرارة عالية.
فحص مخرج الفرن: افحص مظهر الطوب الجاهز عند خروجه من الفرن. يجب أن يكون لونه موحدًا. يمكن إعادة الطوب غير المكتمل (بسبب انخفاض درجة الحرارة أو عدم كفاية وقت الحرق عند درجة حرارة عالية، مما يؤدي إلى لون باهت) إلى الفرن لإعادة الحرق. يجب إزالة الطوب المكتمل (بسبب ارتفاع درجة الحرارة الذي يسبب الانصهار والتشوه) والتخلص منه. يتميز الطوب الجاهز ذو الجودة العالية بلون موحد وصوت خشونة عند النقر عليه، ويمكن إرساله إلى منطقة التفريغ للتعبئة والنقل.
رابعًا: الأعطال الشائعة وطرق استكشاف الأخطاء وإصلاحها في عمليات أفران الأنفاق
لا ترتفع درجة حرارة منطقة الاحتراق: لم يتم خلط طوب الاحتراق الداخلي بما يتناسب مع ناتجه الحراري، والوقود ذو قيمة حرارية منخفضة. حل مشكلة عدم المزج الكافي: اضبط نسبة المزج لتتجاوز الكمية المطلوبة قليلاً. انسداد صندوق الاحتراق (تراكم الرماد، انهيار هياكل الطوب) يُسبب نقص الأكسجين، مما يؤدي إلى ارتفاع غير كافٍ في درجة الحرارة. طريقة استكشاف الأخطاء وإصلاحها: تنظيف قناة الاحتراق، وتنظيف المدخنة، وإزالة الطوب الأخضر المنهار.
توقف عربة الفرن أثناء التشغيل: تشوه المسار (بسبب التمدد والانكماش الحراري). طريقة استكشاف الأخطاء وإصلاحها: قياس استواء المسار والمسافة (التسامح ≤ 2 مم)، وتصحيح المسار أو استبداله. انغلاق عجلات عربة الفرن: طريقة استكشاف الأخطاء وإصلاحها: بعد تفريغ الطوب النهائي في كل مرة، افحص العجلات وضع زيت تشحيم مقاوم لدرجات الحرارة العالية. تزهير سطحي على الطوب النهائي (الصقيع الأبيض): "يؤدي ارتفاع نسبة الكبريت بشكل مفرط في جسم الطوب إلى تكوين بلورات كبريتات. طريقة استكشاف الأخطاء وإصلاحها: تعديل نسبة المواد الخام وإضافة مواد خام منخفضة الكبريت. ارتفاع نسبة الكبريت بشكل مفرط في الفحم. طريقة استكشاف الأخطاء وإصلاحها: زيادة حجم غاز العادم في منطقة التسخين المسبق عندما تصل درجة الحرارة إلى حوالي 600 درجة مئوية لتنفيس بخار الكبريت المنبعث."
الخامس. الصيانة والتفتيش
الفحص اليومي: تأكد من فتح باب الفرن وإغلاقه بشكل طبيعي، ومطابقة الختم للمواصفات، وتأكد من عدم وجود أي تلف في عربة الفرن بعد تفريغ الطوب. افحص عجلات عربة الفرن للتأكد من عملها بشكل طبيعي، وضع زيت تشحيم عالي الحرارة على كل عجلة، وتأكد من تلف خطوط مراقبة درجة الحرارة، وسلامتها، وسلامتها.
الصيانة الأسبوعية: أضف زيت التشحيم إلى المروحة، وتحقق من شد السير بشكل صحيح، وتأكد من تثبيت جميع البراغي بإحكام. أضف زيت التشحيم إلى عربة النقل وآلة العربة العلوية. افحص جميع المكونات للتأكد من عملها بشكل طبيعي. فحص المسار: نظرًا للاختلافات الكبيرة في درجات الحرارة داخل الفرن، قد يؤدي التمدد والانكماش الحراري إلى ارتخاء المسار. تأكد من سلامة رؤوس المسارات والفجوات بين عربات النقل.
التفتيش الشهري: فحص جسم الفرن بحثًا عن الشقوق، والتحقق من حالة الطوب الحراري وجدران الفرن، ومعايرة معدات الكشف عن درجة الحرارة (الخطأ <5 درجة مئوية).
الصيانة الفصلية: إزالة الحطام من ممر الفرن، وتنظيف مجاري الهواء والمدخنة، وفحص حالة إغلاق وصلات التمدد في جميع المواقع، والتحقق من سقف الفرن وجسم الفرن بحثًا عن أي عيوب، وفحص معدات الدورة ونظام التحكم في درجة الحرارة، وما إلى ذلك.
سادسا. حماية البيئة والسلامة
أفران الأنفاق هي أفران هندسية حرارية، وخاصة بالنسبة لأفران الأنفاق التي تعمل بالفحم، يجب أن تكون معالجة غازات المداخن مزودة بمرسبات كهروستاتيكية رطبة لإزالة الكبريت وإزالة النتروجين لضمان أن غازات المداخن المنبعثة تلبي معايير الانبعاثات.
استغلال الحرارة المهدرة: يُنقل الهواء الساخن من منطقة التبريد عبر أنابيب إلى منطقة التسخين المسبق أو قسم التجفيف لتجفيف قطع الطوب الرطبة. يُقلل استغلال الحرارة المهدرة من استهلاك الطاقة بنسبة ٢٠٪ تقريبًا.
سلامة الإنتاج: يجب تجهيز أفران الأنفاق التي تعمل بالغاز بأجهزة كشف غاز لمنع الانفجارات. كما يجب تجهيز أفران الأنفاق التي تعمل بالفحم بأجهزة كشف أول أكسيد الكربون، خاصةً أثناء اشتعال الفرن، لمنع الانفجارات والتسمم. يُعد الالتزام بإجراءات التشغيل أمرًا أساسيًا لضمان سلامة الإنتاج.
وقت النشر: ١٦ يونيو ٢٠٢٥