Най-широко разпространеният тип пещ в тухларната индустрия днес е тунелната пещ. Концепцията за тунелна пещ е предложена и проектирана за първи път от французите, въпреки че никога не е построена. Първата тунелна пещ, специално проектирана за производство на тухли, е създадена от немския инженер 2-book през 1877 г., който също така е подал патент за нея. С широкото разпространение на тунелните пещи се появяват множество иновации. Въз основа на вътрешната нетна ширина те се категоризират в пещи с малко сечение (≤2,8 метра), със средно сечение (3–4 метра) и с голямо сечение (≥4,6 метра). По вид пещ те включват микрокуполен тип, тип с плосък таван и пръстеновиден подвижен тип. По метод на работа те включват ролкови пещи и пещи с челно движение. Пещи с бутални плочи. Въз основа на вида използвано гориво: има такива, използващи въглища като гориво (най-често срещаните), такива, използващи газ или природен газ (използвани за изпичане на неогнеупорни тухли и обикновени стенни тухли, предимно за висок клас тухли), такива, използващи тежко масло или смесени енергийни източници, и такива, използващи гориво от биомаса и др. В обобщение: всяка тунелна пещ, работеща в противотокова конфигурация, разделена по дължината си на секции за предварително нагряване, синтероване и охлаждане, с продукти, движещи се в обратна посока на газовия поток, е тунелна пещ.
Тунелните пещи се използват широко като топлотехнически пещи за изпичане на строителни тухли, огнеупорни тухли, керамични плочки и керамика. През последните години тунелните пещи се използват и за изпичане на препарати за пречистване на вода и суровини за литиеви батерии. Тунелните пещи имат широк спектър от приложения и се предлагат в много видове, всеки със свои собствени характеристики. Днес ще се съсредоточим върху тунелната пещ с напречно сечение, използвана за изпичане на строителни тухли.
1. Принцип: Като гореща пещ, тунелната пещ естествено се нуждае от източник на топлина. Всеки горим материал, който може да генерира топлина, може да се използва като гориво за тунелната пещ (различните горива могат да доведат до вариации в локалната конструкция). Горивото гори в горивната камера вътре в пещта, произвеждайки високотемпературни димни газове. Под въздействието на вентилатора, високотемпературният газов поток се движи в обратна посока на продуктите, които се изпичат. Топлината се предава на тухлените заготовки на вагонетка на пещта, която се движи бавно по релсите в пещта. Тухлите на вагонетка на пещта също продължават да се нагряват. Секцията преди горивната камера е зоната за предварително нагряване (приблизително преди позицията на десетия вагон). Тухлените заготовки постепенно се нагряват и затоплят в зоната за предварително нагряване, като се отстраняват влагата и органичните вещества. Когато вагонетка на пещта влезе в зоната за синтероване, тухлите достигат максималната си температура на изпичане (850°C за глинени тухли и 1050°C за шистови тухли), използвайки топлината, отделена от изгарянето на горивото, претърпявайки физични и химични промени, за да образуват плътна структура. Тази секция е зоната на изпичане (също и зоната с висока температура) на пещта, обхващаща приблизително от 12-та до 22-ра позиция. След преминаване през зоната на изпичане, тухлите претърпяват определен период на изолация, преди да влязат в зоната за охлаждане. В зоната за охлаждане изпечените продукти влизат в контакт с голямо количество студен въздух, влизащ през изхода на пещта, като постепенно се охлаждат, преди да излязат от пещта, като по този начин завършва целия процес на изпичане.
II. Конструкция: Тунелните пещи са топлотехнически пещи. Те имат широк температурен диапазон и високи структурни изисквания към тялото на пещта. (1) Подготовка на основата: Почистете отломките от строителната зона и осигурете три комунални услуги и една равна повърхност. Осигурете водоснабдяване, електричество и равна повърхност на земята. Наклонът трябва да отговаря на изискванията за дренаж. Основата трябва да има носеща способност от 150 kN/m². Ако се попадне на меки почвени слоеве, използвайте метод за подмяна (каменна зидария или уплътнена варо-почвена смес). След обработка на фундаментния изкоп, използвайте стоманобетон като основа на пещта. Здравата основа осигурява носеща способност и стабилност на пещта. (2) Конструкция на пещта Вътрешните стени на пещта във високотемпературните зони трябва да бъдат изградени с огнеупорни тухли. Външните стени могат да използват обикновени тухли, с изолационна обработка между тухлите (с помощта на каменна вата, алуминиево-силикатни влакнести одеяла и др.) за намаляване на топлинните загуби. Дебелината на вътрешната стена е 500 мм, а дебелината на външната стена е 370 мм. Трябва да се оставят разширителни фуги съгласно проектните изисквания. Зидарията трябва да е с пълни хоросанови фуги, като огнеупорните тухли се полагат шахматно (хорона ≤ 3 мм), а обикновените тухли - с хоросанови фуги 8–10 мм. Изолационните материали трябва да бъдат равномерно разпределени, напълно уплътнени и запечатани, за да се предотврати проникването на вода. (3) Дъно на пещта Дъното на пещта трябва да е равна повърхност, по която да се движи вагонетката. Влагоустойчивият слой трябва да има достатъчна носеща способност и топлоизолационни свойства, докато вагонетката се движи по релсите. В тунелна пещ с ширина на напречното сечение 3,6 метра всяка вагонетка може да натовари приблизително 6000 мокри тухли. Включително собственото тегло на вагонетката, общото натоварване е около 20 тона, а цялата релса на пещта трябва да издържи тегло на един вагонет над 600 тона. Следователно, полагането на релсите не трябва да се извършва небрежно. (4) Покривът на пещта обикновено е два вида: леко сводест и плосък. Сводестият покрив е традиционен метод за зидане, докато плоският покрив използва огнеупорен материал за отливане или леки огнеупорни тухли за тавана. В днешно време много хора използват силициево-алуминиеви фиброблокове за таван. Независимо от използвания материал, той трябва да осигурява температура и уплътнение на огнеупорните материали, а отвори за наблюдение трябва да бъдат монтирани на подходящи места съгласно проектните изисквания. Отвори за подаване на въглища, отвори за въздуховоди и др. (5) Горивна система: а. Тунелните пещи, които изгарят дърва и въглища, нямат горивни камери във високотемпературната зона на пещта, които са изградени с огнеупорни тухли и имат отвори за подаване на гориво и отвори за изхвърляне на пепел. б. С насърчаването на технологията за тухли с вътрешно горене, отделни горивни камери вече не са необходими, тъй като тухлите задържат топлината. Ако няма достатъчно топлина, може да се добави допълнително гориво през отвори за подаване на въглища на покрива на пещта. в. Пещите, които изгарят природен газ, въглищен газ, втечнен нефтен газ и др., имат газови горелки отстрани или от покрива на пещта (в зависимост от вида гориво), като горелките са разпределени разумно и равномерно, за да се улесни контролът на температурата в пещта. (6) Вентилационна система: а. Вентилатори: включително вентилатори за подаване, вентилатори за изсмукване, вентилатори за обезвлажняване и балансиращи вентилатори. Охлаждащи вентилатори. Всеки вентилатор е разположен на различно място и изпълнява различна функция. Входящият вентилатор подава въздух в горивната камера, за да осигури достатъчно кислород за горене, изпускателният вентилатор отстранява димните газове от пещта, за да поддържа определено отрицателно налягане вътре в пещта и да осигури плавен поток на димните газове, а вентилаторът за обезвлажняване отстранява влажния въздух от мокрите тухлени заготовки извън пещта. b. Въздуховоди: Те се разделят на димоходни канали и въздуховоди. Димоходите отстраняват предимно димните газове и влажния въздух от пещта. Въздуховодите се предлагат в зидани и тръбни видове и са отговорни за подаването на кислород към зоната на горене. c. Въздушни клапи: Монтирани на въздуховодите, те се използват за регулиране на въздушния поток и налягането в пещта. Чрез регулиране на размера на отвора на въздушните клапи може да се контролира разпределението на температурата и положението на пламъка вътре в пещта. (7) Работна система: a. Пещна количка: Пещната количка има подвижно дъно с тунелоподобна структура. Тухлените заготовки се движат бавно по пещната количка, преминавайки през зоната за предварително нагряване, зоната за синтероване, зоната за изолация, зоната за охлаждане. Пещната количка е изработена от стоманена конструкция, с размери, определени от нетната ширина вътре в пещта, и осигурява уплътняване. b. Трансферна количка: На отвора на пещта, трансферната количка премества пещната количка. След това пещната количка се изпраща до зоната за съхранение, след това до зоната за сушене и накрая до зоната за синтероване, като готовите продукти се транспортират до зоната за разтоварване. в. Тяговото оборудване включва машини за теглене на релси, хидравлични повдигащи машини, стъпаловидни машини и машини за теглене на отвора на пещта. Чрез различни устройства на различни места, пещната количка се издърпва по релсите, за да се движи, постигайки серия от действия като съхранение на тухли, сушене, синтероване, разтоварване и опаковане. (8) Система за контрол на температурата: Отчитането на температурата включва инсталиране на термодвойни температурни сензори на различни позиции вътре в пещта, за да се следи температурата на пещта в реално време. Температурните сигнали се предават до контролната зала, където операторите регулират обема на входящия въздух и стойността на горенето въз основа на данните за температурата. Мониторингът на налягането включва инсталиране на сензори за налягане на горната част на пещта, задната част на пещта и критичните места вътре в пещта, за да се следят промените в налягането в пещта в реално време. Чрез регулиране на въздушните амортисьори във вентилационната система налягането в пещта се поддържа на стабилно ниво.
III. Работа: След като основното тяло на тунелната пещ и нейните配套След като оборудването е инсталирано, е време да се подготви за операцията по запалване и нормалната употреба. Работата с тунелна пещ не е толкова проста, колкото смяната на крушка или превключването на превключвател; успешното запалване на тунелна пещ изисква научна експертиза. Строгият контрол, предаването на опит и координацията в множество аспекти са от решаващо значение. Подробни оперативни процедури и решения за евентуални проблеми ще бъдат обсъдени по-късно. Засега нека накратко представим методите и процесите на работа на тунелната пещ: „Инспекция: Първо, проверете тялото на пещта за пукнатини. Проверете дали уплътненията на разширителните фуги са плътно затегнати. Бутнете няколко празни вагонетки на пещта няколко пъти, за да проверите дали релсата, машината на горната вагонетка, трансферната вагонетка и другото оборудване за обработка функционират нормално. За пещи, използващи природен газ или въглищен газ като гориво, първо запалете пламъка, за да се уверите, че гори нормално. Проверете дали всички вентилатори работят правилно. Методите за сушене в пещта варират в зависимост от вида на използваното гориво. Целта обаче е постоянна: бавно да се отстрани влагата, задържана в конструкцията на пещта по време на строителството, чрез сушене, като се предотврати внезапно нагряване и напукване на тялото на пещта. а. Нискотемпературен етап (0–200°C): Сушене на ниска температура в продължение на един или два дни, със скорост на повишаване на температурата ≤10°C на час. б. Среднотемпературен етап (200–600°C): Скорост на повишаване на температурата 10–15°C на час и печене в продължение на два дни. в. Високотемпературен етап (600°C и повече): повишаване на температурата с нормалната скорост на...“ 20°C на час, докато се достигне температурата на изпичане, и се поддържа в продължение на един ден. По време на процеса на изпичане, следете разширяването на тялото на пещта през цялото време и периодично отстранявайте влагата. (3) Запалване: Използването на горива като природен газ или въглищен газ е лесно. Днес ще използваме въглища, дърва и др. (3) Като пример, първо конструирайте количка за пещ за лесно запалване: поставете дърва за огрев, въглища и други запалими материали върху количката за пещ. Първо, активирайте вентилатора, за да създадете отрицателно налягане вътре в пещта, насочвайки пламъка към тухлените заготовки. Използвайте запалителна пръчка. Запалете дървата и въглищата и постепенно увеличавайте температурата, като регулирате въздушния поток и налягането, докато тухлените заготовки достигнат температурата на изпичане. След като тухлените заготовки достигнат температурата на изпичане, започнете да подавате нови колички в пещта отпред и бавно ги придвижвайте към зоната на синтероване. Бутнете количката за пещ и количката за пещ напред, за да завършите запалването. Температурата на новозапалената тунелна пещ трябва да се следи през цялото време, за да се гарантира, че процесът на изпичане е завършен съгласно проектираната температурна крива. ④) Производствени операции: Подреждане на тухли: Подредете тухлите върху пещта вагона съгласно проектните изисквания, като се осигуряват подходящи пролуки и въздушни канали между тухлите, за да се улесни плавният поток на димните газове. Настройки на параметрите: Определете температурата, налягането на въздуха, въздушния поток и скоростта на движение на вагона на пещта. По време на производствените операции тези параметри се регулират и оптимизират, за да се гарантира високото качество на готовите продукти. Оперативни процедури: По време на работа на тунелната пещ, температурите, налягането и параметрите на димните газове на всяко работно място трябва да се следят непрекъснато. Зоната за предварително нагряване трябва да се нагрява бавно (приблизително 50–80% на метър), за да се предотврати напукване на тухлите. Зоната за печене трябва да поддържа висока и постоянна температура, с температурна разлика ≤±10°C, за да се гарантира пълното изпичане на тухлите. Зоната за охлаждане може да използва конструкция за оползотворяване на отпадната топлина (енергоспестяваща и намаляваща емисиите), за да прехвърли топлинна енергия към зоната за сушене на тухли. Освен това, вагонето на пещта трябва да се придвижва равномерно съгласно проектните изисквания. За да се гарантира качеството на продукта, налягането на въздуха и въздушният поток трябва да се регулират въз основа на проектната температурна крива. Поддържайте стабилно налягане в пещта (леко положително налягане от 10–20 Pa в зоната за печене и отрицателно налягане от -10 до -50 Pa в зоната за предварително нагряване) въз основа на данни от мониторинга. Изход на пещта: Когато вагонето на пещта достигне изхода на тунелната пещ, тухлените заготовки са завършили изпичането и са се охладили до подходяща температура. Вагонето на пещта, превозващо готовите тухли, може да бъде транспортирано до зоната за разтоварване чрез манипулационно оборудване, проверено и разтоварено, за да се завърши процесът на изпичане в тунелната пещ. След това празното вагонетка на пещта се връща в позицията за подреждане на тухли в цеха. Процесът се повтаря за следващия цикъл на подреждане и изпичане.
От изобретяването си, тунелната пещ за изпичане на тухли е претърпяла множество структурни оптимизации и технологични иновации, като постепенно е подобрила стандартите за опазване на околната среда и нивата на автоматизация. В бъдеще интелигентността, по-голямата екологичност и рециклирането на ресурси ще доминират в технологичните насоки, тласкайки тухлената и керемидената индустрия към висок клас производство.
Време на публикуване: 12 юни 2025 г.