Nykyään tiilenvalmistusteollisuudessa yleisimmin käytetty uunityyppi on tunneliuuni. Tunneliuunin konseptin ehdottivat ja suunnittelivat alun perin ranskalaiset, vaikka sitä ei koskaan rakennettu. Ensimmäisen erityisesti tiilentuotantoon suunnitellun tunneliuunin loi saksalainen insinööri II vuonna 1877, joka myös haki sille patenttia. Tunneliuunien laajan käyttöönoton myötä syntyi lukuisia innovaatioita. Sisäisen verkkoleveyden perusteella ne luokitellaan pienipoikkileikkauksellisiin (≤2,8 metriä), keskikokoisiin (3–4 metriä) ja suuripoikkileikkausuuneihin (≥4,6 metriä). Uunityypin mukaan niihin kuuluvat mikrokupoli-uunit, tasakatto-uunit ja rengasmaiset liikkuvat uunit. Toimintatavan mukaan niihin kuuluvat valssi-uunit ja sukkulauunit. Työntölevyuunit. Käytetyn polttoaineen tyypin perusteella on olemassa hiiltä polttoaineena käyttäviä uuneja (yleisin), kaasua tai maakaasua käyttäviä uuneja (käytetään ei-tulenkestävien tiilien ja sileäseinäisten tiilien polttamiseen, pääasiassa korkealaatuisten tiilien valmistukseen), raskasta öljyä tai sekalaisia energialähteitä käyttäviä uuneja ja biomassapolttoainetta käyttäviä uuneja jne. Yhteenvetona: tunneliuuniksi katsotaan kaikki vastavirtaan toimivat tunnelityyppiset uunit, jotka on jaettu pituudeltaan esilämmitys-, sintraus- ja jäähdytysosioihin ja joiden tuotteet liikkuvat kaasun virtaukseen nähden vastakkaiseen suuntaan.
Tunneliuuneja käytetään laajalti lämpötekniikan uuneina rakennustiilien, tulenkestävien tiilien, keraamisten laattojen ja keramiikan polttamiseen. Viime vuosina tunneliuuneja on käytetty myös vedenpuhdistusaineiden ja litium-akkujen raaka-aineiden polttamiseen. Tunneliuuneilla on laaja valikoima käyttötarkoituksia ja niitä on monenlaisia, jokaisella on omat ominaisuutensa. Tänään keskitymme rakennustiilien polttamiseen käytettävään poikkileikkaustunneliuuniin.
1. Periaate: Kuumana uunina tunneliuuni tarvitsee luonnollisesti lämmönlähteen. Tunneliuunin polttoaineena voidaan käyttää mitä tahansa lämpöä tuottavaa palavaa materiaalia (eri polttoaineet voivat aiheuttaa vaihteluita paikallisissa rakenteissa). Polttoaine palaa uunin sisällä olevassa palotilassa, jolloin syntyy korkean lämpötilan savukaasua. Puhaltimen vaikutuksesta korkean lämpötilan kaasuvirtaus liikkuu vastakkaiseen suuntaan kuin poltettavat tuotteet. Lämpö siirtyy uunivaunussa oleviin tiiliaihioihin, jotka liikkuvat hitaasti kiskoja pitkin uuniin. Myös uunivaunussa olevat tiilet lämpenevät jatkuvasti. Palotilaa edeltävä osa on esilämmitysvyöhyke (noin ennen kymmenennen vaunun paikkaa). Tiiliaihioita lämmitetään ja lämmitetään vähitellen esilämmitysvyöhykkeessä, jolloin kosteus ja orgaaninen aines poistuvat. Kun uunivaunu saapuu sintrausvyöhykkeelle, tiilet saavuttavat maksimipolttolämpötilansa (850 °C savitiilille ja 1050 °C liuskekiville) polttoaineen palamisesta vapautuvan lämmön avulla, ja ne käyvät läpi fysikaalisia ja kemiallisia muutoksia muodostaen tiheän rakenteen. Tämä osa on uunin polttovyöhyke (myös korkean lämpötilan vyöhyke), joka ulottuu suunnilleen 12.–22. asentoon. Polttovyöhykkeen läpi kuljettuaan tiilet eristetään tietyn ajan ennen jäähdytysvyöhykkeeseen siirtymistä. Jäähdytysvyöhykkeessä poltetut tuotteet joutuvat kosketuksiin suuren määrän kylmää ilmaa kanssa, joka tulee uunin ulostulosta, jäähtyvät vähitellen ennen kuin poistuvat uunista, jolloin koko polttoprosessi on saatettu päätökseen.
II. Rakentaminen: Tunneliuunit ovat lämpöteknisiä uuneja. Niillä on laaja lämpötila-alue ja uunin rungolle asetetaan korkeat rakenteelliset vaatimukset. (1) Perustuksen valmistelu: Poista roskat rakennusalueelta ja varmista kolme liitäntää ja yksi tasainen pinta. Varmista vedenjakelu, sähkö ja tasainen maanpinta. Kaltevuuden on täytettävä salaojitusvaatimukset. Perustuksen kantavuuden on oltava 150 kN/m². Jos kohtaat pehmeitä maakerroksia, käytä korvausmenetelmää (kivimuuraus tai tiivistetty kalkki-maa-seos). Perustuksen kaivannon jälkeen käytä teräsbetonia uunin perustuksina. Tukeva perustus varmistaa kantavuuden ja uunin vakauden. (2) Uunin rakenne Korkean lämpötilan alueilla uunin sisäseinät tulee rakentaa tulisijoista. Ulkoseinät voivat olla tavallisia tiiliä, ja tiilien väliin tulee tehdä eristyskäsittely (kivivillalla, alumiinisilikaattikuitupeitteillä jne.) lämpöhäviön vähentämiseksi. Sisäseinän paksuus on 500 mm ja ulkoseinän paksuus 370 mm. Liikuntasaumat tulee jättää suunnitteluvaatimusten mukaisesti. Muurauksessa tulee olla täydelliset laastiliitokset, tulenkestävät tiilet porrastetusti (laastiliitosten leveys ≤ 3 mm) ja tavalliset tiilet 8–10 mm:n laastiliitosten leveydellä. Eristysmateriaalien tulee olla tasaisesti jakautuneita, täysin pakattuja ja tiivistettyjä veden pääsyn estämiseksi. (3) Uunin pohja Uunin pohjan tulee olla tasainen pinta, jolla uunivaunu voi liikkua. Kosteutta kestävällä kerroksella on oltava riittävä kantavuus ja lämmöneristysominaisuudet, kun uunivaunu liikkuu kiskoja pitkin. Tunneliuunissa, jonka poikkileikkausleveys on 3,6 metriä, jokainen vaunu voi lastata noin 6 000 märkää tiiltä. Uunivaunun omapaino mukaan lukien kokonaiskuorma on noin 20 tonnia, ja koko uuniradan on kestettävä yhden vaunun paino, joka on yli 600 tonnia. Siksi kiskojen asennusta ei saa tehdä huolimattomasti. (4) Uunin katto on tyypillisesti kahdenlaisia: hieman kaareva ja tasainen. Kaarikatto on perinteinen muurausmenetelmä, kun taas tasakatossa käytetään tulenkestävää valettavaa materiaalia tai kevyitä tulenkestäviä tiiliä kattoon. Nykyään monet käyttävät piialumiiniumikuitukattoelementtejä. Käytetystä materiaalista riippumatta sen on varmistettava tulenkestävän materiaalin lämpötila ja tiiviys, ja tarkkailureiät on asennettava asianmukaisiin paikkoihin suunnitteluvaatimusten mukaisesti. Hiilen syöttöreiät, ilmakanavien reiät jne. (5) Polttojärjestelmä: a. Puuta ja hiiltä polttavissa tunneliuuneissa ei ole polttokammioita uunin korkean lämpötilan vyöhykkeellä, jotka on rakennettu tulenkestävistä tiilistä ja joissa on polttoaineen syöttö- ja tuhkanpoistoaukot. b. Polttotiilitekniikan kehittyessä erillisiä polttokammioita ei enää tarvita, koska tiilet varaavat lämpöä. Jos lämpöä ei ole riittävästi saatavilla, lisää polttoainetta voidaan lisätä uunin katon hiilen syöttöreikien kautta. c. Maakaasua, hiilikaasua, nestekaasua jne. polttavissa uuneissa on kaasupolttimet uunin sivuilla tai katolla (polttoainetyypistä riippuen), ja polttimet on jaettu kohtuullisesti ja tasaisesti lämpötilan hallinnan helpottamiseksi uunissa. (6) Ilmanvaihtojärjestelmä: a. Puhaltimet: mukaan lukien syöttöpuhaltimet, poistopuhaltimet, kosteudenpoistopuhaltimet ja tasapainotuspuhaltimet. Jäähdytyspuhaltimet. Jokainen puhallin sijaitsee eri paikassa ja sillä on eri tehtävä. Tuloilmapuhallin tuo ilmaa palotilaan riittävän hapen takaamiseksi palamiselle, poistoilmapuhallin poistaa savukaasuja uunista ylläpitääkseen tietyn alipaineen uunin sisällä ja varmistaakseen tasaisen savukaasujen virtauksen, ja kosteudenpoistopuhallin poistaa kostean ilman märistä tiiliaihioista uunin ulkopuolella. b. Ilmakanavat: Nämä jaetaan hormikanaviin ja ilmakanaviin. Hormikanavat poistavat ensisijaisesti savukaasuja ja märkää ilmaa uunista. Ilmakanavia on saatavana muurattuina ja putkimaisina, ja ne vastaavat hapen syöttämisestä palamisvyöhykkeelle. c. Ilmapellit: Ilmakanaviin asennettuina niitä käytetään ilmavirran ja uunin paineen säätämiseen. Lämpötilan jakautumista ja liekin sijaintia uunin sisällä voidaan säätää säätämällä ilmapeltien aukon kokoa. (7) Käyttöjärjestelmä: a. Uunivaunu: Uunivaunussa on liikkuva uuninpohja, jossa on tunnelimainen rakenne. Tiiliaihiot liikkuvat hitaasti uunivaunussa kulkien esilämmitysvyöhykkeen, sintrausvyöhykkeen, eristysvyöhykkeen ja jäähdytysvyöhykkeen läpi. Uunivaunu on valmistettu teräsrakenteesta, jonka mitat määräytyvät uunin sisällä olevan nettoleveyden mukaan ja jotka varmistavat tiiviyden. b. Siirtovaunu: Uunin suulla siirtovaunu siirtää uunivaunua. Uunivaunu lähetetään sitten varastointialueelle, sitten kuivausalueelle ja lopuksi sintrausalueelle, josta valmiit tuotteet kuljetetaan purkualueelle. c. Vetolaitteita ovat telaketjuvetokoneet, hydrauliset nostokoneet, askelkoneet ja uunin suuaukon vetokoneet. Uunivaunua vedetään kiskoja pitkin eri paikoissa olevien laitteiden avulla, jolloin suoritetaan useita toimintoja, kuten tiilien varastointi, kuivaus, sintraus, purku ja pakkaaminen. (8) Lämpötilan säätöjärjestelmä: Lämpötilan mittaukseen kuuluu termoelementtilämpötila-antureiden asentaminen eri paikkoihin uunin sisällä uunin lämpötilan seuraamiseksi reaaliajassa. Lämpötilasignaalit lähetetään valvomoon, jossa operaattorit säätävät ilmanottotilavuutta ja palamisarvoa lämpötilatietojen perusteella. Paineen seurantaan kuuluu paineantureiden asentaminen uunin päähän, uunin perään ja kriittisiin paikkoihin uunin paineen muutosten seuraamiseksi reaaliajassa. Säätämällä ilmanvaihtojärjestelmän ilmapeltejä uunin paine pidetään vakaana.
III. Käyttö: Tunneliuunin päärungon ja sen配套Kun laitteet on asennettu, on aika valmistautua sytytykseen ja normaaliin käyttöön. Tunneliuunin käyttö ei ole niin yksinkertaista kuin lampun vaihtaminen tai kytkimen painaminen; tunneliuunin onnistunut sytyttäminen vaatii tieteellistä asiantuntemusta. Tarkka valvonta, kokemusten siirto ja koordinointi useiden osa-alueiden välillä ovat kaikki ratkaisevan tärkeitä. Yksityiskohtaisia käyttömenettelyjä ja ratkaisuja mahdollisiin ongelmiin käsitellään myöhemmin. Esitelläänpä nyt lyhyesti tunneliuunin toimintatavat ja prosessit: ”Tarkastus: Tarkista ensin uunin runko halkeamien varalta. Tarkista, ovatko paisuntasaumojen tiivisteet tiiviit. Työnnä muutamaa tyhjää uunivaunua muutaman kerran tarkistaaksesi, toimivatko kisko, ylävaunu, siirtovaunu ja muut käsittelylaitteet normaalisti. Maakaasua tai hiilikaasua polttoaineena käyttävissä uuneissa sytytä ensin liekki varmistaaksesi, että se palaa normaalisti. Tarkista, toimivatko kaikki puhaltimet oikein. Uunin kuivausmenetelmät vaihtelevat käytetyn polttoaineen tyypin mukaan. Tavoite on kuitenkin johdonmukainen: poistaa uunin rakenteeseen rakentamisen aikana kertynyt kosteus hitaasti kuivaamalla, estäen uunin rungon äkillinen kuumeneminen ja halkeilu. a. Matala lämpötila (0–200 °C): Kuivaa miedolla lämmöllä yhden tai kahden päivän ajan, lämpötilan nousunopeudella ≤10 °C tunnissa. b. Keskilämpötila (200–600 °C): Lämpötilan nousunopeus 10–15 °C tunnissa ja paista kaksi päivää. c. Korkea lämpötila (600 °C ja yli): nosta lämpötilaa normaalilla nopeudella 20 °C tunnissa, kunnes polttolämpötila on saavutettu, ja pidä se yllä yhden päivän ajan. Polttoprosessin aikana seuraa uunin rungon laajenemista jatkuvasti ja poista kosteutta säännöllisesti. (3) Sytytys: Polttoaineiden, kuten maakaasun tai hiilikaasun, käyttö on yksinkertaista. Tänään käytämme hiiltä, puuta jne. (3) Esimerkkinä rakenna ensin uunivaunu helppoa sytytystä varten: aseta polttopuut, hiili ja muut syttyvät materiaalit uunivaunulle. Aktivoi ensin tuuletin luomaan alipaineen uunin sisään ja ohjaamaan liekin tiiliaihioita kohti. Käytä sytytystankoa. Sytytä puu ja hiili ja nosta lämpötilaa vähitellen säätämällä ilmavirtausta ja painetta, kunnes tiiliaihiot saavuttavat polttolämpötilan. Kun tiiliaihiot saavuttavat polttolämpötilan, aloita uusien vaunujen syöttäminen uuniin edestä ja siirrä niitä hitaasti kohti sintrausvyöhykettä. Työnnä uunivaunua ja uunivaunua eteenpäin, jotta sytytys on valmis. Vasta sytytetyn tunneliuunin lämpötilaa on seurattava jatkuvasti sen varmistamiseksi, että polttoprosessi suoritetaan suunnitellun lämpötilakäyrän mukaisesti. ④) Tuotantotoiminnot: Tiilien asettelu: Aseta tiilet uunivaunu suunnitteluvaatimusten mukaisesti varmistaen, että tiilien välissä on asianmukaiset raot ja ilmakanavat savukaasujen sujuvan virtauksen mahdollistamiseksi. Parametriasetukset: Määritä lämpötila, ilmanpaine, ilmavirtaus ja uunivaunun kulkunopeus. Tuotantotoimintojen aikana näitä parametreja säädetään ja optimoidaan valmiiden tuotteiden korkean laadun varmistamiseksi. Käyttöohjeet: Tunneliuunin käytön aikana jokaisen työaseman lämpötiloja, paineita ja savukaasuparametreja on seurattava jatkuvasti. Esilämmitysvyöhykettä tulee lämmittää hitaasti (noin 50–80 % metriä kohden) tiilien halkeilun estämiseksi. Polttovyöhykkeen lämpötilan tulee pysyä korkeana ja vakiona, lämpötilaeron ollessa ≤±10 °C, jotta tiilet poltetaan täysin. Jäähdytysvyöhykkeessä voidaan hyödyntää hukkalämmön talteenottoa (energiaa säästävä ja päästöjä vähentävä) lämpöenergian siirtämiseksi kuivausvyöhykkeeseen tiilien kuivaamista varten. Lisäksi uunivaunua on liikuteltava tasaisesti suunnitteluvaatimusten mukaisesti. Tuotteen laadun varmistamiseksi ilmanpainetta ja ilmavirtausta on säädettävä suunnitellun lämpötilakäyrän perusteella. Pidä uunin paine vakaana (lievä positiivinen paine 10–20 Pa polttovyöhykkeellä ja negatiivinen paine -10 - -50 Pa esilämmitysvyöhykkeellä) perustuen seurantatietojen perusteella. Uunin uloskäynti: Kun uunivaunu saavuttaa tunneliuunin uloskäynnin, tiiliaihiot ovat poltettu loppuun ja jäähtyneet sopivaan lämpötilaan. Valmiita tiiliä kuljettava uunivaunu voidaan sitten kuljettaa purkualueelle käsittelylaitteiden avulla, tarkastaa ja purkaa tunneliuunin polttoprosessin loppuun saattamiseksi. Tyhjä uunivaunu palaa sitten tiilien pinoamispaikalle työpajassa. Prosessi toistetaan sitten seuraavaa pinoamis- ja polttojaksoa varten.
Keksintönsä jälkeen tiilenpolttotunneliuunia on optimoitu useita kertoja rakenteellisesti ja kehitetty teknologisesti, mikä on vähitellen parantanut ympäristönsuojelustandardeja ja automaatiotasoa. Tulevaisuudessa älykkyys, ympäristöystävällisyys ja resurssien kierrätys hallitsevat teknologisia suuntia, jotka ohjaavat tiili- ja laattateollisuutta kohti korkealaatuista valmistusta.
Julkaisun aika: 12. kesäkuuta 2025