O tipo de forno máis amplamente adoptado na industria da fabricación de ladrillos hoxe en día é o forno de túnel. O concepto de forno de túnel foi proposto e deseñado inicialmente polos franceses, aínda que nunca se construíu. O primeiro forno de túnel deseñado especificamente para a produción de ladrillos foi creado polo enxeñeiro alemán en 1877, quen tamén presentou unha patente para el. Coa adopción xeneralizada dos fornos de túnel, xurdiron numerosas innovacións. En función da anchura neta interna, clasifícanse en sección pequena (≤2,8 metros), sección media (3–4 metros) e sección grande (≥4,6 metros). Por tipo de forno, inclúen o tipo microcúpula, o tipo teito plano e o tipo móbil en forma de anel. Por método de funcionamento, inclúen fornos de rolos e fornos de lanzadera. Fornos de placa de empuxe. Segundo o tipo de combustible empregado: hai os que empregan carbón como combustible (o máis común), os que empregan gas ou gas natural (empregado para a cocción de ladrillos non refractarios e ladrillos de parede lisa, principalmente para ladrillos de alta gama), os que empregan petróleo pesado ou fontes de enerxía mixtas e os que empregan combustible de biomasa, etc. En resumo: calquera forno tipo túnel que funcione nunha configuración contracorrente, dividido ao longo da súa lonxitude en seccións de prequecemento, sinterización e arrefriamento, con produtos que se moven na dirección oposta ao fluxo de gas, é un forno de túnel.
Os fornos de túnel úsanse amplamente como fornos de enxeñaría térmica para cocer ladrillos de construción, ladrillos refractarios, tellas cerámicas e cerámica. Nos últimos anos, os fornos de túnel tamén se empregaron para cocer axentes de purificación de auga e materias primas para baterías de litio. Os fornos de túnel teñen unha ampla gama de aplicacións e existen en moitos tipos, cada un coas súas propias características. Hoxe, centrarémonos no forno de túnel de sección transversal utilizado para cocer ladrillos de construción.
1. Principio: Como forno quente, o forno túnel require naturalmente unha fonte de calor. Calquera material combustible que poida xerar calor pode usarse como combustible para o forno túnel (os diferentes combustibles poden dar lugar a variacións na construción local). O combustible arde na cámara de combustión dentro do forno, producindo gases de combustión a alta temperatura. Baixo a influencia do ventilador, o fluxo de gas a alta temperatura móvese na dirección oposta aos produtos que se queiman. A calor transfírese aos ladrillos en bruto no vagón do forno, que se move lentamente polas vías cara ao interior do forno. Os ladrillos do vagón do forno tamén continúan quentándose. A sección anterior á cámara de combustión é a zona de prequecemento (aproximadamente antes da posición do décimo vagón). Os ladrillos en bruto quéntanse e quéntanse gradualmente na zona de prequecemento, eliminando a humidade e a materia orgánica. A medida que o vagón do forno entra na zona de sinterización, os ladrillos alcanzan a súa temperatura máxima de cocción (850 °C para ladrillos de arxila e 1050 °C para ladrillos de xisto) utilizando a calor liberada da combustión do combustible, sufrindo cambios físicos e químicos para formar unha estrutura densa. Esta sección é a zona de cocción (tamén a zona de alta temperatura) do forno, que abrangue aproximadamente as posicións 12 á 22. Despois de pasar pola zona de cocción, os ladrillos sofren un certo período de illamento antes de entrar na zona de arrefriamento. Na zona de arrefriamento, os produtos cocidos entran en contacto cunha gran cantidade de aire frío que entra pola saída do forno, arrefriándose gradualmente antes de saír del, completando así todo o proceso de cocción.
II. Construción: Os fornos de túnel son fornos de enxeñaría térmica. Teñen un amplo rango de temperaturas e altos requisitos estruturais para o corpo do forno. (1) Preparación da cimentación: Limpar os cascallos da zona de construción e garantir tres servizos e unha superficie nivelada. Asegurar o abastecemento de auga, electricidade e unha superficie de terreo nivelada. A pendente debe cumprir os requisitos de drenaxe. A cimentación debe ter unha capacidade portante de 150 kN/m². Se se atopan capas de solo brando, usar o método de substitución (base de cachotaría de pedra ou mestura compactada de cal e solo). Despois do tratamento da gabia da cimentación, usar formigón armado como cimentación do forno. Unha cimentación robusta garante a capacidade portante e a estabilidade do forno. (2) Estrutura do forno As paredes interiores do forno en zonas de alta temperatura deben construírse con ladrillos refractarios. As paredes exteriores poden usar ladrillos ordinarios, con tratamento de illamento entre os ladrillos (usando la de rocha, mantas de fibra de silicato de aluminio, etc.) para reducir a perda de calor. O grosor da parede interior é de 500 mm e o grosor da parede exterior é de 370 mm. As xuntas de expansión deben deixarse segundo os requisitos do deseño. A cachotaría debe ter xuntas de morteiro completas, con ladrillos refractarios colocados en xuntas escalonadas (xuntas de morteiro ≤ 3 mm) e ladrillos ordinarios con xuntas de morteiro de 8–10 mm. Os materiais de illamento deben estar distribuídos uniformemente, completamente empaquetados e selados para evitar a entrada de auga. (3) Fondo do forno O fondo do forno debe ser unha superficie plana para que se poida mover o vagón do forno. A capa resistente á humidade debe ter unha capacidade de carga e propiedades de illamento térmico suficientes, xa que o vagón do forno se move polas vías. Nun forno túnel cunha anchura de sección transversal de 3,6 metros, cada vagón pode cargar aproximadamente 6.000 ladrillos húmidos. Incluíndo o peso propio do vagón do forno, a carga total é duns 20 toneladas, e toda a vía do forno debe soportar un peso dun só vagón de máis de 600 toneladas. Polo tanto, a colocación das vías non debe facerse descoidadamente. (4) O teito do forno adoita ser de dous tipos: lixeiramente arqueado e plano. O teito arqueado é un método tradicional de cachotaría, mentres que o teito plano usa material refractario fundible ou ladrillos refractarios lixeiros para o teito. Hoxe en día, moitos usan bloques de teito de fibra de aluminio e silicio. Independentemente do material empregado, este debe garantir a temperatura e o selado do refractario, e débense instalar orificios de observación en lugares axeitados segundo os requisitos de deseño. Orificios de alimentación de carbón, orificios para condutos de aire, etc. (5) Sistema de combustión: a. Os fornos de túnel que queiman leña e carbón non teñen cámaras de combustión na zona de alta temperatura do forno, que se constrúen con ladrillos refractarios e teñen portos de alimentación de combustible e portos de descarga de cinzas. b. Coa promoción da tecnoloxía dos ladrillos de combustión interna, xa non se requiren cámaras de combustión separadas, xa que os ladrillos reteñen a calor. Se non hai suficiente calor dispoñible, pódese engadir combustible adicional a través dos orificios de alimentación de carbón no teito do forno. c. Os fornos que queiman gas natural, gas de carbón, gas licuado de petróleo, etc., teñen queimadores de gas nos laterais ou no teito do forno (dependendo do tipo de combustible), con queimadores distribuídos de forma razoable e uniforme para facilitar o control da temperatura dentro do forno. (6) Sistema de ventilación: a. Ventiladores: incluíndo ventiladores de subministración, ventiladores de extracción, ventiladores de deshumidificación e ventiladores de equilibrio. Ventiladores de refrixeración. Cada ventilador está situado nunha posición diferente e cumpre unha función diferente. O ventilador de subministración introduce aire na cámara de combustión para proporcionar osíxeno suficiente para a combustión, o ventilador de escape elimina os gases de combustión do forno para manter unha certa presión negativa dentro do forno e garantir un fluxo suave de gases de combustión, e o ventilador de deshumidificación elimina o aire húmido das pezas de ladrillo húmidas fóra do forno. b. Condutos de aire: divídense en condutos de combustión e condutos de aire. Os condutos de combustión eliminan principalmente os gases de combustión e o aire húmido do forno. Os condutos de aire están dispoñibles en tipos de albanelería e tubos e son responsables de subministrar osíxeno á zona de combustión. c. Amortecedores de aire: instalados nos condutos de aire, utilízanse para regular o fluxo de aire e a presión do forno. Axustando o tamaño da abertura dos amortecedores de aire, pódese controlar a distribución da temperatura e a posición da chama dentro do forno. (7) Sistema operativo: a. Vagón do forno: o vagón do forno ten un fondo móbil cunha estrutura similar a un túnel. As pezas de ladrillo móvense lentamente no vagón do forno, pasando pola zona de prequecemento, a zona de sinterización, a zona de illamento e a zona de arrefriamento. O vagón do forno está feito de estrutura de aceiro, con dimensións determinadas pola anchura neta dentro do forno, e garante a estanqueidade. b. Vagón de transferencia: Na boca do forno, o vagón de transferencia recoloca o vagón do forno. O vagón do forno envíase entón á zona de almacenamento, despois á zona de secado e finalmente á zona de sinterización, e os produtos acabados son transportados á zona de descarga. c. O equipo de tracción inclúe máquinas de tracción sobre vías, máquinas de elevación hidráulicas, máquinas de paso e máquinas de tracción na boca do forno. A través de varios dispositivos en diferentes lugares, o vagón do forno é arrastrado polas vías para moverse, logrando unha serie de accións como o almacenamento de ladrillos, o secado, a sinterización, a descarga e o empaquetado. (8) Sistema de control de temperatura: A detección de temperatura implica a instalación de sensores de temperatura de termopar en diferentes posicións dentro do forno para controlar a temperatura do forno en tempo real. Os sinais de temperatura transmítense á sala de control, onde os operadores axustan o volume de entrada de aire e o valor de combustión en función dos datos de temperatura. A monitorización da presión implica a instalación de sensores de presión na cabeza do forno, na cola do forno e en lugares críticos dentro do forno para controlar os cambios na presión do forno en tempo real. Axustando os amortecedores de aire no sistema de ventilación, a presión do forno mantense a un nivel estable.
III. Funcionamento: Despois de que o corpo principal do forno de túnel e o seu配套Unha vez instalados os equipos, é hora de prepararse para a operación de ignición e o uso normal. O funcionamento dun forno de túnel non é tan sinxelo como cambiar unha lámpada ou prender un interruptor; o funcionamento correcto dun forno de túnel require coñecementos científicos. Un control rigoroso, a transmisión da experiencia e a coordinación en múltiples aspectos son cruciais. Máis adiante analizaranse os procedementos operativos detallados e as solucións para os problemas que poidan xurdir. Por agora, imos presentar brevemente os métodos e procesos operativos do forno túnel: “Inspección: Primeiro, comprobe se hai fendas no corpo do forno. Comprobe se os selos das xuntas de expansión están ben axustados. Empurre uns cantos vagóns baleiros do forno unhas cantas veces para comprobar se a vía, a máquina do vagón superior, o vagón de transferencia e outros equipos de manipulación funcionan normalmente. Para os fornos que usan gas natural ou gas de carbón como combustible, primeiro acenda a chama para garantir que arde normalmente. Comprobe se todos os ventiladores funcionan correctamente. Os métodos de secado no forno varían dependendo do tipo de combustible utilizado. Non obstante, o obxectivo é consistente: eliminar lentamente a humidade retida na estrutura do forno durante a construción mediante o secado, evitando o quecemento repentino e as fendas do corpo do forno. a. Fase de baixa temperatura (0–200 °C): Secar a baixa temperatura durante un ou dous días, cunha taxa de aumento da temperatura ≤10 °C por hora. b. Fase de temperatura media (200–600 °C): Taxa de aumento da temperatura de 10–15 °C por hora e cocer durante dous días. c. Fase de alta temperatura (600 °C e superior): aumentar a temperatura á velocidade normal de 20 °C por hora ata alcanzar a temperatura de cocción e manter durante un día. Durante o proceso de cocción, vixílese a expansión do corpo do forno en todo momento e elimine a humidade periodicamente. (3) Ignición: Usar combustibles como o gas natural ou o gas de carbón é sinxelo. Hoxe usaremos carbón, madeira, etc. (3) Como exemplo, primeiro constrúa un carro de forno para unha ignición sinxela: coloque leña, carbón e outros materiais inflamables no carro do forno. Primeiro, active o ventilador para crear presión negativa dentro do forno, dirixindo a chama cara aos ladrillos en bruto. Use unha vara acendedora. Acenda a madeira e o carbón e aumente gradualmente a temperatura axustando o fluxo de aire e a presión ata que os ladrillos en bruto alcancen a temperatura de cocción. Unha vez que os ladrillos en bruto alcancen a temperatura de cocción, comece a introducir novos carros no forno desde a parte dianteira e móvaos lentamente cara á zona de sinterización. Empurre o carro do forno e o carro do forno cara adiante para completar a ignición. A temperatura do forno túnel recentemente acendido debe controlarse en todo momento para garantir que o proceso de cocción se complete segundo a curva de temperatura deseñada. ④) Operacións de produción: Disposición dos ladrillos: Coloque os ladrillos no vagón do forno segundo os requisitos de deseño, garantindo espazos e canles de aire axeitados entre os ladrillos para facilitar un fluxo suave de gases de combustión. Axustes de parámetros: Determinar a temperatura, a presión do aire, o fluxo de aire e a velocidade de desprazamento do vagón do forno. Durante as operacións de produción, estes parámetros axústanse e optimízanse para garantir a alta calidade dos produtos acabados. Procedementos operativos: Durante o funcionamento do forno túnel, as temperaturas, as presións e os parámetros dos gases de combustión en cada estación de traballo deben monitorizarse continuamente. A zona de prequecemento debe quentarse lentamente (aproximadamente entre o 50 e o 80 % por metro) para evitar que os ladrillos se rachen. A zona de cocción debe manter unha temperatura alta e constante, cunha diferenza de temperatura de ≤±10 °C para garantir que os ladrillos estean completamente cocidos. A zona de arrefriamento pode utilizar un deseño de recuperación de calor residual (aforro de enerxía e redución de emisións) para transferir enerxía térmica á zona de secado para o secado de ladrillos. Ademais, o vagón do forno debe avanzar uniformemente segundo os requisitos de deseño. Para garantir a calidade do produto, a presión do aire e o fluxo de aire deben axustarse en función da curva de temperatura de deseño. Manter unha presión do forno estable (presión positiva lixeira de 10 a 20 Pa na zona de cocción e presión negativa de -10 a -50 Pa) na zona de prequecemento) segundo os datos de monitorización. Saída do forno: Cando o vagón do forno chega á saída do forno do túnel, as pezas en bruto de ladrillos completaron a cocción e arrefriaron a unha temperatura axeitada. O vagón do forno que transporta os ladrillos acabados pode transportarse á zona de descarga mediante equipos de manipulación, inspeccionarse e descargarse para completar o proceso de cocción do forno do túnel. O vagón do forno baleiro regresa entón á posición de apilado de ladrillos no taller. O proceso repítese entón para o seguinte ciclo de apilado e cocción.
Desde a súa invención, o forno de túnel de cocción de ladrillos experimentou múltiples optimizacións estruturais e innovacións tecnolóxicas, mellorando gradualmente os estándares de protección ambiental e os niveis de automatización. No futuro, a intelixencia, un maior respecto polo medio ambiente e a reciclaxe de recursos dominarán as direccións tecnolóxicas, impulsando a industria do ladrillo e as tellas cara á fabricación de alta gama.
Data de publicación: 12 de xuño de 2025