सुरंग भट्ठा के सिद्धांतों, संरचना और संचालन के लिए एक शुरुआती मार्गदर्शिका

ईंट निर्माण उद्योग में आज सबसे व्यापक रूप से अपनाया जाने वाला भट्ठा सुरंग भट्ठा है। सुरंग भट्ठे की अवधारणा सबसे पहले फ्रांसीसियों द्वारा प्रस्तावित और डिज़ाइन की गई थी, हालाँकि इसका निर्माण कभी नहीं हुआ। ईंट उत्पादन के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया पहला सुरंग भट्ठा जर्मन इंजीनियर 2-बुक ने 1877 में बनाया था, जिन्होंने इसके लिए पेटेंट भी दायर किया था। सुरंग भट्ठों के व्यापक रूप से अपनाए जाने के साथ, कई नवाचार सामने आए। आंतरिक शुद्ध चौड़ाई के आधार पर, उन्हें लघु-खंड (≤2.8 मीटर), मध्यम-खंड (3-4 मीटर), और बड़े-खंड (≥4.6 मीटर) में वर्गीकृत किया गया है। भट्ठे के प्रकार के अनुसार, इनमें सूक्ष्म-गुंबद प्रकार, सपाट छत प्रकार और वलय के आकार का गतिशील प्रकार शामिल हैं। संचालन विधि के अनुसार, इनमें रोलर भट्ठे और शटल भट्ठे शामिल हैं। पुश-प्लेट भट्ठे। प्रयुक्त ईंधन के प्रकार के आधार पर: कुछ लोग ईंधन के रूप में कोयले का उपयोग करते हैं (सबसे आम), कुछ लोग गैस या प्राकृतिक गैस का उपयोग करते हैं (गैर-दुर्दम्य ईंटों और सादे दीवार ईंटों को पकाने के लिए उपयोग किया जाता है, मुख्य रूप से उच्च-स्तरीय ईंटों के लिए), कुछ लोग भारी तेल या मिश्रित ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करते हैं, और कुछ लोग बायोमास ईंधन का उपयोग करते हैं, आदि। संक्षेप में: कोई भी सुरंग-प्रकार का भट्ठा जो प्रति-प्रवाह विन्यास में संचालित होता है, जिसे उसकी लंबाई के साथ पूर्व-तापन, सिंटरिंग और शीतलन खंडों में विभाजित किया जाता है, जिसमें उत्पाद गैस प्रवाह के विपरीत दिशा में चलते हैं, एक सुरंग भट्ठा है।

सुरंग भट्टों का व्यापक रूप से थर्मल इंजीनियरिंग भट्टों के रूप में उपयोग किया जाता है, जिनमें इमारत की ईंटें, आग रोक ईंटें, सिरेमिक टाइलें और सिरेमिक उत्पाद शामिल हैं। हाल के वर्षों में, सुरंग भट्टों का उपयोग जल शोधन एजेंटों और लिथियम बैटरियों के कच्चे माल को जलाने के लिए भी किया जाने लगा है। सुरंग भट्टों के अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है और ये कई प्रकार के होते हैं, जिनमें से प्रत्येक की अपनी विशेषताएँ होती हैं। आज, हम इमारत की ईंटों को पकाने के लिए उपयोग किए जाने वाले क्रॉस-सेक्शन सुरंग भट्टों पर ध्यान केंद्रित करेंगे।

1. सिद्धांत: एक गर्म भट्ठे के रूप में, सुरंग भट्ठे को स्वाभाविक रूप से एक ऊष्मा स्रोत की आवश्यकता होती है। कोई भी दहनशील पदार्थ जो ऊष्मा उत्पन्न कर सकता है, सुरंग भट्ठे के लिए ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है (विभिन्न ईंधनों के परिणामस्वरूप स्थानीय निर्माण में भिन्नता हो सकती है)। ईंधन भट्ठे के अंदर दहन कक्ष में जलता है, जिससे उच्च तापमान वाली फ़्लू गैस उत्पन्न होती है। पंखे के प्रभाव में, उच्च तापमान वाली गैस का प्रवाह जलाए जा रहे उत्पादों के विपरीत दिशा में चलता है। ऊष्मा भट्ठा गाड़ी पर ईंट के खाली हिस्सों में स्थानांतरित हो जाती है, जो धीरे-धीरे पटरियों के साथ भट्ठे में जाती है। भट्ठा गाड़ी पर ईंटें भी गर्म होती रहती हैं। दहन कक्ष से पहले का भाग प्रीहीटिंग ज़ोन (लगभग दसवीं गाड़ी की स्थिति से पहले) है जैसे ही भट्ठा कार सिंटरिंग क्षेत्र में प्रवेश करती है, ईंटें ईंधन के दहन से निकलने वाली ऊष्मा का उपयोग करके अपने अधिकतम फायरिंग तापमान (मिट्टी की ईंटों के लिए 850°C और शेल ईंटों के लिए 1050°C) तक पहुँच जाती हैं, और एक सघन संरचना बनाने के लिए भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों से गुजरती हैं। यह भाग भट्ठे का फायरिंग क्षेत्र (उच्च तापमान क्षेत्र भी) है, जो लगभग 12वें से 22वें स्थान तक फैला हुआ है। फायरिंग क्षेत्र से गुजरने के बाद, ईंटें शीतलन क्षेत्र में प्रवेश करने से पहले एक निश्चित अवधि के लिए इन्सुलेशन से गुजरती हैं। शीतलन क्षेत्र में, पके हुए उत्पाद भट्ठे के आउटलेट से प्रवेश करने वाली बड़ी मात्रा में ठंडी हवा के संपर्क में आते हैं, जो भट्ठे से बाहर निकलने से पहले धीरे-धीरे ठंडी होती जाती है, इस प्रकार पूरी फायरिंग प्रक्रिया पूरी होती है।

II. निर्माण: सुरंग भट्टे तापीय इंजीनियरिंग भट्टे हैं। इनमें तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला होती है और भट्ठे के मुख्य भाग के लिए उच्च संरचनात्मक आवश्यकताएँ होती हैं। (1) नींव की तैयारी: निर्माण क्षेत्र से मलबा हटाएँ और तीन उपयोगिताएँ और एक समतल सतह सुनिश्चित करें। पानी की आपूर्ति, बिजली और एक समतल ज़मीन सुनिश्चित करें। ढलान जल निकासी आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। नींव की वहन क्षमता 150 kN/m² होनी चाहिए। यदि नरम मिट्टी की परतें आती हैं, तो प्रतिस्थापन विधि (पत्थर की चिनाई का आधार या सघन चूना-मिट्टी का मिश्रण) का उपयोग करें। नींव की खाई उपचार के बाद, भट्ठे की नींव के रूप में प्रबलित कंक्रीट का उपयोग करें। एक मजबूत नींव वहन क्षमता और भट्ठे की स्थिरता सुनिश्चित करती है। (2) भट्ठा संरचना: उच्च तापमान वाले क्षेत्रों में भट्ठे की भीतरी दीवारों का निर्माण फायरब्रिक का उपयोग करके किया जाना चाहिए। बाहरी दीवारों में साधारण ईंटों का उपयोग किया जा सकता है, और गर्मी के नुकसान को कम करने के लिए ईंटों के बीच इन्सुलेशन उपचार (रॉक वूल, एल्यूमीनियम सिलिकेट फाइबर कंबल आदि का उपयोग करके) किया जा सकता है। भीतरी दीवार की मोटाई 500 मिमी और बाहरी दीवार की मोटाई 370 मिमी है। विस्तार जोड़ों को डिज़ाइन आवश्यकताओं के अनुसार छोड़ा जाना चाहिए। चिनाई में पूर्ण गारे के जोड़ होने चाहिए, दुर्दम्य ईंटों को कंपित जोड़ों (गारे के जोड़ ≤ 3 मिमी) में और साधारण ईंटों को 8-10 मिमी के गारे के जोड़ों के साथ रखा जाना चाहिए। इन्सुलेशन सामग्री समान रूप से वितरित, पूरी तरह से पैक और पानी के प्रवेश को रोकने के लिए सीलबंद होनी चाहिए। (3) भट्ठा तल: भट्ठा तल भट्ठा गाड़ी के चलने के लिए एक समतल सतह होनी चाहिए। नमी प्रतिरोधी परत में पर्याप्त भार वहन क्षमता और तापीय रोधन गुण होने चाहिए, क्योंकि भट्ठा गाड़ी पटरियों के साथ चलती है। 3.6 मीटर की अनुप्रस्थ काट चौड़ाई वाले सुरंग भट्ठे में, प्रत्येक गाड़ी लगभग 6,000 गीली ईंटें लाद सकती है। भट्ठा गाड़ी के स्वयं के भार सहित, कुल भार लगभग 20 टन होता है, और पूरे भट्ठा ट्रैक को 600 टन से अधिक के एक गाड़ी के भार का सामना करना पड़ता है। इसलिए, ट्रैक बिछाने में लापरवाही नहीं बरतनी चाहिए। (4) भट्ठा छत आमतौर पर दो प्रकार की होती है: थोड़ी धनुषाकार और सपाट। धनुषाकार छत एक पारंपरिक चिनाई विधि है, जबकि सपाट छत छत के लिए दुर्दम्य ढलाई योग्य सामग्री या हल्के दुर्दम्य ईंटों का उपयोग करती है। आजकल, कई लोग सिलिकॉन एल्यूमीनियम फाइबर छत ब्लॉकों का उपयोग करते हैं। उपयोग की जाने वाली सामग्री के बावजूद, इसे दुर्दम्य तापमान और सीलिंग सुनिश्चित करना चाहिए, और डिजाइन आवश्यकताओं के अनुसार उपयुक्त स्थानों पर अवलोकन छेद स्थापित किए जाने चाहिए। कोयला खिलाने के छिद्र, वायु वाहिनी के छिद्र, आदि। (5) दहन प्रणाली: a. लकड़ी और कोयले को जलाने वाले सुरंग भट्टों में भट्ठे के उच्च तापमान वाले क्षेत्र में दहन कक्ष नहीं होते हैं, जो दुर्दम्य ईंटों का उपयोग करके बनाए जाते हैं, और उनमें ईंधन खिलाने के बंदरगाह और राख निर्वहन बंदरगाह होते हैं। b. आंतरिक दहन ईंट प्रौद्योगिकी को बढ़ावा देने के साथ, अलग दहन कक्षों की अब आवश्यकता नहीं है, क्योंकि ईंटें गर्मी बरकरार रखती हैं प्राकृतिक गैस, कोयला गैस, द्रवीकृत पेट्रोलियम गैस, आदि जलाने वाले भट्ठों में, भट्ठे के किनारों या छत पर (ईंधन के प्रकार के आधार पर) गैस बर्नर होते हैं, और भट्ठे के भीतर तापमान नियंत्रण की सुविधा के लिए बर्नर उचित और समान रूप से वितरित किए जाते हैं। (6) वेंटिलेशन सिस्टम: a. पंखे: जिसमें आपूर्ति पंखे, निकास पंखे, आर्द्रता हटाने वाले पंखे और संतुलन पंखे शामिल हैं। शीतलन पंखे। प्रत्येक पंखा एक अलग स्थिति में स्थित होता है और एक अलग कार्य करता है। आपूर्ति पंखा दहन के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन प्रदान करने के लिए दहन कक्ष में हवा डालता है, निकास पंखा भट्ठे के अंदर एक निश्चित नकारात्मक दबाव बनाए रखने और सुचारू रूप से गैस का प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए भट्ठे से निकलने वाली गैसों को निकालता है, और आर्द्रता हटाने वाला पंखा भट्ठे के बाहर गीली ईंटों से नम हवा निकालता है। b. वायु नलिकाएं: एयर डैम्पर्स: वायु नलिकाओं पर स्थापित, उनका उपयोग वायु प्रवाह और भट्ठा दबाव को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। एयर डैम्पर्स के उद्घाटन के आकार को समायोजित करके, भट्ठे के अंदर तापमान वितरण और लौ की स्थिति को नियंत्रित किया जा सकता है। (7) ऑपरेटिंग सिस्टम: ए। भट्ठा कार: भट्ठा कार में एक सुरंग जैसी संरचना के साथ एक चल भट्ठा तल होता है। ईंट के खाली हिस्से भट्ठा कार पर धीरे-धीरे चलते हैं, प्रीहीटिंग ज़ोन, सिंटरिंग ज़ोन, इंसुलेशन ज़ोन, कूलिंग ज़ोन से गुजरते हैं। भट्ठा कार स्टील संरचना से बनी होती है, जिसमें भट्ठे के अंदर शुद्ध चौड़ाई द्वारा निर्धारित आयाम होते हैं, और सीलिंग सुनिश्चित करते हैं। बी। ट्रांसफर कार: भट्ठे के मुँह पर, ट्रांसफर कार भट्ठा कार को स्थानांतरित करती है। विभिन्न स्थानों पर विभिन्न उपकरणों के माध्यम से, भट्ठा गाड़ी को पटरियों के साथ खींचा जाता है, जिससे ईंटों का भंडारण, सुखाने, सिंटरिंग, उतराई और पैकेजिंग जैसी कई क्रियाएं पूरी होती हैं। (8) तापमान नियंत्रण प्रणाली: तापमान का पता लगाने में भट्ठे के अंदर विभिन्न स्थानों पर थर्मोकपल तापमान सेंसर लगाना शामिल है ताकि वास्तविक समय में भट्ठे के तापमान की निगरानी की जा सके। तापमान संकेतों को नियंत्रण कक्ष में प्रेषित किया जाता है, जहां ऑपरेटर तापमान डेटा के आधार पर वायु सेवन की मात्रा और दहन मूल्य को समायोजित करते हैं। दबाव की निगरानी में भट्ठे के दबाव में वास्तविक समय में बदलावों की निगरानी के लिए भट्ठे के शीर्ष, भट्ठे की पूंछ और भट्ठे के अंदर महत्वपूर्ण स्थानों पर दबाव सेंसर लगाना शामिल है। वेंटिलेशन सिस्टम में एयर डैम्पर्स को समायोजित करके, भट्ठे के दबाव को एक स्थिर स्तर पर बनाए रखा जाता है।

III. संचालन: सुरंग भट्ठे के मुख्य भाग और उसके बाद配套उपकरण स्थापित हो जाने के बाद, अब प्रज्वलन संचालन और सामान्य उपयोग की तैयारी का समय आ गया है। सुरंग भट्टी चलाना बल्ब बदलने या स्विच दबाने जितना आसान नहीं है; सुरंग भट्टी को सफलतापूर्वक चलाने के लिए वैज्ञानिक विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है। कठोर नियंत्रण, अनुभव का हस्तांतरण और विभिन्न पहलुओं में समन्वय, ये सभी महत्वपूर्ण हैं। विस्तृत संचालन प्रक्रियाओं और संभावित समस्याओं के समाधानों पर बाद में चर्चा की जाएगी। अभी के लिए, आइए सुरंग भट्ठे की परिचालन विधियों और प्रक्रियाओं का संक्षेप में परिचय दें: “निरीक्षण: सबसे पहले, भट्ठे के शरीर में किसी भी दरार की जांच करें। जांचें कि क्या विस्तार संयुक्त सील कड़े हैं। यह जांचने के लिए कि क्या ट्रैक, टॉप कार मशीन, ट्रांसफर कार और अन्य हैंडलिंग उपकरण सामान्य रूप से काम कर रहे हैं, कुछ खाली भट्ठा कारों को कुछ बार धक्का दें। ईंधन के रूप में प्राकृतिक गैस या कोयला गैस का उपयोग करने वाले भट्ठों के लिए, पहले यह सुनिश्चित करने के लिए लौ को प्रज्वलित करें कि यह सामान्य रूप से जलता है। जांचें कि क्या सभी पंखे ठीक से काम कर रहे हैं। भट्ठा सुखाने के तरीके इस्तेमाल किए जाने वाले ईंधन के प्रकार के आधार पर अलग-अलग होते हैं। हालांकि, उद्देश्य एक ही है: निर्माण के दौरान भट्ठा संरचना में बरकरार नमी को सुखाने के माध्यम से धीरे-धीरे निकालना, जिससे भट्ठा शरीर के अचानक गर्म होने और टूटने से बचा जा सके। और दो दिनों तक पकाएँ। c. उच्च-तापमान चरण (600°C और उससे अधिक): तापमान को सामान्य दर से 20°C प्रति घंटे की दर से तब तक बढ़ाएँ जब तक कि फायरिंग तापमान न पहुँच जाए, और एक दिन तक बनाए रखें। फायरिंग प्रक्रिया के दौरान, भट्ठे के फैलाव पर हर समय नज़र रखें और समय-समय पर नमी हटाते रहें। (3) प्रज्वलन: प्राकृतिक गैस या कोयला गैस जैसे ईंधन का उपयोग सरल है। आज, हम कोयला, लकड़ी आदि का उपयोग करेंगे। (3) उदाहरण के तौर पर, पहले आसान प्रज्वलन के लिए एक भट्ठा गाड़ी बनाएँ: भट्ठा गाड़ी पर जलाऊ लकड़ी, कोयला और अन्य ज्वलनशील पदार्थ रखें। सबसे पहले, भट्ठे के अंदर नकारात्मक दबाव बनाने के लिए पंखे को चालू करें, जिससे लौ ईंट के टुकड़ों की ओर निर्देशित हो। एक फायर स्टार्टर रॉड का उपयोग करें। लकड़ी और कोयले को प्रज्वलित करें, और हवा के प्रवाह और दबाव को समायोजित करके धीरे-धीरे तापमान बढ़ाएँ जब तक कि ईंट के टुकड़े फायरिंग तापमान तक न पहुँच जाएँ। एक बार जब ईंट के टुकड़े फायरिंग तापमान तक पहुँच जाएँ, तो आगे से भट्ठे में नई गाड़ियाँ डालना शुरू करें और उन्हें धीरे-धीरे सिंटरिंग क्षेत्र की ओर ले जाएँ। भट्ठे को धक्का दें कार और भट्ठा कार को पूरी तरह से प्रज्वलित होने तक आगे की ओर घुमाएँ। नए प्रज्वलित सुरंग भट्ठे के तापमान की हर समय निगरानी की जानी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि फायरिंग प्रक्रिया डिज़ाइन किए गए तापमान वक्र के अनुसार पूरी हो। ④) उत्पादन कार्य: ईंटों की व्यवस्था: भट्ठा कार पर ईंटों को डिज़ाइन आवश्यकताओं के अनुसार व्यवस्थित करें, ईंटों के बीच उचित अंतराल और वायु चैनल सुनिश्चित करें ताकि सुचारू फ़्लू गैस प्रवाह सुनिश्चित हो सके। पैरामीटर सेटिंग्स: तापमान, वायु दाब, वायु प्रवाह और भट्ठा कार की गति निर्धारित करें। उत्पादन कार्यों के दौरान, तैयार उत्पादों की उच्च गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए इन मापदंडों को समायोजित और अनुकूलित किया जाता है। संचालन प्रक्रियाएँ: सुरंग भट्ठा संचालन के दौरान, प्रत्येक कार्य केंद्र पर तापमान, दबाव और फ़्लू गैस मापदंडों की निरंतर निगरानी की जानी चाहिए। ईंटों में दरार पड़ने से बचाने के लिए प्रीहीटिंग ज़ोन को धीरे-धीरे (लगभग 50-80% प्रति मीटर) गर्म किया जाना चाहिए। फायरिंग ज़ोन को उच्च और स्थिर तापमान बनाए रखना चाहिए, जिसमें ईंटों का पूरी तरह से पकना सुनिश्चित करने के लिए ≤±10°C का तापमान अंतर हो। कूलिंग ज़ोन अपशिष्ट ऊष्मा पुनर्प्राप्ति डिज़ाइन का उपयोग कर सकता है। (ऊर्जा की बचत और उत्सर्जन में कमी) ईंट सुखाने के लिए सुखाने वाले क्षेत्र में तापीय ऊर्जा स्थानांतरित करने के लिए। इसके अतिरिक्त, भट्ठा गाड़ी को डिजाइन आवश्यकताओं के अनुसार समान रूप से आगे बढ़ाया जाना चाहिए। उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, डिजाइन तापमान वक्र के आधार पर वायु दाब और वायु प्रवाह को समायोजित किया जाना चाहिए। निगरानी डेटा के आधार पर स्थिर भट्ठा दबाव (फायरिंग ज़ोन में 10-20 Pa का मामूली सकारात्मक दबाव और प्रीहीटिंग ज़ोन में -10 से -50 Pa का नकारात्मक दबाव) बनाए रखें। भट्ठा निकास: जब भट्ठा गाड़ी सुरंग भट्ठा निकास पर पहुंचती है, तो ईंट के खाली टुकड़े फायर करना पूरा कर लेते हैं और उचित तापमान तक ठंडे हो जाते हैं। तैयार ईंटों को ले जाने वाली भट्ठा गाड़ी को फिर हैंडलिंग उपकरण के माध्यम से अनलोडिंग क्षेत्र में ले जाया जा सकता

अपने आविष्कार के बाद से, ईंट-फायरिंग सुरंग भट्ठे में कई संरचनात्मक अनुकूलन और तकनीकी नवाचार हुए हैं, जिससे पर्यावरण संरक्षण मानकों और स्वचालन के स्तर में धीरे-धीरे सुधार हुआ है। भविष्य में, बुद्धिमत्ता, बेहतर पर्यावरण मित्रता और संसाधन पुनर्चक्रण तकनीकी दिशाओं पर हावी होंगे, जिससे ईंट और टाइल उद्योग उच्च-स्तरीय विनिर्माण की ओर अग्रसर होगा।