現在、レンガ製造業界で最も広く採用されている窯のタイプはトンネル窯です。トンネル窯の概念はフランス人によって最初に提案され、最初に設計されましたが、建設されることはありませんでした。レンガ製造用に特別に設計された最初のトンネル窯は、1877年にドイツの技術者2-bookによって作成され、特許も申請されました。トンネル窯の普及に伴い、多くの革新が生まれました。内部の正味幅に基づいて、小断面（≤2.8メートル）、中断面（3〜4メートル）、大断面（≥4.6メートル）に分類されます。窯のタイプ別では、マイクロドーム型、平天井型、リング状移動型などがあります。操作方法別では、ローラー窯、シャトル窯、プッシュプレート窯などがあります。使用される燃料の種類に基づいて、燃料として石炭を使用するもの（最も一般的）、ガスまたは天然ガスを使用するもの（非耐火レンガと平壁レンガの焼成に使用、主に高級レンガ用）、重油または混合エネルギー源を使用するもの、バイオマス燃料を使用するものなどがあります。要約すると、向流構成で稼働し、長さに沿って予熱、焼結、および冷却セクションに分割され、製品がガスの流れと反対方向に移動するトンネル型窯はすべてトンネル窯です。
トンネル窯は、建築用レンガ、耐火レンガ、セラミックタイル、陶磁器などの焼成に用いられる熱工学窯として広く利用されています。近年では、浄水剤やリチウム電池の原料の焼成にも利用されています。トンネル窯の用途は幅広く、様々な種類があり、それぞれに特徴があります。本日は、建築用レンガの焼成に用いられる断面型トンネル窯についてご紹介します。
1.原理：トンネル窯は高温窯であるため、当然熱源が必要です。熱を発生できる可燃性物質はすべてトンネル窯の燃料として使用できます（燃料の種類によって、現地の建設状況が異なる場合があります）。燃料は窯内の燃焼室で燃焼し、高温の排ガスが発生します。ファンの影響を受けて、高温のガス流は焼成される製品と反対方向に移動します。熱は窯車上のレンガのブランクに伝達され、レンガのブランクはレールに沿ってゆっくりと窯内に移動します。窯車上のレンガも加熱され続けます。燃焼室の前のセクションは予熱ゾーンです（約10台目の車の位置の前）。レンガのブランクは予熱ゾーンで徐々に加熱され、暖められ、水分と有機物が除去されます。窯車が焼結ゾーンに入ると、燃料の燃焼によって発生した熱を利用して、レンガは最高焼成温度（粘土レンガの場合は850℃、頁岩レンガの場合は1050℃）に達し、物理的・化学的変化を起こして緻密な組織を形成します。この部分が窯の焼成ゾーン（高温ゾーン）であり、約12番目から22番目まで続きます。焼成ゾーンを通過したレンガは、一定期間の断熱期間を経て冷却ゾーンに入ります。冷却ゾーンでは、焼成された製品は窯の出口から流入する大量の冷気と接触し、徐々に冷却されて窯から排出され、焼成工程が完了します。
II. 構造：トンネル窯は熱工学窯であり、温度範囲が広く、窯本体に対する構造要件も高い。(1) 基礎準備：建設区域から残骸を撤去し、3つのユーティリティと1つの平坦面を確保する。給水、電気供給、および平坦な地盤面を確保する。勾配は排水要件を満たす必要がある。基礎は150kN/m²の支持力を有するものとする。軟弱地盤の場合は、置換工法（石積み基礎または圧縮石灰土壌混合物）を採用する。基礎溝処理後、鉄筋コンクリートを窯基礎とする。強固な基礎は支持力と窯の安定性を確保する。(2) 窯構造：高温域の窯の内壁は耐火レンガで構築する。外壁は普通レンガでもよく、レンガ間に断熱処理（ロックウール、アルミシリケート繊維ブランケットなど）を施して熱損失を低減する。内壁の厚さは500mm、外壁の厚さは370mmとする。設計要求に従って伸縮目地を残す必要があります。石積みは完全なモルタル目地を持ち、耐火レンガは千鳥目（モルタル目地≤3 mm）で、普通のレンガはモルタル目地が8〜10 mmで敷設する必要があります。断熱材は均等に分散され、完全に詰められ、水の浸入を防ぐために密封される必要があります。 （3）窯底 窯底は、窯車が移動するための平坦な表面である必要があります。窯車が軌道に沿って移動するため、防湿層は十分な耐荷重性と断熱性を備えている必要があります。断面幅3.6メートルのトンネル窯では、1台あたり約6,000個の湿ったレンガを積載できます。窯車の自重を含めると、総荷重は約20トンで、窯軌道全体は1台の車両で600トンを超える重量に耐える必要があります。したがって、軌道の敷設は不注意に行ってはなりません。 （4）窯の屋根は通常、わずかにアーチ型と平らな屋根の2種類があります。アーチ型屋根は伝統的な石積み方法であり、平らな屋根では天井に耐火キャスタブル材料または軽量耐火レンガを使用します。現在では、多くがシリコンアルミ繊維天井ブロックを使用しています。使用する材料に関係なく、耐火温度と密閉性を確保し、設計要件に従って適切な場所に観察穴を設置する必要があります。石炭投入口、空気ダクト穴など。 （5）燃焼システム：a。木材と石炭を燃焼するトンネル窯では、窯の高温ゾーンに燃焼室がなく、耐火レンガを使用して構築され、燃料投入口と灰排出口があります。b。内燃レンガ技術の推進により、レンガが熱を保持するため、個別の燃焼室は不要になりました。熱が不十分な場合は、窯の屋根の石炭投入口から追加の燃料を追加できます。c。天然ガス、石炭ガス、液化石油ガスなどを燃焼させる窯には、窯の側面または天井（燃料の種類によって異なります）にガスバーナーがあり、バーナーは合理的かつ均一に配置され、窯内の温度制御を容易にします。（6）換気システム：a。ファン：給気ファン、排気ファン、除湿ファン、バランスファンなど。冷却ファン。各ファンは異なる位置にあり、異なる機能を果たします。給気ファンは燃焼室に空気を導入して燃焼に十分な酸素を供給し、排気ファンは窯から排気ガスを除去して窯内の一定の負圧を維持し、スムーズな排気ガスの流れを確保し、除湿ファンは窯の外側の湿ったレンガのブランクから湿った空気を除去します。b。エアダクト：これらは排気ダクトとエアダクトに分けられます。排気ダクトは主に窯から排気ガスと湿った空気を除去します。空気ダクトには石造とパイプのタイプがあり、燃焼ゾーンに酸素を供給する役割を果たします。 c. エアダンパー：空気ダクトに取り付けられ、空気の流れと窯の圧力を調整するために使用されます。エアダンパーの開口部のサイズを調整することにより、窯内の温度分布と炎の位置を制御できます。 (7) 操作システム： a. 窯車：窯車は、トンネルのような構造の可動窯底を備えています。レンガのブランクは、窯車上をゆっくりと移動し、予熱ゾーン、焼結ゾーン、断熱ゾーン、冷却ゾーンを通過します。窯車は鉄骨構造で作られており、寸法は窯内の正味幅によって決まり、密閉を保証します。 b. トランスファーカー：窯の入り口で、トランスファーカーが窯車を移動します。次に、窯車は貯蔵ゾーンに送られ、次に乾燥ゾーン、最後に焼結ゾーンに送られ、完成品は荷降ろしゾーンに輸送されます。 c.牽引設備には、軌道牽引機、油圧昇降機、ステップ機、窯口牽引機などがあります。さまざまな場所にあるさまざまな装置を介して、窯車は線路に沿って引っ張られて移動し、レンガの保管、乾燥、焼結、荷降ろし、梱包などの一連の動作を実現します。（8）温度制御システム：温度検出では、窯内のさまざまな位置に熱電対温度センサーを設置し、窯の温度をリアルタイムで監視します。温度信号は制御室に送信され、オペレーターは温度データに基づいて空気の吸入量と燃焼値を調整します。圧力監視では、窯の頭、窯の尾、および窯内の重要な場所に圧力センサーを設置して、窯の圧力の変化をリアルタイムで監視します。換気システムのエアダンパーを調整することにより、窯の圧力を安定したレベルに維持します。
III. 操作：トンネル窯本体と配套設備の設置が完了したら、点火操作と通常の使用準備を行います。トンネル窯の操作は、電球を交換したりスイッチを入れたりするほど簡単ではありません。トンネル窯の焼成を成功させるには、科学的な専門知識が必要です。厳格な管理、経験の伝承、そして多方面にわたる連携が不可欠です。詳細な操作手順と、発生する可能性のある問題への解決策については、後ほど説明します。トンネル窯の運転方法と工程を簡単にご紹介します。「点検：まず、窯本体に亀裂がないか確認します。伸縮継手のシールがしっかりしているか確認します。空の窯車を数台、数回押して、軌道、上車機、搬送車などの搬送設備が正常に機能しているかどうかを確認します。天然ガスまたは石炭ガスを燃料とする窯の場合は、まず点火して正常に燃焼することを確認します。すべてのファンが正常に作動していることを確認します。窯の乾燥方法は、使用する燃料の種類によって異なりますが、目的は一貫しています。窯の構造中に保持された水分を乾燥によって徐々に除去し、窯本体の急激な加熱と亀裂を防ぐことです。a. 低温段階（0～200℃）：1～2日間、低温で乾燥させ、温度上昇率は10℃/時以下です。b. 中温段階（200～600℃）：温度上昇率は10～15℃/時で、2日間焼成します。 c. 高温段階（600℃以上）：1時間あたり20℃の通常の速度で温度を上昇させ、焼成温度に到達し、1日間維持します。焼成中は、窯本体の膨張を常に監視し、定期的に水分を除去します。（3）点火：天然ガスや石炭ガスなどの燃料を使用するのは簡単です。今日は石炭、木材などを使用します。（3）例として、まず点火しやすいように窯車を作ります。薪、石炭、その他の可燃物を窯車に載せます。まず、ファンを作動させて窯内に負圧を作り、炎をレンガの素材に向けます。着火棒を使用します。木材と石炭に点火し、風量と圧力を調整して徐々に温度を上げ、レンガの素材が焼成温度に達するまで続けます。レンガの素材が焼成温度に達したら、新しい窯車を前方から投入し、ゆっくりと焼結ゾーンに向かって移動させます。窯車と窯車を前方に押して、点火完了まで。点火したばかりのトンネル窯の温度は、設計温度曲線に従って焼成プロセスが完了するように常に監視する必要があります。④）生産作業：レンガの配置：設計要件に従って窯車にレンガを配置し、レンガ間に適切な隙間と通気路を設けて、煙道がスムーズに流れるようにします。パラメータ設定：温度、気圧、風量、窯車の移動速度を決定します。生産作業中は、これらのパラメータを調整・最適化することで、完成品の高品質を確保します。操作手順：トンネル窯の運転中は、各ワークステーションの温度、圧力、煙道パラメータを継続的に監視する必要があります。予熱ゾーンは、レンガの割れを防ぐため、ゆっくりと加熱する必要があります（1メートルあたり約50～80％）。焼成ゾーンは、レンガが完全に焼成されるように、温度差が±10℃以下の高温一定に維持する必要があります。冷却ゾーンでは、廃熱回収設計（省エネおよび排出削減）を活用することができます。レンガを乾燥させるため、窯車は乾燥ゾーンに熱エネルギーを伝達します。さらに、窯車は設計要件に従って均一に前進させる必要があります。製品の品質を確保するために、空気圧と空気流は設計温度曲線に基づいて調整する必要があります。監視データに基づいて、安定した窯圧力（焼成ゾーンでは10〜20 Paのわずかな正圧、予熱ゾーンでは-10〜-50 Paの負圧）を維持します。窯出口：窯車がトンネル窯の出口に到達すると、レンガのブランクの焼成が完了し、適切な温度まで冷却されます。完成したレンガを積んだ窯車は、ハンドリング装置を介して荷降ろしエリアに運ばれ、検査および荷降ろしされて、トンネル窯の焼成プロセスが完了します。空の窯車は、作業場のレンガ積み位置に戻ります。このプロセスは、次の積み重ねと焼成サイクルで繰り返されます。
レンガ焼成トンネル窯は発明以来、幾度にもわたる構造の最適化と技術革新を経て、環境保護基準と自動化レベルを着実に向上させてきました。今後は、インテリジェント化、環境への配慮、資源循環が技術の方向性を左右し、レンガ・タイル産業をハイエンド製造へと導くでしょう。
投稿日時: 2025年6月12日