Het meest gebruikte oventype in de baksteenindustrie is tegenwoordig de tunneloven. Het concept van de tunneloven werd voor het eerst voorgesteld en ontworpen door de Fransen, maar is nooit gebouwd. De eerste tunneloven, specifiek ontworpen voor de productie van baksteen, werd in 1877 ontworpen door de Duitse ingenieur 2-book, die er ook patent op aanvroeg. Met de wijdverbreide toepassing van tunnelovens ontstonden talloze innovaties. Op basis van de interne nettobreedte worden ze gecategoriseerd in kleine secties (≤ 2,8 meter), middelgrote secties (3-4 meter) en grote secties (≥ 4,6 meter). Qua oventype omvatten ze microkoepelovens, vlakke plafonds en ringvormige bewegende ovens. Qua werkingsmethode omvatten ze rolovens en shuttleovens. Duwplaatovens. Op basis van het type brandstof dat gebruikt wordt: er zijn ovens die steenkool gebruiken als brandstof (het meest gebruikelijk), ovens die gas of aardgas gebruiken (gebruikt voor het bakken van niet-vuurvaste stenen en bakstenen met een vlakke wand, voornamelijk voor hoogwaardige stenen), ovens die zware olie of gemengde energiebronnen gebruiken, en ovens die biomassabrandstof gebruiken, etc. Samenvattend: elke tunneloven die in een tegenstroomconfiguratie werkt, over de lengte verdeeld in een voorverwarmings-, sinter- en koelgedeelte, waarbij de producten in de tegenovergestelde richting van de gasstroom bewegen, is een tunneloven.
Tunnelovens worden veel gebruikt als thermische ovens voor het bakken van bouwstenen, vuurvaste stenen, keramische tegels en keramiek. De laatste jaren worden tunnelovens ook gebruikt voor het bakken van waterzuiveringsmiddelen en grondstoffen voor lithiumbatterijen. Tunnelovens hebben een breed scala aan toepassingen en zijn er in vele soorten, elk met zijn eigen kenmerken. Vandaag richten we ons op de tunneloven met een doorsnede die wordt gebruikt voor het bakken van bouwstenen.
1. Principe: Als hete oven heeft de tunneloven van nature een warmtebron nodig. Elk brandbaar materiaal dat warmte kan genereren, kan als brandstof voor de tunneloven worden gebruikt (verschillende brandstoffen kunnen leiden tot variaties in de lokale constructie). De brandstof verbrandt in de verbrandingskamer in de oven, waarbij rookgas met hoge temperatuur ontstaat. Onder invloed van de ventilator beweegt de gasstroom met hoge temperatuur zich in de tegenovergestelde richting van de te bakken producten. De warmte wordt overgedragen aan de bakstenen op de ovenwagen, die langzaam over de rails de oven in rijden. De stenen op de ovenwagen blijven ook opwarmen. Het gedeelte vóór de verbrandingskamer is de voorverwarmingszone (ongeveer vóór de tiende wagenpositie). De bakstenen worden geleidelijk verwarmd in de voorverwarmingszone, waarbij vocht en organisch materiaal worden verwijderd. Wanneer de ovenwagen de sinterzone binnenrijdt, bereiken de stenen hun maximale baktemperatuur (850 °C voor kleistenen en 1050 °C voor schaliestenen) door de warmte die vrijkomt bij de verbranding van de brandstof. Ze ondergaan fysische en chemische veranderingen en vormen een dichte structuur. Dit gedeelte vormt de bakzone (ook de hogetemperatuurzone) van de oven en beslaat ongeveer de 12e tot en met 22e positie. Na het passeren van de bakzone ondergaan de stenen een bepaalde isolatieperiode voordat ze de koelzone ingaan. In de koelzone komen de gebakken producten in contact met een grote hoeveelheid koude lucht die via de ovenuitlaat naar binnen stroomt en geleidelijk afkoelt voordat ze de oven verlaten, waarmee het volledige bakproces wordt voltooid.
II. Constructie: Tunnelovens zijn ovens met een thermische techniek. Ze hebben een breed temperatuurbereik en hoge structurele eisen aan de ovenbehuizing. (1) Voorbereiding van de fundering: Verwijder puin van het bouwterrein en zorg voor drie nutsvoorzieningen en één vlak oppervlak. Zorg voor watervoorziening, elektriciteit en een vlakke ondergrond. De helling moet voldoen aan de drainage-eisen. De fundering moet een draagvermogen hebben van 150 kN/m². Gebruik de vervangingsmethode (stenen metselwerkfundering of een mengsel van verdichte kalk en aarde) als u zachte grondlagen tegenkomt. Gebruik na de behandeling van de funderingssleuf gewapend beton als ovenfundering. Een stevige fundering garandeert het draagvermogen en de stabiliteit van de oven. (2) Ovenstructuur De binnenwanden van de oven in zones met hoge temperaturen moeten worden gebouwd met vuurvaste stenen. De buitenwanden kunnen van gewone bakstenen zijn, met isolatiebehandeling tussen de stenen (met steenwol, aluminiumsilicaatvezeldekens, enz.) om warmteverlies te verminderen. De binnenwanddikte is 500 mm en de buitenwanddikte is 370 mm. Uitzetvoegen moeten worden gelaten volgens de ontwerpvereisten. Het metselwerk moet volledige mortelvoegen hebben, met vuurvaste stenen gelegd in verspringende voegen (mortelvoegen ≤ 3 mm) en gewone stenen met mortelvoegen van 8–10 mm. Isolatiematerialen moeten gelijkmatig verdeeld, volledig gepakt en afgedicht zijn om binnendringen van water te voorkomen. (3) Ovenbodem De ovenbodem moet een vlak oppervlak zijn waarop de ovenwagen kan rijden. De vochtwerende laag moet voldoende draagvermogen en thermische isolatie-eigenschappen hebben, terwijl de ovenwagen over de sporen beweegt. In een tunneloven met een dwarsdoorsnede van 3,6 meter kan elke wagen ongeveer 6.000 natte stenen laden. Inclusief het eigen gewicht van de ovenwagen is de totale belasting ongeveer 20 ton, en het gehele ovenspoor moet een enkel wagengewicht van meer dan 600 ton kunnen weerstaan. Daarom mag het leggen van het spoor niet onzorgvuldig worden gedaan. (4) Het dak van een oven kent doorgaans twee typen: licht gebogen en plat. Het gebogen dak is een traditionele metselmethode, terwijl het platte dak vuurvast gietmateriaal of lichtgewicht vuurvaste stenen gebruikt voor het plafond. Tegenwoordig gebruiken velen plafondblokken van silicium-aluminiumvezel. Ongeacht het gebruikte materiaal moet de temperatuur en afdichting van het vuurvaste materiaal gegarandeerd zijn, en moeten er op geschikte locaties observatiegaten worden aangebracht volgens de ontwerpvereisten. Kolentoevoergaten, luchtkanaalgaten, enz. (5) Verbrandingssysteem: a. Tunnelovens die hout en kolen verbranden, hebben geen verbrandingskamers in de hogetemperatuurzone van de oven. Deze zijn gebouwd met vuurvaste stenen en hebben brandstoftoevoer- en asafvoerpoorten. b. Met de promotie van technologie voor verbrandingsstenen zijn aparte verbrandingskamers niet langer nodig, omdat de stenen warmte vasthouden. Als er onvoldoende warmte beschikbaar is, kan extra brandstof worden toegevoegd via kolentoevoergaten in het ovendak. c. Ovens die aardgas, steenkoolgas, vloeibaar petroleumgas, enz. verbranden, hebben gasbranders aan de zijkanten of het dak van de oven (afhankelijk van het brandstoftype). De branders zijn redelijk en gelijkmatig verdeeld om de temperatuurregeling in de oven te vergemakkelijken. (6) Ventilatiesysteem: a. Ventilatoren: inclusief toevoerventilatoren, afzuigventilatoren, ontvochtigingsventilatoren en balanceerventilatoren. Koelventilatoren. Elke ventilator bevindt zich op een andere positie en heeft een andere functie. De toevoerventilator voert lucht in de verbrandingskamer om voldoende zuurstof voor de verbranding te leveren, de afzuigventilator voert rookgassen af uit de oven om een bepaalde onderdruk in de oven te handhaven en een soepele rookgasstroom te garanderen, en de ontvochtigingsventilator voert vochtige lucht af van natte bakstenen buiten de oven. b. Luchtkanalen: Deze worden onderverdeeld in rookgaskanalen en luchtkanalen. Rookgaskanalen voeren voornamelijk rookgassen en vochtige lucht af uit de oven. Luchtkanalen zijn verkrijgbaar in metselwerk en buistypes en zijn verantwoordelijk voor de toevoer van zuurstof naar de verbrandingszone. c. Luchtkleppen: Geïnstalleerd op de luchtkanalen, worden ze gebruikt om de luchtstroom en ovendruk te regelen. Door de openingsgrootte van de luchtkleppen aan te passen, kunnen de temperatuurverdeling en vlampositie in de oven worden geregeld. (7) Besturingssysteem: a. Ovenwagen: De ovenwagen heeft een beweegbare ovenbodem met een tunnelachtige structuur. Bakstenen platen bewegen langzaam op de ovenwagen en passeren de voorverwarmingszone, sinterzone, isolatiezone en koelzone. De ovenwagen is gemaakt van een stalen constructie, met afmetingen bepaald door de netto breedte in de oven, en zorgt voor afdichting. b. Overdrachtswagen: Bij de ovenmond verplaatst de overdrachtswagen de ovenwagen. De ovenwagen wordt vervolgens naar de opslagzone, vervolgens naar de droogzone en ten slotte naar de sinterzone gestuurd, waarbij de afgewerkte producten naar de loszone worden getransporteerd. c. Tractieapparatuur omvat rupstractiemachines, hydraulische hefwerktuigen, stapmachines en ovenmondtractiemachines. Met behulp van diverse apparaten op verschillende locaties wordt de ovenwagen over de rails getrokken om een reeks handelingen uit te voeren, zoals het opslaan van stenen, drogen, sinteren, lossen en verpakken. (8) Temperatuurregelsysteem: Temperatuurdetectie omvat het installeren van thermokoppeltemperatuursensoren op verschillende plaatsen in de oven om de oventemperatuur in realtime te bewaken. Temperatuursignalen worden naar de controlekamer verzonden, waar operators het luchtinlaatvolume en de verbrandingswaarde aanpassen op basis van de temperatuurgegevens. Drukbewaking omvat het installeren van druksensoren bij de ovenkop, de ovenstaart en kritische locaties in de oven om veranderingen in de ovendruk in realtime te bewaken. Door de luchtkleppen in het ventilatiesysteem aan te passen, wordt de ovendruk op een stabiel niveau gehouden.
III. Werking: Nadat het hoofdgedeelte van de tunneloven en zijn配套Zodra de apparatuur is geïnstalleerd, is het tijd om de voorbereidingen voor de ontsteking en het normale gebruik te treffen. Het bedienen van een tunneloven is niet zo eenvoudig als het vervangen van een gloeilamp of het omzetten van een schakelaar; het succesvol stoken van een tunneloven vereist wetenschappelijke expertise. Strikte controle, het overdragen van ervaring en coördinatie op meerdere vlakken zijn cruciaal. Gedetailleerde operationele procedures en oplossingen voor mogelijke problemen worden later besproken. Laten we eerst kort de operationele methoden en processen van de tunneloven introduceren: "Inspectie: Controleer eerst de ovenromp op scheuren. Controleer of de afdichtingen van de uitzetvoegen goed vastzitten. Duw een paar lege ovenwagens een paar keer rond om te controleren of de rails, de bovenste wagenmachine, de transferwagen en andere handlingapparatuur normaal functioneren. Bij ovens die aardgas of steenkoolgas als brandstof gebruiken, moet u eerst de vlam aansteken om ervoor te zorgen dat deze normaal brandt. Controleer of alle ventilatoren goed werken. De droogmethoden van de oven variëren afhankelijk van het type brandstof dat wordt gebruikt. Het doel is echter consistent: het vocht dat tijdens de constructie in de ovenconstructie is achtergebleven, langzaam verwijderen door middel van drogen, om plotselinge verhitting en scheuren in de ovenromp te voorkomen. a. Lagetemperatuurfase (0-200 °C): Droog op lage temperatuur gedurende één of twee dagen, met een temperatuurstijging ≤ 10 °C per uur. b. Middelhogetemperatuurfase (200-600 °C): Temperatuurstijging 10-15 °C per uur, en bak gedurende twee dagen. c. Hogetemperatuurfase (600 °C en hoger): verhoog de temperatuur met het normale tempo van 20 °C per uur tot de stooktemperatuur is bereikt en houd deze een dag aan. Houd tijdens het stookproces de uitzetting van de ovenbehuizing te allen tijde in de gaten en verwijder regelmatig vocht. (3) Ontsteking: Het gebruik van brandstoffen zoals aardgas of steenkoolgas is eenvoudig. Vandaag gebruiken we steenkool, hout, enz. (3) Bouw bijvoorbeeld eerst een ovenwagen voor gemakkelijke ontsteking: plaats brandhout, kolen en andere brandbare materialen op de ovenwagen. Activeer eerst de ventilator om een onderdruk in de oven te creëren en de vlam naar de bakstenen te richten. Gebruik een aanmaakstaaf. Steek het hout en de kolen aan en verhoog geleidelijk de temperatuur door de luchtstroom en druk aan te passen totdat de bakstenen de stooktemperatuur bereiken. Zodra de bakstenen de stooktemperatuur hebben bereikt, begin je met het invoeren van nieuwe wagens in de oven vanaf de voorkant en beweeg je ze langzaam richting de sinterzone. Duw de ovenwagen en de ovenwagen naar voren om volledige ontsteking. De temperatuur van de nieuw ontstoken tunneloven moet te allen tijde worden bewaakt om ervoor te zorgen dat het stookproces wordt voltooid volgens de ontworpen temperatuurcurve. 4) Productiebewerkingen: Plaatsing van de stenen: Schik de stenen op de ovenwagen volgens de ontwerpvereisten en zorg voor voldoende openingen en luchtkanalen tussen de stenen om een soepele rookgasstroom te vergemakkelijken. Parameterinstellingen: Bepaal de temperatuur, luchtdruk, luchtstroom en rijsnelheid van de ovenwagen. Tijdens de productie worden deze parameters aangepast en geoptimaliseerd om de hoge kwaliteit van de eindproducten te garanderen. Operationele procedures: Tijdens de werking van de tunneloven moeten de temperaturen, drukken en rookgasparameters op elk werkstation continu worden bewaakt. De voorverwarmingszone moet langzaam worden verwarmd (ongeveer 50-80% per meter) om scheuren in de stenen te voorkomen. De stookzone moet een hoge en constante temperatuur handhaven, met een temperatuurverschil van ≤ ± 10 °C om ervoor te zorgen dat de stenen volledig worden gebakken. De koelzone kan gebruikmaken van een ontwerp met afvalwarmteterugwinning (energiebesparend en emissieverminderend) om Thermische energie naar de droogzone voor het drogen van de bakstenen. Bovendien moet de ovenwagen gelijkmatig worden voortbewogen volgens de ontwerpvereisten. Om de productkwaliteit te garanderen, moeten de luchtdruk en luchtstroom worden aangepast op basis van de ontwerptemperatuurcurve. Handhaaf een stabiele ovendruk (lichte positieve druk van 10-20 Pa in de stookzone en negatieve druk van -10 tot -50 Pa in de voorverwarmingszone) op basis van meetgegevens. Ovenuitgang: Wanneer de ovenwagen de tunnelovenuitgang bereikt, zijn de bakstenen klaar met bakken en afgekoeld tot een geschikte temperatuur. De ovenwagen met de afgewerkte bakstenen kan vervolgens met transportapparatuur naar de losplaats worden getransporteerd, geïnspecteerd en gelost om het stookproces van de tunneloven te voltooien. De lege ovenwagen keert vervolgens terug naar de stapelpositie voor bakstenen in de werkplaats. Het proces wordt vervolgens herhaald voor de volgende stapel- en stookcyclus.
Sinds de uitvinding ervan heeft de tunneloven voor het stoken van bakstenen meerdere structurele optimalisaties en technologische innovaties ondergaan, waardoor de milieunormen en automatiseringsniveaus geleidelijk zijn verbeterd. In de toekomst zullen intelligentisering, grotere milieuvriendelijkheid en recycling van grondstoffen de technologische richting domineren en de baksteen- en dakpannenindustrie richting hoogwaardige productie stuwen.
Plaatsingstijd: 12 juni 2025