O tipo de forno mais amplamente adotado na indústria de fabricação de tijolos hoje é o forno de túnel. O conceito do forno de túnel foi proposto e inicialmente projetado pelos franceses, embora nunca tenha sido construído. O primeiro forno de túnel projetado especificamente para a produção de tijolos foi criado pelo engenheiro alemão 2-book em 1877, que também registrou uma patente para ele. Com a ampla adoção dos fornos de túnel, inúmeras inovações surgiram. Com base na largura líquida interna, eles são categorizados em seção pequena (≤ 2,8 metros), seção média (3–4 metros) e seção grande (≥ 4,6 metros). Por tipo de forno, eles incluem o tipo micro-domo, o tipo de teto plano e o tipo móvel em forma de anel. Por método operacional, eles incluem fornos de rolos e fornos de vaivém. Fornos de placa de empurrar. Com base no tipo de combustível utilizado: há aqueles que usam carvão como combustível (o mais comum), aqueles que usam gás ou gás natural (usado para queimar tijolos não refratários e tijolos de parede simples, principalmente para tijolos de alta qualidade), aqueles que usam óleo pesado ou fontes de energia mistas e aqueles que usam combustível de biomassa, etc. Em resumo: qualquer forno do tipo túnel operando em uma configuração contracorrente, dividido ao longo de seu comprimento em seções de pré-aquecimento, sinterização e resfriamento, com produtos se movendo na direção oposta ao fluxo de gás, é um forno de túnel.
Os fornos de túnel são amplamente utilizados como fornos de engenharia térmica para a queima de tijolos de construção, tijolos refratários, telhas cerâmicas e cerâmicas. Nos últimos anos, os fornos de túnel também têm sido utilizados para a queima de agentes de purificação de água e matérias-primas para baterias de lítio. Os fornos de túnel têm uma ampla gama de aplicações e estão disponíveis em diversos tipos, cada um com suas próprias características. Hoje, vamos nos concentrar no forno de túnel de seção transversal utilizado para a queima de tijolos de construção.
1. Princípio: Como um forno quente, o forno de túnel naturalmente requer uma fonte de calor. Qualquer material combustível que possa gerar calor pode ser usado como combustível para o forno de túnel (diferentes combustíveis podem resultar em variações na construção local). O combustível queima na câmara de combustão dentro do forno, produzindo gases de combustão de alta temperatura. Sob a influência do ventilador, o fluxo de gás de alta temperatura se move na direção oposta aos produtos que estão sendo queimados. O calor é transferido para os blocos de tijolos no vagão do forno, que se movem lentamente ao longo dos trilhos para dentro do forno. Os tijolos no vagão do forno também continuam a aquecer. A seção antes da câmara de combustão é a zona de pré-aquecimento (aproximadamente antes da posição do décimo vagão). Os blocos de tijolos são gradualmente aquecidos e aquecidos na zona de pré-aquecimento, removendo umidade e matéria orgânica. À medida que o vagão do forno entra na zona de sinterização, os tijolos atingem sua temperatura máxima de queima (850 °C para tijolos de argila e 1050 °C para tijolos de xisto) utilizando o calor liberado pela combustão do combustível, passando por transformações físicas e químicas para formar uma estrutura densa. Esta seção é a zona de queima (também a zona de alta temperatura) do forno, abrangendo aproximadamente a 12ª a 22ª posições. Após passar pela zona de queima, os tijolos passam por um certo período de isolamento antes de entrarem na zona de resfriamento. Na zona de resfriamento, os produtos queimados entram em contato com uma grande quantidade de ar frio que entra pela saída do forno, resfriando gradualmente antes de sair do forno, completando assim todo o processo de queima.
II. Construção: Os fornos de túnel são fornos de engenharia térmica. Eles têm uma ampla faixa de temperatura e altos requisitos estruturais para o corpo do forno. (1) Preparação da fundação: Limpe os detritos da área de construção e garanta três utilidades e uma superfície nivelada. Garanta o abastecimento de água, eletricidade e uma superfície de solo nivelada. A inclinação deve atender aos requisitos de drenagem. A fundação deve ter uma capacidade de suporte de 150 kN/m². Se encontrar camadas de solo mole, use o método de substituição (base de alvenaria de pedra ou mistura de solo e cal compactada). Após o tratamento da vala de fundação, use concreto armado como fundação do forno. Uma fundação robusta garante a capacidade de suporte e a estabilidade do forno. (2) Estrutura do forno As paredes internas do forno em zonas de alta temperatura devem ser construídas usando tijolo refratário. As paredes externas podem usar tijolos comuns, com tratamento de isolamento entre os tijolos (usando lã de rocha, mantas de fibra de silicato de alumínio, etc.) para reduzir a perda de calor. A espessura da parede interna é de 500 mm e a espessura da parede externa é de 370 mm. As juntas de dilatação devem ser deixadas de acordo com os requisitos do projeto. A alvenaria deve ter juntas de argamassa completas, com tijolos refratários assentados em juntas escalonadas (juntas de argamassa ≤ 3 mm) e tijolos comuns com juntas de argamassa de 8–10 mm. Os materiais de isolamento devem ser distribuídos uniformemente, totalmente compactados e selados para evitar a entrada de água. (3) Fundo do forno O fundo do forno deve ser uma superfície plana para o movimento do vagão do forno. A camada resistente à umidade deve ter capacidade de carga e propriedades de isolamento térmico suficientes, à medida que o vagão do forno se move ao longo dos trilhos. Em um forno de túnel com uma largura de seção transversal de 3,6 metros, cada vagão pode carregar aproximadamente 6.000 tijolos úmidos. Incluindo o peso próprio do vagão do forno, a carga total é de cerca de 20 toneladas, e toda a pista do forno deve suportar um único peso de vagão de mais de 600 toneladas. Portanto, a colocação dos trilhos não deve ser feita descuidadamente. (4) O teto do forno normalmente tem dois tipos: ligeiramente arqueado e plano. O teto arqueado é um método de alvenaria tradicional, enquanto o teto plano usa material refratário moldável ou tijolos refratários leves para o teto. Hoje em dia, muitos usam blocos de teto de fibra de alumínio e silício. Independentemente do material usado, ele deve garantir a temperatura e a vedação do refratário, e furos de observação devem ser instalados em locais apropriados de acordo com os requisitos do projeto. Furos de alimentação de carvão, furos de dutos de ar, etc. (5) Sistema de combustão: a. Os fornos de túnel que queimam madeira e carvão não têm câmaras de combustão na zona de alta temperatura do forno, que são construídas usando tijolos refratários e têm portas de alimentação de combustível e portas de descarga de cinzas. b. Com a promoção da tecnologia de tijolos de combustão interna, câmaras de combustão separadas não são mais necessárias, pois os tijolos retêm calor. Se o calor for insuficiente, combustível adicional pode ser adicionado através dos furos de alimentação de carvão no teto do forno. c. Fornos que queimam gás natural, gás de carvão, gás liquefeito de petróleo, etc., têm queimadores de gás nas laterais ou no teto do forno (dependendo do tipo de combustível), com queimadores distribuídos de forma razoável e uniforme para facilitar o controle da temperatura dentro do forno. (6) Sistema de ventilação: a. Ventiladores: incluindo ventiladores de suprimento, exaustores, desumidificadores e balanceadores. Ventiladores de resfriamento. Cada ventilador está localizado em uma posição diferente e desempenha uma função diferente. O ventilador de suprimento introduz ar na câmara de combustão para fornecer oxigênio suficiente para a combustão, o exaustor remove os gases de combustão do forno para manter uma certa pressão negativa dentro do forno e garantir um fluxo suave dos gases de combustão, e o ventilador de desumidificação remove o ar úmido dos tijolos úmidos fora do forno. b. Dutos de ar: Estes são divididos em dutos de combustão e dutos de ar. Os dutos de combustão removem principalmente os gases de combustão e o ar úmido do forno. Os dutos de ar estão disponíveis em tipos de alvenaria e tubo e são responsáveis por fornecer oxigênio à zona de combustão. c. Amortecedores de ar: Instalados nos dutos de ar, eles são usados para regular o fluxo de ar e a pressão do forno. Ajustando o tamanho da abertura dos amortecedores de ar, a distribuição de temperatura e a posição da chama dentro do forno podem ser controladas. (7) Sistema operacional: a. Carro do forno: O carro do forno tem um fundo de forno móvel com uma estrutura semelhante a um túnel. Os blocos de tijolos se movem lentamente no carro do forno, passando pela zona de pré-aquecimento, zona de sinterização, zona de isolamento, zona de resfriamento. O carro do forno é feito de estrutura de aço, com dimensões determinadas pela largura líquida dentro do forno e garante a vedação. b. Carro de transferência: Na boca do forno, o carro de transferência realoca o carro do forno. O carro do forno é então enviado para a zona de armazenamento, depois para a zona de secagem e, finalmente, para a zona de sinterização, com os produtos acabados sendo transportados para a zona de descarga. c. O equipamento de tração inclui máquinas de tração de esteira, máquinas de elevação hidráulica, máquinas de degrau e máquinas de tração de boca de forno. Por meio de vários dispositivos em diferentes locais, o vagão do forno é puxado ao longo dos trilhos para se mover, realizando uma série de ações, como armazenamento de tijolos, secagem, sinterização, descarregamento e embalagem. (8) Sistema de controle de temperatura: A detecção de temperatura envolve a instalação de sensores de temperatura de termopar em diferentes posições dentro do forno para monitorar a temperatura do forno em tempo real. Os sinais de temperatura são transmitidos para a sala de controle, onde os operadores ajustam o volume de entrada de ar e o valor de combustão com base nos dados de temperatura. O monitoramento de pressão envolve a instalação de sensores de pressão na cabeça do forno, na cauda do forno e em locais críticos dentro do forno para monitorar as mudanças na pressão do forno em tempo real. Ao ajustar os amortecedores de ar no sistema de ventilação, a pressão do forno é mantida em um nível estável.
III. Operação: Após o corpo principal do forno de túnel e seus配套Após a instalação dos equipamentos, é hora de se preparar para a operação de ignição e o uso normal. Operar um forno de túnel não é tão simples quanto trocar uma lâmpada ou acionar um interruptor; acionar um forno de túnel com sucesso requer conhecimento científico. Controle rigoroso, transmissão de experiência e coordenação entre múltiplos aspectos são cruciais. Procedimentos operacionais detalhados e soluções para problemas que possam surgir serão discutidos posteriormente. Por enquanto, vamos apresentar brevemente os métodos e processos operacionais do forno de túnel: “Inspeção: Primeiro, verifique se há rachaduras no corpo do forno. Verifique se as vedações das juntas de expansão estão firmes. Empurre alguns vagões vazios do forno algumas vezes para verificar se a esteira, a máquina do vagão superior, o vagão de transferência e outros equipamentos de manuseio estão funcionando normalmente. Para fornos que usam gás natural ou gás de carvão como combustível, primeiro acenda a chama para garantir que ela queime normalmente. Verifique se todos os ventiladores estão funcionando corretamente. Os métodos de secagem em forno variam dependendo do tipo de combustível usado. No entanto, o objetivo é consistente: remover lentamente a umidade retida na estrutura do forno durante a construção por meio da secagem, evitando aquecimento repentino e rachaduras no corpo do forno. a. Estágio de baixa temperatura (0–200 °C): Secar em fogo baixo por um ou dois dias, com uma taxa de aumento de temperatura ≤10 °C por hora. b. Estágio de média temperatura (200–600 °C): Taxa de aumento de temperatura de 10–15 °C por hora e assar por Dois dias. c. Estágio de alta temperatura (600 °C e acima): aumente a temperatura na taxa normal de 20 °C por hora até atingir a temperatura de queima e mantenha por um dia. Durante o processo de queima, monitore a expansão do corpo do forno o tempo todo e remova a umidade periodicamente. (3) Ignição: Usar combustíveis como gás natural ou gás de carvão é simples. Hoje, usaremos carvão, madeira, etc. (3) Como exemplo, primeiro construa um carrinho de forno para facilitar a ignição: coloque lenha, carvão e outros materiais inflamáveis no carrinho. Primeiro, acione o ventilador para criar pressão negativa dentro do forno, direcionando a chama para os blocos de tijolos. Use uma haste de acendimento. Acenda a madeira e o carvão e aumente gradualmente a temperatura, ajustando o fluxo de ar e a pressão até que os blocos de tijolos atinjam a temperatura de queima. Assim que os blocos de tijolos atingirem a temperatura de queima, comece a alimentar os novos carros no forno pela frente e mova-os lentamente em direção à zona de sinterização. Empurre o carro do forno e o carro do forno Para completar a ignição. A temperatura do forno de túnel recém-ignição deve ser monitorada o tempo todo para garantir que o processo de queima seja concluído de acordo com a curva de temperatura projetada. ④) Operações de produção: Disposição dos tijolos: Disponha os tijolos no vagão do forno de acordo com os requisitos do projeto, garantindo espaços e canais de ar adequados entre eles para facilitar o fluxo suave dos gases de combustão. Configurações dos parâmetros: Determine a temperatura, a pressão do ar, o fluxo de ar e a velocidade de deslocamento do vagão do forno. Durante as operações de produção, esses parâmetros são ajustados e otimizados para garantir a alta qualidade dos produtos acabados. Procedimentos operacionais: Durante a operação do forno de túnel, as temperaturas, as pressões e os parâmetros dos gases de combustão em cada estação de trabalho devem ser monitorados continuamente. A zona de pré-aquecimento deve ser aquecida lentamente (aproximadamente 50–80% por metro) para evitar rachaduras nos tijolos. A zona de queima deve manter uma temperatura alta e constante, com uma diferença de temperatura de ≤±10°C para garantir que os tijolos sejam totalmente queimados. A zona de resfriamento pode utilizar um projeto de recuperação de calor residual (economia de energia e redução de emissões) para transferir calor energia para a zona de secagem para secagem de tijolos. Além disso, o vagão do forno deve ser avançado uniformemente de acordo com os requisitos do projeto. Para garantir a qualidade do produto, a pressão e o fluxo de ar devem ser ajustados com base na curva de temperatura do projeto. Mantenha a pressão do forno estável (ligeira pressão positiva de 10–20 Pa na zona de queima e pressão negativa de -10 a -50 Pa na zona de pré-aquecimento) com base nos dados de monitoramento. Saída do forno: Quando o vagão do forno atinge a saída do forno de túnel, os blocos de tijolos concluíram a queima e resfriaram a uma temperatura apropriada. O vagão do forno carregando os tijolos acabados pode então ser transportado para a área de descarregamento por meio de equipamentos de manuseio, inspecionado e descarregado para concluir o processo de queima do forno de túnel. O vagão do forno vazio então retorna para a posição de empilhamento de tijolos na oficina. O processo é então repetido para o próximo ciclo de empilhamento e queima.
Desde a sua invenção, o forno de túnel de cozedura de tijolos passou por diversas otimizações estruturais e inovações tecnológicas, aprimorando gradualmente os padrões de proteção ambiental e os níveis de automação. No futuro, a inteligência, a maior sustentabilidade ambiental e a reciclagem de recursos dominarão as direções tecnológicas, impulsionando a indústria de tijolos e telhas rumo à fabricação de alta qualidade.
Horário da publicação: 12/06/2025