Наиболее распространенным типом печи в кирпичной промышленности сегодня является туннельная печь. Концепция туннельной печи была впервые предложена и первоначально спроектирована французами, хотя она так и не была построена. Первая туннельная печь, специально предназначенная для производства кирпича, была создана немецким инженером 2—book в 1877 году, который также подал на нее патент. С широким распространением туннельных печей появилось множество инноваций. В зависимости от внутренней ширины нетто они подразделяются на печи малого сечения (≤2,8 метра), среднего сечения (3–4 метра) и большого сечения (≥4,6 метра). По типу печи они включают в себя микрокупольный тип, тип с плоским потолком и кольцевой подвижный тип. По методу работы они включают в себя роликовые печи и печи с выкатным подом. Печи с толкательной плитой. В зависимости от типа используемого топлива: существуют печи, работающие на угле (наиболее распространенный вариант), на газе или природном газе (используется для обжига неогнеупорного кирпича и обычного стенового кирпича, в основном для высококачественного кирпича), на мазуте или смешанных источниках энергии, на биомассе и т. д. Подводя итог: любая туннельная печь, работающая по схеме противотока и разделенная по длине на секции предварительного нагрева, спекания и охлаждения, в которой продукты движутся в направлении, противоположном потоку газа, является туннельной печью.
Туннельные печи широко используются в качестве теплотехнических печей для обжига строительного кирпича, огнеупорного кирпича, керамической плитки и керамики. В последние годы туннельные печи также используются для обжига реагентов для очистки воды и сырья для литиевых аккумуляторов. Туннельные печи имеют широкий спектр применения и представлены в различных типах, каждый из которых обладает своими особенностями. Сегодня мы рассмотрим туннельную печь с поперечным сечением, используемую для обжига строительного кирпича.
1. Принцип: Как и в случае с горячей печью, туннельная печь, естественно, требует источника тепла. В качестве топлива для туннельной печи может использоваться любой горючий материал, способный генерировать тепло (различное топливо может привести к местным изменениям в конструкции). Топливо сгорает в топочной камере внутри печи, образуя высокотемпературный дымовой газ. Под воздействием вентилятора высокотемпературный поток газа движется в направлении, противоположном обжигаемым изделиям. Тепло передается кирпичным заготовкам на печной вагонетке, которая медленно движется по рельсам в печь. Кирпичи на печной вагонетке также продолжают нагреваться. Участок перед топочной камерой является зоной предварительного нагрева (примерно до десятой позиции вагонетки). Кирпичные заготовки постепенно нагреваются и разогреваются в зоне предварительного нагрева, удаляя влагу и органические вещества. Когда вагонетка печи попадает в зону спекания, кирпичи достигают максимальной температуры обжига (850 °C для глиняных кирпичей и 1050 °C для сланцевых), используя тепло, выделяющееся при сгорании топлива, претерпевая физические и химические изменения, образуя плотную структуру. Этот участок является зоной обжига (также высокотемпературной зоной) печи, охватывающей примерно 12-ю и 22-ю позиции. После прохождения зоны обжига кирпичи проходят определённый период изоляции перед поступлением в зону охлаждения. В зоне охлаждения обожжённые изделия контактируют с большим количеством холодного воздуха, поступающего через выходное отверстие печи, постепенно охлаждаясь перед выходом из печи, тем самым завершая весь процесс обжига.
II. Строительство: Туннельные печи являются печами термического назначения. Они имеют широкий диапазон температур и предъявляют высокие конструктивные требования к корпусу печи. (1) Подготовка фундамента: Очистите строительную площадку от мусора и обеспечьте три инженерных коммуникации и одну ровную поверхность. Обеспечьте водоснабжение, электроснабжение и ровную поверхность грунта. Уклон должен соответствовать требованиям дренажа. Фундамент должен иметь несущую способность 150 кН/м². При наличии мягких грунтовых слоев используйте метод замены (каменная кладка или уплотненная известково-грунтовая смесь). После подготовки траншеи под фундамент используйте железобетон в качестве фундамента печи. Прочный фундамент обеспечивает несущую способность и устойчивость печи. (2) Конструкция печи Внутренние стены печи в зонах с высокими температурами следует возводить из огнеупорного кирпича. Наружные стены можно изготавливать из обычного кирпича с теплоизоляцией между кирпичами (с использованием минеральной ваты, алюмосиликатных волокнистых матов и т. д.) для уменьшения теплопотерь. Толщина внутренней стены составляет 500 мм, а наружной — 370 мм. Деформационные швы следует оставлять в соответствии с проектными требованиями. Кладка должна иметь полные растворные швы, огнеупорный кирпич укладывать в шахматном порядке (растворные швы ≤ 3 мм), а обычный кирпич — в растворные швы 8–10 мм. Теплоизоляционные материалы должны быть равномерно распределены, полностью утрамбованы и герметизированы, чтобы предотвратить проникновение воды. (3) Дно печи Дно печи должно быть ровной поверхностью для перемещения печной вагонетки. Влагостойкий слой должен обладать достаточной несущей способностью и теплоизоляционными свойствами при движении печной вагонетки по рельсам. В туннельной печи с шириной поперечного сечения 3,6 метра каждая вагонетка может загрузить около 6000 сырых кирпичей. Включая собственный вес печной вагонетки, общая нагрузка составляет около 20 тонн, а все печные пути должны выдерживать вес одной вагонетки более 600 тонн. Поэтому укладку путей нельзя выполнять небрежно. (4) Крыша печи обычно бывает двух типов: слегка сводчатая и плоская. Арочная крыша является традиционным методом кладки, в то время как для плоской крыши для потолка используют огнеупорный литой материал или легкий огнеупорный кирпич. В настоящее время многие используют блоки потолка из кремний-алюминиевого волокна. Независимо от используемого материала, он должен обеспечивать температуру огнеупора и герметизацию, а смотровые отверстия должны быть установлены в соответствующих местах в соответствии с требованиями проекта. Отверстия для подачи угля, отверстия для воздуховодов и т. д. (5) Система сгорания: а. Туннельные печи, сжигающие древесину и уголь, не имеют камер сгорания в высокотемпературной зоне печи, которые построены с использованием огнеупорного кирпича и имеют отверстия для подачи топлива и отверстия для удаления золы. б. С продвижением технологии кирпича внутреннего сгорания отдельные камеры сгорания больше не требуются, так как кирпичи сохраняют тепло. Если тепла недостаточно, дополнительное топливо можно добавить через отверстия для подачи угля на крыше печи. в. Печи, работающие на природном газе, угольном газе, сжиженном нефтяном газе и т. д., оснащены газовыми горелками, расположенными по бокам или на своде печи (в зависимости от типа топлива). Горелки распределены разумно и равномерно, что облегчает контроль температуры внутри печи. (6) Система вентиляции: а. Вентиляторы: включая приточные вентиляторы, вытяжные вентиляторы, вентиляторы осушения и балансировочные вентиляторы. Вентиляторы охлаждения. Каждый вентилятор расположен в разном месте и выполняет свою функцию. Приточный вентилятор подает воздух в камеру сгорания для обеспечения достаточного количества кислорода для горения, вытяжной вентилятор удаляет дымовые газы из печи для поддержания определенного отрицательного давления внутри печи и обеспечения равномерного потока дымовых газов, а вентилятор осушения удаляет влажный воздух из влажных кирпичных заготовок за пределы печи. б. Воздуховоды: Они делятся на дымоходы и воздуховоды. Дымовые каналы в основном удаляют дымовые газы и влажный воздух из печи. Воздуховоды бывают кирпичного и трубчатого типа и отвечают за подачу кислорода в зону горения. c. Воздушные заслонки: установлены на воздуховодах, используются для регулирования потока воздуха и давления в печи. Регулируя размер отверстия воздушных заслонок, можно контролировать распределение температуры и положение пламени внутри печи. (7) Операционная система: a. Печная тележка: Печная тележка имеет подвижное дно печи с туннелеподобной структурой. Кирпичные заготовки медленно движутся по печной тележке, проходя через зону предварительного нагрева, зону спекания, зону изоляции, зону охлаждения. Печная тележка изготовлена из стальной конструкции, ее размеры определяются чистой шириной внутри печи и обеспечивают герметизацию. b. Передаточная тележка: У устья печи передаточная тележка перемещает печную тележку. Затем печная тележка отправляется в зону хранения, затем в зону сушки и, наконец, в зону спекания, а готовая продукция транспортируется в зону разгрузки. c. Тяговое оборудование включает в себя тяговые машины на гусеничном ходу, гидравлические подъемные машины, шаговые машины и тяговые машины для устья печи. С помощью различных устройств в разных местах вагонетка печи тянется по путям для перемещения, выполняя ряд действий, таких как хранение кирпича, сушка, спекание, разгрузка и упаковка. (8) Система контроля температуры: Определение температуры включает в себя установку датчиков температуры термопар в разных местах внутри печи для контроля температуры печи в режиме реального времени. Сигналы температуры передаются в диспетчерскую, где операторы регулируют объем забора воздуха и значение сгорания на основе данных о температуре. Контроль давления включает в себя установку датчиков давления на головке печи, хвосте печи и в критических точках внутри печи для контроля изменений давления печи в режиме реального времени. Регулируя воздушные заслонки в системе вентиляции, давление печи поддерживается на стабильном уровне.
III. Эксплуатация: После того, как основной корпус туннельной печи и ее配套Оборудование установлено, пора подготовиться к розжигу и нормальной эксплуатации. Эксплуатация туннельной печи — это не просто замена лампочки или переключение выключателя; успешный розжиг туннельной печи требует научных знаний. Строгий контроль, передача опыта и координация на всех этапах имеют решающее значение. Подробные рабочие процедуры и решения возможных проблем будут рассмотрены далее. А пока давайте кратко рассмотрим методы и процессы работы туннельной печи: «Осмотр: Сначала проверьте корпус печи на наличие трещин. Проверьте герметичность компенсационных швов. Прокатите несколько пустых печных вагонеток, чтобы убедиться в нормальной работе рельсов, верхней тележки, передаточной тележки и другого погрузочно-разгрузочного оборудования. В печах, работающих на природном газе или угольном газе, сначала зажгите пламя, чтобы убедиться в его нормальном горении. Проверьте исправность всех вентиляторов. Методы сушки в печи различаются в зависимости от типа используемого топлива. Однако цель остается неизменной: медленно удалить влагу, накопленную в конструкции печи во время строительства, путем сушки, предотвращая резкий нагрев и растрескивание корпуса печи. а. Низкотемпературный этап (0–200 °C): Сушка при низкой температуре в течение одного-двух дней со скоростью подъема температуры ≤10 °C в час. б. Среднетемпературный этап (200–600 °C): Скорость подъема температуры 10–15 °C в час, обжиг в течение двух дней». дней. c. Высокотемпературная стадия (600 °C и выше): повышайте температуру с обычной скоростью 20 °C в час до достижения температуры обжига и поддерживайте её в течение суток. Во время обжига постоянно следите за расширением корпуса печи и периодически удаляйте влагу. (3) Розжиг: использование таких видов топлива, как природный или угольный газ, не вызывает затруднений. Сегодня мы будем использовать уголь, дрова и т. д. (3) В качестве примера сначала соорудите обжиговую тележку для лёгкого розжига: поместите дрова, уголь и другие горючие материалы на обжиговую тележку. Сначала включите вентилятор, чтобы создать отрицательное давление внутри печи, направляя пламя к кирпичным заготовкам. Используйте стержень для розжига. Подожгите древесину и уголь и постепенно увеличивайте температуру, регулируя поток воздуха и давление, пока кирпичные заготовки не достигнут температуры обжига. Как только кирпичные заготовки достигнут температуры обжига, начните загружать новые вагонетки в печь спереди и медленно продвигайте их к зоне спекания. Продвиньте обжиговую тележку и обжиговую тележку вперёд, чтобы Полное прожигание. Температура только что прогретой туннельной печи должна постоянно контролироваться, чтобы гарантировать, что процесс обжига проходит в соответствии с проектной температурной кривой. 4) Производственные операции: Расположение кирпича: Разложите кирпичи на печной вагонетке в соответствии с проектными требованиями, обеспечив достаточные зазоры и воздушные каналы между кирпичами для обеспечения равномерного движения дымовых газов. Настройка параметров: Определите температуру, давление воздуха, расход воздуха и скорость движения печной вагонетки. В процессе производства эти параметры корректируются и оптимизируются для обеспечения высокого качества готовой продукции. Эксплуатационные процедуры: Во время работы туннельной печи необходимо постоянно контролировать температуру, давление и параметры дымовых газов на каждом рабочем месте. Зона предварительного нагрева должна нагреваться медленно (примерно 50–80% на метр) для предотвращения растрескивания кирпича. Зона обжига должна поддерживать высокую и постоянную температуру с разницей температур ≤±10 °C для обеспечения полного обжига кирпича. Зона охлаждения может использовать систему рекуперации отходящего тепла (энергосберегающую и (снижающего выбросы) для передачи тепловой энергии в зону сушки кирпича. Кроме того, печная вагонетка должна перемещаться равномерно в соответствии с проектными требованиями. Для обеспечения качества продукции давление и расход воздуха должны регулироваться в соответствии с проектной температурной кривой. Поддерживайте стабильное давление в печи (небольшое положительное давление 10–20 Па в зоне обжига и отрицательное давление от -10 до -50 Па в зоне предварительного нагрева) на основе данных мониторинга. Выход печи: Когда печная вагонетка достигает выхода из туннельной печи, кирпичные заготовки уже полностью обожжены и охлаждены до нужной температуры. Затем печная вагонетка с готовыми кирпичами может быть перемещена в зону разгрузки с помощью подъемно-транспортного оборудования, осмотрена и разгружена для завершения процесса обжига в туннельной печи. Затем пустая печная вагонетка возвращается в цех на позицию укладки кирпича. Затем процесс повторяется для следующего цикла укладки и обжига.
С момента своего изобретения туннельная печь для обжига кирпича претерпела множество структурных усовершенствований и технологических инноваций, что постепенно повышает стандарты охраны окружающей среды и уровень автоматизации. В будущем интеллектуализация, повышение экологичности и переработка ресурсов будут доминировать в технологических направлениях, продвигая кирпичную и черепичную промышленность к производству высокотехнологичной продукции.
Время публикации: 12 июня 2025 г.