Danes je v opekarstvu najbolj razširjena vrsta peči tunelska peč. Koncept tunelske peči so prvi predlagali in sprva zasnovali Francozi, čeprav ni bila nikoli zgrajena. Prvo tunelsko peč, posebej zasnovano za proizvodnjo opeke, je leta 1877 ustvaril nemški inženir 2-book, ki je zanjo tudi vložil patent. Z razširjeno uporabo tunelskih peči so se pojavile številne inovacije. Glede na notranjo neto širino jih razvrščamo v peči z majhnim prerezom (≤ 2,8 metra), srednjega prereza (3–4 metre) in velikega prereza (≥ 4,6 metra). Po vrsti peči vključujejo mikro kupolo, peči z ravnim stropom in peči v obliki obroča. Po načinu delovanja vključujejo valjčne peči in peči s premičnim pogonom. Peči s potisnimi ploščami. Glede na vrsto uporabljenega goriva: obstajajo tiste, ki uporabljajo premog kot gorivo (najpogostejše), tiste, ki uporabljajo plin ali zemeljski plin (uporablja se za žganje neognjevzdržnih opek in navadnih zidakov, predvsem za visokokakovostne opeke), tiste, ki uporabljajo težko olje ali mešane vire energije, in tiste, ki uporabljajo biomaso itd. Če povzamemo: vsaka peč tunelskega tipa, ki deluje v protitočni konfiguraciji, razdeljena po svoji dolžini na odseke za predgrevanje, sintranje in hlajenje, pri čemer se izdelki premikajo v nasprotni smeri od toka plina, je tunelska peč.
Tunelske peči se pogosto uporabljajo kot toplotnotehnične peči za žganje gradbenih opek, ognjevzdržnih opek, keramičnih ploščic in keramike. V zadnjih letih se tunelske peči uporabljajo tudi za žganje čistilnih sredstev za vodo in surovin za litijeve baterije. Tunelske peči imajo široko paleto uporabe in so na voljo v številnih vrstah, vsaka s svojimi značilnostmi. Danes se bomo osredotočili na prečno prečno tunelsko peč, ki se uporablja za žganje gradbenih opek.
1. Načelo: Kot vroča peč tudi tunelska peč seveda potrebuje vir toplote. Kot gorivo za tunelsko peč se lahko uporabi kateri koli gorljiv material, ki lahko proizvaja toploto (različna goriva lahko povzročijo razlike v lokalni konstrukciji). Gorivo gori v zgorevalni komori znotraj peči in proizvaja visokotemperaturni dimni plin. Pod vplivom ventilatorja se visokotemperaturni tok plina premika v nasprotni smeri od žganih izdelkov. Toplota se prenese na surovce opeke na vozičku peči, ki se počasi premika po tirnicah v peč. Tudi opeke na vozičku peči se še naprej segrevajo. Odsek pred zgorevalno komoro je območje predgrevanja (približno pred položajem desetega vagona). Surovci opeke se v območju predgrevanja postopoma segrevajo in ogrevajo, pri čemer se odstranjujeta vlaga in organske snovi. Ko vagon peči vstopi v območje sintranja, opeke dosežejo svojo najvišjo temperaturo žganja (850 °C za glinene opeke in 1050 °C za skrilaste opeke) z uporabo toplote, ki se sprosti pri zgorevanju goriva, pri čemer se fizikalno in kemijsko spremenijo v gosto strukturo. Ta del je območje žganja (tudi visokotemperaturno območje) peči, ki se razteza približno od 12. do 22. mesta. Po prehodu skozi območje žganja opeke pred vstopom v območje hlajenja prestanejo določeno obdobje izolacije. V območju hlajenja pridejo žgani izdelki v stik z veliko količino hladnega zraka, ki vstopa skozi izhod peči, in se postopoma ohladi, preden izstopi iz peči, s čimer se zaključi celoten postopek žganja.
II. Konstrukcija: Predorne peči so toplotnotehnične peči. Imajo širok temperaturni razpon in visoke strukturne zahteve za telo peči. (1) Priprava temeljev: Odstranite odpadke z gradbišča in zagotovite tri komunalne priključke ter eno ravno površino. Zagotovite oskrbo z vodo, elektriko in ravno površino tal. Naklon mora izpolnjevati zahteve glede drenaže. Temelj mora imeti nosilnost 150 kN/m². Če naletite na mehke plasti tal, uporabite nadomestno metodo (kamnita podlaga ali zbita mešanica apnenca in zemlje). Po obdelavi temeljnega jarka uporabite armirani beton kot temelj peči. Trden temelj zagotavlja nosilnost in stabilnost peči. (2) Konstrukcija peči Notranje stene peči v visokotemperaturnih conah je treba zgraditi iz ognjevarne opeke. Zunanje stene se lahko gradijo iz navadne opeke, z izolacijsko obdelavo med opekami (z uporabo kamene volne, aluminijevo-silikatne vlaknaste obloge itd.) za zmanjšanje toplotnih izgub. Debelina notranje stene je 500 mm, debelina zunanje stene pa 370 mm. Dilatacijske fuge je treba pustiti v skladu z zahtevami projektiranja. Zidaki morajo imeti polne maltne fuge, pri čemer so ognjevzdržne opeke položene v zamaknjenih fugah (maltne fuge ≤ 3 mm), navadne opeke pa z maltnimi fugami 8–10 mm. Izolacijski materiali morajo biti enakomerno razporejeni, popolnoma zapakirani in zatesnjeni, da se prepreči vdor vode. (3) Dno peči Dno peči mora biti ravna površina, po kateri se lahko premika vagon peči. Plast, odporna proti vlagi, mora imeti zadostno nosilnost in toplotnoizolacijske lastnosti, saj se vagon peči premika po tirnicah. V predorni peči s širino prečnega prereza 3,6 metra lahko vsak vagon naloži približno 6000 mokrih opek. Vključno z lastno težo vagona peči je skupna obremenitev približno 20 ton, celotna tirnica peči pa mora prenesti težo enega vagona več kot 600 ton. Zato polaganje tirnic ne sme biti opravljeno neprevidno. (4) Strop peči je običajno dveh vrst: rahlo obokan in raven. Obokan strop je tradicionalna metoda zidanja, medtem ko se pri ravni strehi za strop uporablja ognjevzdržni livarski material ali lahke ognjevzdržne opeke. Dandanes mnogi uporabljajo stropne bloke iz silicijevega aluminija. Ne glede na uporabljeni material mora zagotavljati temperaturo in tesnjenje ognjevzdržnih materialov, opazovalne luknje pa morajo biti nameščene na ustreznih mestih v skladu z zahtevami projektiranja. Odprtine za dovajanje premoga, odprtine za zračne kanale itd. (5) Sistem zgorevanja: a. Tunelske peči, ki kurijo drva in premog, nimajo zgorevalnih komor v visokotemperaturnem območju peči, ki so zgrajene iz ognjevzdržnih opek in imajo odprtine za dovajanje goriva in odprtine za odvajanje pepela. b. Z uveljavljanjem tehnologije opek z notranjim zgorevanjem ločene zgorevalne komore niso več potrebne, saj opeke zadržujejo toploto. Če ni na voljo dovolj toplote, se lahko dodatno gorivo doda skozi odprtine za dovajanje premoga na strehi peči. c. Peči, ki kurijo zemeljski plin, premogov plin, utekočinjeni naftni plin itd., imajo plinske gorilnike na straneh ali strehi peči (odvisno od vrste goriva), pri čemer so gorilniki razumno in enakomerno razporejeni, da se olajša nadzor temperature v peči. (6) Prezračevalni sistem: a. Ventilatorji: vključno z dovodnimi ventilatorji, ventilatorji za odvod zraka, ventilatorji za razvlaževanje in ventilatorji za uravnoteženje. Hladilni ventilatorji. Vsak ventilator je nameščen na drugem mestu in ima drugačno funkcijo. Dovodni ventilator dovaja zrak v zgorevalno komoro, da zagotovi zadostno količino kisika za zgorevanje, izpušni ventilator odstranjuje dimne pline iz peči, da vzdržuje določen negativni tlak v peči in zagotavlja nemoten pretok dimnih plinov, ventilator za razvlaževanje pa odstranjuje vlažen zrak iz mokrih opečnih surovcev zunaj peči. b. Zračni kanali: Ti so razdeljeni na dimovodne kanale in zračne kanale. Dimovodi v prvi vrsti odstranjujejo dimne pline in moker zrak iz peči. Zračni kanali so na voljo v zidanih in cevnih vrstah in so odgovorni za dovajanje kisika v območje zgorevanja. c. Zračne lopute: Nameščene so na zračnih kanalih in se uporabljajo za uravnavanje pretoka zraka in tlaka v peči. Z nastavitvijo velikosti odprtin zračnih loput je mogoče nadzorovati porazdelitev temperature in položaj plamena v peči. (7) Delovni sistem: a. Pečni vagon: Pečni vagon ima premično dno peči s predorsko strukturo. Opečni surovci se počasi premikajo po pečnem vagonu, prehajajo skozi območje predgrevanja, območje sintranja, območje izolacije in območje hlajenja. Pečni vagon je izdelan iz jeklene konstrukcije, katere dimenzije so določene z neto širino znotraj peči, in zagotavlja tesnjenje. b. Prenosni vagon: Na ustju peči prenosni vagon premakne vagon peči. Vagon peči se nato pošlje v skladiščno cono, nato v sušilno cono in končno v cono sintranja, kjer se končni izdelki prepeljejo v razkladalno cono. c. Vlečna oprema vključuje vlečne stroje po tirnicah, hidravlične dvižne stroje, stopničaste stroje in vlečne stroje na ustju peči. Z različnimi napravami na različnih lokacijah se vagon peči vleče po tirnicah, da se premakne, pri čemer se doseže vrsta dejanj, kot so skladiščenje opeke, sušenje, sintranje, razkladanje in pakiranje. (8) Sistem za nadzor temperature: Zaznavanje temperature vključuje namestitev temperaturnih senzorjev s termočleni na različnih mestih znotraj peči za spremljanje temperature peči v realnem času. Temperaturni signali se prenašajo v kontrolno sobo, kjer operaterji prilagajajo količino dovoda zraka in vrednost zgorevanja na podlagi podatkov o temperaturi. Spremljanje tlaka vključuje namestitev tlačnih senzorjev na glavi peči, repu peči in kritičnih mestih znotraj peči za spremljanje sprememb tlaka v peči v realnem času. Z nastavitvijo zračnih loput v prezračevalnem sistemu se tlak v peči vzdržuje na stabilni ravni.
III. Delovanje: Po glavnem delu tunelske peči in njeni配套Ko je oprema nameščena, je čas za pripravo na vžig in normalno uporabo. Upravljanje tunelske peči ni tako preprosto kot zamenjava žarnice ali priklop stikala; uspešno kurjenje tunelske peči zahteva znanstveno znanje. Ključnega pomena so strog nadzor, prenos izkušenj in usklajevanje na več področjih. Podrobni operativni postopki in rešitve za morebitne težave bodo obravnavani kasneje. Zaenkrat na kratko predstavimo metode in postopke delovanja tunelske peči: »Pregled: Najprej preverite ohišje peči glede morebitnih razpok. Preverite, ali so tesnila dilatacijskih spojev tesna. Nekajkrat potisnite nekaj praznih vagonov peči, da preverite, ali tir, stroj zgornjega vagona, prenosni vagon in druga oprema za ravnanje delujejo normalno. Pri pečeh, ki kot gorivo uporabljajo zemeljski plin ali premogov plin, najprej prižgite plamen, da zagotovite normalno gorenje. Preverite, ali vsi ventilatorji delujejo pravilno. Metode sušenja peči se razlikujejo glede na vrsto uporabljenega goriva. Vendar je cilj enak: počasi odstraniti vlago, ki se je med gradnjo zadržala v konstrukciji peči, s sušenjem, s čimer preprečite nenadno segrevanje in razpoke ohišja peči. a. Nizkotemperaturna faza (0–200 °C): Sušenje pri nizki temperaturi en ali dva dni, s hitrostjo dviga temperature ≤ 10 °C na uro. b. Srednjetemperaturna faza (200–600 °C): Hitrost dviga temperature 10–15 °C na uro in pečenje dva dni. c. Visokotemperaturna faza (600 °C in več): zvišajte temperaturo z običajno hitrostjo ...« 20 °C na uro, dokler ni dosežena temperatura žganja, in vzdržujte to temperaturo en dan. Med postopkom žganja ves čas spremljajte raztezanje telesa peči in občasno odstranjujte vlago. (3) Vžig: Uporaba goriv, kot sta zemeljski plin ali premogov plin, je preprosta. Danes bomo uporabili premog, les itd. (3) Kot primer najprej izdelamo voziček peči za lažji vžig: na voziček peči položite drva, premog in druge vnetljive materiale. Najprej vklopite ventilator, da ustvarite negativni tlak v peči in usmerite plamen proti opečnim surovcem. Uporabite vžigalno palico. Vžgite les in premog ter postopoma povečujte temperaturo z uravnavanjem pretoka zraka in tlaka, dokler opečni surovci ne dosežejo temperature žganja. Ko opečni surovci dosežejo temperaturo žganja, začnite v peč od spredaj dovajati nove vagone in jih počasi premikajte proti območju sintranja. Potisnite vagon peči in vagon peči naprej, da se vžig dokonča. Temperaturo na novo vžgane tunelske peči je treba ves čas spremljati, da se zagotovi, da se postopek žganja zaključi v skladu z načrtovano temperaturno krivuljo. ④) Proizvodne operacije: Razporeditev opek: Razporedite opeke po peči vagon v skladu z zahtevami zasnove, pri čemer se zagotovijo ustrezne reže in zračni kanali med opekami za nemoten pretok dimnih plinov. Nastavitve parametrov: Določite temperaturo, zračni tlak, pretok zraka in hitrost vožnje vagona peči. Med proizvodnimi postopki se ti parametri prilagajajo in optimizirajo, da se zagotovi visoka kakovost končnih izdelkov. Operativni postopki: Med delovanjem tunelske peči je treba temperature, tlake in parametre dimnih plinov na vsaki delovni postaji nenehno spremljati. Območje predgrevanja je treba segrevati počasi (približno 50–80 % na meter), da se prepreči razpokanje opek. Območje žganja mora vzdrževati visoko in konstantno temperaturo s temperaturno razliko ≤ ± 10 °C, da se zagotovi popolno žganje opek. Hladilno območje lahko uporablja zasnovo za rekuperacijo odpadne toplote (varčevanje z energijo in zmanjšanje emisij) za prenos toplotne energije v sušilno območje za sušenje opek. Poleg tega je treba vagon peči enakomerno premikati v skladu z zahtevami zasnove. Za zagotovitev kakovosti izdelka je treba tlak zraka in pretok zraka prilagoditi glede na projektno temperaturno krivuljo. Vzdržujte stabilen tlak v peči (rahlo pozitiven tlak 10–20 Pa v območju žganja in negativen tlak od -10 do -50 Pa v območju predgrevanja) glede na podatki spremljanja. Izhod iz peči: Ko vagon peči doseže izhod iz predorne peči, so surovci opeke žgani in ohlajeni na ustrezno temperaturo. Vagon peči, ki prevaža dokončane opeke, se nato lahko s pomočjo manipulacijske opreme prepelje na območje razkladanja, pregleda in raztovori, da se zaključi postopek žganja v predorni peči. Prazen vagon peči se nato vrne na mesto zlaganja opek v delavnici. Postopek se nato ponovi za naslednji cikel zlaganja in žganja.
Od svojega izuma je bila tunelska peč za žganje opeke deležna številnih strukturnih optimizacij in tehnoloških inovacij, ki so postopoma izboljševale standarde varstva okolja in raven avtomatizacije. V prihodnosti bodo inteligentnost, večja prijaznost do okolja in recikliranje virov prevladovali v tehnoloških smereh, kar bo industrijo opeke in ploščic usmerilo k visokokakovostni proizvodnji.
Čas objave: 12. junij 2025