Den mest använda ugnstypen inom tegeltillverkningsindustrin idag är tunnelugnen. Konceptet med tunnelugnen föreslogs och designades ursprungligen av fransmännen, men den konstruerades aldrig. Den första tunnelugnen som var specifikt utformad för tegelproduktion skapades av den tyska ingenjören [bok] år 1877, som också lämnade in patent på den. Med det utbredda användandet av tunnelugnar uppstod många innovationer. Baserat på den inre nettobredden kategoriseras de i små tvärsnitt (≤2,8 meter), medelstora tvärsnitt (3–4 meter) och stora tvärsnitt (≥4,6 meter). Efter ugnstyp inkluderar de mikrokupoltyp, platt taktyp och ringformad rörlig typ. Efter driftsmetod inkluderar de rullugnar och skyttelugnar samt tryckplattugnar. Baserat på vilken typ av bränsle som används finns det de som använder kol som bränsle (den vanligaste), de som använder gas eller naturgas (används för eldning av icke-eldfasta tegelstenar och obehandlade väggtegelstenar, främst för exklusiva tegelstenar), de som använder tung olja eller blandade energikällor, och de som använder biomassabränsle, etc. Sammanfattningsvis: alla tunnelugnar som arbetar i motströmskonfiguration, uppdelade längs sin längd i förvärmnings-, sintrings- och kylsektioner, med produkter som rör sig i motsatt riktning mot gasflödet, är en tunnelugn.
Tunnelugnar används ofta som värmeugnar för bränning av byggstenar, eldfasta tegelstenar, keramiska plattor och keramik. På senare år har tunnelugnar även använts för att bränna vattenreningsmedel och råmaterial till litiumbatterier. Tunnelugnar har ett brett användningsområde och finns i många typer, var och en med sina egna egenskaper. Idag kommer vi att fokusera på den tvärsnitts-tunnelugn som används för bränning av byggstenar.
1. Princip: Som en varmugn kräver tunnelugnen naturligtvis en värmekälla. Allt brännbart material som kan generera värme kan användas som bränsle för tunnelugnen (olika bränslen kan resultera i variationer i lokal konstruktion). Bränslet brinner i förbränningskammaren inuti ugnen, vilket producerar högtemperaturrökgas. Under inverkan av fläkten rör sig högtemperaturgasflödet i motsatt riktning mot de produkter som bränns. Värmen överförs till tegelämnena på ugnsvagnen, som rör sig långsamt längs spåren in i ugnen. Tegelstenarna på ugnsvagnen fortsätter också att värmas upp. Sektionen före förbränningskammaren är förvärmningszonen (ungefär före den tionde vagnpositionen). Tegelämnena värms gradvis upp och förvärms i förvärmningszonen, vilket avlägsnar fukt och organiskt material. När ugnsvagnen går in i sintringszonen når tegelstenarna sin maximala bränningstemperatur (850 °C för lertegel och 1050 °C för skiffertegel) med hjälp av den värme som frigörs från bränsleförbränningen, och genomgår fysikaliska och kemiska förändringar för att bilda en tät struktur. Denna sektion är brännzonen (även högtemperaturzonen) i ugnen och sträcker sig ungefär från den 12:e till den 22:a positionen. Efter att ha passerat genom brännzonen genomgår tegelstenarna en viss isoleringsperiod innan de kommer in i kylzonen. I kylzonen kommer de brända produkterna i kontakt med en stor mängd kall luft som kommer in genom ugnens utlopp och gradvis kyls ner innan de lämnar ugnen, vilket fullbordar hela bränningsprocessen.
II. Konstruktion: Tunnelugnar är värmetekniska ugnar. De har ett brett temperaturområde och höga strukturella krav på ugnskroppen. (1) Grundförberedelse: Rensa skräp från byggområdet och se till att det finns tre ledningar och en plan yta. Se till att det finns vattenförsörjning, el och en plan markyta. Lutningen måste uppfylla dräneringskraven. Grunden bör ha en bärförmåga på 150 kN/m². Om det finns mjuka jordlager, använd ersättningsmetoden (stenmursbas eller komprimerad kalk-jordblandning). Efter behandling av grundgraven, använd armerad betong som ugnsfundament. En stabil grund säkerställer bärförmåga och ugnsstabilitet. (2) Ugnskonstruktion Ugnens innerväggar i högtemperaturzoner bör konstrueras med eldfast tegel. Ytterväggarna kan använda vanliga tegelstenar, med isoleringsbehandling mellan tegelstenarna (med stenull, aluminiumsilikatfiberfiltar etc.) för att minska värmeförlusten. Den inre väggtjockleken är 500 mm och den yttre väggtjockleken är 370 mm. Expansionsfogar bör lämnas enligt konstruktionskraven. Murverket bör ha helfogar av murbruk, med eldfast tegel lagt i förskjutna fogar (murbruksfogar ≤ 3 mm) och vanligt tegel med murbruksfogar på 8–10 mm. Isoleringsmaterial bör vara jämnt fördelade, helt packade och förseglade för att förhindra vatteninträngning. (3) Ugnsbotten Ugnsbotten bör vara en plan yta för ugnsvagnen att röra sig på. Det fuktbeständiga lagret måste ha tillräcklig bärförmåga och värmeisoleringsegenskaper, allt eftersom ugnsvagnen rör sig längs spåren. I en tunnelugn med en tvärsnittsbredd på 3,6 meter kan varje vagn lasta cirka 6 000 våta tegelstenar. Inklusive ugnsvagnens egenvikt är den totala lasten cirka 20 ton, och hela ugnsspåret måste klara en enda vagnsvikt på över 600 ton. Därför får spårläggningen inte göras slarvigt. (4) Ugnstaket har vanligtvis två typer: lätt välvt och platt. Det välvda taket är en traditionell murmetod, medan det platta taket använder eldfast gjutbart material eller lätta eldfasta tegelstenar för taket. Numera använder många takblock av kiselaluminiumfiber. Oavsett vilket material som används måste det säkerställa eldfast temperatur och tätning, och observationshål måste installeras på lämpliga platser i enlighet med konstruktionskraven. Kolmatningshål, luftkanalhål etc. (5) Förbränningssystem: a. Tunnelugnar som bränner ved och kol har inte förbränningskammare i ugnens högtemperaturzon, utan är konstruerade med eldfast tegel, och har bränslematnings- och askutmatningsportar. b. Med främjandet av förbränningsteknik med tegel behövs inte längre separata förbränningskammare, eftersom tegelstenarna behåller värme. Om det inte finns tillräckligt med värme kan ytterligare bränsle tillsättas genom kolmatningshål på ugnstaket. c. Ugnar som bränner naturgas, kolgas, gasol etc. har gasbrännare på ugnssidorna eller taket (beroende på bränsletyp), med brännare fördelade rimligt och jämnt för att underlätta temperaturkontrollen i ugnen. (6) Ventilationssystem: a. Fläktar: inklusive tilluftsfläktar, frånluftsfläktar, avfuktningsfläktar och balanseringsfläktar. Kylfläktar. Varje fläkt är placerad på olika platser och har olika funktioner. Tilluftsfläkten för in luft i förbränningskammaren för att ge tillräckligt med syre för förbränningen, frånluftsfläkten avlägsnar rökgaser från ugnen för att upprätthålla ett visst negativt tryck inuti ugnen och säkerställa ett jämnt rökgasflöde, och avfuktningsfläkten avlägsnar fuktig luft från våta tegelämnen utanför ugnen. b. Luftkanaler: Dessa är indelade i rökkanaler och luftkanaler. Rökkanaler avlägsnar främst rökgaser och våt luft från ugnen. Luftkanaler finns i murverk och rörtyper och ansvarar för att tillföra syre till förbränningszonen. c. Luftspjäll: De är installerade på luftkanalerna och används för att reglera luftflöde och ugnstryck. Genom att justera öppningsstorleken på luftspjällen kan temperaturfördelningen och flampositionen inuti ugnen styras. (7) Driftsystem: a. Ugnsvagn: Ugnsvagnen har en rörlig ugnsbotten med en tunnelliknande struktur. Tegelämnen rör sig långsamt på ugnsvagnen och passerar genom förvärmningszonen, sintringszonen, isoleringszonen och kylzonen. Ugnsvagnen är tillverkad av stålkonstruktion, med dimensioner som bestäms av nettobredden inuti ugnen, och säkerställer tätning. b. Transportvagn: Vid ugnsmynningen flyttar transportvagnen ugnsvagnen. Ugnsvagnen skickas sedan till lagringszonen, sedan till torkzonen och slutligen till sintringszonen, där de färdiga produkterna transporteras till lossningszonen. c. Dragutrustning inkluderar spårdragmaskiner, hydrauliska lyftmaskiner, stegmaskiner och ugnsmynningsdragmaskiner. Med hjälp av olika anordningar på olika platser dras ugnsvagnen längs spåren för att röra sig, vilket utför en serie åtgärder som tegellagring, torkning, sintring, lossning och förpackning. (8) Temperaturkontrollsystem: Temperaturdetektering innebär att man installerar termoelementtemperatursensorer på olika positioner inuti ugnen för att övervaka ugnstemperaturen i realtid. Temperatursignaler överförs till kontrollrummet, där operatörerna justerar luftintagsvolymen och förbränningsvärdet baserat på temperaturdata. Tryckövervakning innebär att man installerar trycksensorer vid ugnshuvudet, ugnsänden och kritiska platser inuti ugnen för att övervaka förändringar i ugnstrycket i realtid. Genom att justera luftspjällen i ventilationssystemet hålls ugnstrycket på en stabil nivå.
III. Drift: Efter att tunnelugnens huvuddel och dess配套När utrustningen har installerats är det dags att förbereda sig för tändningen och normal användning. Att driva en tunnelugn är inte så enkelt som att byta en glödlampa eller slå på en strömbrytare; att framgångsrikt elda en tunnelugn kräver vetenskaplig expertis. Noggrann kontroll, erfarenhetsöverföring och samordning mellan flera aspekter är alla avgörande. Detaljerade driftsprocedurer och lösningar för problem som kan uppstå kommer att diskuteras senare. Låt oss nu kortfattat presentera tunnelugnens driftmetoder och processer: "Inspektion: Kontrollera först ugnskroppen för sprickor. Kontrollera om expansionsfogarnas tätningar är täta. Skjut runt några tomma ugnsvagnar några gånger för att kontrollera om spåret, den övre vagnsmaskinen, överföringsvagnen och annan hanteringsutrustning fungerar normalt. För ugnar som använder naturgas eller kolgas som bränsle, tänd först lågan för att säkerställa att den brinner normalt. Kontrollera om alla fläktar fungerar korrekt. Ugnstorkningsmetoderna varierar beroende på vilken typ av bränsle som används. Målet är dock konsekvent: att långsamt avlägsna fukt som kvarhållits i ugnsstrukturen under konstruktionen genom torkning, för att förhindra plötslig uppvärmning och sprickbildning i ugnskroppen. a. Lågtemperatursteg (0–200 °C): Torka vid låg värme i en eller två dagar, med en temperaturökningshastighet ≤10 °C per timme. b. Medeltemperatursteg (200–600 °C): Temperaturökningshastighet 10–15 °C per timme och baka i två dagar. c. Högtemperatursteg (600 °C och högre): öka temperaturen vid normal hastighet på 20 °C per timme tills bränntemperaturen uppnås, och bibehåll i en dag. Under bränningen, övervaka ugnskroppens expansion hela tiden och avlägsna fukt regelbundet. (3) Antändning: Att använda bränslen som naturgas eller kolgas är enkelt. Idag kommer vi att använda kol, ved etc. (3) Som ett exempel, konstruera först en ugnsvagn för enkel antändning: placera ved, kol och andra brandfarliga material på ugnsvagnen. Aktivera först fläkten för att skapa undertryck inuti ugnen och rikta lågan mot tegelämnena. Använd en tändstång. Tänd veden och kolet och öka gradvis temperaturen genom att justera luftflödet och trycket tills tegelämnena når bränntemperaturen. När tegelämnena når bränntemperaturen, börja mata in nya vagnar i ugnen framifrån och flytta dem långsamt mot sintringszonen. Skjut ugnsvagnen och ugnsvagnen framåt för att slutföra antändningen. Temperaturen i den nyligen antända tunnelugnen måste övervakas hela tiden för att säkerställa att bränningsprocessen slutförs enligt den konstruerade temperaturkurvan. ④) Produktionsoperationer: Tegelstensarrangemang: Arrangera tegelstenarna på ugnsvagnen enligt konstruktionskraven. Se till att det finns lämpliga mellanrum och luftkanaler mellan tegelstenarna för att underlätta ett jämnt rökgasflöde. Parameterinställningar: Bestäm temperatur, lufttryck, luftflöde och ugnsvagnens körhastighet. Under produktionsoperationerna justeras och optimeras dessa parametrar för att säkerställa hög kvalitet på de färdiga produkterna. Driftsprocedurer: Under tunnelugnens drift måste temperaturer, tryck och rökgasparametrar vid varje arbetsstation övervakas kontinuerligt. Förvärmningszonen bör värmas långsamt (cirka 50–80 % per meter) för att förhindra sprickbildning i tegelstenen. Brännzonen bör bibehålla en hög och konstant temperatur, med en temperaturskillnad på ≤±10 °C för att säkerställa att tegelstenarna är helt brända. Kylzonen kan använda en design med spillvärmeåtervinning (energibesparande och utsläppsreducerande) för att överföra värmeenergi till torkzonen för tegeltorkning. Dessutom måste ugnsvagnen föras fram jämnt enligt konstruktionskraven. För att säkerställa produktkvalitet måste lufttryck och luftflöde justeras baserat på konstruktionstemperaturkurvan. Bibehåll ett stabilt ugnstryck (ett lätt positivt tryck på 10–20 Pa i brännzonen och ett negativt tryck på...). -10 till -50 Pa i förvärmningszonen) baserat på övervakningsdata. Ugnsutgång: När ugnsvagnen når tunnelugnens utgång har tegelämnena slutfört bränningen och svalnat till lämplig temperatur. Ugnsvagnen som transporterar de färdiga tegelstenarna kan sedan transporteras till lossningsområdet via hanteringsutrustning, inspekteras och lossas för att slutföra tunnelugnsbrännprocessen. Den tomma ugnsvagnen återgår sedan till tegelstaplingspositionen i verkstaden. Processen upprepas sedan för nästa staplings- och bränncykel.
Sedan uppkomsten har tunnelugnen för tegelbränning genomgått flera strukturella optimeringar och tekniska innovationer, vilket gradvis förbättrar miljöskyddsstandarder och automatiseringsnivåer. I framtiden kommer intelligentisering, ökad miljövänlighet och resursåtervinning att dominera de tekniska riktningarna och driva tegel- och kakelindustrin mot avancerad tillverkning.
Publiceringstid: 12 juni 2025