Tuğla yapım endüstrisinde bugün en yaygın olarak benimsenen fırın tipi tünel fırındır. Tünel fırın konsepti ilk olarak Fransızlar tarafından önerilmiş ve tasarlanmış, ancak hiçbir zaman inşa edilmemiştir. Özellikle tuğla üretimi için tasarlanmış ilk tünel fırın, aynı zamanda patentini de alan Alman mühendis 2—book tarafından 1877'de yapılmıştır. Tünel fırınların yaygın olarak benimsenmesiyle birlikte çok sayıda yenilik ortaya çıkmıştır. İç net genişliğine göre küçük kesitli (≤2,8 metre), orta kesitli (3-4 metre) ve büyük kesitli (≥4,6 metre) olarak kategorize edilirler. Fırın tipine göre mikro kubbe tipi, düz tavan tipi ve halka şeklinde hareketli tipi içerirler. Çalışma yöntemine göre silindirli fırınlar ve mekikli fırınları içerirler. İtmeli plakalı fırınlar. Kullanılan yakıt türüne göre: yakıt olarak kömür kullananlar (en yaygın olanı), gaz veya doğal gaz kullananlar (refrakter olmayan tuğlaları ve düz duvarlı tuğlaları, özellikle de yüksek kaliteli tuğlaları pişirmek için kullanılır), ağır yağ veya karışık enerji kaynakları kullananlar ve biyokütle yakıtı kullananlar vb. vardır. Özetle: ters akım konfigürasyonunda çalışan, uzunluğu boyunca ön ısıtma, sinterleme ve soğutma bölümlerine bölünmüş, ürünlerin gaz akışına zıt yönde hareket ettiği herhangi bir tünel tipi fırın, bir tünel fırındır.
Tünel fırınlar, yapı tuğlaları, refrakter tuğlalar, seramik karolar ve seramiklerin pişirilmesinde yaygın olarak kullanılan termal mühendislik fırınlarıdır. Son yıllarda, tünel fırınlar su arıtma maddeleri ve lityum piller için hammaddelerin pişirilmesinde de kullanılmaktadır. Tünel fırınlar geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir ve her biri kendine özgü özelliklere sahip birçok çeşidi vardır. Bugün, yapı tuğlalarının pişirilmesinde kullanılan kesitli tünel fırınlara odaklanacağız.
1. Prensip: Sıcak bir fırın olan tünel fırın, doğal olarak bir ısı kaynağına ihtiyaç duyar. Isı üretebilen herhangi bir yanıcı malzeme, tünel fırın için yakıt olarak kullanılabilir (farklı yakıtlar, yerel yapılarda farklılıklara neden olabilir). Yakıt, fırının içindeki yanma odasında yanarak yüksek sıcaklıkta baca gazı üretir. Fanın etkisi altında, yüksek sıcaklıktaki gaz akışı, pişirilen ürünlerin ters yönünde hareket eder. Isı, raylar boyunca yavaşça fırına giren fırın vagonundaki tuğla parçalarına aktarılır. Fırın vagonundaki tuğlalar da ısınmaya devam eder. Yanma odasından önceki bölüm, ön ısıtma bölgesidir (yaklaşık olarak onuncu vagon pozisyonundan önce). Tuğla parçaları, ön ısıtma bölgesinde kademeli olarak ısıtılır ve nem ve organik maddelerden arındırılır. Fırın arabası sinterleme bölgesine girdiğinde, tuğlalar yakıt yanmasından açığa çıkan ısıyı kullanarak maksimum pişirme sıcaklığına (kil tuğlalar için 850°C, şist tuğlalar için 1050°C) ulaşır ve yoğun bir yapı oluşturmak için fiziksel ve kimyasal değişimlere uğrar. Bu bölüm, fırının pişirme bölgesidir (aynı zamanda yüksek sıcaklık bölgesi) ve yaklaşık 12. ila 22. pozisyonları kapsar. Pişirme bölgesinden geçtikten sonra, tuğlalar soğutma bölgesine girmeden önce belirli bir süre izolasyondan geçer. Soğutma bölgesinde, pişirilen ürünler fırın çıkışından giren büyük miktarda soğuk hava ile temas eder ve fırından çıkmadan önce kademeli olarak soğuyarak tüm pişirme sürecini tamamlar.
II. Yapım: Tünel fırınlar, termal mühendislik fırınlarıdır. Fırın gövdesi için geniş bir sıcaklık aralığına ve yüksek yapısal gereksinimlere sahiptirler. (1) Temel hazırlığı: İnşaat alanındaki molozları temizleyin ve üç tesisat ve bir düz yüzey sağlayın. Su temini, elektrik ve düz bir zemin yüzeyi sağlayın. Eğim, drenaj gereksinimlerini karşılamalıdır. Temel, 150 kN/m² taşıma kapasitesine sahip olmalıdır. Yumuşak toprak tabakalarıyla karşılaşılırsa, değiştirme yöntemini (taş duvar tabanı veya sıkıştırılmış kireç-toprak karışımı) kullanın. Temel hendek işleminden sonra, fırın temeli olarak betonarme kullanın. Sağlam bir temel, taşıma kapasitesini ve fırın stabilitesini sağlar. (2) Fırın Yapısı Yüksek sıcaklık bölgelerindeki fırının iç duvarları şamot tuğlası kullanılarak inşa edilmelidir. Dış duvarlarda, ısı kaybını azaltmak için tuğlalar arasında yalıtım işlemi (taş yünü, alüminyum silikat elyaf battaniyeler vb. kullanarak) ile sıradan tuğlalar kullanılabilir. İç duvar kalınlığı 500 mm ve dış duvar kalınlığı 370 mm'dir. Genleşme derzleri tasarım gereksinimlerine göre bırakılmalıdır. Duvar örgüsü, refrakter tuğlaların kademeli derzlerde (harç derzleri ≤ 3 mm) ve normal tuğlaların 8-10 mm harç derzlerinde döşendiği tam harç derzlerine sahip olmalıdır. Yalıtım malzemeleri eşit olarak dağıtılmalı, tamamen paketlenmeli ve su girişini önlemek için kapatılmalıdır. (3) Fırın Tabanı Fırın tabanı, fırın arabasının üzerinde hareket edebileceği düz bir yüzey olmalıdır. Nem dirençli katman, fırın arabası raylar boyunca hareket ederken yeterli yük taşıma kapasitesine ve ısı yalıtım özelliklerine sahip olmalıdır. Kesit genişliği 3,6 metre olan bir tünel fırında, her araba yaklaşık 6.000 ıslak tuğla yükleyebilir. Fırın arabasının kendi ağırlığı da dahil olmak üzere toplam yük yaklaşık 20 tondur ve tüm fırın rayı, 600 tonun üzerindeki tek bir araba ağırlığına dayanmalıdır. Bu nedenle, ray döşeme işlemi dikkatsizce yapılmamalıdır. (4) Fırın çatısı genellikle iki tiptir: hafif kemerli ve düz. Kemerli çatı geleneksel bir duvarcılık yöntemidir, düz çatı ise tavan için refrakter dökülebilir malzeme veya hafif refrakter tuğlalar kullanır. Günümüzde birçok kişi silikon alüminyum elyaf tavan blokları kullanmaktadır. Kullanılan malzemeden bağımsız olarak, refrakter sıcaklık ve sızdırmazlık sağlamalı ve tasarım gereksinimlerine göre uygun yerlere gözlem delikleri takılmalıdır. Kömür besleme delikleri, hava kanalı delikleri, vb. (5) Yanma sistemi: a. Odun ve kömür yakan tünel fırınlarının, fırının yüksek sıcaklık bölgesinde yanma odaları yoktur; bu fırınlar refrakter tuğlalar kullanılarak inşa edilir ve yakıt besleme portları ve kül boşaltma portları vardır. b. İçten yanmalı tuğla teknolojisinin gelişmesiyle, tuğlalar ısıyı koruduğu için artık ayrı yanma odalarına gerek kalmamıştır. Yeterli ısı yoksa, fırın çatısındaki kömür besleme deliklerinden ek yakıt eklenebilir. c. Doğal gaz, kömür gazı, sıvılaştırılmış petrol gazı vb. yakan fırınlarda, fırının yanlarında veya çatısında (yakıt türüne bağlı olarak) gaz brülörleri bulunur ve fırın içinde sıcaklık kontrolünü kolaylaştırmak için brülörler makul ve eşit bir şekilde dağıtılır. (6) Havalandırma sistemi: a. Fanlar: besleme fanları, egzoz fanları, nem alma fanları ve dengeleme fanları dahildir. Soğutma fanları. Her fan farklı bir konumda bulunur ve farklı bir işlevi görür. Besleme fanı, yanma için yeterli oksijen sağlamak üzere yanma odasına hava verir, egzoz fanı, fırın içinde belirli bir negatif basıncı korumak ve düzgün baca gazı akışı sağlamak için baca gazlarını fırından uzaklaştırır ve nem alma fanı, fırının dışındaki ıslak tuğla boşluklarından nemli havayı uzaklaştırır. b. Hava kanalları: Bunlar baca kanalları ve hava kanalları olarak ikiye ayrılır. Baca kanalları öncelikle fırından baca gazlarını ve ıslak havayı uzaklaştırır. Hava kanalları, duvar ve boru tiplerinde mevcuttur ve yanma bölgesine oksijen sağlamaktan sorumludur. c. Hava damperleri: Hava kanallarına monte edilirler, hava akışını ve fırın basıncını düzenlemek için kullanılırlar. Hava damperlerinin açıklık boyutunu ayarlayarak, fırın içindeki sıcaklık dağılımı ve alev konumu kontrol edilebilir. (7) İşletim sistemi: a. Fırın arabası: Fırın arabası, tünel benzeri bir yapıya sahip hareketli bir fırın tabanına sahiptir. Tuğla boşlukları, ön ısıtma bölgesi, sinterleme bölgesi, yalıtım bölgesi ve soğutma bölgesinden geçerek fırın arabası üzerinde yavaşça hareket eder. Fırın arabası, fırın içindeki net genişliğe göre belirlenen boyutlara sahip çelik yapıdan yapılmıştır ve sızdırmazlığı sağlar. b. Transfer arabası: Fırın ağzında, transfer arabası fırın arabasını yeniden konumlandırır. Fırın arabası daha sonra depolama bölgesine, ardından kurutma bölgesine ve son olarak sinterleme bölgesine gönderilir ve bitmiş ürünler boşaltma bölgesine taşınır. c. Çekiş ekipmanları arasında paletli çekiş makineleri, hidrolik kaldırma makineleri, kademeli makineler ve fırın ağzı çekiş makineleri bulunur. Fırın arabası, farklı konumlardaki çeşitli cihazlar aracılığıyla raylar boyunca çekilerek hareket ettirilir ve tuğla depolama, kurutma, sinterleme, boşaltma ve paketleme gibi bir dizi eylem gerçekleştirilir. (8) Sıcaklık kontrol sistemi: Sıcaklık tespiti, fırın sıcaklığını gerçek zamanlı olarak izlemek için fırının içindeki farklı konumlara termokupl sıcaklık sensörleri yerleştirmeyi içerir. Sıcaklık sinyalleri, operatörlerin sıcaklık verilerine göre hava giriş hacmini ve yanma değerini ayarladığı kontrol odasına iletilir. Basınç izleme, fırın basıncındaki değişiklikleri gerçek zamanlı olarak izlemek için fırın başlığına, fırın kuyruğuna ve fırının içindeki kritik noktalara basınç sensörleri yerleştirmeyi içerir. Havalandırma sistemindeki hava damperleri ayarlanarak fırın basıncı sabit bir seviyede tutulur.
III. İşletme: Tünel fırının ana gövdesi ve onun配套Ekipmanlar kurulduktan sonra, ateşleme işlemi ve normal kullanıma hazırlanma zamanı gelmiştir. Bir tünel fırını çalıştırmak, ampul değiştirmek veya düğmeye basmak kadar basit değildir; bir tünel fırınını başarıyla ateşlemek bilimsel uzmanlık gerektirir. Titiz kontrol, deneyim aktarımı ve çeşitli yönlerden koordinasyon hayati önem taşır. Ayrıntılı operasyonel prosedürler ve ortaya çıkabilecek sorunlara yönelik çözümler daha sonra ele alınacaktır. Şimdilik, tünel fırının çalışma yöntemlerini ve süreçlerini kısaca tanıtalım: “Muayene: İlk olarak, fırın gövdesinde çatlak olup olmadığını kontrol edin. Genleşme derzi contalarının sıkı olup olmadığını kontrol edin. Birkaç boş fırın arabasını birkaç kez iterek rayların, üst araba makinesinin, transfer arabasının ve diğer taşıma ekipmanlarının normal çalışıp çalışmadığını kontrol edin. Yakıt olarak doğal gaz veya kömür gazı kullanan fırınlar için, normal yandığından emin olmak için önce alevi yakın. Tüm fanların düzgün çalışıp çalışmadığını kontrol edin. Fırın kurutma yöntemleri, kullanılan yakıt türüne bağlı olarak değişir. Ancak, amaç tutarlıdır: inşaat sırasında fırın yapısında tutulan nemi kurutma yoluyla yavaşça uzaklaştırmak, fırın gövdesinin ani ısınmasını ve çatlamasını önlemek. a. Düşük sıcaklık aşaması (0-200°C): Düşük ısıda bir veya iki gün kurutun, sıcaklık artış hızı saatte ≤10°C olsun. b. Orta sıcaklık aşaması (200-600°C): Sıcaklık artış hızı saatte 10-15°C olsun ve iki gün pişirin. c. Yüksek Sıcaklık Aşaması (600°C ve üzeri): Pişirme sıcaklığına ulaşana kadar sıcaklığı saatte 20°C'lik normal bir hızla artırın ve bir gün boyunca bu şekilde tutun. Pişirme işlemi sırasında, fırın gövdesinin genleşmesini sürekli olarak izleyin ve periyodik olarak nemini alın. (3) Ateşleme: Doğal gaz veya kömür gazı gibi yakıtların kullanımı basittir. Bugün kömür, odun vb. kullanacağız. (3) Örnek olarak, önce kolay tutuşma için bir fırın arabası yapın: fırın arabasına yakacak odun, kömür ve diğer yanıcı malzemeleri yerleştirin. İlk olarak, fırın içinde negatif basınç oluşturmak için fanı çalıştırın ve alevi tuğla parçalarına doğru yönlendirin. Bir ateş başlatma çubuğu kullanın. Odunu ve kömürü tutuşturun ve tuğla parçaları pişirme sıcaklığına ulaşana kadar hava akışını ve basıncı ayarlayarak sıcaklığı kademeli olarak artırın. Tuğla parçaları pişirme sıcaklığına ulaştığında, yeni arabaları fırına önden beslemeye başlayın ve yavaşça sinterleme bölgesine doğru hareket ettirin. Fırın arabasını ve fırın arabasını ileri doğru iterek işlemi tamamlayın. Ateşleme. Yeni ateşlenen tünel fırının sıcaklığı, pişirme işleminin tasarlanan sıcaklık eğrisine göre tamamlandığından emin olmak için her zaman izlenmelidir. ④) Üretim operasyonları: Tuğla düzenlemesi: Tuğlaları, tasarım gereksinimlerine göre fırın arabasına yerleştirin ve düzgün baca gazı akışını kolaylaştırmak için tuğlalar arasında uygun boşluklar ve hava kanalları sağlayın. Parametre ayarları: Sıcaklığı, hava basıncını, hava akışını ve fırın arabasının hareket hızını belirleyin. Üretim operasyonları sırasında, bu parametreler, bitmiş ürünlerin yüksek kalitesini sağlamak için ayarlanır ve optimize edilir. Operasyonel Prosedürler: Tünel fırın çalışması sırasında, her iş istasyonundaki sıcaklıklar, basınçlar ve baca gazı parametreleri sürekli izlenmelidir. Tuğla çatlamasını önlemek için ön ısıtma bölgesi yavaşça ısıtılmalıdır (metre başına yaklaşık %50-80). Tuğlaların tamamen pişmesini sağlamak için pişirme bölgesi, ≤±10°C'lik bir sıcaklık farkıyla yüksek ve sabit bir sıcaklığı korumalıdır. Soğutma bölgesi, termal enerjiyi aktarmak için bir atık ısı geri kazanım tasarımından (enerji tasarrufu ve emisyon azaltıcı) yararlanabilir. Tuğla kurutma için kurutma bölgesi. Ayrıca, fırın arabası tasarım gereksinimlerine göre düzgün bir şekilde ilerletilmelidir. Ürün kalitesini sağlamak için hava basıncı ve hava akışı tasarım sıcaklık eğrisine göre ayarlanmalıdır. İzleme verilerine dayanarak sabit fırın basıncını (pişirme bölgesinde 10–20 Pa hafif pozitif basınç ve ön ısıtma bölgesinde -10 ila -50 Pa negatif basınç) koruyun. Fırın çıkışı: Fırın arabası tünel fırın çıkışına ulaştığında, tuğla boşlukları pişirmeyi tamamlamış ve uygun bir sıcaklığa soğumuştur. Bitmiş tuğlaları taşıyan fırın arabası daha sonra taşıma ekipmanı aracılığıyla boşaltma alanına taşınabilir, denetlenebilir ve tünel fırın pişirme işlemini tamamlamak için boşaltılabilir. Boş fırın arabası daha sonra atölyedeki tuğla istifleme konumuna geri döner. İşlem daha sonra bir sonraki istifleme ve pişirme döngüsü için tekrarlanır.
Tuğla fırınlama tünel fırını, icat edildiği günden bu yana çok sayıda yapısal iyileştirme ve teknolojik yeniliğe tabi tutularak çevre koruma standartları ve otomasyon seviyeleri kademeli olarak iyileştirilmiştir. Gelecekte, akıllı üretim, daha fazla çevre dostu olma ve kaynak geri dönüşümü teknolojik yönlere hakim olacak ve tuğla ve kiremit endüstrisini yüksek kaliteli üretime yönlendirecektir.
Gönderi zamanı: 12 Haz 2025