سیستم های اتومبیل های تونل و کوره های انرژی کارآمد در صنعت گل سنگین

در صنعت آجر خاکستری، توسعه سیستم های اتومبیل تونل همیشه یک موضوع مهم برای تولید کنندگان آجر خاکستری و کاشی های سقف بوده است.این مقاله برخی از دیدگاه ها را در مورد این موضوع از Burton-Werke ارائه می دهد، یک تامین کننده سیستم های اتومبیل تونل برای اکثر کارخانه های آجر و سقف سقف در آلمان.

از منظر توسعه کلی فناوری کوره، روند به سمت تجهیزات سوخاری خودکار برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد محصولات خاکستری،با آماده سازی دقیق تر مواد اولیه و اجسام سبز یکنواخت تراین بحث شامل کوره های رولر، کوره های مونکر، تکنولوژی فرکانس بالا و غیره است.

با این حال، در کنار این تحولات، کوره تونل سنتی مطمئناً جایگاه خود را حفظ خواهد کرد و از بسیاری جهات تکامل یافته است، نه تنها از نظر اجزای سوختی.

قبل از تصمیم گیری در مورد یک تکنولوژی مخصوص آتش سوزی، تجزیه و تحلیل هزینه و سود معمولا انجام می شود، با توجه به محصولات لازم و مواد اولیه مورد استفاده.

با توجه به توسعه ماشین های تونل، جنبه های زیر ارزش توجه ویژه ای دارند.

این نه تنها شامل محاسبات فنی و اقتصادی است بلکه انتظارات کاربر نیز شامل می شود.اما برای ایجاد یک راه حل برای کاربر است که نیازهای خود را برآورده، با ملاحظات خودشان مطابقت دارد و نیازهای نهایی آنها را برآورده می کند.

با این حال، صرف نظر از موارد فوق، معیارهای کلی زیر برای انتخاب یک سیستم کوره تونل به طور معمول استفاده می شود، عمدتا به دلایل هزینه.

• استفاده (تخفیف)

• مصرف انرژی

• هزینه نگهداری و تمیز کردن

• تعمیر

در هنگام تجزیه و تحلیل عوامل مصرف، به راحتی می توان دید که مصرف انرژی یک اتومبیل تونل فر یک عامل مهم است.اما دور از تنها اصل برای تصمیم گیری در مورد یک سیستم تونل مخصوص کوره ماشیناگر این قطعه ساختاری به عنوان یک سیستم مستقل در نظر گرفته شود،عملکردهای مربوطه باید ابتدا مورد بررسی قرار گیرد.

• کیفیت محصول خوب

• حداقل مصرف انرژی به دلیل کاهش وزن و عایق حرارتی (خزنه گرما و انتقال گرما)

• مقاومت شیمیایی در برابر جو و رسانه های انرژی فرن تونل در شرایط سوخاری

• ثبات حرارتی (در معرض شوک حرارتی و کاهش سریع درجه حرارت)

• مقاومت مکانیکی (با تاثیر عوامل انسانی)

• ثبات ابعادی (تبادل اجزای آتش شکن، تحت تأثیر گسترش برگشت پذیر)

• سهولت نگهداری و تعمیر (تغییر قطعات فرسایش)

• هزینه های سرمایه گذاری و نگهداری کم (زمان نگهداری کوتاه)

• عمر طولانی

از جدول مشخص است که به کمال نمی توان رسید، اما به راحتی می توان به حداکثر رساندن عملکردهای هدف از ماشین کوره با نادیده گرفتن عملکردهای ثانویه رسید.اگه وزن ماشين به شدت کاهش پيدا کنه، ثبات مکانیکی سیستم اجتناب ناپذیر کاهش می یابد، که البته می تواند با استفاده از مواد با کیفیت بالاتر بهبود یابد، اما این باعث افزایش هزینه های کسری و خطرات نگهداری می شود.

اگر چه موارد فوق اساساً جدید نیست، اما باید در هنگام تصمیم گیری های مربوطه به شدت در نظر گرفته شود.سایر عملکردهای مساوی مهم نباید نادیده گرفته شوند..

شکل 1 بلوک های دو لایه ی U گوشه ای، ستون های توخالی و روش های عایق بندی مختلف با ستون ها و پنل های محافظ (برای سوخاری جانبی، به عنوان مثال، سوخاری یک لایه ای برای سقف) ، پنل های محافظ نازک

امروزه تا 15 ماده مختلف در سیستم های اتومبیل تونل استفاده می شود، از مواد خاص مختلف با مقاومت در برابر ضربه های حرارتی تا بتن آتشگیر و ملات،مواد مختلف فیبراز آنجا که هیچ سازنده ای تمام این مواد را خودش تولید نمی کند،کاربر معمولاً یک راه حل کامل از یک منبع واحد دریافت می کند.در مرحله طراحی، ترکیب مواد مختلف نقش بسیار مهمی ایفا می کند.

در طراحی یک اتومبیل تونل، اهداف اساسی سه گانه است: محیط اتومبیل، پوشش اتومبیل و ساختار پشتیبانی یا مبلمان کوره برای قرار دادن آجر.

به عنوان مثال، برای یک ماشین کوره با اندازه 7 × 6 متر، منطقه محیط 10٪، منطقه ساختار پشتیبانی 5٪ و منطقه پوشش 85٪ را تشکیل می دهد. این برای طرح های مدرن ماشین کوره رایج است.

در سال های اخیر، با توسعه مداوم تکنولوژی سوخاری، به ویژه در انتخاب مواد، نسبت هر یک از قسمت های فوق تغییر کرده است.مواد که قبلاً در بخش سرامیک های ظریف موفق بوده اند نیز به طور فزاینده ای در صنعت آجر گلی استفاده می شوند (همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است).

محوطه یک واگن تونل کوره به طور عمده به وظایف زیر خدمت می کند:

• مهر و موم لابراتوار (معتمد بر ثبات ابعاد!)

• حفاظت مکانیکی از پوشش خودرو

• حفاظت از شاسی خودرو از اثرات دمایی

برای این منظور، خواص زیر مورد نیاز است:

• ثبات ابعاد

• قدرت در شرایط سرد و گرم

• مقاومت در برابر شوک حرارتی یا تغییرات دمایی

از نظر فنی، بلوک های بتنی آتشگیر سبک برای دستیابی به این توابع مورد نیاز است.بلوک های بزرگ فرمت اکستر شده بر اساس کوردیریت و بلوک های بزرگ فرمت فشرده شده خشک نیز بر اساس کوردیریت هر راه حل ممکن مزایا و معایب خود را داردبلوک های بزرگ خشک فشار شده برای محیط ماشین کوره در زیر به جزئیات بیشتر مورد بحث قرار می گیرند.

این نوع بلوک دارای تعدادی از مزایای مهم است، مانند ثبات ابعاد بالا، حذف نیاز به پردازش ثانویه بلوک ها.با استفاده از مواد اولیه و تکنولوژی تولید فعلی، ترکیب معدنی مشخص آن را می توان به راحتی بدست آورد.

در کوره های مدرن، چرخه فشار ماشین های کوره به طور فزاینده ای کوتاه می شود، که مقاومت شوک حرارتی مواد را به طور فزاینده ای مهم می کند.ماده ای که اخیراً توسعه یافته است.، به طور کامل این الزامات را برآورده می کند.

نتایج آزمایش برای این ماده به شرح زیر است:

واضح است که این ماده دارای تراکم بزرگ تر از بلوک های آتش شکن سبک وزن سنتی است.اما در مقایسه می تواند برای تولید محصولات بزرگتر و بلوک های لاغر تر با مقاومت به شوک حرارتی استفاده شوداگرچه وزن محوطه ماشین کوره ساخته شده از مواد Burcclight به طور قابل توجهی با استفاده از مواد آتش گیر سبک متفاوت است،مقاومت در برابر ضربه های حرارتی و آسان بودن مونتاژ آن به شدت بهبود یافته است.

حتی در یک کارخانه آجری مدرن و کاملاً خودکار، محوطه ماشین تونل اجباری گرمایی و مکانیکی بالا را تجربه می کند.مهم تر از اين هم است که وقتي قسمتي از محيط آسیب ببينه، می تواند به سرعت جایگزین شود. به همین دلیل بلوک های محوطه ای نه بسته شده اند و نه مورتر شده اند، بلکه خشک شده اند،با اتصالات فقط از طریق اتصال مکانیکی دندانی که بدیهی است یک روش بسیار خوب است.

این امر به طور طبیعی نیاز به دقت ابعاد بلوک ها دارد. به طور معمول، تنها فشار خشک می تواند بلوک های ابعاد پایدار را تولید کند؛ در غیر این صورت،دقت ابعاد تنها می تواند از طریق پردازش ثانویه به دست آید..

عملکرد پوشش اتومبیل تونل مدرن عایق حرارتی است ، در حالی که بار معمولاً توسط شاسی فلزی اتومبیل تحمل می شود. این عملکرد انتخاب مواد را تعیین می کند:تقریباً فقط سبکمواد بسیار عایق کننده. اولین موردی که در اینجا ذکر می شود فیبر سرامیکی است که اکنون در درجه های آماده استفاده در دسترس است. به دلایل اقتصادی، بسته به دمای کار،این فیبر ها می توانند با بتن سبک یا سنگ های مختلف جایگزین شوند.، مانند سیلیس، گرگ سبک وزن، پومس و غیره باید توجه داشته باشید که این مواد عایق نمی توانند به طور مستقیم در معرض شعله قرار گیرند؛ آنها باید با پوشش مناسب سطح محافظت شوند،برای مثال یک پنل نازک مقاوم به شوک حرارتیحتی اگر این روش وزن ماشین کوره را کمی افزایش دهد، این روش از خوردگی مواد عایق جلوگیری می کند، به ویژه در کوره های سمتی.یک لایه سطح سخت برای تمیز کردن موثر عرشه ماشین ضروری است، که می تواند یک عامل مهم در ایجاد فرسایش شدید، گرد و غبار، شن و ماسه و حوادث باشد.امروزه تولید چنین پنل های محافظ با ضخامت 10 سانتی متر و ابعاد 500*600 میلی متر امکان پذیر است..

با افزایش سطح اتوماسیون در کارخانه های آجری مدرن و کاهش تعداد اپراتورها، مشکلات مربوط به پنل های محافظ تونل کاهش می یابد.در عمل ما اغلب می بینیم که لایه های پوشش مورد استفاده در بسیاری از موارد است که بعدا تقویت شده و در ستون های ماشین کوره قرار داده می شود برای تسهیل بارگذاری و تخلیهاین نیز یک مثال معمولی از اختلاف جدی بین صرفه جویی در انرژی و نگهداری با توجه به نیازهای تولید است.

مقایسه خواص مواد مختلف پوشش عایق خودرو:

یک مثال دیگر قرار دادن محافظ های جلوی و عقب در شاسی ماشین کوره است. چنین محافظاتی در صورت چرخه فشار 10 ساعت یا کمتر غیر ضروری است. اگر به دلایل فرآیند،ماشین کوره باید در کوره تونل باقی بماند (e(به عنوان مثال، پس از سقوط یا کاهش سرعت فشار) ، مزیت این محافظت این است که پایین ماشین را خنک نگه دارد. استفاده از این روش در نهایت تصمیم کاربر است.

عملکرد ساختار ستون این است که تمام بارها را از محصولات و مبلمان کوره در هنگام سوخاری تحمل کند و نیروهای را به شاسی فلزی ماشین کوره منتقل کند.این نیاز به مقادیر نسبتا بالا از مقاومت سرد و گرم دارد، همچنین مقاومت فشنی و انعطاف پذیری و برخی از رفتار تغییر شکل در دمای کار. علاوه بر وزن اجزای آتش گیر باید به حداقل برسد. به همین دلیل،بیشتر اجزای ماشین کوره تحت فشار بزرگ هستندبه طور طبیعی، ساختار ستون باید به طور دقیق با توجه به بار سوخاری و دمای سوخاری طراحی شود.تجزیه و تحلیل پروژه های اخیر سیستم اتومبیل کوره نشان می دهد یک انحراف رو به رشد از سیستم های آتش شکن سنتی، یعنی سیستم هایی که شامل لوله های اختصاصی، پشتیبانی های فراعرضی بالا، ستون های ویژه با پانل های سوراخ شده (به نام "بنسن") ،و مبلمان کوره بر روی سلاخ های شکل خاصی که توسط ستون های هسته ای پشتیبانی می شونددر واقع، در تولید آجر سنگ شکن، سیستم های نازک تر و دقیق تر در حال حاضر مورد استفاده قرار گرفته است.با استفاده از ستون های اکسترود شده که بر روی آن می توان آجر یا صفحه های بزرگ یا ساختارهای چوبی قرار دادشکل 2 نمونه ای از چنین سیستمی را نشان می دهد.

شکل 2

این سیستم های تصفیه شده دیگر از مواد گلی مقاوم به آتش استفاده نمی کنند. به این دلیل، گلی به اندازه دانه 0.2 میلی متری خرد می شود، سپس به صورت گچ ریخته می شود.که به صورت دانه ها یا به شکل های extruded فشار داده شده استاین امر همچنین مربوط به تکنولوژی تولید اجزای آتش شکن با کیفیت بالا با الزامات خاص است.مواد با عملکرد بالا به طور مداوم معرفی می شوندمواد مبتنی بر کربید سیلیکون متصل به نیترید مولیت، کربید سیلیکون دوباره کریستالیزه شده و کربید سیلیکون نفوذ شده به سیلیکون. این مواد دارای مقادیر بسیار بالایی از مقاومت هستند.اجازه کاهش قابل توجهی در ضخامت اجزای سرامیکی و بنابراین کاهش قابل توجهی در وزن اجزای آتش شکنبا کمک کوره های پیشرفته سوخته از طرف با استفاده از سوزاندن با سرعت بالا، ارتفاع تنظیم می تواند به طور مداوم به سوزش تک لایه کاهش یابد.و سازه های پشتیبانی مربوطه (آبی که در اجاق می سوزند) توسعه بیشتری خواهند یافت.به دلیل کاهش وزن اجزای آتش گیر، ثبات مکانیکی مناسب در برابر جابجایی و ارتعاش می تواند از طریق مفاصل دم گاو، قفل شدن،یا اتصال های هوشمند مانند نوار قفل، کلاه ها، میله ها و محدودیت های قوی تحمل اجزای.

این امر همچنین تقاضای تولید کنندگان محصولات آتش شکن را برای سطوح بالاتر فناوری تولید به شدت تحریک کرده است.که نشان دهنده وضعیت فعلی هنر استشرایط اولیه برای برآورده کردن الزامات فوق تولید محصولات دقیق از نظر ابعاد با استفاده از مواد اولیه با کیفیت بالا، توسعه ابزار فشار پیشرفته،مانند پریس های هیدرولیک قابل برنامه ریزی با قالب های چند مرحله ایو کنترل دقیق اتاق های خشک کردن و کوره ها.

در برخی موارد، هنگام طراحی ماشین آلات کوره با ترکیب مواد مختلف ذکر شده در بالا، باید توجه به تنوع زیادی در خواص فیزیکی،که برای عملکرد مداوم و عملکرد بدون مشکل سیستم اتومبیل فرن تونل تعیین کننده استبنابراین، در حالی که طرح های قبلی ماشین کوره عمدتا بر اساس مقادیر عددی بود، امروزه محاسبات انرژی، مکانیکی،و عملکرد حرارتی در طول تولید هر جزء نقش مهمی را بازی می کنندشکل 3 نشان می دهد که طراحی حمل بهینه از طریق محاسبات ساختاری و حرارتی حاصل می شود.

شکل 3

این نشان دهنده اهمیت خواص فیزیکی مواد در طراحی ماشین کوره است. به عنوان مثال با توجه به گسترش حرارتی برگشت پذیر مواد،تجزیه و تحلیل ضریب گسترش حرارتی نشان می دهد که مقادیر در برخی موارد بسیار متفاوت استاگر این مورد نادیده گرفته شود، به طور اجتناب ناپذیر منجر به عواقب مضر برای سیستم ماشین کوره خواهد شد.

یک سیستم تونل کوره اتومبیل همیشه به کاربر و محصول مرتبط است. دانستن پارامترهای فرآیند آینده کارخانه، مانند دمای سوخاری، چرخه سوخاری و جو کوره،و با توجه به شرایط مختلف تولید در مرحله طراحی، برای انتخاب درست برای افزایش عمر سیستم ضروری است. تنها به این ترتیب می توان از عوامل نامطلوب و مصرف غیرضروری جلوگیری کرد و سیستم را بهینه سازی کرد.

دکتر وولکر هسی معاون مدیر فنی در کارگاه برتون، مل/بور است