Технология кирпича

Ключевые технологии энергосбережения и зелёного производства на глиняных кирпичных заводах

Под влиянием тенденций «зелёного» и низкоуглеродного развития, а также интеллектуального производства, предприятия по выпуску кирпича должны достигать целей углеродной нейтральности и одновременно повышать производительность и качество. Скорость продвижения огня напрямую определяет производительность печи. В большинстве случаев пустотелый кирпич имеет более высокую скорость продвижения огня, чем полнотелый, но при определённых условиях пустотелый кирпич может обжигаться медленнее. В этой статье, основанной на практическом опыте эксплуатации туннельных печей, подробно анализируются ключевые факторы, влияющие на скорость продвижения огня, а также рассматриваются актуальные отраслевые темы, такие как использование твёрдых отходов, блоки для сборного строительства и материалы для «губчатых городов», помогая предприятиям реализовать энергосбережение и чистое производство.

I. Нерациональная структура садки (штабеля): плохой предварительный нагрев – первое «препятствие»

Принцип укладки «плотный верх, разреженный низ; плотные края, разреженная середина» является основой быстрого обжига. Размеры огневых каналов и сырца должны быть согласованы – слишком мало или слишком много каналов, слишком широкие или узкие зазоры, а также неправильное расстояние между кирпичами серьёзно замедляют скорость продвижения огня. Зазоры между штабелем и сводом/стенами печи должны быть минимальными. Особое примечание: многие заводы укладывают большинство кирпичей отверстиями вверх, оставляя мало или совсем не оставляя горизонтальных отверстий. Это препятствует проникновению горячего воздуха внутрь сырца, создавая большой перепад температур внутри и снаружи штабеля, что естественным образом снижает скорость продвижения огня. Для изделий с высоким процентом пустот (например, блоки КМ) необходимо оптимизировать расположение пустот для улучшения газопроницаемости, что также является важной частью цифрового двойника в рамках промышленного интернета.

II. Неправильное разряжение или форма шиберов: дефицит кислорода в зоне обжига снижает скорость

Величина разряжения напрямую влияет на подачу кислорода для обжига и предварительный нагрев штабеля. При слишком низком разряжении в зоне обжига возникает кислородное голодание, часть тепловой энергии поднимается вверх, усилие продвижения ослабевает, снижается теплообмен в зоне предварительного нагрева – скорость продвижения огня падает. Принцип определения оптимального разряжения: обеспечить достаточную температуру в зоне обжига и отсутствие недожжённого кирпича сверху и с боков штабеля, затем постепенно увеличивать разряжение. Путём многократного наблюдения за кирпичом и огнём можно определить оптимальное значение разряжения для вашей печи.

Форма шиберов (шиберов Хафэн) также существенно влияет на скорость продвижения огня. В настоящее время разные операторы используют различные схемы шиберов, что приводит к нестабильной скорости. Рекомендуется использовать больше шиберов (все шиберы, кроме зоны у входа в печь и участка за 5–8 м перед зоной обжига). Две распространённые формы:

1. Трапециевидная схема: самый высокий подъём шибера у входа,      затем постепенное снижение к зоне обжига. Эта схема максимально использует      тепловую энергию, обеспечивая достаточное пространство для нагрева и      предварительного нагрева. Подходит для достижения высокой скорости      продвижения огня.

2. Мостообразная схема: первые 2–3 шибера у входа подняты      низко, затем постепенно поднимаются до максимума в середине, и снова      медленно опускаются к концу. Эта схема снижает риск обратного увлажнения и      конденсации, уменьшает количество трещин и взрывных дефектов, что особенно      важно для тонкостенных изделий с высоким процентом пустот. Однако скорость      продвижения огня немного ниже, чем при трапециевидной схеме. В условиях      требований экологичного и эффективного производства      мостообразная схема может сочетаться с низкокалорийным внутренним топливом      для стабильного высококачественного обжига.

III. Нестандартное дозирование внутреннего топлива: корень резких колебаний температуры

Стандартизированное дозирование внутреннего топлива стабилизирует скорость продвижения огня, экономит дополнительное топливо и обеспечивает устойчивый качественный обжиг. Ключевым является правильное количество добавки и стабильная, равномерная теплотворная способность. На практике некоторые предприятия пренебрегают дозированием внутреннего топлива, что приводит к скачкам теплотворной способности, резким колебаниям скорости продвижения огня и температуры, вынуждая операторов часто регулировать режим, что легко вызывает дефекты.

Как определить количество внутреннего топлива для пустотелого кирпича? На примере многодырчатого кирпича KP1 и KP2: нормальная теплотворная способность при обжиге ниже, чем для полнотелого кирпича, обычно 285 ккал/кг ~ 350 ккал/кг. Причина – более высокая скорость продвижения огня удлиняет зону обжига, создавая режим «низкотемпературного длительного обжига»: температура обжига на 20°C–45°C ниже, чем для полнотелого кирпича, а время выдержки увеличивается более чем на 20%. Это главная причина меньшей потребности обычного пустотелого кирпича во внутреннем топливе. Для блоков КМ с высоким процентом пустот ситуация иная: чем выше пустотность, тем меньше твёрдой массы в единице объёма, но условия теплопередачи и самовозгорания усложняются, поэтому количество внутреннего топлива необходимо соответственно увеличить. Эта техническая деталь особенно важна при использовании твёрдых отходов (например, угольной породы, золы-уноса, строительного мусора) в качестве внутреннего топлива, что позволяет снизить производственные затраты и способствует обновлению городов и строительству «губчатых городов».

IV. Заключение: Системная оптимизация – путь к лидерству в производстве «зелёного» кирпича

Повышение скорости продвижения огня требует не единичного действия, а системной оптимизации трёх аспектов: структуры садки, разряжения и формы шиберов, а также дозирования внутреннего топлива, плюс дифференцированного подхода к изделиям с разной пустотностью. В настоящее время отрасль активно движется к внедрению цифровых двойников и промышленного интернета, используя датчики для мониторинга в реальном времени скорости продвижения огня, температуры в печи и распределения давления, что позволяет достичь интеллектуального производства и чистого производства. Рекомендуется кирпичным заводам в контексте углеродной нейтральности активно заменять часть ископаемого топлива твёрдыми отходами, продвигать блоки с высоким процентом пустот для сборного строительства и строго соблюдать технические нормы энергосбережения, чтобы сохранить техническое лидерство и соответствие экологическим требованиям в жёсткой конкурентной среде.