تقنية الطوب

تحليل التكنولوجيا الرئيسية لعمليات الاشعال والتحميص في اختبار الإنتاج على خط الإنتاج الجديد     

الانتاج التجريبي لخط إنتاج جديد هو مشروع معقد يتطلب تعاونًا متعدد الأنظمة، ويشمل تكيف المعدات، تأهيل مهارات الموظفين، وملاءمة المواد الخام للعملية، بالإضافة إلى التنسيق والتنظيم متعدد الأبعاد. النجاح في الإنتاج التجريبي لا يعتمد فقط على التعاون الفعال بين الورش المختلفة، بل يحتاج أيضًا إلى قادة تقنيين ذوي خبرة وفريق يتمتع بمسؤولية عالية للعمل عن كثب معًا. بناءً على متابعة الكاتب الأخيرة لعمليات الإنتاج التجريبي في عدة خطوط إنتاج أنفاق أفران مختلفة المناطق، قام بتلخيص المشاكل الهندسية الواقعية في مراحل الاشتعال والتجفيف والتحميص، واقترح توصيات تحسين مستهدفة تهدف إلى تعزيز كفاءة الاشتعال وتقليل خسائر الإنتاج التجريبي.

1. المواصفات الفنية لعملية الاشتعال

استناداً إلى الممارسات الهندسية على عدة خطوط إنتاج وبالاستفادة من خبرات التشغيل الناضجة لأفران الدوّار، قدم هذا المقال مجموعة من المواصفات الفنية لعملية الاشتعال المعقولة نسبياً، من أجل توحيد جميع المعلمات التقنية، وتقليل أخطاء التشغيل، والتحكم في خسائر الإنتاج التجريبي.

 1.1 التحكم الدقيق في القيمة الحرارية للمواد الخام

خلال مرحلة الاشتعال، يكون الطلب على الحرارة في غرفة التجفيف وفرن التحميص أكبر بكثير مقارنة بمرحلة الإنتاج العادي، وخاصةً أن عربات الفرن وجدران الفرن وسقف الفرن تمتص الكثير من الحرارة. لذلك، عند إعداد الطوب الخام الداخلي للاحتراق، يجب زيادة القيمة الحرارية للمواد الخام بشكل مناسب، ويوصى بالتحكم فيها ضمن نطاق 450-500 كيلو كالوري/كغ. هذا النطاق من القيمة الحرارية يلبي احتياجات التحميص ويوفر أيضاً فائضاً من الحرارة للتجفيف. لا يلزم خلط كميات كبيرة من المواد الخام عالية الحرارة، يكفي ضمان أن تصل 10-15 عربة طوب إلى هذه القيمة الحرارية. القيمة الحرارية العالية جداً قد تؤدي إلى فقدان السيطرة على درجة حرارة الفرن وزيادة مخاطر التحميص. يجب الإشارة بشكل خاص إلى أنه، على عكس تشغيل الفرن الدوار، يجب تجنب إضافة الفحم الخارجي عند إشعال فرن النفق. كفاءة نقل الحرارة للوقود الداخلي أعلى بكثير من الفحم الخارجي، كما أن إضافة الفحم الخارجي تزيد من الجهد البدني والتكلفة، وقد تسبب احتراقاً موضعياً زائد. في البداية، يكفي إشعال العربة بجانب موقد الاشتعال، ومن خلال الإشعاع الحراري والحمل الحراري يمكن بسرعة إنشاء مجال حرارة داخل الفرن.

1.2 إدارة محتوى الماء المتبقي للطوب الخام وكثافة ترتيب الطوب

قبل إشعال النار، يجب أن يتم تجفيف الطوب الخام بشكل كامل وطبيعي لضمان أدنى محتوى ممكن من الماء المتبقي. يجب ملء غرفة التجفيف وخط تخزين الطوب بسيارات الطوب؛ يمكن تشغيل مراوح إزالة الرطوبة في غرفة التجفيف مسبقًا، واستعمال دوران الهواء الطبيعي لتقليل محتوى الماء في الطوب بشكل أكبر. كلما كان محتوى الماء المتبقي في الطوب عند إدخاله إلى الفرن أقل، كانت الحمولة الحرارية في منطقة التسخين المسبق أقل، وهذا مفيد لبدء الاشتعال بسرعة. في الوقت نفسه، لا ينبغي أن تكون كثافة ترتيب الطوب عالية جدًا. كثافة ترتيب الطوب العالية تزيد من مقاومة تدفق الهواء في غرفة التجفيف والفرن، مما يعيق الضبط. أثناء فترة الاشتعال، يُنصح بالتحكم في متوسط كثافة ترتيب الطوب بين 190–220 قطعة/م³.

1.3 استراتيجية عملية التحميص: التحميص الطويل عند درجة حرارة منخفضة

·أثناء التشغيل في فترة الاشتعال، يجب تحقيق الأهداف التالية في عملية التحميص: ① توفير طاقة حرارية مستقرة لغرفة التجفيف لزيادة كفاءة التجفيف؛ ② ضمان معدل قبول المنتج؛ ③ إقامة نظام تحميص معقول بسرعة. لذلك، يُنصح باستخدام استراتيجية "التحميص الطويل عند درجة حرارة منخفضة"، وتشمل الأسس الرئيسية لذلك ما يلي:

· في بداية الاشتعال، تكون درجة حرارة غرفة التجفيف منخفضة ولا يمكن توفير كميات كبيرة من الطوب الجاف ذو محتوى منخفض من الماء، لذا يجب على الجزء الأمامي من فرن التحميص أن يتحمل جزءاً من وظيفة التجفيف، لذلك يجب ألا تكون سرعة رفع درجة الحرارة في الجزء الأمامي سريعة جدًا ويجب تمديد منطقة التسخين المسبق بشكل مناسب. بعد أن يتشكل نطاق درجة حرارة عالية مستقر داخل فرن التحميص، يتم تحريك النطاق عالي الحرارة تدريجياً إلى الأمام عن طريق لوحة التحكم، مما يقلل من طول منطقة التسخين المسبق، وفي الوقت نفسه يرسل المزيد من الطاقة الحرارية إلى غرفة التجفيف ليتم الانتقال بسلاسة إلى الإنتاج العادي.

· عند الاشتعال، لم تجف الهياكل المقاومة للحرارة للفرن مثل جدار الفرن وسقف الفرن بالكامل ولم تتراكم الطاقة الحرارية الكافية، لذلك لا يُنصح بتطبيق "التحميص السريع عند درجة حرارة عالية" في هذا الوقت. التحميص الطويل عند درجة حرارة منخفضة يسمح للفرن بتخزين الحرارة تدريجياً، ويشكل توزيع درجة حرارة مستقر، ويسهل التكيف مع نظام التهوية تحت أحمال مختلفة، ويتيح التحكم تدريجياً في قواعد الاستخدام والمواصفات المقاومة للنظام.

· خلال مرحلة الاشتعال، يجب تعديل الرسم البياني للتحميص المسبق للبحث عن منحنى التلبيد المطابق لخصائص المواد الخام. يوفر التحميص الطويل عند درجة حرارة منخفضة مجال تعديل أكبر، مما يسهل التعرف على قواعد التحميص ويمنع حدوث عيوب في جودة المنتج بسبب انخفاض أو ارتفاع درجة الحرارة بشكل مفرط.

 1.4 تحديد نقطة درجة الحرارة العالية والتحكم في الحرارة

يُعد إعداد نقاط درجة الحرارة العالية جوهر عملية الخبز. لا ينبغي الاعتماد فقط على نظام المراقبة، بل يجب أيضًا استخدام ملاحظة لون وشكل لهب منطقة الحرارة العالية للمساعدة في تقدير درجة الحرارة الفعلية للخبز. في الوقت نفسه، يجب تعديل درجة حرارة الخبز باستمرار بناءً على ردود فعل جودة المنتجات الخارجة من الفرن. أثناء التشغيل، يُفضل أن تكون نقاط الحرارة العالية داخل الفرن أقل قليلاً من درجة الحرارة المصممة، ثم يتم ضبطها بدقة بعد تحليل حالة المنتج، مما يسهم بفعالية في تجنب إنتاج الطوب المحروق.

يتعلق تشغيل الفرن الجديد بالعديد من المراحل التقنية بما في ذلك معالجة المواد الخام، التجفيف، الخبز، ونظام التهوية. قبل التشغيل، يجب إعطاء اهتمام كبير وفهم شامل لخصائص المواد الخام وحالة النظام، وعدم التفاؤل الأعمى. فقط من خلال التحكم العلمي في المعايير الأساسية وتنسيق جميع الأنظمة الفرعية يمكن زيادة معدل نجاح التشغيل وخفض معدل المنتجات المعيبة.

الخلاصة: التجفيف والخبز يشكلان وحدة متكاملة عضويًا. يجب أن يلتزم التشغيل بمبدأ التوازن النظامي والتدرج التدريجي، مع ضمان جودة المنتج وزيادة الإنتاج بشكل مستمر. تبني استراتيجية "الخَبز الطويل عند درجة حرارة منخفضة" يتميز بمرونة كبيرة في التكيف مع المواد الخام، ويسهل السيطرة على عملية الخبز، ويمكن أن يقلل بشكل ملحوظ من معدل المنتجات المعيبة في مرحلة التجريب، ويساعد في سرعة بناء نظام خبز مستقر وموثوق.