تقنية الطوب

 عربة الفرن

عربة الفرن هي جزء مهم من فرن النفق، وتشكل قاعدة الفرن المتحركة.

1. أشكال عربة الفرن

هناك نوعان من عربات الفرن: عربة الفرن المصنوعة من الفولاذ المشكل وعربة الفرن المصنوعة من الحديد الزهر. عربة الفرن المصنوعة من الفولاذ المشكل خفيفة الوزن وسهلة الصيانة. أما عربة الفرن المصنوعة من الحديد الزهر فتتميز بصلابة كبيرة، وتشوه حراري قليل، ومقاومة للأكسدة والتآكل، وصلابة ومتانة عالية، كما أنها توفر الفولاذ باستخدام الحديد بدلًا عنه. لكن بسبب ثقل إطار العربة، يجب أن تكون هناك عملية صب جيدة لضمان الجودة. يمكن للعجلات استخدام محامل معيارية، أو يمكن استخدام محامل غير معيارية مصنعة ذاتيًا، ولكنها ذات مقاومة احتكاك عالية وعمر افتراضي أقصر.

هيكل العربة موضح في الشكل 6-8.

شكل 6-8 مخطط بسيط لعربة الفرن

 2. اختيار مواد الطوب المبطن

نظرًا لأن الطوب المبطن لعربة الفرن يكون في حالة نقل حرارة غير مستقرة داخل الفرن، مع مرور الوقت، فإن الحرارة المخزنة في الطوب المبطن لعربة الفرن والحرارة المفقودة من خلاله إلى الأسفل تتغير أيضًا. لتقليل الحرارة المنقولة إلى الجزء السفلي من العربة من خلاله وتقليل تأثير الحرارة المخزنة على توزيع درجة الحرارة داخل الفرن، ينبغي اختيار مواد عازلة خفيفة ذات معامل توصيل حراري منخفض وسعة حرارية قليلة. هذا لا يساعد فقط على تقليل فرق درجات الحرارة داخل الفرن من الأعلى إلى الأسفل، وتعزيز تحميص المنتجات بشكل متساوٍ، بل يقلل أيضًا من فقدان الحرارة إلى أسفل العربة ويخفض درجة حرارة الأجزاء المعدنية للعربة وأسفلها. من ناحية أخرى، يجب اختيار مواد مقاومة للحرارة العالية وذات استقرار حراري جيد للطوب المبطن على السطح وحول العربة، نظرًا لأنه يتعرض لحرارة عالية وحمل ميكانيكي ويتحمل التغيرات الدورية في درجات الحرارة.

يمكن لمصانع الطوب عند اختيار مواد الطوب المبطن أخذ ما يلي في الاعتبار: يمكن استخدام طوب مقاوم للحرارة بشكل خاص أو كتل خرسانية مقاومة للحرارة على الأطراف، واستخدام الطوب المقاوم للحرارة القياسي أو الطوب الأحمر العادي على وجه العربة. لكل من هذين النوعين مزاياه وعيوبه، من حيث معامل التوصيل الحراري، الطوب المقاوم للحرارة أقل من الطوب الأحمر؛ من حيث السعة الحرارية، الطوب الأحمر أقل من الطوب المقاوم للحرارة؛ قوة الطوب المقاوم للحرارة أعلى من الطوب الأحمر، لكن تكلفته أعلى أيضًا. يمكن لكل مصنع اختيار أحدهما وفقًا لشروطه الخاصة.

يمكن استخدام الطوب الطيني الخفيف، الفيرميكوليت، البيرلايت الموسع، الألياف السيراميكية والخبث لمواد الطوب المبطن في الجزء الأوسط والسفلي.

3. إحكام إغلاق عربة الفرن

في الأفران النفقية، يؤثر إحكام إغلاق عربة الفرن مباشرة على أدائها الحراري. إذا كان التسرب شديدًا، سيؤدي ذلك إلى زيادة فرق درجة الحرارة داخل الفرن، وتمديد وقت التحميص، وزيادة استهلاك الوقود.

يتكون إحكام إغلاق عربة الفرن من جزئين: على الجانبين يتم تحقيق الإغلاق بين عربة الفرن وجدار الفرن من خلال إدخال ألواح الرمل المثبتة على إطار العربة في أخاديد الرمل داخل الفرن، وعلى طرفي العربة يتم تحقيق الإغلاق بين عربات الفرن عن طريق التداخل بين الطوب المبطن للعربة المجاورة والاتصال المحكم عند الطرف.

لضمان إحكام الإغلاق أثناء الإنتاج، يجب إضافة كمية مناسبة من الرمل داخل أخاديد الرمل في الفرن، ويجب ألا تنحني أو تتشوه ألواح الرمل المانعة للتسرب. لذلك، عند طول العربة أكثر من 1.5 متر، يمكن استخدام ألواح فولاذية بسماكة 8-12 مم كألواح رملية، وعند طول 1.5 متر أو أقل يمكن استخدام ألواح بسماكة 5-6 مم فقط. كما يجب أن يكون لتركيب ألواح الرمل حرية التمدد نحو الطرفين لتجنب التشوه نتيجة التمدد الحراري. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي أمام وخلف العربة على أخاديد ونتوءات، حيث يتم ملء الأخاديد بمواد مقاومة للحرارة مثل حبال الأسبستوس، وعند ضغط الحافة إلى داخل الأخدود يتشكل إغلاق متصل.