Sistem Mobil Tunnel Kiln Hemat Energi di Industri Tanah Liat Berat

Dalam industri batu bata tanah liat, pengembangan sistem mobil tungku terowongan selalu menjadi topik utama bagi produsen batu bata tanah liat dan ubin atap.Artikel ini menyajikan beberapa pandangan tentang topik ini dari Burton-Werke, pemasok sistem mobil tungku terowongan untuk sebagian besar pabrik batu bata dan ubin atap di Jerman.

Dari perspektif pengembangan teknologi tungku secara keseluruhan, tren adalah ke arah peralatan pemanas otomatis untuk memenuhi permintaan yang meningkat untuk produk tanah liat,dengan persiapan bahan baku yang lebih tepat dan tubuh hijau yang lebih seragamDiskusi ini mencakup tungku roller, tungku Monker, teknologi frekuensi tinggi, dll.

Namun, di samping perkembangan ini, tungku terowongan tradisional pasti akan mempertahankan tempatnya, dan telah berkembang dalam banyak hal, tidak hanya dari segi komponen pemanas.

Sebelum memutuskan teknologi pembakaran tertentu, analisis biaya-manfaat biasanya dilakukan, dengan mempertimbangkan produk dan bahan baku yang diperlukan yang akan digunakan.

Sehubungan dengan pengembangan mobil tungku terowongan, aspek berikut layak perhatian khusus.

Hal ini tidak hanya melibatkan perhitungan teknis dan ekonomi tetapi juga harapan pengguna.tapi untuk menciptakan solusi bagi pengguna yang memenuhi kebutuhan mereka, selaras dengan pertimbangan mereka sendiri, dan memenuhi kebutuhan akhir mereka.

Namun, terlepas dari hal-hal di atas, kriteria umum berikut untuk memilih sistem tungku terowongan umumnya digunakan, terutama karena alasan biaya.

• Menggunakan (depresiasi)

• Konsumsi energi

• Upaya pemeliharaan dan pembersihan

• Perbaikan

Ketika menganalisis faktor konsumsi, mudah untuk melihat bahwa konsumsi energi mobil tungku terowongan adalah faktor penting,tapi jauh dari menjadi satu-satunya prinsip untuk memutuskan pada sistem mobil tungku terowongan tertentuMobil tungku adalah komponen struktural dari seluruh sistem tungku dan tunduk pada beban yang signifikan.fungsi masing-masing harus terlebih dahulu diperiksa.

• Kualitas produk yang baik

• Konsumsi energi minimal karena penurunan berat badan dan isolasi termal (penyimpanan panas dan transfer panas)

• Ketahanan kimia terhadap atmosfer tungku terowongan dan media energi dalam kondisi pembakaran

• Stabilitas termal (di bawah kejutan termal dan penurunan suhu yang cepat)

• Kekuatan mekanik (terpengaruh oleh faktor manusia)

• Stabilitas dimensi (pertukaran komponen tahan api, dipengaruhi oleh ekspansi reversibel)

• Kemudahan pemeliharaan dan perbaikan (penggantian bagian yang rusak)

• Biaya investasi dan pemeliharaan yang rendah (waktu pemeliharaan yang singkat)

• Masa pakai panjang

Dari tabel ini jelas bahwa kesempurnaan tidak dapat dicapai, tetapi mudah untuk memaksimalkan pemenuhan fungsi target mobil tungku sambil mengabaikan fungsi sekunder.Jika berat mobil berkurang drastis, stabilitas mekanik sistem pasti berkurang, yang tentu saja dapat ditingkatkan dengan menggunakan bahan berkualitas lebih tinggi, tetapi ini meningkatkan biaya depresiasi dan risiko pemeliharaan.

Meskipun hal di atas bukanlah hal yang baru pada dasarnya, hal ini harus diingat dengan tegas ketika membuat keputusan yang relevan.fungsi lain yang sama pentingnya tidak boleh diabaikan.

Gambar 1 Blok U sudut dua lapisan, pilar berongga dan berbagai metode isolasi dengan kolom dan panel pelindung (untuk pemanas sisi, misalnya, pemanas ubin atap satu lapisan), panel pelindung tipis

Saat ini, hingga 15 bahan yang berbeda digunakan dalam sistem mobil tungku terowongan, mulai dari berbagai bahan khusus dengan ketahanan terhadap kejutan termal hingga beton tahan api dan mortir,berbagai bahan serat, dan keramik berkinerja tinggi berdasarkan mullite dan silikon karbida.pengguna biasanya menerima solusi lengkap dari satu sumberPada tahap desain, kombinasi bahan yang berbeda memainkan peran yang sangat penting.

Dalam mendesain mobil tungku terowongan, tujuan dasarnya bertiga: perimeter mobil, lapisan mobil, dan struktur pendukung atau perabot tungku untuk memasang batu bata.

Misalnya, untuk mobil tungku dengan ukuran 7 × 6 m, area perimeter menyumbang 10%, area struktur pendukung 5%, dan area lapisan 85%.

Dalam beberapa tahun terakhir, dengan perkembangan terus-menerus dari teknologi pemanas, terutama dalam pemilihan bahan, proporsi dari masing-masing bagian di atas telah berubah.Bahan-bahan yang telah terbukti berhasil di sektor keramik halus juga semakin banyak digunakan di industri batu bata tanah liat (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1).

Perimeter mobil tungku terowongan terutama berfungsi sebagai berikut:

• Penutup labirin (tergantung pada stabilitas dimensi!)

• Perlindungan mekanik lapisan mobil

• Perlindungan sasis mobil dari efek suhu

Untuk tujuan ini, sifat-sifat berikut diperlukan:

• Stabilitas dimensi

• Kekuatan dalam kondisi dingin dan panas

• Ketahanan terhadap kejut termal atau perubahan suhu

Dari sudut pandang teknis, blok beton tahan api ringan diperlukan untuk mencapai fungsi ini.Blok format besar yang diekstrusi berdasarkan cordierite dan blok format besar yang dipencet kering juga berdasarkan cordierite ‡ setiap solusi yang mungkin memiliki kelebihan dan kekurangannyaBlok besar yang dipencet kering untuk perimeter mobil tungku dibahas lebih rinci di bawah ini.

Jenis blok ini memiliki sejumlah keuntungan penting, seperti stabilitas dimensi yang tinggi, menghilangkan kebutuhan untuk pengolahan sekunder blok.Di bawah bahan baku dan teknologi produksi saat ini, komposisi mineral yang ditentukan dapat lebih mudah diperoleh.

Dalam tungku modern, siklus dorong mobil tungku semakin singkat, membuat ketahanan kelelahan termal bahan semakin penting.bahan yang baru dikembangkan, sepenuhnya memenuhi persyaratan ini.

Hasil uji untuk bahan ini adalah sebagai berikut:

Jelas bahwa bahan ini memiliki kepadatan bulk yang lebih tinggi daripada blok tahan api ringan tradisional,tapi jika dibandingkan dapat digunakan untuk menghasilkan produk yang lebih besar dan blok penguncian yang lebih tipis dengan ketahanan kelelahan termalMeskipun berat perimeter mobil tungku yang terbuat dari bahan Burcclight berbeda secara signifikan dari yang menggunakan bahan tahan api ringan,ketahanan kelelahan termal dan kemudahan perakitan sangat meningkat.

Bahkan di pabrik batu bata modern, sepenuhnya otomatis, perimeter mobil tungku terowongan tunduk pada tekanan termal dan mekanik yang tinggi.Hal ini bahkan lebih penting bahwa ketika bagian perimeter rusakUntuk alasan ini blok perimeter tidak diikat atau mortir, tetapi kering-diletakkan,dengan koneksi hanya melalui penguncian mekanik bergantian yang jelas merupakan metode yang sangat baik.

Tentu saja, ini membutuhkan akurasi dimensi tertentu dari blok. biasanya, hanya penekanan kering yang dapat menghasilkan blok yang stabil secara dimensi;Keakuratan dimensi hanya dapat dicapai melalui pemrosesan sekunder.

Fungsi lapisan mobil tungku terowongan modern adalah isolasi termal, sementara beban biasanya ditanggung oleh sasis logam mobil. Fungsi ini menentukan pilihan bahan:hampir hanya ringanUntuk alasan ekonomi, tergantung pada suhu operasi, bahan-bahan ini dapat digunakan sebagai bahan pelindung.Serat ini dapat diganti dengan beton ringan atau berbagai agregat, seperti silika, grog ringan, batu kapur, dll. Perlu dicatat bahwa bahan isolasi ini tidak dapat langsung terkena api; mereka harus dilindungi oleh lapisan permukaan yang sesuai,misalnya panel tipis tahan kelelahan termalMeskipun ini sedikit meningkatkan berat mobil tungku, metode ini mencegah korosi bahan isolasi, terutama di tungku side-fired.lapisan permukaan keras diperlukan untuk pembersihan yang efektif dari dek mobil, yang dapat menjadi faktor penting yang menyebabkan keausan, debu, pasir, dan kecelakaan yang parah.Saat ini sudah mungkin untuk memproduksi panel pelindung dengan ketebalan 10 cm dan dimensi 500 * 600 mm.

Dengan meningkatnya tingkat otomatisasi di pabrik batu bata modern dan berkurangnya jumlah operator, masalah yang berkaitan dengan panel pelindung tungku terowongan berkurang.Dalam prakteknya kita sering melihat bahwa lapisan penutup yang digunakan dalam banyak kasus kemudian diperkuat dan ditempatkan pada kolom mobil tungku untuk memfasilitasi pemuatan dan penguranganIni juga merupakan contoh khas dari perbedaan serius antara penghematan energi dan pemeliharaan sesuai dengan kebutuhan produksi.

Perbandingan sifat dari bahan lapisan isolasi mobil tungku yang berbeda:

Contoh lain adalah penempatan perlindungan ujung depan dan belakang pada sasis mobil tungku. perlindungan tersebut tidak diperlukan ketika siklus mendorong adalah 10 jam atau kurang.mobil tungku harus tetap berada di tungku terowongan (e(misalnya, setelah runtuh atau mengurangi kecepatan mendorong), keuntungan dari perlindungan ini adalah untuk menjaga bagian bawah mobil lebih dingin.

Fungsi struktur kolom adalah untuk menanggung semua beban dari produk dan furnitur tungku selama pemanas dan mentransfer kekuatan ke sasis logam mobil tungku.Hal ini membutuhkan nilai kekuatan dingin dan panas yang relatif tinggi, serta kekuatan kompresi dan lentur, dan beberapa perilaku deformasi pada suhu kerja.sebagian besar komponen mobil tungku mengalami tekanan terbesarTentu saja, struktur kolom harus dirancang secara ketat sesuai dengan beban pemanas dan suhu pemanas.Analisis proyek sistem mobil tungku baru-baru ini menunjukkan semakin jauh dari sistem tahan api tradisional, yaitu sistem yang terdiri dari saluran pembuangan khusus, penopang melintang tinggi, kolom khusus dengan panel berlubang (disebut "Bensen"),dan furnitur tungku yang ditempatkan pada lempengan berbentuk khusus yang didukung oleh kolom intiBahkan, dalam produksi batu bata paving yang dibakar, sistem yang lebih tipis dan lebih halus telah diadopsi,menggunakan kolom yang diekstrusi di mana bata atau lempengan berbentuk besar atau struktur balok dapat ditempatkanGambar 2 menunjukkan contoh sistem tersebut.

Gambar 2

Sistem halus seperti itu tidak lagi menggunakan bahan tanah liat tahan api tradisional.dipencet menjadi butiran atau diekstrusi menjadi bentuk, dan bahan-bahan tersebut masih digunakan. Hal ini juga menyangkut teknologi produksi komponen tahan api kelas tinggi dengan persyaratan khusus.bahan-bahan berkinerja tinggi terus diperkenalkan: bahan-bahan berdasarkan silikon karbida mullite-nitride-diikat, silikon karbida rekristal, dan silikon-difiltrasi silikon karbida. bahan ini memiliki nilai kekuatan yang sangat tinggi,memungkinkan pengurangan ketebalan komponen keramik yang signifikan dan dengan demikian pengurangan berat komponen tahan api yang signifikanDengan bantuan tungku side-fired canggih menggunakan burner kecepatan tinggi, ketinggian pengaturan dapat terus dikurangi ke penggorengan satu lapisan,dan struktur pendukung yang sesuai (perabot tungku) akan dikembangkan lebih lanjutKarena berat yang berkurang dari komponen tahan api, stabilitas mekanik yang tepat terhadap pergeseran dan getaran dapat dicapai melalui sendi ekor dovetal, interlocking,atau koneksi baut cerdas seperti jalur penguncian, tutup, batang, dan pembatasan toleransi komponen yang kuat.

Hal ini juga telah sangat merangsang permintaan untuk tingkat teknologi produksi yang lebih tinggi dari produsen produk tahan api.yang mewakili keadaan teknologi saat iniPrasyarat untuk memenuhi persyaratan di atas adalah produksi produk dimensi yang akurat dengan menggunakan bahan baku berkualitas tinggi; pengembangan alat pressing canggih,seperti pers hidraulik yang dapat diprogram dengan cetakan multi-tahap; dan kontrol yang tepat dari kamar pengeringan dan tungku.

Dalam beberapa kasus, ketika merancang gerobak tungku dengan kombinasi dari berbagai bahan yang disebutkan di atas, perhatian harus diberikan pada variasi besar dalam sifat fisik,yang menentukan untuk operasi terus menerus dan kinerja tanpa masalah dari sistem mobil tungku terowonganOleh karena itu, sementara desain mobil tungku sebelumnya terutama didasarkan pada nilai numerik, hari ini perhitungan energi, mekanik,dan kinerja termal selama produksi setiap komponen memainkan peran yang semakin pentingGambar 3 menunjukkan desain beban optimal yang dicapai melalui perhitungan struktural dan termal.

Gambar 3

Ini menunjukkan pentingnya sifat fisik bahan dalam desain mobil tungku.analisis koefisien ekspansi termal menunjukkan bahwa nilai sangat bervariasi dalam beberapa kasusJika hal ini diabaikan, hal ini pasti akan menyebabkan konsekuensi yang merugikan sistem mobil tungku.

Sistem mobil tungku terowongan selalu terkait dengan pengguna dan produk. Mengetahui parameter proses masa depan pabrik, seperti suhu pemanas, siklus pemanas, dan atmosfer tungku,dan dengan mempertimbangkan berbagai kondisi produksi pada tahap desain, sangat penting untuk membuat pilihan yang tepat untuk memperpanjang umur layanan sistem. hanya dengan cara ini faktor negatif dan konsumsi yang tidak perlu dapat dihindari, dan sistem dapat dioptimalkan.

Dr. Volker Hesse adalah wakil direktur teknis di Burton-Werke, Melle/Buer