Recognize Hidden Process Bottlenecks in Fired Brick Production Line

بالنسبة لتصنيع الطوب المحروق، فإن الإنتاج بأكمله عبارة عن مشروع منهجي يتكون من أقسام عملية متصلة. تتفاعل كل وصلة إنتاج بشكل وثيق، تمامًا مثل الألواح الخشبية التي تشكل دلوًا من الماء. يعتمد الحد الأقصى لحجم الماء الذي يمكن أن يحمله الدلو على اللوح الأقصر بدلاً من اللوح الأطول. هذا هو مبدأ اللوحة القصيرة للدلو، وهو ينطبق أيضًا بشكل كامل على تشغيل مصنع الطوب الحديث. يتم تحديد مستوى الربح لمصنع الطوب الخاص بك من خلال أضعف رابط عملية. يركز العديد من مستثمري الطوب فقط على الإنتاج الاسمي في مرحلة التخطيط المبكر، مثل القدرة اليومية التي تبلغ 500000 أو 800000 قطعة من الطوب، والإنتاج السنوي 150 مليون أو 200 مليون قطعة. ومع ذلك، فإن معظمهم يتجاهلون كمية الدوران الإجمالية الفعلية في المصنع بأكمله. قد يصل حجم التداول اليومي الحقيقي إلى 5 ملايين إلى 8 ملايين قطعة، وهو أعلى بكثير من الإنتاج اليومي الاسمي.

1. مخزن المواد الخام

يمكن لبعض مصانع الطوب استخراج الصخر الزيتي أو الشوائب مباشرة في الموقع دون الحاجة إلى ساحة تخزين كبيرة للمواد الخام. إذا كانت هناك حاجة إلى نقل المواد الخام من الخارج، فأنت بحاجة إلى ساحات تخزين متعددة لاستيعاب مواد خام تعادل 500000 طوبة، وليس واحدة فقط.

2. معالجة المواد الخام

يجب أن تتجاوز قدرة المعالجة اليومية لورشة المواد الخام الخاصة بك إنتاج الطوب اليومي المستهدف. تعمل معدات تكسير المواد الخام من 8 إلى 10 ساعات فقط يوميًا. تحتاج إلى تحديد وحدات آلات تصنيع الطوب المناسبة: التكسير الأولي أو التكسير الثانوي، الخلاط أحادي المحور أو المزدوج المحور، حجم الشاشة، عرض الحزام الناقل وسرعته، تخطيط الفاصل المغناطيسي وتصميم الصيانة السهلة. حتى إذا قمت بتركيب كسارات كبيرة ومحركات ثقيلة، فقد يستغرق استبدال رؤوس المطرقة نصف يوم أو يوم كامل بدون أدوات الرفع المناسبة. تستخدم العديد من مصانع الطوب الصغيرة اللوادر والعمل اليدوي فقط لتحريك ألواح الغربلة الثقيلة، بدون الرافعات العلوية أو الرافعات الكهربائية. كثيرًا ما يترك الميكانيكيون وظائفهم بسبب العمل اليدوي الثقيل. وهذا هو عنق الزجاجة الإنتاجي النموذجي.

3. غرفة الشيخوخة وصندوق تخزين المواد الدقيقة

تلعب غرفة الشيخوخة دورًا حاسمًا في استقرار أداء المواد الخام. نوصي بسعة تخزين تدعم 72 ساعة من الإنتاج، أي ما يعادل 3 أضعاف إنتاجك اليومي من الطوب. حتى عندما تتوقف آلات التكسير لمدة يومين من الصيانة، فإن المواد الخام القديمة الكافية يمكن أن تدعم إنتاج 500000 طوبة. بالنسبة للمواد الخام الصخرية والرملية الصلبة، يمنع التصميم المضاد للتسرب الرطوبة غير المتساوية (الجزء العلوي الجاف والقاع الرطب). سيؤدي تركيب آلات تمزيق التربة بعد التعتيق والخلط إلى تحسين تجانس المواد الخام بشكل كبير.

4. البثق والتشكيل

إن تغذية المواد، والخلط، والتحريك المكثف، والبثق، وقطع الطوب ووضعه هي روابط معروفة في إنتاج الطوب الأخضر. لكن اختلافات المواد الخام ومواصفات المنتج تتطلب معلمات معدات مخصصة. إن مجموعة آلات تصنيع الطوب التي تعمل بشكل جيد في منطقة ما قد تفشل في منطقة أخرى. على سبيل المثال، قامت العديد من مصانع الطوب التي تم بناؤها في لانتشو بنسخ تجربة الإنتاج من وسط وشرق الصين. على الرغم من أنها أنتجت طوبًا أخضر جميل المظهر، إلا أنها واجهت جفافًا بطيئًا، وحرقًا بطيئًا، ومعدل رفض مرتفعًا، وتشققًا شديدًا. وكان إنتاجهم الفعلي أقل بكثير من التوقعات، الأمر الذي أصبح بمثابة عنق الزجاجة الخطير.

5. غرفة التجفيف

تتوفر تكوينات متعددة لفرن النفق: التجفيف المباشر والحرق المباشر، تجفيف واحد + حرق واحد، تجفيف واحد + حرقان، تجفيف واحد + ثلاثة حرق، تجفيفان + حرق واحد. يعتمد الاختيار الأمثل على خصائص المواد الخام والمناخ المحلي. بالنسبة لشوائب الصخر الزيتي والفحم ذات اللدونة الجيدة المستخدمة في الطوب الصلب، فإن الفرن النفقي للتجفيف المباشر والإشعال المباشر لحرق الطوب يعمل بشكل جيد. يمكن للفرن مقاس 3.6 م × 110 م أو 120 م إنتاج ما يقرب من 200000 طوبة يوميًا. لا تستخدم مطلقًا أفران التجفيف المباشر والحرق المباشر للمواد الخام الحساسة للانكماش الناتج عن التجفيف؛ سيؤدي هذا إلى خلق عنق الزجاجة الذي لا يمكن إصلاحه تقريبًا. في كويتون، شينجيانغ، تسبب الهواء المحيط الجاف للغاية في تشقق الجسم الأخضر مباشرة بعد القطع. كان الحل هو خفض ارتفاع سقيفة تخزين الجسم الأخضر، وإحاطتها بالستائر لرفع الرطوبة المحلية، واعتماد مخطط إعداد الطوب 1.5x. تمت زيادة المسارات وعربات الفرن إلى 1.5 مرة من الكمية الأصلية. تشمل مصادر حرارة التجفيف تجفيف غاز المداخن، وتجفيف حرارة النفايات، وتجفيف غاز المداخن المشترك، وتجفيف حرارة النفايات. كل حل له إيجابيات وسلبيات. إذا كانت المواد الخام تحتوي على نسبة عالية من الكبريت، فإن تجفيف غاز المداخن سوف يلوث الطوب ويزيد من التكلفة البيئية. يوفر غاز المداخن منخفض الكبريت مع الحرارة المهدرة تأثير تجفيف أفضل واستهلاكًا أقل للطاقة والوقود. تشتمل أوضاع عادم الرطوبة على العادم المركزي، والعادم اللامركزي، والعادم المركزي المجزأ، وعادم الضغط السلبي، وعادم الضغط الإيجابي. عادم الرطوبة المركزي النقي غير فعال: استهلاك مرتفع للطاقة، والأكسجين الزائد. الحل الأفضل يجمع بين العادم اللامركزي والمركزي، والضغط الإيجابي كضغط رئيسي والضغط السلبي كضغط مساعد. إنه يتجنب انهيار الجسم الأخضر، ويحافظ على درجة حرارة منخفضة ويخفض تكلفة الطاقة. تحتوي العديد من أفران النفق الدوارة على أقسام تجفيف سيئة التصميم؛ تستهلك بعض مراوح العادم طاقة 3-4 أضعاف طاقة الفرن الرئيسي، وهو ما يمثل عنق زجاجة مكلفًا.

6. عملية إطلاق النار في فرن النفق

يتم تحديد أداء الفرن وجودة الطوب والإنتاج واستهلاك الفحم في الغالب أثناء تصميم الفرن وبنائه. هناك العديد من أنواع الأفران: فرن نفق البناء، فرن النفق المدمج، فرن نفق المداخن العلوي، فرن نفق المداخن السفلي، فرن نفق المداخن الداخلي، فرن نفق المداخن الخارجي، وفرن النفق الدوار. إذا استعرنا مزايا فرن النفق الدوار وحللنا فرق درجة حرارة المقطع العرضي ومشاكل حرق سيارات الفرن الخاصة بأفران النفق التقليدية، فإن أفران النفق ستصبح الخيار الأفضل. الفرن الدوار يحمل حوالي 300 طوبة لكل متر مكعب، في حين أن الفرن النفقي يمكنه استيعاب 400-500 طوبة لكل متر مكعب، ويتميز بسعة أكبر وإنتاج أعلى واستهلاك أقل للطاقة. ومع ذلك، فإن أفران النفق التقليدية محدودة بسبب عنق الزجاجة الهيكلي: يتحرك الطوب بينما يظل جسم الفرن ثابتًا. ويتطلب كسر هذا القيد القائم منذ فترة طويلة الابتكار التكنولوجي.

7. إطلاق القدرة الفنية

العديد من مشغلي الفرن القدامى يعتبرون عمل الفرن فقط بمثابة مشاهدة لون اللهب، وهو أمر خاطئ. فني حرق مؤهل هو منظم الفرن. يجب عليه إتقان هيكل الفرن، ومسار الهواء، وتصميم المداخن، ونظام حرارة النفايات، وحجم هواء المروحة، ومراقبة درجة الحرارة، وقيمة الحرارة، وخطة إعداد الطوب، وباب الفرن وتشغيل سيارة الفرن، ومنطق غرفة التجفيف. إنه يحتاج إلى ضبط النظام بأكمله عندما تسوء المعلمات. تعتبر مهارة إطلاق النار الضعيفة بمثابة عنق الزجاجة الذي يمكن إصلاحه من خلال التدريب أو استبدال الأفراد. هناك قاعدة شائعة في إنتاج الطوب: 70% من الأداء يأتي من وضع الطوب، و30% يأتي من الحرق؛ 70% من العمل يتم تحت الفرن، و30% فقط في الفرن. يقوم مشغلو الأفران المتميزون بتحليل خطط إعداد الطوب وتقارير اختبار المواد الخام وتوزيع الحرارة. باستخدام نفس الفرن، يحدد إعداد الطوب والقيمة الحرارية للخليط جودة الطوب النهائية. يحظر على المشغلين تغذية الفحم في المفاصل بين عربات الفرن، ويجب ألا يفتحوا فتحات رؤية النار في وصلات سيارات الفرن ذات درجة الحرارة العالية. وهذا سوف يلحق أضرارا جسيمة بسيارات الفرن. يجب على مصنعي الأفران إلغاء فتحات الرؤية في مناطق المفاصل ذات درجة الحرارة العالية. يرتبط حرق سيارات الفرن أيضًا بعزل سيارات الفرن وتوازن هواء الخنادق، والذي يظل يمثل صداعًا كبيرًا للعديد من مصانع الطوب.

8. مسار تفريغ سيارات الفرن

قمنا بزيارة مصنع للطوب بفرن بعرض 3.7 متر مصمم لأربع عمليات تجفيف + ثلاثة عمليات حرق. كان يحتوي فقط على مسار تفريغ واحد وآلة تعبئة الطوب نصف الأوتوماتيكية، مع عدم وجود مساحة إضافية لإضافة مسارات جديدة. بعد 5-6 سنوات من التشغيل، لم يتمكن أبدًا من تشغيل وضع التجفيف الرباعي الكامل؛ كان الحد الأقصى للتشغيل المستقر هو قسمين لإطلاق النار. جاء الاختناق بسبب عدم كفاية مسارات التفريغ. بغض النظر عن مدى قوة الفرن الخاص بك، لا يمكنك شحن الطوب النهائي إلى الخارج. يجب حساب عدد أوضاع التفريغ، ومواقف التعبئة، ومواقف التوقف، ومواقف المشبك في مرحلة التصميم. من الصعب إصلاح هذا الخلل في التخطيط لاحقًا.

9. ساحة تخزين الطوب الجاهزة

يعد عدم وجود ساحة جاهزة بمثابة عنق الزجاجة واسع النطاق. تمتلك العديد من مصانع الطوب مساحة محدودة من الأرض بينما تكون سعة الفرن كبيرة. يجب عليهم تقليل حمل الفرن في مواسم الأمطار أو خارج المواسم. يتطلب الطوب المجوف مساحة تخزين أكبر، لأن مشاريع البناء غالبًا ما تحتاج إلى طوب مجوف بعد اكتمال الإطار. بدون ساحة كافية، لا يمكن إنتاج الطوب المجوف بسلاسة. من الصعب حل هذا الاختناق بعد الانتهاء من المصنع.

10. اختبار المواد الخام والامتثال البيئي

يتخطى العديد من المستثمرين الاختبارات المعملية للمواد الخام قبل البناء. إذا كانت المادة الخام تحتوي على 4%-5% كبريت بدون مواد بديلة، فسيصبح هذا عنق الزجاجة البيئي الذي لا يمكن التغلب عليه. يجب أن تقوم مصانع الطوب الجديدة بإجراء تحليل متكرر للمواد الخام. ارتفاع محتوى الكالسيوم يسبب تمييع الطوب. ارتفاع أكسيد البوتاسيوم وأكسيد المغنسيوم يؤدي إلى ظهور الملح الأبيض على سطح الطوب. يؤدي سوء جودة المواد الخام إلى إضعاف قدرتك التنافسية في السوق بشكل مباشر.

11. برج إزالة الكبريت

أعادت الكثير من مصانع الطوب بناء أبراج إزالة الكبريت مرتين. يفتقر معظم موردي معدات إزالة الكبريت إلى المعرفة بهيكل الفرن وميكانيكا الموائع. بعد تركيب البرج، تحتاج المصانع إلى ترقية محركات المروحة وإلا ستعاني من ضعف رطوبة العادم وانخفاض الإنتاج، مما يؤدي إلى اختناقات جديدة. إن إزالة الكبريت وإزالة الغبار بشكل أفقي + عمودي يحقق تأثيرًا أفضل من النوع الرأسي الفردي. إن مدخل الهواء لبرج إزالة الكبريت الموجود فوق سطح الفرن بقليل يوفر المزيد من الطاقة ويتوافق مع ميكانيكا الموائع بشكل أفضل من مدخل الهواء الهبوطي.

12. ترقية الفرن لحرق الغاز الطبيعي

يوفر حرق الغاز الطبيعي أفضل أداء بيئي مع انخفاض نسبة الكبريت وأكسيد النيتروجين وانبعاث الغبار. يحتاج أصحاب مصانع الطوب إلى تقييم ما إذا كان من الممكن تعديل الأفران الموجودة لحرق الغاز الطبيعي، أو ما إذا كانت الأفران الجديدة بحاجة إلى حجز مساحة لحرق الغاز أثناء التصميم.

خاتمة

معادلة حساب السعة لفرن نفقي يعمل بكامل طاقته لحرق الطوب:

① مخزون المواد الخام لعدة أيام من الإنتاج؛

② قدرة معالجة المواد الخام ≥1.5 × الإنتاج اليومي؛

③ سعة غرفة التعتيق 2-3 × الإخراج اليومي؛

④ ورشة البثق لإنهاء 1 × إنتاج يومي خلال 8-12 ساعة؛

⑤ سعة تخزين الجسم الأخضر تبلغ 1.5-2 × الإخراج اليومي؛

⑥ احتياطي سيارة الفرن الفارغ ≥0.5 × الإخراج اليومي؛

⑦ سعة غرفة التجفيف بمعدل 1 × إنتاج يومي؛

⑧ سعة قسم الإطلاق 1 × الإخراج اليومي؛

⑨ مسار نقل الطوب النهائي ≥0.75 × الإنتاج اليومي؛

⑩ محطة التفريغ ≥0.3 × الإخراج اليومي؛

⑪ ساحة المنتج النهائي لعدة أيام من الإنتاج.

بالنسبة لمصنع يستهدف 500.000 طوبة يوميًا، فإن إجمالي دوران المواد داخل الخط بأكمله قد يصل إلى 5 ملايين قطعة. يعد إنتاج الطوب المحروق نظامًا كاملاً يغطي إعداد المواد الخام ومعالجتها والبثق والإعداد وتجفيف الجسم الأخضر والحرق والتعامل مع الطوب النهائي. أرباح المصنع تكون دائما مقيدة بالحلقة الأضعف.