อิฐทนไฟสำหรับเตาเผาอุโมงค์ในโรงงานอิฐเผาดิน
เตาเผาอุโมงค์เป็นระบบเผาต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูง มีลักษณะเป็นโครงสร้างยาวและมีโซนความร้อนหลายโซน แต่ละส่วนทำงานภายใต้อุณหภูมิ บรรยากาศ และสภาวะความเครียดทางกลที่แตกต่างกัน ดังนั้น การเลือกและการกำหนดค่าอิฐทนไฟที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพของเตาเผา ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และอายุการใช้งาน
I. ประเภทและคุณสมบัติของอิฐทนไฟที่ใช้ในเตาเผาอุโมงค์
1. ประเภทหลักตามวัสดุ
| เลขที่ | ประเภทอิฐทนไฟ | องค์ประกอบหลัก | อุณหภูมิใช้งาน (°C) | คุณสมบัติหลัก | การใช้งานทั่วไป |
| 1 | อิฐอะลูมินาสูง | Al₂O₃ ≥ 55% | 1300–1600 | ความแข็งแรงอัดสูง ทนต่อตะกรันได้ดี ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ไม่ดี | หลังคาโซนเผา ประตูเตา บริเวณสัมผัสเปลวไฟ |
| 2 | อิฐมัลไลต์ | 3Al₂O₃·2SiO₂ | 1350–1700 | การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ดีเยี่ยม ไม่มีการเสียรูป | หลังคาและผนังโซนเผา โซนฉนวน |
| 3 | อิฐคอร์ดิเออไรต์ | 2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂ | 1250–1400 | การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ดีเยี่ยม | โซนเผาด้านล่าง บริเวณเปลี่ยนผ่าน |
| 4 | อิฐอะลูมินาสูงน้ำหนักเบา | Al₂O₃ ≥ 50% ที่มีรูพรุน | ≤1350 | น้ำหนักเบา ฉนวนดีเยี่ยม | ชั้นฉนวน ผนังรอง หลังคาชั้นบน |
| 5 | อิฐดินเหนียวทนไฟ | Al₂O₃ 30–45% | 1200–1350 | ประหยัด สร้างง่าย ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิปานกลาง | โซนอุ่นก่อน ผนังด้านนอก ซับในปล่องไฟ |
| 6 | อิฐฉนวน | SiO₂–Al₂O₃ | ≤1100 | การนำความร้อนต่ำ น้ำหนักเบา | ชั้นฉนวนผนังด้านนอก |
| 7 | อิฐซิลิกา | SiO₂ ≥ 95% | 1650–1700 | ทนทานต่อการคืบคลานได้ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง ทนกรด | หลังคาด้านบนของโซนเผา หัวเตา |
| 8 | อิฐทนสึก | วัสดุผสมจากอะลูมินาสูงหรือมัลไลต์ | ≤1400 | ทนทานต่อการขัดถูและการกระแทกได้ดีเยี่ยม | โซนล้อรถ โคนราง ขอบรถเตา |
| 9 | อิฐซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) | SiC ≥ 70% | 1500–1650 | การนำความร้อนสูง ทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน | โซนหัวเผา บริเวณที่สัมผัสเปลวไฟ ฐานรถ |
| 10 | วัสดุหล่อ/บล็อกสำเร็จรูป | อะลูมินาสูง มัลไลต์ หรือวัสดุจาก SiC | 1300–1600 | ความสมบูรณ์และการกันอากาศที่ดี | ช่องหัวเผา โค้ง เสาเชื่อมต่อ |
| 11 | แผ่น/ผ้าห่มใยเซรามิก | Al₂O₃ + SiO₂ | ≤1400 | น้ำหนักเบา ฉนวนดีเยี่ยม ติดตั้งง่าย | ฉนวนภายนอก ประตูเตา ซับในผนัง |
| 12 | อิฐขึ้นรูป/สั่งทำพิเศษ | องค์ประกอบที่กำหนดเอง | แตกต่างกันไป | พอดีแม่นยำ รูปทรงที่กำหนดเอง | อิฐหัวเผา ฐานโค้ง ชิ้นส่วนเปลี่ยนผ่าน |
II. การกำหนดค่าวัสดุทนไฟและมาตรฐานการก่อสร้างในการออกแบบเตาเผาอุโมงค์
1. การกำหนดค่าวัสดุที่แนะนำตามส่วนของเตาเผา
| ส่วนของเตาเผา | ประเภทอิฐที่แนะนำ | ความหนา (มม.) | อุณหภูมิ (°C) | คำอธิบาย |
| หลังคา (โซนเผา) | มัลไลต์ / คอร์ดิเออไรต์ + อะลูมินาสูงน้ำหนักเบา + ใยเซรามิก | 500–550 | 1250–1300 | รวมความแข็งแรงสูงและฉนวน |
| ผนัง (โซนเผา) | อะลูมินาสูง / มัลไลต์ + อะลูมินาเบา + แผ่นใย | 500 | 1200–1300 | ทนความร้อนด้านใน ฉนวนด้านนอก |
| ผนัง (โซนอุ่นก่อน) | ดินเหนียวทนไฟ + อะลูมินาเบา | 400–500 | 900–1100 | เน้นความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ |
| โซนฉนวน | คอร์ดิเออไรต์ + อิฐฉนวน | 400 | 900–1000 | ลดการสูญเสียความร้อน |
| ซับในปล่องไฟ | อิฐดินเหนียวทนไฟ / SiC | 250–350 | 800–1000 | ทนทานต่อการกัดกร่อนสูง |
| ประตูเตา / แผงปิดผนึก | มัลไลต์ + แผ่นใย + แผ่นเหล็ก | 450–500 | 1100–1200 | รวมฉนวนและความแข็งแรงทางกล |
| พื้นผิวรถเตา | อิฐคอร์ดิเออไรต์ / SiC / อะลูมินาสูง | 230 | 1000–1250 | รับน้ำหนักและทนต่อการสึกหรอ |
| ชั้นฉนวนรถเตา | อิฐฉนวน + ใยเซรามิก | 200–250 | ≤900 | ลดการนำความร้อน |
| ช่องหัวเผา / ฐานโค้ง | บล็อก SiC / วัสดุหล่อ | กำหนดเอง | 1300–1500 | ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการกัดกร่อนสูง |
2. มาตรฐานการก่อสร้างและงานก่ออิฐ
| รายการ | ข้อกำหนดทางเทคนิค |
| รอยต่ออิฐ | ≤ 2 มม.; รอยต่อแบบเหลื่อม ≥ 1/4 ความยาวอิฐ |
| การยึด | สมอเหล็กกล้าไร้สนิมทุกๆ 5 ชั้นอิฐ |
| ปูน | ใช้ปูนทนไฟที่เข้ากันได้ (วัสดุฐานเดียวกัน) |
| ลำดับการก่อสร้าง | สร้างผนังก่อน จากนั้นจึงสร้างโค้ง ซับในด้านในก่อนชั้นนอก |
| การอบแห้งและการให้ความร้อน | อัตราการให้ความร้อนเริ่มต้น ≤ 30°C/ชั่วโมง เพื่อป้องกันรอยร้าว |
| การควบคุมโค้ง | ควบคุมความโค้งอย่างแม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงการรวมตัวของความเครียด |
| การปิดผนึกรอยต่อ | สารประกอบปิดผนึกอุณหภูมิสูงหรือการเติมใยเซรามิก |
III. มาตรฐานสำหรับวัสดุทนไฟที่มีคุณสมบัติเหมาะสม
1. ลักษณะที่ปรากฏและความคลาดเคลื่อนของขนาด (ตาม GB/T 2992.1, GB/T 16544)
| รายการ | ข้อกำหนด |
| พื้นผิว | เรียบ ไม่มีรอยร้าว ชิป หรือรูพรุนหนาแน่น |
| ความคลาดเคลื่อนของขนาด | ±2 มม. ในความยาว ความกว้าง และความสูง |
| ความสม่ำเสมอของความหนาแน่น | ≤ ±0.05 ก./ซม.³ การเปลี่ยนแปลงภายในชุดเดียวกัน |
2. คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี (อ้างอิง GB/T 3995, GB/T 10325)
| คุณสมบัติ | อะลูมินาสูง | มัลไลต์ | คอร์ดิเออไรต์ | ดินเหนียวทนไฟ |
| ความหนาแน่นรวม (ก./ซม.³) | 2.3–2.6 | 2.4–2.7 | 1.9–2.2 | 2.0–2.2 |
| การดูดซึมน้ำ (%) | 18–22 | 15–20 | 25–30 | 22–26 |
| ความแข็งแรงอัดเย็น (MPa) | ≥60 | ≥70 | ≥45 | ≥35 |
| การเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นถาวร (%) | ±0.2 | ±0.3 | ±0.3 | ±0.4 |
| ความทนไฟภายใต้ภาระ (°C) | ≥1450 | ≥1600 | ≥1400 | ≥1350 |
| ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (รอบ 900°C–น้ำ) | ≥20 | ≥25 | ≥30 | ≥15 |
3. ขั้นตอนการตรวจสอบและการยอมรับ
การตรวจสอบวัตถุดิบ
องค์ประกอบทางเคมี (Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₃ content)
การวิเคราะห์เฟส (การทดสอบ XRD)
การทดสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
การตรวจสอบขนาดและรูปลักษณ์
การทดสอบความหนาแน่นรวมและกำลังอัด
การทดสอบความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
เอกสาร
รายงานการทดสอบจากโรงงานพร้อมข้อมูลทางเคมีและกายภาพ
ใบรับรองคุณภาพตามมาตรฐาน GB/T, ISO หรือ ASTM
การตรวจสอบในสถานที่
การสุ่มตัวอย่าง ≥10% เพื่อทดสอบซ้ำก่อนใช้งาน
เฉพาะวัสดุที่ได้รับอนุมัติเท่านั้นที่สามารถใช้ในการก่อสร้างเตาเผาได้
IV. หลักการคัดเลือกวัสดุทนไฟ
| หลักการ | คำอธิบาย |
| การจับคู่อุณหภูมิ | เลือกวัสดุตามโซนความร้อนและอุณหภูมิการใช้งาน |
| ความสำคัญของความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ | หลังคาและโซนหัวเผาต้องใช้อิฐมัลไลต์หรือคอร์ดิเออไรต์ |
| การประสานงานความแข็งแรงทางกล | ใช้อิฐอะลูมินาสูงหรือ SiC สำหรับพื้นที่รับน้ำหนัก |
| การประสานงานฉนวน | รวมอิฐด้านในหนาแน่นกับชั้นนอกน้ำหนักเบา |
| คุณสมบัติของผู้จัดจำหน่าย | ต้องมีใบรับรอง ISO/GB และรายงานการทดสอบจากบุคคลที่สาม |
| การตรวจสอบตัวอย่าง | ซัพพลายเออร์รายใหม่ต้องผ่านการทดสอบประสิทธิภาพการเผาก่อนการอนุมัติ |
บทสรุป
ระบบทนไฟที่ออกแบบมาอย่างดีช่วยให้มั่นใจได้ว่า:
การทำงานของเตาเผาอุโมงค์ที่เสถียร
การใช้พลังงานต่ำ
อายุการใช้งานของเตาเผาที่ยาวนานขึ้น
คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่สม่ำเสมอ
การเลือกและการกำหนดค่าอิฐทนไฟที่เหมาะสมเป็นพื้นฐานสำหรับความสำเร็จของโรงงานอิฐเผาดินเผาสมัยใหม่ และประสิทธิภาพโดยรวมของโครงการก่อสร้างเตาเผาอุโมงค์
