الفرن النفقي هو نوع من الأفران يستخدم للحرق المستمر للمواد مثل السيراميك أو الطوب أو الحراريات. يطلق عليه "فرن النفق" لأنه يحتوي على هيكل طويل على شكل نفق.
بناء
منطقة إطلاق النار:
الجزء المركزي من فرن النفق هو منطقة إطلاق النار. وفي هذه المنطقة يتم رفع درجة الحرارة إلى المستوى المطلوب لعملية الإشعال. على سبيل المثال، في فرن النفق الخزفي، يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى ما يصل إلى 1300 - 1400 درجة مئوية. يمكن أن يختلف طول منطقة الإطلاق حسب نوع المنتج وحجم الإنتاج.
منطقة التسخين المسبق:
عند مدخل فرن النفق، توجد منطقة للتسخين المسبق. يتم تسخين المواد المراد حرقها تدريجيًا أثناء تحركها عبر هذه المنطقة. وهذا يساعد على تقليل الصدمة الحرارية عندما تدخل المواد إلى منطقة الإطلاق ذات درجة الحرارة العالية. يتم تحقيق التسخين المسبق عادةً عن طريق الحرارة المهدرة من منطقة الحرق، وهي طريقة لتوفير الطاقة.
منطقة التبريد:
بعد المرور عبر منطقة الإطلاق، تدخل المنتجات إلى منطقة التبريد. هنا، يتم تبريد المنتجات بطريقة خاضعة للرقابة. يعد معدل التبريد مهمًا لأنه يمكن أن يؤثر على جودة المنتجات النهائية. على سبيل المثال، قد يؤدي التبريد السريع إلى حدوث تشققات في السيراميك، لذلك تم تصميم منحنى التبريد المناسب لضمان تبريد المنتجات بسرعة مناسبة.
مبدأ العمل
يتم وضع المواد التي سيتم حرقها على عربات الفرن أو سيور النقل ويتم نقلها بشكل مستمر عبر الفرن النفقي بسرعة بطيئة وثابتة. وأثناء تحركهم عبر المناطق المختلفة، فإنهم يختبرون عمليات التسخين المسبق والإشعال والتبريد بالتسلسل. يمكن أن يكون مصدر الحرارة للفرن النفقي مختلفًا، مثل مواقد الغاز، أو السخانات الكهربائية، أو مزيج من الاثنين معًا. تتدفق الغازات الساخنة المتولدة في منطقة الإشعال نحو منطقة التسخين المسبق، مما يساعد على الاستفادة من الحرارة المهدرة.
المزايا
كفاءة إنتاجية عالية:
نظرًا لأنها عملية إنتاج مستمرة، يمكن للأفران النفقية إنتاج كمية كبيرة من المنتجات في وقت قصير نسبيًا. بالمقارنة مع الأفران من النوع الدفعي، فإن دورة الإنتاج تكون أكثر انتظامًا وكفاءة. على سبيل المثال، يمكن للفرن النفقي المصمم جيدًا لصنع الطوب أن ينتج آلاف الطوب يوميًا.
التوحيد الجيد لجودة المنتج:
تواجه المنتجات الموجودة في الفرن النفقي نفس منحنى درجة الحرارة والوقت أثناء عملية الحرق أثناء تحركها عبر الفرن بسرعة ثابتة. وهذا يضمن درجة عالية من التوحيد في جودة المنتج. في إنتاج السيراميك عالي الجودة، يمكن للفرن النفقي أن يساعد في تحقيق اللون والكثافة والقوة المتسقة للمنتجات.
توفير الطاقة:
يعد استخدام الحرارة المهدرة في فرن النفق ميزة مهمة. يتم استخدام الغازات الساخنة المنبعثة من منطقة الحرق لتسخين المواد الخام مسبقًا، مما يقلل من استهلاك الطاقة اللازمة لعملية الحرق الشاملة. وهذا يجعل الفرن النفقي أكثر كفاءة في استخدام الطاقة مقارنة ببعض أنواع الأفران الأخرى.
التطبيقات
صناعة السيراميك:
تستخدم الأفران النفقية على نطاق واسع في إنتاج منتجات السيراميك المختلفة، بما في ذلك أدوات المائدة والأدوات الصحية وبلاط السيراميك. بالنسبة لإنتاج بلاط السيراميك، يمكن للفرن النفقي أن يضمن أن البلاط لديه سطح أملس، أبعاد دقيقة، وخصائص ميكانيكية جيدة.
صناعة الطوب والبلاط:
في صناعة الطوب والبلاط، تلعب أفران النفق دورًا حاسمًا. يمكنهم حرق أنواع مختلفة من الطوب مثل الطوب الطيني والطوب الصخري والطوب المثقوب. يتمتع الطوب المحروق بالقوة العالية والمتانة الجيدة، ويلبي متطلبات البناء.
صناعة الحراريات:
لإنتاج المواد المقاومة للحرارة، يتم استخدام أفران النفق لحرق المنتجات مثل الطوب الحراري والمواد العازلة. يمكن لعملية الحرق بدرجة حرارة عالية في فرن النفق أن تحسن أداء المقاومة للحرارة والعزل الحراري لهذه المواد، والتي تعتبر ضرورية للتطبيقات في الأفران الصناعية ذات درجة الحرارة العالية.