يتطلب تشغيل مصنع مربح لإنتاج الطوب المحروق تخطيطًا منهجيًا لخط إنتاج الطوب بأكمله. فكل عملية، بدءًا من استخراج المواد الخام وحتى رصّ الطوب النهائي، مترابطة ترابطًا وثيقًا. وكما هو الحال في تشبيه الدلو: يُتحكم في حجمه الإجمالي بأقصر جزء فيه. في صناعة الطوب، تتحدد ربحية مصنعك بأضعف جزء من العملية.
يركز معظم مستثمري الطوب على الإنتاج اليومي أو السنوي الإجمالي للطوب فقط أثناء التخطيط. على سبيل المثال، يستهدفون إنتاج 500,000 أو 800,000 طوبة يوميًا. ومع ذلك، يتجاهلون إجمالي دوران المواد الداخلية. فمقابل إنتاج يومي اسمي يبلغ 500,000 طوبة، قد يستهلك المصنع بأكمله ما يصل إلى 5 ملايين طوبة من المواد الخام والطوب الأخضر في جميع مراحل الإنتاج. دعونا نستعرض نقاط الضعف الشائعة في صناعة الطوب.
تخزين المواد الخام وإعداد المواد الخام
يُوفر استخراج مخلفات الفحم أو الصخر الزيتي في الموقع تكلفة ساحات تخزين المواد الخام الكبيرة. أما إذا تطلب الأمر نقل المواد الخام من مناجم بعيدة، فستكون هناك حاجة إلى ساحات تخزين متعددة لضمان تغذية مستقرة لآلة تصنيع الطوب .
لا تعمل ورشة تكسير المواد الخام إلا من ٨ إلى ١٠ ساعات يوميًا، لذا يجب أن تتجاوز طاقتها الإنتاجية إنتاج الطوب اليومي المصمم. يحتاج المهندسون إلى تحديد مراحل التكسير، ونوع الخلاط، ومواصفات المنخل، وسرعة الناقل، وتصميم الفاصل المغناطيسي. غالبًا ما يتم إغفال سهولة الوصول للصيانة.
تعتمد العديد من مصانع الطوب على المناولة اليدوية لألواح الغربلة الثقيلة لعدم امتلاكها رافعة علوية. ويستغرق استبدال رؤوس مطارق الكسارات وقتاً طويلاً، كما أن معدل دوران العمالة مرتفع، مما يؤدي إلى تباطؤ كبير في معدل الإنتاج الفعلي.
صندوق التعتيق وتجانس المواد الخام
تعمل معالجة التقادم على تثبيت مرونة المواد الخام. تحتوي غرفة التقادم المناسبة على كمية كافية من المواد الخام تكفي لمدة 72 ساعة من الإنتاج. وعندما تتوقف معدات التكسير للصيانة، يمكن للمواد الخام المعالجة أن تُبقي الإنتاج مستمراً.
تتطلب المواد الخام الرملية والصخرية الصلبة تصميمًا مضادًا للتسرب داخل صناديق التخزين لتجنب التوزيع غير المتساوي للرطوبة. كما أن إضافة آلة تقطيع التربة بعد خلط المواد الخام أثناء التخزين يُحسّن من تجانسها لعملية البثق.
عملية بثق الجسم الأخضر، والقطع، والضبط
تُعدّ عمليات البثق والخلط والتقطيع والتثبيت من المراحل الأساسية في صناعة الطوب الأخضر . ويختلف أداء المعدات باختلاف المواد الخام والمناخات المحلية.
إحدى الحالات الواقعية: اعتمدت مصانع الطوب في لانتشو معايير التصنيع من وسط الصين. بدت الطوب الخام جيدة بعد عملية البثق، لكن سرعة التجفيف كانت منخفضة، ومعدل التشققات مرتفع، والإنتاج النهائي أقل بكثير من المتوقع. وقد أدى اختلاف المواد الخام إلى مشكلة معقدة يصعب حلها.
تصميم غرفة التجفيف ونظام تصريف الرطوبة
تتوفر أفران نفقية متنوعة لحرق الطوب، بتصاميم مختلفة لمناطق التجفيف والحرق. وتحدد مرونة المواد الخام، وحساسيتها للانكماش، والمناخ المحلي التصميم الأنسب لك.
بالنسبة للمواد الخام الحساسة للتجفيف، لا يُنصح باستخدام أفران التجفيف المباشر. في المناطق الجافة مثل كويتون في شينجيانغ، يؤدي انخفاض رطوبة الهواء إلى تشقق الطوب الأخضر فور تقطيعه. يمكن حل مشكلة التشقق برفع مستوى الرطوبة في منطقة تخزين الطوب الأخضر وزيادة عدد عربات الفرن. تشمل مصادر حرارة التجفيف: تجفيف غازات المداخن، وتجفيف الحرارة المهدرة، والتجفيف المُدمج. لا يُمكن استخدام تجفيف غازات المداخن مع المواد الخام عالية الكبريت، لأن ملوثات الكبريت ستلوث الطوب النهائي وتزيد من التكاليف البيئية. يوفر التجفيف المُدمج لغازات المداخن والحرارة المهدرة الوقود والطاقة للمواد الخام منخفضة الكبريت.
فيما يخص تصميم نظام سحب الرطوبة: يتميز نظام السحب المركزي البحت باستهلاك عالٍ للطاقة وكفاءة ضعيفة. يجمع التصميم الأمثل بين نظامي السحب اللامركزي والمركزي، مع استخدام الضغط الموجب كنظام أساسي والضغط السالب كنظام مساعد. يقلل هذا من خطر انهيار الهيكل الأولي واستهلاك الطاقة. تحتوي العديد من أفران الأنفاق الدوارة على أقسام تجفيف مصممة بشكل سيئ، مما يؤدي إلى استهلاك عالٍ للغاية للطاقة من المراوح.
نظام اختيار نوع الفرن ونظام الحرق
تتوفر أنواع متعددة من الأفران لخط إنتاج الطوب المحروق : فرن نفق البناء، وفرن نفق مشترك، وفرن نفق دوار، وأفران نفق ذات هياكل مداخن مختلفة.
تبلغ سعة تحميل الفرن الدوار حوالي 300 طوبة لكل متر مكعب، بينما تصل سعة تحميل الفرن النفقي إلى 400-500 طوبة لكل متر مكعب. إذا تمكنا من التغلب على اختلاف درجات الحرارة في المقطع العرضي وعيوب احتراق عربات الفرن في الأفران النفقية التقليدية، فستحقق الأفران النفقية إنتاجية وكفاءة طاقة أعلى. تتمثل المشكلة الهيكلية الرئيسية في الأفران النفقية في حركة الطوب بينما يبقى هيكل الفرن ثابتًا. لذا، يلزم ابتكار تقنيات جديدة لمعالجة هذه المشكلة.
تدريب مشغلي الأفران وتقنية تركيب الطوب
يظنّ العديد من العاملين في مجال حرق الطوب أن تشغيل الفرن يقتصر على مراقبة لون اللهب فقط. يجب على مشغل الفرن المحترف فهم تدفق الهواء، وبنية الفرن، ونظام استعادة الحرارة، ومراقبة درجة الحرارة، واستراتيجية وضع الطوب. ويمكن تحسين مهارات المشغل الضعيفة من خلال التدريب المهني.
من القواعد المعروفة في صناعة الطوب: أن عملية تثبيت الطوب تُشكّل 70% من نتائج الحرق، بينما لا تُمثّل عملية الحرق سوى 30%. يقوم مشغلو الأفران الماهرون بتحليل تقارير اختبار المواد الخام وتوزيع الحرارة لتحسين عملية تثبيت الطوب. يُمنع على مشغلي المصانع إضافة الفحم عند وصلات عربات الفرن وفتح فتحات النار في المناطق ذات درجات الحرارة العالية، لأن ذلك قد يؤدي إلى احتراق عربات الفرن. كما يتأثر احتراق عربات الفرن بالعزل وتوازن الهواء في الخندق، وهي مشكلة شائعة تواجه مصنعي الطوب.
مسار التفريغ، الساحة النهائية، وتخطيط المصنع
مصنع طوب مزود بفرن عرضه 3.7 متر، مصمم لأربع مراحل تجفيف وثلاث مراحل حرق، لا يحتوي إلا على مسار تفريغ واحد، دون مساحة للتوسع. لم يتمكن المصنع من الوصول إلى طاقته الإنتاجية المصممة، بسبب عدم كفاية مسارات التفريغ. يجب حساب عدد مواقع التفريغ ومحطات التعبئة ومواقف السيارات الخاصة بالفرن في التصميم الأولي. يصعب إصلاح هذا الخلل في التصميم بعد إنشاء المصنع.
يُعدّ نقص مساحات تخزين الطوب الجاهز عائقًا رئيسيًا آخر. وتضطر المصانع ذات مساحات التخزين المحدودة إلى خفض الإنتاج خلال موسم الأمطار. ويعتمد إنتاج الطوب المجوف بشكل كبير على مساحة التخزين المتاحة، لأن مشاريع البناء تطلب الطوب المجوف لاستخدامه لاحقًا.
اختبار المواد الخام وحماية البيئة
يُعدّ اختبار المواد الخام قبل بدء الإنشاء أمرًا بالغ الأهمية. فالمواد الخام التي تحتوي على نسبة كبريت تتراوح بين 4 و5% تُشكّل ضغطًا بيئيًا هائلًا في حال عدم توفر بدائل. كما أن ارتفاع نسبة الكالسيوم يُسبّب تميّع الطوب، بينما يؤدي ارتفاع نسبة البوتاسيوم والمغنيسيوم إلى ظهور التزهير (الطبقة البيضاء) على سطح الطوب.
أعادت العديد من المصانع بناء أبراج إزالة الكبريت مرتين. غالبًا ما يفتقر موردو أنظمة إزالة الكبريت إلى المعرفة بميكانيكا السوائل في الأفران. يؤدي التصميم غير السليم للبرج إلى ضعف تصريف الرطوبة وانخفاض الإنتاجية. تُحقق أنظمة إزالة الكبريت والغبار المدمجة، الأفقية والرأسية، أداءً أفضل من البرج الرأسي الأحادي. كما أن مدخل الهواء، الواقع أعلى سطح الفرن بقليل، يُوفر الطاقة.
يُعدّ استخدام الغاز الطبيعي أنظف الحلول لأفران الطوب. ويتعين على أصحاب المصانع تقييم إمكانية تحديث الأفران القائمة لتتوافق مع استخدام الغاز الطبيعي أثناء مرحلة التخطيط للمصنع.
خاتمة
عند تصميم خط إنتاج الطوب المحروق ، يجب حساب الطاقة الإنتاجية لكل مرحلة: مخزون المواد الخام ≥ إنتاج عدة أيام؛ معالجة المواد الخام ≥ 1.5 × الإنتاج اليومي؛ غرفة التعتيق ≥ 2-3 × الإنتاج اليومي؛ ورشة البثق تُكمل إنتاج يوم واحد في 8-12 ساعة؛ تخزين الطوب الأخضر ≥ 1.5-2 × الإنتاج اليومي؛ عربات الفرن الفارغة الاحتياطية ≥ 0.5 × الإنتاج اليومي؛ غرفة التجفيف وقسم الحرق ≥ الإنتاج اليومي؛ مسار المنتج النهائي ≥ 0.75 × الإنتاج اليومي؛ محطة التفريغ ≥ 0.3 × الإنتاج اليومي؛ ساحة المنتج النهائي ≥ إنتاج عدة أيام.
إن القدرة الحقيقية لمصنع الطوب الخاص بك وربحه يتحددان بأضعف حلقة في سلسلة الإنتاج النظامية بأكملها.
