La cocción de ladrillos requiere carbón u otros combustibles. Maximizar la eficiencia térmica es la clave técnica del diseño de un horno de ladrillos. La temperatura de sinterización del ladrillo oscila entre 850 °C y 1050 °C. Para ahorrar carbón, es necesario mejorar el aislamiento térmico del horno. El horno de túnel rotatorio está revestido con fibra refractaria de algodón, lo que no solo reduce el peso del cuerpo del horno y disminuye la dilatación y contracción térmica, sino que también mejora su aislamiento térmico. De esta manera, la temperatura del horno se mantiene constante durante un tiempo prolongado, y la cantidad de ladrillos consumidos aumenta considerablemente. La energía térmica de la combustión interna permite optimizar la temperatura del horno y ahorrar combustible.

En los hornos de túnel convencionales, para evitar que los gases de combustión a alta temperatura penetren en el vagón y dañen las ruedas y los cojinetes, es necesario instalar una fuente de gas debajo del vagón. En todo el sistema de calefacción, la presión del suministro de aire en la parte inferior y superior del vagón debe mantenerse equilibrada, y los gases de combustión a alta temperatura y el aire frío en la parte inferior no deben ascender para reducir la temperatura del horno.

En el horno de túnel rotatorio, los ladrillos se apilan directamente en el suelo, sin suministro de aire debajo del vehículo, aprovechando así la temperatura del suelo. Se ha comprobado que, tras 48 horas de interrupción del suministro de carbón y aire, la manta de fibra de silicato de aluminio puede calcinarse con normalidad, algo imposible en los hornos de túnel convencionales. En el horno de túnel rotatorio anular, al reducir la temperatura de cocción de los ladrillos a temperatura ambiente, el calor liberado es suficiente para secar ladrillos húmedos del mismo volumen, eliminando la necesidad de construir un horno de aire caliente o de utilizar el proceso de sobrecalentamiento para consumir más carbón y mantener el calor.

En el sistema de calefacción del horno de túnel rotatorio anular, el aire seco entra por la cola del horno y enfría los ladrillos sinterizados a través de la sección de enfriamiento, reduciendo su temperatura a temperatura ambiente a la salida de la cola del horno. Es decir, todo el calor emitido por los ladrillos sinterizados se transporta a las secciones de tostado y secado mediante el aire que entra al horno para facilitar la combustión y el secado. El ahorro energético del horno de túnel rotatorio circular es su característica más destacada. Su diseño de proceso racional, su disposición y su sencilla ruta logística también reducen considerablemente el consumo energético de toda la fábrica de ladrillos.

El horno de túnel rotatorio circular incorpora un sistema de control digital automático y totalmente mecanizado. La temperatura en el horno se visualiza directamente en la pantalla del sistema de control. Esto elimina la necesidad de contratar supervisores de horno con salarios elevados, lo que simplifica considerablemente la fabricación de ladrillos y aumenta significativamente la producción.

En comparación con el horno túnel tradicional, el nuevo horno túnel rotatorio móvil, de bajo consumo energético y respetuoso con el medio ambiente, presenta grandes ventajas. Se prevé que su modo de producción se generalizará en el sector de los ladrillos sinterizados, en comparación con la manta de fibra de silicato de aluminio Helu.

1. El adobe está malformado y presenta grandes grietas. En los casos más graves, el adobe se partirá por completo.

Razones: el índice de plasticidad del carlino es demasiado bajo, casi no tiene plasticidad.

Solución: aumentar el índice de plasticidad de las materias primas, como arcilla, lodo de carbón o agente arcilloso, etc.

En el caso de materias primas con un índice de plasticidad bajo, también se puede mejorar mediante procesos como el envejecimiento, el riego, la agitación, el laminado, la extrusión y otros métodos.

2. El cuerpo del adobe no es liso, presenta partículas evidentes, más cavidades de arena y carece de cuernos o estrías.

Razones: La fragmentación de las materias primas no cumple con los requisitos para la fabricación de ladrillos debido a la presencia de muchas partículas grandes.

Soluciones: Instalar equipos de molienda fina, según sea necesario para triturar las materias primas y obtener partículas de 3 mm o menos.

Algunos propietarios de hornos no están dispuestos a invertir en maquinaria para el pretratamiento de la materia prima, como trituradoras de rodillos y mezcladoras de doble eje. Algunos hornos solo cuentan con un par de rodillos, otros solo con mezcladoras, y algunos ni siquiera con ninguna de las dos. ¿Cómo podemos obtener buenos ladrillos si la materia prima contiene ladrillos, tejas, piedras y otros desechos? Incluso si resulta difícil enviar a alguien a limpiarla, la solución fundamental es equiparse con maquinaria auxiliar.

3. La calidad del adobe es inestable, a veces buena y a veces mala.

Razones: mezcla desigual de materias primas

Soluciones: Aumentar la mezcladora y el alimentador

Algunas fábricas de ladrillos no están equipadas con rodillos ni mezcladoras, ni siquiera con alimentadores, y todo se realiza manualmente con pala, lo que inevitablemente genera dos inconvenientes principales: ①, la materia prima no se puede remover ni mezclar bien. La plasticidad de la tierra cruda no es exactamente la misma, y ​​a veces la disparidad es muy grande, como ocurre con el lodo del río Amarillo. ②, los combustibles internos, como el carbón, la ganga de carbón, el limo y otros, no se pueden remover de manera uniforme. Esta heterogeneidad inevitablemente conduce a la inestabilidad de la calidad de los adobes.

4, columna de adobe y barro malformada, se extenderá inmediatamente después del corte.

Motivos: Fallo de la cámara de vacío

Soluciones: a) Mejorar la tecnología de mantenimiento, servicio y reparación de la máquina de ladrillos para garantizar el funcionamiento normal de sus propiedades. b) Realizar la transformación técnica necesaria.

b) Otra razón por la que puede fallar la cámara de vacío es la materia prima a base de arena. Esto provoca que la capa de lodo del sinfín superior sea demasiado delgada y se filtre fácilmente, causando la falla del vacío y, por lo tanto, impidiendo el moldeo del adobe. La mejor manera de solucionar este problema es modificar la proporción de las materias primas para aumentar su índice de plasticidad. Otra opción es cortar el extremo frontal del sinfín superior a una longitud de 2 a 10 centímetros, según las propiedades del suelo (este procedimiento debe realizarse bajo la supervisión de personal técnico cualificado; no lo intente usted mismo).

5. Muchos ladrillos se agrietan en los adobes o se rompen en dos secciones, lo que genera más desperdicios después de la sinterización.

Razones: Las materias primas contienen demasiados ingredientes viscosos, por lo que el índice de plasticidad es demasiado alto.

Soluciones: modificar la proporción de materias primas y reducir el índice de plasticidad. El índice de plasticidad de la arcilla puede llegar hasta 25, por lo que se puede incorporar adecuadamente ceniza de carbón, escoria, ceniza volante o polvo de ladrillo de desecho para adelgazarla.

6. Adobe blando, fácil de moldear o de agrietar después de cortarlo.

Motivo: el control inadecuado de la humedad en el lodo.

Solución: Si el adobe es blando y se deforma fácilmente, esto indica que el lodo tiene demasiada agua; se debe reducir la cantidad de agua. Si la columna de lodo se agrieta o se parte rápidamente después del moldeado, esto se debe a la falta de agua; se puede solucionar aumentando la cantidad de agua adecuada.

7. La capacidad de producción de ladrillos no es estable.

Motivo: No está equipado con comedero de caja.

Solución: Algunos propietarios de fábricas de ladrillos, para ahorrar dinero, se niegan a usar alimentadores automáticos y, en su lugar, emplean a trabajadores para alimentar la tierra manualmente. Por lo tanto, la cantidad de tierra alimentada no es estable; a veces es mayor que la que necesita la extrusora, a veces menor, lo que influye enormemente en la capacidad de producción.

En definitiva, existen diversos tipos de materias primas para la fabricación de ladrillos, y además, debido a las diferencias climáticas, inevitablemente se presentan situaciones anómalas en la producción, las cuales son difíciles de evitar. Si surgen problemas, tener en cuenta los siguientes dos puntos facilitará la tarea. Primero, contar con un equipo con un fuerte sentido de la responsabilidad y un equipo técnico de mecánicos profesionales. Segundo, comunicar oportunamente los problemas técnicos complejos a los colegas del sector.

En verano, con el cambio de clima, el contenido de humedad en las materias primas fluctúa, por lo que es fundamental prestar mucha atención a este cambio durante la producción. Cuando el contenido de humedad es bajo, es necesario añadir agua a la materia prima a tiempo para que alcance la humedad requerida para el moldeo. Cuando el contenido de humedad es demasiado alto, es necesario reducirlo adecuadamente. Esto se puede lograr añadiendo materiales secos a la materia prima, como cenizas volantes secas, ganga de carbón, escoria, relaves de otras minas y otros residuos industriales. Al añadir estos componentes, es necesario seleccionar el momento y el lugar de adición adecuados. Deben añadirse durante el proceso de trituración de la materia prima. De esta manera, los componentes añadidos se mezclan bien con los componentes principales de la materia prima, logrando así un rendimiento uniforme. Si la adición de agua se realiza demasiado tarde, después de que la materia prima se haya triturado, el rendimiento de la materia prima no será uniforme, ya que los distintos materiales no se mezclarán completamente, lo que impedirá un proceso de moldeo fluido. Es decir, aunque se pueda realizar el moldeo, la calidad del cuerpo verde resultante será extremadamente inestable. Al añadir agua a la materia prima, es fundamental prestar atención al momento de la adición. Es necesario añadir entre el 98 % y el 100 % del agua requerida para el moldeo cuando la materia prima esté triturada, de modo que su contenido de agua cumpla con los requisitos de moldeo. No se debe esperar a que la materia prima entre en la extrusora para añadir agua, ya que esto impedirá una dispersión uniforme del agua. Además, el contenido de agua en la superficie y en el interior de las partículas será muy diferente, lo que perjudicará la consistencia del rendimiento de la materia prima y afectará negativamente al moldeo y al rendimiento del cuerpo verde.

En cuanto a la lubricación con agua en la boca de la máquina, también se debe prestar atención a la cantidad de agua añadida. Para garantizar un moldeo normal, se debe añadir la menor cantidad posible. Si bien se puede utilizar más agua, esto provocará que la superficie del cuerpo verde absorba demasiada agua, lo que afectará el proceso de secado y la uniformidad de su rendimiento. Es inevitable que se produzca un fenómeno de delaminación en el cuerpo moldeado mediante la extrusora de tornillo, conocido como estrías espirales. Esta textura (capas) se forma por la extrusión irregular del lodo desde la sección de la boca de la máquina a través de la cuchilla espiral. Al formar las tiras de lodo con materia prima, se busca aumentar la densidad del cuerpo verde mediante la unión compacta de las partículas, más que por el efecto de los lubricantes. Según el principio de máxima densidad de empaquetamiento de las materias primas, cuando la proporción de cada componente en las partículas gruesas, medianas y finas se distribuye de forma uniforme, con partículas grandes en los extremos y pequeñas en el centro, la densidad del producto final es máxima. Es decir, las partículas alcanzan la máxima densidad de empaquetamiento. Si todas las partículas tienen un mismo tamaño, no se logra un buen efecto de conformado, y si la proporción de cada componente está desequilibrada, tampoco se consigue un buen efecto de conformado, lo que facilita la delaminación durante el proceso.

Componentes y estructura

Un horno típico de ladrillos de arcilla consta de varias partes principales:

Cámara: Aquí es donde se apilan y cuecen los ladrillos. Está diseñada para soportar altas temperaturas y cuenta con la ventilación adecuada para garantizar un calentamiento uniforme.

Sistema de suministro de combustible: Según el tipo de horno, este puede utilizar carbón, gas u otros combustibles. El sistema de suministro de combustible controla la cantidad de combustible que ingresa al horno para mantener la temperatura deseada.

Sistema de ventilación: Necesario para eliminar el exceso de calor y gases, y para garantizar una correcta circulación del aire durante el proceso de cocción. Esto contribuye a obtener ladrillos de calidad uniforme.

Tipos de hornos de ladrillos de arcilla

Existen diferentes tipos de hornos de ladrillos de arcilla, entre ellos:

Horno de trinchera de Bull: Se trata de una estructura larga, similar a una trinchera, donde los ladrillos se colocan a los lados y se cuecen desde un extremo. Es un horno relativamente sencillo y económico, pero su aprovechamiento del calor puede ser menos eficiente.

Horno de chimenea fija: Cuenta con una chimenea fija para la salida de los gases de escape. Los ladrillos se apilan en su interior y se cuecen. Este tipo de horno ofrece un mayor control del proceso de cocción en comparación con otros hornos tradicionales.

Horno de túnel Un horno más avanzado e industrializado. Los ladrillos se transportan a través de un largo túnel mediante una cinta transportadora, mientras se cuecen a diferentes temperaturas en distintas zonas. Esto permite un proceso de producción continuo y un mejor control de calidad.

El proceso de cocción

El proceso de cocción en un horno de ladrillos de arcilla consta de varias etapas:

Secado: Antes de la cocción, los ladrillos deben secarse para eliminar la humedad. Esto se suele hacer en una cámara de secado aparte o mediante secado al aire libre.

Precalentamiento: Los ladrillos se calientan gradualmente hasta alcanzar una temperatura determinada para eliminar la humedad restante y prepararlos para la etapa de cocción a alta temperatura.

Cocción: Los ladrillos se someten a altas temperaturas, que suelen oscilar entre 800 y 1200 grados Celsius, según el tipo de ladrillo que se produzca. Esto provoca cambios químicos y físicos en la arcilla, lo que hace que los ladrillos sean duros y duraderos.

Enfriamiento: Después de la cocción, los ladrillos deben enfriarse lentamente para evitar que se agrieten. Esto puede hacerse mediante enfriamiento natural o mediante ventilación controlada.

Impacto ambiental

Los hornos de ladrillos de arcilla pueden tener un impacto ambiental:

Contaminación atmosférica: La combustión de combustibles en el horno libera contaminantes como dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno y partículas en suspensión, que pueden contribuir a la contaminación atmosférica.

Uso del suelo: La extracción de arcilla para la producción de ladrillos puede provocar la degradación del suelo y la pérdida de tierras agrícolas.

Consumo de energía: Los hornos requieren una cantidad significativa de energía para la cocción, lo que puede contribuir a las emisiones de gases de efecto invernadero si se utilizan combustibles fósiles.

Para abordar estos problemas, se están realizando esfuerzos para desarrollar métodos de producción de ladrillos más sostenibles, como el uso de combustibles alternativos, la mejora de la eficiencia de los hornos y el reciclaje de materiales de desecho.

Horno de túnel alimentado con carbón:

• El horno túnel está equipado con un sistema integral de combustión, sistema de escape, sistema de refrigeración, sistema de disipación de calor, sistema de equilibrio de presión, sistema operativo y sistema de monitorización. Mediante el ajuste de estos sistemas, la curva de tostado dentro del horno se vuelve más racional y las operaciones de producción se coordinan mejor. El horno túnel cuenta con una sala de preparación en el extremo de carga, una puerta de cierre en la conexión entre la sala de preparación y la zona de precalentamiento, y puertas en ambos extremos, lo que impide eficazmente la entrada de aire frío al horno y garantiza un funcionamiento ininterrumpido y un tostado sin verse afectado por las condiciones externas.
• Generará contaminación, por lo que es necesario instalar una torre desulfurizante para la purificación del aire.
• La precisión del control de temperatura no es alta. Adecuado para materiales de construcción de baja gama, como ladrillos de construcción.
• La inversión es menor en comparación con un horno de túnel de gas natural.
• Eficiencia térmica: 60%~70%

Horno túnel de gas natural:

• Los hornos túnel de gas natural se dividen en dos tipos: de combustión lateral y de combustión superior. 1. Los hornos de combustión lateral están diseñados según las características de la cocción de productos de arcilla. Varios pares de canales de combustión se disponen a lo largo de las secciones inferiores de las paredes del horno a ambos lados de la zona de cocción. Se instalan quemadores de combustión lateral adecuados fuera de estos canales, lo que permite que las llamas entren en el espacio de combustión del horno a través de los canales para calentar y cocer los productos. 2. Los hornos de combustión superior cuentan con quemadores ubicados en el techo de la zona de cocción. El gas natural y el aire se inyectan directamente en el espacio de combustión del horno a través de los orificios de los quemadores desde la parte superior, eliminando la necesidad de canales de combustión laterales. Esto simplifica significativamente la estructura del horno, permite una sección transversal más amplia y, por lo tanto, aumenta el volumen y la capacidad de producción del horno.
• No generará contaminación.
• La precisión del control de temperatura es alta. Adecuado para ladrillos y baldosas cerámicas de alta gama, paneles de arcilla, cerámica arquitectónica, ladrillos de revestimiento, etc.
• Debido a la necesidad de instalar tuberías y diversos sistemas de control de válvulas para los tanques de almacenamiento de gas en los hornos túnel de gas natural, y en comparación con los hornos túnel de carbón, el ancho del carro del horno y del horno túnel en los hornos túnel de gas natural es mucho mayor, por lo que la inversión es mucho mayor en comparación con los hornos túnel de carbón.
• Eficiencia térmica: Más del 80%