Печ Гофмана (вядомая ў Кітаі як колавая печ) — гэта тып печы, вынайдзены нямецкім інжынерам Густавам Гофманам у 1856 годзе для бесперапыннага абпалу цэглы і пліткі. Асноўная канструкцыя складаецца з замкнёнага круглага тунэля, звычайна пабудаванага з абпаленай цэглы. Для палягчэння вытворчасці на сценках печы ўсталёўваюцца некалькі раўнамерна размешчаных дзверцаў печы. Для аднаго цыклу абпалу (адна топкавая галоўка) патрабуецца 18 дзверцаў. Каб палепшыць умовы працы і даць гатовай цэгле больш часу для астывання, былі пабудаваны печы з 22 або 24 дзверцамі, а таксама печы з двума агнямі і 36 дзверцамі. Кіруючы паветранымі засланкамі, можна кіраваць рухам топкавай галоўкі, што дазваляе бесперапынную вытворчасць. Як тып цеплатэхнічнай печы, печ Гофмана таксама падзелена на зоны папярэдняга нагрэву, абпалу і астуджэння. Аднак, у адрозненне ад тунэльных печаў, дзе цагляныя нарыхтоўкі размяшчаюцца на пячных вагонетках, якія рухаюцца, печ Гофмана працуе па прынцыпе «загатоўка рухаецца, агонь застаецца нерухомым». Тры рабочыя зоны — папярэдні нагрэў, абпал і астуджэнне — застаюцца нерухомымі, у той час як цагляныя нарыхтоўкі рухаюцца праз тры зоны, каб завяршыць працэс абпалу. Печ Хофмана працуе інакш: цагляныя нарыхтоўкі складаюцца ўнутры печы і застаюцца нерухомымі, у той час як галоўка печы рухаецца з дапамогай паветраных засланак, кіруючыся прынцыпам «агонь рухаецца, нарыхтоўкі застаюцца нерухомымі». Такім чынам, зоны папярэдняга нагрэву, абпалу і астуджэння ў печы Хофмана пастаянна мяняюць становішча па меры руху галоўкі печы. Зона перад полымем прызначана для папярэдняга нагрэву, само полымя — для абпалу, а зона за полымем — для астуджэння. Прынцып працы заключаецца ў рэгуляванні паветранай засланкі, каб накіроўваць полымя для паслядоўнага абпалу цэглы, складзенай унутры печы.
I. Працэдуры працы:
Падрыхтоўка да запальвання: матэрыялы для запальвання, такія як дровы і вугаль. Пры выкарыстанні цэглы ўнутранага згарання для спалення аднаго кілаграма сыравіны да тэмпературы 800–950°C патрабуецца прыблізна 1100–1600 ккал/кг цяпла. Цэглы для запальвання могуць быць крыху вышэйшымі, з утрыманнем вільгаці ≤6%. Кваліфікаваныя цэглы павінны штабялявацца ў тры ці чатыры дзверцы печы. Штабеляванне цэглы прытрымліваецца прынцыпу «шчыльней уверсе і рыхлей унізе, шчыльней па баках і рыхлей пасярэдзіне». Паміж штабелямі цэглы пакідайце агменны канал шырынёй 15-20 см. Аперацыі па запальванні лепш за ўсё выконваць на прамых участках, таму запальная печ павінна быць пабудавана пасля выгібу, ля другіх ці трэціх дзверцаў печы. Запальная печ мае топачную камеру і адтуліну для выдалення попелу. Адтуліны для падачы вугалю і ветранепранікальныя сценкі ў агменных каналах павінны быць герметычнымі, каб прадухіліць трапленне халоднага паветра.
Запальванне і нагрэў: перад запальваннем праверце корпус печы і паветраныя засланкі на наяўнасць уцечак. Уключыце вентылятар і адрэгулюйце яго, каб стварыць невялікі адмоўны ціск у пліце запальвання. Запаліце дровы і вугаль на топцы, каб кантраляваць хуткасць нагрэву. Выкарыстоўвайце невялікі агонь для выпякання на працягу 24–48 гадзін, сушачы цагляныя нарыхтоўкі, выдаляючы вільгаць з печы. Затым злёгку павялічце паток паветра, каб паскорыць хуткасць нагрэву. Розныя віды вугалю маюць розныя тэмпературы запальвання: буры вугаль — 300–400 °C, бітумны вугаль — 400–550 °C, а антрацыт — 550–700 °C. Калі тэмпература дасягае больш за 400 °C, вугаль унутры цэглы пачынае гарэць, і кожная цэгла становіцца крыніцай цяпла, як вугальны шар. Як толькі цэгла пачынае гарэць, паток паветра можна яшчэ больш павялічыць, каб дасягнуць нармальнай тэмпературы абпалу. Калі тэмпература ў печы дасягае 600 °C, можна адрэгуляваць паветраную засланку, каб перанакіраваць полымя ў наступную камеру, завяршаючы працэс запальвання.
Праца печы: печ Хофмана выкарыстоўваецца для абпалу глінянай цэглы, прычым хуткасць абпалу складае 4-6 камер печы ў дзень. Паколькі печ пастаянна рухаецца, функцыя кожнай камеры печы таксама пастаянна змяняецца. Калі печ знаходзіцца перад печчу, яна выконвае функцыю зоны папярэдняга нагрэву, пры тэмпературы ніжэй за 600°C паветраная засланка звычайна адкрываецца на 60-70%, а адмоўны ціск складае ад -20 да 50 Па. Пры выдаленні вільгаці неабходна прымаць строгія меры засцярогі, каб прадухіліць расколіны цагляных загатоўак. Тэмпературная зона паміж 600°C і 1050°C з'яўляецца зонай абпалу, дзе цагляныя загатоўкі падвяргаюцца трансфармацыям. Пры высокіх тэмпературах гліна падвяргаецца фізічным і хімічным зменам, ператвараючыся ў гатовыя цэглы з керамічнымі ўласцівасцямі. Калі тэмпература абпалу не дасягаецца з-за недастатковай колькасці паліва, паліва неабходна дадаваць партыямі (вугальны парашок ≤2 кг на адтуліну кожны раз), забяспечваючы дастатковую падачу кіслароду (≥5%) для гарэння, пры гэтым ціск у печы падтрымліваецца на ўзроўні невялікіх адмоўных ціскаў (ад -5 да -10 Па). Падтрымлівайце пастаянную высокую тэмпературу на працягу 4-6 гадзін, каб цалкам абпаліць цагляныя нарыхтоўкі. Пасля праходжання праз зону абпалу цагляныя нарыхтоўкі ператвараюцца ў гатовыя цэглы. Затым адтуліны для падачы вугалю зачыняюцца, і цэгла трапляе ў зону ізаляцыі і астуджэння. Хуткасць астуджэння не павінна перавышаць 50°C/г, каб прадухіліць расколіны з-за хуткага астуджэння. Калі тэмпература падае ніжэй за 200°C, дзверцы печы можна адкрыць побач, і пасля вентыляцыі і астуджэння гатовыя цэглы вымаюцца з печы, завяршаючы працэс абпалу.
II. Важныя заўвагі
Кладка цэглы: «Тры часткі абпалу, сем частак кладкі». У працэсе абпалу кладка цэглы мае вырашальнае значэнне. Важна дасягнуць «разумнай шчыльнасці», знайшоўшы аптымальны баланс паміж колькасцю цэглы і прамежкамі паміж імі. Згодна з кітайскімі нацыянальнымі стандартамі, аптымальная шчыльнасць кладкі цэглы складае 260 штук на кубічны метр. Кладка цэглы павінна адпавядаць прынцыпам «шчыльна зверху, рэдка знізу», «шчыльна па баках, рэдка пасярэдзіне» і «пакінуць месца для патоку паветра», пазбягаючы пры гэтым дысбалансу, калі верх цяжкі, а ніз лёгкі. Гарызантальны паветравод павінен быць супадаць з выцяжной адтулінай, шырынёй 15-20 см. Вертыкальнае адхіленне цэглы не павінна перавышаць 2%, і неабходна прымаць строгія меры, каб прадухіліць абвальванне кучы.
Кантроль тэмпературы: Зону папярэдняга нагрэву трэба награваць павольна; рэзкае павышэнне тэмпературы строга забаронена (рэзкае павышэнне тэмпературы можа прывесці да выцякання вільгаці і расколін цагляных загатоўак). Падчас фазы метамарфізму кварца тэмпература павінна падтрымлівацца стабільнай. Калі тэмпература падае ніжэй за неабходную і неабходна дадаваць вугаль звонку, даданне канцэнтраванага вугалю забаронена (каб прадухіліць лакалізаванае перагаранне). Вугаль варта дадаваць невялікімі колькасцямі некалькі разоў праз адну адтуліну, прычым кожная дабаўка павінна складаць 2 кг на партыю, і інтэрвал паміж кожнай партыяй павінен складаць не менш за 15 хвілін.
Бяспека: Печ Хофмана таксама з'яўляецца адносна замкнёнай прасторай. Калі канцэнтрацыя чаднага газу перавышае 24 праміле, персанал павінен эвакуявацца, а вентыляцыя павінна быць узмоцнена. Пасля спякання гатовыя цэглы неабходна выдаліць уручную. Пасля адкрыцця дзверцаў печы спачатку вымерайце ўтрыманне кіслароду (утрыманне кіслароду > 18%), перш чым увайсці ў працу.
III. Тыповыя няспраўнасці і іх ліквідацыя
Тыповыя праблемы ў вытворчасці печаў Хофмана: назапашванне вільгаці ў зоне папярэдняга нагрэву і абвальванне штабеляў вільготнай цэглы, у асноўным з-за высокага ўтрымання вільгаці ў вільготнай цэгле і дрэннага адводу вільгаці. Метад адводу вільгаці: выкарыстоўвайце сухія цэглы (з рэшткавай вільгаццю ніжэй за 6%) і адрэгулюйце паветраную засланку, каб павялічыць паток паветра, падняўшы тэмпературу прыблізна да 120°C. Павольная хуткасць абпалу: звычайна называюць «агонь не разгараецца», гэта ў першую чаргу звязана з гарэннем з недахопам кіслароду. Рашэнні недастатковага патоку паветра: павялічце адтуліну засланкі, павялічце хуткасць вентылятара, адрамантуйце шчыліны ў корпусе печы і ачысціце назапашаны смецце з коміна. Карацей кажучы, пераканайцеся, што ў камеру згарання паступае дастаткова кіслароду для дасягнення ўмоў гарэння, багатага кіслародам, і хуткага павышэння тэмпературы. Змена колеру (пажаўценне) корпуса цэглы з-за недастатковай тэмпературы спякання: Рашэнне: адпаведна павялічце колькасць паліва і павысьце тэмпературу абпалу. Цэглы з чорным сэрцам могуць утварацца па некалькіх прычынах: празмернае ўтрыманне дабавак для ўнутранага згарання, дэфіцыт кіслароду ў печы, які стварае аднаўленчую атмасферу (O₂ < 3%), або цэгла не цалкам абпаленая. Рашэнні: паменшыць унутранае ўтрыманне паліва, павялічыць вентыляцыю для дастатковага згарання кіслароду і адпаведна падоўжыць працягласць падтрымання пастаяннай тэмпературы пры высокай тэмпературы, каб забяспечыць поўны абпал цэглы. Дэфармацыя цэглы (перапал) у асноўным выклікана лакальнымі высокімі тэмпературамі. Рашэнні ўключаюць адкрыццё пярэдняй паветранай засланкі для перамяшчэння полымя наперад і адкрыццё задняй вечка печы для падачы халоднага паветра ў печ і зніжэння тэмпературы.
Печ Хофмана выкарыстоўваецца ўжо 169 гадоў з моманту свайго вынаходніцтва і зведала мноства ўдасканаленняў і інавацый. Адной з такіх інавацый з'яўляецца даданне паветравода ў ніжняй частцы печы для падачы сухога гарачага паветра (100°C–300°C) у сушыльную камеру падчас працэсу аднапалкавай колавай печы. Яшчэ адной інавацыяй з'яўляецца выкарыстанне цэглы ўнутранага абпалу, якую вынайшлі кітайцы. Пасля драбнення вугалю яго дадаюць да сыравіны ў адпаведнасці з неабходнай цеплатворнай здольнасцю (для павышэння тэмпературы на 1°C патрабуецца прыблізна 1240 ккал/кг сыравіны, што эквівалентна 0,3 ккал). Падаючая машына цаглянага завода «Ванда» можа змешваць вугаль і сыравіну ў правільных прапорцыях. Змяшальнік старанна змешвае вугальны парашок з сыравінай, забяспечваючы кантроль адхілення цеплатворнай здольнасці ў межах ±200 кДж/кг. Акрамя таго, устаноўлены сістэмы кантролю тэмпературы і ПЛК для аўтаматычнай рэгулявання хуткасці патоку паветранай засланкі і хуткасці падачы вугалю. Гэта павышае ўзровень аўтаматызацыі, лепш забяспечваючы тры прынцыпы стабільнасці працы печы Хофмана: «стабільны ціск паветра, стабільная тэмпература і стабільны рух полымя». Нармальная праца патрабуе гнуткіх карэкціровак у залежнасці ад умоў унутры печы, і акуратная эксплуатацыя можа прывесці да атрымання якаснай гатовай цэглы.
Час публікацыі: 21 чэрвеня 2025 г.