Tel.:+8615537175156
English

Pokyny pro Hoffmanovu pec na výrobu cihel

I. Úvod:

Hoffmanovu pec (v Číně známou také jako „kruhová pec“) vynalezl v roce 1858 Němec Friedrich Hoffmann. Před zavedením Hoffmanovy pece v Číně se hliněné cihly vypalovaly v hliněných pecích, které mohly fungovat pouze přerušovaně. Tyto pece, tvarované jako jurty nebo dušené housky, se běžně nazývaly „pece dušených housek“. Ve spodní části pece se stavělo ohniště; při vypalování cihel se dovnitř naskládaly sušené cihly a po vypálení se oheň vypnul kvůli izolaci a ochlazení, než se otevřely dvířka pece a vyjmuly se hotové cihly. Vypálení jedné várky cihel v jedné peci trvalo 8–9 dní. Vzhledem k nízkému výkonu bylo několik pecí dušených housek zapojeno do série s propojenými kouřovody – po vypálení jedné pece bylo možné otevřít kouřovod sousední pece a spustit vypalování. Tento typ pece se v Číně nazýval „dračí pec“. Přestože dračí pec zvyšovala výkon, stále nemohla dosáhnout nepřetržité výroby a měla drsné pracovní podmínky. Teprve když byla v Číně zavedena Hoffmanova pec, byl problém nepřetržitého výpalu hliněných cihel vyřešen a pracovní prostředí pro výpal cihel se relativně zlepšilo.

1

Hoffmanova pec má obdélníkový tvar s hlavním vzduchovodem a klapkami uprostřed; pohyblivá poloha ohně se nastavuje ovládáním klapek. Vnitřní část se skládá z kruhových vzájemně propojených pecních komor a na vnější stěně se otevírá několik dvířek pece pro snadné nakládání a vykládání cihel. Vnější stěna je dvouvrstvá s mezivrstvou vyplněnou izolačním materiálem. Při přípravě k vypalování cihel se sušené cihly stohují do chodeb pece a vytvářejí se zapalovací jámy. Zapalování se provádí hořlavými materiály; po stabilním zapálení se klapky ovládají pro řízení pohybu ohně. Cihly naskládané v chodbách pece se vypalují do hotových výrobků při teplotě 800–1000 °C. Pro zajištění nepřetržitého vypalování s jedním čelem plamene je třeba mít 2–3 dvířka pro oblast stohování cihel, 3–4 dvířka pro předehřívací zónu, 3–4 dvířka pro vysokoteplotní vypalovací zónu, 2–3 dvířka pro izolační zónu a 2–3 dvířka pro zónu chlazení a vykládání cihel. Hoffmanova pec s jedním plamenným čelem proto vyžaduje alespoň 18 dveří a pec se dvěma plamennými čely 36 nebo více dveří. Pro zlepšení pracovního prostředí a zabránění vystavení pracovníků nadměrně vysokým teplotám z hotových cihel se obvykle přidává několik dalších dveří, takže Hoffmanova pec s jedním plamenným čelem se často staví s 22–24 dveřmi. Každé dveře jsou dlouhé přibližně 7 metrů, s celkovou délkou asi 70–80 metrů. Čistá vnitřní šířka pece může být 3 metry, 3,3 metru, 3,6 metru nebo 3,8 metru (standardní cihly mají délku 240 mm nebo 250 mm), takže změny šířky pece se vypočítávají zvětšením délky jedné cihly. Různé vnitřní šířky vedou k různým počtům naskládaných cihel, a tedy k mírně odlišným výstupům. Hoffmanova pec s jedním plamenným čelem může ročně vyrobit přibližně 18–30 milionů standardních cihel (240x115x53 mm).

2

II. Struktura:

Hoffmanova pec se skládá z následujících komponentů podle jejich funkcí: základ pece, kouřovod ze dna pece, systém vzduchovodů, systém spalovacího plynu, regulace klapek, utěsněné těleso pece, izolace pece a pozorovací/monitorovací zařízení. Každá komora pece je nezávislou jednotkou i součástí celé pece. S pohybem ohniště se mění jejich role v peci (předehřívací zóna, spékací zóna, izolační zóna, chladicí zóna, zóna vykládání cihel, zóna stohování cihel). Každá komora pece má svůj vlastní kouřovod, vzduchovod, klapku a pozorovací otvory (otvory pro přívod uhlí) a dveře pece nahoře.

Princip fungování:
Po naskládání cihel v komoře pece je nutné jednotlivé komory utěsnit papírovými zábranami. Když je třeba posunout ohniště, otevře se klapka dané komory, aby se uvnitř vytvořil podtlak, který vtáhne čelo plamene do komory a spálí papírovou zábranu. Ve zvláštních případech lze k protržení papírové zábrany předchozí komory použít požární hák. Pokaždé, když se ohniště přesune do nové komory, následující komory postupně vstupují do další fáze. Obvykle, když se klapka právě otevře, komora vstupuje do fáze předehřívání a zvyšování teploty; komory vzdálené 2–3 dveře vstupují do fáze vysokoteplotního vypalování; komory vzdálené 3–4 dveře vstupují do fáze izolace a chlazení atd. Každá komora nepřetržitě mění svou roli a vytváří tak nepřetržitou cyklickou produkci s pohybujícím se čelem plamene. Rychlost pohybu plamene je ovlivněna tlakem vzduchu, objemem vzduchu a výhřevností paliva. Navíc se liší v závislosti na surovinách pro výrobu cihel (4–6 metrů za hodinu u břidlicových cihel, 3–5 metrů za hodinu u hliněných cihel). Rychlost a výkon vypalování lze proto upravit regulací tlaku a objemu vzduchu pomocí klapek a úpravou přívodu paliva. Obsah vlhkosti v cihlách také přímo ovlivňuje rychlost šíření plamene: snížení obsahu vlhkosti o 1 % může zvýšit rychlost přibližně o 10 minut. Těsnicí a izolační vlastnosti pece přímo ovlivňují spotřebu paliva a produkci hotových cihel.

3

Návrh pece:
Nejprve na základě požadavku na výkon určete čistou vnitřní šířku pece. Různé vnitřní šířky vyžadují různé objemy vzduchu. Na základě požadovaného tlaku a objemu vzduchu určete specifikace a velikosti přívodů vzduchu, kouřovodů, klapek, vzduchových trubek a hlavních vzduchovodů pece a vypočítejte celkovou šířku pece. Poté určete palivo pro výpal cihel – různá paliva vyžadují různé metody spalování. U zemního plynu je nutné předem rezervovat pozice hořáků; pro těžký olej (používaný po ohřevu) je nutné rezervovat pozice trysek. I u uhlí a dřeva (piliny, rýžové slupky, arašídové skořápky a další hořlavé materiály s výhřevností) se metody liší: uhlí se drtí, takže otvory pro přísun uhlí mohou být menší; pro snadné přísun dřeva by otvory měly být odpovídajícím způsobem větší. Po navržení na základě údajů o každé součásti pece sestavte konstrukční výkresy pece.

III. Postup výstavby:

Vyberte místo na základě projektových výkresů. Pro snížení nákladů zvolte místo s dostatkem surovin a pohodlnou dopravou pro hotové cihly. Celá cihelna by měla být soustředěna kolem pece. Po určení polohy pece proveďte úpravu základů:
① Geologický průzkum: Zjistěte hloubku vrstvy podzemní vody a únosnost půdy (požadovaná hodnota ≥150 kPa). U měkkých základů použijte náhradní metody (štěrkové základy, pilotové základy nebo zhutněnou vápennou zeminu v poměru 3:7).
② Po úpravě základů nejprve postavte kouřovod pece a aplikujte hydroizolační a parotěsná opatření: naneste 20 mm silnou vrstvu hydroizolační malty a poté proveďte hydroizolační úpravu.
③ Základ pece tvoří železobetonová nosná deska s ocelovými pruty o průměru φ14 spojenými v obousměrném rastru o rozteči 200 mm. Šířka odpovídá konstrukčním požadavkům a tloušťka je přibližně 0,3–0,5 metru.
④ Dilatační spáry: Na každých 4–5 komor umístěte jednu dilatační spáru (šířka 30 mm), kterou vyplňte asfaltovým konopím pro zajištění vodotěsnosti.
4

Konstrukce tělesa pece:
① Příprava materiálu: Po dokončení základů srovnejte staveniště a připravte materiály. Materiály pro pec: Dva konce Hoffmanovy pece jsou půlkruhové; na ohybech se používají cihly speciálních tvarů (lichoběžníkové cihly, vějířové cihly). Pokud je vnitřní těleso pece postaveno z ohnivzdorných cihel, je nutná ohnivá hlína, zejména pro obloukové cihly (T38, T39, běžně nazývané „čepelové cihly“) používané u přívodů vzduchu a vrcholů oblouků. Bednění pro vrchol oblouku připravte předem.
② Vytyčení: Na upraveném základu nejprve vyznačte středovou čáru pece, poté určete a označte okraje stěn pece a polohy dvířek pece na základě polohy podzemního kouřovodu a přívodu vzduchu. Vyznačte šest přímek pro těleso pece a oblouky pro koncové ohyby na základě čisté vnitřní šířky.
③ Zdění: Nejprve postavte kouřovody a přívody vzduchu, poté položte spodní cihly (vyžaduje se střídavé zdivo s plnou maltou, bez souvislých spár, aby se zajistilo utěsnění a zabránilo se úniku vzduchu). Postup je následující: postavte rovné stěny podél vyznačených základových linií, přecházející do ohybů, které se staví z lichoběžníkových cihel (přípustná odchylka ≤3 mm). Dle požadavků projektu postavte spojovací podpěrné stěny mezi vnitřní a vnější stěnou pece a vyplňte je izolačními materiály. Po vybudování rovných stěn do určité výšky položte obloukové úhlové cihly (60°-75°) a začněte s budováním vrcholu oblouku. Umístěte bednění oblouku (přípustná odchylka oblouku ≤3 mm) a symetricky postavte vrchol oblouku z obou stran do středu. Pro vrchol oblouku použijte obloukové cihly (T38, T39); pokud se používají běžné cihly, zajistěte jejich těsné spojení s bedněním. Při stavbě posledních 3-6 cihel každého prstence použijte klínové zámkové cihly (rozdíl tloušťky 10-15 mm) a utáhněte je gumovým kladivem. Vyhraďte pozorovací okénka a okénka pro přísun uhlí na vrcholu oblouku dle projektových požadavků.

IV. Kontrola kvality:

a. Vertikalita: Zkontrolujte laserovou vodováhou nebo olovnicí; přípustná odchylka ≤ 5 mm/m.
b. Rovinnost: Zkontrolujte pomocí dvoumetrového pravítka; přípustná nerovnost ≤ 3 mm.
c. Utěsnění: Po dokončení zdění pece proveďte zkoušku podtlakem (-50 Pa); míra netěsnosti ≤0,5 m³/h·m².
Čas zveřejnění: 5. srpna 2025