Hoffman-ovnen (kendt som en hjulovn i Kina) er en type ovn opfundet af den tyske ingeniør Gustav Hoffman i 1856 til kontinuerlig brænding af mursten og teglsten. Hovedstrukturen består af en lukket cirkulær tunnel, typisk konstrueret af brændte mursten. For at lette produktionen er der installeret flere jævnt fordelte ovndøre på ovnvæggene. En enkelt brændingscyklus (et ildhoved) kræver 18 døre. For at forbedre arbejdsforholdene og give de færdige mursten mere tid til at køle af, blev der konstrueret ovne med 22 eller 24 døre, og der blev også bygget to-brændingsovne med 36 døre. Ved at styre luftspjældene kan ildhovedet styres til at bevæge sig, hvilket muliggør kontinuerlig produktion. Som en type termisk ingeniørovn er Hoffman-ovnen også opdelt i forvarmnings-, brændings- og kølezoner. I modsætning til tunnelovne, hvor murstensemnerne placeres på ovnvogne, der bevæger sig, fungerer Hoffman-ovnen dog efter princippet om, at "emnet bevæger sig, ilden forbliver stille". De tre arbejdszoner - forvarmning, brænding og afkøling - forbliver stationære, mens murstensemnerne bevæger sig gennem de tre zoner for at fuldføre brændingsprocessen. Hoffman-ovnen fungerer forskelligt: murstensstykkerne stables inde i ovnen og forbliver stationære, mens ildhovedet styres af luftspjæld til bevægelse efter princippet om, at "ilden bevæger sig, emnerne forbliver stille". Derfor ændrer forvarmnings-, brændings- og kølezonerne i Hoffman-ovnen kontinuerligt positioner, når ildhovedet bevæger sig. Området foran flammen er til forvarmning, selve flammen er til brænding, og området bag flammen er til afkøling. Arbejdsprincippet involverer justering af luftspjældet for at styre flammen til sekventielt at brænde de mursten, der er stablet inde i ovnen.
I. Driftsprocedurer:
Forberedelse før antændelse: antændelsesmaterialer såsom brænde og kul. Hvis der anvendes forbrændingssten, kræves der cirka 1.100-1.600 kcal/kg varme for at forbrænde et kilogram råmateriale til 800-950 °C. Antændelsesstenene kan være lidt højere med et fugtighedsindhold på ≤6 %. Kvalificerede sten bør stables i tre eller fire ovndøre. Stabling af sten følger princippet "strammere øverst og løsere i bunden, tættere i siderne og løsere i midten." Efterlad en ildkanal på 15-20 cm mellem stenstablerne. Antændelsesoperationer udføres bedst på lige sektioner, så antændelsesovnen bør bygges efter bøjningen, ved den anden eller tredje ovndør. Antændelsesovnen har et ovnkammer og en askeudtagningsport. Kultilførselshullerne og vindtætte vægge i ildkanalerne skal forsegles for at forhindre kold luft i at trænge ind.
Tænding og opvarmning: Før tænding skal ovnens hus og luftspjæld kontrolleres for lækager. Tænd ventilatoren, og juster den for at skabe et let undertryk ved tændingsovnen. Tænd træet og kullet på brændkammeret for at kontrollere opvarmningshastigheden. Brug en lille ild til at bage i 24-48 timer, og tør murstenene, mens fugt fjernes fra ovnen. Øg derefter luftstrømmen en smule for at fremskynde opvarmningshastigheden. Forskellige typer kul har forskellige antændelsespunkter: brunkul ved 300-400°C, bituminøst kul ved 400-550°C og antracit ved 550-700°C. Når temperaturen når over 400°C, begynder kullet inde i murstenene at brænde, og hver mursten bliver en varmekilde som en kulkugle. Når murstenene begynder at brænde, kan luftstrømmen øges yderligere for at nå den normale brændetemperatur. Når ovntemperaturen når 600°C, kan luftspjældet justeres for at omdirigere flammen til det næste kammer og fuldføre antændelsesprocessen.
Ovndrift: Hoffman-ovnen bruges til at brænde lersten med en brændhastighed på 4-6 ovnkamre om dagen. Da ildhovedet er i konstant bevægelse, ændrer funktionen af hvert ovnkammer sig også kontinuerligt. Når ovnen er foran ildhovedet, er funktionen forvarmningszonen, med temperaturer under 600°C, luftspjældet normalt åbent ved 60-70%, og undertrykket varierer fra -20 til 50 Pa. Ved fjernelse af fugt skal der træffes strenge forholdsregler for at forhindre, at murstensstykkerne revner. Temperaturzonen mellem 600°C og 1050°C er brændingszonen, hvor murstensstykkerne transformeres. Under høje temperaturer gennemgår leret fysiske og kemiske ændringer og omdannes til færdige mursten med keramiske egenskaber. Hvis brændingstemperaturen ikke nås på grund af utilstrækkeligt brændsel, skal der tilsættes brændsel i portioner (kulpulver ≤2 kg pr. hul ad gangen), hvilket sikrer tilstrækkelig iltforsyning (≥5%) til forbrænding, mens ovntrykket holdes på et let undertryk (-5 til -10 Pa). Oprethold en konstant høj temperatur i 4-6 timer for at brænde murstenene helt. Efter at have passeret gennem brændingszonen omdannes murstenene til færdige mursten. Kultilførselshullerne lukkes derefter, og murstenene føres ind i isolerings- og kølezonen. Kølehastigheden må ikke overstige 50°C/t for at forhindre revner på grund af hurtig afkøling. Når temperaturen falder til under 200°C, kan ovndøren åbnes i nærheden, og efter ventilation og afkøling fjernes de færdige mursten fra ovnen, hvorved brændingsprocessen er afsluttet.
II. Vigtige bemærkninger
Murstensopbygning: "Tre dele brænding, syv dele opbygning." I brændingsprocessen er opbygning af mursten afgørende. Det er vigtigt at opnå en "rimelig tæthed" og finde den optimale balance mellem antallet af mursten og mellemrummene mellem dem. Ifølge kinesiske nationale standarder er den optimale opbygning af mursten 260 stykker pr. kubikmeter. Opbygning af mursten skal overholde principperne "tæt på toppen, sparsom på bunden", "tæt på siderne, sparsom i midten" og "efterlade plads til luftstrøm", samtidig med at man undgår en ubalance, hvor toppen er tung og bunden er let. Den vandrette luftkanal skal flugte med udstødningsventilen med en bredde på 15-20 cm. Den lodrette afvigelse af murstensbunken må ikke overstige 2%, og der skal træffes strenge foranstaltninger for at forhindre, at bunken kollapser.
Temperaturkontrol: Forvarmningszonen bør opvarmes langsomt; hurtige temperaturstigninger er strengt forbudt (hurtige temperaturstigninger kan forårsage fugtudslip og revnedannelse i murstensblanketterne). Under kvartsmetamorfe fasen skal temperaturen holdes stabil. Hvis temperaturen falder til under den krævede temperatur, og der skal tilsættes kul eksternt, er tilsætning af koncentreret kul forbudt (for at forhindre lokal overbrænding). Kul bør tilsættes i små mængder flere gange gennem et enkelt hul, hvor hver tilsætning er 2 kg pr. portion, og hver portion skal være placeret med mindst 15 minutters mellemrum.
Sikkerhed: Hoffman-ovnen er også et relativt lukket rum. Når kuliltekoncentrationen overstiger 24 PPM, skal personalet evakuere, og ventilationen skal forbedres. Efter sintring skal færdige mursten fjernes manuelt. Efter åbning af ovndøren skal iltindholdet (iltindhold > 18%) først måles, før arbejdet påbegyndes.
III. Almindelige fejl og fejlfinding
Almindelige problemer i Hoffman-ovnproduktion: fugtophobning i forvarmningszonen og kollaps af våde mursten, primært på grund af højt fugtindhold i våde mursten og dårlig fugtdræning. Fugtdræningsmetode: brug tørre murstensemner (med restfugtindhold under 6%) og juster luftspjældet for at øge luftstrømmen, så temperaturen hæves til ca. 120°C. Langsom brændingshastighed: Dette kaldes ofte "ilden vil ikke få fat", hvilket primært skyldes iltmangel på forbrænding. Løsninger på utilstrækkelig luftstrøm: øge spjældets åbning, øg ventilatorhastigheden, reparer huller i ovnhuset, og rengør ophobet snavs fra røgkanalen. Kort sagt skal du sørge for, at der tilføres tilstrækkelig ilt til forbrændingskammeret for at opnå iltrig forbrænding og hurtige temperaturstigninger. Misfarvning (gulning) af mursten på grund af utilstrækkelig sintringstemperatur: Løsning: øge brændstofmængden på passende vis, og hæv brændingstemperaturen. Sorthjertede mursten kan dannes af flere årsager: for mange forbrændingsadditiver, iltmangel i ovnen, der skaber en reducerende atmosfære (O₂ < 3%), eller mursten, der ikke brændes fuldt ud. Løsninger: Reducer det interne brændselsindhold, øg ventilationen for tilstrækkelig iltforbrænding, og forlæng den konstante temperaturvarighed ved høj temperatur på passende vis for at sikre, at murstenene er fuldt brændte. Deformation af mursten (overbrænding) skyldes primært lokalt høje temperaturer. Løsninger omfatter at åbne det forreste luftspjæld for at bevæge flammen fremad og åbne det bageste ilddæksel for at indføre kølig luft i ovnen for at sænke temperaturen.
Hoffman-ovnen har været i brug i 169 år siden dens opfindelse og har gennemgået adskillige forbedringer og innovationer. En sådan innovation er tilføjelsen af en luftkanal i bunden af ovnen for at indføre tør, varm luft (100°C-300°C) i tørrekammeret under processen med enkeltbrændende hjulovne. En anden innovation er brugen af internt brændte mursten, som blev opfundet af kineserne. Efter at kullet er knust, tilsættes det råmaterialerne i henhold til den krævede brændværdi (ca. 1240 kcal/kg råmateriale er nødvendigt for at hæve temperaturen med 1°C, svarende til 0,3 kcal). "Wanda"-teglfabrikkens tilførselsmaskine kan blande kul og råmaterialer i de korrekte forhold. Blanderen blander grundigt kulpulveret med råmaterialerne og sikrer, at afvigelsen i brændværdien kontrolleres inden for ±200 kJ/kg. Derudover er der installeret temperaturstyrings- og PLC-systemer til automatisk at justere luftspjældets strømningshastighed og kultilførselshastigheden. Dette forbedrer automatiseringsniveauet og sikrer bedre de tre stabilitetsprincipper for Hoffman-ovnens drift: "stabilt lufttryk, stabil temperatur og stabil flammebevægelse." Normal drift kræver fleksible justeringer baseret på forholdene inde i ovnen, og omhyggelig drift kan producere kvalificerede færdige mursten.
Opslagstidspunkt: 21. juni 2025