Ο κλίβανος Hoffman (γνωστός ως τροχοφόρος κλίβανος στην Κίνα) είναι ένας τύπος κλιβάνου που εφευρέθηκε από τον Γερμανό μηχανικό Gustav Hoffman το 1856 για τη συνεχή όπτηση τούβλων και κεραμιδιών. Η κύρια δομή αποτελείται από μια κλειστή κυκλική σήραγγα, συνήθως κατασκευασμένη από ψημένα τούβλα. Για να διευκολυνθεί η παραγωγή, εγκαθίστανται πολλαπλές ομοιόμορφα κατανεμημένες πόρτες κλιβάνου στα τοιχώματα του κλιβάνου. Ένας μόνο κύκλος όπτησης (μία κεφαλή φωτιάς) απαιτεί 18 πόρτες. Για να βελτιωθούν οι συνθήκες εργασίας και να δοθεί περισσότερος χρόνος στα τελικά τούβλα για να κρυώσουν, κατασκευάστηκαν κλίβανοι με 22 ή 24 πόρτες, καθώς και κλίβανοι δύο φλόγων με 36 πόρτες. Ελέγχοντας τα κλαπέτα αέρα, η κεφαλή φωτιάς μπορεί να οδηγηθεί για να κινηθεί, επιτρέποντας τη συνεχή παραγωγή. Ως τύπος κλιβάνου θερμικής μηχανικής, ο κλίβανος Hoffman χωρίζεται επίσης σε ζώνες προθέρμανσης, όπτησης και ψύξης. Ωστόσο, σε αντίθεση με τους κλιβάνους σήραγγας, όπου τα κενά τούβλων τοποθετούνται σε κινούμενα βαγόνια κλιβάνου, ο κλίβανος Hoffman λειτουργεί με την αρχή «το κενό κινείται, η φωτιά μένει ακίνητη». Οι τρεις ζώνες εργασίας - προθέρμανση, όπτηση και ψύξη - παραμένουν σταθερές, ενώ τα κενά τούβλων κινούνται μέσω των τριών ζωνών για να ολοκληρωθεί η διαδικασία όπτησης. Ο κλίβανος Hoffman λειτουργεί διαφορετικά: τα τεμάχια από τούβλα στοιβάζονται μέσα στον κλίβανο και παραμένουν ακίνητα, ενώ η κεφαλή της φωτιάς καθοδηγείται από διαφράγματα αέρα για να κινηθεί, ακολουθώντας την αρχή «η φωτιά κινείται, τα τεμάχια μένουν ακίνητα». Επομένως, οι ζώνες προθέρμανσης, ψησίματος και ψύξης στον κλίβανο Hoffman αλλάζουν συνεχώς θέσεις καθώς κινείται η κεφαλή της φωτιάς. Η περιοχή μπροστά από τη φλόγα προορίζεται για προθέρμανση, η ίδια η φλόγα για ψήσιμο και η περιοχή πίσω από τη φλόγα για ψύξη. Η αρχή λειτουργίας περιλαμβάνει τη ρύθμιση του διαφράγματος αέρα για να καθοδηγήσει τη φλόγα ώστε να πυροδοτήσει διαδοχικά τα τούβλα που είναι στοιβαγμένα μέσα στον κλίβανο.
I. Λειτουργικές Διαδικασίες:
Προετοιμασία προανάφλεξης: υλικά ανάφλεξης όπως καυσόξυλα και άνθρακας. Εάν χρησιμοποιούνται τούβλα εσωτερικής καύσης, απαιτούνται περίπου 1.100–1.600 kcal/kg θερμότητας για την καύση ενός κιλού πρώτης ύλης στους 800–950°C. Τα τούβλα ανάφλεξης μπορεί να είναι ελαφρώς ψηλότερα, με περιεκτικότητα σε υγρασία ≤6%. Τα κατάλληλα τούβλα πρέπει να στοιβάζονται σε τρεις ή τέσσερις πόρτες κλιβάνου. Η στοίβαξη τούβλων ακολουθεί την αρχή «πιο σφιχτά στην κορυφή και πιο χαλαρά στο κάτω μέρος, πιο σφιχτά στα πλάγια και πιο χαλαρά στη μέση». Αφήστε ένα κανάλι φωτιάς 15-20 cm μεταξύ των στοιβών τούβλων. Οι εργασίες ανάφλεξης εκτελούνται καλύτερα σε ίσια τμήματα, επομένως η σόμπα ανάφλεξης πρέπει να κατασκευάζεται μετά την κάμψη, στη δεύτερη ή τρίτη πόρτα του κλιβάνου. Η σόμπα ανάφλεξης διαθέτει θάλαμο κλιβάνου και θύρα απομάκρυνσης τέφρας. Οι οπές τροφοδοσίας άνθρακα και τα αντιανεμικά τοιχώματα στα κανάλια φωτιάς πρέπει να σφραγίζονται για να αποτρέπεται η είσοδος κρύου αέρα.
Ανάφλεξη και θέρμανση: Πριν από την ανάφλεξη, ελέγξτε το σώμα του κλιβάνου και τα κλαπέτα αέρα για διαρροές. Ενεργοποιήστε τον ανεμιστήρα και ρυθμίστε τον για να δημιουργήσετε μια ελαφρά αρνητική πίεση στην εστία ανάφλεξης. Ανάψτε τα ξύλα και τον άνθρακα στο θάλαμο θέρμανσης για να ελέγξετε τον ρυθμό θέρμανσης. Χρησιμοποιήστε μια μικρή φωτιά για να ψήσετε για 24-48 ώρες, στεγνώνοντας τα κενά από τούβλα ενώ παράλληλα αφαιρείτε την υγρασία από τον κλίβανο. Στη συνέχεια, αυξήστε ελαφρώς τη ροή του αέρα για να επιταχύνετε τον ρυθμό θέρμανσης. Διαφορετικοί τύποι άνθρακα έχουν διαφορετικά σημεία ανάφλεξης: λιγνίτης στους 300-400°C, ασφαλτούχος άνθρακας στους 400-550°C και ανθρακίτης στους 550-700°C. Όταν η θερμοκρασία φτάσει πάνω από 400°C, ο άνθρακας μέσα στα τούβλα αρχίζει να καίγεται και κάθε τούβλο γίνεται πηγή θερμότητας σαν μια μπάλα άνθρακα. Μόλις αρχίσουν να καίγονται τα τούβλα, η ροή του αέρα μπορεί να αυξηθεί περαιτέρω για να φτάσει στην κανονική θερμοκρασία ψησίματος. Όταν η θερμοκρασία του κλιβάνου φτάσει τους 600°C, το κλαπέτο αέρα μπορεί να ρυθμιστεί για να ανακατευθύνει τη φλόγα στον επόμενο θάλαμο, ολοκληρώνοντας τη διαδικασία ανάφλεξης.
Λειτουργία κλιβάνου: Ο κλίβανος Hoffman χρησιμοποιείται για την όπτηση αργιλικών τούβλων, με ρυθμό όπτησης 4-6 θαλάμων κλιβάνου ανά ημέρα. Δεδομένου ότι η κεφαλή καύσης κινείται συνεχώς, η λειτουργία κάθε θαλάμου κλιβάνου αλλάζει επίσης συνεχώς. Όταν βρίσκεται μπροστά από την κεφαλή καύσης, η λειτουργία είναι η ζώνη προθέρμανσης, με θερμοκρασίες κάτω των 600°C, το κλαπέτο αέρα κανονικά ανοιχτό στο 60-70% και αρνητική πίεση που κυμαίνεται από -20 έως 50 Pa. Κατά την αφαίρεση της υγρασίας, πρέπει να λαμβάνονται αυστηρές προφυλάξεις για την αποφυγή ρωγμών στα τεμάχια τούβλων. Η ζώνη θερμοκρασίας μεταξύ 600°C και 1050°C είναι η ζώνη όπτησης, όπου τα τεμάχια τούβλων υφίστανται μετασχηματισμό. Υπό υψηλές θερμοκρασίες, ο πηλός υφίσταται φυσικές και χημικές αλλαγές, μετατρέποντας σε τελικά τούβλα με κεραμικές ιδιότητες. Εάν η θερμοκρασία όπτησης δεν επιτευχθεί λόγω ανεπαρκούς καυσίμου, το καύσιμο πρέπει να προστεθεί σε παρτίδες (σκόνη άνθρακα ≤2 kg ανά οπή κάθε φορά), εξασφαλίζοντας επαρκή παροχή οξυγόνου (≥5%) για την καύση, διατηρώντας την πίεση του κλιβάνου σε ελαφρώς αρνητική πίεση (-5 έως -10 Pa). Διατηρήστε μια σταθερή υψηλή θερμοκρασία για 4-6 ώρες για να ψήσετε πλήρως τα τεμάχια τούβλων. Αφού περάσουν από τη ζώνη ψησίματος, τα τεμάχια τούβλων μετατρέπονται σε έτοιμα τούβλα. Οι οπές τροφοδοσίας άνθρακα κλείνονται και τα τούβλα εισέρχονται στη ζώνη μόνωσης και ψύξης. Ο ρυθμός ψύξης δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 50°C/h για να αποφευχθεί η δημιουργία ρωγμών λόγω ταχείας ψύξης. Όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από τους 200°C, η πόρτα του κλιβάνου μπορεί να ανοίξει σε κοντινή απόσταση και, μετά τον αερισμό και την ψύξη, τα έτοιμα τούβλα αφαιρούνται από τον κλίβανο, ολοκληρώνοντας τη διαδικασία ψησίματος.
II. Σημαντικές σημειώσεις
Στοίβαξη τούβλων: «Τρία μέρη ψησίματος, επτά μέρη στοίβαξης». Κατά τη διαδικασία ψησίματος, η στοίβαξη τούβλων είναι ζωτικής σημασίας. Είναι σημαντικό να επιτευχθεί «λογική πυκνότητα», βρίσκοντας τη βέλτιστη ισορροπία μεταξύ του αριθμού των τούβλων και των κενών μεταξύ τους. Σύμφωνα με τα κινεζικά εθνικά πρότυπα, η βέλτιστη πυκνότητα στοίβαξης για τα τούβλα είναι 260 τεμάχια ανά κυβικό μέτρο. Η στοίβαξη τούβλων πρέπει να τηρεί τις αρχές «πυκνό στην κορυφή, αραιό στο κάτω μέρος», «πυκνό στα πλάγια, αραιό στη μέση» και «να αφήνει χώρο για ροή αέρα», αποφεύγοντας παράλληλα μια ανισορροπία όπου το πάνω μέρος είναι βαρύ και το κάτω μέρος είναι ελαφρύ. Ο οριζόντιος αγωγός αέρα πρέπει να ευθυγραμμίζεται με τον αεραγωγό εξαγωγής, με πλάτος 15-20 cm. Η κατακόρυφη απόκλιση του σωρού από τούβλα δεν πρέπει να υπερβαίνει το 2% και πρέπει να λαμβάνονται αυστηρά μέτρα για την αποτροπή της κατάρρευσης του σωρού.
Έλεγχος Θερμοκρασίας: Η ζώνη προθέρμανσης πρέπει να θερμαίνεται αργά. Οι απότομες αυξήσεις της θερμοκρασίας απαγορεύονται αυστηρά (οι απότομες αυξήσεις της θερμοκρασίας μπορούν να προκαλέσουν διαρροή υγρασίας και ρωγμές στα κενά των τούβλων). Κατά τη φάση μεταμόρφωσης του χαλαζία, η θερμοκρασία πρέπει να διατηρείται σταθερή. Εάν η θερμοκρασία πέσει κάτω από την απαιτούμενη θερμοκρασία και χρειαστεί να προστεθεί άνθρακας εξωτερικά, απαγορεύεται η προσθήκη συμπυκνωμένου άνθρακα (για την αποφυγή τοπικής υπερκαύσης). Ο άνθρακας πρέπει να προστίθεται σε μικρές ποσότητες πολλές φορές μέσω μίας μόνο οπής, με κάθε προσθήκη να είναι 2 kg ανά παρτίδα και κάθε παρτίδα να απέχει τουλάχιστον 15 λεπτά μεταξύ τους.
Ασφάλεια: Ο κλίβανος Hoffman είναι επίσης ένας σχετικά κλειστός χώρος. Όταν η συγκέντρωση μονοξειδίου του άνθρακα υπερβεί τα 24 PPM, το προσωπικό πρέπει να εκκενωθεί και ο αερισμός πρέπει να ενισχυθεί. Μετά την πυροσυσσωμάτωση, τα τελειωμένα τούβλα πρέπει να αφαιρεθούν χειροκίνητα. Αφού ανοίξετε την πόρτα του κλιβάνου, μετρήστε πρώτα την περιεκτικότητα σε οξυγόνο (περιεκτικότητα σε οξυγόνο > 18%) πριν μπείτε στην εργασία.
III. Συνήθη σφάλματα και αντιμετώπιση προβλημάτων
Συνήθη προβλήματα στην παραγωγή κλιβάνου Hoffman: συσσώρευση υγρασίας στη ζώνη προθέρμανσης και κατάρρευση των στοιβών υγρών τούβλων, κυρίως λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε υγρασία στα υγρά τούβλα και της κακής αποστράγγισης υγρασίας. Μέθοδος αποστράγγισης υγρασίας: χρησιμοποιήστε ξηρά κενά τούβλων (με υπολειμματική περιεκτικότητα σε υγρασία κάτω από 6%) και ρυθμίστε το κλαπέτο αέρα για να αυξήσετε τη ροή του αέρα, αυξάνοντας τη θερμοκρασία σε περίπου 120°C. Αργή ταχύτητα όπτησης: Συνήθως αναφέρεται ως «η φωτιά δεν πιάνει», αυτό οφείλεται κυρίως σε καύση με έλλειψη οξυγόνου. Λύσεις για ανεπαρκή ροή αέρα: Αυξήστε το άνοιγμα του κλαπέτου, αυξήστε την ταχύτητα του ανεμιστήρα, επισκευάστε τα κενά στο σώμα του κλιβάνου και καθαρίστε τα συσσωρευμένα υπολείμματα από την καπνοδόχο. Συνοπτικά, βεβαιωθείτε ότι παρέχεται επαρκές οξυγόνο στον θάλαμο καύσης για να επιτευχθούν συνθήκες καύσης πλούσιας σε οξυγόνο και ταχείας αύξησης της θερμοκρασίας. Αποχρωματισμός του σώματος των τούβλων (κιτρίνισμα) λόγω ανεπαρκούς θερμοκρασίας πυροσυσσωμάτωσης: Λύση: Αυξήστε κατάλληλα την ποσότητα καυσίμου και αυξήστε τη θερμοκρασία όπτησης. Τα τούβλα με μαύρη καρδιά μπορούν να σχηματιστούν για διάφορους λόγους: υπερβολικά πρόσθετα εσωτερικής καύσης, έλλειψη οξυγόνου στον κλίβανο που δημιουργεί αναγωγική ατμόσφαιρα (O₂ < 3%), ή τούβλα που δεν ψήνονται πλήρως. Λύσεις: Μειώστε την εσωτερική περιεκτικότητα σε καύσιμο, αυξήστε τον αερισμό για επαρκή καύση οξυγόνου και παρατείνετε κατάλληλα τη διάρκεια υψηλής θερμοκρασίας σταθερής θερμοκρασίας για να διασφαλίσετε ότι τα τούβλα θα ψηθούν πλήρως. Η παραμόρφωση των τούβλων (υπερθέρμανση) προκαλείται κυρίως από τοπικές υψηλές θερμοκρασίες. Οι λύσεις περιλαμβάνουν το άνοιγμα του μπροστινού κλαπέτου αέρα για να μετακινηθεί η φλόγα προς τα εμπρός και το άνοιγμα του πίσω καλύμματος πυροπροστασίας για να εισαχθεί δροσερός αέρας στον κλίβανο για να μειωθεί η θερμοκρασία.
Ο κλίβανος Hoffman χρησιμοποιείται εδώ και 169 χρόνια από την εφεύρεσή του και έχει υποστεί πολυάριθμες βελτιώσεις και καινοτομίες. Μια τέτοια καινοτομία είναι η προσθήκη ενός αγωγού αέρα στον πυθμένα του κλιβάνου για την εισαγωγή ξηρού θερμού αέρα (100°C–300°C) στον θάλαμο ξήρανσης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας του κλιβάνου μονής καύσης. Μια άλλη καινοτομία είναι η χρήση εσωτερικά καμένων τούβλων, τα οποία εφευρέθηκαν από τους Κινέζους. Μετά τη σύνθλιψη του άνθρακα, προστίθεται στις πρώτες ύλες σύμφωνα με την απαιτούμενη θερμαντική αξία (απαιτούνται περίπου 1240 kcal/kg πρώτης ύλης για την αύξηση της θερμοκρασίας κατά 1°C, που ισοδυναμεί με 0,3 kcal). Η μηχανή τροφοδοσίας του εργοστασίου τούβλων "Wanda" μπορεί να αναμίξει τον άνθρακα και τις πρώτες ύλες στις σωστές αναλογίες. Ο αναμικτήρας αναμειγνύει καλά τη σκόνη άνθρακα με τις πρώτες ύλες, διασφαλίζοντας ότι η απόκλιση της θερμαντικής αξίας ελέγχεται εντός ±200 kJ/kg. Επιπλέον, εγκαθίστανται συστήματα ελέγχου θερμοκρασίας και PLC για την αυτόματη ρύθμιση του ρυθμού ροής του αποσβεστήρα αέρα και του ρυθμού τροφοδοσίας άνθρακα. Αυτό βελτιώνει το επίπεδο αυτοματισμού, διασφαλίζοντας καλύτερα τις τρεις αρχές σταθερότητας της λειτουργίας του κλιβάνου Hoffman: «σταθερή πίεση αέρα, σταθερή θερμοκρασία και σταθερή κίνηση φλόγας». Η κανονική λειτουργία απαιτεί ευέλικτες προσαρμογές με βάση τις συνθήκες μέσα στον κλίβανο και η προσεκτική λειτουργία μπορεί να παράγει κατάλληλα τελικά τούβλα.
Ώρα δημοσίευσης: 21 Ιουνίου 2025