Juhised Hoffman Kilni telliste valmistamiseks

I. Sissejuhatus:

Hoffmani ahju (Hiinas tuntud ka kui „ringikujuline ahi“) leiutas sakslane Friedrich Hoffmann 1858. aastal. Enne Hoffmani ahju Hiinasse tulekut põletati savitelliseid saviahjudes, mis said töötada vaid vahelduva kiirusega. Neid jurtade või aurutatud kuklite kujuga ahje kutsuti tavaliselt „aurutatud kuklite ahjudeks“. Ahju põhja ehitati lõkkeauk; telliste põletamisel laoti kuivatatud tellised sisse ja pärast põletamist lülitati tuli enne ahjuukse avamist ja valmis telliste väljavõtmist välja isolatsiooni ja jahutuse tagamiseks. Ühe tellispartii põletamine ühes ahjus võttis aega 8–9 päeva. Madala võimsuse tõttu ühendati mitu aurutatud kuklite ahju järjestikku omavahel ühendatud lõõridega – pärast ühe ahju põletamist sai põletamise alustamiseks avada kõrvalasuva ahju lõõri. Seda tüüpi ahju nimetati Hiinas „draakonikuhjuks“. Kuigi draakonikuhi suurendas võimsust, ei suutnud see siiski saavutada pidevat tootmist ja töötingimused olid karmid. Alles siis, kui Hoffmani ahi Hiinasse toodi, lahendati pideva savitelliste põletamise probleem ja telliste põletamise töökeskkond paranes suhteliselt.

1

Hoffmani ahi on ristkülikukujuline, keskel peamise õhukanali ja siibritega; liikuva tule asendit reguleeritakse siibrite juhtimisega. Sisemine osa koosneb ümmargustest omavahel ühendatud ahjukambritest ja välisseinal avatakse mitu ahju ust telliste hõlpsaks laadimiseks ja mahalaadimiseks. Välissein on kahekihiline, mille vahel on täidetud isolatsioonimaterjal. Telliste põletamiseks ettevalmistamisel virnastatakse kuivatatud tellised ahjukäikudesse ja ehitatakse süüteaugud. Süütamine toimub tuleohtlike materjalidega; pärast stabiilset süttimist juhitakse siibreid tule liikumise juhtimiseks. Ahjukäikudesse virnastatud tellised põletatakse valmistoodeteks temperatuuril 800–1000 °C. Pideva põletamise tagamiseks ühe leegi rindega on vaja 2–3 ust telliste virnastamise alale, 3–4 ust eelsoojendustsoonile, 3–4 ust kõrge temperatuuriga põletamistsoonile, 2–3 ust isolatsioonitsoonile ja 2–3 ust jahutus- ja telliste mahalaadimistsoonile. Seega vajab ühe leegi esiosaga Hoffmani ahi vähemalt 18 ust ja kahe leegi esiosaga ahi 36 või enam ust. Töökeskkonna parandamiseks ja töötajate kokkupuute vältimiseks valmis telliste liiga kõrgete temperatuuridega lisatakse tavaliselt veel paar ust, seega ehitatakse ühe leegi esiosaga Hoffmani ahi sageli 22–24 uksega. Iga uks on umbes 7 meetrit pikk, kogupikkusega umbes 70–80 meetrit. Ahju neto siselaius võib olla 3 meetrit, 3,3 meetrit, 3,6 meetrit või 3,8 meetrit (standardtellised on 240 mm või 250 mm pikad), seega arvutatakse ahju laiuse muutused ühe tellise pikkuse suurendamise teel. Erinevad sisemised laiused põhjustavad erineva arvu virnastatud telliseid ja seega veidi erinevat väljundit. Ühe leegi esiosaga Hoffmani ahi suudab aastas toota umbes 18–30 miljonit standardtellist (240x115x53 mm).

2

II. Struktuur:

Hoffmani ahi koosneb järgmistest komponentidest vastavalt nende funktsioonidele: ahju vundament, ahju alumine lõõr, õhukanalisüsteem, põlemissüsteem, siibri juhtimine, suletud ahju korpus, ahju isolatsioon ja vaatlus-/seireseadmed. Iga ahjukamber on nii iseseisev üksus kui ka osa kogu ahjust. Tule asukoha muutudes muutuvad nende rollid ahjus (eelsoojendustsoon, paagutustsoon, isolatsioonitsoon, jahutustsoon, telliste mahalaadimise tsoon, telliste virnastamise tsoon). Igal ahjukambril on oma lõõr, õhukanal, siiber ja vaatlusavad (söe etteandeavad) ning ahjuuksed ülaosas.

Tööpõhimõte:
Pärast telliste ladumist ahjukambrisse tuleb iga kambri tihendamiseks kleepida paberbarjäärid. Kui tuleasendit on vaja liigutada, avatakse selle kambri siiber, et tekitada sees negatiivne rõhk, mis tõmbab leegirinde kambrisse ja põletab paberbarjääri. Erijuhtudel saab eelmise kambri paberbarjääri rebimiseks kasutada tulekonksu. Iga kord, kui tuleasend liigub uude kambrisse, sisenevad järgmised kambrid järjestikku järgmisse etappi. Tavaliselt, kui siiber just avatakse, siseneb kamber eelsoojenduse ja temperatuuri tõstmise etappi; 2-3 ukse kaugusel asuvad kambrid sisenevad kõrge temperatuuriga põlemise etappi; 3-4 ukse kaugusel asuvad kambrid sisenevad isolatsiooni- ja jahutusetappi jne. Iga kamber muudab pidevalt oma rolli, moodustades pideva tsüklilise tootmise liikuva leegirindega. Leegi liikumiskiirust mõjutavad õhurõhk, õhu maht ja kütuse kütteväärtus. Lisaks varieerub see olenevalt tellise toorainest (4-6 meetrit tunnis põlevkivitelliste puhul, 3-5 meetrit tunnis savitelliste puhul). Seetõttu saab põlemiskiirust ja -võimsust reguleerida õhurõhu ja -mahu juhtimisega siibrite abil ning kütuse etteande reguleerimisega. Telliste niiskusesisaldus mõjutab otseselt ka leegi leviku kiirust: niiskusesisalduse 1% vähenemine võib kiirust suurendada umbes 10 minuti võrra. Ahju tihendus- ja isolatsiooniomadused mõjutavad otseselt kütusekulu ja valmis telliste toodangut.

3

Ahju disain:
Esiteks, lähtudes võimsusnõudest, tuleb määrata ahju neto siselaius. Erinevad sisemised laiused vajavad erinevaid õhukoguseid. Vajaliku õhurõhu ja -koguse põhjal tuleb määrata ahju õhu sisselaskeavade, lõõride, siibrite, õhutorude ja peamiste õhukanalite spetsifikatsioonid ja suurused ning arvutada ahju kogulaius. Seejärel tuleb määrata telliskivide põletamiseks kasutatav kütus – erinevad kütused vajavad erinevaid põlemismeetodeid. Maagaasi puhul tuleb põletite kohad eelnevalt reserveerida; raske õli (kasutatakse pärast kuumutamist) jaoks tuleb reserveerida düüside kohad. Isegi söe ja puidu (saepuru, riisikestad, maapähklikoored ja muud kütteväärtusega põlevad materjalid) puhul on meetodid erinevad: kivisüsi purustatakse, seega võivad söe etteandeavad olla väiksemad; puidu hõlpsaks etteandmiseks peaksid avad olema vastavalt suuremad. Pärast iga ahjukomponendi andmete põhjal projekteerimist koostage ahju konstruktsioonijoonised.

III. Ehitusprotsess:

Valige asukoht vastavalt projektijoonistele. Kulude vähendamiseks valige asukoht, kus on palju toormaterjale ja mugav transport valmis telliste jaoks. Kogu telliskivitehas peaks olema ahju ümber. Pärast ahju asukoha kindlaksmääramist teostage vundamendi töötlemine:
① Geoloogiline uuring: tehke kindlaks põhjaveekihi sügavus ja pinnase kandevõime (nõutav ≥150 kPa). Pehmete vundamentide puhul kasutage asendusmeetodeid (killustikvundament, vaivundament või tihendatud 3:7 lubjamuld).
② Pärast vundamendi töötlemist ehitage esmalt ahjulõõr ja rakendage veekindlaid ja niiskuskindlaid meetmeid: ⊹ 20 mm paksune veekindel mördikiht ja seejärel teostage veekindel töötlus.
③ Ahju vundament on raudbetoonist parvplaat, mille φ14 terasvardad on ühendatud 200 mm kahesuunalise ruudustikuga. Laius vastab projekteerimisnõuetele ja paksus on umbes 0,3–0,5 meetrit.
④ Paisumisvuugid: Paigaldage iga 4–5 kambri kohta üks paisumisvuuk (30 mm laiune), mis täidetakse veekindlaks tihendamiseks asfaltkanepiga.
4

Ahju kere ehitus:
① Materjali ettevalmistamine: Pärast vundamendi valmimist tasandage plats ja valmistage ette materjalid. Ahju materjalid: Hoffmani ahju mõlemad otsad on poolringikujulised; painutuskohtades kasutatakse spetsiaalse kujuga telliseid (trapetsikujulised tellised, lehvikukujulised tellised). Kui ahju sisemine korpus on ehitatud šamotttellistest, on vaja šamotttellist, eriti õhu sisselaskeavade ja võlvide ülaosade jaoks kasutatavate võlvtelliste (T38, T39, mida tavaliselt nimetatakse "labatellisteks") jaoks. Valmistage võlvide ülaosa raketis eelnevalt ette.
② Märgistamine: Töödeldud vundamendil märgi esmalt ahju keskjoon, seejärel määra ja märgi ahju seina servad ja ahjuukse asukohad, lähtudes maa-alusest korstnast ja õhu sisselaskeavadest. Märgi ahju korpuse jaoks kuus sirget joont ja otsapainde kaarejooned, lähtudes sisemisest netolaiusest.
③ Müüritis: Esmalt ehitage korstnad ja õhu sisselaskeavad, seejärel laoge alumised tellised (tihenduse tagamiseks ja õhulekke vältimiseks tuleb müüritis teha astmeliselt täismördiga, ilma pidevate vuukideta). Järjekord on järgmine: ehitage sirged seinad mööda märgitud vundamendijooni, üleminekuga painutustele, mis on ehitatud trapetsikujuliste tellistest (lubatud hälve ≤3 mm). Vastavalt projekteerimisnõuetele ehitage ahju sisemise ja välimise seina vahele ühendavad tugiseinad ja täitke need isolatsioonimaterjalidega. Kui sirged seinad on teatud kõrguseni ehitatud, paigaldage võlvipealse ehitamiseks võlvinurga tellised (60°-75°). Asetage võlviraketis (lubatud kaare hälve ≤3 mm) ja ehitage võlvipealne sümmeetriliselt mõlemalt poolt keskele. Kasutage võlvipealse jaoks võlvitelliseid (T38, T39); tavaliste telliste kasutamisel veenduge, et raketise vaheline tihedus oleks tihe. Iga rõnga viimase 3-6 tellise ehitamisel kasutage kiilukujulisi lukustustelliseid (paksuse vahe 10-15 mm) ja lööge need kummihaamriga kinni. Reserveerida vaateavad ja söe etteandeavad kaare tipul vastavalt projekteerimisnõuetele.

IV. Kvaliteedikontroll:

a. Vertikaalsus: kontrollige laserloodi või loodi abil; lubatud hälve ≤5 mm/m.
b. Tasasus: kontrollige 2-meetrise sirgjoonega; lubatud ebatasasus ≤3 mm.
c. Tihendamine: Pärast ahju müüritise valmimist tehke negatiivse rõhu katse (-50 Pa); lekkekiirus ≤0,5 m³/h·m².

Postituse aeg: 05.08.2025