Hoffman labea (Txinan gurpil-labea bezala ezagutzen dena) Gustav Hoffman ingeniari alemaniarrak 1856an adreiluak eta teilak etengabe erretzeko asmatutako labe mota bat da. Egitura nagusia tunel zirkular itxi batez osatuta dago, normalean adreilu erreekin eraikia. Ekoizpena errazteko, labearen paretetan hainbat labe-ate uniformeki banatuta instalatzen dira. Erretze-ziklo bakar batek (su-buru bat) 18 ate behar ditu. Lan-baldintzak hobetzeko eta adreilu amaituei hozteko denbora gehiago emateko, 22 edo 24 ateko labeak eraiki ziren, eta 36 ateko bi suko labeak ere eraiki ziren. Aire-hegalak kontrolatuz, su-burua mugitzeko gidatu daiteke, ekoizpen jarraitua ahalbidetuz. Ingeniaritza termikoko labe mota gisa, Hoffman labea ere berotze-, erretze- eta hozte-eremuetan banatuta dago. Hala ere, tunel-labeek ez bezala, non adreilu-zatiak mugitzen diren labe-bagoietan jartzen diren, Hoffman labeak "zatiak mugitzen dira, sua geldirik dago" printzipioan funtzionatzen du. Hiru lan-eremuak —berotzea, erretzea eta hoztea— geldirik daude, adreilu-zatiak hiru eremuetan zehar mugitzen diren bitartean erretze-prozesua osatzeko. Hoffman labeak modu ezberdinean funtzionatzen du: adreilu-zatiak labearen barruan pilatzen dira eta geldirik mantentzen dira, su-burua, berriz, aire-motelgailuek gidatzen dute mugitzeko, "sua mugitzen da, zatiak geldirik daude" printzipioari jarraituz. Beraz, Hoffman labeko aurreberotze, erretze eta hozte guneek etengabe aldatzen dute posizioa su-burua mugitzen den heinean. Sugarraren aurreko eremua aurreberotzeko da, sugarra bera erretzeko, eta sugarraren atzean dagoen eremua hozteko. Funtzionamendu-printzipioak aire-motelgailua doitzea dakar, sugarra gidatzeko labearen barruan pilatutako adreiluak sekuentzialki erre ditzan.
I. Jarduera-prozedurak:
Pizte aurreko prestaketa: pizte-materialak, hala nola egurra eta ikatza. Barne-errekuntzako adreiluak erabiltzen badira, gutxi gorabehera 1.100-1.600 kcal/kg bero behar dira lehengai kilogramo bat 800-950 °C-ra erretzeko. Pizte-adreiluak apur bat altuagoak izan daitezke, % 6 baino gutxiagoko hezetasunarekin. Adreilu kualifikatuak hiru edo lau labe-ateetan pilatu behar dira. Adreilu-pilaketak "goian estuagoa eta behean askeagoa, alboetan estuagoa eta erdian askeagoa" printzipioa jarraitzen du. Utzi 15-20 cm-ko su-kanal bat adreilu-pilen artean. Pizte-eragiketak hobekien zuzen dauden ataletan egitea da, beraz, pizte-sukaldea kurbaren ondoren eraiki behar da, bigarren edo hirugarren labe-atean. Pizte-sukaldeak labe-ganbera bat eta errautsak kentzeko ataka bat ditu. Su-kanaletako ikatza elikatzeko zuloak eta haizearen aurkako hormak zigilatu behar dira aire hotza sartzea saihesteko.
Piztea eta berotzea: Piztea baino lehen, ikuskatu labearen gorputza eta aire-itzalgailuak ihesak dauden ikusteko. Piztu haizagailua eta doitu pizte-sukaldean presio negatibo txiki bat sortzeko. Piztu egurra eta ikatza su-kaxan berotze-abiadura kontrolatzeko. Erabili su txiki bat 24-48 orduz labean egiteko, adreilu-zatiak lehortuz labeko hezetasuna kentzen duzun bitartean. Ondoren, handitu aire-fluxua apur bat berotze-abiadura bizkortzeko. Ikatz mota desberdinek pizte-puntu desberdinak dituzte: ikatz marroia 300-400 °C-tan, ikatz bituminosoa 400-550 °C-tan eta antrazita 550-700 °C-tan. Tenperatura 400 °C-tik gorakoa denean, adreilu barruko ikatza erretzen hasten da, eta adreilu bakoitza bero-iturri bihurtzen da, ikatz-bola bat bezala. Adreiluak erretzen hasten direnean, aire-fluxua gehiago handitu daiteke ohiko erretze-tenperaturara iristeko. Labearen tenperatura 600 °C-ra iristen denean, aire-itzalgailua doitu daiteke sugarra hurrengo ganberara birbideratzeko, pizte-prozesua osatuz.
Labearen funtzionamendua: Hoffman labea buztinezko adreiluak erretzeko erabiltzen da, eguneko 4-6 labe-ganbera erretzeko abiadurarekin. Su-burua etengabe mugitzen ari denez, labe-ganbera bakoitzaren funtzioa ere etengabe aldatzen da. Su-buruaren aurrean dagoenean, funtzioa aurreberotze-eremua da, 600 °C-tik beherako tenperaturekin, aire-hegala normalean % 60-70ean irekita dagoelarik, eta -20 eta 50 Pa arteko presio negatiboarekin. Hezetasuna kentzean, neurri zorrotzak hartu behar dira adreilu-zatiak pitzatzea saihesteko. 600 °C eta 1050 °C arteko tenperatura-eremua da erretze-eremua, non adreilu-zatiak eraldatzen diren. Tenperatura altuetan, buztinak aldaketa fisiko eta kimikoak jasaten ditu, propietate zeramikoak dituzten adreilu amaituetan eraldatuz. Erretze-tenperaturara iristen ez bada erregai nahikorik ez dagoelako, erregaia txandaka gehitu behar da (ikatz-hautsa ≤2 kg zulo bakoitzeko aldi bakoitzean), errekuntzarako oxigeno-hornidura egokia bermatuz (≥% 5), labearen presioa presio negatibo arin batean mantenduz (-5 eta -10 Pa artean). Mantendu tenperatura altu konstante bat 4-6 orduz adreilu-zatiak guztiz erretzeko. Erretze-eremutik igaro ondoren, adreilu-zatiak adreilu amaitu bihurtzen dira. Ikatzaren elikadura-zuloak ixten dira, eta adreiluak isolamendu- eta hozte-eremuan sartzen dira. Hozte-abiadurak ez du 50 °C/h gainditu behar, hozte azkarraren ondorioz pitzadurak saihesteko. Tenperatura 200 °C-tik behera jaisten denean, labearen atea gertu ireki daiteke, eta aireztatu eta hoztu ondoren, adreilu amaituak labetik ateratzen dira, erretze-prozesua osatuz.
II. Ohar garrantzitsuak
Adreilu pilaketa: “Hiru zati erretzea, zazpi zati pilatzea”. Erretze prozesuan, adreilu pilaketa funtsezkoa da. Garrantzitsua da “dentsitate arrazoizkoa” lortzea, adreilu kopuruaren eta haien arteko tarteen arteko oreka optimoa aurkitzea. Txinako estandar nazionalen arabera, adreiluen pilaketa dentsitate optimoa 260 pieza metro kubikoko da. Adreilu pilaketak “goian trinkoa, behean urritua”, “alboetan trinkoa, erdian urritua” eta “aire-fluxurako lekua utzi” printzipioei jarraitu behar die, goialdea astuna eta behealdea arina den desoreka saihestuz. Aire-hodi horizontala ihes-hodiarekin lerrokatu behar da, 15-20 cm-ko zabalerarekin. Adreilu-pilaren desbideratze bertikala ez da % 2 baino handiagoa izan behar, eta neurri zorrotzak hartu behar dira pila erortzea saihesteko.
Tenperatura kontrola: Aurreberotze-eremua poliki berotu behar da; tenperaturaren igoera azkarrak zorrotz debekatuta daude (tenperaturaren igoera azkarrak hezetasuna ihes egin eta adreilu-zatiak pitzatu ditzake). Kuartzoaren metamorfismo-fasean, tenperatura egonkor mantendu behar da. Tenperatura beharrezko tenperaturaren azpitik jaisten bada eta kanpotik ikatza gehitu behar bada, ikatz kontzentratua gehitzea debekatuta dago (gehiegi erretzea saihesteko). Ikatza kantitate txikietan gehitu behar da hainbat aldiz zulo bakar batetik, gehikuntza bakoitza 2 kg-koa izanik multzo bakoitzeko, eta multzo bakoitzaren artean gutxienez 15 minutuko tartea mantenduz.
Segurtasuna: Hoffman labea ere espazio nahiko itxia da. Karbono monoxidoaren kontzentrazioa 24 PPM baino handiagoa denean, langileak ebakuatu egin behar dira, eta aireztapena hobetu behar da. Sinterizatu ondoren, adreilu amaituak eskuz kendu behar dira. Labearen atea ireki ondoren, lehenik eta behin oxigeno edukia neurtu (oxigeno edukia > % 18) lanera sartu aurretik.
III. Ohiko akatsak eta arazoak konpontzea
Hoffman labeen ekoizpenean ohikoak diren arazoak: hezetasuna metatzea aurreberotze-eremuan eta adreilu-pilen kolapsoa, batez ere adreilu bustien hezetasun-eduki handia eta hezetasun-drainatze eskasa direla eta. Hezetasuna drainatzeko metodoa: erabili adreilu lehor hutsak (% 6tik beherako hezetasun-edukiarekin) eta doitu aire-hezegailua aire-fluxua handitzeko, tenperatura 120 °C-ra igoz gutxi gorabehera. Su-abiadura motela: "Sua ez da pizten" bezala ezagutzen dena, batez ere oxigeno gabezia duen errekuntzagatik gertatzen da. Aire-fluxu nahikorik ez izateko irtenbideak: handitu hezegailuaren irekidura, igo haizagailuaren abiadura, konpondu labearen gorputzeko hutsuneak eta garbitu tximiniatik pilatutako hondakinak. Laburbilduz, ziurtatu oxigeno nahikoa hornitzen dela errekuntza-ganberara oxigeno aberatseko errekuntza eta tenperatura azkar igotzeko baldintzak lortzeko. Adreiluaren gorputzaren kolore-aldaketa (horitzea) sinterizazio-tenperatura nahikorik ez izateagatik: Irtenbidea: handitu erregai-kantitatea behar bezala eta igo su-tenperatura. Bihotz beltzeko adreiluak hainbat arrazoirengatik sor daitezke: barne-errekuntzako gehigarri gehiegi, labean oxigeno gabezia atmosfera erreduzitzaile bat sortzen duena (O₂ < % 3), edo adreiluak guztiz erre ez izatea. Irtenbideak: Barneko erregai edukia murriztu, aireztapena handitu oxigeno errekuntza nahikoa lortzeko, eta tenperatura altuko tenperatura konstantearen iraupena behar bezala luzatu adreiluak guztiz erretzen direla ziurtatzeko. Adreiluen deformazioa (gehiegi erretzea) batez ere tenperatura altu lokalizatuek eragiten dute. Irtenbideen artean, aurreko aire-lehorgailua irekitzea dago sugarra aurrera mugitzeko eta atzeko suaren estalkia irekitzea labean aire hotza sartzeko eta tenperatura jaisteko.
Hoffman labea 169 urtez erabili izan da asmatu zenetik, eta hobekuntza eta berrikuntza ugari izan ditu. Berrikuntza horietako bat labearen beheko aire-hodi bat gehitzea da, aire bero lehorra (100 °C-300 °C) lehortze-ganberan sartzeko, gurpil bakarreko labe-prozesuan zehar. Beste berrikuntza bat txinatarrek asmatu zituzten barne-egositako adreiluen erabilera da. Ikatza xehatu ondoren, lehengaiei gehitzen zaie behar den balio kalorikoaren arabera (gutxi gorabehera 1240 kcal/kg lehengai behar dira tenperatura 1 °C igotzeko, 0,3 kcal-ren baliokidea). "Wanda" adreilu-fabrikaren elikatze-makinak ikatza eta lehengaiak proportzio egokietan nahastu ditzake. Nahastaileak ikatz-hautsa lehengaiekin ondo nahasten du, balio kalorikoaren desbideratzea ±200 kJ/kg-ren barruan kontrolatzen dela ziurtatuz. Horrez gain, tenperatura-kontrola eta PLC sistemak instalatuta daude aire-hezegailuaren emaria eta ikatzaren elikatze-tasa automatikoki doitzeko. Horrek automatizazio maila hobetzen du, Hoffman labearen funtzionamenduaren hiru egonkortasun printzipioak hobeto bermatuz: "aire-presio egonkorra, tenperatura egonkorra eta sugarraren mugimendu egonkorra". Funtzionamendu normalak labearen barruko baldintzen araberako doikuntza malguak behar ditu, eta funtzionamendu zainduak adreilu amaitu kualifikatuak ekoiz ditzake.
Argitaratze data: 2025eko ekainaren 21a