Uutiset - Ohjeet Hoffman-uunille tiilien valmistukseen

I. Johdanto:

Hoffman-uunin (Kiinassa myös "pyöreänä uunina" tunnettu) keksi saksalainen Friedrich Hoffmann vuonna 1858. Ennen Hoffman-uunin tuloa Kiinaan savitiilet poltettiin saviuuneissa, jotka pystyivät toimimaan vain ajoittain. Näitä jurtan tai höyrytettyjen sämpylöiden muotoisia uuneja kutsuttiin yleisesti "höyrytetyiksi sämpylöiden uuneiksi". Uunin pohjalle rakennettiin nuotiopaikka; tiilien poltossa kuivatut tiilet pinottiin sisään, ja polton jälkeen tuli sammutettiin eristyksen ja jäähdytyksen vuoksi ennen uunin luukun avaamista valmiiden tiilien ottamiseksi ulos. Yhden tiilierän polttaminen yhdessä uunissa kesti 8-9 päivää. Alhaisen tehon vuoksi useita höyrytettyjä sämpylöiden uuneja kytkettiin sarjaan toisiinsa kytketyillä savuhormeilla – kun yksi uuni oli poltettu, viereisen uunin savuhormi voitiin avata polton aloittamiseksi. Tämän tyyppistä uunia kutsuttiin Kiinassa "lohikäärmeuuniksi". Vaikka lohikäärmeuuni lisäsi tehoa, se ei silti pystynyt saavuttamaan jatkuvaa tuotantoa ja sen käyttöolosuhteet olivat ankarat. Vasta kun Hoffmanin uuni tuotiin Kiinaan, jatkuvan savitiilien polton ongelma ratkaistiin ja tiilien polton työympäristö parani suhteellisen hyvin.

Hoffmanin uuni on suorakaiteen muotoinen, ja siinä on pääilmakanava ja pellit keskellä; liikkuvaa tuliasentoa säädetään peltien avulla. Sisäosa koostuu pyöreistä, toisiinsa kytketyistä uunikammioista, ja ulkoseinässä on useita uunin luukkuja, jotka avautuvat tiilien helppoa lastaamista ja purkamista varten. Ulkoseinä on kaksikerroksinen, ja niiden välissä on eristemateriaalia. Tiilien polttoa valmisteltaessa kuivatut tiilet pinotaan uunin käytäviin ja rakennetaan sytytyskuopat. Sytytys tehdään syttyvillä materiaaleilla; vakaan syttymisen jälkeen peltejä käytetään tulen liikkeen ohjaamiseksi. Uunin käytäviin pinotut tiilet poltetaan valmiiksi tuotteiksi 800–1000 °C:n lämpötilassa. Jatkuvan polton varmistamiseksi yhdellä liekinrintamalla tarvitaan 2–3 ovea tiilien pinoamisalueelle, 3–4 ovea esilämmitysvyöhykkeelle, 3–4 ovea korkean lämpötilan polttovyöhykkeelle, 2–3 ovea eristysvyöhykkeelle ja 2–3 ovea jäähdytys- ja tiilien purkualueelle. Siksi yhdellä liekkietumalla varustettu Hoffman-uuni vaatii vähintään 18 ovea ja kahdella liekkietumalla varustettu 36 tai enemmän ovea. Työympäristön parantamiseksi ja työntekijöiden altistumisen estämiseksi valmiiden tiilien aiheuttamille liian korkeille lämpötiloille lisätään yleensä muutama ovi, joten yksiliekkinen Hoffman-uuni rakennetaan usein 22–24 ovella. Jokainen ovi on noin 7 metriä pitkä, ja kokonaispituus on noin 70–80 metriä. Uunin nettosisäleveys voi olla 3 metriä, 3,3 metriä, 3,6 metriä tai 3,8 metriä (vakiotiilet ovat 240 mm tai 250 mm pitkiä), joten uunin leveyden muutokset lasketaan lisäämällä yhden tiilen pituutta. Eri sisäleveydet johtavat eri määrään pinottuja tiiliä ja siten hieman erilaisiin tuotantomääriin. Yksiliekkinen Hoffman-uuni voi tuottaa vuosittain noin 18–30 miljoonaa vakiotiiltä (240x115x53 mm).

II. Rakenne:

Hoffmanin uuni koostuu seuraavista osista niiden toimintojen mukaan: uunin perustus, uunin pohjahormi, ilmakanavajärjestelmä, palamisjärjestelmä, pellinohjaus, suljettu uunin runko, uunin eristys ja tarkkailu-/valvontalaitteet. Jokainen uunikammio on sekä itsenäinen yksikkö että osa koko uunia. Tulipaikan muuttuessa niiden roolit uunissa muuttuvat (esilämmitysvyöhyke, sintrausvyöhyke, eristysvyöhyke, jäähdytysvyöhyke, tiilien purkuvyöhyke, tiilien pinoamisvyöhyke). Jokaisella uunikammiolla on oma hormi, ilmakanava, pelti sekä tarkkailuaukot (hiilen syöttöaukot) ja uunin luukut yläosassa.

Toimintaperiaate:
Kun tiilet on pinottu uunikammioon, yksittäiset kammiot on tiivistettävä paperisuluilla. Kun tulipaikkaa on siirrettävä, kyseisen kammion pelti avataan, jolloin sisään syntyy negatiivinen paine, joka vetää liekinrintaman kammioon ja polttaa paperisulun. Erityistapauksissa edellisen kammion paperisulun voi repiä palokoukun avulla. Joka kerta, kun tulipaikka siirtyy uuteen kammioon, seuraavat kammiot siirtyvät seuraavaan vaiheeseen peräkkäin. Yleensä kun pelti juuri avataan, kammio siirtyy esilämmitys- ja lämpötilan nousuvaiheeseen; 2–3 oven päässä olevat kammiot siirtyvät korkean lämpötilan polttovaiheeseen; 3–4 oven päässä olevat kammiot siirtyvät eristys- ja jäähdytysvaiheeseen ja niin edelleen. Jokainen kammio vaihtaa jatkuvasti rooliaan muodostaen jatkuvan syklisen tuotannon liikkuvalla liekinrintamalla. Liekin kulkunopeuteen vaikuttavat ilmanpaine, ilman tilavuus ja polttoaineen lämpöarvo. Lisäksi se vaihtelee tiilien raaka-aineiden mukaan (4–6 metriä tunnissa savitiilille, 3–5 metriä tunnissa savitiilille). Siksi polttonopeutta ja -tehoa voidaan säätää säätämällä ilmanpainetta ja -tilavuutta peltien avulla ja säätämällä polttoaineen syöttöä. Tiilien kosteuspitoisuus vaikuttaa myös suoraan liekin etenemisnopeuteen: yhden prosentin lasku kosteuspitoisuudessa voi lisätä nopeutta noin 10 minuuttia. Uunin tiivistys- ja eristysominaisuudet vaikuttavat suoraan polttoaineenkulutukseen ja valmiiden tiilien tuotantomäärään.

Uunin suunnittelu:
Ensin määritetään uunin nettosisäleveys tehontarpeen perusteella. Eri sisäleveydet vaativat erilaisia ilmamääriä. Vaaditun ilmanpaineen ja -tilavuuden perusteella määritetään uunin ilmanottoaukkojen, savuhormien, peltien, ilmaputkien ja pääilmakanavien tekniset tiedot ja koot ja lasketaan uunin kokonaisleveys. Sitten määritetään tiilenpolton polttoaine – eri polttoaineet vaativat erilaisia palamismenetelmiä. Maakaasulle polttimien paikat on varattava etukäteen; raskaalle öljylle (käytetään lämmityksen jälkeen) suuttimien paikat on varattava. Myös hiilen ja puun (sahanpuru, riisin kuoret, maapähkinän kuoret ja muut lämpöarvolliset palavat materiaalit) polttomenetelmät eroavat toisistaan: hiili murskataan, joten hiilen syöttöreiät voivat olla pienempiä; helpon puun syöttämisen varmistamiseksi reikien tulisi olla vastaavasti suurempia. Kun olet suunnitellut jokaisen uunin osan tietojen perusteella, laadi uunin rakennepiirustukset.

III. Rakennusprosessi:

Valitse paikka piirustusten perusteella. Kustannusten vähentämiseksi valitse paikka, jossa on runsaasti raaka-aineita ja valmiiden tiilien kuljetus on helppoa. Koko tiilitehtaan tulisi sijaita uunin ympärillä. Kun uunin sijainti on määritetty, suorita perustusten käsittely:
① Geologinen tutkimus: Selvitä pohjavesikerroksen syvyys ja maaperän kantavuus (vaatimus ≥150 kPa). Pehmeissä perustuksissa käytä korvausmenetelmiä (soraperustus, paaluperustus tai tiivistetty 3:7 kalkkimaa).
② Perustusten käsittelyn jälkeen rakenna ensin uunin hormi ja levitä veden- ja kosteudenestotoimenpiteitä: levitä 20 mm paksu vedenpitävä laastikerros ja suorita sitten vedeneristyskäsittely.
③ Uunin perustus on teräsbetonista laattaa, jossa φ14-teräsraudat on sidottu 200 mm:n kaksisuuntaiseen ruudukkoon. Leveys on suunnitteluvaatimusten mukainen ja paksuus noin 0,3–0,5 metriä.
④ Liikuntasaumat: Asenna yksi liikuntasauma (30 mm leveä) jokaista 4–5 kammiota kohden ja täytä se vesitiivistämiseksi asfalttihampulla.

Uunin rungon rakenne:
① Materiaalien valmistelu: Kun perustus on valmis, tasoita paikka ja valmistele materiaalit. Uunin materiaalit: Hoffman-uunin kaksi päätä ovat puoliympyrän muotoisia; mutkissa käytetään erikoismuotoisia tiiliä (puolisuunnikkaan muotoisia tiiliä, viuhkanmuotoisia tiiliä). Jos uunin sisärunko on rakennettu tulisijoista, tarvitaan tulitiiltä, erityisesti holvikaaritiilien (T38, T39, joita kutsutaan yleisesti "terätiiliksi") osalta, joita käytetään ilmanottoaukoissa ja holvikaaren yläosissa. Valmistele holvikaaren yläosan muotit etukäteen.
② Asennus: Merkitse käsitellylle perustukselle ensin uunin keskiviiva ja määritä ja merkitse sitten uunin seinämien reunat ja uunin luukkujen sijainnit maanalaisten savuhormien ja ilmanottoaukkojen sijaintien perusteella. Merkitse kuusi suoraa viivaa uunin runkoa varten ja kaariviivat päätytaivutuksille nettosisleveyden perusteella.
③ Muuraus: Ensin rakennetaan savuhormit ja ilmanottoaukot, sitten asetetaan pohjatiilet (vaatii porrastetun muurauksen täydellä laastilla, ei jatkuvia saumoja, tiiviyden varmistamiseksi ja ilmavuotojen estämiseksi). Järjestys on seuraava: rakenna suorat seinät merkittyjen perustuslinjojen suuntaisesti ja siirry mutkiin, jotka on rakennettu puolisuunnikkaan muotoisista tiilistä (sallittu virhe ≤3 mm). Suunnitteluvaatimusten mukaisesti rakennetaan yhdistävät tukiseinät uunin sisä- ja ulkoseinien väliin ja täytä ne eristysmateriaaleilla. Kun suorat seinät on rakennettu tiettyyn korkeuteen, aloita kaarikulmatiilien (60°-75°) käyttö holvikaaren rakentamisen aloittamiseksi. Aseta holvikaaren muotti (sallittu kaaripoikkeama ≤3 mm) ja rakenna holvikaaren yläosa symmetrisesti molemmilta puolilta keskelle päin. Käytä holvikaaren yläosassa holvikaaren tiiliä (T38, T39); jos käytetään tavallisia tiiliä, varmista, että muotin kanssa on tiivis yhteys. Kun rakennat kunkin renkaan viimeiset 3-6 tiiltä, käytä kiilamaisia lukitustiiliä (paksuusero 10-15 mm) ja vasaroi ne tiukasti kumivasaralla. Varaa havaintoportit ja hiilen syöttöportit kaaren huipulle suunnitteluvaatimusten mukaisesti.

IV. Laadunvalvonta:

a. Pystysuuntaisuus: Tarkista laserilla tai luotilavalla; sallittu poikkeama ≤5 mm/m.
b. Tasaisuus: Tarkista 2 metrin suoralla viivaimella; sallittu epätasaisuus ≤3 mm.
c. Tiivistys: Kun uunin muuraus on valmis, suorita alipainekoe (-50 Pa); vuotonopeus ≤0,5 m³/h·m².

Julkaisun aika: 05.08.2025