Instrucións para o forno Hoffman para a fabricación de ladrillos

I. Introdución:

O forno Hoffman (tamén coñecido como "forno circular" na China) foi inventado polo alemán Friedrich Hoffmann en 1858. Antes da introdución do forno Hoffman na China, os ladrillos de arxila cocíanse usando fornos de terra que só podían funcionar de forma intermitente. Estes fornos, con forma de yurtas ou bollos ao vapor, chamábanse comunmente "fornos de bollos ao vapor". Construíase un pozo de lume na parte inferior do forno; ao cocer ladrillos, os ladrillos secos apilábanse no seu interior e, despois da cocción, o lume apagouse para illalos e arrefrialos antes de abrir a porta do forno para sacar os ladrillos acabados. Levaba de 8 a 9 días cocer un lote de ladrillos nun só forno. Debido á baixa produción, varios fornos de bollos ao vapor conectábanse en serie con condutos interconectados; despois de que se acendese un forno, podíase abrir o conduto do forno adxacente para comezar a cocción. Este tipo de forno chamábase "forno dragón" na China. Aínda que o forno dragón aumentaba a produción, non podía lograr unha produción continua e tiña unhas condicións de traballo duras. Non foi ata que se introduciu o forno Hoffman na China que se resolveu o problema da cocción continua de ladrillos de arxila e que o ambiente de traballo para a cocción de ladrillos mellorou relativamente.

1

O forno Hoffman ten forma rectangular, cun conduto de aire principal e amortecedores no medio; a posición móbil do lume axústase controlando os amortecedores. A parte interior consta de cámaras de forno circulares interconectadas e ábrense varias portas do forno na parede exterior para facilitar a carga e descarga de ladrillos. A parede exterior ten unha dobre capa con material illante entre elas. Ao prepararse para cocer ladrillos, os ladrillos secos apílanse nas pasaxes do forno e constrúense pozos de ignición. A ignición realízase con materiais inflamables; despois dunha ignición estable, os amortecedores accionan para guiar o movemento do lume. Os ladrillos apilados nas pasaxes do forno cócense en produtos acabados a unha temperatura de 800-1000 °C. Para garantir unha cocción continua cunha soa fronte de chama, é necesario que haxa 2-3 portas para a zona de apilado de ladrillos, 3-4 portas para a zona de prequecemento, 3-4 portas para a zona de cocción de alta temperatura, 2-3 portas para a zona de illamento e 2-3 portas para a zona de arrefriamento e descarga de ladrillos. Polo tanto, un forno Hoffman cunha soa fronte de chama require polo menos 18 portas e un con dúas frontes de chama require 36 ou máis portas. Para mellorar o ambiente de traballo e evitar que os traballadores estean expostos a temperaturas excesivamente altas debido aos ladrillos acabados, adoitan engadirse unhas cantas portas máis, polo que un forno Hoffman cunha soa fronte de chama adoita construírse con 22-24 portas. Cada porta mide aproximadamente 7 metros de longo, cunha lonxitude total duns 70-80 metros. O ancho interno neto do forno pode ser de 3 metros, 3,3 metros, 3,6 metros ou 3,8 metros (os ladrillos estándar miden 240 mm ou 250 mm de longo), polo que os cambios no ancho do forno calcúlanse aumentando a lonxitude dun ladrillo. Os diferentes anchos internos dan lugar a diferentes números de ladrillos apilados e, polo tanto, a producións lixeiramente diferentes. Un forno Hoffman cunha soa fronte de chama pode producir aproximadamente entre 18 e 30 millóns de ladrillos estándar (240x115x53 mm) ao ano.

2

II. Estrutura:

O forno Hoffman consta dos seguintes compoñentes segundo as súas funcións: cimentación do forno, conduto de fume inferior do forno, sistema de condutos de aire, sistema de combustión, control de amortecedores, corpo selado do forno, illamento do forno e dispositivos de observación/monitorización. Cada cámara do forno é unha unidade independente e parte de todo o forno. A medida que se move a posición do lume, os seus papeis no forno cambian (zona de prequecemento, zona de sinterización, zona de illamento, zona de arrefriamento, zona de descarga de ladrillos, zona de apilado de ladrillos). Cada cámara do forno ten o seu propio conduto de fume, conduto de aire, amortecedor e portos de observación (portos de alimentación de carbón) e portas do forno na parte superior.

Principio de funcionamento:
Despois de apilar os ladrillos nunha cámara de forno, débense pegar barreiras de papel para selar a cámara individual. Cando a posición de incendio precisa moverse, o regulador desa cámara ábrese para crear presión negativa no interior, o que atrae a fronte da chama cara á cámara e queima a barreira de papel. En casos especiais, pódese usar un gancho de incendio para rasgar a barreira de papel da cámara anterior. Cada vez que a posición de incendio se move a unha nova cámara, as cámaras posteriores entran na seguinte etapa en secuencia. Normalmente, cando se abre un regulador, a cámara entra na etapa de prequecemento e aumento da temperatura; as cámaras a 2-3 portas de distancia entran na etapa de cocción a alta temperatura; as cámaras a 3-4 portas de distancia entran na etapa de illamento e arrefriamento, e así sucesivamente. Cada cámara cambia continuamente o seu papel, formando unha produción cíclica continua cunha fronte de chama en movemento. A velocidade de percorrido da chama vese afectada pola presión do aire, o volume de aire e o poder calorífico do combustible. Ademais, varía segundo as materias primas do ladrillo (4-6 metros por hora para os ladrillos de xisto, 3-5 metros por hora para os ladrillos de arxila). Polo tanto, a velocidade de cocción e a saída pódense axustar controlando a presión e o volume do aire mediante amortecedores e axustando o subministro de combustible. O contido de humidade dos ladrillos tamén afecta directamente á velocidade de desprazamento da chama: unha diminución do 1 % no contido de humidade pode aumentar a velocidade uns 10 minutos. O rendemento de selado e illamento do forno afecta directamente ao consumo de combustible e á produción de ladrillos acabados.

3

Deseño do forno:
Primeiro, en función dos requisitos de saída, determine a anchura interna neta do forno. Diferentes anchuras internas requiren diferentes volumes de aire. En función da presión e o volume de aire requiridos, determine as especificacións e os tamaños das entradas de aire, condutos de fume, amortecedores, tubaxes de aire e condutos de aire principais do forno e calcule a anchura total do forno. Despois, determine o combustible para a queima de ladrillos: os diferentes combustibles requiren diferentes métodos de combustión. Para o gas natural, as posicións para os queimadores deben reservarse previamente; para o petróleo pesado (usado despois do quecemento), as posicións das boquillas deben reservarse. Mesmo para o carbón e a madeira (serrín, casca de arroz, cascas de cacahuete e outros materiais combustibles con valor calorífico), os métodos difiren: o carbón é triturado, polo que os orificios de alimentación do carbón poden ser máis pequenos; para facilitar a alimentación da madeira, os orificios deben ser máis grandes en consecuencia. Despois de deseñar en función dos datos de cada compoñente do forno, constrúa os debuxos de construción do forno.

III. Proceso de construción:

Escolla un sitio segundo os debuxos de deseño. Para reducir custos, escolla unha localización con abundantes materias primas e un transporte cómodo para os ladrillos acabados. Toda a fábrica de ladrillos debe estar centrada arredor do forno. Despois de determinar a posición do forno, realice o tratamento dos cimentos:
① Estudo xeolóxico: determinar a profundidade da capa de augas subterráneas e a capacidade portante do solo (debe ser ≥150 kPa). Para cimentacións brandas, empregar métodos de substitución (cimentación de cascallos, cimentación de pilotes ou solo de cal compactado 3:7).
② Despois do tratamento dos cimentos, primeiro constrúa o conduto de fume do forno e aplique medidas impermeables e antihumidade: aplique unha capa de morteiro impermeable de 20 mm de espesor e, a continuación, realice o tratamento impermeabilizante.
③ A cimentación do forno emprega unha laxe de formigón armado con barras de aceiro φ14 unidas nunha malla bidireccional de 200 mm. A anchura é segundo os requisitos de deseño e o grosor é de aproximadamente 0,3-0,5 metros.
④ Xuntas de expansión: Coloque unha xunta de expansión (30 mm de ancho) por cada 4-5 cámaras, recheada con cáñamo asfaltado para selar a auga.
4

Construción do corpo do forno:
① Preparación do material: Unha vez rematada a cimentación, nivele o terreo e prepare os materiais. Materiais do forno: Os dous extremos do forno Hoffman son semicirculares; nas curvas utilízanse ladrillos de formas especiais (ladrillos trapezoidais, ladrillos en forma de abano). Se o corpo interior do forno se constrúe con ladrillos refractarios, requírese arxila refractaria, especialmente para os ladrillos de arco (T38, T39, comunmente chamados "ladrillos de lámina") que se usan nas entradas de aire e nas partes superiores do arco. Prepare o encofrado para a parte superior do arco con antelación.
② Replanteo: Na cimentación tratada, marque primeiro a liña central do forno e, a continuación, determine e marque os bordos das paredes do forno e as posicións da porta do forno en función das posicións do conduto de fume e da entrada de aire subterránea. Marque seis liñas rectas para o corpo do forno e liñas de arco para as curvas dos extremos en función da anchura interna neta.
③ Cantería: Primeiro constrúanse os condutos de fume e as entradas de aire, despois colócanse os ladrillos inferiores (requirendo cantería con xuntas escalonadas con morteiro completo, sen xuntas continuas, para garantir o selado e evitar fugas de aire). A secuencia é: constrúense muros rectos ao longo das liñas de cimentación marcadas, pasando ás curvas, que se constrúen con ladrillos trapezoidais (erro admisible ≤3 mm). Segundo os requisitos do deseño, constrúense muros de soporte de conexión entre as paredes interiores e exteriores do forno e énchense con materiais illantes. Cando se constrúan muros rectos a unha determinada altura, colócanse ladrillos de ángulo de arco (60°-75°) para comezar a construír a parte superior do arco. Colocan o encofrado do arco (desviación de arco admisible ≤3 mm) e constrúen a parte superior do arco simetricamente desde ambos os lados cara ao centro. Usan ladrillos de arco (T38, T39) para a parte superior do arco; se se usan ladrillos ordinarios, asegúranse de estar preto do encofrado. Ao construír os últimos 3-6 ladrillos de cada anel, usan ladrillos de bloqueo en forma de cuña (diferenza de grosor 10-15 mm) e martélanos firmemente cun martelo de goma. Reservar portos de observación e portos de alimentación de carbón na parte superior do arco segundo os requisitos do deseño.

IV. Control de calidade:

a. Verticalidade: comprobar cun nivel láser ou unha plomada; desviación admisible ≤5 mm/m.
b. Planitude: comprobar cunha regra de 2 metros; a irregularidade admisible é ≤3 mm.
c. Selado: Unha vez rematada a construción do forno, realizar unha proba de presión negativa (-50 Pa); taxa de fugas ≤0,5 m³/h·m².

Data de publicación: 05-08-2025