हॉफमैन भट्ठा संचालन प्रक्रिया और समस्या निवारण (शुरुआती लोगों के लिए अवश्य पढ़ें)

हॉफमैन भट्ठा (चीन में पहिया भट्ठा के रूप में जाना जाता है) एक प्रकार का भट्ठा है जिसका आविष्कार जर्मन इंजीनियर गुस्ताव हॉफमैन ने 1856 में ईंटों और टाइलों को लगातार पकाने के लिए किया था। मुख्य संरचना में एक बंद गोलाकार सुरंग होती है, जो आमतौर पर पकी हुई ईंटों से निर्मित होती है। उत्पादन को सुविधाजनक बनाने के लिए, भट्ठे की दीवारों पर समान दूरी पर कई भट्ठा दरवाजे लगाए जाते हैं। एक एकल फायरिंग चक्र (एक फायरहेड) के लिए 18 दरवाजों की आवश्यकता होती है। काम करने की स्थिति में सुधार करने और तैयार ईंटों को ठंडा होने के लिए अधिक समय देने के लिए, 22 या 24 दरवाजों वाले भट्ठों का निर्माण किया गया और 36 दरवाजों वाले दो-आग वाले भट्ठों का भी निर्माण किया गया। एयर डैम्पर्स को नियंत्रित करके, फायरहेड को स्थानांतरित करने के लिए निर्देशित किया जा सकता है हालांकि, सुरंग भट्टों के विपरीत, जहां ईंट के खाली टुकड़े भट्ठा गाड़ियों पर रखे जाते हैं जो चलती हैं, हॉफमैन भट्ठा "खाली टुकड़े चलते हैं, आग स्थिर रहती है" के सिद्धांत पर काम करता है। तीन कार्य क्षेत्र - प्रीहीटिंग, फायरिंग और कूलिंग - स्थिर रहते हैं, जबकि ईंट के खाली टुकड़े फायरिंग प्रक्रिया को पूरा करने के लिए तीन क्षेत्रों से गुजरते हैं। हॉफमैन भट्ठा अलग तरीके से काम करता है: ईंट के खाली टुकड़े भट्ठे के अंदर रखे जाते हैं और स्थिर रहते हैं, जबकि फायरहेड को "आग चलती है, ब्लैंक स्थिर रहते हैं" के सिद्धांत का पालन करते हुए एयर डैम्पर्स द्वारा स्थानांतरित करने के लिए निर्देशित किया जाता है। इसलिए, हॉफमैन भट्ठे में प्रीहीटिंग, फायरिंग और कूलिंग ज़ोन फायरहेड के हिलने पर लगातार अपनी स्थिति बदलते रहते हैं।

I. संचालन प्रक्रियाएँ:

पूर्व-प्रज्वलन तैयारी: प्रज्वलन सामग्री जैसे जलाऊ लकड़ी और कोयला। यदि आंतरिक दहन ईंटों का उपयोग किया जाता है, तो एक किलोग्राम कच्चे माल को 800-950°C तक जलाने के लिए लगभग 1,100–1,600 किलो कैलोरी/किलोग्राम ऊष्मा की आवश्यकता होती है। प्रज्वलन ईंटें थोड़ी ऊँची हो सकती हैं, जिनमें नमी की मात्रा ≤6% हो सकती है। योग्य ईंटों को तीन या चार भट्ठे के दरवाजों में रखा जाना चाहिए। ईंटों को "ऊपर से कसी हुई और नीचे से ढीली, किनारों से कसी हुई और बीच में ढीली" के सिद्धांत का पालन करते हुए रखा जाना चाहिए। ईंटों के ढेर के बीच 15-20 सेमी का अग्नि चैनल छोड़ें। प्रज्वलन संचालन सीधे खंडों पर सबसे अच्छा किया जाता है, इसलिए प्रज्वलन स्टोव को मोड़ के बाद, दूसरे या तीसरे भट्ठे के दरवाजे पर बनाया जाना चाहिए। प्रज्वलन स्टोव में एक भट्ठी कक्ष और राख हटाने का पोर्ट होता है। ठंडी हवा को प्रवेश करने से रोकने के लिए अग्नि चैनलों में कोयला खिलाने के छेद और वायुरोधी दीवारों को सील किया जाना चाहिए।

प्रज्वलन और तापन: प्रज्वलन से पहले, भट्ठे के ढाँचे और वायु अवमंदकों का रिसाव के लिए निरीक्षण करें। पंखा चालू करें और प्रज्वलन चूल्हे पर हल्का ऋणात्मक दबाव बनाने के लिए उसे समायोजित करें। तापन दर को नियंत्रित करने के लिए फ़ायरबॉक्स पर लकड़ी और कोयले को प्रज्वलित करें। भट्ठे से नमी हटाते हुए ईंटों को सुखाते हुए, 24-48 घंटों तक धीमी आँच पर पकाएँ। फिर, तापन दर को तेज़ करने के लिए वायु प्रवाह को थोड़ा बढ़ा दें। विभिन्न प्रकार के कोयले के अलग-अलग प्रज्वलन बिंदु होते हैं: भूरा कोयला 300-400°C पर, बिटुमिनस कोयला 400-550°C पर, और एन्थ्रेसाइट 550-700°C पर। जब तापमान 400°C से ऊपर पहुँच जाता है, तो ईंटों के अंदर का कोयला जलने लगता है, और प्रत्येक ईंट कोयले के गोले की तरह ऊष्मा का स्रोत बन जाती है। एक बार ईंटें जलने लगें, तो सामान्य तापन तापमान तक पहुँचने के लिए वायु प्रवाह को और बढ़ाया जा सकता है। जब भट्ठे का तापमान 600°C तक पहुंच जाता है, तो वायु अवरोधक को समायोजित करके ज्वाला को अगले कक्ष में पुनर्निर्देशित किया जा सकता है, जिससे प्रज्वलन प्रक्रिया पूरी हो जाती है।

भट्ठा संचालन: हॉफमैन भट्ठे का उपयोग मिट्टी की ईंटों को पकाने के लिए किया जाता है, जिसकी फायरिंग दर प्रतिदिन 4-6 भट्ठा कक्षों की होती है। चूँकि अग्निशीर्ष लगातार गतिशील रहता है, इसलिए प्रत्येक भट्ठा कक्ष का कार्य भी निरंतर बदलता रहता है। अग्निशीर्ष के सामने, कार्य पूर्व-तापन क्षेत्र होता है, जहाँ तापमान 600°C से कम होता है, वायु अवरोधक सामान्यतः 60-70% पर खुला रहता है, और ऋणात्मक दाब -20 से 50 Pa तक होता है। नमी हटाते समय, ईंट के टुकड़ों को टूटने से बचाने के लिए सख्त सावधानी बरतनी चाहिए। 600°C और 1050°C के बीच का तापमान क्षेत्र फायरिंग क्षेत्र है, जहाँ ईंट के टुकड़े रूपांतरित होते हैं। उच्च तापमान पर, मिट्टी भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों से गुजरती है, और सिरेमिक गुणों वाली तैयार ईंटों में परिवर्तित हो जाती है। यदि अपर्याप्त ईंधन के कारण फायरिंग तापमान तक नहीं पहुंचा जा सकता है, तो ईंधन को बैचों में जोड़ा जाना चाहिए (प्रत्येक बार प्रति छेद ≤2 किलोग्राम कोयला पाउडर), दहन के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन की आपूर्ति (≥5%) सुनिश्चित करना, भट्ठी के दबाव को थोड़ा नकारात्मक दबाव (-5 से -10 पा) पर बनाए रखना। ईंट के खाली टुकड़ों को पूरी तरह से पकाने के लिए 4-6 घंटे तक लगातार उच्च तापमान बनाए रखें। फायरिंग ज़ोन से गुजरने के बाद, ईंट के खाली टुकड़े तैयार ईंटों में बदल जाते हैं। कोयला खिलाने वाले छेद फिर बंद हो जाते हैं, और ईंटें इन्सुलेशन और शीतलन क्षेत्र में प्रवेश करती हैं। तेजी से ठंडा होने के कारण दरार को रोकने के लिए शीतलन दर 50°C/h से अधिक नहीं होनी चाहिए। जब ​​तापमान 200°C से नीचे चला जाता है, तो भट्ठी का दरवाजा पास में खोला जा सकता है

II. महत्वपूर्ण नोट्स

ईंटों की स्टैकिंग: "तीन भाग फायरिंग, सात भाग स्टैकिंग।" फायरिंग प्रक्रिया में, ईंटों की स्टैकिंग अत्यंत महत्वपूर्ण है। ईंटों की संख्या और उनके बीच के अंतराल के बीच इष्टतम संतुलन स्थापित करते हुए, "उचित घनत्व" प्राप्त करना महत्वपूर्ण है। चीनी राष्ट्रीय मानकों के अनुसार, ईंटों के लिए इष्टतम स्टैकिंग घनत्व 260 टुकड़े प्रति घन मीटर है। ईंटों की स्टैकिंग में "ऊपर से सघन, नीचे से विरल", "किनारों से सघन, बीच में विरल" और "वायु प्रवाह के लिए जगह छोड़ते हुए" के सिद्धांतों का पालन किया जाना चाहिए, साथ ही ऐसे असंतुलन से बचना चाहिए जहाँ ऊपरी भाग भारी और निचला भाग हल्का हो। क्षैतिज वायु वाहिनी को निकास वेंट के साथ संरेखित किया जाना चाहिए, जिसकी चौड़ाई 15-20 सेमी हो। ईंटों के ढेर का ऊर्ध्वाधर विचलन 2% से अधिक नहीं होना चाहिए, और ढेर को ढहने से रोकने के लिए सख्त उपाय किए जाने चाहिए।

तापमान नियंत्रण: प्रीहीटिंग ज़ोन को धीरे-धीरे गर्म किया जाना चाहिए; तापमान में तेज़ी से वृद्धि सख्त वर्जित है (तापमान में तेज़ी से वृद्धि से नमी बाहर निकल सकती है और ईंटों के टुकड़ों में दरारें पड़ सकती हैं)। क्वार्ट्ज़ मेटामॉर्फिक चरण के दौरान, तापमान स्थिर बनाए रखना आवश्यक है। यदि तापमान आवश्यक तापमान से कम हो जाता है और बाहरी रूप से कोयला मिलाना आवश्यक हो, तो सांद्रित कोयला मिलाना वर्जित है (स्थानीय स्तर पर अत्यधिक जलने से बचने के लिए)। कोयले को एक ही छेद से कई बार थोड़ी-थोड़ी मात्रा में डालना चाहिए, प्रत्येक बार 2 किलोग्राम प्रति बैच की दर से, और प्रत्येक बैच के बीच कम से कम 15 मिनट का अंतराल होना चाहिए।

सुरक्षा: हॉफमैन भट्ठा भी अपेक्षाकृत बंद जगह है। जब कार्बन मोनोऑक्साइड की सांद्रता 24 पीपीएम से ज़्यादा हो जाए, तो कर्मचारियों को बाहर निकालना होगा और वेंटिलेशन बढ़ाना होगा। सिंटरिंग के बाद, तैयार ईंटों को हाथ से निकालना होगा। भट्ठे का दरवाज़ा खोलने के बाद, काम पर जाने से पहले ऑक्सीजन की मात्रा (ऑक्सीजन की मात्रा > 18%) मापें।

III. सामान्य दोष और समस्या निवारण

हॉफमैन भट्ठा उत्पादन में आम मुद्दे: प्रीहीटिंग क्षेत्र में नमी का निर्माण और गीली ईंटों के ढेर का ढहना, मुख्य रूप से गीली ईंटों में नमी की मात्रा अधिक होने और नमी की निकासी की खराब व्यवस्था के कारण। नमी निकासी विधि: सूखी ईंट के ब्लैंक (6% से कम अवशिष्ट नमी सामग्री के साथ) का उपयोग करें और वायु प्रवाह को बढ़ाने के लिए एयर डैम्पर को समायोजित करें, जिससे तापमान लगभग 120°C तक बढ़ जाए। धीमी फायरिंग गति: आमतौर पर इसे "आग नहीं पकड़ेगी" के रूप में संदर्भित किया जाता है, यह मुख्य रूप से ऑक्सीजन की कमी वाले दहन के कारण होता है। अपर्याप्त वायु प्रवाह के लिए समाधान: डैम्पर के उद्घाटन को बढ़ाएं, पंखे की गति बढ़ाएं, भट्ठा बॉडी के अंतराल की मरम्मत करें, और चिमनी से जमा हुए मलबे को साफ करें। संक्षेप में, ऑक्सीजन युक्त दहन और तेजी से तापमान वृद्धि की स्थिति प्राप्त करने के लिए दहन कक्ष में पर्याप्त ऑक्सीजन की आपूर्ति सुनिश्चित करें काली ईंटें कई कारणों से बन सकती हैं: अत्यधिक आंतरिक दहन योजक, भट्ठे में ऑक्सीजन की कमी के कारण अपचायक वातावरण (O₂ < 3%), या ईंटों का पूरी तरह से न पकना। समाधान: आंतरिक ईंधन की मात्रा कम करें, पर्याप्त ऑक्सीजन दहन के लिए वेंटिलेशन बढ़ाएँ, और ईंटों को पूरी तरह से पकाए जाने के लिए उच्च-तापमान स्थिर-तापमान अवधि को उचित रूप से बढ़ाएँ। ईंटों का विरूपण (ओवरफायरिंग) मुख्य रूप से स्थानीयकृत उच्च तापमान के कारण होता है। समाधानों में लौ को आगे बढ़ाने के लिए आगे के एयर डैम्पर को खोलना और तापमान कम करने के लिए भट्ठे में ठंडी हवा डालने के लिए पीछे के फायर कवर को खोलना शामिल है।

हॉफमैन भट्ठा अपने आविष्कार के बाद से 169 वर्षों से उपयोग में है और इसमें कई सुधार और नवाचार हुए हैं। ऐसा ही एक नवाचार है, एकल-फायरिंग व्हील भट्ठा प्रक्रिया के दौरान शुष्क गर्म हवा (100°C–300°C) को सुखाने वाले कक्ष में पहुँचाने के लिए भट्ठे के निचले हिस्से में एक वायु वाहिनी जोड़ना। एक अन्य नवाचार आंतरिक रूप से पकी हुई ईंटों का उपयोग है, जिसका आविष्कार चीनियों ने किया था। कोयले को कुचलने के बाद, इसे आवश्यक ऊष्मीय मान के अनुसार कच्चे माल में मिलाया जाता है (तापमान को 1°C बढ़ाने के लिए लगभग 1240 किलो कैलोरी/किलोग्राम कच्चे माल की आवश्यकता होती है, जो 0.3 किलो कैलोरी के बराबर है)। "वांडा" ईंट कारखाने की फीडिंग मशीन कोयले और कच्चे माल को सही अनुपात में मिला सकती है। मिक्सर कोयले के चूर्ण को कच्चे माल के साथ अच्छी तरह मिलाता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि ऊष्मीय मान विचलन ±200 kJ/किलोग्राम के भीतर नियंत्रित रहे। इसके अतिरिक्त, तापमान नियंत्रण और PLC प्रणालियाँ वायु अवमंदक प्रवाह दर और कोयला फीडिंग दर को स्वचालित रूप से समायोजित करने के लिए स्थापित की गई हैं। इससे स्वचालन का स्तर बढ़ता है और हॉफमैन भट्ठा संचालन के तीन स्थिरता सिद्धांतों को बेहतर ढंग से सुनिश्चित किया जा सकता है: "स्थिर वायु दाब, स्थिर तापमान और स्थिर लौ गति।" सामान्य संचालन के लिए भट्ठे के अंदर की स्थितियों के आधार पर लचीले समायोजन की आवश्यकता होती है, और सावधानीपूर्वक संचालन से योग्य तैयार ईंटें तैयार की जा सकती हैं।