Hoffmanova peć (poznata kao peć na kotačima u Kini) je vrsta peći koju je izumio njemački inženjer Gustav Hoffman 1856. godine za kontinuirano pečenje opeke i crijepa. Glavna konstrukcija sastoji se od zatvorenog kružnog tunela, obično izgrađenog od pečene opeke. Radi olakšavanja proizvodnje, na stijenke peći ugrađena su višestruka ravnomjerno raspoređena vrata peći. Jedan ciklus pečenja (jedna ložišna glava) zahtijeva 18 vrata. Kako bi se poboljšali radni uvjeti i omogućilo gotovim opekama više vremena za hlađenje, izgrađene su peći s 22 ili 24 vrata, a izgrađene su i peći s dva plamena s 36 vrata. Kontroliranjem zračnih zaklopki, ložišna glava može se voditi da se kreće, što omogućuje kontinuiranu proizvodnju. Kao vrsta toplinske peći, Hoffmanova peć je također podijeljena na zone predgrijavanja, pečenja i hlađenja. Međutim, za razliku od tunelskih peći, gdje se neobrađeni komadi opeke postavljaju na kolica za peći koja se kreću, Hoffmanova peć radi na principu „obrađeni komad se pomiče, vatra miruje“. Tri radne zone - predgrijavanje, pečenje i hlađenje - ostaju nepomične, dok se neobrađeni komadi opeke kreću kroz tri zone kako bi se dovršio proces pečenja. Hoffmanova peć radi drugačije: neobrađene opeke složene su unutar peći i ostaju nepomične, dok se plamena glava pomiče pomoću zračnih zaklopki, slijedeći princip „vatra se kreće, oblici ostaju mirni“. Stoga zone predgrijavanja, pečenja i hlađenja u Hoffmanovoj peći kontinuirano mijenjaju položaje kako se plamena glava pomiče. Područje ispred plamena namijenjeno je predgrijavanju, sam plamen služi za pečenje, a područje iza plamena služi za hlađenje. Princip rada uključuje podešavanje zračnih zaklopki kako bi se plamen vodio i sekvencijalno palio opeke složene unutar peći.
I. Operativni postupci:
Priprema prije paljenja: materijali za paljenje poput drva za ogrjev i ugljena. Ako se koriste opeke s unutarnjim izgaranjem, potrebno je otprilike 1100–1600 kcal/kg topline za izgaranje jednog kilograma sirovine na 800–950 °C. Opeke za paljenje mogu biti nešto više, s udjelom vlage ≤6%. Kvalificirane opeke trebaju se slagati u troja ili četiri vrata peći. Slaganje opeke slijedi načelo „uže na vrhu i labavije na dnu, uže sa strane i labavije u sredini“. Između slojeva opeke ostavite kanal za paljenje od 15-20 cm. Operacije paljenja najbolje je izvoditi na ravnim dijelovima, pa peć za paljenje treba izgraditi nakon zavoja, na drugim ili trećim vratima peći. Peć za paljenje ima komoru za ložište i otvor za uklanjanje pepela. Otvori za dovod ugljena i vjetrootporni zidovi u kanalima za paljenje moraju biti zatvoreni kako bi se spriječio ulazak hladnog zraka.
Paljenje i zagrijavanje: Prije paljenja, provjerite tijelo peći i zaklopke zraka na propuštanje. Uključite ventilator i podesite ga kako biste stvorili blagi negativni tlak na peći za paljenje. Zapalite drvo i ugljen na ložištu kako biste kontrolirali brzinu zagrijavanja. Koristite malu vatru za pečenje 24-48 sati, sušeći ciglene poluge dok uklanjate vlagu iz peći. Zatim lagano povećajte protok zraka kako biste ubrzali brzinu zagrijavanja. Različite vrste ugljena imaju različite točke paljenja: smeđi ugljen na 300-400°C, bituminozni ugljen na 400-550°C i antracit na 550-700°C. Kada temperatura dosegne preko 400°C, ugljen unutar cigli počinje gorjeti, a svaka cigla postaje izvor topline poput kugle ugljena. Nakon što cigle počnu gorjeti, protok zraka može se dodatno povećati kako bi se postigla normalna temperatura pečenja. Kada temperatura peći dosegne 600°C, zaklopka zraka može se podesiti kako bi se plamen preusmjerio u sljedeću komoru, čime se dovršava proces paljenja.
Rad peći: Hoffmanova peć koristi se za pečenje glinenih opeka, s brzinom pečenja od 4-6 komora peći dnevno. Budući da se plamena glava stalno pomiče, funkcija svake komore peći također se kontinuirano mijenja. Kada se nalazi ispred plamene glave, funkcija je zona predgrijavanja, s temperaturama ispod 600°C, zaklopka zraka normalno je otvorena na 60-70%, a negativni tlak se kreće od -20 do 50 Pa. Tijekom uklanjanja vlage moraju se poduzeti stroge mjere opreza kako bi se spriječilo pucanje dijelova opeke. Temperaturna zona između 600°C i 1050°C je zona pečenja, gdje dijelovi opeke prolaze kroz transformaciju. Pod utjecajem visokih temperatura, glina prolazi kroz fizičke i kemijske promjene, pretvarajući se u gotove opeke s keramičkim svojstvima. Ako se temperatura pečenja ne postigne zbog nedovoljne količine goriva, gorivo se mora dodavati u serijama (ugljen u prahu ≤2 kg po rupi svaki put), osiguravajući odgovarajuću opskrbu kisikom (≥5%) za izgaranje, uz održavanje tlaka u peći na blago negativnom tlaku (-5 do -10 Pa). Održavajte konstantnu visoku temperaturu 4-6 sati kako bi se cigleni neobrađeni komadi potpuno ispekli. Nakon prolaska kroz zonu pečenja, cigleni neobrađeni komadi pretvaraju se u gotove cigle. Otvori za dovod ugljena se zatim zatvaraju, a cigle ulaze u zonu izolacije i hlađenja. Brzina hlađenja ne smije prelaziti 50°C/h kako bi se spriječilo pucanje zbog brzog hlađenja. Kada temperatura padne ispod 200°C, vrata peći se mogu otvoriti u blizini, a nakon ventilacije i hlađenja, gotove cigle se vade iz peći, čime se dovršava proces pečenja.
II. Važne napomene
Slaganje opeke: „Tri dijela pečenja, sedam dijelova slaganja.“ U procesu pečenja, slaganje opeke je ključno. Važno je postići „razumnu gustoću“, pronaći optimalnu ravnotežu između broja opeke i razmaka između njih. Prema kineskim nacionalnim standardima, optimalna gustoća slaganja opeke je 260 komada po kubnom metru. Slaganje opeke mora se pridržavati načela „gusto na vrhu, rijetko na dnu“, „gusto sa strane, rijetko u sredini“ i „ostaviti prostor za protok zraka“, izbjegavajući pritom neravnotežu gdje je vrh težak, a dno lagano. Horizontalni zračni kanal trebao bi biti poravnat s ispušnim otvorom, širine 15-20 cm. Vertikalno odstupanje hrpe opeke ne smije prelaziti 2%, a moraju se poduzeti stroge mjere kako bi se spriječilo urušavanje hrpe.
Kontrola temperature: Zonu predgrijavanja treba zagrijavati polako; nagli porast temperature je strogo zabranjen (nagli porast temperature može uzrokovati izlazak vlage i pucanje ciglenih blokova). Tijekom faze metamorfoze kvarca, temperatura se mora održavati stabilnom. Ako temperatura padne ispod potrebne temperature i potrebno je dodati ugljen izvana, zabranjeno je dodavanje koncentriranog ugljena (kako bi se spriječilo lokalizirano prekomjerno izgaranje). Ugljen treba dodavati u malim količinama više puta kroz jednu rupu, pri čemu svako dodavanje iznosi 2 kg po šarži, a svaka šarža treba biti razmaknuta najmanje 15 minuta.
Sigurnost: Hoffmanova peć je također relativno zatvoreni prostor. Kada koncentracija ugljičnog monoksida prijeđe 24 PPM, osoblje se mora evakuirati, a ventilacija se mora poboljšati. Nakon sinteriranja, gotove opeke moraju se ručno ukloniti. Nakon otvaranja vrata peći, prvo izmjerite sadržaj kisika (sadržaj kisika > 18%) prije ulaska u posao.
III. Uobičajene greške i rješavanje problema
Uobičajeni problemi u proizvodnji Hoffmanove peći: nakupljanje vlage u zoni predgrijavanja i urušavanje mokrih hrpa opeke, prvenstveno zbog visokog sadržaja vlage u mokrim opekama i lošeg odvođenja vlage. Metoda odvođenja vlage: koristite suhe ciglene blokove (s preostalom vlagom ispod 6%) i prilagodite zaklopku za zrak kako biste povećali protok zraka, podižući temperaturu na približno 120 °C. Spora brzina pečenja: Često se naziva "vatra se neće rasplamsati", što je prvenstveno zbog izgaranja s nedostatkom kisika. Rješenja za nedovoljan protok zraka: Povećajte otvor zaklopke, povećajte brzinu ventilatora, popravite praznine na tijelu peći i očistite nakupljene ostatke iz dimnjaka. Ukratko, osigurajte dovoljan protok kisika u komoru za izgaranje kako biste postigli uvjete izgaranja bogatog kisikom i brzog porasta temperature. Promjena boje tijela opeke (žutilo) zbog nedovoljne temperature sinteriranja: Rješenje: Odgovarajuće povećajte količinu goriva i povisite temperaturu pečenja. Crnosrčane opeke mogu se formirati iz nekoliko razloga: prekomjerni aditivi za unutarnje izgaranje, nedostatak kisika u peći što stvara redukcijsku atmosferu (O₂ < 3%) ili opeke koje nisu u potpunosti pečene. Rješenja: Smanjite unutarnji sadržaj goriva, povećajte ventilaciju za dovoljno izgaranje kisika i odgovarajuće produžite trajanje konstantne temperature na visokoj temperaturi kako biste osigurali potpuno pečenje opeke. Deformacija opeke (prepečenje) prvenstveno je uzrokovana lokaliziranim visokim temperaturama. Rješenja uključuju otvaranje prednje zaklopke zraka kako bi se plamen pomaknuo naprijed i otvaranje stražnjeg poklopca peći kako bi se u peć uveo hladan zrak radi snižavanja temperature.
Hoffmanova peć se koristi već 169 godina od svog izuma i prošla je kroz brojna poboljšanja i inovacije. Jedna takva inovacija je dodavanje kanala za zrak na dnu peći za uvođenje suhog vrućeg zraka (100°C–300°C) u komoru za sušenje tijekom procesa peći s jednim loženjem. Druga inovacija je korištenje cigli s unutarnjim pečenjem, koje su izumili Kinezi. Nakon što se ugljen usitni, dodaje se sirovinama prema potrebnoj kalorijskoj vrijednosti (potrebno je približno 1240 kcal/kg sirovine da bi se temperatura povisila za 1°C, što je ekvivalentno 0,3 kcal). Stroj za doziranje ciglane „Wanda“ može miješati ugljen i sirovine u ispravnim omjerima. Mješalica temeljito miješa ugljeni prah sa sirovinama, osiguravajući da se odstupanje kalorijske vrijednosti kontrolira unutar ±200 kJ/kg. Osim toga, ugrađeni su sustavi za kontrolu temperature i PLC sustavi za automatsko podešavanje protoka zaklopke zraka i brzine doziranja ugljena. To poboljšava razinu automatizacije, bolje osiguravajući tri principa stabilnosti rada Hoffmanove peći: „stabilan tlak zraka, stabilna temperatura i stabilno kretanje plamena.“ Normalan rad zahtijeva fleksibilne prilagodbe na temelju uvjeta unutar peći, a pažljivim radom mogu se proizvesti kvalitetne gotove opeke.
Vrijeme objave: 21. lipnja 2025.