A Hoffman kemence (Kínában kerekes kemenceként ismert) egy olyan kemencetípus, amelyet a német mérnök, Gustav Hoffman talált fel 1856-ban téglák és csempék folyamatos égetésére. A fő szerkezet egy zárt, kör alakú alagútból áll, amelyet jellemzően égetett téglákból építenek. A gyártás megkönnyítése érdekében több, egyenletesen elosztott kemenceajtót szerelnek fel a kemence falára. Egyetlen égetési ciklushoz (egy tűzfejhez) 18 ajtóra van szükség. A munkakörülmények javítása és a kész téglák hűlési idejének növelése érdekében 22 vagy 24 ajtós kemencéket építettek, valamint 36 ajtós, kéttüzelésű kemencéket is. A levegőztető csappantyúk vezérlésével a tűzfej mozgása vezérelhető, lehetővé téve a folyamatos termelést. Hőmérnöki kemenceként a Hoffman kemence előmelegítő, égetési és hűtési zónákra oszlik. Az alagútkemencékkel ellentétben, ahol a téglagyártmányokat mozgó kemencekocsikra helyezik, a Hoffman kemence a „gyártmány mozog, a tűz nyugalomban marad” elven működik. A három munkazóna – előmelegítés, égetés és hűtés – mozdulatlan marad, miközben a téglagyártmányok a három zónán keresztülhaladnak az égetési folyamat befejezéséhez. A Hoffman kemence másképp működik: a téglalapokat a kemence belsejében egymásra rakják, és mozdulatlanok maradnak, míg a tűzfejet levegőcsillapítók vezérlik a mozgásban, a „tűz mozog, a lapok mozdulatlanok” elvét követve. Ezért a Hoffman kemence előmelegítő, égetési és hűtési zónái folyamatosan változtatják a helyzetüket a tűzfej mozgásával. A láng előtti terület az előmelegítésre, maga a láng az égetésre, a láng mögötti terület pedig a hűtésre szolgál. A működési elv a levegőcsillapító beállításából áll, amely a lángot a kemencében egymás után egymás után égeti el a téglák között.
I. Működési eljárások:
Gyújtás előtti előkészítés: gyújtóanyagok, például tűzifa és szén. Belső égésű téglák használata esetén körülbelül 1100–1600 kcal/kg hő szükséges egy kilogramm nyersanyag 800–950°C-ra való elégetéséhez. A gyújtótéglák lehetnek valamivel magasabbak, ≤6%-os nedvességtartalommal. A minősített téglákat három vagy négy kemenceajtóba kell rakni. A téglarakás a „felül szorosabb és alul lazább, oldalt szorosabb és középen lazább” elvet követi. A téglarakások között 15-20 cm-es tűzcsatornát kell hagyni. A gyújtási műveleteket legjobb egyenes szakaszokon elvégezni, ezért a gyújtókályhát a kanyar után, a második vagy harmadik kemenceajtónál kell megépíteni. A gyújtókályha tűztérrel és hamueltávolító nyílással rendelkezik. A tűzcsatornákban lévő szénadagoló nyílásokat és szélálló falakat le kell zárni, hogy megakadályozzák a hideg levegő bejutását.
Gyújtás és hevítés: Gyújtás előtt ellenőrizze a kemencetestet és a levegő csappantyúit szivárgás szempontjából. Kapcsolja be a ventilátort, és állítsa be úgy, hogy enyhe negatív nyomás jöjjön létre a gyújtókályhánál. Gyújtsa meg a fát és a szenet a tűztérben a hevítési sebesség szabályozásához. Kis lángon süsse 24-48 órán át, szárítsa a téglalapokat, miközben eltávolítja a nedvességet a kemencéből. Ezután kissé növelje a légáramlást a hevítési sebesség felgyorsítása érdekében. A különböző szénfajtáknak eltérő a gyulladási pontja: a barnaszénnek 300-400°C, a bitumenes szénnek 400-550°C, az antraciténak pedig 550-700°C. Amikor a hőmérséklet eléri a 400°C-ot, a téglákban lévő szén égni kezd, és minden tégla hőforrássá válik, mint egy széngolyó. Amint a téglák égni kezdenek, a légáramlás tovább növelhető a normál égetési hőmérséklet eléréséhez. Amikor a kemence hőmérséklete eléri a 600°C-ot, a levegő csappantyú beállítható úgy, hogy a láng a következő kamrába terelődjön, befejezve a gyújtási folyamatot.
A kemence működése: A Hoffman kemencét agyagtéglák égetésére használják, napi 4-6 kemencekamra égetési sebességgel. Mivel a tűzfej folyamatosan mozog, az egyes kemencék funkciója is folyamatosan változik. A tűzfej előtt az előmelegítő zóna a funkció, 600°C alatti hőmérsékleten a levegő zsaluja normál esetben 60-70%-on nyitva van, a negatív nyomás pedig -20 és 50 Pa között van. A nedvesség eltávolítása során szigorú óvintézkedéseket kell tenni a téglagyár repedésének megakadályozása érdekében. A 600°C és 1050°C közötti hőmérsékleti zóna az égetési zóna, ahol a téglagyártmányok átalakuláson mennek keresztül. Magas hőmérsékleten az agyag fizikai és kémiai változásokon megy keresztül, kerámia tulajdonságokkal rendelkező kész téglákká alakul. Ha az égetési hőmérsékletet a nem elegendő tüzelőanyag miatt nem érik el, a tüzelőanyagot részletekben kell hozzáadni (szénpor ≤2 kg lyukanként alkalmanként), biztosítva a megfelelő oxigénellátást (≥5%) az égéshez, miközben a kemence nyomását enyhe negatív nyomáson (-5 és -10 Pa között) kell tartani. A téglalapok teljes kiégetése érdekében 4-6 órán át állandó magas hőmérsékletet kell fenntartani. Az égetési zónán való áthaladás után a téglalapok kész téglákká alakulnak. Ezután a szénadagoló nyílásokat lezárják, és a téglák a szigetelő és hűtő zónába kerülnek. A hűtési sebesség nem haladhatja meg az 50°C/h-t, hogy elkerüljük a gyors hűtés miatti repedéseket. Amikor a hőmérséklet 200°C alá csökken, a kemence ajtaja a közelben kinyitható, és a szellőztetés és hűtés után a kész téglákat kiveszik a kemencéből, ezzel befejezve az égetési folyamatot.
II. Fontos megjegyzések
Téglarakás: „Három rész égetés, hét rész rakás.” Az égetési folyamat során a téglarakás kulcsfontosságú. Fontos az „ésszerű sűrűség” elérése, a téglák száma és a közöttük lévő rések optimális egyensúlyának megtalálása. A kínai nemzeti szabványok szerint a téglák optimális rakássűrűsége 260 darab köbméterenként. A téglarakásnak a „felül sűrű, alul ritka”, „oldalakon sűrű, középen ritka” és „helyet kell hagyni a légáramlásnak” elveit kell követnie, elkerülve az egyensúlyhiányt, ahol a teteje nehéz, az alja pedig könnyű. A vízszintes légcsatornának a kipufogó szellőzőnyílással egy vonalban kell lennie, 15-20 cm szélességgel. A téglarakás függőleges eltérése nem haladhatja meg a 2%-ot, és szigorú intézkedéseket kell tenni a rakás összeomlásának megakadályozására.
Hőmérséklet-szabályozás: Az előmelegítő zónát lassan kell felmelegíteni; a gyors hőmérséklet-emelkedés szigorúan tilos (a gyors hőmérséklet-emelkedés nedvesség kiszivárgását és a téglalap repedését okozhatja). A kvarc metamorf fázisa alatt a hőmérsékletet stabilan kell tartani. Ha a hőmérséklet a kívánt hőmérséklet alá esik, és kívülről kell szenet adagolni, koncentrált szénadagolás tilos (a lokális túlégés megakadályozása érdekében). A szenet kis mennyiségben, többször, egyetlen lyukon keresztül kell hozzáadni, adagonként 2 kg-ot, és az egyes adagok között legalább 15 perces időközönként kell eltelni.
Biztonság: A Hoffman kemence viszonylag zárt tér. Amikor a szén-monoxid koncentrációja meghaladja a 24 PPM-et, a személyzetet ki kell üríteni, és a szellőzést fokozni kell. A szinterezés után a kész téglákat kézzel kell eltávolítani. A kemence ajtajának kinyitása után először meg kell mérni az oxigéntartalmat (oxigéntartalom > 18%), mielőtt munkába lépne.
III. Gyakori hibák és hibaelhárítás
Gyakori problémák a Hoffman kemence gyártásában: nedvesség felhalmozódása az előmelegítő zónában és a nedves téglarakások összeomlása, elsősorban a nedves téglák magas nedvességtartalma és a rossz nedvességelvezetés miatt. Nedvességelvezetési módszer: száraz téglalapokat használjon (6% alatti maradék nedvességtartalommal), és állítsa be a levegő zsaluját a légáramlás növelése érdekében, a hőmérsékletet körülbelül 120 °C-ra emelve. Lassú égetési sebesség: Ezt általában „a tűz nem gyullad ki” jelenségként emlegetik, és elsősorban az oxigénhiányos égésnek köszönhető. Megoldások az elégtelen légáramlásra: Növelje a zsalu nyílását, növelje a ventilátor sebességét, javítsa ki a kemence testének réseit, és tisztítsa meg a felhalmozódott törmeléket a füstjáratból. Összefoglalva, biztosítson elegendő oxigénellátást az égéstérben az oxigéndús égés és a gyors hőmérséklet-emelkedés feltételeinek eléréséhez. A téglatest elszíneződése (sárgulása) az elégtelen szinterelési hőmérséklet miatt: Megoldás: Megfelelően növelje a tüzelőanyag mennyiségét és emelje az égetési hőmérsékletet. A fekete szívű téglák több okból is kialakulhatnak: túlzott belső égésű adalékanyagok, oxigénhiány a kemencében, ami redukáló légkört hoz létre (O₂ < 3%), vagy a téglák nem teljesen kiégetése. Megoldások: Csökkentse a belső tüzelőanyag-tartalmat, növelje a szellőzést a megfelelő oxigénégetés érdekében, és megfelelően növelje a magas hőmérsékletű, állandó hőmérsékletű időszakot a téglák teljes kiégésének biztosítása érdekében. A tégla deformációját (túlégetést) elsősorban a lokális magas hőmérsékletek okozzák. A megoldások közé tartozik az elülső levegőzsalu kinyitása a láng előremozdítása érdekében, valamint a hátsó tűzfedél kinyitása, hogy hideg levegőt juttasson a kemencébe a hőmérséklet csökkentése érdekében.
A Hoffman kemence a feltalálása óta 169 éve használatban van, és számos fejlesztésen és újításon esett át. Az egyik ilyen újítás a kemence alján lévő légcsatorna hozzáadása, amely száraz, forró levegőt (100°C–300°C) juttat a szárítókamrába az egyégetős kerekes kemence eljárása során. Egy másik újítás a belső égetésű téglák használata, amelyeket a kínaiak találtak fel. A szén összezúzása után azt a kívánt fűtőértéknek megfelelően adják a nyersanyagokhoz (körülbelül 1240 kcal/kg nyersanyag szükséges a hőmérséklet 1°C-kal történő emeléséhez, ami 0,3 kcal-nak felel meg). A „Wanda” téglagyár adagológépe a szenet és a nyersanyagokat a megfelelő arányban tudja keverni. A keverő alaposan összekeveri a szénport a nyersanyagokkal, biztosítva, hogy a fűtőérték eltérése ±200 kJ/kg-on belül maradjon. Ezenkívül hőmérséklet-szabályozó és PLC rendszerek vannak telepítve a levegő zsalu áramlási sebességének és a szénadagolási sebességnek automatikus beállításához. Ez növeli az automatizálás szintjét, jobban biztosítva a Hoffman kemence működésének három stabilitási alapelvét: „stabil légnyomás, stabil hőmérséklet és stabil lángmozgás”. A normál működés rugalmas beállítást igényel a kemence belsejében uralkodó körülmények alapján, és a gondos üzemeltetés minőségi kész téglákat eredményezhet.
Közzététel ideje: 2025. június 21.