Tanur Hoffman (dikenal sebagai tanur roda di Tiongkok) adalah jenis tanur yang diciptakan oleh insinyur Jerman Gustav Hoffman pada tahun 1856 untuk pembakaran batu bata dan genteng secara terus-menerus. Struktur utamanya terdiri dari terowongan melingkar tertutup, biasanya dibangun dari batu bata yang dibakar. Untuk memfasilitasi produksi, beberapa pintu tanur dengan jarak yang sama dipasang pada dinding tanur. Satu siklus pembakaran (satu kepala api) membutuhkan 18 pintu. Untuk meningkatkan kondisi kerja dan memberikan waktu lebih lama bagi batu bata yang sudah jadi untuk mendingin, tanur dengan 22 atau 24 pintu dibangun, dan tanur dua api dengan 36 pintu juga dibangun. Dengan mengendalikan peredam udara, kepala api dapat diarahkan untuk bergerak, memungkinkan produksi yang berkelanjutan. Sebagai jenis tanur rekayasa termal, tanur Hoffman juga dibagi menjadi zona pemanasan awal, pembakaran, dan pendinginan. Namun, tidak seperti kiln terowongan, di mana bata kosong ditempatkan pada gerbong kiln yang bergerak, kiln Hoffman beroperasi berdasarkan prinsip "bata kosong bergerak, api tetap diam." Tiga zona kerja—pemanasan awal, pembakaran, dan pendinginan—tetap diam, sementara bata kosong bergerak melalui tiga zona untuk menyelesaikan proses pembakaran. Kiln Hoffman beroperasi secara berbeda: bata kosong ditumpuk di dalam kiln dan tetap diam, sementara kepala api dipandu oleh peredam udara untuk bergerak, mengikuti prinsip "api bergerak, bata kosong tetap diam." Oleh karena itu, zona pemanasan awal, pembakaran, dan pendinginan di kiln Hoffman terus berubah posisi saat kepala api bergerak. Area di depan api untuk pemanasan awal, api itu sendiri untuk pembakaran, dan area di belakang api untuk pendinginan. Prinsip kerja melibatkan penyesuaian peredam udara untuk memandu api untuk secara berurutan membakar bata yang ditumpuk di dalam kiln.
I. Prosedur Operasional:
Persiapan pra-penyalaan: bahan-bahan penyalaan seperti kayu bakar dan batu bara. Jika menggunakan batu bata pembakaran internal, sekitar 1.100–1.600 kkal/kg panas diperlukan untuk membakar satu kilogram bahan baku hingga 800–950°C. Batu bata penyalaan dapat dibuat sedikit lebih tinggi, dengan kadar air ≤6%. Batu bata yang memenuhi syarat harus ditumpuk dalam tiga atau empat pintu kiln. Penumpukan batu bata mengikuti prinsip "lebih rapat di bagian atas dan lebih longgar di bagian bawah, lebih rapat di bagian samping dan lebih longgar di bagian tengah." Sisakan saluran api 15-20 cm di antara tumpukan batu bata. Operasi penyalaan paling baik dilakukan pada bagian yang lurus, sehingga tungku penyalaan harus dibangun setelah lengkungan, di pintu kiln kedua atau ketiga. Tungku penyalaan memiliki ruang tungku dan port pembuangan abu. Lubang pemasukan batu bara dan dinding kedap angin di saluran api harus disegel untuk mencegah masuknya udara dingin.
Pengapian dan pemanasan: Sebelum pengapian, periksa badan tanur dan peredam udara untuk kebocoran. Nyalakan kipas dan atur untuk menciptakan sedikit tekanan negatif pada tungku pengapian. Nyalakan kayu dan batu bara di tungku untuk mengontrol laju pemanasan. Gunakan api kecil untuk memanggang selama 24–48 jam, mengeringkan bata kosong sambil menghilangkan kelembapan dari tanur. Kemudian, tingkatkan aliran udara sedikit untuk mempercepat laju pemanasan. Berbagai jenis batu bara memiliki titik penyalaan yang berbeda: batu bara cokelat pada suhu 300-400°C, batu bara bitumen pada suhu 400-550°C, dan antrasit pada suhu 550-700°C. Ketika suhu mencapai lebih dari 400°C, batu bara di dalam bata mulai terbakar, dan setiap bata menjadi sumber panas seperti bola batu bara. Setelah bata mulai terbakar, aliran udara dapat ditingkatkan lebih lanjut untuk mencapai suhu pembakaran normal. Ketika suhu tungku mencapai 600°C, peredam udara dapat disesuaikan untuk mengarahkan api ke ruang berikutnya, menyelesaikan proses penyalaan.
Operasi kiln: Kiln Hoffman digunakan untuk membakar batu bata tanah liat, dengan laju pembakaran 4-6 ruang kiln per hari. Karena kepala api terus bergerak, fungsi setiap ruang kiln juga terus berubah. Saat berada di depan kepala api, fungsinya adalah sebagai zona pemanasan awal, dengan suhu di bawah 600°C, peredam udara biasanya terbuka pada 60-70%, dan tekanan negatif berkisar antara -20 hingga 50 Pa. Saat menghilangkan kelembapan, tindakan pencegahan yang ketat harus dilakukan untuk mencegah retak pada bata kosong. Zona suhu antara 600°C dan 1050°C adalah zona pembakaran, tempat bata kosong mengalami transformasi. Pada suhu tinggi, tanah liat mengalami perubahan fisika dan kimia, berubah menjadi batu bata jadi dengan sifat keramik. Jika suhu pembakaran tidak tercapai karena bahan bakar tidak mencukupi, bahan bakar harus ditambahkan secara bertahap (bubuk batu bara ≤2 kg per lubang setiap kali), memastikan pasokan oksigen yang cukup (≥5%) untuk pembakaran, dengan tekanan kiln dipertahankan pada tekanan sedikit negatif (-5 hingga -10 Pa). Pertahankan suhu tinggi yang konstan selama 4-6 jam untuk membakar bata kosong sepenuhnya. Setelah melewati zona pembakaran, bata kosong diubah menjadi batu bata jadi. Lubang pengisian batu bara kemudian ditutup, dan batu bata memasuki zona isolasi dan pendinginan. Laju pendinginan tidak boleh melebihi 50°C/jam untuk mencegah retak karena pendinginan yang cepat. Ketika suhu turun di bawah 200°C, pintu kiln dapat dibuka di dekatnya, dan setelah ventilasi dan pendinginan, batu bata jadi dikeluarkan dari kiln, menyelesaikan proses pembakaran.
II. Catatan Penting
Penumpukan batu bata: "Tiga bagian pembakaran, tujuh bagian penumpukan." Dalam proses pembakaran, penumpukan batu bata sangat penting. Penting untuk mencapai "kepadatan yang wajar", menemukan keseimbangan optimal antara jumlah batu bata dan celah di antara mereka. Menurut standar nasional Tiongkok, kepadatan penumpukan batu bata yang optimal adalah 260 buah per meter kubik. Penumpukan batu bata harus mematuhi prinsip "padat di atas, jarang di bawah", "padat di samping, jarang di tengah", dan "memberikan ruang untuk aliran udara", sambil menghindari ketidakseimbangan antara bagian atas yang berat dan bagian bawah yang ringan. Saluran udara horizontal harus sejajar dengan ventilasi pembuangan, dengan lebar 15-20 cm. Deviasi vertikal tumpukan batu bata tidak boleh melebihi 2%, dan langkah-langkah ketat harus diambil untuk mencegah tumpukan runtuh.
Kontrol Suhu: Zona pemanasan awal harus dipanaskan secara perlahan; peningkatan suhu yang cepat sangat dilarang (peningkatan suhu yang cepat dapat menyebabkan uap air keluar dan retak pada bata kosong). Selama fase metamorfosis kuarsa, suhu harus dijaga tetap stabil. Jika suhu turun di bawah suhu yang dibutuhkan dan batu bara perlu ditambahkan dari luar, penambahan batu bara pekat dilarang (untuk mencegah pembakaran berlebih yang terlokalisasi). Batu bara harus ditambahkan dalam jumlah kecil beberapa kali melalui satu lubang, dengan setiap penambahan 2 kg per batch, dan setiap batch diberi jarak minimal 15 menit.
Keamanan: Tungku pembakaran Hoffman juga merupakan ruang yang relatif tertutup. Ketika konsentrasi karbon monoksida melebihi 24 PPM, personel harus dievakuasi, dan ventilasi harus ditingkatkan. Setelah sintering, bata yang sudah jadi harus dikeluarkan secara manual. Setelah membuka pintu kiln, ukur terlebih dahulu kadar oksigen (kadar oksigen > 18%) sebelum mulai bekerja.
III. Kesalahan Umum dan Pemecahan Masalah
Masalah umum dalam produksi kiln Hoffman: penumpukan kelembapan di zona pemanasan awal dan runtuhnya tumpukan bata basah, terutama karena kadar air yang tinggi pada bata basah dan drainase kelembapan yang buruk. Metode drainase kelembapan: gunakan bata kosong kering (dengan kadar air sisa di bawah 6%) dan sesuaikan peredam udara untuk meningkatkan aliran udara, menaikkan suhu hingga sekitar 120°C. Kecepatan pembakaran lambat: Umumnya disebut sebagai "api tidak akan menyala," hal ini terutama disebabkan oleh pembakaran yang kekurangan oksigen. Solusi untuk aliran udara yang tidak memadai: Tingkatkan bukaan peredam, naikkan kecepatan kipas, perbaiki celah badan kiln, dan bersihkan kotoran yang terkumpul dari cerobong asap. Singkatnya, pastikan oksigen yang cukup disuplai ke ruang pembakaran untuk mencapai pembakaran yang kaya oksigen dan kondisi kenaikan suhu yang cepat. Perubahan warna badan bata (menguning) karena suhu sintering yang tidak memadai: Solusi: Tingkatkan jumlah bahan bakar dan naikkan suhu pembakaran dengan tepat. Batu bata yang terbakar dapat terbentuk karena beberapa alasan: aditif pembakaran internal yang berlebihan, kekurangan oksigen di dalam tanur yang menciptakan atmosfer reduksi (O₂ < 3%), atau batu bata yang tidak terbakar sempurna. Solusi: Kurangi kandungan bahan bakar internal, tingkatkan ventilasi untuk pembakaran oksigen yang cukup, dan perpanjang durasi suhu tinggi-konstan yang sesuai untuk memastikan batu bata terbakar sempurna. Deformasi batu bata (overfiring) terutama disebabkan oleh suhu tinggi yang terlokalisasi. Solusinya meliputi membuka peredam udara depan untuk menggerakkan api ke depan dan membuka penutup api belakang untuk memasukkan udara dingin ke dalam tanur guna menurunkan suhu.
Tungku Hoffman telah digunakan selama 169 tahun sejak penemuannya dan telah mengalami berbagai penyempurnaan serta inovasi. Salah satu inovasi tersebut adalah penambahan saluran udara di dasar tungku untuk memasukkan udara panas kering (100°C–300°C) ke dalam ruang pengering selama proses tungku roda pembakaran tunggal. Inovasi lainnya adalah penggunaan batu bata pembakaran internal, yang ditemukan oleh bangsa Tiongkok. Setelah batu bara dihancurkan, batu bara ditambahkan ke bahan baku sesuai dengan nilai kalor yang dibutuhkan (sekitar 1240 kkal/kg bahan baku dibutuhkan untuk menaikkan suhu sebesar 1°C, setara dengan 0,3 kkal). Mesin pengumpan pabrik batu bata "Wanda" dapat mencampur batu bara dan bahan baku dalam proporsi yang tepat. Mixer tersebut mencampur bubuk batu bara dengan bahan baku secara menyeluruh, memastikan deviasi nilai kalor terkendali dalam kisaran ±200 kJ/kg. Selain itu, sistem kontrol suhu dan PLC dipasang untuk menyesuaikan laju aliran peredam udara dan laju pengumpanan batu bara secara otomatis. Hal ini meningkatkan tingkat otomatisasi, sehingga lebih menjamin tiga prinsip stabilitas pengoperasian tanur Hoffman: "tekanan udara stabil, suhu stabil, dan pergerakan api stabil." Pengoperasian normal memerlukan penyesuaian fleksibel berdasarkan kondisi di dalam tanur, dan pengoperasian yang cermat dapat menghasilkan batu bata jadi yang berkualitas.
Waktu posting: 21-Jun-2025