Petunjuk untuk Kiln Hoffman untuk Pembuatan Batu Bata

I. Pendahuluan:

Tungku Hoffman (juga dikenal sebagai "tungku melingkar" di Tiongkok) ditemukan oleh Friedrich Hoffmann dari Jerman pada tahun 1858. Sebelum tungku Hoffman diperkenalkan di Tiongkok, batu bata tanah liat dibakar menggunakan tungku tanah yang hanya dapat beroperasi secara berkala. Tungku ini, yang berbentuk seperti yurt atau bakpao kukus, umumnya disebut "tungku bakpao kukus". Sebuah lubang api dibangun di bagian bawah tungku; saat membakar batu bata, batu bata kering ditumpuk di dalamnya, dan setelah pembakaran, api dimatikan untuk isolasi dan pendinginan sebelum membuka pintu tungku untuk mengeluarkan batu bata yang sudah jadi. Butuh waktu 8-9 hari untuk membakar satu batch batu bata dalam satu tungku. Karena output yang rendah, beberapa tungku bakpao kukus dihubungkan secara seri dengan cerobong asap yang saling terhubung—setelah satu tungku dibakar, cerobong asap tungku yang berdekatan dapat dibuka untuk memulai pembakaran. Jenis tungku ini disebut "tungku naga" di Tiongkok. Meskipun tungku pembakaran naga meningkatkan hasil produksi, tungku tersebut masih belum dapat mencapai produksi berkelanjutan dan memiliki kondisi kerja yang keras. Baru setelah tungku pembakaran Hoffman diperkenalkan di Tiongkok, masalah pembakaran batu bata tanah liat berkelanjutan teratasi, dan lingkungan kerja untuk pembakaran batu bata pun relatif membaik.

1

Tungku Hoffman berbentuk persegi panjang, dengan saluran udara utama dan peredam di tengahnya; posisi api yang bergerak diatur dengan mengendalikan peredam. Bagian dalamnya terdiri dari ruang-ruang tungku melingkar yang saling terhubung, dan beberapa pintu tungku dapat dibuka di dinding luar untuk memudahkan bongkar muat batu bata. Dinding luar berlapis ganda dengan bahan insulasi yang disisipkan di antaranya. Saat mempersiapkan pembakaran batu bata, batu bata kering ditumpuk di jalur tungku, dan lubang penyalaan dibuat. Penyalaan dilakukan dengan bahan yang mudah terbakar; setelah penyalaan stabil, peredam dioperasikan untuk mengarahkan pergerakan api. Batu bata yang ditumpuk di jalur tungku dibakar menjadi produk jadi pada suhu 800-1000°C. Untuk memastikan pembakaran berkelanjutan dengan satu muka api, diperlukan 2-3 pintu untuk area penumpukan batu bata, 3-4 pintu untuk zona pemanasan awal, 3-4 pintu untuk zona pembakaran suhu tinggi, 2-3 pintu untuk zona insulasi, dan 2-3 pintu untuk zona pendinginan dan pembongkaran batu bata. Oleh karena itu, tanur Hoffman dengan satu muka api memerlukan setidaknya 18 pintu, dan tanur dengan dua muka api memerlukan 36 pintu atau lebih. Untuk meningkatkan lingkungan kerja dan mencegah pekerja terpapar suhu yang terlalu tinggi dari batu bata yang sudah jadi, biasanya ditambahkan beberapa pintu lagi. Oleh karena itu, tanur Hoffman dengan satu muka api seringkali dibangun dengan 22-24 pintu. Panjang setiap pintu sekitar 7 meter, dengan panjang total sekitar 70-80 meter. Lebar bersih internal tanur dapat berkisar antara 3 meter, 3,3 meter, 3,6 meter, atau 3,8 meter (panjang bata standar adalah 240 mm atau 250 mm), sehingga perubahan lebar tanur dihitung dengan menambah panjang satu bata. Lebar internal yang berbeda menghasilkan jumlah bata yang ditumpuk berbeda, sehingga menghasilkan output yang sedikit berbeda. Tanur Hoffman dengan satu api depan dapat menghasilkan sekitar 18-30 juta bata standar (240 x 115 x 53 mm) per tahun.

2

II. Struktur:

Tungku Hoffman terdiri dari komponen-komponen berikut berdasarkan fungsinya: fondasi kiln, cerobong asap dasar kiln, sistem saluran udara, sistem pembakaran, kontrol peredam, badan kiln tertutup, insulasi kiln, dan perangkat observasi/pemantauan. Setiap ruang kiln merupakan unit independen sekaligus bagian dari keseluruhan kiln. Seiring perpindahan posisi api, peran masing-masing komponen di dalam kiln berubah (zona pra-pemanasan, zona sintering, zona insulasi, zona pendinginan, zona pembongkaran batu bata, zona penumpukan batu bata). Setiap ruang kiln memiliki cerobong asap, saluran udara, peredam, dan port observasi (port pemasukan batu bara) serta pintu kiln di bagian atas.

Prinsip Kerja:
Setelah batu bata ditumpuk di dalam ruang kiln, penghalang kertas harus direkatkan untuk menyegel ruang tersebut. Ketika posisi api perlu dipindahkan, peredam ruang tersebut dibuka untuk menciptakan tekanan negatif di dalamnya, yang menarik muka api ke dalam ruang dan membakar penghalang kertas. Dalam kasus khusus, kait api dapat digunakan untuk merobek penghalang kertas dari ruang sebelumnya. Setiap kali posisi api berpindah ke ruang baru, ruang-ruang berikutnya memasuki tahap berikutnya secara berurutan. Biasanya, ketika peredam baru saja dibuka, ruang memasuki tahap pemanasan awal dan peningkatan suhu; ruang yang berjarak 2-3 pintu memasuki tahap pembakaran suhu tinggi; ruang yang berjarak 3-4 pintu memasuki tahap isolasi dan pendinginan, dan seterusnya. Setiap ruang terus-menerus mengubah fungsinya, membentuk siklus produksi yang berkesinambungan dengan muka api yang bergerak. Kecepatan rambat api dipengaruhi oleh tekanan udara, volume udara, dan nilai kalor bahan bakar. Selain itu, kecepatannya bervariasi tergantung pada bahan baku batu bata (4-6 meter per jam untuk batu bata serpih, 3-5 meter per jam untuk batu bata tanah liat). Oleh karena itu, kecepatan dan hasil pembakaran dapat diatur dengan mengendalikan tekanan dan volume udara melalui peredam dan mengatur pasokan bahan bakar. Kadar air batu bata juga secara langsung memengaruhi kecepatan api: penurunan kadar air sebesar 1% dapat meningkatkan kecepatan sekitar 10 menit. Kinerja penyegelan dan insulasi tanur secara langsung memengaruhi konsumsi bahan bakar dan hasil akhir batu bata.

3

Desain Kiln:
Pertama, berdasarkan kebutuhan output, tentukan lebar bersih internal tanur. Lebar internal yang berbeda memerlukan volume udara yang berbeda. Berdasarkan tekanan dan volume udara yang dibutuhkan, tentukan spesifikasi dan ukuran saluran masuk udara tanur, cerobong asap, peredam, pipa udara, dan saluran udara utama, dan hitung lebar total tanur. Kemudian, tentukan bahan bakar untuk pembakaran batu bata—bahan bakar yang berbeda memerlukan metode pembakaran yang berbeda. Untuk gas alam, posisi untuk pembakar harus dipesan terlebih dahulu; untuk minyak berat (digunakan setelah pemanasan), posisi nosel harus dipesan. Bahkan untuk batu bara dan kayu (serbuk gergaji, sekam padi, kulit kacang, dan bahan mudah terbakar lainnya dengan nilai panas), metodenya berbeda: batu bara dihancurkan, sehingga lubang pemasukan batu bara bisa lebih kecil; untuk memudahkan pemasukan kayu, lubang harus lebih besar. Setelah merancang berdasarkan data setiap komponen tanur, buatlah gambar konstruksi tanur.

III. Proses Konstruksi:

Pilih lokasi berdasarkan gambar desain. Untuk mengurangi biaya, pilih lokasi dengan bahan baku melimpah dan transportasi yang nyaman untuk batu bata jadi. Seluruh pabrik batu bata harus dipusatkan di sekitar kiln. Setelah menentukan posisi kiln, lakukan perawatan pondasi:
① Survei geologi: Pastikan kedalaman lapisan air tanah dan daya dukung tanah (diperlukan ≥150kPa). Untuk pondasi lunak, gunakan metode penggantian (pondasi puing, pondasi tiang pancang, atau tanah kapur padat 3:7).
② Setelah pondasi dikerjakan, bangun cerobong asap kiln terlebih dahulu dan terapkan tindakan antiair dan antilembap: Buat lapisan mortar antiair setebal 20 mm, lalu lakukan perawatan antiair.
3. Pondasi tanur menggunakan pelat rakit beton bertulang, dengan batang baja φ14 yang diikat dalam kisi dua arah berdiameter 200 mm. Lebarnya sesuai dengan persyaratan desain, dan ketebalannya sekitar 0,3-0,5 meter.
④ Sambungan ekspansi: Atur satu sambungan ekspansi (lebar 30mm) untuk setiap 4-5 ruang, diisi dengan rami aspal untuk penyegelan kedap air.
4

Konstruksi Badan Kiln:
① Persiapan material: Setelah fondasi selesai, ratakan lokasi dan siapkan material. Material untuk tanur: Kedua ujung tanur Hoffman berbentuk setengah lingkaran; bata berbentuk khusus (bata trapesium, bata berbentuk kipas) digunakan pada bagian lengkungnya. Jika badan tanur bagian dalam dibangun dengan bata tahan api, diperlukan tanah liat tahan api, terutama untuk bata lengkung (T38, T39, umumnya disebut "bata bilah") yang digunakan pada saluran masuk udara dan puncak lengkung. Siapkan bekisting untuk puncak lengkung terlebih dahulu.
2. Persiapan: Pada fondasi yang telah diolah, tandai garis tengah tanur terlebih dahulu, kemudian tentukan dan tandai tepi dinding tanur dan posisi pintu tanur berdasarkan posisi cerobong asap bawah tanah dan saluran masuk udara. Tandai enam garis lurus untuk badan tanur dan garis lengkung untuk lengkungan ujung berdasarkan lebar internal bersih.
③ Pasangan batu: Pertama, buat cerobong asap dan saluran masuk udara, lalu pasang batu bata bagian bawah (memerlukan pasangan batu bata sambungan bertingkat dengan mortar penuh, tanpa sambungan kontinu, untuk memastikan penyegelan dan mencegah kebocoran udara). Urutannya adalah: bangun dinding lurus di sepanjang garis pondasi yang ditandai, beralih ke tikungan, yang dibangun dengan batu bata trapesium (kesalahan yang diizinkan ≤3mm). Sesuai persyaratan desain, bangun dinding penyangga penghubung antara dinding kiln bagian dalam dan luar dan isi dengan bahan insulasi. Ketika dinding lurus dibangun hingga ketinggian tertentu, pasang batu bata sudut lengkung (60°-75°) untuk mulai membangun bagian atas lengkung. Tempatkan bekisting lengkung (deviasi lengkung yang diizinkan ≤3mm) dan bangun bagian atas lengkung secara simetris dari kedua sisi ke tengah. Gunakan batu bata lengkung (T38, T39) untuk bagian atas lengkung; jika batu bata biasa digunakan, pastikan dekat dengan bekisting. Saat membangun 3-6 bata terakhir di setiap ring, gunakan bata pengunci berbentuk baji (selisih ketebalan 10-15 mm) dan pukul dengan palu karet hingga rapat. Sisakan lubang pengamatan dan lubang pengisian batu bara di bagian atas lengkungan sesuai persyaratan desain.

IV. Kontrol Kualitas:

a. Vertikalitas: Periksa dengan level laser atau plumb bob; deviasi yang dibolehkan ≤5mm/m.
b. Kerataan: Periksa dengan penggaris lurus 2 meter; ketidakrataan yang dibolehkan ≤3mm.
c. Penyegelan: Setelah pemasangan kiln selesai, lakukan uji tekanan negatif (-50Pa); tingkat kebocoran ≤0,5m³/h·m².

Waktu posting: 05-Agu-2025