חדשות - הוראות לייצור לבנים של כבשן הופמן

א. מבוא:

כבשן הופמן (הידוע גם כ"כבשן עגול" בסין) הומצא על ידי הגרמני פרידריך הופמן בשנת 1858. לפני כניסתו של כבשן הופמן לסין, לבני החרס נשרפו באמצעות כבשני עפר שיכלו לפעול רק לסירוגין. כבשנים אלה, שעוצבו בצורת יורטות או לחמניות מאודות, נקראו בדרך כלל "כבשני לחמניות מאודות". בתחתית הכבשן נבנה בור אש; בעת שריפת לבנים, לבנים יבשות נערמו בפנים, ולאחר השריפה, האש כובתה לבידוד וקירור לפני פתיחת דלת הכבשן להוצאת הלבנים המוגמרות. שריפת אצווה אחת של לבנים בכבשן יחיד ארכה 8-9 ימים. עקב תפוקה נמוכה, חוברו מספר כבשני לחמניות מאודות בטור עם ארובות מחוברות - לאחר שריפת כבשן אחד, ניתן היה לפתוח את הארובה של הכבשן הסמוך כדי להתחיל בשריפה. סוג זה של כבשן נקרא "כבשן דרקון" בסין. למרות שכבשן הדרקון הגדיל את התפוקה, הוא עדיין לא הצליח להשיג ייצור רציף והיה לו תנאי עבודה קשים. רק כאשר כבשן הופמן הוצג לסין, נפתרה בעיית שריפת לבני חרס הרציפה, וסביבת העבודה לשריפה בלבנים שופרה יחסית.

כבשן הופמן הוא מלבני בצורתו, עם צינור אוויר ראשי ובולמי אש במרכז; מיקום האש הנעים מכוון על ידי שליטה בבולמי האש. החלק הפנימי מורכב מתאי כבשן עגולים המחוברים זה לזה, ודלתות כבשן מרובות נפתחות על הדופן החיצונית לטעינה ופריקה קלה של לבנים. הדופן החיצונית כפולה מכוסה בחומר בידוד ממולא ביניהן. בעת הכנה לשריפת לבנים, לבנים יבשות נערמות במעברי הכבשן, ונבנים בורות הצתה. ההצתה מתבצעת באמצעות חומרים דליקים; לאחר הצתה יציבה, הבולמי אש מופעלים כדי להנחות את תנועת האש. הלבנים הנערמות במעברי הכבשן נשרפות למוצרים מוגמרים בטמפרטורה של 800-1000 מעלות צלזיוס. כדי להבטיח שריפה רציפה עם חזית להבה אחת, יש צורך ב-2-3 דלתות לאזור ערימת הלבנים, 3-4 דלתות לאזור החימום המוקדם, 3-4 דלתות לאזור השריפה בטמפרטורה גבוהה, 2-3 דלתות לאזור הבידוד, ו-2-3 דלתות לאזור הקירור ופריקת הלבנים. לכן, כבשן הופמן עם חזית להבה אחת דורש לפחות 18 דלתות, וכבשן עם שתי חזיתות להבה דורש 36 דלתות או יותר. כדי לשפר את סביבת העבודה ולמנוע מחשיפת עובדים לטמפרטורות גבוהות מדי מלבנים גמורות, בדרך כלל מוסיפים עוד כמה דלתות, כך שכבשן הופמן עם חזית להבה אחת נבנה לעתים קרובות עם 22-24 דלתות. כל דלת היא באורך של כ-7 מטרים, באורך כולל של כ-70-80 מטרים. הרוחב הפנימי נטו של הכבשן יכול להיות 3 מטרים, 3.3 מטרים, 3.6 מטרים או 3.8 מטרים (לבנים סטנדרטיות הן באורך של 240 מ"מ או 250 מ"מ), ולכן שינויים ברוחב הכבשן מחושבים על ידי הגדלת אורך של לבנה אחת. רוחבים פנימיים שונים גורמים למספר שונה של לבנים מוערמות, ולכן תפוקות שונות במקצת. כבשן הופמן עם חזית להבה אחת יכול לייצר כ-18-30 מיליון לבנים סטנדרטיות (240x115x53 מ"מ) בשנה.

II. מבנה:

כבשן הופמן מורכב מהרכיבים הבאים בהתבסס על תפקידיהם: בסיס הכבשן, ארובה תחתית הכבשן, מערכת צינורות אוויר, מערכת בעירה, בקרת מפרקים, גוף הכבשן אטום, בידוד הכבשן והתקני תצפית/ניטור. כל תא כבשן הוא גם יחידה עצמאית וגם חלק מהכבשן כולו. ככל שמיקום האש זז, תפקידיהם בכבשן משתנים (אזור חימום מקדים, אזור סינטור, אזור בידוד, אזור קירור, אזור פריקת לבנים, אזור ערימת לבנים). לכל תא כבשן יש ארובה משלו, צינור אוויר, מפרקים, פתחי תצפית (פתחי הזנת פחם) ודלתות הכבשן בחלק העליון.

עקרון עבודה:
לאחר שנערמים לבנים בתא הכבשן, יש להדביק מחסומי נייר כדי לאטום את התאים השונים. כאשר יש צורך לזוז מנקודת האש, נפתחת פתח הנייר של התא כדי ליצור לחץ שלילי בפנים, אשר מושך את חזית הלהבה לתוך התא ושורף את מחסום הנייר. במקרים מיוחדים, ניתן להשתמש בוו אש כדי לקרוע את מחסום הנייר של התא הקודם. בכל פעם שנקודת האש עוברת לתא חדש, תאים נוספים נכנסים לשלב הבא ברצף. בדרך כלל, כאשר נפתח פתח, התא נכנס לשלב החימום המוקדם והעלאת הטמפרטורה; תאים הנמצאים במרחק 2-3 דלתות נכנסים לשלב השריפה בטמפרטורה גבוהה; תאים הנמצאים במרחק 3-4 דלתות נכנסים לשלב הבידוד והקירור, וכן הלאה. כל תא משנה את תפקידו ברציפות, ויוצר ייצור מחזורי רציף עם חזית להבה נעה. מהירות תנועת הלהבה מושפעת מלחץ האוויר, נפח האוויר וערך הקלורי של הדלק. בנוסף, היא משתנה בהתאם לחומרי הגלם של הלבנים (4-6 מטרים לשעה ללבני פצלים, 3-5 מטרים לשעה ללבני חרס). לכן, ניתן לכוון את מהירות השריפה ואת תפוקת השריפה על ידי שליטה בלחץ האוויר ובנפח באמצעות בולמי זעזועים והתאמת אספקת הדלק. תכולת הלחות של הלבנים משפיעה ישירות גם על מהירות תנועת הלהבה: ירידה של 1% בתכולת הלחות יכולה להגדיל את המהירות בכ-10 דקות. ביצועי האיטום והבידוד של הכבשן משפיעים ישירות על צריכת הדלק ועל תפוקת הלבנים המוגמרות.

עיצוב כבשן:
ראשית, בהתבסס על דרישת התפוקה, יש לקבוע את הרוחב הפנימי נטו של הכבשן. רוחבים פנימיים שונים דורשים נפחי אוויר שונים. בהתבסס על לחץ האוויר והנפח הנדרשים, יש לקבוע את המפרטים והגדלים של פתחי כניסת האוויר, הארובות, הבולמים, צינורות האוויר ותעלות האוויר הראשיות של הכבשן, ולחשב את הרוחב הכולל של הכבשן. לאחר מכן, יש לקבוע את הדלק לשריפה בלבנים - דלקים שונים דורשים שיטות בעירה שונות. עבור גז טבעי, יש לשריין מראש את מיקומי המבערים; עבור נפט כבד (המשמש לאחר חימום), יש לשריין את מיקומי הפיה. אפילו עבור פחם ועץ (נסורת, קליפות אורז, קליפות בוטנים וחומרים דליקים אחרים בעלי ערך חום), השיטות שונות: פחם נמעך, כך שחורי הזנת הפחם יכולים להיות קטנים יותר; להזנת עץ קלה, החורים צריכים להיות גדולים יותר בהתאם. לאחר התכנון המבוסס על הנתונים של כל רכיב של הכבשן, יש לבנות את שרטוטי בניית הכבשן.

ג. תהליך הבנייה:

בחרו אתר בהתבסס על שרטוטי התכנון. כדי להפחית עלויות, בחרו מיקום עם חומרי גלם רבים ותחבורה נוחה ללבנים מוגמרות. כל מפעל הלבנים צריך להיות מרוכז סביב הכבשן. לאחר קביעת מיקום הכבשן, בצעו טיפול ביסודות:
① סקר גיאולוגי: יש לוודא את עומק שכבת מי התהום ואת כושר הנשיאה של הקרקע (נדרש להיות ≥150kPa). עבור יסודות רכים, יש להשתמש בשיטות החלפה (יסוד הריסות, יסודות כלונסאות או אדמת סיד דחוסה ביחס של 3:7).
② לאחר טיפול היסודות, יש לבנות תחילה את ארובה הכבשן ולמרוח אמצעים לאיטום ולחות: יש למרוח שכבת טיט אטומה למים בעובי 20 מ"מ, ולאחר מכן לבצע טיפול באיטום.
③ יסודות הכבשן עשויים מלוח בטון מזוין, עם מוטות פלדה φ14 הקשורים ברשת דו-כיוונית של 200 מ"מ. הרוחב הוא בהתאם לדרישות התכנון, והעובי הוא כ-0.3-0.5 מטרים.
④ מפרקי התפשטות: סדרו מפרקי התפשטות אחד (רוחב 30 מ"מ) לכל 4-5 תאים, ממולאים בקנבוס אספלט לאיטום אטום למים.

בניית גוף הכבשן:
① הכנת חומרים: לאחר השלמת היסודות, יש ליישר את האתר ולהכין את החומרים. חומרי כבשן: שני קצוות כבשן הופמן הם בצורת חצי עגול; משתמשים בלבנים בצורת מיוחד (לבנים טרפזיות, לבנים בצורת מניפה) בכיפופים. אם גוף הכבשן הפנימי בנוי מלבנים אש, נדרש חימר אש, במיוחד עבור לבני קשת (T38, T39, המכונות בדרך כלל "לבני להב") המשמשות בפתחי כניסת האוויר ובחלק העליון של הקשת. יש להכין מראש את הטפסות לחלק העליון של הקשת.
② תכנון: על היסודות המטופלים, סמנו תחילה את קו המרכז של הכבשן, לאחר מכן קבעו וסמנו את קצוות דופן הכבשן ואת מיקומי דלת הכבשן בהתבסס על מיקומי הארובה התת-קרקעיים וכניסת האוויר. סמנו שישה קווים ישרים עבור גוף הכבשן וקווי קשת עבור כיפופי הקצה בהתבסס על הרוחב הפנימי נטו.
③ בנייה: ראשית, בנו את פתחי הארובה ופתחי כניסת האוויר, לאחר מכן הניחו את הלבנים התחתונות (דורשות בנייה עם חיבורים מדורגים וטיט מלא, ללא חיבורים רציפים, כדי להבטיח איטום ולמנוע דליפת אוויר). הרצף הוא: בנו קירות ישרים לאורך קווי היסוד המסומנים, תוך מעבר לכיפופים, אשר בנויים מלבנים טרפזיות (סטיית קשת מותרת ≤3 מ"מ). בהתאם לדרישות התכנון, בנו קירות תמיכה מחברים בין קירות הכבשן הפנימיים והחיצוניים ומלאו בחומרי בידוד. כאשר בונים קירות ישרים לגובה מסוים, הניחו לבנים בזווית קשת (60°-75°) כדי להתחיל בבניית ראש הקשת. הניחו את תבנית הקשת (סטיית קשת מותרת ≤3 מ"מ) ובנו את ראש הקשת באופן סימטרי משני הצדדים למרכז. השתמשו בלבני קשת (T38, T39) עבור ראש הקשת; אם משתמשים בלבנים רגילות, ודאו שהתבנית צמודה לטפסות. בעת בניית 3-6 הלבנים האחרונות של כל טבעת, יש להשתמש בלבני נעילה בצורת טריז (הפרש עובי 10-15 מ"מ) ולהדק אותן היטב בעזרת פטיש גומי. יש לשמור פתחי תצפית ופתחי הזנת פחם בחלק העליון של הקשת בהתאם לדרישות התכנון.

ד. בקרת איכות:

א. אנכיות: בדיקה בעזרת פלס לייזר או אנך; סטייה מותרת ≤5 מ"מ/מ'.
ב. שטוחות: יש לבדוק בעזרת יישור של 2 מטר; חוסר אחידות מותר ≤3 מ"מ.
ג. איטום: לאחר השלמת בניית בנייה בתנור, יש לבצע בדיקת לחץ שלילי (-50Pa); קצב דליפה ≤0.5 מ"ק/שעה·מ"ר.

זמן פרסום: 5 באוגוסט 2025