ჰოფმანის ღუმელის ოპერაციული პროცედურები და პრობლემების მოგვარება (აუცილებლად წასაკითხი დამწყებთათვის)

ჰოფმანის ღუმელი (ჩინეთში ბორბლიანი ღუმელის სახელით ცნობილი) ღუმელის ტიპია, რომელიც გერმანელმა ინჟინერმა გუსტავ ჰოფმანმა 1856 წელს აგურისა და კრამიტის უწყვეტი გამოწვისთვის გამოიგონა. ძირითადი სტრუქტურა დახურული წრიული გვირაბისგან შედგება, რომელიც, როგორც წესი, გამომწვარი აგურისგან არის აგებული. წარმოების გასაადვილებლად, ღუმელის კედლებზე დამონტაჟებულია თანაბრად განლაგებული რამდენიმე ღუმელის კარი. ერთი გამოწვის ციკლისთვის (ერთი ცეცხლის თავი) საჭიროა 18 კარი. სამუშაო პირობების გასაუმჯობესებლად და დასრულებული აგურისთვის მეტი დროის მისაცემად, აშენდა 22 ან 24 კარიანი ღუმელები და ასევე აშენდა ორცეცხლიანი ღუმელები 36 კარიანი. ჰაერის ამორტიზატორების კონტროლით, ცეცხლის თავი შეიძლება გადაადგილდეს, რაც უწყვეტ წარმოებას უზრუნველყოფს. როგორც თერმული ინჟინერიის ღუმელის ტიპი, ჰოფმანის ღუმელი ასევე იყოფა წინასწარი გათბობის, გამოწვის და გაგრილების ზონებად. თუმცა, გვირაბული ღუმელებისგან განსხვავებით, სადაც აგურის ცარიელი ნაწილები მოთავსებულია მოძრავ ღუმელის ვაგონებზე, ჰოფმანის ღუმელი მუშაობს პრინციპით „ცარიელი მოძრაობს, ცეცხლი უძრავად რჩება“. სამი სამუშაო ზონა - წინასწარი გათბობა, გამოწვა და გაგრილება - უძრავად რჩება, ხოლო აგურის ცარიელი ნაწილები სამ ზონაში მოძრაობენ გამოწვის პროცესის დასასრულებლად. ჰოფმანის ღუმელი განსხვავებულად მუშაობს: აგურის ნაჭრები ღუმელის შიგნით ერთმანეთზეა დაწყობილი და უძრავად რჩება, ხოლო ცეცხლის თავს ჰაერის დემპფერები მართავენ „ცეცხლი მოძრაობს, ნაჭრები უძრავად რჩება“ პრინციპის შესაბამისად. ამიტომ, ჰოფმანის ღუმელში წინასწარი გათბობის, გამოწვის და გაგრილების ზონები განუწყვეტლივ იცვლის პოზიციას ცეცხლის თავის მოძრაობასთან ერთად. ალის წინ არსებული არე წინასწარი გათბობისთვისაა განკუთვნილი, თავად ალი გამოწვისთვისაა განკუთვნილი, ხოლო ალის უკან არსებული არე გაგრილებისთვისაა განკუთვნილი. მუშაობის პრინციპი გულისხმობს ჰაერის დემპფერის რეგულირებას, რათა ალი ღუმელში დაწყობილი აგურების თანმიმდევრულად აალებაზე გადავიდეს.

I. ოპერაციული პროცედურები:

აალების წინა მომზადება: აალების მასალები, როგორიცაა შეშა და ქვანახშირი. თუ იყენებთ შიდა წვის აგურებს, ერთი კილოგრამი ნედლეულის 800–950°C-მდე დასაწვავად დაახლოებით 1,100–1,600 კკალ/კგ სითბოა საჭირო. აალების აგურები შეიძლება ოდნავ მაღალი იყოს, ტენიანობის შემცველობით ≤6%. კვალიფიციური აგურები უნდა დაალაგოთ ღუმელის სამ ან ოთხ კარში. აგურების დაწყობა მიჰყვება პრინციპს „ზემოდან უფრო მჭიდროდ და ქვემოდან უფრო ფხვიერად, გვერდებზე უფრო მჭიდროდ და შუაში უფრო ფხვიერად“. აგურების დასტებს შორის დატოვეთ 15-20 სმ ცეცხლის არხი. აალების ოპერაციები საუკეთესოდ შესრულდება სწორ მონაკვეთებზე, ამიტომ აალების ღუმელი უნდა აშენდეს მოსახვევის შემდეგ, ღუმელის მეორე ან მესამე კართან. აალების ღუმელს აქვს ღუმელის კამერა და ფერფლის მოსაშორებელი პორტი. ცეცხლის არხებში ქვანახშირის მიწოდების ხვრელები და ქარგაუმტარი კედლები უნდა იყოს ჰერმეტული, რათა თავიდან იქნას აცილებული ცივი ჰაერის შეღწევა.

აალება და გათბობა: აალების წინ შეამოწმეთ ღუმელის კორპუსი და ჰაერის დემპფერები გაჟონვაზე. ჩართეთ ვენტილატორი და დაარეგულირეთ ის ისე, რომ შექმნათ მცირე უარყოფითი წნევა ანთების ღუმელზე. გათბობის სიჩქარის გასაკონტროლებლად, აანთეთ შეშა და ნახშირი საცხობ ყუთზე. გამოიყენეთ პატარა ცეცხლი 24-48 საათის განმავლობაში გამოსაცხობად, გააშრეთ აგურის ნაჭრები ღუმელიდან ტენიანობის მოცილებისას. შემდეგ, ოდნავ გაზარდეთ ჰაერის ნაკადი გათბობის სიჩქარის დასაჩქარებლად. სხვადასხვა ტიპის ნახშირს აქვს სხვადასხვა აალების წერტილები: ყავისფერი ნახშირი 300-400°C-ზე, ბიტუმიანი ნახშირი 400-550°C-ზე და ანტრაციტი 550-700°C-ზე. როდესაც ტემპერატურა 400°C-ს გადააჭარბებს, აგურებში არსებული ნახშირი იწყებს წვას და თითოეული აგური ხდება სითბოს წყარო, როგორიცაა ნახშირის ბურთი. როგორც კი აგური დაიწყებს წვას, ჰაერის ნაკადის კიდევ უფრო გაზრდა შესაძლებელია ნორმალური გამოწვის ტემპერატურის მისაღწევად. როდესაც ღუმელის ტემპერატურა 600°C-ს მიაღწევს, ჰაერის დემპფერის რეგულირება შესაძლებელია ალის შემდეგ კამერაში გადამისამართებისთვის, რითაც დასრულდება ანთების პროცესი.

ღუმელის მუშაობა: ჰოფმანის ღუმელი გამოიყენება თიხის აგურების გამოსაწვავად, დღეში 4-6 ღუმელის კამერის გამოწვის სიჩქარით. რადგან ცეცხლის თავი მუდმივად მოძრაობს, თითოეული ღუმელის კამერის ფუნქციაც მუდმივად იცვლება. ცეცხლის თავის წინ, მისი ფუნქციაა წინასწარი გათბობის ზონა, 600°C-ზე დაბალი ტემპერატურით, ჰაერის დემპფერი ჩვეულებრივ იხსნება 60-70%-ზე და უარყოფითი წნევა მერყეობს -20-დან 50 პა-მდე. ტენიანობის მოცილებისას, საჭიროა მკაცრი ზომების მიღება აგურის ბლანკების დაბზარვის თავიდან ასაცილებლად. 600°C-დან 1050°C-მდე ტემპერატურის ზონა არის გამოწვის ზონა, სადაც აგურის ბლანკები განიცდიან ტრანსფორმაციას. მაღალი ტემპერატურის პირობებში, თიხა განიცდის ფიზიკურ და ქიმიურ ცვლილებებს, გარდაიქმნება კერამიკული თვისებების მქონე დასრულებულ აგურებად. თუ გამოწვის ტემპერატურა ვერ მიიღწევა საწვავის არასაკმარისი რაოდენობის გამო, საწვავი უნდა დაემატოს პარტიებად (ნახშირის ფხვნილი ≤2 კგ თითო ხვრელში ყოველ ჯერზე), რაც უზრუნველყოფს წვისთვის საკმარისი ჟანგბადის მიწოდებას (≥5%), ღუმელის წნევა შენარჩუნებულია უმნიშვნელო უარყოფით წნევაზე (-5-დან -10 პა-მდე). აგურის ნაკეთობების სრულად გამოსაწვავად 4-6 საათის განმავლობაში შეინარჩუნეთ მუდმივი მაღალი ტემპერატურა. გამოწვის ზონის გავლის შემდეგ, აგურის ნაკეთობები გარდაიქმნება დასრულებულ აგურებად. შემდეგ იხურება ნახშირის მიწოდების ხვრელები და აგური შედის იზოლაციისა და გაგრილების ზონაში. სწრაფი გაგრილების შედეგად ბზარების წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად, გაგრილების სიჩქარე არ უნდა აღემატებოდეს 50°C/სთ-ს. როდესაც ტემპერატურა 200°C-ზე დაბლა ეცემა, ღუმელის კარი შეიძლება გაიღოს ახლოს და ვენტილაციისა და გაგრილების შემდეგ, დასრულებული აგური ღუმელიდან ამოღებულია, რითაც გამოწვის პროცესი დასრულებულია.

II. მნიშვნელოვანი შენიშვნები

აგურის დაწყობა: „სამი ნაწილის გამოწვა, შვიდი ნაწილის დაწყობა“. გამოწვის პროცესში აგურის დაწყობას გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს. მნიშვნელოვანია „გონივრული სიმკვრივის“ მიღწევა, აგურების რაოდენობასა და მათ შორის არსებულ სივრცეებს ​​შორის ოპტიმალური ბალანსის პოვნა. ჩინეთის ეროვნული სტანდარტების თანახმად, აგურის დაწყობის ოპტიმალური სიმკვრივეა 260 ცალი კუბურ მეტრზე. აგურის დაწყობა უნდა შეესაბამებოდეს შემდეგ პრინციპებს: „ზემოდან მკვრივი, ქვემოდან მწირი“, „გვერდებზე მკვრივი, შუაში მწირი“ და „ჰაერის ნაკადისთვის ადგილის დატოვება“, ამასთან, თავიდან უნდა იქნას აცილებული დისბალანსი იმ ადგილებში, სადაც ზედა ნაწილი მძიმეა, ხოლო ქვედა ნაწილი მსუბუქი. ჰორიზონტალური ჰაერის მილი უნდა ემთხვეოდეს გამწოვ ხვრელს, 15-20 სმ სიგანით. აგურის გროვის ვერტიკალური გადახრა არ უნდა აღემატებოდეს 2%-ს და უნდა იქნას მიღებული მკაცრი ზომები გროვის ჩამონგრევის თავიდან ასაცილებლად.

ტემპერატურის კონტროლი: წინასწარი გათბობის ზონა ნელა უნდა გაცხელდეს; ტემპერატურის სწრაფი მატება მკაცრად აკრძალულია (ტემპერატურის სწრაფმა მატებამ შეიძლება გამოიწვიოს ტენიანობის გამოყოფა და აგურის ბლანკების დაბზარვა). კვარცის მეტამორფული ფაზის დროს ტემპერატურა სტაბილური უნდა იყოს. თუ ტემპერატურა საჭირო ტემპერატურაზე დაბლა ეცემა და ქვანახშირის გარედან დამატებაა საჭირო, კონცენტრირებული ქვანახშირის დამატება აკრძალულია (ლოკალიზებული ზედმეტი წვის თავიდან ასაცილებლად). ქვანახშირი უნდა დაემატოს მცირე რაოდენობით რამდენჯერმე ერთი ხვრელიდან, თითოეული დამატება უნდა იყოს 2 კგ თითო პარტიაში და თითოეული პარტიის ინტერვალი უნდა იყოს მინიმუმ 15 წუთი.

უსაფრთხოება: ჰოფმანის ღუმელი ასევე შედარებით დახურული სივრცეა. როდესაც ნახშირბადის მონოქსიდის კონცენტრაცია 24 PPM-ს გადააჭარბებს, პერსონალი უნდა ევაკუირებულიყო და ვენტილაცია გაძლიერებულიყო. შედუღების შემდეგ, დასრულებული აგური ხელით უნდა გაიტანონ. ღუმელის კარის გაღების შემდეგ, სამუშაოზე შესვლამდე, ჯერ გაზომეთ ჟანგბადის შემცველობა (ჟანგბადის შემცველობა > 18%).

III. გავრცელებული ხარვეზები და მათი მოგვარება

ჰოფმანის ღუმელის წარმოებაში გავრცელებული პრობლემები: ტენიანობის დაგროვება წინასწარი გათბობის ზონაში და სველი აგურის გროვების ჩამონგრევა, ძირითადად სველ აგურებში ტენიანობის მაღალი შემცველობისა და ტენიანობის ცუდი დრენაჟის გამო. ტენიანობის დრენაჟის მეთოდი: გამოიყენეთ მშრალი აგურის ბლანკები (ნარჩენი ტენიანობის შემცველობით 6%-ზე ნაკლები) და დაარეგულირეთ ჰაერის დემპფერი ჰაერის ნაკადის გასაზრდელად, ტემპერატურა დაახლოებით 120°C-მდე აწიეთ. ნელი გამოწვის სიჩქარე: ხშირად მოიხსენიება, როგორც „ცეცხლი არ იწვება“, რაც ძირითადად ჟანგბადის დეფიციტის გამოა. არასაკმარისი ჰაერის ნაკადის პრობლემების გადაჭრის გზები: გაზარდეთ დემპფერის ხვრელი, გაზარდეთ ვენტილატორის სიჩქარე, შეაკეთეთ ღუმელის კორპუსის ნაპრალები და გაწმინდეთ დაგროვილი ნარჩენები საკვამურიდან. შეჯამებისთვის, დარწმუნდით, რომ წვის კამერას საკმარისი ჟანგბადი მიეწოდება ჟანგბადით მდიდარი წვის და ტემპერატურის სწრაფი აწევის პირობების მისაღწევად. აგურის კორპუსის ფერის შეცვლა (ყვითელი შეფერილობა) არასაკმარისი შედუღების ტემპერატურის გამო: გამოსავალი: შესაბამისად გაზარდეთ საწვავის რაოდენობა და გაზარდეთ გამოწვის ტემპერატურა. შავი გულის მქონე აგურები შეიძლება წარმოიქმნას რამდენიმე მიზეზის გამო: ჭარბი შიდა წვის დანამატები, ღუმელში ჟანგბადის დეფიციტი, რაც ქმნის აღმდგენი ატმოსფეროს (O₂ < 3%), ან აგურები სრულად არ არის გამოწვის პროცესში. გადაწყვეტილებები: შეამცირეთ შიდა საწვავის შემცველობა, გაზარდეთ ვენტილაცია ჟანგბადის საკმარისი წვისთვის და შესაბამისად გაახანგრძლივეთ მაღალი ტემპერატურის მუდმივი ტემპერატურის ხანგრძლივობა, რათა უზრუნველყოთ აგურის სრული გამოწვა. აგურის დეფორმაცია (ზედმეტი გამოწვა) ძირითადად გამოწვეულია ლოკალიზებული მაღალი ტემპერატურით. გადაწყვეტილებები მოიცავს წინა ჰაერის ამორტიზატორის გახსნას ალის წინ გადასაადგილებლად და უკანა ცეცხლის საფარის გახსნას ღუმელში გრილი ჰაერის შესაყვანად ტემპერატურის დასაწევად.

ჰოფმანის ღუმელი გამოგონებიდან 169 წელია გამოიყენება და მრავალი გაუმჯობესება და ინოვაცია განიცადა. ერთ-ერთი ასეთი ინოვაციაა ღუმელის ფსკერის ჰაერის მილის დამატება, რათა ერთცეცხლიანი ბორბლიანი ღუმელის პროცესში საშრობ კამერაში მშრალი ცხელი ჰაერი (100°C–300°C) შევიდეს. კიდევ ერთი ინოვაციაა ჩინელებმა გამოიგონეს შიგნიდან გამომწვარი აგურის გამოყენება. ქვანახშირის დაქუცმაცების შემდეგ, ის ნედლეულს ემატება საჭირო კალორიულობის მიხედვით (ტემპერატურის 1°C-ით ასაწევად საჭიროა დაახლოებით 1240 კკალ/კგ ნედლეული, რაც 0.3 კკალ-ის ექვივალენტურია). „ვანდას“ აგურის ქარხნის მიმწოდებელ მანქანას შეუძლია ქვანახშირისა და ნედლეულის სწორი პროპორციებით შერევა. მიქსერი საფუძვლიანად ურევს ქვანახშირის ფხვნილს ნედლეულთან, რაც უზრუნველყოფს, რომ კალორიულობის გადახრა კონტროლდება ±200 კჯ/კგ-ის ფარგლებში. გარდა ამისა, დამონტაჟებულია ტემპერატურის კონტროლისა და PLC სისტემები, რათა ავტომატურად დაარეგულირონ ჰაერის დემპერის ნაკადის სიჩქარე და ქვანახშირის მიწოდების სიჩქარე. ეს აუმჯობესებს ავტომატიზაციის დონეს, უკეთ უზრუნველყოფს ჰოფმანის ღუმელის მუშაობის სამი სტაბილურობის პრინციპს: „სტაბილური ჰაერის წნევა, სტაბილური ტემპერატურა და ალის სტაბილური მოძრაობა“. ნორმალური მუშაობა მოითხოვს მოქნილ კორექტირებას ღუმელის შიგნით არსებული პირობების საფუძველზე, ხოლო ფრთხილად მუშაობას შეუძლია ხარისხიანი დასრულებული აგურის წარმოება.