Hofmano krosnis (Kinijoje žinoma kaip ratinė krosnis) yra vokiečių inžinieriaus Gustavo Hofmano 1856 m. išrastas krosnies tipas, skirtas plytoms ir čerpėms nuolat degti. Pagrindinę konstrukciją sudaro uždaras apskritas tunelis, paprastai sukonstruotas iš degtų plytų. Siekiant palengvinti gamybą, ant krosnies sienų sumontuotos kelios tolygiai išdėstytos krosnies durys. Vienam degimo ciklui (vienai ugnies galvutei) reikia 18 durų. Siekiant pagerinti darbo sąlygas ir suteikti gatavoms plytoms daugiau laiko atvėsti, buvo sukonstruotos krosnys su 22 arba 24 durelėmis, taip pat dviejų ugnies krosnys su 36 durelėmis. Valdant oro sklendes, ugnies galvutę galima valdyti taip, kad ji judėtų, o tai leidžia nuolat gaminti. Kaip termoinžinerinės krosnies tipas, Hofmano krosnis taip pat skirstoma į išankstinio pašildymo, degimo ir aušinimo zonas. Tačiau, skirtingai nei tunelinės krosnys, kuriose plytų ruošiniai dedami ant judančių krosnių vagonėlių, Hofmano krosnis veikia principu „ruošinys juda, ugnis stovi vietoje“. Trys darbo zonos – išankstinio pašildymo, degimo ir aušinimo – lieka nejudančios, o plytų ruošiniai juda per tris zonas, kad užbaigtų degimo procesą. Hoffmano krosnis veikia kitaip: plytų ruošiniai sukraunami krosnies viduje ir lieka nejudantys, o ugnies galvutė juda oro sklendžių pagalba, vadovaujantis principu „ugnis juda, ruošiniai stovi vietoje“. Todėl Hoffmano krosnies išankstinio pašildymo, degimo ir aušinimo zonos nuolat keičia pozicijas, judant ugnies galvutei. Sritis priešais liepsną skirta išankstiniam pašildymui, pati liepsna – degimui, o sritis už liepsnos – aušinimui. Veikimo principas apima oro sklendės reguliavimą taip, kad liepsna nuosekliai degtų krosnies viduje sukrautas plytas.
I. Veiklos procedūros:
Paruošimas uždegimui: uždegimo medžiagos, tokios kaip malkos ir anglis. Jei naudojamos vidaus degimo plytos, vienam kilogramui žaliavos sudeginti iki 800–950 °C reikia maždaug 1 100–1 600 kcal/kg šilumos. Uždegimo plytos gali būti šiek tiek aukštesnės, jų drėgnumas ≤6 %. Tinkamos plytos turėtų būti kraunamos į tris arba keturias krosnies dureles. Plytos kraunamos laikantis principo „viršuje tankiau ir apačioje laisviau, šonuose tankiau ir viduryje laisviau“. Tarp plytų krūvų paliekamas 15–20 cm ugnies kanalas. Uždegimo darbus geriausia atlikti tiesiose atkarpose, todėl uždegimo krosnis turėtų būti įrengta po lenkimo, prie antrų arba trečiųjų krosnies durelių. Uždegimo krosnis turi pakuros kamerą ir pelenų šalinimo angą. Anglies padavimo angos ir vėjui nepralaidžios sienelės ugnies kanaluose turi būti užsandarintos, kad nepatektų šaltas oras.
Uždegimas ir kaitinimas: Prieš uždegimą patikrinkite, ar krosnies korpusas ir oro sklendės nepraleidžia oro. Įjunkite ventiliatorių ir sureguliuokite jį taip, kad uždegimo krosnyje susidarytų nedidelis neigiamas slėgis. Uždekite malkas ir anglis ant pakuros, kad kontroliuotumėte įkaitimo greitį. Kepkite ant nedidelės ugnies 24–48 valandas, džiovindami plytų ruošinius ir šalindami iš krosnies drėgmę. Tada šiek tiek padidinkite oro srautą, kad pagreitintumėte įkaitimo greitį. Skirtingų rūšių anglys turi skirtingas užsidegimo temperatūras: rudosios anglys – 300–400 °C, bituminės anglys – 400–550 °C, o antracitas – 550–700 °C. Kai temperatūra viršija 400 °C, plytų viduje esančios anglys pradeda degti, o kiekviena plyta tampa šilumos šaltiniu, panašiu į anglies rutulį. Kai plytos pradeda degti, oro srautą galima dar labiau padidinti, kad būtų pasiekta normali degimo temperatūra. Kai krosnies temperatūra pasiekia 600 °C, oro sklendę galima reguliuoti, kad liepsna būtų nukreipta į kitą kamerą, užbaigiant uždegimo procesą.
Krosnies veikimas: Hoffmano krosnis naudojama molinėms plytoms degti, degimo greitis yra 4–6 krosnies kameros per dieną. Kadangi pakuros galvutė nuolat juda, kiekvienos krosnies kameros funkcija taip pat nuolat kinta. Priešais pakuros galvutę ji atlieka išankstinio pašildymo zonos funkciją, kai temperatūra žemesnė nei 600 °C, oro sklendė paprastai atsidaro ties 60–70 %, o neigiamas slėgis svyruoja nuo -20 iki 50 Pa. Šalinant drėgmę, reikia imtis griežtų atsargumo priemonių, kad plytų ruošiniai nesutrūkinėtų. Temperatūros zona nuo 600 °C iki 1050 °C yra degimo zona, kurioje plytų ruošiniai transformuojasi. Aukštoje temperatūroje molis patiria fizinius ir cheminius pokyčius, virsdamas gatavomis plytomis su keraminėmis savybėmis. Jei dėl nepakankamo kuro kiekio degimo temperatūra nepasiekiama, kurą reikia pilti partijomis (anglies miltelių ≤2 kg vienai skylei kiekvieną kartą), užtikrinant pakankamą deguonies tiekimą (≥5 %) degimui, palaikant nedidelį neigiamą slėgį krosnyje (-5 iki -10 Pa). Palaikykite pastovią aukštą temperatūrą 4–6 valandas, kad plytų ruošiniai visiškai išdegtų. Praėjus degimo zoną, plytų ruošiniai virsta gatavomis plytomis. Tada uždaromos anglies padavimo angos, o plytos patenka į izoliacijos ir aušinimo zoną. Aušinimo greitis neturi viršyti 50 °C/h, kad dėl greito aušinimo neatsirastų įtrūkimų. Kai temperatūra nukrenta žemiau 200 °C, krosnies dureles galima atidaryti netoliese, o po vėdinimo ir aušinimo gatavos plytos išimamos iš krosnies, užbaigiant degimo procesą.
II. Svarbios pastabos
Plytų krovimas: „Trys dalys degimo, septynios dalys krovimo.“ Degimo procese plytų krovimas yra labai svarbus. Svarbu pasiekti „protingą tankį“, rasti optimalią pusiausvyrą tarp plytų skaičiaus ir tarpų tarp jų. Pagal Kinijos nacionalinius standartus, optimalus plytų krovimo tankis yra 260 vienetų kubiniame metre. Plytų krovimas turi atitikti principus „tankus viršuje, retas apačioje“, „tankus šonuose, retas viduryje“ ir „palikti vietos oro srautui“, vengiant disbalanso, kai viršus yra sunkus, o apačia – lengva. Horizontalus oro kanalas turi būti sulygiuotas su išmetimo anga, jo plotis turi būti 15–20 cm. Vertikalus plytų krūvos nuokrypis neturi viršyti 2 %, ir reikia imtis griežtų priemonių, kad krūva nesugriūtų.
Temperatūros kontrolė: Įkaitinimo zona turi būti šildoma lėtai; griežtai draudžiama staigiai didinti temperatūrą (staigus temperatūros padidėjimas gali sukelti drėgmės išsiskyrimą ir plytų ruošinių įtrūkimus). Kvarco metamorfinės fazės metu temperatūra turi būti palaikoma stabili. Jei temperatūra nukrenta žemiau reikiamos temperatūros ir anglį reikia pilti iš išorės, koncentruoto anglies pilti draudžiama (siekiant išvengti vietinio perdegimo). Anglis turėtų būti pilama mažais kiekiais kelis kartus per vieną skylę, kiekvienam pilimui įpilant po 2 kg, o kiekvienos partijos davimo intervalas turi būti ne mažesnis kaip 15 minučių.
Sauga: Hoffmano krosnis taip pat yra gana uždara erdvė. Kai anglies monoksido koncentracija viršija 24 PPM, personalas turi evakuotis ir turi būti sustiprinta ventiliacija. Po sukepinimo baigtos plytos turi būti išimamos rankiniu būdu. Atidarius krosnies dureles, prieš eidami į darbą, pirmiausia išmatuokite deguonies kiekį (deguonies kiekis > 18 %).
III. Dažniausi gedimai ir trikčių šalinimas
Dažnos problemos, susijusios su Hofmano krosnies gamyba: drėgmės kaupimasis išankstinio pašildymo zonoje ir šlapių plytų krūvų griūtis, daugiausia dėl didelio drėgmės kiekio šlapiose plytose ir prasto drėgmės drenažo. Drėgmės drenažo metodas: naudokite sausus plytų ruošinius (kurių likutinis drėgmės kiekis mažesnis nei 6 %) ir sureguliuokite oro sklendę, kad padidintumėte oro srautą, pakeldami temperatūrą iki maždaug 120 °C. Mažas degimo greitis: dažnai vadinamas „ugnis neužsidega“, tai pirmiausia lemia deguonies trūkumas degime. Nepakankamo oro srauto sprendimai: padidinkite sklendės angą, padidinkite ventiliatoriaus greitį, suremontuokite krosnies korpuso tarpus ir išvalykite susikaupusias šiukšles iš dūmtraukio. Apibendrinant, užtikrinkite, kad į degimo kamerą būtų tiekiamas pakankamai deguonies, kad būtų pasiektas deguonies prisotintas degimas ir greitas temperatūros kilimas. Plytų korpuso spalvos pakitimas (pageltonavimas) dėl nepakankamos sukepinimo temperatūros: sprendimas: tinkamai padidinkite kuro kiekį ir pakelkite degimo temperatūrą. Juodaširdės plytos gali susidaryti dėl kelių priežasčių: per didelio vidaus degimo priedų kiekio, deguonies trūkumo krosnyje, sukuriančio redukuojančią atmosferą (O₂ < 3 %), arba ne iki galo išdegtų plytų. Sprendimai: Sumažinkite vidinį kuro kiekį, padidinkite ventiliaciją, kad degtų pakankamai deguonies, ir tinkamai pailginkite aukštos temperatūros pastovios temperatūros trukmę, kad plytos būtų visiškai išdegtos. Plytų deformaciją (perdegimą) daugiausia sukelia vietinė aukšta temperatūra. Sprendimai apima priekinės oro sklendės atidarymą, kad liepsna judėtų į priekį, ir galinio ugnies dangčio atidarymą, kad į krosnį patektų vėsus oras ir sumažėtų temperatūra.
Hoffmano krosnis naudojama jau 169 metus nuo jos išradimo ir yra patobulinta bei įdiegta daug naujovių. Viena iš tokių naujovių – krosnies apačioje esantis oro kanalas, skirtas sausam karštam orui (100 °C–300 °C) tiekti į džiovinimo kamerą vieno degimo ratinės krosnies proceso metu. Kita naujovė – kinų išrastų viduje degtų plytų naudojimas. Susmulkinus anglį, ji į žaliavas įdedama pagal reikiamą šiluminę vertę (temperatūrai pakelti 1 °C reikia maždaug 1240 kcal/kg žaliavos, tai atitinka 0,3 kcal). Plytų gamyklos „Wanda“ padavimo mašina gali sumaišyti anglį ir žaliavas tinkamomis proporcijomis. Maišytuvas kruopščiai sumaišo anglies miltelius su žaliavomis, užtikrindamas, kad šiluminės vertės nuokrypis būtų kontroliuojamas ±200 kJ/kg ribose. Be to, įrengtos temperatūros reguliavimo ir PLC sistemos, kurios automatiškai reguliuoja oro sklendės srautą ir anglių padavimo greitį. Tai padidina automatizavimo lygį, geriau užtikrinant tris Hoffmano krosnies veikimo stabilumo principus: „stabilus oro slėgis, stabili temperatūra ir stabilus liepsnos judėjimas“. Normaliam darbui reikalingi lanksčiai reguliuojami procesai, atsižvelgiant į sąlygas krosnies viduje, o kruopštus veikimas gali pagaminti kokybiškas apdailos plytas.
Įrašo laikas: 2025 m. birželio 21 d.