Norādījumi par ķieģeļu ražošanas Hofmaņa krāsni

I. Ievads:

Hofmaņa cepli (Ķīnā pazīstamu arī kā "apaļo cepli") 1858. gadā izgudroja vācietis Frīdrihs Hofmans. Pirms Hofmaņa cepļa ieviešanas Ķīnā māla ķieģeļus apdedzināja zemes cepļos, kas varēja darboties tikai ar pārtraukumiem. Šīs cepļus, kas bija veidoti kā jurtas vai tvaicētas bulciņas, parasti sauca par "tvaicētu bulciņu cepļiem". Cepļa apakšā tika izveidota ugunskura bedre; apdedzinot ķieģeļus, žāvēti ķieģeļi tika sakrauti iekšpusē, un pēc apdedzināšanas uguns tika izslēgta izolācijas un dzesēšanas nolūkos, pirms tika atvērtas cepļa durvis, lai izņemtu gatavos ķieģeļus. Vienas ķieģeļu partijas apdedzināšana vienā ceplī aizņēma 8-9 dienas. Zemās jaudas dēļ vairākas tvaicētas bulciņu cepļu cepļu kārtas tika savienotas virknē ar savstarpēji savienotiem dūmvadiem — pēc tam, kad viena cepļa apdedzināšana bija pabeigta, blakus esošās cepļa dūmvadu varēja atvērt, lai sāktu apdedzināšanu. Šāda veida cepli Ķīnā sauca par "pūķa cepli". Lai gan pūķa ceplis palielināja jaudu, tas joprojām nevarēja sasniegt nepārtrauktu ražošanu un tam bija skarbi darba apstākļi. Tikai pēc tam, kad Ķīnā tika ieviesta Hofmaņa krāsns, tika atrisināta nepārtrauktas māla ķieģeļu apdedzināšanas problēma, un ķieģeļu apdedzināšanas darba vide tika relatīvi uzlabota.

1

Hofmaņa ceplis ir taisnstūra formas, ar galveno gaisa vadu un aizbīdņiem vidū; kustīgo degšanas pozīciju regulē, kontrolējot aizbīdņus. Iekšējā daļa sastāv no apļveida savstarpēji savienotām krāsns kamerām, un uz ārsienas ir atvērtas vairākas krāsns durvis, lai atvieglotu ķieģeļu iekraušanu un izkraušanu. Ārsiena ir divslāņu, starp kurām ir ievietots izolācijas materiāls. Gatavojoties apdedzināt ķieģeļus, žāvēti ķieģeļi tiek sakrauti krāsns ejās un tiek izveidotas aizdedzināšanas bedres. Aizdedzināšana tiek veikta ar viegli uzliesmojošiem materiāliem; pēc stabilas aizdedzināšanas tiek darbināti aizbīdņi, lai vadītu uguns kustību. Krāsns ejās sakrautie ķieģeļi tiek apdedzināti gatavos produktos 800–1000 °C temperatūrā. Lai nodrošinātu nepārtrauktu apdedzināšanu ar vienu liesmas fronti, ķieģeļu kraušanas zonai ir nepieciešamas 2–3 durvis, priekšsildīšanas zonai 3–4 durvis, augstas temperatūras apdedzināšanas zonai 3–4 durvis, izolācijas zonai 2–3 durvis un dzesēšanas un ķieģeļu izkraušanas zonai 2–3 durvis. Tāpēc Hofmaņa krāsnij ar vienu liesmas priekšpusi ir nepieciešamas vismaz 18 durvis, bet krāsnij ar divām liesmas priekšpusēm ir nepieciešamas 36 vai vairāk durvis. Lai uzlabotu darba vidi un izvairītos no darbinieku pakļaušanas pārmērīgi augstām temperatūrām no gataviem ķieģeļiem, parasti tiek pievienotas vēl dažas durvis, tāpēc Hofmaņa krāsni ar vienu liesmas priekšpusi bieži būvē ar 22–24 durvīm. Katras durvis ir aptuveni 7 metrus garas, kopējais garums ir aptuveni 70–80 metri. Krāsns neto iekšējais platums var būt 3 metri, 3,3 metri, 3,6 metri vai 3,8 metri (standarta ķieģeļu garums ir 240 mm vai 250 mm), tāpēc krāsns platuma izmaiņas tiek aprēķinātas, palielinot viena ķieģeļa garumu. Dažādi iekšējie platumi rada atšķirīgu sakrauto ķieģeļu skaitu un līdz ar to nedaudz atšķirīgu ražību. Hofmaņa krāsns ar vienu liesmas priekšpusi gadā var saražot aptuveni 18–30 miljonus standarta ķieģeļu (240x115x53 mm).

2

II. Struktūra:

Hoffmana krāsns sastāv no šādām sastāvdaļām atkarībā no to funkcijām: krāsns pamatne, krāsns apakšējā dūmvada daļa, gaisa vadu sistēma, sadegšanas sistēma, aizbīdņa vadība, noslēgts krāsns korpuss, krāsns izolācija un novērošanas/uzraudzības ierīces. Katra krāsns kamera ir gan neatkarīga vienība, gan visas krāsns daļa. Mainoties degšanas pozīcijai, mainās to loma krāsnī (iepriekšējas uzsildīšanas zona, saķepināšanas zona, izolācijas zona, dzesēšanas zona, ķieģeļu izkraušanas zona, ķieģeļu kraušanas zona). Katrai krāsns kamerai ir savs dūmvads, gaisa vads, aizbīdnis un novērošanas atveres (ogļu padeves atveres) un krāsns durvis augšpusē.

Darbības princips:
Pēc tam, kad ķieģeļi ir sakrauti krāsns kamerā, katra kamera ir jānoblīvē ar papīra barjerām. Kad jāpārvieto degšanas pozīcija, šīs kameras aizbīdnis tiek atvērts, lai radītu negatīvu spiedienu iekšpusē, kas ievelk liesmas fronti kamerā un sadedzina papīra barjeru. Īpašos gadījumos iepriekšējās kameras papīra barjeras pārraušanai var izmantot uguns āķi. Katru reizi, kad degšanas pozīcija pārvietojas uz jaunu kameru, nākamās kameras secīgi nonāk nākamajā posmā. Parasti, tikko atverot aizbīdni, kamera nonāk uzsildīšanas un temperatūras paaugstināšanas posmā; kameras 2–3 durvis tālāk nonāk augstas temperatūras apdedzināšanas posmā; kameras 3–4 durvis tālāk nonāk izolācijas un dzesēšanas posmā utt. Katra kamera nepārtraukti maina savu lomu, veidojot nepārtrauktu ciklisku ražošanu ar kustīgu liesmas fronti. Liesmas pārvietošanās ātrumu ietekmē gaisa spiediens, gaisa tilpums un degvielas siltumspēja. Turklāt tas mainās atkarībā no ķieģeļu izejvielām (4–6 metri stundā slānekļa ķieģeļiem, 3–5 metri stundā māla ķieģeļiem). Tāpēc apdedzināšanas ātrumu un jaudu var regulēt, kontrolējot gaisa spiedienu un tilpumu, izmantojot aizbīdņus, un regulējot degvielas padevi. Ķieģeļu mitruma saturs tieši ietekmē arī liesmas izplatīšanās ātrumu: mitruma satura samazinājums par 1% var palielināt ātrumu par aptuveni 10 minūtēm. Krāsns blīvējuma un izolācijas īpašības tieši ietekmē degvielas patēriņu un gatavo ķieģeļu ražu.

3

Krāsns dizains:
Vispirms, pamatojoties uz jaudas prasībām, nosakiet krāsns neto iekšējo platumu. Dažādiem iekšējiem platumiem ir nepieciešams atšķirīgs gaisa apjoms. Pamatojoties uz nepieciešamo gaisa spiedienu un apjomu, nosakiet krāsns gaisa ieplūdes atveru, dūmvadu, aizbīdņu, gaisa cauruļu un galveno gaisa vadu specifikācijas un izmērus un aprēķiniet krāsns kopējo platumu. Pēc tam nosakiet kurināmo ķieģeļu apdedzināšanai — dažādiem kurināmajiem ir nepieciešamas dažādas sadegšanas metodes. Dabasgāzei iepriekš jārezervē degļu pozīcijas; smagajai eļļai (ko izmanto pēc apkures) jārezervē sprauslu pozīcijas. Pat oglēm un malkai (zāģu skaidām, rīsu sēnalām, zemesriekstu čaumalām un citiem degošiem materiāliem ar siltumvērtību) metodes atšķiras: ogles tiek sasmalcinātas, tāpēc ogļu padeves atveres var būt mazākas; lai atvieglotu malkas padevi, atverēm jābūt attiecīgi lielākām. Pēc projektēšanas, pamatojoties uz katras krāsns sastāvdaļas datiem, izveidojiet krāsns konstrukcijas rasējumus.

III. Būvniecības process:

Izvēlieties vietu, pamatojoties uz projekta rasējumiem. Lai samazinātu izmaksas, izvēlieties vietu ar bagātīgiem izejmateriāliem un ērtu transportēšanu gatavo ķieģeļu pārvadāšanai. Visai ķieģeļu rūpnīcai jābūt centrētai ap cepli. Pēc cepļa atrašanās vietas noteikšanas veiciet pamatu apstrādi:
① Ģeoloģiskā izpēte: Noskaidrot gruntsūdens slāņa dziļumu un augsnes nestspēju (obligāti ≥150 kPa). Mīkstiem pamatiem izmantot nomaiņas metodes (gruvešu pamati, pāļu pamati vai sablīvēta 3:7 kaļķa augsnes maisījums).
② Pēc pamatu apstrādes vispirms izbūvējiet krāsns dūmvadu un veiciet ūdens un mitruma necaurlaidīgus pasākumus: uzklājiet 20 mm biezu ūdensnecaurlaidīgas javas slāni un pēc tam veiciet ūdensnecaurlaidīgu apstrādi.
③ Krāsns pamatam izmantota dzelzsbetona plātne ar φ14 tērauda stieņiem, kas savienoti 200 mm divvirzienu režģī. Platums atbilst projekta prasībām, un biezums ir aptuveni 0,3–0,5 metri.
④ Izplešanās šuves: Uz katrām 4–5 kamerām izveidojiet vienu izplešanās šuvi (30 mm platu), kas jāaizpilda ar asfaltētu kaņepi ūdensnecaurlaidīgai blīvēšanai.
4

Krāsns korpusa konstrukcija:
① Materiālu sagatavošana: Pēc pamatu pabeigšanas nolīdziniet vietu un sagatavojiet materiālus. Krāsns materiāli: Hofmaņa krāsns abi gali ir pusapļa formas; līkumos tiek izmantoti īpašas formas ķieģeļi (trapecveida ķieģeļi, vēdekļveida ķieģeļi). Ja krāsns iekšējais korpuss ir veidots no ugunsizturīgiem ķieģeļiem, ir nepieciešams ugunsizturīgs māls, īpaši arkas ķieģeļiem (T38, T39, ko parasti sauc par "lāpstiņas ķieģeļiem"), ko izmanto gaisa ieplūdes atverēs un arkas augšpusē. Iepriekš sagatavojiet veidņus arkas augšdaļai.
② Izvietojums: Uz apstrādātās pamatnes vispirms atzīmējiet krāsns centra līniju, pēc tam, pamatojoties uz pazemes dūmvada un gaisa ieplūdes pozīcijām, nosakiet un atzīmējiet krāsns sienu malas un krāsns durvju pozīcijas. Atzīmējiet sešas taisnas līnijas krāsns korpusam un loka līnijas gala līkumiem, pamatojoties uz neto iekšējo platumu.
③ Mūrēšana: Vispirms izbūvējiet dūmvadus un gaisa ieplūdes atveres, pēc tam ieklājiet apakšējos ķieģeļus (nepieciešams mūrējums ar pakāpeniskām šuvēm, izmantojot pilnu javu, bez nepārtrauktām šuvēm, lai nodrošinātu hermētiskumu un novērstu gaisa noplūdi). Darbu secība ir šāda: pa iezīmētajām pamatu līnijām jābūvē taisnas sienas, pārejot uz līkumiem, kas ir būvēti ar trapecveida ķieģeļiem (pieļaujamā kļūda ≤3 mm). Saskaņā ar projekta prasībām starp krāsns iekšējo un ārējo sienu jāizbūvē savienojošās atbalsta sienas un jāaizpilda ar izolācijas materiāliem. Kad taisnas sienas ir uzbūvētas līdz noteiktam augstumam, arkas augšdaļas būvniecības uzsākšanai jāliek arkas leņķa ķieģeļi (60°-75°). Novietojiet arkas veidņus (pieļaujamā loka novirze ≤3 mm) un simetriski uzbūvējiet arkas augšdaļu no abām pusēm uz centru. Arkas augšdaļai izmantojiet arkas ķieģeļus (T38, T39); ja tiek izmantoti parastie ķieģeļi, nodrošiniet ciešu savienojumu ar veidņiem. Veidojot pēdējos 3-6 katra gredzena ķieģeļus, izmantojiet ķīļveida fiksācijas ķieģeļus (biezuma starpība 10-15 mm) un cieši sasitiet tos ar gumijas āmuru. Rezervēt novērošanas lūkas un ogļu padeves lūkas arkas augšpusē atbilstoši projekta prasībām.

IV. Kvalitātes kontrole:

a. Vertikālisms: pārbaudiet ar lāzera līmeņrādi vai svērteni; pieļaujamā novirze ≤5 mm/m.
b. Līdzenums: pārbaudiet ar 2 metru lineālu; pieļaujamais nelīdzenums ≤3 mm.
c. Blīvējums: Pēc krāsns mūrēšanas pabeigšanas veiciet negatīvā spiediena pārbaudi (-50 Pa); noplūdes ātrums ≤0,5 m³/h·m².

Publicēšanas laiks: 2025. gada 5. augusts