हॉफमन किल्न ऑपरेटिंग प्रक्रिया आणि समस्यानिवारण (नवशिक्यांसाठी वाचायलाच हवे)

हॉफमन भट्टी (चीनमध्ये चाकांच्या भट्टी म्हणून ओळखली जाणारी) ही एक प्रकारची भट्टी आहे जी जर्मन अभियंता गुस्ताव हॉफमन यांनी १८५६ मध्ये विटा आणि टाइल्स सतत पेटवण्यासाठी शोधून काढली होती. मुख्य रचनेत एक बंद वर्तुळाकार बोगदा असतो, जो सामान्यतः पेटवलेल्या विटांपासून बनवला जातो. उत्पादन सुलभ करण्यासाठी, भट्टीच्या भिंतींवर समान अंतरावर अनेक भट्टीचे दरवाजे बसवले जातात. एकाच फायरिंग सायकलसाठी (एक फायरहेड) १८ दरवाजे आवश्यक असतात. कामाची परिस्थिती सुधारण्यासाठी आणि तयार झालेल्या विटांना थंड होण्यासाठी अधिक वेळ देण्यासाठी, २२ किंवा २४ दरवाजे असलेले भट्टी बांधण्यात आले आणि ३६ दरवाजे असलेले दोन-अग्निशमन भट्टी देखील बांधण्यात आली. एअर डॅम्पर्स नियंत्रित करून, फायरहेडला हालचाल करण्यासाठी मार्गदर्शन केले जाऊ शकते, ज्यामुळे सतत उत्पादन शक्य होते. थर्मल इंजिनिअरिंग भट्टीचा एक प्रकार म्हणून, हॉफमन भट्टी प्रीहीटिंग, फायरिंग आणि कूलिंग झोनमध्ये देखील विभागली गेली आहे. तथापि, बोगद्याच्या भट्टींपेक्षा, जिथे विटांचे रिकामे भट्टीच्या गाड्या हलवणाऱ्या भट्टीच्या गाड्यांवर ठेवले जातात, हॉफमन भट्टी "रिक्त हालचाल, आग स्थिर राहते" या तत्त्वावर चालते. तीन कार्यरत क्षेत्रे - प्रीहीटिंग, फायरिंग आणि कूलिंग - स्थिर राहतात, तर विटांचे रिकामे भाग फायरिंग प्रक्रिया पूर्ण करण्यासाठी तीन झोनमधून जातात. हॉफमन भट्टी वेगळ्या पद्धतीने कार्य करते: विटांचे रिकामे भाग भट्टीच्या आत रचलेले असतात आणि स्थिर राहतात, तर फायरहेडला एअर डॅम्पर्सद्वारे हलविण्यासाठी मार्गदर्शन केले जाते, "आग हलते, रिकामे भाग स्थिर राहतात" या तत्त्वाचे पालन करून. म्हणूनच, हॉफमन भट्टीमधील प्रीहीटिंग, फायरिंग आणि कूलिंग झोन फायरहेड हलत असताना सतत स्थान बदलतात. ज्वालासमोरील क्षेत्र प्रीहीटिंगसाठी आहे, ज्वाला स्वतः फायरिंगसाठी आहे आणि ज्वालामागील क्षेत्र थंड करण्यासाठी आहे. कार्य तत्त्वामध्ये भट्टीच्या आत रचलेल्या विटा क्रमाने पेटविण्यासाठी ज्वालाला मार्गदर्शन करण्यासाठी एअर डॅम्पर समायोजित करणे समाविष्ट आहे.

I. ऑपरेटिंग प्रक्रिया:

प्रज्वलनपूर्व तयारी: जळाऊ लाकूड आणि कोळसा यांसारखे प्रज्वलन साहित्य. जर अंतर्गत ज्वलन विटा वापरत असाल, तर एक किलो कच्चा माल ८००-९५०°C पर्यंत जाळण्यासाठी अंदाजे १,१००-१,६०० kcal/किलो उष्णता आवश्यक आहे. प्रज्वलन विटा थोड्या उंच असू शकतात, ज्यामध्ये आर्द्रता ≤६% असते. पात्र विटा तीन किंवा चार भट्टीच्या दारांमध्ये रचल्या पाहिजेत. विटांचे रचनेचे तत्व "वरच्या बाजूला घट्ट आणि तळाशी सैल, बाजूंनी घट्ट आणि मध्यभागी सैल" या तत्त्वाचे पालन करते. विटांच्या रचनेमध्ये १५-२० सेमी फायर चॅनेल सोडा. इग्निशन ऑपरेशन्स सरळ भागांवर सर्वोत्तम प्रकारे केले जातात, म्हणून इग्निशन स्टोव्ह वाकल्यानंतर, दुसऱ्या किंवा तिसऱ्या भट्टीच्या दारावर बांधला पाहिजे. इग्निशन स्टोव्हमध्ये भट्टीचे चेंबर आणि राख काढण्याचे पोर्ट आहे. थंड हवा आत जाण्यापासून रोखण्यासाठी अग्नि वाहिन्यांमधील कोळसा भरण्याचे छिद्र आणि वारारोधक भिंती सील केल्या पाहिजेत.

प्रज्वलन आणि गरम करणे: प्रज्वलन करण्यापूर्वी, भट्टीच्या शरीराची आणि एअर डॅम्पर्सची गळती तपासा. पंखा चालू करा आणि इग्निशन स्टोव्हवर थोडासा नकारात्मक दाब निर्माण करण्यासाठी तो समायोजित करा. गरम होण्याचा दर नियंत्रित करण्यासाठी फायरबॉक्सवरील लाकूड आणि कोळसा पेटवा. २४-४८ तास बेक करण्यासाठी लहान आग वापरा, भट्टीतील ओलावा काढून टाकताना विटांचे रिकामे भाग सुकवा. नंतर, गरम होण्याचा दर वाढवण्यासाठी हवेचा प्रवाह थोडा वाढवा. वेगवेगळ्या प्रकारच्या कोळशाचे वेगवेगळे प्रज्वलन बिंदू असतात: ३००-४००°C वर तपकिरी कोळसा, ४००-५५०°C वर बिटुमिनस कोळसा आणि ५५०-७००°C वर अँथ्रासाइट. जेव्हा तापमान ४००°C पेक्षा जास्त पोहोचते, तेव्हा विटांमधील कोळसा जळू लागतो आणि प्रत्येक वीट कोळशाच्या गोळ्यासारखा उष्णता स्रोत बनते. एकदा विटा जळू लागल्या की, सामान्य फायरिंग तापमानापर्यंत पोहोचण्यासाठी हवेचा प्रवाह आणखी वाढवता येतो. जेव्हा भट्टीचे तापमान ६००°C पर्यंत पोहोचते, तेव्हा ज्वाला पुढील चेंबरमध्ये पुनर्निर्देशित करण्यासाठी एअर डॅम्पर समायोजित केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे प्रज्वलन प्रक्रिया पूर्ण होते.

भट्टीचे काम: हॉफमन भट्टीचा वापर मातीच्या विटा पेटवण्यासाठी केला जातो, ज्याचा दररोज ४-६ भट्टी चेंबरचा फायरिंग रेट असतो. फायरहेड सतत हालचाल करत असल्याने, प्रत्येक भट्टी चेंबरचे कार्य देखील सतत बदलत राहते. फायरहेडसमोर असताना, प्रीहीटिंग झोन हे कार्य असते, ज्याचे तापमान ६००°C पेक्षा कमी असते, एअर डँपर सामान्यतः ६०-७०% वर उघडतो आणि नकारात्मक दाब -२० ते ५० Pa पर्यंत असतो. ओलावा काढून टाकताना, विटांच्या रिकाम्या जागा फुटू नयेत यासाठी कठोर खबरदारी घेणे आवश्यक आहे. ६००°C आणि १०५०°C मधील तापमान क्षेत्र म्हणजे फायरिंग झोन, जिथे विटांच्या रिकाम्या जागा बदलतात. उच्च तापमानात, चिकणमाती भौतिक आणि रासायनिक बदलांमधून जाते, सिरेमिक गुणधर्म असलेल्या तयार विटांमध्ये रूपांतरित होते. जर इंधनाच्या कमतरतेमुळे फायरिंग तापमान गाठले नाही, तर इंधन बॅचमध्ये (प्रत्येक वेळी कोळशाची पावडर ≤२ किलो प्रति भोक) जोडणे आवश्यक आहे, ज्वलनासाठी पुरेसा ऑक्सिजन पुरवठा (≥५%) सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे, भट्टीचा दाब थोडासा नकारात्मक दाब (-५ ते -१० Pa) राखला जातो. विटांच्या कोऱ्या जागा पूर्णपणे पेटवण्यासाठी ४-६ तास सतत उच्च तापमान ठेवा. फायरिंग झोनमधून गेल्यानंतर, विटांच्या कोऱ्या जागा तयार विटांमध्ये रूपांतरित होतात. त्यानंतर कोळशाचे भरण-पोषण करणारे छिद्र बंद केले जातात आणि विटा इन्सुलेशन आणि कूलिंग झोनमध्ये प्रवेश करतात. जलद थंडीमुळे तडे जाण्यापासून रोखण्यासाठी थंडीचा दर ५०°C/तास पेक्षा जास्त नसावा. जेव्हा तापमान २००°C पेक्षा कमी होते, तेव्हा भट्टीचा दरवाजा जवळून उघडता येतो आणि वायुवीजन आणि थंडीनंतर, तयार झालेल्या विटा भट्टीतून काढून टाकल्या जातात, ज्यामुळे फायरिंग प्रक्रिया पूर्ण होते.

II. महत्वाच्या सूचना

विटांचे रचणे: “तीन भाग फायरिंग, सात भाग स्टॅकिंग.” फायरिंग प्रक्रियेत, विटांचे रचणे महत्त्वाचे आहे. विटांची संख्या आणि त्यांच्यामधील अंतर यांच्यातील इष्टतम संतुलन शोधण्यासाठी “वाजवी घनता” प्राप्त करणे महत्वाचे आहे. चिनी राष्ट्रीय मानकांनुसार, विटांसाठी इष्टतम स्टॅकिंग घनता प्रति घनमीटर 260 तुकडे आहे. विटांचे रचणे “वर दाट, तळाशी विरळ,” “बाजूंना दाट, मध्यभागी विरळ” आणि “हवेसाठी जागा सोडा” या तत्त्वांचे पालन करणे आवश्यक आहे, तसेच वरचा भाग जड आणि तळ हलका असेल तेथे असंतुलन टाळणे आवश्यक आहे. क्षैतिज वायुवाहिनी एक्झॉस्ट व्हेंटशी संरेखित असावी, ज्याची रुंदी 15-20 सेमी असेल. विटांच्या ढिगाऱ्याचे उभे विचलन 2% पेक्षा जास्त नसावे आणि ढिगाऱ्याला कोसळण्यापासून रोखण्यासाठी कठोर उपाययोजना करणे आवश्यक आहे.

तापमान नियंत्रण: प्रीहीटिंग झोन हळूहळू गरम करावा; तापमानात जलद वाढ करण्यास सक्त मनाई आहे (तापमानात जलद वाढ झाल्यामुळे ओलावा बाहेर पडू शकतो आणि विटांच्या कोपऱ्यांना तडे जाऊ शकतात). क्वार्ट्ज मेटामॉर्फिक टप्प्यात, तापमान स्थिर राखले पाहिजे. जर तापमान आवश्यक तापमानापेक्षा कमी झाले आणि कोळसा बाहेरून जोडण्याची आवश्यकता असेल, तर कोळसा जोडण्यास मनाई आहे (स्थानिकरित्या जास्त जळणे टाळण्यासाठी). कोळसा एकाच छिद्रातून अनेक वेळा कमी प्रमाणात जोडला पाहिजे, प्रत्येक जोडणी प्रति बॅच 2 किलो असावी आणि प्रत्येक बॅचमध्ये किमान 15 मिनिटांचे अंतर ठेवावे.

सुरक्षितता: हॉफमन भट्टी ही देखील तुलनेने बंदिस्त जागा आहे. जेव्हा कार्बन मोनोऑक्साइडचे प्रमाण २४ पीपीएम पेक्षा जास्त असते तेव्हा कर्मचाऱ्यांना बाहेर काढावे लागते आणि वायुवीजन वाढवावे लागते. सिंटरिंग केल्यानंतर, तयार झालेल्या विटा हाताने काढाव्या लागतात. भट्टीचा दरवाजा उघडल्यानंतर, कामावर जाण्यापूर्वी प्रथम ऑक्सिजनचे प्रमाण (ऑक्सिजनचे प्रमाण > १८%) मोजा.

III. सामान्य दोष आणि समस्यानिवारण

हॉफमन भट्टी उत्पादनातील सामान्य समस्या: प्रीहीटिंग झोनमध्ये ओलावा जमा होणे आणि ओल्या विटांचे ढिगारे कोसळणे, प्रामुख्याने ओल्या विटांमध्ये जास्त आर्द्रता आणि खराब आर्द्रता निचरा यामुळे. ओलावा निचरा पद्धत: कोरड्या विटांच्या रिकाम्या जागा वापरा (६% पेक्षा कमी अवशिष्ट आर्द्रता असलेले) आणि हवेचा प्रवाह वाढवण्यासाठी एअर डँपर समायोजित करा, ज्यामुळे तापमान अंदाजे १२०°C पर्यंत वाढेल. मंद फायरिंग वेग: सामान्यतः "आग पेटणार नाही" असे म्हटले जाते, हे प्रामुख्याने ऑक्सिजन-कमतरतेच्या ज्वलनामुळे होते. अपुर्‍या वायुप्रवाहासाठी उपाय: डँपर उघडणे वाढवा, पंख्याचा वेग वाढवा, भट्टीच्या शरीरातील अंतर दुरुस्त करा आणि फ्लूमधून जमा झालेला कचरा साफ करा. थोडक्यात, ऑक्सिजन-समृद्ध ज्वलन आणि जलद तापमान वाढीची परिस्थिती साध्य करण्यासाठी ज्वलन कक्षात पुरेसा ऑक्सिजन पुरवला जात आहे याची खात्री करा. अपुर्‍या सिंटरिंग तापमानामुळे विटांच्या शरीराचा रंग (पिवळा होणे): उपाय: इंधनाचे प्रमाण योग्यरित्या वाढवा आणि फायरिंग तापमान वाढवा. काळ्या हृदयाच्या विटा अनेक कारणांमुळे तयार होऊ शकतात: जास्त अंतर्गत ज्वलन अॅडिटीव्ह, भट्टीमध्ये ऑक्सिजनची कमतरता कमी करणारे वातावरण निर्माण करते (O₂ < ३%), किंवा विटा पूर्णपणे पेटत नाहीत. उपाय: अंतर्गत इंधनाचे प्रमाण कमी करा, पुरेसा ऑक्सिजन ज्वलनासाठी वायुवीजन वाढवा आणि विटा पूर्णपणे पेटल्या आहेत याची खात्री करण्यासाठी उच्च-तापमान स्थिर-तापमान कालावधी योग्यरित्या वाढवा. विटांचे विकृतीकरण (ओव्हरफायरिंग) प्रामुख्याने स्थानिक उच्च तापमानामुळे होते. उपायांमध्ये ज्वाला पुढे हलविण्यासाठी पुढचा एअर डँपर उघडणे आणि तापमान कमी करण्यासाठी भट्टीत थंड हवा आणण्यासाठी मागील फायर कव्हर उघडणे समाविष्ट आहे.

हॉफमन भट्टीचा शोध लागल्यापासून १६९ वर्षांपासून वापर सुरू आहे आणि त्यात अनेक सुधारणा आणि नवोपक्रम आले आहेत. अशाच एका नवोपक्रमात सिंगल-फायरिंग व्हील भट्टी प्रक्रियेदरम्यान कोरडी गरम हवा (१००°C–३००°C) वाळवण्याच्या चेंबरमध्ये आणण्यासाठी भट्टीच्या तळाशी एअर डक्ट जोडणे समाविष्ट आहे. आणखी एक नवोपक्रम म्हणजे अंतर्गतपणे उडालेल्या विटांचा वापर, ज्याचा शोध चिनी लोकांनी लावला होता. कोळसा क्रश केल्यानंतर, आवश्यक उष्मांक मूल्यानुसार कच्च्या मालात जोडला जातो (तापमान १°C ने वाढवण्यासाठी अंदाजे १२४० kcal/किलो कच्चा माल आवश्यक असतो, जो ०.३ kcal च्या समतुल्य आहे). "वांडा" वीट कारखान्याचे फीडिंग मशीन योग्य प्रमाणात कोळसा आणि कच्चा माल मिसळू शकते. मिक्सर कच्च्या मालात कोळशाची पावडर पूर्णपणे मिसळतो, ज्यामुळे उष्मांक मूल्य विचलन ±२०० kJ/kg च्या आत नियंत्रित होते याची खात्री होते. याव्यतिरिक्त, एअर डँपर फ्लो रेट आणि कोळसा फीडिंग रेट स्वयंचलितपणे समायोजित करण्यासाठी तापमान नियंत्रण आणि PLC सिस्टम स्थापित केले जातात. यामुळे ऑटोमेशनची पातळी वाढते, हॉफमन भट्टीच्या ऑपरेशनच्या तीन स्थिरता तत्त्वांची अधिक चांगल्या प्रकारे खात्री होते: "स्थिर हवेचा दाब, स्थिर तापमान आणि स्थिर ज्वाला हालचाल." सामान्य ऑपरेशनसाठी भट्टीच्या आतील परिस्थितीनुसार लवचिक समायोजन आवश्यक असते आणि काळजीपूर्वक ऑपरेशनसाठी पात्र तयार विटा तयार करता येतात.