Il-forn Hoffman (magħruf bħala forn bir-roti fiċ-Ċina) huwa tip ta' forn ivvintat mill-inġinier Ġermaniż Gustav Hoffman fl-1856 għall-ħruq kontinwu ta' briks u madum. L-istruttura ewlenija tikkonsisti minn mina ċirkolari magħluqa, tipikament mibnija minn briks moħmija. Biex tiġi ffaċilitata l-produzzjoni, bibien multipli tal-forn spazjati b'mod uniformi huma installati fuq il-ħitan tal-forn. Ċiklu wieħed ta' ħruq (ras tan-nar waħda) jeħtieġ 18-il bieb. Biex jittejbu l-kundizzjonijiet tax-xogħol u l-briks lesti jingħataw aktar ħin biex jiksħu, inbnew fran b'22 jew 24 bieb, u nbnew ukoll fran b'żewġ nar bi 36 bieb. Billi jikkontrollaw id-dampers tal-arja, ir-ras tan-nar tista' tiġi ggwidata biex tiċċaqlaq, u b'hekk tippermetti produzzjoni kontinwa. Bħala tip ta' forn tal-inġinerija termali, il-forn Hoffman huwa wkoll maqsum f'żoni ta' tisħin minn qabel, ħruq, u tkessiħ. Madankollu, b'differenza mill-fran tal-mina, fejn il-biċċiet tal-briks jitqiegħdu fuq vaguni tal-forn li jiċċaqalqu, il-forn Hoffman jopera fuq il-prinċipju ta' "il-biċċa tiċċaqlaq, in-nar jibqa' wieqaf." It-tliet żoni tax-xogħol—tisħin minn qabel, ħruq, u tkessiħ—jibqgħu stazzjonarji, filwaqt li l-biċċiet tal-briks jiċċaqalqu mit-tliet żoni biex itemmu l-proċess tal-ħruq. Il-forn Hoffman jopera b'mod differenti: il-biċċiet tal-briks huma f'munzelli ġewwa l-forn u jibqgħu wieqfa, filwaqt li r-ras tan-nar hija ggwidata minn dampers tal-arja biex tiċċaqlaq, skont il-prinċipju ta' "in-nar jiċċaqlaq, il-biċċiet jibqgħu wieqfa." Għalhekk, iż-żoni ta' pretisħin, ħruq, u tkessiħ fil-forn Hoffman jibdlu kontinwament il-pożizzjonijiet hekk kif ir-ras tan-nar tiċċaqlaq. Iż-żona quddiem il-fjamma hija għat-tisħin minn qabel, il-fjamma nnifisha hija għall-ħruq, u ż-żona wara l-fjamma hija għat-tkessiħ. Il-prinċipju tax-xogħol jinvolvi l-aġġustament tad-damper tal-arja biex jiggwida l-fjamma biex taqbad sekwenzjalment il-briks f'munzelli ġewwa l-forn.
I. Proċeduri Operattivi:
Tħejjija ta' qabel it-tqabbid: materjali tat-tqabbid bħal ħatab u faħam. Jekk tuża briks tal-kombustjoni interna, huma meħtieġa madwar 1,100–1,600 kcal/kg ta' sħana biex tinħaraq kilogramma waħda ta' materja prima sa 800–950°C. Il-briks tat-tqabbid jistgħu jkunu kemxejn itwal, b'kontenut ta' umdità ta' ≤6%. Briks kwalifikati għandhom jitqiegħdu f'munzelli fi tliet jew erba' bibien tal-forn. L-istivar tal-briks isegwi l-prinċipju ta' "aktar issikkat fil-parti ta' fuq u aktar laxk fil-qiegħ, aktar issikkat fil-ġnub u aktar laxk fin-nofs." Ħalli kanal tan-nar ta' 15-20 ċm bejn il-munzelli tal-briks. L-operazzjonijiet tat-tqabbid isiru l-aħjar fuq sezzjonijiet dritti, għalhekk il-fuklar tat-tqabbid għandu jinbena wara l-liwja, fit-tieni jew it-tielet bieb tal-forn. Il-fuklar tat-tqabbid għandu kamra tal-forn u port għat-tneħħija tal-irmied. It-toqob tal-alimentazzjoni tal-faħam u l-ħitan reżistenti għar-riħ fil-kanali tan-nar għandhom ikunu ssiġillati biex jipprevjenu d-dħul ta' arja kiesħa.
Tqabbid u tisħin: Qabel it-tqabbid, spezzjona l-korp tal-forn u d-dampers tal-arja għal tnixxijiet. Ixgħel il-fann u aġġustah biex toħloq pressjoni negattiva żgħira fil-fuklar tat-tqabbid. Ixgħel l-injam u l-faħam fuq il-kaxxa tan-nar biex tikkontrolla r-rata tat-tisħin. Uża nar żgħir biex taħmi għal 24–48 siegħa, tnixxef il-biċċiet tal-briks waqt li tneħħi l-umdità mill-forn. Imbagħad, żid ftit il-fluss tal-arja biex taċċellera r-rata tat-tisħin. Tipi differenti ta' faħam għandhom punti ta' tqabbid differenti: faħam kannella f'300-400°C, faħam bituminuż f'400-550°C, u antraċite f'550-700°C. Meta t-temperatura tilħaq aktar minn 400°C, il-faħam ġewwa l-briks jibda jinħaraq, u kull brikka ssir sors ta' sħana bħal ballun tal-faħam. Ladarba l-briks jibdew jinħarqu, il-fluss tal-arja jista' jiżdied aktar biex jilħaq it-temperatura normali tat-tqabbid. Meta t-temperatura tal-forn tilħaq is-600°C, id-damper tal-arja jista' jiġi aġġustat biex jidderieġi mill-ġdid il-fjamma lejn il-kompartiment li jmiss, u b'hekk jitlesta l-proċess tat-tqabbid.
Tħaddim tal-forn: Il-forn Hoffman jintuża biex jaħraq briks tat-tafal, bir-rata ta' ħsad ta' 4-6 kmamar tal-forn kuljum. Peress li r-ras tan-nar tiċċaqlaq kontinwament, il-funzjoni ta' kull kamra tal-forn tinbidel ukoll kontinwament. Meta tkun quddiem ir-ras tan-nar, il-funzjoni hija ż-żona ta' pretisħin, b'temperaturi taħt is-600°C, l-umidifikatur tal-arja normalment miftuħ f'60-70%, u pressjoni negattiva li tvarja minn -20 sa 50 Pa. Waqt li titneħħa l-umdità, iridu jittieħdu prekawzjonijiet stretti biex il-briks ma jitkissrux. Iż-żona tat-temperatura bejn 600°C u 1050°C hija ż-żona tal-ħsad, fejn il-briks jgħaddu minn trasformazzjoni. Taħt temperaturi għoljin, it-tafal jgħaddi minn bidliet fiżiċi u kimiċi, u jittrasforma fi briks lesti bi proprjetajiet taċ-ċeramika. Jekk it-temperatura tal-ħsad ma tintlaħaqx minħabba fjuwil insuffiċjenti, il-fjuwil irid jiżdied f'lottijiet (trab tal-faħam ≤2 kg għal kull toqba kull darba), u tiġi żgurata provvista adegwata ta' ossiġnu (≥5%) għall-kombustjoni, bil-pressjoni tal-forn tinżamm fi pressjoni negattiva żgħira (-5 sa -10 Pa). Żomm temperatura għolja kostanti għal 4-6 sigħat biex taħraq kompletament il-briks blanks. Wara li jgħaddu miż-żona tan-nar, il-briks blanks jiġu trasformati fi briks lesti. It-toqob tal-alimentazzjoni tal-faħam imbagħad jingħalqu, u l-briks jidħlu fiż-żona ta' insulazzjoni u tkessiħ. Ir-rata tat-tkessiħ m'għandhiex taqbeż il-50°C/siegħa biex tevita l-qsim minħabba tkessiħ mgħaġġel. Meta t-temperatura tinżel taħt il-200°C, il-bieba tal-forn tista' tinfetaħ fil-qrib, u wara l-ventilazzjoni u t-tkessiħ, il-briks lesti jitneħħew mill-forn, u b'hekk jitlesta l-proċess tan-nar.
II. Noti Importanti
Stivar tal-briks: “Tliet partijiet ħruq, seba’ partijiet stivar.” Fil-proċess tal-ħruq, l-istivar tal-briks huwa kruċjali. Huwa importanti li tinkiseb “densità raġonevoli”, u li jinstab bilanċ ottimali bejn in-numru ta’ briks u d-distakki bejniethom. Skont l-istandards nazzjonali Ċiniżi, id-densità ottimali tal-istivar għall-briks hija ta’ 260 biċċa għal kull metru kubu. L-istivar tal-briks għandu jaderixxi mal-prinċipji ta’ “dens fuq, spars fuq isfel,” “dens fuq il-ġnub, spars fin-nofs,” u “ħalli spazju għall-fluss tal-arja,” filwaqt li jiġi evitat żbilanċ fejn il-parti ta’ fuq hija tqila u l-qiegħ hija ħafifa. Il-kanal tal-arja orizzontali għandu jkun allinjat mal-vent tal-egżost, b’wisa’ ta’ 15-20 ċm. Id-devjazzjoni vertikali tal-munzell tal-briks m’għandhiex taqbeż it-2%, u għandhom jittieħdu miżuri stretti biex il-munzell ma jiġġarrafx.
Kontroll tat-Temperatura: Iż-żona ta' pretisħin għandha tissaħħan bil-mod; żidiet mgħaġġla fit-temperatura huma strettament ipprojbiti (żidiet mgħaġġla fit-temperatura jistgħu jikkawżaw li l-umdità taħrab u tixxaqqaq il-briks). Matul il-fażi metamorfika tal-kwarz, it-temperatura għandha tinżamm stabbli. Jekk it-temperatura taqa' taħt it-temperatura meħtieġa u l-faħam jeħtieġ li jiżdied esternament, iż-żieda ta' faħam ikkonċentrat hija pprojbita (biex jiġi evitat ħruq żejjed lokalizzat). Il-faħam għandu jiżdied f'ammonti żgħar diversi drabi minn toqba waħda, b'kull żieda tkun ta' 2 kg għal kull lott, u kull lott spazjat mill-inqas 15-il minuta 'l bogħod minn xulxin.
Sigurtà: Il-forn Hoffman huwa wkoll spazju relattivament magħluq. Meta l-konċentrazzjoni tal-monossidu tal-karbonju taqbeż l-24 PPM, il-persunal irid jevakwa, u l-ventilazzjoni trid tissaħħaħ. Wara s-sinterizzazzjoni, il-briks lesti jridu jitneħħew manwalment. Wara li tiftaħ il-bieb tal-forn, l-ewwel kejjel il-kontenut tal-ossiġnu (kontenut tal-ossiġnu > 18%) qabel ma tidħol għax-xogħol.
III. Ħsarat Komuni u Soluzzjoni ta' Problemi
Kwistjonijiet komuni fil-produzzjoni tal-forn Hoffman: akkumulazzjoni ta' umdità fiż-żona ta' pretisħin u kollass ta' munzelli ta' briks imxarrbin, primarjament minħabba kontenut għoli ta' umdità fil-briks imxarrbin u drenaġġ ħażin tal-umdità. Metodu ta' drenaġġ tal-umdità: uża blanks tal-briks niexfa (b'kontenut ta' umdità residwa taħt is-6%) u aġġusta l-umidifikatur tal-arja biex iżżid il-fluss tal-arja, u tgħolli t-temperatura għal madwar 120°C. Veloċità bil-mod tat-tqabbid: Komunement imsejħa "in-nar mhux se jaqbad," dan huwa primarjament minħabba kombustjoni b'nuqqas ta' ossiġnu. Soluzzjonijiet għal fluss tal-arja insuffiċjenti: Żid il-ftuħ tal-umidifikatur, żid il-veloċità tal-fann, isewwi l-lakuni fil-korp tal-forn, u naddaf il-fdalijiet akkumulati miċ-ċumnija. Fil-qosor, kun żgur li jiġi fornut biżżejjed ossiġnu lill-kamra tal-kombustjoni biex tinkiseb kombustjoni rikka fl-ossiġnu u kundizzjonijiet ta' żieda mgħaġġla fit-temperatura. Tibdil fil-kulur tal-korp tal-briks (isfar) minħabba temperatura ta' sinterizzazzjoni insuffiċjenti: Soluzzjoni: Żid b'mod xieraq il-kwantità tal-fjuwil u żid it-temperatura tat-tqabbid. Briks b'qalba sewda jistgħu jiffurmaw għal diversi raġunijiet: addittivi eċċessivi ta' kombustjoni interna, nuqqas ta' ossiġnu fil-forn li joħloq atmosfera li tnaqqas (O₂ < 3%), jew briks li ma jkunux qed jinħarqu kompletament. Soluzzjonijiet: Naqqas il-kontenut intern tal-fjuwil, żid il-ventilazzjoni għal kombustjoni suffiċjenti tal-ossiġnu, u estendi b'mod xieraq it-tul ta' żmien ta' temperatura għolja b'temperatura kostanti biex tiżgura li l-briks jinħarqu kompletament. Id-deformazzjoni tal-briks (ħruq żejjed) hija primarjament ikkawżata minn temperaturi għoljin lokalizzati. Is-soluzzjonijiet jinkludu l-ftuħ tad-damper tal-arja ta' quddiem biex iċċaqlaq il-fjamma 'l quddiem u l-ftuħ tal-għatu tan-nar ta' wara biex tintroduċi arja friska fil-forn biex tbaxxi t-temperatura.
Il-forn Hoffman ilu jintuża għal 169 sena minn mindu ġie invenut u għadda minn bosta titjib u innovazzjonijiet. Innovazzjoni waħda bħal din hija ż-żieda ta' kanal tal-arja fil-qiegħ tal-forn biex jintroduċi arja sħuna niexfa (100°C–300°C) fil-kompartiment tat-tnixxif matul il-proċess tal-forn b'rota waħda tan-nar. Innovazzjoni oħra hija l-użu ta' briks imqattgħin internament, li ġew ivvintati miċ-Ċiniżi. Wara li l-faħam jiġi mgħaffeġ, dan jiżdied mal-materja prima skont il-valur kalorifiku meħtieġ (madwar 1240 kcal/kg ta' materja prima hija meħtieġa biex it-temperatura titla' b'1°C, ekwivalenti għal 0.3 kcal). Il-magna tal-għalf tal-fabbrika tal-briks "Wanda" tista' tħallat il-faħam u l-materja prima fil-proporzjonijiet korretti. Il-mixer iħallat sewwa t-trab tal-faħam mal-materja prima, u jiżgura li d-devjazzjoni tal-valur kalorifiku tkun ikkontrollata fi ħdan ±200 kJ/kg. Barra minn hekk, huma installati sistemi ta' kontroll tat-temperatura u PLC biex jaġġustaw awtomatikament ir-rata tal-fluss tad-damper tal-arja u r-rata tal-għalf tal-faħam. Dan itejjeb il-livell ta' awtomazzjoni, u jiżgura aħjar it-tliet prinċipji ta' stabbiltà tal-operazzjoni tal-forn Hoffman: "pressjoni tal-arja stabbli, temperatura stabbli, u moviment stabbli tal-fjamma." L-operazzjoni normali teħtieġ aġġustamenti flessibbli bbażati fuq il-kundizzjonijiet ġewwa l-forn, u operazzjoni bir-reqqa tista' tipproduċi briks lesti kwalifikati.
Ħin tal-posta: 21 ta' Ġunju 2025