Instrucțiuni pentru cuptorul Hoffman pentru fabricarea cărămizilor

I. Introducere:

Cuptorul Hoffman (cunoscut și sub numele de „cuptor circular” în China) a fost inventat de germanul Friedrich Hoffmann în 1858. Înainte de introducerea cuptorului Hoffman în China, cărămizile de lut erau arse folosind cuptoare de pământ care puteau funcționa doar intermitent. Aceste cuptoare, în formă de iurte sau chifle aburite, erau numite în mod obișnuit „cuptoare pentru chifle aburite”. În partea de jos a cuptorului se construia o groapă de foc; la arderea cărămizilor, cărămizile uscate erau stivuite în interior, iar după ardere, focul era oprit pentru izolare și răcire înainte de a deschide ușa cuptorului pentru a scoate cărămizile finite. Arderea unui lot de cărămizi într-un singur cuptor dura 8-9 zile. Din cauza producției reduse, mai multe cuptoare pentru chifle aburite erau conectate în serie cu canale de fum interconectate - după ce un cuptor era aprins, canalul de fum al cuptorului adiacent putea fi deschis pentru a începe arderea. Acest tip de cuptor era numit „cuptor dragon” în China. Deși cuptorul dragon creștea producția, tot nu putea realiza o producție continuă și avea condiții de lucru dure. Abia după introducerea cuptorului Hoffman în China, problema arderii continue a cărămizilor de lut a fost rezolvată, iar mediul de lucru pentru arderea cărămizilor s-a îmbunătățit relativ.

1

Cuptorul Hoffman are formă dreptunghiulară, cu un canal principal de aer și clapete în mijloc; poziția mobilă a focului este reglată prin controlul clapetelor. Partea interioară este formată din camere circulare interconectate ale cuptorului, iar mai multe uși ale cuptorului sunt deschise pe peretele exterior pentru încărcarea și descărcarea ușoară a cărămizilor. Peretele exterior este dublu stratificat, cu material izolator umplut între ele. La pregătirea arderii cărămizilor, cărămizile uscate sunt stivuite în pasajele cuptorului și se construiesc gropi de aprindere. Aprinderea se face cu materiale inflamabile; după o aprindere stabilă, clapetele sunt acționate pentru a ghida mișcarea focului. Cărămizile stivuite în pasajele cuptorului sunt arse în produse finite la o temperatură de 800-1000°C. Pentru a asigura arderea continuă cu un singur front de flacără, este nevoie de 2-3 uși pentru zona de stivuire a cărămizilor, 3-4 uși pentru zona de preîncălzire, 3-4 uși pentru zona de ardere la temperatură înaltă, 2-3 uși pentru zona de izolație și 2-3 uși pentru zona de răcire și descărcare a cărămizilor. Prin urmare, un cuptor Hoffman cu un singur front de flacără necesită cel puțin 18 uși, iar unul cu două fronturi de flacără necesită 36 sau mai multe uși. Pentru a îmbunătăți mediul de lucru și a evita expunerea lucrătorilor la temperaturi excesiv de ridicate de la cărămizile finite, se adaugă de obicei câteva uși în plus, așa că un cuptor Hoffman cu un singur front de flacără este adesea construit cu 22-24 de uși. Fiecare ușă are aproximativ 7 metri lungime, cu o lungime totală de aproximativ 70-80 de metri. Lățimea interioară netă a cuptorului poate fi de 3 metri, 3,3 metri, 3,6 metri sau 3,8 metri (cărămizile standard au 240 mm sau 250 mm lungime), astfel încât modificările lățimii cuptorului sunt calculate prin creșterea lungimii unei cărămizi. Lățimi interne diferite duc la un număr diferit de cărămizi stivuite și, prin urmare, la producții ușor diferite. Un cuptor Hoffman cu un singur front de flacără poate produce aproximativ 18-30 de milioane de cărămizi standard (240x115x53 mm) anual.

2

II. Structură:

Cuptorul Hoffman este alcătuit din următoarele componente, în funcție de funcțiile lor: fundația cuptorului, conducta de fum de la baza cuptorului, sistemul de conducte de aer, sistemul de ardere, controlul clapetelor, corpul etanș al cuptorului, izolația cuptorului și dispozitive de observare/monitorizare. Fiecare cameră a cuptorului este atât o unitate independentă, cât și o parte a întregului cuptor. Pe măsură ce poziția focarului se mișcă, rolurile lor în cuptor se schimbă (zona de preîncălzire, zona de sinterizare, zona de izolare, zona de răcire, zona de descărcare a cărămizilor, zona de stivuire a cărămizilor). Fiecare cameră a cuptorului are propria conductă de fum, conductă de aer, clapetă și orificii de observare (orificii de alimentare cu cărbune) și uși ale cuptorului în partea superioară.

Principiul de funcționare:
După ce cărămizile sunt stivuite într-o cameră de cuptor, trebuie lipite bariere de hârtie pentru a etanșa camera individuală. Când poziția de ardere trebuie să se miște, clapeta acelei camere este deschisă pentru a crea presiune negativă în interior, ceea ce atrage frontul flăcării în cameră și arde bariera de hârtie. În cazuri speciale, se poate folosi un cârlig de ardere pentru a rupe bariera de hârtie a camerei anterioare. De fiecare dată când poziția de ardere se mută într-o cameră nouă, camerele ulterioare intră în etapa următoare în secvență. De obicei, atunci când o clapetă este abia deschisă, camera intră în etapa de preîncălzire și creștere a temperaturii; camerele aflate la 2-3 uși distanță intră în etapa de ardere la temperatură înaltă; camerele aflate la 3-4 uși distanță intră în etapa de izolare și răcire și așa mai departe. Fiecare cameră își schimbă continuu rolul, formând o producție ciclică continuă cu un front de flacără în mișcare. Viteza de deplasare a flăcării este afectată de presiunea aerului, volumul de aer și puterea calorică a combustibilului. În plus, aceasta variază în funcție de materiile prime pentru cărămizi (4-6 metri pe oră pentru cărămizile de șist, 3-5 metri pe oră pentru cărămizile de lut). Prin urmare, viteza de ardere și puterea pot fi ajustate prin controlul presiunii și volumului de aer prin intermediul unor clapete și prin reglarea alimentării cu combustibil. Conținutul de umiditate al cărămizilor afectează, de asemenea, în mod direct viteza de deplasare a flăcării: o scădere cu 1% a conținutului de umiditate poate crește viteza cu aproximativ 10 minute. Performanța de etanșare și izolare a cuptorului afectează direct consumul de combustibil și producția de cărămizi finite.

3

Proiectarea cuptorului:
Mai întâi, pe baza cerințelor de putere, determinați lățimea internă netă a cuptorului. Diferite lățimi interne necesită volume de aer diferite. Pe baza presiunii și volumului de aer necesar, determinați specificațiile și dimensiunile admisiilor de aer ale cuptorului, ale coșurilor de fum, ale clapetelor, ale țevilor de aer și ale conductelor principale de aer și calculați lățimea totală a cuptorului. Apoi, determinați combustibilul pentru arderea cărămizilor - diferiți combustibili necesită metode de ardere diferite. Pentru gazul natural, pozițiile arzătoarelor trebuie rezervate în prealabil; pentru păcură (utilizată după încălzire), pozițiile duzelor trebuie rezervate. Chiar și pentru cărbune și lemn (rumeguș, coji de orez, coji de arahide și alte materiale combustibile cu putere calorică), metodele diferă: cărbunele este zdrobit, deci orificiile de alimentare cu cărbune pot fi mai mici; pentru o alimentare ușoară cu lemn, orificiile ar trebui să fie mai mari în mod corespunzător. După proiectarea pe baza datelor fiecărei componente a cuptorului, realizați desenele de construcție ale cuptorului.

III. Procesul de construcție:

Selectați un amplasament pe baza desenelor de proiectare. Pentru a reduce costurile, alegeți o locație cu materii prime abundente și transport convenabil pentru cărămizile finite. Întreaga fabrică de cărămizi trebuie să fie centrată în jurul cuptorului. După determinarea poziției cuptorului, efectuați tratamentul fundației:
① Studiu geologic: Se stabilește adâncimea stratului de apă subterană și capacitatea portantă a solului (trebuie să fie ≥150 kPa). Pentru fundații moi, se utilizează metode de înlocuire (fundație pe pietriș, fundație pe piloți sau sol compactat cu var 3:7).
② După tratamentul fundației, construiți mai întâi conducta de evacuare a fumului cuptorului și aplicați măsuri de impermeabilizare și impermeabilizare: aplicați un strat de mortar impermeabil cu grosimea de 20 mm, apoi efectuați tratamentul de impermeabilizare.
③ Fundația cuptorului folosește o placă de beton armat, cu bare de oțel φ14 legate într-o grilă bidirecțională de 200 mm. Lățimea este conform cerințelor de proiectare, iar grosimea este de aproximativ 0,3-0,5 metri.
④ Rosturi de dilatare: Se prevăd câte un rost de dilatare (lățime de 30 mm) pentru fiecare 4-5 camere, umplut cu cânepă asfaltată pentru etanșare impermeabilă.
4

Construcția corpului cuptorului:
① Pregătirea materialelor: După finalizarea fundației, nivelați terenul și pregătiți materialele. Materiale pentru cuptor: Cele două capete ale cuptorului Hoffman sunt semicirculare; la curbe se folosesc cărămizi de formă specială (cărămizi trapezoidale, cărămizi în formă de evantai). Dacă corpul interior al cuptorului este construit cu cărămizi refractare, este necesară argilă refractară, în special pentru cărămizile arcuite (T38, T39, numite în mod obișnuit „cărămizi cu lamă”) utilizate la admisiile de aer și la vârfurile arcului. Pregătiți în avans cofrajul pentru vârful arcului.
② Trasarea: Pe fundația tratată, marcați mai întâi linia centrală a cuptorului, apoi determinați și marcați marginile pereților cuptorului și pozițiile ușii cuptorului pe baza pozițiilor conductei de fum și a orificiului de admisie a aerului subteran. Marcați șase linii drepte pentru corpul cuptorului și linii de arc pentru curbele de capăt pe baza lățimii nete interioare.
③ Zidărie: Mai întâi se construiesc canalele de fum și gurile de admisie a aerului, apoi se așează cărămizile de bază (este necesară zidărie cu rosturi decalate, cu mortar integral, fără rosturi continue, pentru a asigura etanșarea și a preveni scurgerile de aer). Secvența este: se construiesc pereți drepți de-a lungul liniilor de fundație marcate, trecând la curburi, care se construiesc cu cărămizi trapezoidale (eroare admisibilă ≤3 mm). Conform cerințelor de proiectare, se construiesc pereți de susținere de legătură între pereții interiori și exteriori ai cuptorului și se umple cu materiale izolatoare. Când pereții drepți sunt construiți la o anumită înălțime, se așează cărămizi de colț (60°-75°) pentru a începe construirea părții superioare a arcului. Se așează cofrajul arcului (abaterea admisibilă a arcului ≤3 mm) și se construiește partea superioară a arcului simetric din ambele părți spre centru. Se folosesc cărămizi de arc (T38, T39) pentru partea superioară a arcului; dacă se folosesc cărămizi obișnuite, se asigură o apropiere strânsă de cofraj. La construirea ultimelor 3-6 cărămizi din fiecare inel, se folosesc cărămizi de blocare în formă de pană (diferență de grosime 10-15 mm) și se strâng cu un ciocan de cauciuc. Rezervați orificiile de observare și orificiile de alimentare cu cărbune pe partea superioară a arcului, conform cerințelor de proiectare.

IV. Controlul calității:

a. Verticalitate: Verificați cu o nivelă laser sau cu o bobină cu plumb; abaterea admisă ≤5 mm/m.
b. Planeitate: Verificați cu o riglă de 2 metri; neuniformitate admisă ≤3 mm.
c. Etanșare: După finalizarea zidăriei cuptorului, se efectuează un test de presiune negativă (-50 Pa); debit de scurgere ≤0,5 m³/h·m².

Data publicării: 05 august 2025