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砖瓦工业烧结技术问答
文献:《砖 家》2012年7月 总第1期 返回索引
添加日期:2014/7/22 9:52:35   浏览次数:2375   文章来源:本站原创   作者:文堂

公益期刊《砖家》,“答疑”栏目旨在为砖瓦企业在窑炉建造及生产过程中所遇到的各类问题提供一些帮助,编辑部将邀请中国砖瓦行业烧结技术信息中心的各位专家及行业内各领域的专家学者给予深入、完善的解答。

为此信息中心面向国内各省市砖瓦制造企业进行了疑难问题的搜集工作,工作人员花费近一个月的时间,拜访了200多家砖瓦企业,汇总了关于窑炉建设及维护、砖瓦焙烧和机械设备的选择及维护等方面的问题三百多个。经编辑部汇总整合后,拜访了业内各领域专家,对以上问题逐一进行深入的解答。我们这一行为得到了业内诸多专家的好评及大力支持,给予了我们最重要的帮助。

疑难问题大搜集的工作我们将会作为一个日常性的工作,持续的搜集汇总,希望业内人士能主动向我们提问。我们会将汇集的问题尽最大努力进行解答并刊登,同时也欢迎业内同仁踊跃来稿解答问题。每期问题将刊登在尾页《征稿启事》当中,被刊登的稿件,将支付一定稿费。

希望我们的努力在能够促进业内信息的沟通和传播的同时,为广大的砖瓦从业人员带来一些帮助,感谢您对《砖家》的支持!

首期征集部分问题及解答如下:

一、 当砖坯入窑时,砖坯残余水分过高,出窑成品砖出现炸裂现象,该如何防止并解决?

答:隧道窑烧成时砖体的裂纹有三种。生产原因各不同,只要分析清楚,解决起来就比较容易。

1.砖体表面产生发状裂纹

隧道窑冷却带降温过急,烧成后的制品突然迅速冷却,砖体表面冷缩,内部热胀。在砖体表面和内部产生内应力,在内应力作用下产生发状裂纹。生产原料对温度变化越敏感,产生发状裂纹的机会就越多。消除发状裂纹的主要办法就是保证烧成温度平稳,防止降温过快适当地控制进车速度,少用或停用窑尾风机送风。

2.砖体炸裂

由于入窑坯体不干,干燥残余含水率过高,预热升温又过急,坯内水分在短时间内急剧气化,积聚在坯体内,当坯体内水蒸气压力超过坯体强度时,便发生炸裂,破坏坯体结构。有的表面剥落,有的出现大裂口和断砖。消除炸裂产生的措施有控制砖坯的入窑含水率,延长预热时间,缓慢升温脱水,采用内燃烧砖,增大坯体的气孔等。

3.一般形式的裂纹

进入隧道窑干燥时的坯体,在预热过程中由于升温急,坯体表面水分蒸发块,内部水分扩散慢,坯体表面干缩内部湿胀,产生应力使坯体开裂。如预热带过短时,坯垛上部升温急;预热带过长时,坯垛中下部先预热不良而进入高温阶段后又急速升温,都会大声裂纹。而且砖坯愈潮,裂纹的成度愈严重。消除一般裂纹的主要措施:坚持干坯入窑,减少坯体水分,码坯放稀坯垛,调整用闸方法,缩小预热带上下温差,加长预热带,延长砖坯干燥脱水时间等。

二、焙烧窑温度不稳定,忽高忽低怎么处理?

答:窑炉烧成过程中,窑温度不稳定,忽高忽低;或坯垛上部温度高,底部欠火,底火差,火色暗时也会影响烧成质量,产生这些问题的原因如下:

1.坯垛形式不合理,忽视了上密下稀的码窑密度原则,上部坯垛孔道较多或较稀,气流在坯垛断面上分布不合理。

2.内燃烧砖时,底部风量过大,保温带短,使坯垛下部冷却很快,后火熄灭得早。

3.外燃烧砖时,燃料灰分过大,煤灰和煤渣堵塞下火道及系统抽力不足等,使坯垛底部通风不良,造成底火不好。

4.火眼批坯垛形式不合理,投入的燃料在坯垛上、中、下各部及落于底部的比例不均匀,底部过多或底部过少,都会使窑炉断面上下产生较大温差。

5.由于窑底部和窑体潮湿,使部分热量作了无效消耗,或是隧道窑窑车保温层不够,致使窑车散热损失过大,造成窑炉内上、下温差较大。

解决了窑炉断面上下温差,也就解决了其对烧成过程的影响,通常采用的办法有:

1.三分码七分烧,按照“上密下稀”的码坯原则,选择合理的坯垛形式,使上部的坯垛通道合理,气流在断面分布均匀,底火与上火速度基本保持一致。

2.对于内燃烧砖来说,如因通风量过大致使底火不好,应适当改变码法,减少窑内进风量,适当延长保温带。在窑烧成带中后段,抓紧向窑内投燃料,增加窑底部燃烧的燃料量。

3.对于外燃烧砖,更易遇到通风量不足的情况,应采取同内燃烧砖相反的措施,采用较高的炕腿,加大窑内进风量,实行少量勤添,避免未燃尽的煤与煤渣的堆积。

4.提高窑的排烟能力,遇到坯垛底火弱于上火的情况时,应降低近闸,较高地提起远闸,加强重烧后火,就可减少窑内断面的上下温差。

温度制度是为焙烧制品的产量和质量要求服务的,为了保证隧道窑焙烧的正常运行,烧火工必须做到勤观察、勤分析某些变化因素,以便做到及时进行调控。

三、怎样解决因窑内温度不稳定造成烧出砖欠火?

答:全窑欠火时,窑内坯垛呈红色或暗红色,烧成的砖都欠火,产品质量达不到要求,强度低,生产出常说的“生砖”。

1. 造成全窑欠火的原因为:

(1)烧火工火度掌握不准,把小火看大了,特别是夜间光线与白天有较大差异时,看火温度差异更大。

(2)添加外燃料时,没有按照“勤添”、“少添”、“少量多次”的原则进行外燃料加入,导致窑内热量变化较大。

(3)燃料灰分过大,发热量低,质量不好,投煤量仍然按照质量较好的燃料的量进行,导致窑内总热量不够,使窑内温度不能升到所需要的温度。

(4)风闸使用过高,全窑通风量不适当地过大,造成窑内大量的热量被抽走,不能使窑内温度升高到烧成所要求的温度。

(5)风闸使用过低,全窑通风量不适当地过小,造成窑内燃料燃烧时没有足够的氧气量,单位时间的燃烧强度很低,燃料燃烧产生的热量不足以将窑内的温度升高到所需要的温度。

2. 遇到全窑欠火的情况时,应采取下述操作方法,以改变窑内的烧成状况。

(1)及时检测窑内温度,准确掌握窑内的火候,认清窑内温度变化的趋势,判断窑内温度是向高走,还是向低走,为添加外燃料提供可靠依据。

(2)外加燃料时,一定要做到“看火加煤”、“勤添少添”、“少量多次”,按照燃料在窑炉内燃烧速度添加燃料,既不能使燃料量过少,达不到升温的要求,也不使燃料量过多,产生不完全燃烧。

(3)准确掌握加入窑内燃料的发热量,按照窑内所需热量添加燃料,如果该批燃料的热值比原来使用的燃料的发热量高,就应少添。如果该批燃料的发热量比原来使用的燃料发热量低,就应该多添。

(4)全窑通风量过大时,迅速降低各个风闸,使整个烧成带正压操作,也就是说让烧成带各排均有返火,必要时就是坯垛底的进风量也要严加限制,减少“后风”。完成上述操作后,应立即开始勤添燃料,小铲添加含水率低的干燃料。如果烧成带全部青底时,要添加发热量高的燃料,将火养起。待窑内火度恢复正常时,才能逐渐提升风闸,并仍勤添含水率较低的干燃料,使前火发展,并逐渐向窑内通风,加速燃烧。

(5)当全窑通风量过小时,应迅速提高各个风闸,使整个烧成带处于正、负压工作状态,也就是说让烧成带前部为负压后部为正压,有返火现象。这时,应加大保温和冷却带的进风量,特别是坯垛底部的通风量应该加大,以提高燃烧质量和热交换效率。

四、焙烧出的成品砖有哑音怎么办?

答:烧成过程中造成哑音砖有多方面的原因,有的是砖坯自身带来的,这种哑音砖垛将分布在全窑;有的是操作失误造成的,这种只会分布窑的某些部位。所以对窑内哑音砖要检查分析它的分布规律和原因,然后采取相应措施。

产生哑音砖产生的原因有:(1)原料中杂质较多(例如礓石、草根、砂粒等);(2)原料未经风化,现采现用;(3)原料中含砂较多,砖坯成型时已存在分层缺陷;(4)已经干燥的砖坯存放在潮湿的环境中,或、干坯入窑后与低温高湿的烟气相遇,吸收空气中的湿气,造成砖坯回潮,坯体不干时受到再次吸潮的交替作用,其组织被破坏;(5)高湿坯预热过急,坯子未经充分干燥就较快升温,形成内裂纹;(6)烧好的高温砖降温速度过快,冷却过急。

针对以上问题的处理方法如下:(1)剔除原料中的杂质,防止颗粒状石英进入砖坯内部;(2)加强原料的风化和制备;(3)原料质量有专人把关,不符合制砖要求的原料不准进入车间;(4)及时排出窑内低温高湿的烟气,防止干坯回潮;(5)高吸水量的坯体,应及时烧成,不能使其处于热冷交替的环境中;(6)要充分考虑坯体的干湿程度,采用合理的升温速度对坯体进行预热;(7)烧成的成品转,要按照原料对温度的敏感程度,采用合理的升温速度措施,控制冷却速度;(8)不能使高温砖降温速度过快,冷却过急,免得坯体产生裂纹或者内部裂纹。

五、从预热到烘干再到焙烧,这三个阶段的最佳温度应该是多少?

答: 1. 从焙烧基本功能的角度来说,把从砖坯进窑后升温到850℃的车位带定义为预热带(分成低温、高温预热带);从850℃升温到最高温度,再下降到850℃的车位带定义为烧成带;把从下降到850℃后又降温到出砖温度的车位定义为保温冷却带。

2. 从煤的燃烧位置划分,把从砖坯进窑后升温到600℃的车位带定义为低温预热带;把从600℃升温到850℃的车位带定义为高温预热带;把从850℃升温到最高温度(约1000℃)的车位带定义为焙烧带;把从最高温度下降到850℃的车位带定义为保温带;把从下降到850℃后又降温到出砖的车位带定义为保温冷却带。

以下是一个30个车位的标准温度带设计:进焙烧窑的是含水率为2%的空心砖,最高烧成温度车位在13车位,最高温度990℃,火行速度为45分钟一车。从进车到850℃,每车升温80℃(106℃/小时),到达高温850℃~1000℃为3个车位,分别升温每车70℃、40℃、30℃,每小时升温为93℃/小时、53℃/小时、40℃/小时;1000~850℃时降温分别每车为50℃、60℃、70℃,每小时降温为66℃/小时、80℃/小时、93℃/小时,其他点降温为每车50~70℃。在2~3车位,温度升温如果超过150℃/小时(每车112℃),容易发生爆坯和网状裂纹;在21~23车位,温度降温超过93℃/小时(每车-70℃),容易发生冷却发纹和哑音。最佳烧结温度990℃,烧成温度范围为960℃~1020℃;过火报警温度1050℃;欠火报警温度920℃;低温预热带1~7车位、高温预热带7~10车位、焙烧带11~13车位、保温带14~16车位、冷却带17~30车位。

六、废品率高是什么原因?该如何解决?

答:废品较多、成品率低产生的原因主要有以下几个方面:

第一, 原料成型时含水率过高,将致使成型的泥条密实度不够,坯体干燥后收缩过大,致使干燥收缩裂纹增加,或细小的干燥裂纹变大,造成干燥成品率低;

第二, 在将原料制成坯体时,坯体的内伤较多,泥条内部有很多隐形裂纹,泥条被切成砖坯时,隐形裂纹被带到湿坯体中去了,只是这时表面没有表现出来,但经过干燥后就全部表现出来了,使裂纹全部暴露于人们的视线中;

第三, 由于原料级配不合理,没有达到最紧密堆积的分布原理,同一种颗粒含量过高,使成型的坯体结构强度较低,干燥速度太快,导致干燥产生裂纹。

根据干燥率低产生的各种原因,采用一定的应对措施,就能解决生产中的问题。

1.原料中合理加水、控制原料成型含水率

不管用煤矸石、页岩、粉煤灰、还是其他工业废渣的一种或几种作为生产原料,如果原料含水率不处于较合理的状态,不论原料成型含水率过高,还是过低,都不能生产出质量较好的湿坯,也就不能降低隧道干燥室的干燥废品率,甚至不能使生产过程正常地进行。一般情况下,必须根据成型所使用的挤出机的性能控制成型水分,如果生产中采用高真空度、高挤出压力的硬塑真空挤出机,则成型时原料的含水率必须控制在13%~15%,采用半硬塑挤出机时,成型含水率控制在15%~17%,采用一般挤出机成型时,原料成型含水率控制在18%左右。同时,还要根据原料塑性高低控制成型水分,原料塑性高时,可适当降低成型含水率;原料塑性低时,可适当增加成型汗水率。从坯体干燥的角度来说,原料的成型含水率越低,越利于干燥过程的进行,干燥后坯体尺寸收缩就小,不易产生干燥裂纹。在生产过程中,调节原料成型水分的高低,也要根据原料自然含水率高低确定加水量多少,原料自然含水率高时,少加水,原料自然含水率低时,多加水。

2.加强原料处理、改善原料成型性能

当原料成型性能均匀时,挤出成型后的泥条各处的含水率、密实度、收缩性能等才能一致,只有这样,成型出的泥条才不会有内伤,切成湿坯后,每一块坯体都有良好的整体性能,坯体内外、左右、上下的干燥性能均匀一致。干燥脱水时,每一局部的脱水条件及脱水能力都差不多,坯体在干燥过程中的收缩基本相当,不会出现一部分收缩很大,而另一部分收缩很少、收缩不均匀而导致坯体产生收缩裂纹的情况发生。泥条中出现内伤而造成坯体干燥后有裂纹的现象,绝大部分是由于原料处理工作不到位,或是由于原料破碎的粒度没有达到生产要求,或是由于两种及两种以上原料的混合不均匀,或是加水后泥流中各处的含水率不均匀,有的地方含水率高,有的地方含水率低,从而使原料中一部分的颗粒粗,而另一部分颗粒细,一部分甲种原料含量高,另一部分乙种原料含量高,含水率高的地方原料塑性较高,含水率很低的地方原料塑性较差所致。这就使得同一泥条的各个部位性能相差比较大,干燥时各处的脱水速度不一样,干燥收缩也有较大差异,很容易使坯体在干燥时产生裂纹。

解决上述问题的方法,首先要将原料破碎至生产过程要求的粒度,对煤矸石原料来说,原料中最大颗粒的粒径必须小于2mm。其次,对生产中采用两种原料,或两种以上原料,要加强原料的混合,使每一种原料充分的渗透到对方中去,使各组分都能均匀的分布于所用的原料之中。再者,根据原料的自然含水率情况,确定向原料中的加水量,自然含水率越高,加水越少,自然含水率越低,加水越多。

3.调整原料颗粒级配,增加成型坯体密度

原料颗粒大小,原料颗粒级配是否合理不但关系到成型时泥条的内在质量,而且关系到坯体的干燥质量和烧成质量。颗粒级配合理的原料,成型后坯体各处密实度均匀,收缩率基本一样,干燥后各部位变化情况大体相当,不容易产生干燥裂纹。怎样才能做到原料颗粒级配合理呢?首先要对原料成型有充分的认识,不管是硬塑挤出,半硬塑挤出,还是塑性成型,成型时原料中颗粒的堆积还是依据相同的原理进行的,堆积时,大颗粒的原料首先整齐地排列,形成大的骨架结构;其次,中等颗粒的原料填充于大颗粒之间的较大空隙之中,最后细粉原料占据大颗粒和中等颗粒余下的空位,起到联结作用,这就是原料最紧密堆积的原理。在原料最紧密堆积的过程中,粗、中、细三种组分的原料缺一不可,如果全部为粗颗粒,则颗粒间空隙较大,粘结不好,坯体密度较低;如果全部为细颗粒,虽然颗粒间空隙较小粘结牢固,密度较高,但由于没有粗颗粒的骨架作用存在,坯体的强度也不高。坯体中某一种粒径的原料比例占有绝对与的份额时,可能造成生产出的半成品及成品砖强度低,发脆。原料中粗中细3种颗粒在其中的分配比例是多少呢?根据理论计算和实验结果可以得出,各组分百分比应为粗:中:细=大:小:大,即通常所说的“两头大,中间小”、也就是说,在原料最紧密堆积的过程中,粗颗粒料和细颗粒料的百分比要大于中颗粒料的百分比。具体到生产实际中时如果原料颗粒过细,就必须向原料中添加一定量的粗颗粒原料,常常给原料中加入一定量的熟性瘠化料颗粒,有条件的可给原料中加进煤矸石颗粒。有些厂家在原料中加入少许细沙,也能起到改变原料颗粒级配的作用。如果原料中细粉不够,一种方法是加强原料的破粉碎,生产出一定量的细粉,另一种方法是在原料中掺入一定量的粉煤灰或者膨胀土,黏土等其他细颗粒料。

4.掌握原料性能、合理设置干燥室工作系统

生产烧结制品的原料是各种各样的,每一种原料都有他特定的干燥性能,在用于隧道窑干燥室进行坯体的干燥过程中,一定要对原料的干燥特性掌握后,才能实现干燥过程正常生产。对每一种原料来说,干燥收缩率大小,干燥临界点位置这两个指标,是隧道干燥室生产中必须掌握的技术参数。原料干燥收缩率较大时,干燥速度应该比较慢,以消除由于收缩过快而倒是坯体内部应力集中造成的干燥裂纹,干燥收缩率较小时,就是在较快的干燥速度下,坯体内部的应力集中也较小,不易造成坯体的干燥裂纹。干燥临界点是坯体干燥过程的分水岭,在干燥临界点以前,坯体脱去每一滴水都会造成收缩,有可能引起坯体产生裂纹,如果送风热量过大,干燥速度过快,就一定会是坯体产生裂纹。在临界点以后,坯体已经不再收缩,就是使用大风量,高温的热介质,坯体脱水速度再快,也不会产生干燥裂纹。所以,在隧道干燥室操作中,一定要找准临界点在干燥室中所处的位置,在临界点以前,要严格控制送入干燥室的热风温度和热风量,在保证坯体不产生裂纹的情况下,提高干燥速度。在临界点以为,由于干燥过程中已不会对坯体造成破坏应用最大的通风量和最高的介质温度,快速的脱去坯体中的水分,提高干燥室的干燥速度,坯体在干燥过程中,依次经过了加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段,这三个阶段是由隧道干燥室中的各种工作系统作保证的,坯体加热和等速阶段是靠系统中的排潮系统、供风系统控制;降速干燥阶段靠推车速度控制。在一般的窑道干燥室中,不论是底送风、顶排潮,还是顶送风、底排潮,或是顶送风、底排潮,系统设置时要保证干燥三个阶段在正常的情况下平稳运行。

5.运用干燥原理对干燥过程进行正确操作

干燥过程就是坯体与干燥介质在隧道干燥中进行热交换和湿交换,热介质将自身的热量传递坯体,吸收由坯体中扩散出来的水分,本身温度下降,湿度增加,由较高温度、低含湿量的气体变成温度较低、含湿量较大的低温高湿气体。坯体吸收由热介质传来的热量温度升高,而排出其中的水分,重量降低,从低温、高温、较重的湿坯慢慢变成温度较高,含水率较低、重量较轻的高温低含水坯体。在干燥的加热阶段,热介质传递给坯体的热量除用于蒸发坯体中的水分外,还有一定量的热量富余出来,由于坯体温度较低,热介质温度较高,在温度梯度的作用下,富余出来的热量用来加热坯体,使坯体温度升高。在等速干燥阶段,热介质传给坯体的热量全部用来进行坯内水分的扩散和蒸发,无富余热量能够再行其他用途。同时,由于坯体温度与热介质温度相同,没有温度梯存在,不可能使坯体温度继续升高。在降速干燥阶段,由于坯体中的水分大部分已被排除,含水量较少,同时由于这时供热量的下降,干燥速度比等速度有明显下降。在干燥室中加热阶段和等速干燥阶段是干燥脱水最快阶段,也是干燥收缩最大的阶段,最容易出现干燥裂纹的阶段,如果实现这一阶段的操作,对降低隧道干燥室的干燥废品率,提高干燥成品率非常关键,具体操作中应十分注意及时排出隧道干燥室进车端的潮气,防止坯体回潮后,再干燥时废品率会很高。严格控制干燥初期的干燥速度,送入干燥室的风量和温度必须准确检测,严格控制,一旦送入的热量和风量过大,就会使坯体快速脱水,收缩加大,造成大量裂纹产生。在等速干燥过程中,虽然坯温并不升高,但如果干燥速度太快,仍然使坯体有较大的体积收缩,如果收缩速度超过了坯体消除自身内应力的能力,坯体也容易产生裂纹,降低干燥成品率。所以,在干燥的这两个阶段,应严格地控制进入干燥室的热介质的温度和送风量。送风温度和送风量的大小要以理论计算的结果为依据。干燥室中临界点以后的干燥操作,尽量使用高温、大风量的方式进行,使干燥过程在高速情况下进行,这样不但可以提高干燥产量,还可以降低干燥废品率。

总之,当隧道干燥室干燥成品率低时,要分清是由于原料问题还是由于干燥室的问题引起的。

对于原料的原因引起的成型隐形裂纹和干燥裂纹,就应该对原料进行改性处理。当是原料塑性太高导致干燥裂纹时,应降低原料塑性,可在原料中掺入一定量的炉渣、煤矸石、粉煤石、粉煤灰等,如果没有上述原料,也可掺入一定量的细砂。而由于原料颗粒级配不合理引起的成型隐形裂纹和干燥裂纹,就应该通过调整原料颗粒级配的方法使其达到既容易成型又不会出现干燥裂纹的状态。如果原料中粗颗粒比例超过允许范围,则应该降低粗颗粒的含量,采用磨细的方法,或是加入一定量另一种细料,使颗粒级配得到调整。如果是原料中细颗粒含量过大、粗颗粒含量不足引起的级配不合理,则应该在原料中加入粗颗粒,加入的量根据调整所要求的结果确定。对于由原料塑性较低引起的成型裂纹,可以通过物理方法对原料进行处理。如采用风化或陈化的方法,通过风化作用使水分通过毛细孔管作用分布均匀,内部发生分解、崩裂、松散,改善了原料性能,提高可塑性。通过陈化加水静置一段时间后,使生料自然熟化,原料润湿松散,水分分布均匀,也提高了原料的可塑性,采用增加细粉料含量的方法同样可以提高原料塑性,细料多后,毛细孔变小,毛细孔引力增大。比表面积增大,加水后吸附水膜的能力增加,与物理方法一样,可用化学方法提高原料可塑性,如在原料中掺入碱性有机物或无机物,提高原料可塑性,掺加有机物的种类为乳酸、腐殖质酸、醋酸等。无机物有碳酸钠、水玻璃等。由于成型过程中最易出现的隐性裂纹就是螺旋纹、S型裂纹,解决的办法就是在高塑性原料中加入一定量的瘠化料,加大层与层之间的摩擦,减少层与层之间的相对运动速度。适当降低铰刀转速,保持铰刀叶片和泥缸衬套之间间隙在最小距离,以减少裂纹的产生。

七、多雨的夏季砖厂生产要注意事项?

答:多雨的夏季,气温较高,生产的自然条件与春秋季节有很大不同,无论从原料处理、成型、干燥,还是烧成,企业都要根据季节的客观条件,按照砖瓦生产的规律适时调整生产工艺参数。

1. 原料处理是生产中非常重要的一个环节,是生产的基础,是关系到成型质量

好坏与否,成型产量高低,生产电耗多少的一个关键工序。原料处理好了,不但能够使成型过程顺利地进行,生产出外观和内在质量都符合下一道工序要求的湿坯,而且有利于坯体的干燥和烧成。在原料处理时,原料破粉碎粒度,破粉碎后的颗粒级配,原料的含水率,是生产过程中必须控制的指标。对于原料的颗粒大小来说,其最大颗粒度不能大于2mm,如果破碎后原料中最大颗粒的粒度大于2mm,而且数量较大时,由于该种颗粒表面和内部的性能不一样,首先对成型产生很大影响,使由挤砖机挤出的泥条各处性能不一致,有的地方密度高,有的地方密度低,严重时,原料颗粒较大,或者大颗粒所占比例较大时,与砖机泥缸壁的摩擦阻力较大,使挤出机挤出困难,较难成型,且生产电耗增大。第三,原料颗粒较大,或者大颗粒多时,易使挤出的泥条内部产生较大的内应力,即一般所说的“内伤”,“内伤”在成型时一般不会被发现,但是经过干燥后都表现出来了。

有些厂家生产过程中干燥裂纹很多,认为是干燥不好引起,而实际上有相当

一部分是由于原料处理不当,导致成型太差而得到的不良后果。原料颗粒级配的合理与否,也是生产中的关键因素。我们知道,生产的成型过程,就是原料中的各种颗粒的最紧密堆积过程,根据最紧密堆积的原理,当原料中粗、中、细三种颗粒原料含量的比例达到“两头大、中间小”,即粗颗粒和细粉原料的含量比较大,而中间颗粒料的含量较少时,就能满足最紧密堆积的要求,就可以生产出密实度较高的坯体。所以,在原料处理时,不但要严格控制原料中最大颗粒的粒度,以及最大颗粒的比例,而且一定要控制原料的颗粒级配,当级配合理时,就能生产出质量较好的产品,而当级配不合理时,就不能生产出较高质量的产品,甚至不能正常生产。原料含水率,对生产也有很大影响,当原料含水率过大时,会对原料破碎设备的产量和破碎质量产生影响,尤其是有些破碎设备对原料的含水率有一定要求,含水率过高时,破碎产量急剧下降,甚至不能破碎。当原料太干时,虽然破粉碎作业容易进行,产量相对较高,但破粉碎工段粉尘较大,要注意破粉碎过程的除尘。夏季,气温高、雨水多、湿度大,原料的性能随气候的变化比春秋季节快,企业应该根据当地原料性能的特点调整破粉碎原料的进料颗粒度和出料粒度,调节破粉碎设备破碎件的间隙。北方夏季雨水多为短时间的阵雨,在下雨时,原料含水率较高,但由于北方气候比较干燥,在高温下,原料中的水分很容易蒸发,晴天时很快就将下雨时吸收的水分蒸发掉了,使原料恢复至原来的含水状态。如果长时间不下雨的话,原料中的含水率较低,甚至比春秋季节原料的含水率还要低。在北方,只需要在下雨时对原料破粉碎的设备稍加调整,就能满足生产的需要。在南方、雨季时间长,且雨量大,空气比较湿润、湿度大,原料中的水分不容易脱去。下雨后,原料中水分较高,有时甚至比成型含水率还高,不但给原料处理带来困难,而且也会给成型带来困难。因此,夏季生产时,要尽量避免原料淋雨,可采用料棚存原料,或者采用篷布盖原料的方法,尽量使原料少淋雨。在原料破粉碎中,尽量使用适应高含水率原料的破碎设备。

2. 成型经过原料破粉碎工段处理以后的原料,其最大颗粒度及颗粒级配符合成

型要求,能不能成型出较高质量的湿坯,不但取决于挤出机的性能,而且取决于原料的含水率。当原料的含水率太低时,给成型带来许多困难。一是降低成型坯体的质量;二是使设备的能耗显著增加,增加设备的磨损程度;三是有可能对设备造成较大损害;四是设备无法成型出符合要求的坯体,或者是能够成型,但产量极低。当原料含水率太高时,成型也有一定的弊端。一是虽然看起来成型的坯子很好,但是坯体的密度很低,生产成砖后,强度较低,不能满足使用要求;二是容易使挤出的泥条产生缺棱掉角现象;三是坯体中产生螺旋纹的几率大大地增加了,只有当原料的含水率处理比较合理的状态时,才能在对设备磨损最小,能耗最低的情况下,生产出质量较好,密度较高,没有内部缺陷、外观尺寸准确的坯体。夏季,随着气候的变化,原料中含水率起伏不定,生产中要密切注意含水率的变化。当含水率低时,要及时向原料中增加水分,使其达到成型所需要的水分,而当原料中的含水率太高时,要适当地降低原料中的水分,可以采用向原料中加入部分干料,如干粉煤灰、煤矸石、炉渣,其他矿的尾矿等工业废渣的手段降低原料含水率。在将这些组分加入到原料中去的时候,一定要选准时机,明确加入的位置,在原料破碎的位置就必须加入,这样加入的组分才能与原料主组分形成很好的混合料,使原料的性能均匀,如果加入时间太晚,待原料破碎结束后再加入,那么,由于不能将几种料充分地混合,使原料的性能不均匀,就不能使成型工作顺利地进行。即就是成型能够进行,但成型的坯体质量也是极不稳定的。在向原料中加水时,也必须注意加水的时间,一定要在原料破粉碎时加入原料成型所需水分的98%~100%,使原料含水率达到成型水分的要求。不要等到原料进入挤出机时再加水,这样已经太晚,不能保证加入水分在原料中均匀分散,颗粒表面和内部的含水率也会有较大差别,不利于原料性能的一致性,对成型和坯体的性能造成一定的危害。在机口润滑水方面,也要注意加入水量的多少,在保证能够正常成型的情况下,应尽量少加水,加水多时,虽然成型也能进行,但这样会使坯体表面吸收过多水分,给坯体干燥过程和坯体性能均匀性带来一定影响。                                                           

3. 坯体干燥,无论是自然干燥还是人工干燥,其目的就是为了排除坯体中的成

型水分,使其能够达到烧成的要求。在排水时,一方面要将坯体中的水分排至坯体能够进行烧成的程度,另一方面要保证坯体不能产生干燥裂纹,排水结束时,如果坯体的残余含水率达到6%以下就能满足烧成的要求了。干燥过程的脱水速度,与坯体的含水率。热介质的温度、湿度、流速、干燥时间都有很大关系。热介质温度越高,脱水能力越强,越容易脱去坯体中的水分,对干燥越有利。介质温度越大,其中的含水率越高,越接近饱和,其对坯体的脱水能力越差,越不利于坯体干燥脱水。热介质流速越快,介质与坯体间的综合换热系数越大、换热量越大,坯体吸收的热量越多,单位时间蒸发的水分越多,越利于湿坯中水分的排出。热介质流速越慢,单位时间内热介质与坯体接触的量愈少,介质与坯体间的综合换热系数愈小,脱水能力愈差,不利于坯体脱水和干燥过程的进行。干燥时间越长,脱水越多,坯体残余含水率越少,干燥时间越短,脱水越少,坯体残余含水率越多。在实际生产过程中,坯体不是越干越好,而且坯体中的残余含水率,与空气中的含水率达到平衡时为最好,当坯体绝对干燥时,它处于大气中会吸收空气中一部分水分而达到新的平衡,使坯体产生回潮现象,而回潮对干坯的强度及内部结构是有很大影响的,它会使生产的砖强度降低,或是使砖变酥。夏季,气温高,空气湿度大,空气中含水较多,在湿坯的干燥过程中,要尽量地控制干坯的残余含水率,不能使干坯的残余含水率太高,这样会给烧成带来极大损害,不但会使预热带生产不正常,还会使坯体在烧成过程中产生炸裂现象。同时,也不能使干燥残余含水率太低,如果干坯残余含水率太低,当干坯进入窑炉烧成时,与预热带吸收废气中的水分,使干坯回潮,造成坯体有很多缺陷,降低制品强度。所以,夏季在干燥时要按照当时气候情况,空气中含水率的状况,控制干坯的残余含水率,使其符合当地当时的实际生产条件,保证生产正常进行。

4.烧成坯体在窑炉中的烧成过程,就是燃料的燃烧热传导,化学反应同时进行的过程,这是坯体烧成的基本原理。在窑炉烧成时,如果窑外的温度越高,窑内与窑外的温度差就越低,窑炉的散热损失就越小,烧成时所需要的燃料也就越少。如果窑外的温度越低,也就是使外界空气温度越低,窑内与窑外的温度差就越大,这时,窑内向窑外传递的热量就越多,窑体的散热损失就越大,烧成时需要的燃料也就越多。如果坯体中的含水率高,那么在烧成时就要消耗较多的能量用来排出其中的水分,使烧成能耗增加。如果干坯中的残余含水率较低,那么,在窑预热带排出坯体中水分所需要的热量较少,坯体的预热速度可以加快,预热状态良好,烧成所需的能耗降低,可以节约一定的燃料。所以,夏季首先应注意烧成时间窑内燃料的加入。如果是全内燃烧砖,燃料在原料破粉碎时就加进去了,这时应该比春、秋季节加入的量要小一点,这样就能保持坯体烧成所需要的热量与燃料传给的热量相符合,不会产生过火砖(焦砖),也不会生产出欠火砖。如果是外燃烧时,则在向窑内加煤时,除了要遵守“少量多次,勤添快添”的原则外,还要按照单位时间烧成砖的数量,依总热量平衡的准则,向窑内加燃料,且加入的燃料量比春、秋季节要少。其次,要注意用闸的方法,因为烧成过程就是窑内坯体和热气体的热交换过程,是坯体中各组分原料之间进行的化学反应过程,是燃料在窑内的燃烧过程,而这些过程都依赖于窑内气体的运动,取决于气体量的大小,取决于气体温度的高低,窑上的通风设备和风闸,就是控制窑内气体量和气体运速度的主要装置。如果闸的开度较大,那么向窑内输送的风量也较大,窑内向外排出的废气也较多,窑内的通风量大,风速高,换热速度快,利于烧成进行。但在窑内风速太高,风量过大,则可将大量的热量带出窑外,使其对烧成产生副作用。如果送风装置的送风量过小,或者是闸的开度较小,那么不管是送入窑内的风量,还是窑内的通风量都比较小,窑内气体流速较低,综合换热系数较小,烧成速度会降低。若窑内风量太小,风速过低时,则氧气量不够,部分燃料可能没有办法燃烧,不但会降低窑内温度,还会浪费大量的能源。同时,要想将坯体烧好,也必须延长烧成时间。故在夏季进行砖瓦坯体的烧成时,一定要控制窑内的进风量和闸的开启程度。第三,适当调节推车速度或者是打开窑门的速度。对于隧道窑来说,控制进车速度就是控制隧道窑的烧成曲线,控制烧成带在隧道窑中所处的位置,使烧成曲线更符合于原料烧成的要求。对于轮窑来说,打开窑门的速度越快,窑内进入的冷空气就越多,及时供给烧成带的氧化量就越多,燃料越容易燃烧。轮窑的烧成速度是靠各带的移动速度完成的,“三带”移动的速度越快,烧成速度就越高,这个季节应适当地提高推车速度和打门速度。

九、如何解决窑车道变形的问题?

答:1.窑车道变形的原因 :

(1)窑车轴承因润滑不到位,坏死、卡死;

(2)顶车机顶偏,把窑车车轮顶出轨道;

(3)窑车变形与窑墙紧密擦挂或嵌入窑墙;

(4)窑车在窑内损坏或车轮损坏掉落;

(5)窑车边部倒坯太多,倒塌的砖坯与窑墙靠死;

(6)钢轨之间膨胀未留足够间隙,使钢轨互挤变形;

(7)火窜下窑底使钢轨烧弯变形。

2.处理方法 :

(1)安装窑内钢轨时留够一定的热胀间隙,一般为15-20mm;

(2)每台窑车出完砖后,应该认真检查轴承及轮子,有损坏应及时更换,轴承应加润滑剂;

(3)及时处理倒坯车,特别是边部倒塌的倒坯车;

(4)做好窑封、车封、砂封、杜绝窑内高温窜入车底;

(5)严格顶车工操作制度,防止顶偏车的事故发生;

(6)若嵌入窑墙的窑车距进出端不远,可蹲火将车拉出处理;

(7)若单轮掉落,另一单轮也有损坏掉落危险时,且车已进入保温带后来段,可让维修工进入检查坑中调换损坏的车轮。

十、隧道窑的基本参数有哪些?

根据2005年发布的建材行业标准JC982-2005《砖瓦焙烧窑炉标准》中对隧道窑的技术参数仅规定了窑的内宽(3~4m;4~5m;5~7m;>7m)、坯垛码高(窑车面上:1.2~2m)、日产量(分别为:≥7;≥10;≥15;≥20万块/日)、燃料消耗指标(49.7×106kJ/万块,折合成品砖热耗为:476kcal/kg,万块成品砖耗热折标煤高达1.699吨;实际上是非常高的热耗指标。现在控制较好的一次码烧大断面隧道窑的热耗有的已经做到了300~350 kcal/kg,其中包含干燥所需热量。这与行业内多年来的经验数据较为吻合,即每万块砖耗热量在1~1.2t标煤之间)。该标准中规定隧道窑的长度由设计单位决定。从这些数据就不难看出这个标准中的技术指标过于简单而且含混,也没有注明是一次码烧还是二次码烧时的产量,而且热耗指标高的离谱,在实际中的可操作性上仍然存在着某些严重缺陷,应尽快修订。该标准中规定的隧道窑基本参数如表80所示。

十一、为什么说隧道窑焙烧系统中,窑车起着重要作用?

窑车是隧道窑焙烧系统的重要组成部分。窑车面上的衬砖是隧道窑的密封而又活动的窑底,它起着保护金属窑车和装载坯垛送到窑内焙烧作用。它每经过窑内一次即被加热和冷却一次,长期经受着周期性的温度变化,同时还要在其面上进行频繁的装卸工作。因此,窑车衬砖较易松动和损坏,严重的甚至阻碍窑车的正常运行。

因此,应高度重视其材料选择、衬砖结构设计和砌筑。

由于它在窑内处于不稳定传热状态,因此,随着时间和位置的变化,窑车衬砖蓄积的热量以及通过它向车下散失的热量也在改变。蓄积热量的影响:在预热带和烧成带的升温阶段,由于窑车衬砖不断地从窑内吸热,使得与它靠近的气体温度降低,从而加剧了上下温差。散失热量的影响:在冷却带的降温阶段,由于窑车衬砖不断地向窑内和车下散热,从而减少了该区段温度不均匀性。权衡利弊,如果衬砖蓄积热量和散失热量能力大,会延长焙烧时间,降低窑的产量,增加燃料消耗。故应选择蓄积热量能力小的,也就是体积密度小、热容量小、导热系数小的轻质保温耐火材料。选择这类材料不但有助于降低窑内上下温差,利于制品的均匀焙烧,而且还减少向车下散热,降低窑车金属部件和车下温度。

窑车衬砖的表面和四周,因接触高温和承受荷重,并要经受周期性的温度变化,故这些部位材料应能承受高温荷重和耐冷、热急变。在满足上述条件下,应尽量采用保温性能好的材料。

由于窑车衬砖的工作环境要承受周期性的温度变化,装卸和运行的碰撞,搞得不好,极易松动和损坏,其结构、砌筑牢固十分重要。不允许向两侧和前后有较大的位移,否则会卡窑墙和前后车衬砖接触受力,造成事故。因此,窑车衬砖设计应注意:周边衬砖的下部要卡在窑车车盘内;上、中、下各层砖的缝隙要错开,不能有直通缝(即从上一直通到车子底盘的缝),并要互相卡住;相邻的砖要互相咬住使之成一个整体;衬砖的纵、横向应各留一条伸缩缝。

窑车衬砖砌筑应在经校正过的平整轨道上进行,使每辆车统一规格,砌筑偏差要尽量小。

一条隧道窑所配备的设备中,以窑车数量为最多。窑车投入的费用约占全窑总造价的1/4左右。搞得不好,投产后的维修工作很繁重。窑车是否坚固耐用,不仅影响着隧道窑能否安全运行,而且影响着产品质量和生产成本。

窑车的车架材料有铸铁的和型钢的两种。铸铁车架具有刚度大、热变形小、抗氧化、耐腐蚀、坚固耐用等特点。但车架质量较大,要有较好的铸造工艺条件以保证其品质;型钢窑车具有制造方便、质量轻等特点。窑车的车架是处于温度变化幅度较大和受热不均匀的环境下受力的主要部件,承受制品荷载和推车时的挤压力,受力情况较为复杂。要使窑车正常运行,必须努力改善其工作环境,加强密封。窑车的密封有两个部分:两侧靠装在车架上的砂封板插入砂封槽内来实现;端部靠曲折的结构来实现(亦有在端部嵌石棉等填料或抹泥浆,以充填接头处间隙来实现)。

十二、什么叫“水密封”隧道窑?

为了解决窑车底部散热,法国首先采用了水密封隧道窑。在“水密封”的隧道窑中,每一辆窑车的下部周围由封闭的金属裙板所围绕着,在窑车上的裙板浸入一层水中而提供了窑车侧向及窑车前后的密封。这种类型的水密封隧道窑建造起来更复杂,因为隧道窑的地板(底面)是一个水槽。因而当每一辆窑车进入隧道窑时,就必须将窑车下降送进入这一水槽,该水槽中水的高度约为20cm。当出窑时,就要使用一上升平台,将窑车抬出水槽,如使用倾斜轨道(坡道)或是闭锁装置。这种原理可使隧道窑在它的第四个面上做到完全的密封。在水槽中的水不是被暴露到来自窑内大量辐射热的环境下,因而也就没有太多的蒸发现象。但是隧道窑下部水槽中的水能够诱捕到窑内空气中的污染物质,并可使水变成腐蚀性的液体。

这样的密封结构方式为隧道窑窑体提供了非常好的密封条件,从而确实保证了热效率的最佳水平以及对焙烧气氛的控制。

十三、制品的烧结过程是怎样进行的?什么是原料的烧成温度范围?

坯体在窑内随着温度的上升,将发生如下变化:

①110℃以下可排除几乎所有的掺合水,到150℃时开始排除部分化学结合水,到450~700℃排除绝大部分化学结合水。

②继续升温时,碳和硫开始氧化,氧化亚铁(在氧化气氛中)变成氧化铁,这一阶段在900℃左右终止。如果含有大量易燃物,升温速度应适当放慢,以便使易燃物得以燃尽。

③继续升温时,则进入烧结过程:随着物料的玻璃化,坯体表面开始呈现光泽;部分颗粒熔融软化,坯体变得密实,气孔率降低,体积收缩(收缩率与原料矿物成分和颗粒组成有关,各种矿物的焙烧线收缩率大约是:高岭石2~17%,伊利石9~15%,蒙脱石20%,当助熔剂含量较高时,水铝英石等X-照相无定形物最高达50%。另外,原料中细颗粒含量较高时,焙烧收缩一般亦较高),具有一定抗冻性能;强度增高。

这个过程即是制品烧结过程。这时的温度叫烧结温度。温度再升高时,制品将极度软化,如用三角锥试验时,其锥顶弯到底板上,这时的温度称耐火度。通常这时制品开始熔融和膨胀,达到这个温度时,制品已焙烧过火。

原料的烧结温度与耐火度之间温度差数,叫做原料的烧成温度范围。严格说来,烧结温度范围是指在焙烧过程中不造成产品质量指标(尺寸、性能)下降的烧结温度波动范围称之为烧成温度范围。因为在最终进行的烧成阶段中,窑内的温度总是在一定范围内波动,同一坯垛之中的温差也不可避免,所以除了最高允许烧成温度外,可利用的烧成温度范围(间隔)也是实际生产中非常重要的工艺参数。在砖瓦行业中所讲的烧成温度范围不同于陶瓷行业烧结温度的定义,因为严格说来砖瓦产品仅是部分烧结的产品,其吸水率比陶瓷高的多。对不同的砖瓦原材料来讲,烧结反应的进程千差万别,从根本上讲是取决于其矿物的组成。例如含蒙脱石、云母、铁量高的坯体其烧成温度范围狭窄,含高岭石量高的坯体烧成温度范围宽。另外含一定量的碳酸盐在某些原材料中可延宽烧成温度范围。可通过系列焙烧试验来确定烧成温度范围。系列焙烧试验中所用试样及试验条件必须是同样的。通过对焙烧试样的收缩、吸水率、体积密度等与温度的关系进行测定,借此判断烧成温度范围和最高允许烧成温度。烧成温度范围和最高允许烧成温度对大断面隧道窑的设计是非常重要的参数,也是确定合理的焙烧曲线及烧成制度的重要依据。例如某种烧成温度范围很狭窄(假设为20℃)的原材料,又无其它合适的材料来掺配调整时,这就对窑炉高温带的温差控制的要求很高,对窑炉的结构设计也提出了特殊的要求。这种情况经常会在某些含绿泥石、绢云母量高的伊利石质原材料中、某些含铝量低,玻璃相含量高的粉煤灰中、某些蒙脱石含量高的页岩或粘土中遇到。因为在这类材料的焙烧过程中,在低于形成稳定的结晶相的温度下,就会产生相当量的液相。

最高允许烧成温度及烧成温度范围的确定对具有装饰功能的清水墙砖、高强度的工程砖、铺路砖等质量要求高的产品尤为重要。如果在试验中发现要用于上述产品生产的某种原材料的烧成温度范围过于狭窄(或是熔剂性矿物太多),就必须改变其配料来延宽烧成温度范围,否则过烧或生烧均会造成损失。

使用的原料不同,原料的烧成温度范围也不同。烧成温度范围大,焙烧制品时容易控制,产品易于焙烧均匀;反之,焙烧时比较难以掌握,一般要求烧成温度范围大于50℃。

十四、中小断面隧道窑操作有哪“十忌”?

一忌进车无常。有的窑未能做到按时进车,有时一小时进几车,有时几小时不进一车,造成焙烧曲线变化无常,体会不出隧道窑的“定点焙烧、稳定传热”的先进之处。

二忌用闸无谱。隧道窑不是轮窑,在其它因素未变的正常情况下,闸的提法一旦确定后,无须再动。但有的厂一个操作工一个提法,三班三种做法,频繁动闸,造成火焰“无所适从”。

三忌湿坯入窑。有的厂将含水率高达10%以上的湿坯体送入窑内,其结果:增加了排烟设备负担;当烟气中水分到达露点时,坯体回潮软化,导致湿塌;在遇高温水分急剧蒸发时,造成坯体爆裂。

四忌砂封缺砂。自1751年发明隧道窑之后,长达130年未能用于生产实际,其中的一个关键问题是没有解决窑车上下空间的密封问题。直到发明砂封后,隧道窑才得到推广应用。砂封槽缺砂必然造成窑车上下漏气。有的部位冷气上窜,促使窑道内温差扩大,底部制品欠火;有的部位热气下窜,将窑车金属构件烧变形,烤焦窑车轴承润滑油。

五忌窑尾掏车。有的厂为了提高窑的产量,不惜采用“拔苗助长”的办法,缩短进车的间隔时间,逼迫烧成带向冷却带偏移,与此同时,在出车端掏出3~6辆窑车。这样做等于截掉一段窑体,使焙烧曲线变陡,火温大起大落。升温快时,砖坯表面急剧玻化,其内部产生的气体无法透过高粘度的熔体逸出,致成“面包砖”;降温时,窑内未充分冷却的高温制品强行拖到外界遇空气急冷,不但会导致制品裂纹,而且要散失不少热量。

六忌火眼敞口。有的经常将烧成带始端的一些火眼盖打开,向窑内灌入冷空气,以达到阻碍火焰前进的目的;将烧成带末端的一些火眼盖打开放掉一些热气,以达到避免制品过烧的目的。前者增加了排烟风机负担,后者多耗了热量。凡能平衡生产、严格管理的厂就无须采用这种多耗能量、搅乱既定焙烧曲线的做法。

七忌窑门不严。窑门翘曲,四周漏风,增加了排烟风机额外负担,牵制了火焰前进;有的在进车时,动作迟钝,窑门开启时间过长。须知,此时排烟风机基本上排除的全是进车端来的冷空气,火焰处于停顿状态,因而,削弱了窑的生产能力。从计算得知,有些厂由窑门漏入的冷空气高达废气总量的40%。减小窑门漏气的根本措施是设置进车室,即在进车端设双层门。

八忌投煤违规。凡需外投煤的,应做到勤投少投,看火投煤,以求煤的完全燃烧。有的偷懒省事,一次投煤量很大,投煤间隔时间很长,造成初加煤时氧气不足,燃烧不畅,而在长期间隔中又不能保持火度平稳上升,不但浪费燃料,而且影响窑的产量和制品质量。

九忌热车淋水。有的砖厂采用隧道窑一次码烧工艺,因湿冷坯体码在干热窑车上,底层坯的底面被烤急剧失水收缩,造成开裂。为了解决这一问题,就在车面上淋水。某厂每台窑车约淋水30kg,每天进窑的车数为32辆,如按蒸发1kg水热耗1000×4.18kJ计算,一天多耗热960000×4.18KJ,折137kg标煤,一年多耗标煤约50t。且窑车面在高温和骤冷的反复作用下,耐火衬砖的寿命大大降低。显然此法不可取。最好的办法是增加窑车数量,让它冷却到一定程度再使用。

十忌检坑堵塞。检查坑道的作用:(1)存放漏至车下的煤渣、碎砖等;(2)便于检查和处理事故;(3)平衡窑车上下风压。根据通风量等情况的需要,可在合适的部位设置挡门、挡板,但不能全部堵塞,否则,无法下人清渣和处理事故,同时车上热气会大量流窜至车下,损坏窑车。

十五、一次码烧平顶一条龙隧道窑和一次码烧并列式隧道窑相比较,各有哪些优、缺点?

(1)一次码烧平顶一条龙隧道窑优点:

①因干燥和焙烧连为一体,未分割,经干燥后的坯体无须出干燥段而直接进入焙烧段,故热损失要少些。

②少进、出一次窑车,少一道托、顶窑车工序。但这两种干、烧工序均只码一次窑车。

(2)一次码烧平顶一条龙隧道窑缺点:

①干燥段只能负压排潮,不能正压排潮;而并列式可负压排潮,亦可正压排潮。

②干燥段顶部不宜盖钢筋混凝土板(不能太简化),因为怕操作不当,使焙烧段的火偏移到干燥段,烧坏钢筋混凝土板。而并列式是干、烧段分开的,可使干燥部分简化,顶部可盖钢筋混凝土板。

应该指出的是,有的厂采用并列式一次码烧隧道窑,焙烧窑的内拱有一定的弧度,而干燥窑的内拱是平的。这样势必造成如将就干燥窑,坯垛顶部码成平的,则焙烧窑中部顶隙太大,风由此隙走的多,致使横断面温差大,火行速度慢;如将就焙烧窑,坯垛顶部码成拱形,则干燥窑两顶角空隙大,风由此两顶角隙走的多,造成坯垛底部脱水慢,影响了干燥速度。正确的做法是,干燥窑和焙烧窑的内拱形状应趋于一致。

十六、二次码烧隧道窑配干燥室和一次码烧隧道窑相比较,各有哪些优、缺点?

(1)二次码烧隧道窑配干燥室优点:

①可将干燥后的废坯剔出,回收作为原料。而一次码烧窑干燥后的废坯必须进焙烧窑(段),将其烧成废砖,不但多耗原料、人力、能量,而且减少了焙烧窑(段)的产量。

②在上下温差允许的情况下,因坯体已经过干燥,强度较高,可适当增加窑车上坯垛的层数,以提高产量;而一次码烧隧道窑窑车坯垛层数受到湿坯体强度限制,往往码的层数较少。尤其是原料中加入成孔剂,生产高孔洞率保温空心砖(砌块),湿坯体强度一般很低,宜采用二次码烧工艺。

(2)二次码烧隧道窑配干燥室缺点:

多码一次坯:第一次将湿坯体码在干燥车上,干燥后再由干燥车卸下码上窑车,计两次;而一次码烧只需一次直接码上窑车。多码一次不但需多投入劳动力,而且多一次碰坏坯体棱角的机会。

十七、砖在焙烧时产生裂纹的主要原因是什么?怎样消除?

当然,对焙烧过程中出现的裂纹要进行具体分析,区别对待。砖瓦产品的坯体在焙烧期间容易产生断裂或使网状裂纹,还有一种很细的裂纹即发丝裂纹。

(1)断裂或网状裂纹,其原因主要是入窑坯体不干,坯体强度低,预热带升温过急,坯体内外温差大,坯体内外部水分蒸发速度差太大,这就破坏了坯体结构,出现裂纹,俗称“炸裂”。网状裂纹还与坯体在入窑前的吸附回潮有关,坯体一旦吸水回潮,当预热升温过快时,往往会出现网状裂纹。消除办法:适当延长预热时间、合理用闸,特别是远闸不能提得过高。是隧道窑时,要避免进车端窑内温度过高;此外,要严格控制坯体入窑前的残留含水量在6%以下,避免入窑前坯体回潮,控制入窑坯体的含水量对防止断裂或网状裂纹是极其重要的。

(2)发丝裂纹。发丝裂纹主要是在冷却过程中急冷造成的。消除的办法就是适当延长保温时间,放缓冷却的速度,特别是石英含量高的坯体,应特别注意在石英晶型转变温度时的冷却速度。

十八、什么是“穿流”和“环流”焙烧概念?

如果将空心砖或砌块坯体的内表面作为传热面积来考虑,那么焙烧中的传热面积就会大大增加,焙烧的速度也会更快。在快速干燥的发展过程中,干燥气体穿过空心砖孔洞的作用已不容怀疑。根据国外最近的研究,并从传热的效果考虑,在焙烧中引入了环流(Peripheral Flow)和穿流 (Through Flow) 的概念,环流是指焙烧中通过坯体外围流过的气体;穿流是指焙烧中通过砖的孔洞流过的气体。关于焙烧中穿流和环流焙烧的概念是源于快速干燥的研究。在大孔洞的空心砖干燥中,使干燥介质同时通过孔洞内部和坯体外部,而使干燥效果大为提高。这种干燥方式不但大大缩短了干燥周期,而且也大幅度提高了干燥的质量和产量。在干燥中取得成功的主要原理是缩小了坯体中的温度梯度和湿度梯度。从热工方面讲,这种概念是建立在坯体与传热面积的增加上,其中也包括着热交换的过程和坯体中传导传热路线的有效降低。

德国艾森砖瓦研究所2005年对承重垂直多孔砖(大块)穿流焙烧的研究结果表明:通常工厂生产中像这样的垂直多孔砖的焙烧时间最快为24小时,而使用穿流焙烧技术仅需5小时或更短的时间。用穿流焙烧技术,烧成后的产品根本没有质量上的负面影响,而且在焙烧特性和产品性能上均有提高。已取得的成果表明,焙烧收缩降低,特别是原材料中含有高的碳酸盐矿物时。穿流焙烧的优点不仅仅是产品容重的降低,由于其焙烧收缩降低较大,而使焙烧裂纹的危险性大大减少。此外,穿流焙烧可使垂直多孔砖产品有着更高的尺寸准确性,从而使座浆面的研磨机械费用减小。穿流焙烧还可使含量高的有机物坯体在200~500℃的温度范围内减少低温碳气的排放,同时在800℃以上也可减少有害气体氟的排放。也就是说,穿流焙烧技术特别有利于高内燃坯体的焙烧。在实际工业生产中应尽最大可能向接近穿流焙烧的方向发展。

具有较大的传热面积和较短的传导传热路线,其焙烧才能够容易进行,才能够缩短焙烧周期。如某地两条4.6米宽的一次码烧隧道窑,焙烧非承重煤矸石空心砖,年产量达到近1.0亿,其最主要的原因就是码垛的方式允许坯体孔洞中通风。按照穿流焙烧的概念,窑车上的坯垛码放方式要有利于气流通过砖坯上的孔洞。因此,多孔砖的双坯叠码孔洞垂直向上的码法就成为了最不利于焙烧的码法。如果将窑车上所有坯垛看作为一个整体时,此时用穿流焙烧的概念来分析,就是怎样加大窑车上坯垛中部的通风量,减少沿边部及顶部间隙流动的风量。