隧道窑烧结砖焙烧与干燥过程中的问题分析

隧道窑烧结砖焙烧与

干燥过程中的问题分析

随着我国墙材烧结砖行业不断的快速发展，隧道窑是当前烧结墙材厂家首选的热工设备。笔者走访了很多生产厂家。了解到隧道窑干燥室运行过程中均存在不同程度的问题。在此，笔者根据自己的工作经验提出改进办法。与同行共同商榷。

1．原料焙烧性能与隧道窑结构的关系

目前市场上隧道窑的型号各不相同。差异很大。设计建设也不规范。对隧道窑的要求。有的投资者既想投资少，又要产量大，这对窑炉设计者来说是很大的挑战。笔者认为还应回归到热工原理上进行分析．只有掌握窑炉的性能与结构符合科学规律．才能使热工设备进入正常生产状态，否则就是异想天开。砖坯在热工设备焙烧过程中产生一系列的变化，主要有：坯体中的各种组分发生分解、化合、再结晶生成新矿物。坯体的颜色、密度、吸水率发生变化：最后变成具有一定颜色、致密坚硬、力学强度的制品。当坯体被加热时。首先排除原料矿物中的水分，在200℃以前。坯体中残余的自由水及大气吸附水被排除出去。在400℃～600℃时。黏土失去结构水，黏土矿物结构受到破坏。此阶段坯体强度有所下降，升温至573℃于，坯体中的β一石英转化成仪α一石英，体积增加0.82％，此时如升温过快，坯体易产生裂纹。600℃以后固相反应开始进衍。在650 ℃~800℃有少量易熔物存在，坯体开始烧结，产生收缩。在600℃-900℃如果原料中含有较多的可燃物质。这些物质需要较长氧化时间c 过程中在930℃～970℃，CaCO3，分解生成CaO和CO2,，在焙烧原料中黏土颗粒发生硅酸盐化合作用，发生不可逆的变化过程。窑体内的冷空气通过冷却带的砖垛。与砖发生热交换过程。最后制品被冷却到20℃～40℃。砖坯冷却速度因原料而定，尤其冷却到573℃于，游离石英由α型转变为β型，体积急剧收缩0.82％，使坯体中产生很大的内应力。此时应缓慢冷却，否则易使制品开裂。

2．制品的干燥与烧成的关系

干燥好的砖坯在进焙烧窑前要达到含水率小于6％的要求，这项技术参数对烧成来说非常重要。如果坯体残余含水率大于6％，这种情况将直接影响后面的烧成。如何控制好干燥这一环节，首先要掌握干燥窑的干燥过程，了解影响干燥的因素：①坯体原料的性质和坯体的形状大小、厚度、孔洞率；②坯体的成型含水率，残余含水率；③坯体本身的温度越高则干燥速度越快，因此，坯体在成型时加热可以提高干燥速度；④干燥介质的温度越高则干燥速度越快。但温度过高会使坯体开裂；⑤干燥介质的相对湿度越低，则干燥速度越快。在等速干燥阶段此影响最明显。干燥介质的流动速度越大，干燥速度越快；⑥干燥介质与坯体的接触面积越大，则干燥速度越快，接触面积大小主要决定于坯体的码坯形式；⑦干燥窑的结构、送排风的形式及风机的选型；⑧干燥窑的结构上要注重4个方面的结构处理．如加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段、平衡阶段；⑨干燥倒坯是常见的最头痛的问题．尤其

是春季南方地区的生产厂家，最为普遍；⑩干燥进车速度不均匀。干燥曲线变化无常，送热与热分布、排潮与风速与原料的性能不适应。如何处理好这些因素将与烧成质量有直接的关系。

3．烧成产品的质量及产量的关键环节

笔者参观了很多生产厂家，反映突出的问题有：窑炉设计参数与实际生产有差异：产品的能耗与生产成本过高；产品的优等率过低；窑炉自身能耗高等。这些问题反映了烧成窑结构不合理。这些结构不合理的窑炉大多出自非专业窑炉公司．他们没有资质，设计和建造窑炉没有理论依据，拿着一张抄袭的图纸走天下。完全没有按照《烧结砖瓦工厂设计规范>中的有关规定实施。更谈不上节能降耗。在此。我们要想解决生产过程中出现的上述问题，就要彻底掌握热工设备上的关键结构及技术要求，从根本上改造窑炉先天不足之处，才能确保投产后顺利达产达标，使投资人见到效益。这样才能促进墙材事业的发展。大家要清楚窑炉是一种热工设备。而非一种建筑物，要想掌握热工设备的生产性能就必须从它的结构功能及选材上进行全方位的了解。

4．烧结隧道窑能耗

降低窑炉热损能耗是多环节的过程．并非单项环节就能降耗。窑炉吸热较大的部位有窑墙、窑顶、窑车、热量利用、烟囱排出、自然介质温度、材质的吸热并放热等。要全面掌握窑体密封及合理的烧成曲线、升温与降温的时间控制、可燃物的挥发值、产品的冷去口时间、上下火道温差、火道走向、上下火的关系，以及窑炉的蹲火等一系列情况。并将这些参数严格控制在规范范围内，才能确保生产过程的节能降耗。

5．生产管理

笔者在走访砖厂中，发现很多较规范的专业窑炉公司承建的窑炉，其制造的窑炉质量很好，但生产状况不尽如人意，生产现场非常杂乱，工人不懂操作规程，不善于进行窑炉保护，不注重生产环节管理．排放物乱扔乱放，烟气、S02不处理，造成周边环境污染。一个企业的效益关键来自管理，管理也是一门学科，如何进行规范化的管理，首先，管理者自身一定要懂行，要从整厂的设备性能技术着手，并培养一批中层和基层技术骨干及熟练的操作工人，宣传落实操作规范和操作流程以及整厂的管理理念。

6．窑炉操作过程中应注意的环节

一是干燥窑的性能与干燥过程。无论干燥风量风速过大亦或是干燥风温过高、周期较短．都不利于干燥，极易造成砖坯裂纹。

二是造成砖坯裂纹的根本原因是干燥工艺不当，即干燥制度不合理造成的。一定要按照砖坯干燥的四个阶段，即砖坯加热干燥段、等速干燥段、降速干燥段、平衡干燥段的特征及其工艺操作方法进行操作。砖坯加热阶段是坯体随温度升高而干燥速度加快．坯体开始产生干燥收缩。在干燥过程中，砖坯水分的外扩散速度与内扩散速度相等时，即干燥进入等速阶段，这时，干燥进行最为强烈。如果外扩散速度远远大于内扩散速度，则坯体内外形成很

大的水分梯度，导致坯体表面收缩很大，当收缩产生的应力大于坯体强度时，坯体表面就形成裂纹。干燥过程中，当坯体表面上的水分等于大气吸附水分时，蒸发面随着水分的减少而逐渐缩向坯体内部的毛细孔道中，干燥速度逐渐降低。即干燥进入降速阶段。在降速阶段坯体内只是相应增加气孔，并不发生体积收缩，所以，坯体在降速阶段不会产生干燥裂纹。在等速干燥阶段与降速干燥阶段之间有一个分界点，即干燥临界点。此时因固体颗粒失去周围的水分而相互靠近，直到它们互相接触并靠拢在一起，因此，砖坯水分达到临界含水率以后，坯体即停止收缩。就是使用大风量、高温的热介质，坯体脱水速度再快．也不会产生干燥收缩。所以，在临界点以前，要严格控制送人干燥窑的热风温度与风量，在保证坯体不产生裂纹的情况下，提高干燥速度。临界点以后．由于干燥过程已不会使坯体产生破坏性裂纹，所以，应该用最大的通风量和最高的热介质温度，快速地脱去坯体中的水分，提高干燥速度。由此可见，准确地确定隧道窑干燥临界点的位置，对于隧道干燥窑的设计与生产操作都十分重要。临界点在隧道干燥窑中的准确位置，操作者无法直接确定，只能通过调试各送风口的风量、风温以及砖坯的干燥质量和干燥速度来摸索出一个较小的范围，如果干燥过程中窑内经常发生塌坯现象，尤其是季节交替时，这种塌坯现象最为严重。此时必须加强干燥窑体和顶部的保温措施和窑炉进出端的密封措施，防止冷风进入排潮口而降低排潮温度，根据天气降温的变化情况提高入窑的风温与风量，发现塌坯车位时，加大高温热风的输入量，可在窑的两侧及窑车台面以上部位增设进风口，采取一些其他必要措施。提高排潮口的温度，使其必须大于50℃，这样才能有效的控制塌坯现象的出现。

三是必须要掌握窑炉在焙烧过程中的环节和注意事项。根据原料性能的不同确定最高烧成温度、开始烧结温度、最终烧结温度、烧成温度范围、烧成曲线等参数。要有合理的升温时间、保温时间、冷却时间。注意焙烧气氛的压力制度和窑炉送入供风量。在焙烧过程中通常会出现产品的缺陷有：欠火或过火砖、制品裂纹、黑心和压花、面包砖、烧焦起泡砖、制品石灰爆裂、制品泛霜、制品表面印纹、制品色差等一系列的缺陷。

总之，在砖坯烧成过程中必须掌握所有环节，在窑炉正常生产过程中，也要注重异常情况的观察，特别是吊顶式的隧道窑和大断面的平顶窑，其窑顶吊砖及窑顶的隔热保温系统最容易出现问题，要多加观察，烧坏的顶砖要及时更换，要掌握不停火情况下的换砖技术，确保窑炉正常生产。