知识~内燃烧砖的燃料加入多少为合适？如何操作？

徐宁建材 · 发表于 2017-10-29 10:15:39

大家知道，烧砖是坯体在高温环境下其中的各种成分进行物理变化、物理化学变化和矿物质化学反应的过程，在这些变化和反应完成以后，砖坯就由烧成以前强度较低、不耐雨雪侵蚀、容易风化生坯、变成结构致密、具有较高强度、能耐受各种条件考验，适应各种使用要求，满足建筑结构要求的熟砖，烧砖所使用的窑炉就是提供这种高温环境的烧成设备。

维持窑炉内所要求的高温环境条件的方式有两种：一种是将制砖所使用的原料经过一定的处理方法进行加工处理，成型为所需要的形状和尺寸，再经过干燥后送入窑炉内。砖坯内没有可燃成分，其本身不含热量，窑炉内的热量靠向窑内添加固体、气体、液体燃料获得，是将坯体和燃料分两次加入窑炉内的，通常叫做外燃烧砖。外加燃料的多少，要根据窑炉的产量、窑内的综合换热系数，窑炉的保温性能等数种因素确定。

另一种是在对制砖原料进行处理加工的过程中，就将燃料加进原料中，一般使用固体燃料，液体燃料通常不作为内燃料加入使用，而气体燃料绝对不能加进原料中使用，只能作为外加燃料，这种将固体燃料与制砖原料一同进行加工处理、成型、干燥、烧成的添加燃料方式，通常叫做内燃烧砖。单位产品加入燃料的多少，除了与原料本身的烧成性能有关外，还与窑炉的保温性能有关。

在实际生产过程中，内燃烧砖的内燃料是三种状态，一般叫做“半内燃烧砖”、“全内燃烧砖”、“超内燃烧砖”。半内燃烧砖就是砖坯中的燃料发热量小于达到窑内烧成温度所需的热量与窑体散热量的总和，还需要向窑内添加一定的燃料，才能满足烧成要求，内燃料只是烧成所用燃料的一部分。全内燃烧砖是烧成所需的热量全部来自于砖坯内部，这部分热量包含达到坯体进行各种反应所需温度的加热热能，窑体及各种损失所散发出去的能量。内燃料的发热量与烧成所需的热量基本相等，不需另外向窑内添加燃料。超内燃烧砖就是砖坯内所含燃料的发热量，远大于坯体烧成过程各种反应所需能耗与窑体各种损失能耗之和，烧成时，不但不需向窑内添加任何燃料，而且应将一部分热量抽出，以免使得窑内温度升得太高，高于烧成所需温度而将砖坯烧坏。那么，内燃烧砖内燃料加入多少合适呢？在实际生产中，要根据采用何种生产方式确定内燃料的掺入量，我们知道，每烧成1 kg的制品，大约需要消耗1088~1388 kJ的热量，生产一块标砖需热量2720~3470 kJ。到底加入内燃料的重量或体积是多少？

要根据燃料的发热量计算得出。
1、全内燃烧砖燃料的加入量全内燃烧砖时，所需燃料全部用于烧成，不需要外投燃料，按照烧成一块砖需要2720~3470 kJ的热量计算，根据燃料发热量的不同，确定内燃料的加入重量或体积。 1.1准确加入法根据窑的热平衡计算，得出比较适宜的砖坯烧成所需总热量，然后再根据加入的内燃料的热值，最后确定内燃料与原料的配合比例。
1.1.1重量比计算法确定每万块砖需加入多少公斤内燃料，可采用下列公式进行计算： G=B·H[]Q燃×1[]1-W相×10000 式中G—每万块砖加入内燃料的重量，kg/万块； B—烧成一块砖需热的热量，kJ/块； Q烧—内燃料干燥基热值，kJ/kg； W相—燃料相对含水率； H—内燃料加入程度。如果某厂以煤炭作为内燃料，煤炭的干燥基热值为20900 kJ/kg，相对含水率为2 %，窑炉的保温情况较好，烧成一块标砖需耗热3000 kJ，采用全内燃方式生产，那么生产1 万块标砖需要加入的内燃料量就是： G=B·H[]Q燃×1[]1-W相×10000 =3000×1[]20900×1[]1-0.02×10000 =1464.7 kg 若其它条件不变，煤炭的干燥基热值为25080 kJ/kg，则1万块砖需要加入内燃料的量就是： G=3000×1[]25080×1[]1-0.02×10000 =1220.6 kg 通过计算可以看出，燃料干燥基热值是影响内燃料加入量的最重要因素，燃料热值高时，应少加内燃料，燃料热值低，应多加入燃料。

1.1.2体积比计算法实际生产过程中，如果使用重量法加入时，不但要添加一定的计量设备，而且受原料、燃料含水率的影响比较大，且操作很复杂。用原料和燃料的体积比例就可确定内燃料的加入量，其具体计算方法如下： Z=G/r[]V坯=G/r 式中Z—内燃料与原料的体积比； G—每万块砖燃料掺配量，kg/万块； r—内燃料容重，kg/m3； V坯—每万块砖坯体积，m3/万块。每1万块砖坯的体积约18 m3，若煤炭的容重为1300 kg/m3，则前述计算中内燃料与原料的体积比为： Z1=1464.7/1300[]18-1464.7/1300=6.8 %（Q燃=20900 kJ/kg） Z2=1220.6/1300[]18-1220.6/1300=5.5 %（Q燃=25080 kJ/kg）与用重量比计算法计算的结果相同，当燃料的热值高时，内燃料的掺加体积比小，当燃料的干燥基热值小时，内燃料与原料的掺加比例就高。
1.1.2体积比计算法实际生产过程中，如果使用重量法加入时，不但要添加一定的计量设备，而且受原料、燃料含水率的影响比较大，且操作很复杂。用原料和燃料的体积比例就可确定内燃料的加入量，其具体计算方法如下： Z=G/r[]V坯=G/r 式中Z—内燃料与原料的体积比； G—每万块砖燃料掺配量，kg/万块； r—内燃料容重，kg/m3； V坯—每万块砖坯体积，m3/万块。每1万块砖坯的体积约18 m3，若煤炭的容重为1300 kg/m3，则前述计算中内燃料与原料的体积比为： Z1=1464.7/1300[]18-1464.7/1300=6.8 %（Q燃=20900 kJ/kg） Z2=1220.6/1300[]18-1220.6/1300=5.5 %（Q燃=25080 kJ/kg）与用重量比计算法计算的结果相同，当燃料的热值高时，内燃料的掺加体积比小，当燃料的干燥基热值小时，内燃料与原料的掺加比例就高。

1.2试掺法根据生产实践，在不抽余热的情况下，窑炉烧成1万块砖的能耗约为2720~3470 万kJ。在轴取窑内余热的情况下，烧成1万块砖的热耗约为3760~4600 万kJ。因此，生产时可先根据本厂生产所使用的原料和燃料情况，初步确定一个掺加量，然后按照烧出制品的生熟程度，调整掺加燃料的比例。如果制品欠火，则表明内燃料偏少，应提高内燃料的掺配比例，如果制品有过烧情况，表明内燃料掺加的过多，应适当降低内燃料的掺配比例。通过几次调整后，就能使内燃料的掺配比例处于较合适的水平。

2、超内燃烧砖时内燃的加入量超内燃烧砖时，首先应根据坯体的干燥性能，确定干燥所需的热量，然后根据窑炉本身可抽余热的数量，计算增补热量的消耗量，最后计算出超内燃烧砖时内燃料的加入数量。超内燃烧砖时，超过的内燃料不是越多越好，也是需要有一定的度的，超出的部分热量应正好等于抽取余热所需要的热量。如果超出的程度较低，则超出部分的热量少，不能满足干燥砖坯的要求，则失去了超内燃烧砖的意义。如果超出的程度过大，虽然抽取的余热较多，完全能够满足干燥要求，但过多的热量会使窑炉内的温度不断升高，窑内温度高于制品烧成温度，使产品产生过烧现象，对烧成过程不利。所以超内燃烧砖时，内燃超出量的多少也要按照计算出的准确数量掺配，不能乱加，以免给生产带来较大的负面影响。

3、原料中含有粉煤灰、煤矸石组分时内燃料的加入量目前，许多砖瓦厂广泛使用煤矸石、粉煤灰、炉渣等工业废料作为内燃料掺进原料中。在使用之前，必须对它们进行发热量测定，事先了解其发热量大小，作为内燃掺配的依据，内燃料掺配量的多少，按前述的计算方法计算。如果原料中掺入粉煤灰或者煤矸石以后，混合料本身的热值还达不到烧砖的要求，那么就还必使加进一定量的煤炭，加炭量多少取决于煤炭的热值高低。如果使用全煤矸石或高掺量粉煤灰制砖，一般情况下都能达到全内燃或超内燃烧砖的要求，不仅可以把砖烧熟，而且还有多余的热量用来干燥砖坯。若粉煤灰或煤矸石的热值较低，则应向其中加入一定量的煤炭，补充其热量的不足，加煤量多少按照前述的计算方法计算。

4、半内燃烧砖内燃的加入量半内燃烧砖时，仍需对原料中加入内燃料的量进行计算，这样才能知道混合料的热值，知道了原料中的热量占烧成需要热量的比例，还需要投入多少外加燃料才能满足烧成条件。准确知道内燃料是多少，外加燃料量是多少，指导烧成工序的操作，指导烧窑工的工作方式和工作方法。如何操作才能保证内燃烧砖内燃料的准确掺配呢？内燃掺配是根据已经确定的内燃料与原料的配比数据，将内燃料掺入原料中，使其掺量准确混合均匀。掺配时的操作有两种方法：一种是人工掺配，另一种是机械掺配。

4.1人工掺配法先测出单位体积原料的重量，然后按照配比（计算所得的内燃料掺配重量比）要求，计算出每单位体积原料应加入多少重量的内燃料，再换算成单位体积原料应加入多少锹内燃料，操作工人即按此数用煤锹均匀地将内燃料撒入原料中。为了保证人工掺配均匀准确，需稳定掺配工具，稳定每单位体积原料的重量，并要有专人负责。

4.2机械掺配法现在随着砖瓦机械工业的发展，用于原料掺配的设备越来越多，而且掺配的准确性也越来越高。通常使用的配料设备有箱式配料机、皮带式配料机、圆盘式配料机等。机械掺配法就是通过一定的配料机械设备，将原料与内燃料按一定的配比混合均匀。实际操作时，可按砖机每分钟出坯数，计算出每分钟应掺入的内燃料数量，调节闸门，使每分钟加入的内燃料数量基本与计算相符。总之，不论是人工掺配还是机械掺配，都要求将燃料加入原料后的混合料必须经过一定的设备处理，使燃料与原料充分混合，让燃料均匀地分散在原料中，使坯体中热量分布平衡，烧成条件完善。