砖坯干燥过程中产生裂纹及倒塌的原因及处理办法

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砖坯干燥过程中产生裂纹及倒塌的原因及处理办法

近日，驻马店市生态环境局泌阳分局组织执法人员对全县砖瓦窑、粉磨站、水砖坯干燥过程是坯体从较高环境温度中吸收热量，使坯体中的物理水转变成水蒸气，受热气体随着温度升高膨胀，膨胀的气体压力升高，较高压力的气体就会向压力较低的自然环境中释放，水汽排放需要寻找缝隙从坯体中向外排出。砖坯干燥质量是确保烧成质量、产量的关键环节。没有理想的干燥砖坯就不能确保焙烧窑的产量和质量。结构科学的干燥窑，合理的送风方式、适合原料特性的送风温度，是确保砖坯干燥效果的前提。

增加干燥室容量，降低砖坯升温速度，延长砖坯干燥周期，提高干燥合格率，才能确保焙烧窑的火行速度，实现快速焙烧。


1、影响砖坯干燥性能的三个物理参数

（1）干燥敏感性——坯体在干燥过程中产生开裂的倾向性。有低、中、高之分，我们把干燥敏感性小于1的原料叫低敏感性，1~2叫中敏感性，大于2叫高敏感性原料。

（2）临界含水率——坯体在脱去自由水过程中会随水分减少而收缩，自由水蒸发而结束，坯体停止收缩，这时坯体说的含水率成为临界含水率。随湿度变化而变化。

（3）塑性指数——泥料在外力作用下任意改变形状而不开裂，外力移去后还能保持已改变的形状。

对于干燥敏感性系数大于2的高敏感性原料，要求干燥室的长度大于70m，干燥周期应在45h以上，送风温度不宜超过120℃，预热长度应在20m以上，坯体在于热带升温速度控制在3℃/h~4℃/h，于热带相对湿度控制在75%~85%，最关键的一点是在成型前加热原料，提高成型坯体温度并使坯体内温度趋于一致，并保证成型坯体温度略高于干燥室进口温度，做到以上条件就能确保砖坯干燥质量。

预热段空气湿度大小于取决于原料临界水分和干燥敏感性，原料临界水分高，干燥敏感性低，坯体从进入干燥室到停止收缩开裂的过程较短，预热段低湿度高温度，可以缩短干燥室长度，实现快速干燥。反之，干燥室就要相应加长，预热段就要高湿低温，降低干燥速度，否则砖坯就会出现裂纹。

2、码窑车

码窑车可以保证燃料和气流在窑断面的均匀分配，内燃烧砖码窑车的原则应是中细边密、底稀上密的码法，这样既满足窑中间间隙大，使潮气容易流出。实心砖在干燥过程中反而比空心砖容易塌坯，原因是实心砖所用原料多，重量大，总水量多，坯体受热后产生的潮气量大，如果排潮不足就会导致塌坯。

3、机械码坯

机械码坯不但可以保证坯垛的稳定性，也能保证坯体之间的间隙一致性。可以认为确定边密中稀并能保证所有窑车码坯稀密相同一致，便于受热、通风和排潮。目前几乎所有新建烧结砖生产线都采用机械码坯，因此在确定焙烧窑宽度时必须先根据砖形设计码车图，根据码车形式确定窑车规格和焙烧窑有效宽度，且不可随意确定窑的宽度。

4、砖坯预热

砖坯预热过程是坯体由外到内的升温过程，这一过程既要确保坯体缓慢升温，又要降低砖坯表面脱水速度，这就要保证预热带保持低温高湿状态。因为坯体表面受热快，坯体表面的水分就会逐渐变成水汽向空气中扩散而被对流的空气带走，这时如果坯体周围空气相对湿度较小，坯体表面水分就会迅速蒸发，水分蒸发，体积就会减小，表面就会收缩，坯体内部温度还较低，水分不会蒸发，体积也就不变化，内外收缩不一致就会造成坯体表面开裂。因此，必须等到坯体内部温度升高到开始蒸发水分时才能进入到脱水阶段。要保证坯体表面水汽不被迅速蒸发，就必须保证坯体周围的空气湿度。坯体在预热段到干燥段这一升温阶段，坯体的空气湿度应保持在70%~80%，温升速度应控制在3℃/h~5℃/h。升温过快，只会加快坯体表面温升速度，坯体表面向坯体内部的热传导升温速度又相对坯体表面的空气对流升温慢得多，在这一缓慢过程中必须让坯体处在一个高湿的环境中，也就是坯体的预热阶段，这个阶段一般需要8h~12h，预热段长度约20m~25m。如果预热阶段坯体周围的空气湿度较低，就会导致坯体表面脱水速度加快，坯体内外脱水速度不一致，使坯体表面开裂。

5、送风量与送风压力

风机变频器的应用方便了风机启动和灵活调整。但是，为干燥窑选型的风机不只是为了烧窑而选的。对于一条3m多的隧道窑而言，满足焙烧只需要一台每小时排风量3万m3、压力280pa、功率为7.5kw的风机即可。但是，为了给干燥窑送风，通常选用压力1200pa、风量在10万m3、功率在45kw以上的风机。

烧窑工为了满足烧砖所需的氧气量随意降低风机频率，导致进入干燥窑的风量风压严重不足是塌坯的主要原因。因为风机的风量与转速成1次方关系，风压与转速成平方关系，当频率由额定的50赫兹降低到30赫兹时，转速时额定的60%，这时的风量是额定的60%，而压力却只有额定的36%。小风量不能将侧面送入的风吹到窑车中间，也不能将顶部送入的风吹到车面，就不能使下部砖坯之间形成空气对流，潮气就不能排出。

送风温度直接影响到预热带的坯体升温速度和干燥段脱水速度，所以，对不同的原料和坯体含水率，送风温度应不同，一般情况下软质原料的送风温度不要超过110℃。这样，可以确保坯体在预热过程中合理升温。送风温度过高会导致坯体蒸发水分过快，会使干燥窑内水汽量过大，超过了排潮风机的排风量，使预热段的相对湿度达到饱和，就会使砖坯变软而倒塌。

6、漏气造成塌坯

漏气是导致塌坯的一个主要原因，进车端升降门周围漏气导致外界冷空气进入干燥窑，造成排潮风机排出潮气量下降，使高温潮气滞留在坯体表面，导致坯体变软而造成塌坯。现在大多数干燥窑只设了一道门，可就是这一道门，很多厂家也不重视门的密封效果，门的四周与端墙之间的底部轨道之间的缝隙很大，甚至门已经损坏也不修复，这样必然降低排潮风机的抽力。

砖坯产生裂纹的主要原因是：

（1）干燥窑预热段温度、湿度与原料的临界水分、干燥敏感性对应的环境不符。

（2）环境温度低，成型坯体内外温差大，坯体表面水分蒸发远快于内部水分蒸发。

（3）挤砖机压力小，成型水分高，原料临界水分低，成型水分与临界水分差值太大。

（4）原料塑性指数偏高，坯体不易脱水，干燥升温快，导致坯体表面开裂。

砖坯在干燥过程中出现塌坯是常见现象，尤其是软质原料塌坯倒窑现象更为常见。造成塌坯的原因很多，比如砖坯成型水分偏高，坯体强度低，下部坯体承受不了上部坯体的压力造成塌坯，坯垛码放层数过高使下部坯体被压变形造成塌坯，坯垛码放不规范使得受压不均造成塌坯。但是送风温度过高、升温速度过快是造成塌坯的常见原因。总之，降低能耗由多种途径，提高窑的保温性能和焙烧窑产量，是降低能耗的有效途径。

导致干燥窑塌坯的因素很多，有干燥窑结构设计方面的因素，也有操作方面的因素，具体问题应根据实际情况找出问题所在，对症处理，使问题得到彻底解决。工艺设计流畅、窑炉结构设计合理、保温性能良好、施工质量优良，是降低能耗、提高产品质量的关键。
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