浅谈黑心砖形成原因及防治措施

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内燃砖焙烧速度快，所以国内烧结砖绝大部分采用全内燃或超内燃焙烧工艺，但普遍存在是黑心砖的问题，本文就黑心砖谈点粗浅看法。


1、黑心砖的分类
黑心砖分两种，一种是没有烧透的黑心砖；另一种是缺氧造成的黑心砖。
1.1 没有烧透的黑心砖，形成的原因：一是由于窑炉温度低。二是预热带和焙烧带过短。这种砖一般强度较低，打开后可看见砖坯中间是黑色，用手或白色的东西擦一擦，会看到有染上的碳黑色。解决的办法是提高烧成温度，延长预热带和焙烧带。
1.2 缺氧造成的黑心砖，形成的原因：
一是内燃高，坯体内的内燃越高，产生黑心的可能性就越大。如果是全内燃或超内燃砖，黑心就更严重；
二是原料过细阻碍了氧气进入砖坯内部的速度和数量；
三是预热带升温过急，砖坯表面过早烧结，氧气进不到砖坯内部；
四是原料中含黄铁矿（FeS2）过多，如煤矸石中黄铁矿（也叫硫铁蛋）含量高。如果原料中含有的黄铁矿（FeS2），在焙烧中只有在黄铁矿完全分解之后，碳才能开始燃烧，因此极易造成黑心，铁元素也会转变成为黑色（各氧化铁的主要颜色是：Fe2O3是赤铁矿，显红色；Fe3O4是磁铁矿，显黑色；FeO是方铁矿，显黑色）；五是焙烧操作不当造成。
这种砖一般强度较高，打开后可看见砖坯中间是浅黑色或蓝灰色，用手或白色的东西擦一擦，不会染上色。虽然形成黑心砖的原因多，但根本的原因是砖坯内部缺氧形成了还原气氛。我们知道，北京天成铠盾专业研发耐磨复合产品具有高耐磨寿命长成型好等特点，马蹄窑或叫罐罐窑，为什么又能烧红砖又能烧青砖。
当然一般没有人用马蹄窑烧红砖，这是不赚钱的买卖，没人愿意做。如果要烧成红砖这就简单了，只要把砖坯烧好，把火一停就可以了。要烧出青砖，就有点复杂了，不但要把砖坯烧到烧成温度，在停火之前，还要在大灶里加很多煤，然后把窑封闭死，不能使空气再进入窑内，煤炭在缺氧的情况下能燃烧多少就燃烧多少，目的就是把窑内的氧气消耗完。同时我们先辈很聪明，怕封闭不好窑外的氧气的进入窑内，就采用向窑内渗水的办法，由于水蒸汽的作用，窑内的压力始终大于窑外的大气压力，这样外面的氧气就不会进入窑内，烧好的产品就会在缺氧的气氛中进行着化学变化，水蒸气也会参与化学反应，最终变成青色砖。
通过马蹄窑烧青砖的原理，我们也就知道了烧好的红砖，在缺氧的气氛中就会变成青砖。那么烧好的红砖为什么在缺氧的气氛中就会变成青砖？这就铁的氧化物的不同形态的变化造成的。三氧化二铁（Fe2O3）显红色，氧化亚铁（FeO）和磁铁矿（Fe3O4）显灰黑色，这些含铁矿物都是砖的着色剂。
2、消减黑心砖的办法
在焙烧中如何减少黑心砖，就必须使砖内部不缺氧。具体做法：一是混合料的颗粒级配要合理，在保障坯体强度的前提下适当的加一些硬质页岩，提高粗颗粒的比例，使氧气能顺利的进入砖坯内部；在同样的焙烧温度下，粗颗粒多的混合料做的砖就可能没有黑心，而细料多的混合料做的砖就可能有黑心。
一个厂所用不同混合料做的砖，左边一块砖虽没有黑心，但由于粗颗粒太多，强度很低。所以仅靠增加粗颗粒来消除黑心砖是不可取的。内燃热值的配比尽量控制在85%以下，不足部分在焙烧带再补充外燃是控制黑心的有效办法之一。再是延长预热带的长度，而使坯体中的内燃尽量在高温预热带全部消耗掉，防止砖坯进入焙烧带表面烧结后，内部还有残留的碳。天成铠盾研发的耐磨复合产品使用寿命高于合金产品的6倍！
因为在缺氧高温时碳比铁更活跃，就会夺取Fe2O3里的氧原子，把别人的东西抢夺过去占为己有，吐出CO2,使Fe2O3变成氧化亚铁FeO或Fe3O4，砖的内部就会由红色变为灰黑色，成为黑心砖。还有在焙烧时，适当加大风量，也就是增加过量空气，尽量做到低温长烧。生产空心砖要减少外壁和内筋的厚度，尽量缩短空气进入坯体的路径。优化码坯方式也有助于减少黑心。空心砖提倡水平孔码放，实心砖要做到边密中稀，使坯垛中间通风畅通，增加穿流气体量。剔除黄铁矿（FeS2）成分也是减少黑心的有效方式,因它燃烧时需要的空气量是同样碳燃烧时的10~20倍。即使碳在高温预热带燃烧完，由于黄铁矿（FeS2）燃烧需要大量空气，也会造成砖坯内部缺氧，形成黑心。

不仅如此，防止黑心砖的办法还有其它的方法，在焙烧窑预热带700℃处加蒸汽，但要考虑窑炉的使用寿命和干燥室的干燥问题。加入化工原料，如氢氧化铵，吹氧气等，但要考虑成本问题 。
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