烧结砖呀技术

山东海林环保 · 发表于 2019-7-19 14:04:08

2019 第 3 期( 总 120 期) 海林环保技术

烧结砖瓦生产技术讲座( 一)

一、烧结砖生产工艺要点
烧结砖生产工艺过程总的来讲有原料的制备、坯体成型、湿坯干燥和成品培烧四部分组成。制砖原料经采掘之后，有的原料经加水搅拌和碾炼设备处理就可以了，有的原料就不行。如山土、煤矸石和页岩等原料，还要经过破碎和细碎之后再加水搅拌和碾炼才行。原料选择和制备的好坏直接影响到成品砖的质量好坏。所以常言说原料是制烧结砖的根本。这说明原料与原料制备的重要性。
选用的制砖原料通过制备处理之后，进入成型车间进行成型。我国的绕结砖的坯体成型方法基本上都采用塑挤出成型。塑挤出成型又有三种方法。即塑性挤出成型; 半硬塑挤出成型和硬塑挤出成型。
这三种挤出成型方法是依据成型含水率的不同来区分的。当湿坯成型含水率大于 16% ( 干基以下均为干基) 时，为塑性挤出成型。当湿坯成型含水率为 14 － 16% 时为半硬塑挤出成型。当湿坯成型含水率为 12 － 14% 时为硬塑挤出成型。坯体成型包括: 原料进入成型车间未进入挤出成型砖机之前的供料、搅拌、加水与碾炼设备处理部分; 经过成型砖机之后，成型出合格的泥条与湿坯部分。成型要做到制品的外形与结构，就是构成制品的形状与结构。因此常说成型是基础。也就是说要求的制品外部形状与结构是经过成型塑造出来的。即成型是制砖工艺中基础的含义。因为成型出来的坯体质量好坏与成品砖外观质量好坏有着直接关系。
当成型车间成型出来湿坯之后，这种湿坯要进行脱水干燥。在烧结砖生产工艺中湿坯干燥有自然干燥和人工干燥室干燥两种方式。湿坯采用自然干燥是将湿坯运码放在自然干燥场地的坯埂上成垛，并人工进行倒码花架，利用大气进行自然干燥。使湿坯凉晒成干坯。
湿坯采用人工干燥，是设有人工干燥室进行湿坯干燥。人工干燥室又分为大断面隧道式干燥室和小断面隧道式干燥室及室式干燥室三种形式进行人工干燥湿坯。这三种干燥形式不管采用哪一种都是人工或机械将湿坯码放在干燥车上成垛。这时将码成湿坯垛的干燥车进入干燥室进行干燥湿坯。干燥室的热介质一般来自烧结窑的余热或热风炉。湿坯干燥不管采用哪种干燥方式和哪一种人工干燥形式，都必须遵循在干燥过程中保证坯体不变形，不干裂。如果湿坯在干燥中出了问题不能保证制品的外观质量，废品率高，产量下降，成品砖的成本增大，企业经济效益就自然不好，所以，常称坯体干燥是保证。这说明湿坯干燥在制砖工艺过程中的重要性。
湿坯在干燥之后，残余含水率小于 6% 的情况下，就将坯体进入焙烧窑中烧成。焙烧用的窑型普遍采用轮窑和隧道窑。采用轮窑焙烧时由人工将砖坯码放在窑道里成垛。火在窑道里运行进行焙烧。采用隧道窑焙烧时由人工或机械将砖坯码放在窑车上成垛。码好砖坯垛的窑车从隧道窑窑头进入由窑尾出来窑车上的砖坯被焙烧成砖。窑里的焙烧火焰不运行，而是窑车载着坯垛又被焙烧砖垛在窑里运行。无论采用轮窑或
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隧道窑进行焙烧砖坯都必须做到一不能把砖烧成欠火，成为生烧砖; 二不能把砖烧成过火，焙烧成过火砖，成为焦砖。因此，常说制砖生产工艺中的焙烧是关键，来说明焙烧在制砖工艺过程中所占的分量。
烧结砖的工艺过程四个组成部分，各部分的重要性总的概括起来说，原料是根本，成型是基础，干燥是保证，焙烧是关键。
这四部分是互相依存关系。
二、谈真空挤出机真空室的返泥及排除
真空挤出机真空室向上返泥( 也称翻缸) ，是真空挤出机比较常见的问题，不管是双级真空挤出机，还是紧凑型真空挤出机都有类似现象。返泥现象的危害极大，既使真空室形不成真空，挤出泥条质量下降，真空室内压泥板磨损过快，压泥板轴断裂，轴承损坏，还会增加挤出动力，增加电耗，严重时还能造成上级搅拌轴断裂，迫使砖机停产，严重影响砖厂的产量和效
益。
造成真空室翻缸的主要原因和排除方法是:
上下级供料和挤出速度不一致引起的翻缸
原因: 上级绞刀供料快，下级螺旋绞刀挤出慢，剩余泥料在真空室内越积越多，至使真空室翻缸。
排除方法: ( 1) 调整上级绞刀供料的速度和下级螺旋绞刀挤出的速度，使其均衡一致。如果上级供料速度快，下级挤出速度慢会引起翻缸，而上级供料速度慢，下级挤出速度快，则会影响砖坯产量，降低企业经济效益。( 2) 机修工应认真学习砖机的结构与性能，做到跟班作业，发现故障，及时加以排除。
下级螺旋挤出绞刀和泥缸衬套磨损过度引起的翻缸
双级真空挤出机挤出部分的工作原理是: 上级绞刀把原料供入真空室进入下级受料箱，经压泥板反复下压进入下级螺旋绞刀，再由下级螺旋绞刀连续向前推送、挤压，使原料在封闭的泥缸内形成一体，最后由机头、机口挤出成型。
原因: 在砖坯成型过程中，泥料是沿着螺旋绞刀叶片被推送向前的( 向前推进的力量可称为推力) ，泥料对绞刀叶片不间断地产生摩擦，造成磨损，久而久之，使绞刀叶片和泥缸衬套之间的间隙( 相对绞刀的磨损，泥缸的衬套磨损较小) 越来越大。于此同时，泥料被螺旋绞刀推送到机头处时会产生很大的阻力，当推力小于阻力时，就会有一部分被向前推不出去的泥料沿着绞刀叶片和泥缸衬套间的间隙向后返回到真空室，随着时间的延长，泥料在真空室内越积越多，最终造成翻缸。不难看出，绞刀叶片和泥缸衬套磨损过度，间隙太大是造成翻缸的直接原因。这也是生产实践中最常见的返泥原因。
排除方法: ( 1) 修复或更换绞刀叶片。( 2) 更换泥缸衬套。
按要求绞刀叶片和泥缸衬套的间隙为 2 ～ 3mm，磨损限度不超过 3mm，当接近或达到磨损限度时就应及时修复或更换。
原料中含水率不均匀引起的翻缸
原因: 原料的干湿度( 含水率) 差异太大。有极少数砖厂怕花钱，连最起码的辅机设备如搅拌机、对辊机等都不配置，有的砖厂对原料土是现挖现用，有的虽然存放一段时间，但在使用时缺乏搅拌，遇到干的用干的，遇到湿的用湿的，干湿原料含水率差别很大，先进入的干原料还没被挤出，湿原料又紧跟着进来，后进的泥料含水率较高形不成足够的挤出压力，而前面机头处的较干泥料推不出去，泥料返到真空室内，导致翻缸。这是生产实践中较常见的返泥原因。
排除方法: ( 1) 配齐搅拌机、对辊机，将原料加水搅拌后陈化七十二小时。( 2) 在没有搅拌机的情况下，用推土机或铲车对原料掺和均匀后再使用。
不按规程操作引起的翻缸
原因: 真空挤出机使用说明书，要求先开动下部挤泥轴的驱动电机，然后再开动搅泥轴的驱动电机，停机时与此相反。如果将这一操作程序颠倒，就会使真空室内的泥料不能挤入泥缸中去，造成真空室的翻缸。
排除方法: 加强对砖机操作工的培训，严格按先后顺序起动驱动电机。正确的做法是: 先开动真空挤出机下部挤泥轴的驱动电机，再开动上级搅泥轴的驱动电机，之后才能向挤出机内进料。停机时与此相反，先停止向挤出机内进料，后停止上部搅泥轴的驱动电机，待泥料完全进入泥缸后再停止下部挤泥轴的驱动电机。此操作顺序不仅可有效防止翻缸，还会极大的减少电机的启动负荷，避免冲击载荷损毁传动齿轮。
出泥口堵塞引起的翻缸
原因: 个别砖厂的制砖原料中杂物较多，如树根、草根等，当这些杂物进入真空挤出机时，尤其是在生产多孔砖过程中，极易造成出泥口的堵塞。出泥口堵塞后，此处的部分泥料从泥缸与挤泥绞刀之间的间隙返回到真空室内，导致真空室翻缸。
排除方法: ( 1) 最好是增加滚筒筛，净化原料土。( 2) 在不具备上滚筒筛的情况下，安排人工挑捡原料土中的杂物。
对砖机不检查、不维修、不保养引起的翻缸
原因: 砖厂没有机修工，对砖机只管使用，不检查、不维修、不保养，一直用到不能用的时候才找人检修。如一砖厂砖机真空室里的 12 个压泥板脱掉 8 个，泥料仅靠重力落入泥缸受料口，引起翻缸，严重影响了生产。
排除方法: ( 1) 配齐机修工。( 2) 机修工熟悉砖机结构、性能，跟班作业，发现故障及时排除，确保砖机正常生产。
最后强调一点，不管是哪种原因引起的翻缸，都必须把真空室内泥料清除干净后才能进行生产，否则会引起再次翻缸。三、怎样提高人工干燥质量
当砖坯进入干燥时的热风温度，应根据各种原料的要求不同来调整相适应的温度。粘土空心砖、粉煤灰烧结砖为 60 ～ 80℃，对于干燥敏感性系数 1 ～2 的页岩、煤矸石等原料的实心砖为 100 ～ 120℃，空心砖为 80 ～ 100℃，对于干燥敏感性系数小于 1 的页岩砖、煤矸石砖可调至 120 ～ 125℃。排放废气温度 35 ～45℃，排放废气的相对湿度 90 ～95% ，干燥室内的空气流速 1． 5m/s ～4． 5m/s，泥料加热温度为 45 ～ 60℃ ( 指热水或蒸汽搅拌) 。应该注意的是，进入人工干燥窑的砖坯温度必须高于进窑口排出气体的湿度温度，以免砖坯回潮，影响质量。原料的各种干燥敏感性互不相同，但就某一种原料来说，其干燥敏感性系数变化不大，并与其塑性指数成正比。即塑性指数较高的原料常有较大的干燥敏感性系数，干燥越困难产生干燥裂纹的危险也越大。实践证明，干燥敏感性系数小于 1 的砖坯，干燥时间只需 12 ～ 20h，而干燥敏感性系数为 1 ～ 1． 5 时，就需 20 ～26h，当其为系数在 1． 5 ～ 2 时则需 26 ～ 32h，一旦原料敏感系数大于 2 时则需 32 ～ 48h，或更多一点时间才能干燥。每蒸发 1kg 水约需 1300kcal 即标煤 0． 186kg 的全部热量。还需要一定数量的空气。每 1kg 水蒸气需温度为 30℃ 的热风 33m3，才能把它带走。砖坯在成型时水份加大，成型容易，但以后的干燥越来越麻烦。所以必须全面考虑，否则得不偿失。不仅如此，砖坯的成型水份越大，干燥收缩也越大，产生干燥裂纹的危险性也就越大，何况成型水份高，砖坯强度越低，在码窑时损耗也就越大，时间证明对癠性原料成型水份较少 2 个百分点，肥性材料水份减少 4 ～ 6 个百分点，砖坯强度都将增加一倍。因此，在制砖设备能力允许的条件下，尽量减少水份，尽量增加砖坯强度，有益无害。合理的均匀进步，能使干燥各段起到热工原理的效能作用，即: 加热、等速、降速、平衡。各有其相对固定的位置，构成合理的温度曲线、脱水曲线和压力曲线，使湿坯进入干燥窑后依次按一定时间经过各个阶段，平稳的完成整个干燥过程。
四、砖瓦生产标准热量
当前砖瓦工业燃料如煤炭、煤矸石、煤泥、炉渣、烟道灰等品种和来源渠道复杂，靠观察根本不能准确判断燃料质量和热值，必须相信科学，使用仪器。仪器能在大约十分钟的短时间内准确测出燃料热值量，根据这一数据，生产上就可以进行准确的掺配，然后再测出入窑砖坯的热量，以复核是否与配入热量吻合，烧窑工也可以根据此数据高低做到心中有数，提前做好操作准备。砖坯热量 350 卡－ 550 卡之间，最佳砖坯热量
420 卡。
在砖瓦生产中，配入恰当的热量是生产控制中最重要的问题。由于能源价格持续走高，占成本比例越来越大，因此，在竞争激烈时，配热是决定一个企业生死存亡的关键因素。轮窑的入窑砖坯热量来源为: 一是砖坯内已掺入的内热; 二是轮窑从烧成带方向热风带入的风热; 三是外投热。对于隧道窑入窑砖坯热量来源有两点: 一是砖坯内燃; 二是烧成带处已有的高温热源。热的去向有几处: 一是使砖升温，达到恰当的烧成温度，一般为 900℃ － 1100℃; 二是使窑体升温或保持温度; 三是通过窑体和地面向外界散热; 四是通过风带走热量; 五是向外界辐射热。真正有效的热量是砖升温到烧成温度并保持一定时间，而这一部分热量只占到实际热耗的一半，其余都浪费了。
要想烧砖瓦质量好，产量高，必须掌握好以下几个平衡: 配热与热需求平衡，燃烧速度、窑温与用风平衡，装出窑平衡，上火、下火要平衡等。也就是说，窑内要有一个良好的热工秩序和热工制度，秩序乱了，就要出现烧成事故，出现次品砖、废品
砖。
如果内掺过量，焦砖比例会大量增加，再严重者会出现倒窑事故，甚至有窑体被烧坏的可能，热工秩序会出现严重混乱，需要很长时间才能调整和恢复。如果内燃掺配过少，会出现: ( 1) 生烧欠烧砖，音亚，强度低。( 2) 窑内走火慢，产量低。( 3) 外投煤多，积聚在窑的低部，通风差，燃烧效率低。( 4) 烧窑工劳动强度增加，精神紧张。( 5) 成本幅增加，效益下降甚至严重亏损。
五、影响砖坯质量的原因及解决方法
任何一个砖厂的厂长，都渴望自己的设备能切出上等砖坯，烧出一流红砖，但事实并非如此。据我们几个到过的数百
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个砖厂来看，多数砖厂的砖坯质量都很好，但也有为数不少砖厂的砖坯质量不好，甚至很差。纠其原因，多种多样。现将影响砖坯质量的主要原因和解决方法综合如下，愿能为客户朋友的正常生产起到一定的帮助作用。
1. 坯块不成型，轻者出现大裂纹，重者坯体散开。原因: 泥料的塑性指数太低，几乎没有塑性。
解决方法: 增加塑性指数高的原料，如粘土、煤泥或粘土剂
等。
今年六月份，笔者曾遇到这样一件事: 一窑厂改用黄河淤泥制砖后，坯块不成型、切后立即散开，窑主以为是设备发生了故障。公司技术人员到后断定是泥料塑性太差，便告诉窑主: 黄河淤泥可以制砖，要砂、粘配合，纯砂土不行。黄河淤泥不尽是砂土，也有粘土，这和黄河上游的降水区域有关。窑主立即派车拉回了带有紫红色的黄河土，粘、砂土掺匀后进行试制，出的砖坯质量很理想，窑主们非常高兴。
另外，对于塑性指数较差的原料，经过陈化、淋水、搅拌、辊压、挤压等方法也可得到改善。
坯体不光滑，颗粒明显，砂坑较多，角、楞不齐原因: 原料粉碎的不符合制砖要求，颗粒较大。
解决方法: 安装细碎设备，按要求进行细碎，使颗粒≥
3mm。
有些窑主怕花钱，不配备原料前期处理的常用机械，如对辊机、搅拌机。有的只上对辊，有的只上搅拌，更甚者两种设备都不上。泥料中带有砖头、瓦块、石子等杂物怎么能够出好砖坯呢? 即使派人捡也很难捡干净。解决问题的根本办法是配齐辅机设备。
砖坯质量不稳定，忽好忽差。
原因: 原料搅拌不均匀解决方法: 增加搅拌机和给料兑料机
有些砖厂即无对辊机，又无搅拌机，还无给料兑料机，全靠人工用铁锨往砖机里送料，这就不可避免的会出现两大弊端。 ①、不能将原料土搅拌均匀。原料土中的塑性并不完全一样，有时还会悬殊很大，黄河淤土就是这样。②、不能将内燃料包括燃煤、煤矸石、煤泥等搅拌均匀。这两个不均匀，势必导致砖坯质量的不稳定。
泥条和砖坯都不成型，切后立即散开原因: 真空室失效
解决方法: a、提高砖机维护、保养、检修技术，确保砖机性能正常发挥。b、进行必要的技术改造。
某地一窑厂，生产很正常，窑主们很高兴。九月中旬的一天，厂长出于好心，在工人下班后他将真空室上面的虑清器拆下来进行清理，重新安装时将其中的止水阀方向弄错，造成真空室失效，砖坯根本不成型，严重影响了生产，公司技术人员赶到后才予以纠正。通过这件事应接收两个教训: 一是砖厂需配有技术熟练的专职机修工，正常情况下砖机设备的检修、维护、保养由机修工负责; 二是特殊情况下，厂领导可以检修砖机设备，但必须在熟悉设备性能与结构的前提下才能进行，否则会给生产造成损失。
造成真空室失效的另一原因，是制砖原料以砂土为主，上级绞龙的封闭泥层太簿，容易被抽透，引起真空失效，砖坯不能成型。解决这个问题的最好方法改变原料配比，增加原料中的塑性指数，其次是根据原料土质的性能，将上级绞龙前端割去 2 －10 公分( 必须在熟练的技术人员指导下进行，切莫自己蛮干) 。
砖坯裂纹多或断成二截，烧结后废品更多原因: 原料中的粘性成分太大，塑性指数太高。
解决方法: 改变原料配比，降低塑性指数。粘土的塑性指数可高达 25，可适当掺入煤灰、炉渣、粉煤灰或废砖粉等进行瘦化。
砖坯软、易变型，或切后就裂原因: 由泥料中的水分控制不当所致。
解决方法: 坯体软、易变型，说明泥料中的含水量过多，应适当减少水分; 若坯体成型后迅速出现裂纹或泥条断裂，是由泥料中的水分太少引起，可酌情增加水分。
总之，制砖所用的原料有各种各样，加上气候的不同，生产中有时出现异常也确实难免。一旦出现问题，只要抓住两点事情就好办。一是窑厂本身要有责任心强、技术相应的机修队伍。二是对技术性较高、难度较大的问题及时和行业同仁沟通。
( 海林环保设备工程有限公司供稿)

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