合理焙烧曲线的制定

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焙烧曲线是表示焙烧温度和焙烧时间之间关系的曲线。它包括升温、保温和冷却三个阶段。能在最短的焙烧时间内获得合格产品的焙烧曲线称之为最佳焙烧曲线。从理论上讲，每一种坯体均存在着一个最佳的焙烧曲线。但是由于窑炉的结构、加热方法、码坯形式等各种因素的限制，实际上很难达到最佳焙烧曲线的状态。



结合实际条件来考虑，每一种坯体均存在着一个合理的焙烧曲线。合理的焙烧曲线是窑炉设计和烧成热工制度的主要依据。合理的焙烧曲线的制定关系到窑炉的结构、产量和质量，有着很大的实际意义和经济利益。

合理升温时间的确定

升温时间是指从常温下将坯体加热到最高允许烧成温度，就是我们常讲的预热过程。在以往对坯体预热过程的特性未给予更多的注意，为了得到所要求性能的产品，就必须保证在预热期间避免操作失误（或设计失误）造成产品质量的下降或废品。另一方面也需要考虑坯体的类型（尺寸大小、形状、厚度等）是否能够经受得起加热时的热冲击。从原理上讲有三种因素影响着加热的速率：

（1）脱水过程。

坯体中残留的孔隙水和黏土矿物的层间水的蒸发，各种矿物结晶水的释放，来自可燃物质氧化生成的水分等均会在预热带出现。除了坯体中残留的孔隙水的蒸发和可燃物质氧化生成的水分外，其它各种矿物的层间水和结晶水的排出均可由热分析方法来确定。对坯体带入的残留水分（平衡水分）必须给出明确的限定（例如3%~5%），过干会吸潮，过湿则会延长焙烧周期。

总之在预热带各种水分的蒸发和排出，就意味着坯体可能会出现显微结构上的裂纹或是裂纹的扩展、松弛等现象，使坯体的结构强度降低，从而影响了最终产品的质量。特别是坯体含水量过大时，预热速度过快会造成哑音等废品。如从差热曲线和热膨胀曲线上发现某一温度区间有大量的脱水，在此温度区间的升温速度就应减慢。

（2）膨胀与收缩过程。

在预热期间坯体不可避免的要出现膨胀与收缩，如果这种过程发生在很狭窄的温度范围内，就极有可能由于膨胀应力导致了坯体内部显微裂纹的产生，众所周知的例子是石英晶形的转变。

另外在加热过程中由于热的作用坯体本身也出现膨胀和收缩，只是因原材料组成的不同，而出现的强弱不同，亦可在坯体中引发显著的应力。这些特征均可由热膨胀曲线上看到，例如某种原材料的热膨胀曲线表明在835℃前该原料的最大膨胀率达到了1.48%，而剧烈膨胀出现的温度区间在约600~835℃之间，所以在该温度区间的升温速度应当平缓。

另外如原材料中含有较高的碳酸盐时，在分解的温度范围内（700-900℃）也会出现所谓的“中间状态”的收缩，此时如焙烧控制不当，也极有可能在坯体中产生裂纹。顺便提及，由预热还是由冷却不当造成的细裂纹，可从裂纹的断面上判断出来，冷却产生的裂纹断面平滑、细长；预热产生的裂纹断面粗糙。

（3）可燃物的燃烧或氧化过程

例如煤矸石、粉煤灰这类材料均含有较高的可燃物质，为了保证其在坯体出现液相之前充分氧化，成为了限制大断面隧道窑产量的关键因素之一，也给窑炉的设计和焙烧操作带来了困难。现国内外解决这一问题的措施均是加大隧道窑的长度。各种材料的放热温度区间及始熔温度在差热分析曲线和热膨胀曲线上完全可看到。

煤矸石、粉煤灰以及原材料中的其它有机物的燃烧温度范围（或区间）差异很大，如有的煤矸石的着火点高（如无烟煤的矸石），有的着火点低（如烟煤或洗选矸石）。这些差异在差热曲线和热膨胀曲线上均能很好的分辨出来，需注意的是烟煤或洗选矸石在预热带会形成低温碳气（CO）随烟气排放出，但是这种气体对环境空气是有害的，应在窑炉的结构上采取措施尽量减少其排放量，或是采取专门的复燃装置燃烧后排放。

这类煤矸石的特征是着火点低，一般在300℃左右就开始燃烧。另外，粉煤灰含有玻璃体的量及性能均不相同，因而其始熔温度也相差很大，但这种特性在热膨胀曲线上能够很好的分辨出来。

综合分析以上三种因素，找出主要影响升温速度的因素所在，并考虑坯体的特性（大小、厚度、形状等）等因素，来确定出合理的升温时间。加热的速率可分为若干段，如在最初脱水期选择较低的加热素率；在有碳和黄铁矿存在时采用较低的加热速率和较长的时间等等。