“一烘两烧”隧道窑不平衡焙烧工艺质量问题的认识

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“一烘两烧”隧道窑不平衡焙烧工艺质量问题的认识


在烧结砖生产实践中，干燥环节是实现企业效益的关键环节之一，没有干燥坯体的产量和质量，就没有企业效益。干燥前端的混合料制备与成型环节，以及干燥后端的烧成环节，固然对提高企业效益有较大影响，然而，真正发挥作用的是干燥环节。无论是自然干燥、轮窑烧成的小型企业，还是采用二次码烧的隧道窑生产线，是现代化的大型“一次码烧”隧道窑生产线，湿坯的干燥过程，仍然是制约烧结砖产量和质量的关键因素，对企业效益的高低发挥着决定作用。因此，烧结砖企业提高产量的重点应该落实在干燥环节，而不是烧成环节。目前，烧结砖一次码烧工艺中，出现了干燥隧道窑与烧成隧道窑量不平衡配置的情况，形成了“一烘两烧”或“两烘三烧”的干燥焙烧工艺（因干燥隧道窑与烧成隧道窑不是1：1配置、干燥与烧成进车时间不一致，笔者称之为不平衡焙烧工艺）。此类生产线有逐渐增加的趋势。生产过程中，因原料性能差异、干燥窑结构、风机选型和生产规模等因素的影响，此类生产线的运行效果各有不同。部分企业因原料条件适宜，生产能力得到提高，而有些企业生产的烧结砖却出现裂痕、哑音等缺陷，使废品率增加，烧成产量并未随着烧成隧道窑数量的增加而得到提高，当然，企业效益也得不到提高。1、某“一烘两烧”隧道窑烧砖企业的工艺现状
福建某“一烘两烧”企业，预期年产量为6000万块（折普通砖），其工艺构成简述如下。主要原料为软质页岩（100mm块状、灰白色）、红色黏土、黑色黏土（高塑性、较高含水率）、煤粉；四种原料的掺配比例分别是40%、20%、20%、10%。四组分混合料经对辊破碎与搅拌后，混合材料通过高架皮带机送至原料场堆放。混合料再由装载机转运给箱式给料机后，再次通过对辊机和搅拌机处理，再经50/50双级真空挤出机挤出成型。自动切条机、自动切坯机和自动编组，机械码坯。3m*3窑车，普通砖每次码一层，每层300块，码高14层，每辆窑车容坯数量为4200块。三条静停停车线，长度为83m，可容纳湿坯窑车约81辆。一条干燥隧道窑，截面宽度为3m，长度为83m。两条烧成隧道窑，截面宽度为3m，长度为83m。两台14号送热离心风机，电动机55kw，将烧成隧道窑热烟气送入干燥隧道窑。一台14号排潮离心机，电动机45kw。当干燥隧道窑进车时间为1车/2h时；此时，普通砖日产量约为11万块。如果加快干燥隧道窑进车后，烧成隧道窑进车时间缩短，烧成产量能够提高，但砖垛中裂纹砖和底层断砖数量增加，最终只能降低进车时间以保证产品质量。2、一烘两烧”工艺的分析
烧结砖一次码烧工艺，干燥与烧成隧道窑数量，一般按照1:1的方式设置，如“一烘一烧”或“两烘两烧”。一次码烧生产工艺中，湿坯直接码放在窑车上，并且需要满足隧道窑焙烧工艺要求。与两次码烧工艺中湿坯预先在小断面干燥室干燥相比，一次码烧工艺中湿坯脱水难度加大了，干燥时间也延长了。而且，窑车上湿坯砖垛内部的湿坯，因热烟气阻力较大，热交换慢，排潮困难，使得湿坯砖垛内部的坯体残余水分要比砖垛外部坯体高。同一辆窑车上的坯体，内外残余水分不一致，如果进入烧成隧道窑，必然引起砖坯开裂、断砖等质量问题。
“一烘两烧”烧结砖工艺，将干燥隧道窑的数量减少，与烧成隧道窑形成不平衡焙烧工艺。此时，湿坯在干燥隧道窑内的干燥时间进一步缩短，窰车上砖垛坯体内外残余水分的差异更大，进入烧成隧道窑后，成品产生的质量问题更加严重。对此，有些“一烘两烧”工厂采用增加湿坯静停的方式，希望通过湿坯静停一段时间来降低湿坯水分，然后使坯体在干燥隧道窑内快速干燥，同时减少砖垛内外坯体残余水分的差异，避免烧成过程中成品出现开裂、断砖等质量问题。前述福建某“一烘两烧”企业，设置三条湿坯窰车静停线，可容纳湿坯窰车约81辆，其作用就是如此。生产实践中，一定温度环境内的静停，可使湿坯内水分均匀程度、湿坯强度提高，降低坯体内水分。但是湿坯水分的降低，能否满足干燥隧道窑的快速干燥要求，则需要充分考虑原料性能。如果原料性能不适宜，则选择“一烘两烧”不平衡焙烧工艺时，就无法避免烧成质量问题。年产约6000万块（折普通砖）“一烘两烧”不平衡焙烧工艺中相关技术参数计算见表1。从表1中可以看出，该企业的一条干燥隧道窑日产量必须达到18.93万块，而一条烧成隧道窑的窑日产量只需要满足9.5万块。干燥周期仅13.5h，其主要原料为软质页岩、红色粘土、黑色粘土（高塑性、较高含水率）、煤粉。在较短干燥周期内，坯体的干燥残余水分较高，进入烧成隧道窑后，脱水过程可造成砖坯裂纹和断砖。 表1 福建某“一烘两烧”企业干燥与烧成工艺计算表指标名称
参数指标名称参数年产量
6000万块窰车容坯量4200块干燥及烧成废品率
4%烧成产量要求45车实际年产量
6250万块干燥窑要求出车45车全年工作天数
330天1条烧成隧道窑出车23车日产量
18.93万块烧成隧道窑进车时间60min干燥隧道窑规格
3m*83m烧成周期约27h烧成隧道窑规格
3m*83m干燥窑进车时间30min容车数量
27辆干燥周期13.5h二次码烧工艺，能够较好地安排湿坯的干燥过程，干燥窑因干燥工艺与烧成没有直接关系，比较灵活，容易控制，坯体干燥质量好，干燥产量比较高。
当采用“一次码烧”工艺时，干燥环节与烧成环节是一个系统，湿坯码坯高度必须适应烧成要求，干燥过程的控制要求提高，否则干燥质量与产量对烧成形成较大的限制。在“一烘两烧”或“两烘三烧”工艺中，因进一步减少了干燥窑数量，出现干燥隧道窑与烧成隧道窑的数量不平衡配置，只是通过码湿坯窑车在干燥窑外的静停，来提高烧成产量，此时干燥环节的条件更为苛刻，任一环节出现波动，产量不仅得不到提高，反而产生不良影响，生产成本增加。针对福建某企业而言，其一烘两烧生产工艺的完善，必须调整原料性能，增加页岩配比，调整混合料粒度，降低成型水分，在静停线增加送热风预干燥。采取这些措施后，才能满足烧成隧道窑对干坯的产量要求，实现提高产量的目标。3、两烘两烧”工艺的分析
在“一次码烧”工艺中，还有一种干燥隧道窑与烧成隧道窑数量不平衡配置的方式，部分企业采用了“两烘一烧”或“四烘两烧”的工艺中，增加了干燥窑数量。此类不平衡焙烧工艺，由于干燥窑数量是烧成隧道窑的2倍，干燥工艺能够适应不同原料成分的变化，砖坯干燥时间延长，有利降低砖坯残余水分，提高干燥质量，从而能提高烧成产量。
4、结束语
“一烘两烧”或“两烘三烧”不平衡焙烧工艺的选择，首先需要考虑原料性能的适应性，由于其缩短了干燥周期，会导致窑车上的砖坯残余水分不一致，这些砖坯在烧成隧道窑内，，将出现裂纹和断砖，无法实现提高烧成产量的目标。其次，隧道窑截面不宜超过3m，随着窑断面和码坯高度的增加，使砖垛阻力越大，内部湿坯水分的降低越困难。干燥过程需要延长。否则，因砖垛中部湿坯残余水分偏高，而在烧成窑内烧成速度较快，使得砖垛中部砖坯出现裂纹、断砖、垮垛等现象。     烧结砖企业提高产量的重点应该落实在干燥环节，围绕改善原料性能、降低成型水分、湿坯静停和预干燥、延长干燥时间、增加干燥窑生产能力等采取措施，在此基础上，烧成隧道窑才能大幅度提高产量。“两烘一烧”或“四烘两烧”的不平衡焙烧工艺中，干燥窑数量多于烧成隧道窑，有利于干燥质量和产量的稳定和提高，对增加烧结砖企业效益较为有利。内容来源于百度