砖坯顺利干燥的基础

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砖坯顺利干燥的基础



把砖坯中的水分排出的过程叫作“干燥过程” 在烧结砖的生产过程中，干燥和焙烧是紧密相联的 两道工序，而干燥则是焙烧的“先行官”。只有“先 行官逢山开路，遇水架桥”开辟出一条畅通的大道， 三军才可以顺利前进。砖的生产也是一样，只有干 燥工序能及时提供数量足够，质量合格，已经完全 干透了的砖坯，焙烧才有可能顺顺当当。在烧结砖的生产过程中，干燥和焙烧又很难彻底分开。因为，在焙烧窑的预热带的开始阶段，砖坯在预热升温的同时还要继续排出其残余水份，两者同步进行。是即干燥又焙烧。在一次码烧的生产工艺中，干燥和焙烧所占用的窑炉长度以及需要的时间通常是一样多 实践证明：烧结砖生产所产生的废次品中，大多是在砖坯干燥过程中的某些环节处理不当而造成的。这些已经带有“残疾”的砖坯进入焙烧工序以后继续发展终成废次品。因为焙烧工序不是“医院”，不可能治愈已经伤残了的砖坯。在实际生产中，砖坯的干燥和焙烧对窑内小环境的要求也不完全一样。焙烧只要求各带的风量和温度必须适当；干燥则除要求其各个阶段的风量和温度必须适当以外，还对各个阶段的风的相对湿度有一定的严格要求，条件比焙烧还要苛刻。因为不适当的相对湿度的风正是干燥裂纹、吸潮、凝露 直至砖坯潮塌、爆坯的罪魁祸首！这是因为湿坯就像出生不久的婴儿，抵抗力弱，需要细心呵护。那种重焙烧轻干燥的生产管理模式是注定要吃亏的。砖坯的干燥包括两个过程：先是砖坯中的水受热汽化变成水蒸汽，然后这些溢出来的水汽脱离砖坯排入大气，这一过程在教科书上称为“蒸发”。在干燥窑里面，这些都要依靠风来帮忙。先是风把从焙烧窑获得的热量传递给比它温度低的砖坯，使砖坯里的水份受热汽化，然后再把这些“挤到”砖坯 表面的水蒸汽带走，排入大气。所以风就是干燥过程中的热量、传热、水分蒸发等物理现象的介质(载体)，起到非常关键的作用。因此要想把砖坯干燥得很好，就必须先充分了解风、水、水蒸汽、泥料之间的关系，掌握砖坯的“脾气”，以便扬长避短使三者 达到最佳组合。先谈风，风携带热量的本事可以说是无限的， 在冶金行业、热风炉里的风温可达1000℃C~2000℃ 或更高，在热电厂，过热水蒸汽的温度也能够达到 1000℃左右或更高，而人工干燥室的气温大多在 120℃以下，这对于风来说，简直是“小菜一碟”。但 风携带水汽的能力就十分有限，总体来看，是温度越高每Nm3(标准立方米，下同)所能带走的水汽也越多。下表列出每Nm3的风在0℃-100℃时的饱和含水量，单位是g/ Nm3 。从表中可以看出，同样是1Nm3的空气其在 100℃时所能搭载的水蒸汽的重量是0℃时的180.2倍。必须注意的是空气在搭载水蒸汽时还有两个 倔脾气”，一是绝对不许超载，多0.1g也不行。二是搭载了水汽的空气当其温度下降时搭载能力也随之迅速下降。一旦降到其搭载的水汽已达到其饱和含水量时就成了“饱和湿度”或称相对湿度已达 100%。此时如果温度持续下降，它就会毫不客气的 把多出来的水汽“挤出舱外”甩掉！举个例子来说，如果进入干燥窑的热风温度为 100℃，其每m3空气中的含水量为89.09g，则其相对湿度仅为10%，还有90%的“空位”。满打满算还可以再搭载792.81g水！但当它走到干燥窑的进车端 (干燥窑中砖坯的预热段)时热量已大部分传递给了温度较低的砖坯，本身温度已降到50℃，此时空气的饱和含水量为98.13gm3，就算它一路上没有另外搭载砖坯排出来的水汽(注：这在实际上是不可能的)仅其原来所含有的88.09g水，其相对湿度已升 至89.768%！只剩下约10%的空位，满打满算也只能再搭载100g水！如果此时其温度已降到40℃ 那就更麻烦了，由于40℃时空气的饱和含水量只有 3862gm，则此时其相对湿度将达到150.2729%！这是绝对不可能的，它早已把多余的50.2729%即 2947g水挤出门外，而这些被遗弃的水汽将会依附在比它温度更低的砖坯表面，造成砖坯吸潮、凝露 甚至潮塌！水和水蒸汽有一个同样的“脾气”，就是温度越高，能量越大，“跑得也越快”。水在吸收了足够 的热量(蒸发热)以后转变为水蒸气，其体积会膨胀 22.4倍以上，温度越高，膨胀的倍数也越多。早年的蒸汽机车正是靠水蒸汽所产生的巨大膨胀力推动蒸汽机才能拖动数以千吨计的列车奔驰。俗话说：“水往低处流”，这是事实，但并非水一定要往低处“走”。如果把一块干毛巾和一块湿毛巾放在一起，不管是湿毛巾在上面还是在下面，你都会发现很块干毛巾变湿了，湿毛巾则干了一点 直到两块毛巾的干湿度一致。这种情况，我们叫它湿传导”。这是因为干毛巾疏散，纤维之间有很多孔隙，水就会“挤”过去“填平补齐”。如果湿毛巾是热的，你还会发现：干毛巾湿得更块，即湿传导的速度也更快。这又告诉我们，水的温度越高水也跑 得更快，所以从热水中拧干了的毛巾和在冷水中同样拧干了的毛巾在同一条件下晾晒，热水中拧出来的毛巾干得更快。都知道水在0℃时结冰,100℃时沸腾，转化为水蒸汽，其任何一点变化都必须有“热”来帮忙 实验表明:1kg液态水每升高1℃要吸收1kCal的热 当其由0℃升至100℃时累计要吸收100kCa的热量 而当其由100℃的水转化为100℃的水蒸汽时则要吸 收574Cal的热量(蒸发热，是前者的5.74倍。砖坯是水和泥料的组合体，在刚被挤出成型的砖坯里，泥料颗粒之间都隔着一层水膜而结合成团，在干燥窑里，风把砖坯里的水汽带走了，相邻的泥料颗粒互相靠拢，坯体收缩，这种脱水颗粒互相挤拢和坯体收缩基本是同步进行的。在干燥窑里，砖坯只有表层和窑里的热风直接接触，升温和表层泥料中的水份吸热、汽化并被流动的热风带走使表层泥料颗粒互相靠拢产生收缩而坯体内部的泥料还是冷的，没有吸收到热，水份也没有汽化脱去，泥料颗粒之间仍保持原有距离没有收缩，即坯体内外产生了温度差异，湿度致收缩差异。而泥料的弹性系数极小只有1%左右，一旦差异扩大，越过了泥料的容忍程 砖坏表面被“拉裂”出现不规则的干燥裂纹。如果此时砖坯已经内外全部受热升温 外一样热则坯体内部的水份也会因温度升，活动越高，能力加大，根据前述，“湿传导”的原理而依次递补前面水份脱出的空位，使坯体内外温度、湿度和收缩基本一致，就和日常排队购物一样，前面走了一个，后面依次跟上，消除差异，砖坯表面也就不会出现干燥裂纹了。要想实现这种状态，就必须要砖坯 内外同步升温，但这又是不可能的，在锅里煮肉也 是表面先熟，里面后热后熟，有个过程呢！于是就只剩下最后一招就是叫砖坯表层“只许升温，不许脱水”或升温而很少脱水，等砖坯内部温度升高到内外一样了，才开始大量脱水，由于此时坯体内外 水份都已升温活动能力大增，表层水份脱出一个后面会立即依次紧跟补上，于是坯体内外同步升温、脱水、收缩，大家都一样，就不可能“撕破脸”产生裂纹了，办法就是让砖坯在进入干燥窑的一段时 间里处于相对湿度较高的环境里，使其“闷热而出不来汗”，并把干燥窑的这一段称为“砖坯预热段 在这一阶段里的砖坯“主要升温，极少脱水”直到 坯内外泥料水份温度都同样升高到一定程度坯体内的水分都“跃跃欲试”急着想赶快脱离“闷热 环境时才进入砖坯干燥的第二个阶段“干燥段”。的干燥段，砖坯基本上处于大量脱水而很少升温的状态。此时窑内热风所携带的大量热主要被砖坯中的整装待发的水份作为其蒸发时的蒸发热“吃掉了”。由于此时，坯体表里的泥料和 水的温度都高，水份的活动能力也高。只要表层脱 去一个水汽后面的水份就紧跟补上，不仅脱水快而且始终保持坯体各部的温度、湿度、收缩表里如一不致产生干燥裂纹。对单独的和烘烧并列的隧道窑，砖坯在通过干燥段后还要经过一段冷却段才出干燥窑，以便工人将其转运到焙烧窑，通常这种干燥窑中预热段和干燥段各占总长的五分之二，余下为冷却段。而在干燥焙烧一体化的直通式隧道 窑中则没有“冷却段”经过干燥段的砖坯直接进入焙烧窑的预热带，节能又省事。
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