烧结砖生产线窑炉烧成变形问题分析

平台客服小周

窑炉的调试方法很多，不同的厂、不同的窑炉、不同的操作者都各有其法，然而有时效果却差别很大。能否有一套科学的、系统的、切实可行而又快速的调试方法，确实是广大窑炉工作者关心的重要问题。
笔者通过多年来对窑炉生产的观察、分析和总结，提出了一个新的调试方法，其基础是吸取了传统窑炉理论的精华，又突出了解决生产难题的思路和经验。

1、传统窑炉理论的不足

传统窑炉理论是以过去的一定的窑炉生产经验为基础，通过总结提高而成的，具有一定的科学性和系统性。但是，随着现代窑炉本身结构、设备、测控技术的发展，陶瓷生产的迅速改进，特别是窑炉工作者所积累的丰富经验，这些都对传统的窑炉理论提出了挑战，产生了传统窑炉理论所解决不了的种种难题。例如传统窑炉理论是立足于系统的平衡，强调系统的一致、均匀、统一。
但实际上，任何系统的平衡、均匀、统一都是暂时的，而矛盾、不均匀、突变却是长期的、主要的。这就造成了传统窑炉理论的不足，例如传统窑炉理论要求水平温度、流速要努力达到一致，但实际窑炉造成其温度、流速不一的因素太多：
a、窑墙的传热及其沿程阻力的客观存在；
b、烧嘴火焰轴向温度、流速梯度差异及其沿程阻力的影响；
c、窑内每排砖在移动过程中的前后位置偏差；
d、窑顶吊顶砖破损不一，窑底烂砖堆积的随机性；
e、甚至就连孔砖孔缝，事故孔的差异也很难控制到两边对称。

2、传统调试方法的弊病

传统的调试方法是以传统的窑炉理论为考虑问题的出发点并严格遵守它的各种规定，因此这种调试方法存在许多弊病，主要有：
（1）片面追求温度的均匀，片面追求烧成过程的科学性而忽视了它们的不均匀性，忽视了利用窑内温差、窑内局部时段采用超调和着重烧成结果的分析，因而很难找到窑炉问题的症结所在；
（2）一个问题的存在有许多影响因素，因此在传统调试方法中往往罗列一大堆因素，分不清主次矛盾，这就造成了传统调试方法的缓慢、凌乱，严重地脱离了生产的需要，给生产带来人力和财力上的浪费。例如在传统热工理论基础上，人们常把陶瓷烧成过程按烧成温度变化分成九个阶段进行描述，进而派生出各种烧成缺陷的种种诊断方案，但由于分不清主次而延误了决断措施。

3、新调试方法的基础

新的调试方法，其思路基于：
（1）调窑炉系统的突变、不均匀、不平衡的重要性
任何窑炉出现的问题，本质上可以说是其系统打破了平衡，某些方面出现了突变。例如任何窑炉烧成问题的出现都是窑内产品在其时间和空间因素上出现了突变或不对称变化所造成。
（2）在诸多因素中抓住主要矛盾窑炉的控制归根到底是控制它的温度、压力和气氛制度，但是在这么多的因素中哪一个影响大，最容易产生突变性？据笔者分析，压力制度最不具时间的突变性。另外，一块砖在窑炉内运行时，上下、左右、前后六个面中，产品前和后接受的是比较均衡的热工条件。因此，在考虑空间不平衡因素中主要是产品在左和右、上和下的不对称或不平衡中产生的，这就抓住了主要矛盾从而较快地找出问题所在。

用新的调试思路，可以使窑炉出现的问题得到较快解决。例如产品出现色差，尽管产生色差的原因很多，但从窑炉的角度来说，如在单位时间气氛制度出现突变则最容易出现色差；当窑炉在特定温度范围的温差的剧变最容易引起产品的开裂；窑炉内出现在各个空间的温度压力的不对称或不平衡，最容易出现变形和尺码乱的烧成缺陷。如此一来，变形、色差、开裂、乱尺码等四大常见缺陷都可在新的调试思路中反映出来。笔者统计过烧成工况的因素分为以下次序：挡火板（或挡火墙）、喷枪供热值、窑炉抽力、烧成周期。这种分类容易抓住主要矛盾，从而达到快速调试的目的。

窑炉烧成过程中设备变形的14个原因

1、面温高、底温低，砖容易“凹”和翘角。
2、面温低，底温高，砖容易“拱”和角下勾。
3、前温不足(温度过低、区域短)，砖容易拱或凹。
4、中温阶段太短促，升温过急，砖容易“波浪形”变形。
5、中温过高，高温过高，砖易过火变形;波浪式翘角拱心变形。
6、前温、中温均不足，高温段面温太高，容易产生前角翘后角下勾变形。
7、高温段尾最后的1~3组底枪，底温太高，砖容易角下勾变形。
8、上、下烧咀不平衡，砖容易变形，或凹或拱。
9、烧成带挡火墙太高，挡火板太低，容易造成局部高温，砖容易翘角变形。
10、排烟风机开得太大造成窑炉大负压，砖容易拱，反之，排烟风机开得太小造成窑炉大正压，砖容易翘角。
11、抽热风机开得太大，烧成带后段面温高，砖容易凹或翘角。反之，抽热风机开得大小烧成带后段面温低，砖容易拱或角下弯。
12、上急冷管的急冷风向窑头方向吹，砖易拱;向窑尾方向吹，砖易凹。
13、急冷的底风太大，砖易凹。反之急冷的面风太大，砖容易拱。
14、砖与砖之间的间隔太大，砖容易凹，间隔太密，砖容易拱。
烧结砖烧制出来后，我们常常会发现有些砖会出现部分变形的问题，影响了砖使用性能的发挥。我们要想从根本上解决这一问题，就需要先知道导致这一问题出现的具体原因。

导致烧结砖变形的具体原因有哪些呢？

1、窑炉的温度变化：窑炉底部温度低，面部温度高，容易导致烧结砖“凹”和翘角；底部温度高，面部温度低，容易使砖“拱”和角下勾；前温不足容易使砖拱或凹；中温阶段太短促，升温过急，砖容易“波浪形”变形；前温、中温均不足，高温段面温太高，容易使砖产生前角翘后角下勾变形。
2、上、下烧咀不平衡：出现这种问题时砖容易拱或凹。
3、烧成带挡火墙太高，挡火板太低，容易造成局部高温，砖容易翘角变形。
4、排烟风机开得太大造成窑炉大负压，砖容易拱，反之，排烟风机开得太小造成窑炉大正压，砖容易翘角。
5、上急冷管的急冷风向窑头方向吹，砖易拱；向窑尾方向吹，砖易凹。
6、急冷的底风太大，砖易凹；反之急冷的面风太大，砖容易拱。
7、砖与砖之间的间隔太大，砖容易凹；间隔太密，砖容易拱。有上述可知，烧结砖的变形问题主要是由于窑炉的温度变化或炉内其他原因导致的，因此，我们在烧制过程中应严格控制温度的变化及其他烧制因素，提高砖的强度，避免其变形。