浅论“一次码烧”工艺中干燥与焙烧不平衡问题

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浅论“一次码烧”工艺中干燥与焙烧不平衡问题
在烧结砖生产实践中，干燥环节是实现企业效益的关键，没有干燥产量和质量，就没有企业效益。干燥前端的混合料制备与成型环节，与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，真正起关键作用的是干燥环节。无论在自然干燥、轮窑烧成的小型企业，还是“二次码烧”的隧道窑生产线，即便是现代化的大型“一次码烧”隧道窑生产线，湿坯干燥过程，仍然是制约烧结砖产量和质量的关键环节，对企业效益的高低起着决定性作用。因此，烧结砖企业提高产量的重点，应该落实在干燥环节上，而不是烧成环节。

目前，烧结砖“一次码烧”工艺中，出现了隧道干燥室与烧成隧道窑数量不平衡配置，形成“一烘两烧”或“两烘三烧”的干燥焙烧工艺。(因隧道干燥室与烧成隧道窑数量不是1:1配置、干燥与烧成进车时间不一致，笔者称之为不平衡干燥——焙烧工艺)。此类工艺生产线有逐渐增加的趋势，而生产过程中，因原料性能差异、干燥室结构、风机选型和生产规模等因素的影响，此类工艺的运行效果，各有不同。部分企业，因原料条件适宜，生产能力得到发挥，而一些企业，烧结砖产品却出现裂纹、哑音等弊端，导致废品率增加，烧成产量并未随着烧成隧道窑数量的增加得到提高，当然，企业效益也得不到提高。对其原因分析如下，供业界参考。
1、某“一烘两烧”企业工艺现状
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）、红色粘土、黑色粘土（高塑性、较高含水率）、煤粉；掺配比例分别是40%、20%、20%、10%。
配料后，经对辊破碎与搅拌，混合料通过高架皮带机堆放（陈化）。混合料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，经50/50双级真空挤出机成型，泥条经自动切条机、自动切坯机并自动编组，机械码坯。3×3m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。
三条静停线，长度为83m，可容纳湿坯窑车约81辆。一条隧道干燥室，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隧道干燥室。一台14号排潮离心风机，电动机45kw。
当隧道干燥室进车时间为1车/h，烧成隧道窑进车时间为1车/2h；此时，普通砖日产量约为11万块。如果加快隧道干燥室进车速度，烧成隧道窑进车时间缩短，烧成产量能够提高，但是烧成隧道窑出车砖垛中，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，隧道干燥室与烧成隧道窑数量，一般按照1:1的方式设置，“一烘一烧”或“两烘两烧”。生产中，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。因此，湿坯干燥时，与“两次码烧”工艺中湿坯预先在小断面干燥室干燥相比，湿坯脱水难度增加、干燥过程延长。而且，窑车上湿坯砖垛内部的湿坯，因对热烟气阻力较大、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，进入烧成隧道窑，必然引起砖坯开裂、断砖等质量问题。
烧结砖“一烘两烧”工艺，将隧道干燥室的数量减少，与烧成隧道窑形成不平衡产量以及进车车速的差异，此时，湿坯在隧道干燥室内的干燥时间进一步缩短，窑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，“一烘两烧”工艺采用增加湿坯静停的方式，希望通过湿坯静停一段时间，降低湿坯水分，然后在隧道干燥室内形成快速干燥，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，设置三条湿坯窑车静停线，可容纳湿坯窑车约81辆，其想法就是如此，但是实际效果并不好，此处暂且不论窑车投资的大小。
生产实践中，湿坯在一定温度环境内的静停，湿坯内水分均匀程度提高、湿坯强度提高、水分降低。但是在一般环境中的湿坯静停，湿坯水分的降低，是否能够满足隧道干燥室的快速干燥要求，则需要充分考虑原料性能。如果原料性能不适宜，选择“一烘两烧”不平衡生产工艺，无法避免烧成质量问题。
年产为6000万块（折标砖）“一烘两烧”不平衡生产工艺，干燥与烧成的工艺计算如下。
福建某“一烘两烧”企业干燥与烧成工艺计算表 ▽


该企业工艺计算数据表明，一条隧道干燥室日产量必须达到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，同时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，干燥残余水分较高，进入烧成隧道窑后，脱水过程造成砖坯裂纹和断砖。
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