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论烧结砖原料与窑炉生产的关系

论烧结砖原料与窑炉生产的关系

发布日期:2017-12-01 作者: 点击:

笔者近段时间通过深层次的做了一些市场调查,发现很多砖瓦企业在原料与窑炉的关系上没有进入科学化的熔练,然而产生意想不到的一些问题出现:如窑炉结构烧成曲线与原料不符,不适应原料的烧成,导致窑炉过长或过短。尤其是烧结煤矸石原料,有的含硫过高,烧结砖过火,欠火、压花、泛霜严重,原料烧逸后排放有毒物气体,严重污染了空气,破坏了周边的农作物生长,导致强迫停产,或者进行多次技术改造,使刚刚投产后就不能正常生产,给投资者带来不小的经济损失,有的原料上干燥出现诸多问题,导致干燥不透,干燥敏感变化较突出,倒窑现象较严重,制约了烧成产量。给生产带来了成本的增加,产生了诸多用户对窑炉的误解,从而对推进新墙材设下了阴影,尤其是投资者原本不是干墙材这行挡,又没有请正规行业设计科研部门或院所进行技术投资分析,项目规范设计,施工安装时也没有请专业公司承建或安装,调试或培训生产。从而使投资者感觉简单化,一般个体投资者他们都未考虑烧结砖的技术重要性,对原料与窑炉的关系不清楚,产生蒙眬状态等等这些现象。对于一个正规生产企业来说,它们都是生产的克星,如何解决这些问题的出现,为了解决这些现象出现,笔者谈几点不同的看法,供生产者参考,如有不对可深层次考研。让我们共同提高促进新墙材的发展。

一、提高对烧结砖原料的认识

烧结砖原料有很多种,如现在较常用的原料有:页岩、煤矸石、粉煤灰、尾矿、淤泥、建筑垃圾等,均作为新墙材烧结原料,那么要想深层次对原料的了解,掌握的技术重点,都要从它的物理性能、化学原理去认识它。掌握原料的内在关系,如何适应烧成合格产品,就要对原料的认识进行提高,才能促使我们的投资发挥功能作用,达到生态,原料合理使用效益化。提高我们的投资效率。产生社会效应。

1.1煤矸石是煤矿的工业废料,排量很大,一般为煤贮量的15~20%。例如一个年产100万吨的煤矿,每年排出矸石量约为15~20万吨,那么这种数量可供一个年产8000万块标砖使用量。用煤矸石做原料制砖,其发热量除能满足本身烧结的需要外,一般可利用其余热干燥砖坯及加热锅炉使用等,大大节约热原用煤。在这是重点要提示我国各地矸石的物理化学性能差别很大。煤矸石的种类也很多,如碳质矸石,泥质矸石,砂岩质矸石,又有多年风化的陈矸石和新矸石;从颜色上分白矸、灰矸、黑矸、红矸和绿矸,它的硬度也不同,有的硬度(f)2~3,有的硬度为(f)4~5。发热量也高低不一,少的每公斤有200多千卡,多的达1000~2500千卡,粉碎后塑性指数低的5~7,高的可达18左右,自然含水率低的4~5%,高的达20%。

1.2什么叫粉煤灰,从煤粉炉烟气中收集的灰分称为粉煤灰。它是火力电厂等燃煤粉炉排的废料,堆放这些工业废料,需要占地,严重影响环境卫生,粉煤灰颗粒小(一般80微米方孔筛筛余量小于8%),利用它掺和制砖可以减少破碎工序,节省劳力,是制砖的一种好原料。粉煤灰的化学成份,基本上接近制砖的粘土成份,它含的氧化铝和氧化镁的含量略高,它的具体成分随原煤种类有很大关系,变化较大。粉煤灰有不同的排出方式,一般分为湿排和干排两种。湿排的粉煤灰必须经过脱水处理,将水份降低到25%以下,然后才能使用,各地粉煤灰的发热量很不一样,一般在1000千卡/公斤以下,较差的只有200~300千卡/公斤。粉煤灰的颗粒可分为粗、中、细三类,粗灰经4900孔筛余量在40%以上;中灰经4900孔筛余量在20%~40%;细灰经4900孔筛余量为20%以下。粉煤灰的颗粒越细越可多掺配使用,如混合料能允许掺配50%的细灰时,改用中粒灰只能掺配45%左右,而改用粗灰时只能掺配40%左右。粉煤灰基本上无塑性,所以一般都要与参合料如粘土、页岩、煤矸石等粘结料掺和使用,才能生产烧结砖。经掺配后的粉煤灰混合料,为了使粉煤灰有较高的掺配量,要求混合料中粘结剂的可塑性尽可能要高一些,粉碎后的颗粒尽可能细一些。除对其可塑性,颗粒度及发热量等另有要求外,其它性能均应符合制砖的各项技术指标要求。

1.3页岩是一种沉积岩,含杂质(K2O、NaO、CaO、Fe2O3等)较多,外观有青灰,深红,黑,绿等颜色。其矿物类型为石英粉砂岩,长石粉砂岩等。页岩是生产烧结砖比较好的一种原料,它的化学成份一般与熔粘土相近,页岩的硬度一般为普氏硬度系数(f)1.5~3,但也有结构致密性,为普氏硬度系数4~5,甚至更高,页岩粉碎后的粒度要求在2.5毫米以下,物料粒度越细,塑性越好,烧成制品致密高,强度也越高。

1.4贵阳烧结砖原料的主要物理要求与化学性能;无论采用何种原料,一般它的烧结成分要达到以下要求:一是二氧化硅SiO2含量不宜大于70%,超过这些含量时塑性大为降低,制品抗压抗折强度也较低。二是三氧化二铝Al2O3含量以10~20%为宜,低于10%时,制品的力学强度较低,高于20%虽然制品强度较高,但烧成温度较高,煤耗量较大。三是三氧化二铁Fe2O3,含量以3~10%为宜,含量过高时会降低制品的耐火度。四是氧化钙CaO,含量不得超过10%,含量过高时将缩小烧成温度范围,当氧化钙含量大于15%时,烧成温度将缩小25℃。给焙烧造成困难,其颗粒较大(大于2毫米)时更易形成酥砖或引起制品爆裂,含量过高时还可能导致坯体严重变形。五是氧化镁MgO含量一般不超过3%,含量越少越好。其化合物如硫酸镁在制品中产生了一种白色的泛霜,影响制品质量。六是硫酐SO3含量一般不超过1%,越少越好,硫酐在焙烧过程中的逸出,是制品发生膨胀和产生气泡原因,其它的含硫物对制品存在有害,如硫酸钙能引起制品泛白和起霜,硫酸镁能引起制品泛霜和体积膨胀等不利因素。

二、对提高窑炉结构的认识与生产关系

对窑炉结构要有清楚的认识,首先必须要让窑炉设计结构满足原料性能需要。这样才能使我们的窑炉设备发挥它的烧结功能作用。窑炉通常设为干燥、烧成、冷却三段,包括它的辅助功能设备也是必须掌握的方向。当你孰知了窑炉结构,了解了窑炉的性能和使用方法,那么你就会全盘操作流水线作业程序。

2.1窑炉的干燥功能主要对产品进行干燥系统处理,在干燥结构方面,有干燥与预热过程,该功能均设在干燥区内,干燥带均采用分散排潮,分段给热、分段脱水,风动搅拌等工作系统。目的是以提高干燥窑中段,中后段的正压、克服干燥带中的气流分层。为了克服干燥段热介质向预热段倒流现象,一般设计中采取拉长干燥带送热口和预热带排烟口之间的距离和设置中截止门的两项措施。有利于发挥干燥区的功能作用。笔者走访了很多生产厂家,发现干燥产品有很多通病,如成型水份过大干燥裂纹,成型裂纹,原料和泥料对制品裂纹的影响,烧成裂纹等多方面的裂纹原因。使干燥在干燥进车端3~4号车位倒坯严重。尤其是干燥敏感性最为突出,干燥结构稍有不合理,以上这些问题都有出现,在生产时无法达到理想状态。同时也给烧成带来不稳定因素,导致窑炉不能正常运行。干燥是烧结砖第一要素,它是烧结砖的必备的条件,干燥好烧成产品率也就高,否则事必其反。如何处理干燥质量通病及提高干燥功能质量。笔者在前遍文章叙述过,诸参阅中扬网站技术交流内提供生产用户参考。(在此不作叙述)

2.2烧成带的重要性,烧成带通常称窑炉的心脏部位,它是制品烧结核心区,常年生产温度再980~1050℃左右,焙烧用燃料一般是从烧成带顶部投煤孔进入燃烧加热砖坯。废气从预热带经排烟孔烟道排出,冷却制品用空气由冷却带末端的冷风口进入窑内,冷却制品后变热的热空气,一部分由热风机抽出供干燥使用,一部分进入焙烧带作助燃使用,尤其是现在发展较快的宽断面吊顶隧道窑,如何对待正压烧成,这是目前较为普遍的现象出现,这种现象对我们使用耐火材料是一种挑战,吊顶耐热吊钩也是一种考验,包括耐火砼大梁或钢梁结构也是至关重要一环,很多大断面隧道窑容易在烧成带出现意想不到的问题随时会出现。如何来解决这些类似问题出现,首先重点应放在选材上,加大结构设计可靠性,不要考虑一时投资节省,同时还要对烧成带其他用材方面的考究,确保烧成区万无一失。如弧型拱结构的隧道窑拱脚梁,主柱、拉杆,都是烧成窑的加固体,对加固件部位的结构部分要根据烧成热学原理来配量,千万不能因易而简。烧成区的耐火材料部分要经得起高温使用下的考验。选用较规范,达标准的生产厂家的产品,有利于烧成区的耐久性,确保它的隔热功能。达到最佳烧成区的稳定功能作用。

2.3冷却段是对制品通过烧成后的冷却处理,便于产品出窑。冷却带是烧成窑的一个结构组成部分,冷却的结构是否合理,它是对产品的一种检验,有合理布局结构才能使产品不出现次级或不合格的产品。冷却带有冷空气送入和热空气的排出,冷却空气通过窑两侧或窑顶的送风口,用轴流风机或离心风机鼓入。也可在窑两侧开设冷风进口的,依靠负压,由窑尾和冷风进口吸入冷空气,热空气可在从700~400℃区段内由在窑墙靠近车面处或窑顶抽出孔抽出。对于不必再外投煤的煤矸石烧结砖来说,可以考虑不再设量投煤孔。

2.4隧道窑的结构与生产关系:隧道窑是一个贯通的隧道。按长度方向分为预热、烧成、冷却三带。对于一次码烧窑结构来说,在预热带前面设有一个干燥区。窑内辅设轨道,装载砖坯的窑车从窑进口端依次进入,与室内气流相对运动。在轨道上进行,经干燥、预热、烧成、冷却、出窑即为成品。焙烧使用的燃料从焙烧带投煤孔进入加热砖坯燃烧,废气从预热带经排烟孔烟道排出,冷却制品用冷却带末端的冷风机进入窑内,冷却制品后变热的热空气,一部分进入焙烧做助燃用。为了避免漏

风对窑内焙烧过程的影响和高温气体对窑车下部金属结构的影响,窑内两侧设有砂封槽,充填砂子,窑车两侧有砂封扳扦入砂封槽内隔断上下气流的互相流动。隧道窑一般设有余热利用系统,以抽取热空气供干燥窑烘干砖坯用。窑头尾设有进出端窑门,使窑内操作生产过程稳定,不受外界影响,窑车下部设有检查坑道,以便维护运行中的窑车事故处理使用。顶车机、拖车、回车、排烟、冷却风机、抽余热风机等辅助设备均实行它的独立工作运行。控制系统,主要测试烧成温度,窑内压力大小,行车运行速度,并有事故警报装置,这项系统能提供生产现场工人控制运行中的一切状态。有利于监测窑炉正常运行。

总而言之为了烧结砖原料的正确使用,我们投资者必须把控窑炉结构的设计工作,按科学化组合,配好规范的施工安装队伍,加强生产现场技术人员操控手段,把好生产过程的合理调度,最大节约化的运行,发挥我们投资最大经济化。


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