使之干燥至残余含水率小于6%,以便进入焙烧窑进行焙烧。
如果干燥后坯体的含水率达不到生产要求,在焙烧工序遇到高温产生裂纹,甚至会造成砖坯爆裂而造成倒垛事故。
砖坯的干燥过程从干燥室头部入窑到尾部出窑,通常分为四个阶段,即预热、等速干燥、降速干燥和平衡干燥四个阶段。
各个阶段担负着不同的任务,但又是一个连续的动态过程。
①预热阶段湿坯刚进入干燥室,首先是缓慢升温,使坯体表皮水分汽化,变成蒸汽由干燥热风带走。
而后砖坯内部的水分向表皮移动,汽化排出。
此时,排出的是砖坯颗粒之间的自由水分。
由于自由水的排出,相邻颗粒迅速靠拢占据自由空间,坯体产生收缩,由于干燥总是由坯体外层向内层逐步进行,外层收缩得快,内层收缩得慢,由于内外收缩不一致,造成内应力,当这种内应力大于泥料的弹性系数时,就会产生干燥裂纹。
因此在预热阶段升温不能过快,此阶段的主要任务是升温,而不是脱水,升温是为下一步等速干燥做准备。
等砖坯内外温度达到一定阶段时,砖坯恰好抵达等速干燥阶段的部位。
砖坯在预热阶段主要是加热坯体,只有少部分的自由水分排出,大部分的自有水分是在等速干燥阶段排出的。
高湿的热坯通过预热带继续吸收干燥热风的热量,砖坯表面的脱水速度与砖坯内部水分移向表面的速度趋向一致,使砖坯内外同步脱水,同步收缩,因此不会产生裂纹。
砖坯在此阶段,只脱水不再升温。
在这个阶段要合理调整送热和排潮闸阀,及时补充因蒸发水分而消耗的热量,以保证窑内气流的平稳和通畅,保证合理的湿度。
③降速干燥阶段等速干燥阶段结束时,坯体自由水已经基本排完,干燥收缩也基本结束,这时包裹在颗粒表面的吸附水开始蒸发,由于吸附水的蒸发要挣脱颗粒表面对其很大的吸附力,才能到达坯体表面蒸发出去。
因而比自由水蒸发要困难得多,在同一条件下,干燥速度大为减慢,干燥收缩此时也基本停止。
这个阶段可以适当提高热风温度,降低窑内相对湿度,加速坯体干燥。
④平衡干燥阶段当砖坯继续干燥致使坯体中的残余水分和窑内干燥空气的水分达到平衡时,砖坯中的水分不再蒸发,干燥过程到此结束,此阶段也称之为冷却阶段。
C.焙烧工艺砖坯的焙烧是在隧道窑中完成的,焙烧是整个制砖生产过程中关键的一个环节。
隧道窑是烧结砖瓦工业最主要的一种连续式烧成设备,近几年来,采用高效节能的隧道窑成为砖瓦工业节能的主要措施之一。
隧道窑,顾名思义,是形状类似于隧道的窑,砖瓦坯体在窑车上依次通过隧道,同时在适宜的热工制度下加热、焙烧、冷却,最终获得性能稳定的砖瓦制品。
根据原料性能,从工艺上一般把烧结砖瓦的隧道窑分为两类,一类是一次码烧隧道窑,另一类是二次码烧隧道窑。
所谓一次码烧隧道窑,就是将湿砖坯一次码到隧道窑的窑车上,窑车依次经过隧道窑干燥室和焙烧窑,完成砖坯的干燥、烧成两个环节,中间不需要二次码运。
一次码烧隧道窑的布置方式通常有两种,一种是隧道窑和干燥室结构完成分开,二者可以“一”字布置,也可以平行布置,窑车凭借运转系统连续进出干燥室和隧道窑;另一种是干燥室和烧成共用一条隧道,二者结构是一体的,窑上设计干燥和烧成两套工作系统,在适当的部位用气流或门将干燥和烧成分开。
隧道窑像一条长的隧道,两侧和上面有固定的墙壁和窑顶,窑内铺设轨道。
隧道窑的长度、宽度和高度多种多样,其数值大小要根据所烧成制品原料的性能确定。
隧道窑的长度主要取决于砖坯的烧成制度、产量及产品规格形状等因素,而烧成制度主要取决于干坯体在烧成过程中的物料变化、化学变化、物理化学变化及矿化学变化等,如用高热值煤矸石做原料生产全煤矸石砖时,由于其中含有太多的热量,往往在短时间内不能达到完全燃烧,致使砖坯内部烧不透,因而通常会适当的延长烧成带,使矸石有足够的时间燃烧。
所以,煤矸石砖的隧道窑一般比较长。
隧道窑的宽度与窑的产量有很大的关系,产量随着窑宽度的增加而提高,按照宽度的不同,烧结砖的隧道一般分为小断面、中断面、大断面、超大断面四类,小断面隧道窑一般指内宽为3~3.6米的烧砖隧道窑,中断面指内宽为3.6~4.6米的烧砖隧道窑,大断面指内宽为4.6~6.9米的隧道窑,超大断面指内宽6.9~10米的烧砖隧道窑。
窑确定隧道窑的宽度,应根据产量、燃料种类、生产方式等诸多因素考虑。
根据《墙体材料行业结构调整指导目录》(2016年本)的规定,鼓励建设窑断面宽度为4.6米以上的隧道窑(单线年生产规模大于6000万块标砖生产线)。
隧道窑的内高主要取决于砖坯在烧成过程中的特性,近几年,高度为1.2~1.4米,宽度为4.6米、6.9米的隧道窑在砖瓦工业得到广泛应用,取得了较好的效果。
一般情况下,要求隧道窑的高宽比不能大于0.5,而且高宽比越小越好。
成品检验与堆放焙烧后的产品由窑车运转系统送至卸车位,由卸砖机将成品从窑车上卸下,经检验按制品外观质量分等码放到成品堆场。
空窑车经清扫、保养后通过回车线送至码坯位置,进入下一个循环。
烟气除尘及脱硫处理对生产中隧道窑产生的烟气采用烟、热分离新技术,有效的进行热能的二次利用。
生产过程中产生的余热可用于厂区采暖、产生蒸汽、余热发电等。
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