1 最佳被烧曲线的定义

一般地说，是指将坯体在高的焙烧速度下烧成无缺陷产品的最短过程曲线。因此，它说明一种产品的焙烧工艺性能，或更确切地说，是一种产品的焙烧特性，如同泥料可塑性对成型一样。

自从采用快速工艺以来，特别在越来越多地采用隧道窑烧砖以来，对产品焙烧工艺已获得不少经验和知识。但就焙烧工艺来说，问题仅仅是将砖瓦尽可能均匀一致地烧成无变形的产品，因此是否获得最佳焙烧曲线是次要的。最佳焙烧曲线主要涉及允许的最短加热或冷却时间，亦即是在各焙烧阶段中的允许加热和冷却速度。

2 焙烧工艺的影响因素

为了知道烧结砖产品的焙烧速度受到何种限制，重要的是应当了解在焙烧中的有效基本影响因素。坯体在加热冷却时，发生一系列复杂的物理化学过程。这些过程不断改变着坯体的力学和物理学性能，并由此改变它的热负荷能力。

焙烧时出现的“机械”损伤，例如裂纹或结构的松弛是由于预热时的热输入或冷却时的热输出，从而在坯体中引起的温度差产生了高应力而造成的。

现分别举出下列影响因素：

2.1 由热传导率、比热容量及坯体密度三者所决定的泥料温度传导系数而决定的温差

随着一个焙烧阶段向另一阶段变化从而影响坯体中所出现温度差的大小。例如，在一块多孔坯体中出现的温度差要比在密实坯体中的大。

2.2 焙烧中的膨胀和收缩过程（如在热膨胀曲线中所示的）

温度差和热膨胀系数（决定于温度和原料种类）使坯体变形。在整个焙烧过程中，热膨胀系数是不同的，特别由于砖瓦原料中游离石英含量的不稳定而使体积突然变化。

2.3 坯体的应力膨胀性能

它决定坯体抵抗怎样大小的应力，而不出现裂纹或结构松弛。在这里坯体弹性比坯体强度更为重要。

2.4坯体密度

坯体越密，在加热冷却时，坯体中出现的温度差越大，应力也越大。

2.5 坯体的形状

在坯体中温度的分布当然受砖瓦形状的显著影响。例如，在同样外部条件下，高孔洞率空心砖或楼板砖的热负荷和实心砖有很大的差异。在求测最佳焙烧曲线时，形状因素无疑具有相当大的影响。

2.6 坯体内的薄弱点

薄弱点取决于工艺技术，随着工厂原料和工艺不同、产品不同，每种砖坯入窑时不可避免地有着肯定不同的结构薄弱点。在焙烧时，这些薄弱位置处容易出现缺陷，并由此降低热负荷能力。

最后不能忽略的是，在预热带的各个温度范围内砖瓦原料的吸热或放热反应对坯体中温度变化过程的影响。

砖瓦产品的允许焙烧速度不仅受坯体中应力的限制，而且在许多情况下也受泥料中可燃物质的完全氧化的必要性所限制。焙烧过程是一种扩散反应，它一方面取决于可燃物质的种类及数量，另一方面取决于坯体密度和坯空隙率，并常常需要很长时间。因此，在一定条件下，确定必须的焙烧时间，它成为最基本的要素。通常在这种情况下，黑心或起泡是由于预热带过短。此外，通过多次研究已证实：即使很少的黑心也损害砖的抗冻性能，并且很容易引起起泡。

从以上所述可见，单凭上述各因素中的若干个来确定需要的烧成时间，是完全不可能的。

3确定方法

从理论上分析可以分别确定焙烧阶段的许多影响因素中的每一个因素，然后根据它们对码垛效果的影响大小，与加热或冷却速率联系起来。通过此种分析的方法可以成功地确定最佳焙烧曲线。以前所知道的仅限于裂纹或结构损伤这些因素。在许多情况下，对焙烧时间长短具有决定影响的可燃物的氧化，必须通过另外的焙烧试验来测定。以往在单因素分析中，最佳焙烧曲线的计算是用小型坯体试验进行的。因此，在各种情况下必须通过进一步焙烧试验以检验所确定的数据。其之所以是必要的，还由于在生产线上成型中各种影响值无法得到确定。

由于各项因素很多，最佳焙烧曲线的分析确定是异常费事的，并且需要做砖坯的焙烧试验。当可以确定若干影响因素后，将可大大简化最佳焙烧曲线的探求。

在隧道窑应用于砖瓦工业之后，就可以尽快地试验确定最佳焙烧曲线的方法，使砖瓦厂在为新建窑炉进行初步设计时有所依据。

在工厂生产的砖坯，按不同的加热和冷却程序，用经验的方法求得最短可能的焙烧时间，这种方法证明是良好的。

几年以来研究所确定了300多条最佳焙烧曲线，通过有效实践，积累了经验，改进了试验的方法。

试验过程如下：

用工厂中挤出的砖还做试件。如果要获得对这种原料的一般了解，就要做一些初步的试验，至少是做膨胀曲线试验。在特殊情况下，需要接着做热重力分析或差热分析试验。这样可把焙烧试验限于最少的范围。图2~4就是这类试验的结果。所有试件都要预先在110℃温度下进行干燥，以获得相同的原始条件。

试验在专用的电炉中进行，它的内部空间为120cm3或2500cm3。炉壁与炉门隔热良好。炉的上下部分可以分别调节，这样可使炉内温度分布均匀。空气量可以控制。炉壁上设有间接冷却系统，能实现很快的冷却速度。

应用时间程序的控制器按所需要的温度时间程序来加热，并设有附加的电子最髙温度控制器，以精确地达到所需的最高焙烧温度。

在每次试验中，每次焙烧的程序，按上一次焙烧的结果来确定。试验时，变化各焙烧阶段的加热和冷却的速度，直至获得最短的焙烧时间为止。

焙烧后产品的标准是：①无裂缝;②无黑芯③声响良好。

4 焙烧中的困难点

根据以往试验的结果，在整个焙烧试验过程中，会出现一些困难点。

预热阶段，当温度在500℃~600℃范围时，结晶水自黏土中分解，使材料原来的烧结砖结合变得松弛，并降低了坯体的强度；另一方面，在575℃时游离石英发生晶态转变，使材料强烈地膨胀。所以，当预热进行得过快时就有产生裂纹和松弛结构的危险。

600℃-900℃也是一个困难的阶段，如果原料中含有较多的可燃物质，这些物质需要较长的时间完成氧化过程。

冷却时，在575℃时最危险。这时游离石英由α型再转变为β型，体积急剧收缩，使坯体中产生很大的内应力。

如果具备了以上困难方面的知识，就可以用较少的试验次数达到目的。但通常仍最少要经过十次试烧，每次焙烧都要对上一次的试验结果作出评价，然后确定下一次试烧的程序。最后还必须加上4周~6周检验产品的时间。

如果考虑到存在较严重的起泡倾向或抗冻性问题时，则还需做附加的试验。

5最佳焙烧曲线在实际中的应用

确定最佳焙烧曲线，仅依靠单块砖在电炉中试验焙烧得来的数据，还不能直接用于生产实际。即使最佳焙烧曲线是用其他方法确定的，最短可能焙烧时间仍取决于工艺条件的影响，首先是受码坯形式和码坯密度，其次受窑的种类和性能所制约。

虽然还不清楚最佳焙烧曲线和工厂焙烧曲线之间的计算关系，然而由大量隧道窑的测定获得的经验，说明已能求得比较可靠的焙烧各带的影响因数。

在设计新窑以前，应首先确定最佳焙烧曲线。因为在这一阶段，通常还不知道坯垛和窑的形式，在提出生产焙烧曲线时，只能先按“平均前提”出发(如图5)。