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窑炉知识

浅谈用黏土做粘结剂的粉煤灰烧结砖技术要点
时间:2015年04月21日    点击:次    来源:隧道窑

煤发电和煤化工等企业的固体废料主要是粉煤灰和炉渣,如何把这些固体废料处理掉,比较好的办法之一是用来制砖,但粉煤灰、炉渣是瘠性料,几乎没有什么塑性,在没有页岩和煤矸石的情况下,一般都添加黏土粘结剂。用黏土做粘结剂生产粉煤灰砖时,应抓好以下几个环节。

1 配料

原料的配比一般是把30%粉煤灰、10%的已破碎炉渣、60%黏土混配,这里需要说明的是,粉煤灰的掺配比例不仅与生产的砖型有关系,更重要的是与做粘结剂的黏土塑性高低有很大关系,黏土塑性越高,粉煤灰的掺量就越多,反之黏土塑性越低,粉煤灰的掺量就越少。如果不结合本企业的原料、工艺、设备、成本等因素,盲目追求粉煤灰的掺量,想达到不切实际的理想比例,将会给企业造成巨大的损失,这方面的教训不少,要引以为戒。一般情况下,平均每增加1%的粉煤灰,原料塑性指数就会降低0.11%,配料时可按此办法试配,尽量少走弯路。

如何最大限度发挥黏土粘结剂的作用,这就不是单单按一定比例把黏土加进去这样简单了,必须要重视黏土破碎,使黏土颗粒达到一定的细度。在原料破碎过程中,高塑性原料不易破碎,易形成小的颗粒,虽经陈化也难以松懈,发挥不了气塑性高的应有作用。实践证明也是如此,如某厂把黏土、粉煤灰和粉碎好的炉渣按一定比例混配后,再经破碎机破碎-滚筒筛筛选-普通搅拌加水-送入陈化库,我们对该厂陈化库陈化7d的原料抽样检验发现:2.5mm以上的颗粒中有30%的高塑性黏土粒(该厂粉碎后的炉渣粒径2.5mm以上占到56%,显然过大,建议最大颗粒不超过2mm),经练泥机处理后颗粒状黏土降到25%2.0mm-2.5mm的颗粒中有35%的高塑性黏土粒,经练泥机处理后黏土颗粒降到26%2.0mm以下高速型颗粒状黏土所占比例也很高。这些颗粒都是高塑性黏土粒,本应是很好的粘结剂,因其为颗粒状,上面都沾有一层粉煤灰和沙土的混合物,既起不到粘结剂的应有作用又起不到骨料作用。如何发挥这些高塑性黏土作用,必须把这些高塑性黏土颗粒再破碎,这样才能发挥其很好的粘结作用。

如何把这些高塑性黏土颗粒在破碎,就该厂的原料工艺显然是不完善的,应在连泥机前至少再加一道高速细碎对辊机,这样就可把难以松懈的高塑性黏土挤成片状,把粘在黏土颗粒上的灰挤进黏土中,再经练泥机的挤、搅作用,使原料的塑性进一步提高。经实践检验,经对辊机处理后的原料塑性指数比未经处理之前提高了1.5%,可见增加塑性的效果还是明显的。各厂采取什么样的工艺,应根据自己的场地、资金、产量来决定。目的就是把黏土中塑性高的土尽量破碎细化,发挥其应有粘结作用。

粉煤灰为多孔结构,对水的吸附力很大,即使含水率高达30%仍呈松散状态,这就要求在配料时对含水率应十分重视,尽量做到进陈化库的原料含水率要满足成型所需含水率的95%以上,充分发挥水对黏土颗粒的劈裂和疏解作用,做到强搅不加水或是少加水,主机上经搅拌不加水。由于水的下渗和蒸发特性,进陈化库的底层料含水率稍低一点,新区开挖前,应对上层原料提前洒水,保持均匀的含水率。

颗粒级配是制砖一个很重要的参数,(《砖瓦》杂志201412期王晋麟老师对此有专门论述),但往往由于重视不够造成生产损失。如果原料里面加有煤矸石还好配一点,但用炉渣、粉煤灰、黏土混配,对粒度的要求就比较严,该厂的原料颗粒级配显然有点不合理,后调整为:0.5mm以下不低于45%0.5mm~1.0mm不超过25%1.0mm~2.0mm不超过30%,按这样的颗粒级配参数所配的原料在生产中变现比较好。

2、成型

成型要顺利必须要注意以下问题:

a.原料的塑性指数不低于6。用粉煤灰制砖,黏土塑性的高低决定了粉煤灰掺量的多少,如果所配原料的塑性指数低于6,成型就存在问题,特别是生产空心砌块时问题就更多,这就要求各种料的配比必须合理,既要保证粉煤灰的掺量,又要保证制砖原料的最低塑性指数,还要保证在焙烧时有足够熔融物产生。

b.机口泥条断面流速一致性。在配料时,要保证粉煤灰足够的掺量,则黏土的掺量会较少,所以混合料的塑性都不高,一般能成型就可以了。这就要求供料要均匀,机口截面压力要平稳,泥条断面流速一致性要强(必要时四角出泥可适当快一点),安装机口和芯架时一定要精细耐心调试,不可马虎,否则不仅会结成型造成困难,还会给干燥和焙烧带来困难。

c.主机选择要合适。现实生产中,很多厂家的砖机在甲地用的很好,而在乙地用的就不行,塑性高的原料怎么都行,而塑性低的原料就很难成型。更有的因塑性过低,机口不出泥条,绞龙夹的死泥越来越多,使泥缸发热产生蒸汽咋造成事故。所以在选择主机时,一定要针对粉煤灰制造原料的特性来选择,特别是对绞龙制作精度精度要求更高,最好选择铸造绞龙。在绞龙的螺距上,一般选择变螺距绞龙效果较好(两头大中间小的螺距比较好)。

d.绞龙要及时修补。原料中配有炉渣,这对绞龙的磨损非常大,所以对使用的绞龙要做好记录,用了多长时间,生产了多少砖都要心中有数,不可等到机口出的泥条有弯曲了、四角泥软等问题出现后在换绞龙,这样就有点晚了。

3、干燥

a.码坯不可过高。由于粉煤灰砖坯含水率较高,强度相对较低,不宜一次码的过高。一般采用二次码烧工艺,如果是一条线要生产多种空心砖,在建造干燥室时要兼顾生产多种规格空心砖的干燥要求,不可仅以生产普通砖的规格建造,谨防生产各种空心砖及砌块砖时室内边隙、顶隙过大,影响干燥效果。如该厂是多条室式小型干燥窑,干燥车面距干燥窑顶700mm,生产240mmX240mmX190mm砌块砖,如立码三个高,干燥室高度不够高,码两个高,顶隙高达190mm,这样高的顶隙,干燥效果是不会好的,所以建干燥室时尽量做到兼顾生产多种规格砖。就是建一次码烧隧道窑,也要尽量兼顾多种型号砖,窑的高度宜低不宜高。

b.注意粉煤灰极易吸水的特性。在干燥中要谨防冷凝水,特别是冬春季,要做好车间保温,进车口的密封要好,防止冷空气进入,使砖坯上产生冷凝水。一旦砖坯上有冷凝水砖坯极易吸水变软,造成塌坯事故。

c.控制好进车口的温度。进车口温度要尽量在40℃度以上,温度过低易产生冷凝水。

d.进车口的湿度控制在85%~95%之间。冬春生产时进车口的湿度应适当低一点,一般控制在80%~90%之间。

e.码窑密度要合理。码窑的密度要适当低一点,要保证砖间的间隙有足够的通风量,不能只看一窑车折算下来1m³码砖数在合理范围内就认为是合理的,这显然是片面的,必须要把垛隙、边隙、顶隙和排隙考虑进去。如果在码坯数量一定的情况下,垛隙、边隙、顶隙和排隙过大,就占用了许多的码窑面积,造成砖隙过小,砖垛中间的热介质流动缓慢,湿气不能及时排走,砖坯就会再次吸潮变软,这种情况往往表现是:从砖垛四周看砖坯干燥的较好,从上看砖垛中间塌陷,中间的砖坯不是断裂就是碎块,严重时几乎是整车报废。

4、焙烧

粉煤灰焙烧的特点:

a.烧结温度过高,由于粉煤灰是煤经高温燃烧过的固体废物,含有大量空心微珠和多孔玻璃体,平均粒径比黏土粒径大近3倍,这就要求起粘结剂作用的黏土产生较多的熔融物,把灰和渣的空隙填满,使其形成较高致密的整体。

b.烧结温度范围较窄。在焙烧过程中粉煤灰参与化学反应“不积极”主要靠粘结剂起作用,如粘结剂产生的熔融过少,未能使产品形成致密的整体,为欠火砖,如产生的熔融物较多,使砖软化变形,为过火砖,故要求焙烧的横断面温差尽量小,温度控制要严格,以免降低成品合格率。

c.保温带式当长一点。由于粉煤灰参与化学反应“不积极”,适当加长保温带就相应的增加其物理变化及化学反应时间,对其更充分地往物理化学变化有一定的促进作用。如果是轮窑近打窑门或隧道窑开大强冷风机,促使温带降温过快,都会影响砖的强度,严重时成品砖稍微一碰,边角就会掉块,强度、外观都很难达标。这就要求焙烧工精心操作,内燃的配比不可过高,一般达到95%就可以了,其余的5%由外燃补充,这样就容易控制窑的温度,防止由于窑内高温而不得不采取强制降温措施,影响砖的质量。

                       本文作者:周天津《砖瓦》

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