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“一烘两烧”隧道窑不平衡焙烧工艺质量问题的认识【麟工窑炉】
时间:2017年03月21日    点击:次    来源:隧道窑

在烧结砖生产实践中,干燥环节是实现企业效益的关键环节之一,没有干燥坯体的产量和质量,就没有企业效益。干燥前端的混合料制备与成型环节,以及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,真正发挥作用的是干燥环节。无论是自然干燥、轮窑烧成的小型企业,还是采用二次码烧的隧道窑生产线,是现代化的大型“一次码烧”隧道窑生产线,湿坯的干燥过程,仍然是制约烧结砖产量和质量的关键因素,对企业效益的高低发挥着决定作用。因此,烧结砖企业提高产量的重点应该落实在干燥环节,而不是烧成环节。

目前,烧结砖一次码烧工艺中,出现了干燥隧道窑与烧成隧道窑量不平衡配置的情况,形成了“一烘两烧”或“两烘三烧”的干燥焙烧工艺(因干燥隧道窑与烧成隧道窑不是11配置、干燥与烧成进车时间不一致,笔者称之为不平衡焙烧工艺)。此类生产线有逐渐增加的趋势。生产过程中,因原料性能差异、干燥窑结构、风机选型和生产规模等因素的影响,此类生产线的运行效果各有不同。部分企业因原料条件适宜,生产能力得到提高,而有些企业生产的烧结砖却出现裂痕、哑音等缺陷,使废品率增加,烧成产量并未随着烧成隧道窑数量的增加而得到提高,当然,企业效益也得不到提高。

1某“一烘两烧”隧道窑烧砖企业的工艺现状

    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)、红色黏土、黑色黏土(高塑性、较高含水率)、煤粉;四种原料的掺配比例分别是40%20%20%10%

四组分混合料经对辊破碎与搅拌后,混合材料通过高架皮带机送至原料场堆放。

混合料再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,再经50/50双级真空挤出机挤出成型。

自动切条机、自动切坯机和自动编组,机械码坯。3m*3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。

三条静停停车线,长度为83m,可容纳湿坯窑车约81辆。

一条干燥隧道窑,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干燥隧道窑。一台14号排潮离心机,电动机45kw。当干燥隧道窑进车时间为1/2h时;此时,普通砖日产量约为11万块。如果加快干燥隧道窑进车后,烧成隧道窑进车时间缩短,烧成产量能够提高,但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,干燥与烧成隧道窑数量,一般按照1:1的方式设置,如“一烘一烧”或“两烘两烧”。一次码烧生产工艺中,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。与两次码烧工艺中湿坯预先在小断面干燥室干燥相比,一次码烧工艺中湿坯脱水难度加大了,干燥时间也延长了。而且,窑车上湿坯砖垛内部的湿坯,因热烟气阻力较大,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,如果进入烧成隧道窑,必然引起砖坯开裂、断砖等质量问题。

“一烘两烧”烧结砖工艺,将干燥隧道窑的数量减少,与烧成隧道窑形成不平衡焙烧工艺。此时,湿坯在干燥隧道窑内的干燥时间进一步缩短,窰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,有些“一烘两烧”工厂采用增加湿坯静停的方式,希望通过湿坯静停一段时间来降低湿坯水分,然后使坯体在干燥隧道窑内快速干燥,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,设置三条湿坯窰车静停线,可容纳湿坯窰车约81辆,其作用就是如此。

生产实践中,一定温度环境内的静停,可使湿坯内水分均匀程度、湿坯强度提高,降低坯体内水分。但是湿坯水分的降低,能否满足干燥隧道窑的快速干燥要求,则需要充分考虑原料性能。如果原料性能不适宜,则选择“一烘两烧”不平衡焙烧工艺时,就无法避免烧成质量问题。

年产约6000万块(折普通砖)“一烘两烧”不平衡焙烧工艺中相关技术参数计算见表1

从表1中可以看出,该企业的一条干燥隧道窑日产量必须达到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,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,坯体的干燥残余水分较高,进入烧成隧道窑后,脱水过程可造成砖坯裂纹和断砖。

福建某一烘两烧企业干燥与烧成工艺计算表

指标名称

参数

指标名称

参数

年产量

6000万块

窰车容坯量

4200

干燥及烧成废品率

4%

烧成产量要求

45

实际年产量

6250万块

干燥窑要求出车

45

全年工作天数

330

1条烧成隧道窑出车

23

日产量

18.93万块

烧成隧道窑进车时间

60min

干燥隧道窑规格

3m*83m

烧成周期

27h

烧成隧道窑规格

3m*83m

干燥窑进车时间

30min

容车数量

27

干燥周期

13.5h

二次码烧工艺,能够较好地安排湿坯的干燥过程,干燥窑因干燥工艺与烧成没有直接关系,比较灵活,容易控制,坯体干燥质量好,干燥产量比较高。

当采用“一次码烧”工艺时,干燥环节与烧成环节是一个系统,湿坯码坯高度必须适应烧成要求,干燥过程的控制要求提高,否则干燥质量与产量对烧成形成较大的限制。

在“一烘两烧”或“两烘三烧”工艺中,因进一步减少了干燥窑数量,出现干燥隧道窑与烧成隧道窑的数量不平衡配置,只是通过码湿坯窑车在干燥窑外的静停,来提高烧成产量,此时干燥环节的条件更为苛刻,任一环节出现波动,产量不仅得不到提高,反而产生不良影响,生产成本增加。

针对福建某企业而言,其一烘两烧生产工艺的完善,必须调整原料性能,增加页岩配比,调整混合料粒度,降低成型水分,在静停线增加送热风预干燥。采取这些措施后,才能满足烧成隧道窑对干坯的产量要求,实现提高产量的目标。

4“两烘两烧”工艺的分析

  在“一次码烧”工艺中,还有一种干燥隧道窑与烧成隧道窑数量不平衡配置的方式,部分企业采用了“两烘一烧”或“四烘两烧”的工艺中,增加了干燥窑数量。此类不平衡焙烧工艺,由于干燥窑数量是烧成隧道窑的2倍,干燥工艺能够适应不同原料成分的变化,砖坯干燥时间延长,有利降低砖坯残余水分,提高干燥质量,从而能提高烧成产量。

5结束语

 “一烘两烧”或“两烘三烧”不平衡焙烧工艺的选择,首先需要考虑原料性能的适应性,由于其缩短了干燥周期,会导致窑车上的砖坯残余水分不一致,这些砖坯在烧成隧道窑内,,将出现裂纹和断砖,无法实现提高烧成产量的目标。

其次,隧道窑截面不宜超过3m,随着窑断面和码坯高度的增加,使砖垛阻力越大,内部湿坯水分的降低越困难。干燥过程需要延长。否则,因砖垛中部湿坯残余水分偏高,而在烧成窑内烧成速度较快,使得砖垛中部砖坯出现裂纹、断砖、垮垛等现象。    

烧结砖企业提高产量的重点应该落实在干燥环节,围绕改善原料性能、降低成型水分、湿坯静停和预干燥、延长干燥时间、增加干燥窑生产能力等采取措施,在此基础上,烧成隧道窑才能大幅度提高产量。

“两烘一烧”或“四烘两烧”的不平衡焙烧工艺中,干燥窑数量多于烧成隧道窑,有利于干燥质量和产量的稳定和提高,对增加烧结砖企业效益较为有利。

来源:陈荣生《砖瓦》

 

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