隧道式干燥窑塌坯时间一般为冬季,越是北方地区持续时间越长,短则一个月,长则三个月,轻则部分砖坯坍塌,重则整车砖坯甚至整窑坍塌,个别砖厂甚至因此停产,损失惨重。
隧道式干燥窑塌坯的原因主要有两种:一、淋塌,二、潮塌
砖坯淋塌的原因比较简单,主要是因为窑内顶板上或排潮烟筒内壁由于水汽而凝成水珠,大量水珠滴落到砖坯上,致使砖坯软化、粉碎,轻者最上面的几层坍塌,重者整车变成泥巴。产生大量水珠的原因:预热段空气绝对湿度达到饱和或接近饱和,接触到温
度较低的窑顶板或排潮烟筒内壁而产生冷凝水。
1:排潮温度太低(一般低于30度)
2:干燥窑保温效果不好,或根本没做保温,使窑顶内壁温度太底
3:排潮烟筒和排潮风机保温措施不当或直接未保温。
砖坯塌坯的原因比较复杂,其机理就是由于预热段空气绝对湿度达到饱和,砖坯在该段不仅不能排出水分,反而吸收水分而使含水率升高,砖坯强度随着含水率升高而逐步降低,随后坍塌。
淋塌和潮塌的最大区别在于:淋塌一般是砖坯自上而下损坏,而潮塌绝大多数是自下往上损坏。
下面重点分析一下潮塌的原因。
潮塌都是发生在干燥窑的预热段,其根本原因是:预热段中段内的空气温度达到了饱和,这种绝对饱和度热空气已不能在带走水分,而且该部分空气再向排潮风机不断移动时,由于砖坯的吸热和窑体的散热而使温度逐渐降低,这是空气中的水蒸气就要有部分析出,或成为水珠挂在窑墙、窑顶板上,或被砖坯吸收而提高了含水率,砖坯的强度随着含水率的提高而逐步降低,上层的砖坯就会因为承受不住上层的重量而坍塌,部分坍塌的砖坯堵塞了通风孔道,这就容易产生恶性循环,从一车的一小部分到一大部分,甚至整车坍塌,如果检查或处理不及时,继续进车则会出现全窑坍塌的现象。
空气带走水蒸气的能力是有限的,温度发生变化,其带走水蒸气的能力也随着变化,
同等体积的空气,温度越高,带走水蒸气的能力越大,反之越小。1m3标准状态下的空气在20°时能带走水蒸气18·56克,而在60°时则能带走水蒸气158·68克,其带走水蒸气的能力是20°时的8·5倍!即:如果在预热段中有1m360°的空气,假设其湿度已经达到绝对饱和,当排潮温度为20°时,则1m3空气要析出140·12克(标准状态),如果每小时排风量为6万m3,则每小时会析出8407·2千克(按标准状态计算),这个数字是相当惊人的。
以上分析可以看出,之所以发生潮塌是因为空气湿度在预热段达到了绝对饱和,而空气湿度达到绝对饱和的原因是 湿度过低或风量过小。
空气温度过低的原因:
1:预热段设计太长,或因操作原因人为地增加了预热段长度。
预热段长度的计算应该从排潮风机中心线算起,到第一个送风口为止,其总长度不超过干燥窑总长度的30%,过长则视热空气流程太长,导致降温幅度过大,从而使温度达到绝对饱和。
2:窑体保温效果差,有的属设计问题,有的属施工问题。比较突出的表现在窑顶上,个别厂家窑顶直接用120 mm/ 厚空心楼板覆盖,上面没有采用保温措施,只要出现零度以下的天气,窑内就出现塌坯:
3: 预热段窑体漏风,负压排潮的干燥窑中,预热段全部为负压,如果窑体出现裂纹,窑外的冷空气就会侵入窑内,尤其是北方寒冷地区,当气温低于零下6°时,只要有少量冷空气侵入窑内,就会造成大幅度降温。
4:送风温度低,抽风点风温低或由于其它原因造成焙烧窑整个冷却带(或于热带)温度偏低。
风量过小的原因:
1:送热风机或排潮风机设计风量太小。
2:操作原因造成的风量小。
A: 送热风机运行频率太低,
B: 送热风机前导器没有完全打开,提高运行频率风量也上不去,
C: 抽热或送热支管的闸阀开启量小
3:抽热支管、送热支管或分散排潮的排潮支管过细过少,即便全部打开也满足不了正常的生产要求。设计时一般要求抽热支管总截面>送热支管总截面>排潮风机(或分散排潮支管)总截面,但实际上很多设计单位都忽略了这一点。近年来新投产的隧道窑中出问题的可以说都是违反了这个设计原则。河南有一家新投产的砖厂,干燥窑使用送风风机为16D总风量为107560m3/h,而送风支管的总截面仅为0.69㎡,及时所有送风管的闸阀全部打开,只有风速达到43.3m/s才能满足风机的最大风量,这显然是不可能的,所以冬季经常出现严重塌坯。
4:风流短路
A: 由于窑内顶间隙过大(大于90mm),大量热风从窑顶间隙被排潮风机抽走,这部风热风基本没做功就被抽走,流经砖坯的有效风量太小。山东有一个干燥窑,其窑内顶间隙竟达0.5m,从头年的十月份到次年的四月份,没有一天不塌坯的,冬季只好停产。
B: 一次码烧工艺中焙烧窑为拱顶,但在设计或施工时图省劲,将干燥窑建成与焙烧窑同高度的平顶窑,为适应烧结要求,只能按照烧焙窑的尺寸码坯,结果坯车进入干燥窑后两侧出现较大断面的间隙,大量热风从两侧间隙被排除窑外,这种情况也极易造成塌坯。这种情况全国各地还不少见。
C: 干燥窑单窑门造成进车时风流短路。很多小断面干燥窑都设计单窑门,这实际上是不合理的,进车越频繁,顶车时间越长,风流短路越严重,也就越容易发生塌坯事故。
D :窑底风窜入窑内而造成风流短路。排潮风机距离窑头太远,(有的达10m多)而窑车和窑车之间、窑车与窑门之间又密封不严,很容易造成车底的冷风通过车与车、车与门之间的间隙窜入窑内(因为这一段窑内靠近排潮风机,而形成很大负压),这种情况也很容易造成塌坯、河南至少有十几家这样的隧道窑,每到冬季都出现塌坯。
还有一种情况:严重违反干燥窑进出车制度而造成塌坯。因成型或其它原因导致砖坯短缺,为了减少产量损失,只好从干燥窑出车端把未干燥好的坯车掏出来顶进焙烧窑,等砖坯供应正常后连续向干燥窑顶车,致使窑内风温急剧下降而塌坯。
这种情况就好比人吃饭一样,一个人一顿吃三个馒头,但前两顿因故未吃,第三顿饭一次吃下九个馒头,虽然一天的饭量没变,但因为没有消化时间而把胃撑坏。用数据简单说明一下;一条6.9m的干燥窑日产90砖12万块,每车码坯6000块,砖坯单重4.2㎏,砖坯入窑含水率11%,则每小时进入窑内的水分重2310㎏,假设因干燥窑缺车而在4个小时之内顶进了6车,则每小时进入窑内的水分为4158㎏,是正常进车时的水量的1.8倍!原先本来正常的风量现在变得严重不足,结果窑内砖坯塌得一塌糊涂。
综上所述,干燥窑的潮塌都发生在预热段,原因就是该段空气温度太低或风量太小,要想解决这个问题必须综合分析,对症下药,只有真正掌握了塌坯的机理,才能有针对性的提出解决的方案。
消除隧道窑烧成制品缺陷的方法及措施
隧道窑烧砖时造成烧成制品的缺陷有多种因素,每一种制品缺陷产生的原因各不相同,要分析其产生的原因并设法消除,才能提高制品质量。实际生产时容易出现的制品缺陷主要有生砖、焦砖、砖体产生裂纹、哑音砖、黑心砖等。
1、 隧道窑烧成过程中出生砖的原因及消除措施
在用隧道窑烧砖时,由于烧成温度偏低(低于烧成所需温度)或高温持续时间太短,保温时间不够,坯体内各种化学成分之间化学反应不充分,砖体内溶融液相量生成过少,致使制品黄哑无声,机械迁都很差,不符合建筑使用要求。消除产品出现这种缺陷的方法是严格控制隧道窑烧成带温度,是她保持在原料要求的烧成温度范围内,适当延长烧成带高温持续时间。
隧道窑坯垛两侧出生砖的问题也比较普遍,产生原因和具体解决方法如下:
a:码坯坯垛离窑内墙较远,边部间隙较大,坯垛与窑内墙之间形成既宽又高的真通风道坯垛边部的通风量大,使烧成降温过快。解决的方法就是要缩小边部间隙,坯垛与窑内墙的距离保持在50mm左右,边部坯垛要上下垂直,防止边部向内倾斜。
b、坯垛中部密、阻力大、窑内通风量中部小、边部大,烧成时容易造成中部火温高,边部火温低。解决办法就是及时调整码坯密度,中部减头码稀,边部加头码密,使窑内通风均匀,合理。
C、沙封槽加沙不满或沙风板弯曲变形,密封不严,检查道内由空瞭处沿窑墙侵入窑内,致使烧成边火降低。解决的方是定时定量给沙风槽内加沙,沙风板变形时要及时修正。
2、隧道窑烧成过程中出焦砖的原因与消除措施
在烧砖时,由于烧成温度偏高或温度持续时间过长,转体内溶融液相量生成过多,转体外形收缩过大,小于正常规格要求,虽然结构过密,强度很高,但仍不属于合格产品,消除这种产品出现的方法是严格控制隧道窑的烧成温度,使它保持在原料要求的烧成温度范围内,如果烧成带高温时间持续过长,则应适当加快降温。
3、 隧道窑烧成时裂纹产生的原因及消除措施
隧道窑烧成时砖体的裂纹有三种,所产生的原因各有不同,只要分析清楚解决起来也就比较容易。
a. 砖体表面产生网状裂纹
隧道窑冷热带降温过急,烧成的制品突然迅速冷却,砖体表而冷缩,内部热涨。在砖体表和内部产生内应力,在内应力作用下产生发状裂纹。生产原料对温度变化越敏感,产生发状裂纹的机会就越多。消除发状裂纹的主要办法就是保持烧成火度平稳,防止降温过快,适当地控制进车速度,少用或停用窑尾风机送风。
b. 砖体炸裂
由于人窑体不干,干燥残余含水率过高,预热升温过急,坯内水分在短时间内急剧汽化,积聚在坯体内,当坯体内水蒸气压力超过坯体强度时,便发生炸裂,破坏坯体结构。有的表面剥落,有的出现大裂口和断砖。消除炸裂产生的措施有控制砖坯的人窑含水率,延长预热时间,缓慢升温脱水。采用内燃烧砖,增大坯体的气孔等。
c.一般形式的裂纹
进入隧道窑干燥时的坯体,在预热过程中由于升温急,坯提表面水分蒸发过快,内部水分扩散慢,坯体表面干缩内部膨胀,所产生的应力致使坯体炸裂。如预热带过短时,坯垛上部升温急,坯垛过长时,坯垛中下部预热不良而进入高温段后又升温过急,都会发生裂纹。而且专愈潮湿,裂纹的程度愈严重。消除一般裂纹的主要措施是:坚持干坯入窑,减少坯体水分,坯垛稀码,调整用闸方法缩小预热带上下温差,适当放长预热带,延长砖坯干燥脱水时间等。
4、隧道窑烧成时砖体出现哑音的原因及消除方法
烧成过程中造成哑音砖的原因是多方面的,有的是砖体本身带来的,这种哑音砖将分布在全窑。有的是操作失误所引起的,这种哑音砖只分布在要的某些部位。所以,对窑体内的哑音砖要检查分析它分布规律和原因,然后采取相应措施。产生哑音砖的主要原因有;已经干燥的砖坯存放在潮湿的环境中,或者干坯入窑后与低温高湿烟气相遇,砖坯吸水回潮,砖坯不敢的时候受到再次吸潮的交替作用,其组织被破坏,高湿坯预热过急,未经充分的干燥就较快的生温,坯体产生内裂,潮湿环境中存放,及时排出窑内的低温高湿烟气,免得干坯回潮。高吸水量的坯体,应及时烧成,不能使其处于热冷交替的环境中。窑充分考虑坯体的干湿程度,采用合理的合理的升温速度对坯体进行预热。烧成的产品砖,要按照原料对温度的敏感程度,采取合理的降温措施,控制冷却速度,不能使高温砖降温过快,冷却过急,免得坯体产生裂纹或内部裂纹。
5、隧道窑烧成时产生黑心砖的原因及消除措施
黑心砖和压花砖是内燃砖常出现的问题。内燃烧砖烧成时,在砖体题内部和砖与砖叠压的部位,由于内参燃料燃烧缺氧而处于还原气氛中,该部位中的铁氧化物被还原成FaO或Fe304,故其颜色呈青色或蓝色。这些低价铁的氧化物具有强烈的助燃作用。所以,烧成时叠压处液相生成量比别处多,烧成后的收缩变形比别处大,常出现凸凹不平的现象。
消除黑心砖和压花砖的主要方法有;改进码坯方法,使砖坯条面和顶面的从叠面积尽量减少。适当延长烧成带的保温时间,使坯体中的内燃料完全烧尽。实行低温长烧,控制烧成带的升温速度,防止砖体表面过早玻化,供给窑内的足够空气,保证坯体内惨然料完全烧尽。该生产实心砖为空心砖和多空砖,增加内参燃料的粉碎细度,并使之与原料搅拌均匀,适当增大窑内通风量,使制品烧透。
6、隧道窑烧成时产生的白头转及消除措施
制砖原料和烧成所用的外加燃料,内参燃料,特别是劣质煤中都含有硫化物,烧成时这些硫化物燃烧生产二氧化硫,二氧化硫在氧化气氛中被继续氧化成三氧化硫,这含硫气体随潮湿烟气在预热带流过时被低温的砖坯吸收,烧成后在砖体表面生产硫酸盐,使砖体表面变成粉白色,入窑的砖坯愈潮,燃料的含硫量愈高,砖的白头现象愈严重,减少砖坯入窑的水分,降低码坯密度,缩短预热带,扩大通风量,防止砖坯烟气及时排出窑外,就能减少甚至避免白头转的产生。
7、隧道窑烧成时产生黑头砖的原因及消除办法
烧成时没然尽的煤焦和煤灰埋住,与空气隔绝,砖体的高价铁被还原为低价铁,使红色的砖颜色变成黑色或蓝色,这种砖就叫黑头砖。有的整体黑有的部分黑,多发生在砖垛的底部或煤焦堵塞处。防止这种砖的出现有效的办法就是,码坯要合理,通风要均匀,赶中火、保后火,前火不亮底不要投煤,投煤时要勤添少添,防止煤炭堆积,使燃料充分燃烧是防止或消除黑头砖的产生。
8、隧道窑烧成时产生面包砖的原因及消除办法
砖体在烧成过程中升温过快时,溶融液相生成过快,使砖体表面急剧玻璃化,但砖体内部产生的反应尚未结束,这种气体无法都过高粘度的溶体逸出,在坯愈积愈多,最后导致砖体内部膨胀,便形成面包砖。控制这种砖形成的有效办法就是,降低砖坯内的内燃掺配量,控制烧成温度和升温速度,采用低温长烧,适当减慢烧成进度,是消除面包砖的有效方法。
9、砖中石灰爆裂产生的原因及消除办法
制砖原料中的石灰石质僵石和内燃配料中的石灰石颗粒,在烧成过程中产生生石灰,砖出窑后在大气中水蒸气的作用下水化消解,变为熟石灰,这种石灰的体积膨胀为1.5——3.5倍,体积膨胀的应力很大,使砖体表面炸裂,致使砖体表面发生剥落,或者粉碎。消除石灰砖爆裂的方法是,在原料或内掺料含有石灰石时,加强原料和内掺料的粉碎工作,使其颗粒保持在1mm一下,石灰石颗粒愈小,则其膨胀是产生的应力愈小,就对砖体危害不大,在延长烧成时间,适当提高烧成温度30-50℃,使石灰石与二氧化硅反应化合,生成硅酸盐,不但能够消除石灰爆裂,并能提高砖的机械强度。
10、砖体泛霜产生的原因及消除办法
泛霜是砖内存在的可溶性盐类的溶液在砖表面再结晶的结果,严重时会使砖发生鱼鳞状剥落,影响砖体的耐久性。如果延长烧成时间,增加原料粉碎细度,或者生产多孔砖、空心砖、烧成过程中将砖坯烧透,物理化学反应完全,就可以减少或消除砖的泛霜现象。
来源:中国砖瓦论坛
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