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慎用一次码烧“烘烧连通窑”(三)【麟工窑炉】
时间:2017年12月07日    点击:次    来源:隧道窑

②、“烘烧连通窑”设计和建造者的资质和能力令人质疑

 

推介“烘烧连通窑”的设计者和建造者,也就是那些窑炉公司,大多都是没有设计资质和施工资质的非专业人员,有的就是个别一两个人就出来大包大揽。他们不是按照烧结砖瓦技术理论去设计和建造窑炉,仅凭个别“烘烧连通窑”偶然成功的特例到处去生搬硬套,有的甚至是个人主观臆造,说不出什么科学的理论根据,也道不明什么成功可靠的经验,甚至缺乏砖瓦生产线设计和建设基本而简单的常识。设计制图不按规范,施工只求造价低,不考虑不同原料的性能特点,不顾及当地的生产条件和生产环境,更不顾生产质量和使用效果,甚至都没有设计说明书和施工图纸,有也只是一套简单的“万能纸图”。几乎所有的“烘烧连通窑”都没有能指导和控制生产的最佳温度曲线,有的虽然安装了一些测温仪表,但只设计了半截温度曲线---仅焙烧窑部分。也没有正确的全窑压力曲线,整条窑都不安装压力监测仪表,无法了解窑内各部位的气流压力分布状态。并且没有制定用于正确指导“烘烧连通窑”生产的合理工艺制度,在实际生产使用中很难掌握和调控,全凭生产企业自己反复调试,不断试验摸索,造成试生产过程很长、损失严重、塌坯倒垛、产品裂纹或其他严重损失。有的干脆就是失败的设计,根本不能正常生产。

 

③、“烘烧连通窑”工艺设计的缺陷

 

“烘烧连通窑”被推介的最大卖点是这种窑具有“工序简洁、操作简单、投资少、产量高”等优点,但这些优点被夸大以后就失真了,被滥用以后就失灵了,反而成了一系列牺牲产品质量、浪费能源等严重缺陷的原因。

 

a.干燥室和焙烧窑连通一体的缺陷

 

一次码烧“烘烧连通窑”把码坯、干燥、焙烧三个工序合并为一个工序,是比干燥室、焙烧窑分开设置的工序简化,少了一道托运、顶窑车工序,而且造价也少。但这不符合现代工业流水线生产工序布置的基本原则。因为受挤出机工作制度和吞吐率制约,码坯工序的吞吐率和干燥室、焙烧窑不一致;又因坯体的干燥周期和焙烧窑的烧成周期不太可能一样,干燥窑和焙烧窑的进车时间间隔不一定相同,干燥工序和焙烧工序的吞吐率也不一样。按工业流水线工序布置原则,吞吐率不一致的工序不能直接衔接,更不能连通一体,吞吐率不同的前后工序相互之间应该断开设置缓冲储存工序,保证有合理的贮存量,才能实现工序同期化和生产线平衡化。否则,必然会因各工序每一单位时间产量(不是平均单位时间产量)不相等或不成整倍数而造成流水线各工序平衡失调、生产秩序混乱而影响产量、质量等问题。在质量上,把吞吐率不同的干燥室和焙烧窑两工序建成直通一体,强迫干燥室和焙烧窑同期、同步、同进度运行,结果只能强制一工序服从和跟随另一工序运行,结果必然令被动随同的工序生产不正常而影响产品质量。“烘烧连通窑”的干燥段和焙烧段连通,相互之间没有可缓冲、可周转、可避免的灵活性和可调性,结果是不管坯体和窑内热工状态如何只要其中一个工序出问题必定会影响其他工序,如同一根麻绳拴了三个蚂蚱一样,捆绑到一起一快乱蹦一块乱跳。比如码坯不当,进干燥室就可能倒垛,假如干燥室一倒垛,发现了也清理不出来,要一直倒到焙烧窑,影响焙烧窑的正常运行,直至出窑。再比如阴冷天气焙烧窑温度低余热不足,就可能影响干燥室坯体不干,残余水分高,明知湿坯残余水分高却不能调整出来另行脱水干燥,还必须跟着焙烧的需要随直通窑紧接进焙烧窑预热带,极易导致坯体在焙烧窑里塌坯或裂纹;同时还会多消耗焙烧窑热量,使焙烧窑温度降低而烧成欠火砖或裂纹砖,从窑头到窑尾没有分开调整和补救处理的条件,造成生产线的连锁失误,恶性循环。事实上这种情况普遍存在于“烘烧连通窑”生产线上。

 

b.“烘烧连通窑”干燥段与焙烧段中间只设一道闸门的缺陷

 

“烘烧连通窑”把干燥窑和焙烧窑连通一体,中间有一道闸门隔开(轮窑是纸档),省略了干燥后干坯出干燥室再进焙烧窑的摆渡、顶车等坯体(或坯车)运行操作。这样操作是简单了,但会因为相互之间没有可缓冲、可调整、可避免或可补救的可能性和灵活性,反而使实际生产运行更复杂、更麻烦。特别是隧道窑每次进窑车时,中间的闸门必须打开,这时必然破坏干燥窑内和焙烧窑内原本正常运行的工作环境,原本正常的温度曲线及零压点、临界点都乱套了。因为靠近中间闸门的前端是干燥窑的尾部,是余热风机往干燥室的送风带,正常时这里热风是强正压往窑门方向移动,并且在这里是温度高而湿度低,靠近中间闸门的坯体基本干燥(仅剩残余水分)。而靠近闸门的后端是焙烧窑的预热带,是排烟风机抽取烟气的位置,正常时这里气流是强负压,把预热带的湿气和焙烧带的烟气抽过来排放到窑外,这里的温度较低,气体湿度较大。正常时中间闸门两边的热工环境截然不同,甚至相反,但有闸门隔断互不影响。可是当中间门打开时,排烟风机在焙烧窑的抽风口和余热风机在干燥窑的送风口几乎是口对口了,形成了短路,排烟风机直接抽余热风机送进来的余热,而对焙烧窑减弱了预热带和焙烧带的抽力,窑内抽力变小会出现上火快,底火慢,后火降温慢等问题而严重影响产量和质量;整个预热带、焙烧带、冷却带都会后移,窑尾冷风正压增加风量增大,会造成制品急冷爆裂等缺陷。同时,对干燥室这边是大部分余热风机送入的热风被排烟风机抽走排空(能源浪费),往干燥室前端送热风的正压减弱,送往干燥室内风量、热量也减少,整个干燥室内温度降低湿度增加,靠近中间闸门的干坯可能吸潮产生网状裂纹等缺陷。而干燥室前端靠近窑门部位会降温凝露导致塌坯倒垛。事实上这确实成为“烘烧连通窑”造成产品质量缺陷的主要原因之一。

 

c.“烘烧连通窑”干燥段与焙烧段中间不设闸门的缺陷

还有的“烘烧连通窑”更简单,在干燥段与焙烧段中间干脆没有闸门,一通到底,只有一台排潮风机全负压运行,什么排烟风机、余热风机、窑尾风机、窑底平衡风机统统没有,是典型而且极端的焙烧捆绑干燥运行的工艺。强制干燥段湿坯干燥速度及干燥周期和焙烧段干坯升温速度及焙烧周期一致,同时同步运行。这种窑操作运行时事实上无法同时兼顾干燥段和焙烧段的热工制度:如果按干燥段坯体干燥脱水的状况需要调整风机的抽力,那焙烧段正常的风压、风量也会同时改变,各个位置的温度必然也会变化而造成焙烧异常。同样道理,如果按焙烧状况需要调整风量、风压或温度的话,干燥段的温度以及临界点都会变动,严重时甚至会使焙烧段的火偏移到干燥段。所以这种窑实用、有效的调控设施和调控手段很少,很难同时把干燥段和焙烧段运行状态及工艺参数调整到最佳状态。事实上整个窑的操作往往只是注重焙烧段的变化,忽略干燥段干燥制度是否正常,或者说根本不能兼顾干燥段的运行和效果。实际生产当中企业只能简单的控制焙烧段两三个车位的温度,只要这几个车位达到或超过某一温度值时,不管进车间隔时间多少就赶快从窑门顶一车,根本顾及不到干燥段是否需要和是否适应;进车时间成为动态不固定,不能保证坯体干燥脱水过程的均衡稳定,因此造成了坯体干燥裂纹、残余水分高等缺陷。同时,坯体干燥质量的问题也直接影响焙烧段预热带气氛,间接影响到焙烧带气氛。造成整个窑的恶性循环,例如:干燥段温度低→坯体到焙烧段预热带干燥耗热多→到焙烧带热量不足温度低→到冷却带余热不够→干燥段温度低,结果又造成制品焙烧过程的裂纹、欠火或者哑音等缺陷。

 

d.“烘烧连通窑”进车端只设一道窑门的缺陷

 

一般干燥隧道室和焙烧隧道窑在进车口都是分别设有间隔一个车位的两道窑门。有两道窑门的隧道干燥室,每次进车时先打开第一道门,进车后关住第一道门然后打开第二道门,再由门下的油缸顶窑车到第二道窑门后,最后关住第二道窑门,即完成一次进车的操作。这样在整个进车过程,有两道窑门先后轮换封闭可以保证阻止窑门外冷空气的侵入(窑门封闭不严漏气另当别论),窑内正常的工艺环境和热工制度基本不受影响。同样的道理,焙烧隧道窑设置两道窑门可保证整个进车过程中窑内正常的工作环境和热工制度也基本不受影响。如果设有两道窑门的窑,单图简便省事把第二道门常打开,只开、关使用第一道门话,肯定会造成产品质量的缺陷,这是不争的事实。

 

但是所有的“烘烧连通窑”在进车口都是只设一道门。一道门当然比隧道干燥室、焙烧隧道窑各设两道窑门(共四道窑门)的操作要简单多了,但问题毛病也多了。以“烘烧直通”隧道窑为例:靠近窑门的几个车位是排潮风机抽取窑内湿气的位置,是干燥预热段的一部分。这里靠近排潮风机,气流负压大,抽力大,温度高于室外,相对湿度90%以上。因为只有一道窑门,进车打开窑门时窑外冷空气受排潮风机作用大量涌进窑里,靠近窑门排潮口附近部位湿坯平稳升温脱水的正常干燥状态突然遭受窑外进来的高速冷风袭击,这些部位突然反向风速加大、温度降低、相对湿度增大,坯体表面急剧脱水极易产生裂纹,或表面凝露吸水可能塌坯倒垛。这时排潮风机主要抽窑门外冷风而对窑后部的抽力减弱,后部负压减小,正压提高,火速减慢,上火漂浮,显得排烟风机抽力不足。窑内各部位的温度、湿度、压力都发生不正常的急剧变化,造成整个窑前窑后全都不正常。这种状态,从开启窑门开始,到进完窑车、关好窑门并待窑内气氛恢复正常,大约持续5分钟左右(不同生产线时间不等)。而一般“烘烧连通窑”的进车间隔时间为4050分钟。也就是说,“烘烧连通窑”里所有的砖坯在整个干燥、焙烧过程中有十分之一以上的时间是在极不正常的恶劣的热工气氛中运行,而且是频繁的不到一个小时就要经历一次。再加上打开窑门进车时还要同时打开干燥段与焙烧段中间的闸门,同时把两项严重影响生产工艺和产品质量的因素叠加在一起,造成整个窑炉里工作状态和热工制度的混乱简直无法估测;造成整个生产过程中的问题和缺陷之多难以叙清,最后焙烧出的产品很难找到一块合格品,不是有干燥裂纹就是有焙烧裂纹,不是过烧就是欠火,甚至塌坯倒垛。这是“烘烧连通窑”造成产品各种质量缺陷的最主要的、最重要的原因。

 

e.“烘烧连通窑”窑体短、进车速度快的缺陷

“烘烧连通窑”能实现造价低、产量高的秘诀就是窑体短、进车速度快。这类窑的干燥段连同焙烧段共长130m左右,有短的还不到100m,长的也就150m上下,还没有一般正规生产线单独一条焙烧窑长。光是窑短还不算什么大问题,更主要的还都是进车速度快,进车间隔时间大多4050分钟;干燥焙烧周期短,连烘干带焙烧不到30个小时,有的甚至更短。一条内宽3.6m“烘烧连通窑”日产量可以达到20万块(普通实心砖)。笔者甚至还见到有日产量28万块的“烘烧连通窑”。但是,毫不夸张的讲,这些窑烧出的砖很难找到一块符合国家标准的合格品:每块砖都布满了裂纹,有的是网状纹,或交叉状纹、放射状纹、纵向纹、横向纹、斜纹、压裂纹等各种各样;条顶面棱边上的贯穿裂纹比比皆是;砖经过焙烧带只是高温火燎了一下,看外表颜色好像烧成了,但因时间短里面基本都是夹生、哑音。这样以牺牲产品质量为代价、单独追求高产量的生产设施和管理方式实在不可取,更不值得推广和效仿。如果不顾质量只要产量的话,不要说是“烘烧连通窑”,随便任何一个砖瓦厂都是很容易做到高产量的,无非是加快进车速度缩短焙烧周期而已,无非是生产废品砖而已。但这样不仅损人害人,最终会毁了自己,会影响整个砖瓦行业的形象,影响我国砖瓦行业的正常发展,必须坚决予以制止。

 

1. 解决一次码烧“烘烧连通窑”的缺陷问题的办法

 

一次码烧“烘烧连通窑”在我国屡屡出现,但在欧美国家实为罕见,未见国外有所报道。询问了几位曾经多次出国考察的专家、领导,也都没有看到国外塑性挤出成型的砖瓦企业有使用一次码烧“烘烧连通窑”的生产线。这未必是外国人脑子笨想不到这个点子,可能也有人曾经搞过一次码烧“烘烧连通窑”,只是这种窑问题多,不成功不能用而已。事实上在我国凡是使用一次码烧“烘烧连通窑”的生产线,除少数特例外,大多生产线都有产品质量缺陷的问题,虽然各家产品质量的缺陷不尽相同,但却都是比较严重。

 

因此,不管选用一次码烧轮窑、一次码烧“烘烧一体”隧道窑还是一次码烧移动式环形隧道窑,一定要谨而慎之。如果没有相适应的、好的建设条件和生产条件,没有真正可靠的技术保障能够避免这类窑的缺陷,最好不要冒险选用。

 

对于已经在使用一次码烧“烘烧连通窑”的生产线,有什么办法可以避免生产产品的严重质量缺陷呢?以下建议可供参考:

 

1)设法降低坯体成型水分,控制在坯体入窑含水率不超过湿坯干燥临界点时的含水率;(2)有条件的话把“烘烧连通窑”的一道窑门改造为两道窑门。如果改造两道窑门条件不可行,可以尝试在开启窑门进车时,通过调整变频器适当减少排潮风机的转数,或关小排潮风闸(因为窑门开启时排潮风机就已经减少了对窑内潮气和烟气的抽力),降低风机抽力,减少窑外冷风袭窑;(3)采用泥料加热成型工艺,使坯体成型温度接近窑门里排潮气体温度,并且及时进窑不要“静停预干燥”;(4)如果原设计码坯层数多,下层压裂严重,可以在窑车上码放一两层耐火砖或红砖做支架砖,减少湿坯的有效码坯高度;(5)采取相关可行而有效措施,解决一次码烧工艺容易造成坯体质量缺陷的“六高”原因;(6)降低进车速度,延长窑车进车间隔时间,按照能够保证产品质量的、科学合理的干燥周期、焙烧周期控制生产,不能随意单纯追求高产。

 

以上办法可能有效,但不敢保证能彻底解决一次码烧“烘烧连通窑”的所有缺陷问题。以上办法如果因条件限制不可行或无效,那最好还是改为二次码烧工艺,或还是一次码烧但另建隧道干燥室,把湿坯的干燥工序改到“烘烧连通窑”以外的场地或设施中进行,使“烘烧连通窑”仅为焙烧干坯体的焙烧窑。例如江西有家企业的一次码烧移动式环形隧道窑,按原设计一次码烧工艺没能生产出几块好砖,产品全是裂纹、破损等严重缺陷。后来改为把湿坯先在环形窑道内的圆型空地自然干燥到含水率接近临界含水率,然后再码放到移动环形窑焙烧,结果产品质量有很大提高,裂纹、破损砖很少,只是增加了操作工序和用人成本。还有,有两条一次码烧“烘烧连通”隧道窑的企业,改造为一条窑专门用作干燥室,另一条专门用作焙烧窑,也较好地消除了产品缺陷严重的问题,产品质量大大提高了,只是产量受到影响。这些虽然是企业的无奈之举,但总比停产关门和推倒重建损失要小得多,更比尽生产些废品砖给企业自己和给社会造成的损失小,也不失为解决一次码烧“烘烧连通窑”的缺陷问题的办法。

来源: 中国砖瓦工业烧结技术信息中心

 

 

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