1、前言

我国的烧砖历史,源远流长,先人们将经验一代代传承至今,随着社会和环境因素的改变,烧砖用的原材料发生了很大的改变,由原来的黏土为主变成了现如今的多种多样:煤矸石、炉渣、粉煤灰、页岩、淤(污)泥、建筑垃圾等一系列的自然资源和工业废弃物资源。原料处理工艺也随之发生了较大的变化,如何选用正确的处理工艺是一个错综复杂、系统化程度高的工作,原料处理应当引起足够的重视本文将对原料应该做哪些方面的处理来阐述分析,以便同行进行探讨,后续文章将再阐述不同原料及制品应选用什么样的工艺和设备。

2、原料处理

2．1原料化验

祖国大江南北的制砖原料多样化,导致原料含水率、硬度有高有低,颗粒有粗有细,热值料的发热量不矿物组成以及化学成分也各不相同,所以首先要进行的是原料化验。原料化验不是直接的原料处理,但却是指导原料处理工艺的必要前提。原料化验不仅仅是对原料含水率、热值、塑性和化学元素分析,笔者认为最为关键的还要对原料矿物组成洪行分析,大家都知道不同的矿物组成影响了化学元素不同的存在结构,这会对原料化验结果产生一定的误差,所以建议对拟用原料进行较全面的矿物组成分析。从原料化验结果分析,结合产品纲领,能够指导

代采用什么样的设备来处理,以及原料处理到什么样的用程度,进而确定原料处理工艺。比如通过分析原料的成含水率和塑性,我们可以论证采用一次码烧还是二次码烧工艺;分析原料的感敏性系数,可以指导设计干燥室的风路及结构;分析原料中含硫量(污染物来源),可以指导设计窑炉的烟气处理工艺以便达标排放;分析原料中的含硅量、含铝量,可以指导窑炉烧成温度,确定窑炉使用的耐材以及结构;分析原料的含钙量,可以指导原料处理到什么程度的颗粒级配来有效避免石灰爆裂;分析矿物组成,可以指导设计窑炉的烧成制度,确定窑炉的长度等。原料化验并不是花冤枉钱,而可以避免工艺设计不当。

2．2原料晾晒与脱水

随着砖厂建设规模的扩大,原料的用量也随之增大,很多原料会露天堆积如山,原料经过日晒雨淋,尤其塑性高的原料自然含水率会较高,如果选择了一次码烧工艺,找空地晾晒是最有效也最节能的做法。有些砖厂觉得用铲车等机械摊晒原料是花冤枉钱,殊不知湿的原料一旦进入破碎系统,对厂里造成的损失可不是省下的机械费所能弥补的。首先,湿的物料容易堵塞、黏糊破碎设备,降低产量,如山东泰安某厂平时破碎产量约50t/h~60t/h,下雨天时仅为40t/h左右,要达到产能,必须延长工作时间,增加电费和人工。其次,湿的物料对设备的磨损程度近似干物料的两倍, 该厂笼破正常生产干料1200t~1300t时换一副笼,而雨后物料湿时生产600t~700t便要换一次笼。采用淤泥做砖的企业尽量寻求足够的晾晒场地,就目前国内处理设备来看,将原料含水率控制在20%左右,采用各式各样的方法基本上就能有效处理了。有的企业也考虑上烘干机,如果只是生产附加值低的产品,成本增加太多。总之,笔者认为要降低原料的原始含水率,最好的办法就是利用大自然的力量,既然水是大自然给的,那就让大自然再收回去。要么选用二次码烧工艺,但需要从各个方面充分论证。

2．3原料配料与给料

配料主要考虑原料是否有大块,以及大块是否被剔除。混料前剔除大块原料与热值料混料后的剔除会影响砖坯发热量,采用电子皮带秤基本能达到一个很高的精准度。大块物料需要加颚破的,在颚破前最好加振动给料机,颚破后面跟板式给料机。有的砖厂在颚破前加板式给料机,板式给料机的闸板因考虑打块料而往往提的很高,转速很慢,所以存在给料不均匀现象,板式给料机出现一波一波间断性下料的现象,对后面锤破机的电流稳定性和产能都有影响,失去了板式给料机均匀定量给料的意义。当然也有在板式给料机料斗上面加格栅来阻挡大块物料对链板的冲击、砸压等问题,也有在板式给料机上安装滑落篦子让大块物料直接进颚破,小块物料进板式给料机的方式等等。所以是否加电子皮带秤计量,是否加颚破以及颚破和板式给料机的安裝顺序等需要根据现场实际情况来确定。

2．4原料的颗粒级配

颗粒级配的重要性,相信很多人都知道,但究竟处理到什么样的细度,却很少有人去关注。原料的颗粒级配是否合理,将对产能、陈化、成型、干燥以及焙烧都起着决定性的作用。利用煤粉、炉渣或粉煤灰,掺配胶结材料生产烧结砖,热值料基本都会经过粉碎机粉碎达到要求。胶结原料处理工艺过于简单,比如只用对辊将原料过下,就会存在颗粒过大、过粗的现象,与炉渣、粉煤灰等混合不好。混合料的可塑性差,进入砖机的泥料在泥缸里移动时颗粒之间的内摩擦及其与泥缸、机头机口等的外摩擦阻力就会大,泥料走不动,不仅增加能耗,还影响产量和砖坯的质量。生产过程中抓一把要进陈化库的料,在手心里对搓,有大颗粒刮手的现象即视为原料过粗。

相对来讲,原料颗粒越细,混合越均匀,泥条的密实度越高,切出的砖坯表面光滑,外观质量好,强度也高。但也绝非原料越细越好,原料太细会阻碍氧气进入坯体内部的速度和数量,在同样的焙烧温度下,细颗粒多的混合料比粗颗粒多的混合料更容易产生黑心砖。所以应该在保证坯体强度的前提下适当提高粗颗粒的比例,使氧气能顺利进入砖坯内部。另外原料如果太细,泥条的密实度太高,则不利于砖坯的干燥,如采用人工干燥的,会增加能耗。又如煤矸石原料,若要求处理后原料中小于0.1mm颗粒越多,不管采用哪种设备,台时产量均会降低,电耗增加,磨损增大,费用提高,成本上升。所以,控制好煤矸石类原料的颗粒级配,以满足成型和烧成制品的强度标准以及吸水率、抗冻性能的要求而不是颗粒越细越好。

2．5原料的混合与陈化

此处提到的混合不同于上述讲的配料,旨在追求粉碎好的原料掺混均匀。有些泥质原料本身含水率较高,掺入热值料以后差不多达到制砖要求的水分,所以,有些人觉得没必要加水搅拌了,就将搅拌机去掉,其实这是不可取的。一搅的作用不仅仅是加水,更重要的是搅拌均匀,不加搅拌机也建议用其他混料设备来代替,从产能和效果来分析,搅拌机还是最佳首选。

陈化不仅可以提高塑性,而且还可以提高原料的流动性和黏结性,使成型的坯体表面光滑平整。有的砖厂原料不经过陈化库就直接可以挤出成型,甚至有的粉煤灰原料经陈化后反而起到反作用,当然,这与原料特性、处理方式以及地域环境等诸多因素有关。大部分原料从生产系统稳定以及提高产品质量角度来讲,陈化库尤为重要。

3、总结及建议

由于我国地域辽阔,地理及气候条件差异大,导致原料的性能差异性较大,或许因为处理工艺复杂工艺设备的发展又很少有针对性的研发和制造,导致行业没有形成完善的合理化体系。砖厂老板在建窑时往往也没有足够重视,在考察几条生产线过后,参照其他厂的方案就稀里糊涂选定了原料处理工艺和设备,后续生产过程中出现这样那样的问题,有的老板找到了症结所在,及时改造了原料处理方案,有的却没有发现,把问题的原因归咎于砖机、码坯机、窑炉

等设备上来,甚至还有的把责任推给了烧窑师,令人哭笑不得。原料处理工艺涉及设备投资、运行成本、产能、产品规格质量等多方面的问题,建议砖厂老板重视原料处理,只有重视才会用心考虑原料处理到什么程度,才会进一步考虑用什么样的设备合适,不能简单的拍脑袋说用对辊、用破碎机、用打土机,更不能照搬别人的生产工艺,只有最好的原料处理才能烧出最优质的产品。