近几年来随着国家墙材产业政策的调整,制砖进行以一次或二次码烧生产工艺为主的隧道窑被推广开了,它所附属的砖坯干燥设施——干燥窑在整个生产流程中发挥着重要的作用。各企业干燥窑的运行状况可谓良莠不齐,加之焙烧技术的日臻完善使窑炉的行火速度高达4.8m/h~6.0 m/h,这势必造成焙烧用坯数量的加大,从而使干坯的供应变得捉襟见肘。让我们不得不对于干燥窑做更深入的探索研究,改进、完善、提高干燥窑时的产能,从而满足焙烧窑炉对砖坯的需求,实现企业良好的发展。
1 干燥设施
某些企业的干燥窑因设计、施工方缺乏主管部门和行业权威部门的监管,存在着设计缺陷、再加上施工时粗制滥造等,致使一些企业投产后因干燥产能低劣,造成了不小的损失,甚至到了亏损经营的地步。
设计干燥窑时要综合考虑保护环境、节能利废、降低建造费用、制坯原料及挤出砖机的性能、制品规格和类型、焙烧窑炉的坯垛结构及用坯数量、本地区的气候、员工易操作性等因素,量身定制适合自己特点的干燥窑。
1.1 干燥窑的长度、宽度、高度
干燥窑的长度决定着干燥周期的长短和干燥效果的好坏。窑长度合理时各供热、排潮设施能运行有序,坯体在干燥时的各阶段反应较为平缓,温度、湿度曲线相对稳定,干燥效果好于较短长度的窑炉。但也不是越长越好,干燥窑过长时的弊端如下:①一旦在干燥早期出现侧部塌坯现象时,装湿坯的窑车移动会擦塌其他坯垛,导致坯体损坏率较高;②气流在较长的结构状态下阻力变大,影响了良好的干燥效果;③易发生回潮、凝露;④增加了设备、设施方面的投入,电耗也随之提高。
干燥窑宽度与高度要与焙烧窑炉(一次码烧)尺寸相一致,坯垛与窑的边隙与顶隙距离在6cm~8cm为佳,这有助于减少坯体裂纹、塌坯、干湿不匀等现象。
就3.0m~4.0m中断面焙烧窑炉而言,配置的干燥窑炉长度在60m~100m之间的较多,有些厂家为了强化干燥效果,用建造多条干燥窑条数的办法来达到目的。
1.2 排潮与送热
排潮形式可分为正压与负压两种,正压排潮可略微节省一些动力消耗,但四处弥漫的烟尘对环境构成了危害,治理起来难度较大。负压排潮的排潮力度较强,受外界气候影响较小,烘干效率相对较高,有利于烟尘收集,处理起来也便利。
负压排潮细论起来又分为顶部、侧上部和侧下部排潮三种结构,单纯的一种排潮结构都是不完善的,易造成气流及温度的分层现象,干燥效果不如立体型结构的好。当全是侧下部排潮时,易产生回潮现象,凝露率就高,坯垛倒塌的概率随着增高。全是上排潮时,坯垛的中下部分通风量变小,预热、排潮效果较差,也易引起坯垛中部倒塌。
无论采用哪种排潮形式都要符合排潮的原理,随意的用风方式将破坏干燥窑内局部气流走向及速度,使窑断面温差变大,预热、排潮效果变差。排潮长度要因窑型和原料性能而定,短了易造成回潮;过长时就把干热风抽走了。各个排潮口都要安装有闸门装置,以便使用起来得心应手,扩大调节空间。
送热形式分为顶部送热和测下部送热两种,一般出坯端加密或加大了送风口数量和力度,送风温度一般在20℃~150℃,温度呈梯度分布为佳。
在干燥调试阶段,要观察排潮量与送风量两者之间的比率大小(负压排潮模式),常规情况下送风要强些,排潮力度要小些,这就是常说的正负压兼有的排潮、送风模式。这样排出潮来气流减少了涡旋、憋气,能顺畅地流动,所带走的水分就多。在出坯端要有2-6个车位的正压区域,这样不但可以让高温气流到达坯垛的各个空间,提高坯垛的干燥均匀程度,还能在严寒的冬季稳定出坯端乃至更里面的窑温,保障了干燥效果。
1.3 轨道
轨道铺设时它的中心要与窑道中心相重叠,误差太大时使窑车跑偏,造成脱轨掉道,卡死窑车,擦塌坯垛或左右窑墙与坯垛的缝隙距离大小不一,影响了正常的干燥运行。轨道铺设时除了做到平直、竖固外,轨与轨连接处的收缩缝、膨胀缝隙尺寸要合理,太小了受热后轨道紧顶在一起,使轨道变形受损,太宽了车轮在移动时会顶坏轨道,并且引发坯垛的晃动造成倒塌。
1.4 风机
风机主要分为排潮风机与传热风机两类,在配置风机时要在实际需要功率、风量基础上要再大一些,并且安装变频装置,用来调节风量大小以及节电之用。每天要定时检查风机运行情况,看是否有损坏或电源、电器故障造成的停机,有没有颤抖、跑位、传送皮带损坏、脱落等不正常的现象,细听有没有杂音怪声,做到勤于维护,把故障消除在萌芽状态。
发电机平日里要养护好,一旦停电时力争在数分钟内启动运作。否则干燥窑内的坯垛在长时间的湿热状态下极易倒塌。
1.5 风道
各排潮、送热管都要预设有工人进入口,以便于调试风量和排送风结构、维修闸门、清理排风口内的坯块杂物等。各风道的尺寸要设计的宽松些,严禁急转弯或局部过细或距离过长。让通风量变小、变缓。杜绝气体跑漏、吸入现象的发生,送热风管道要做好保温工作。
1.6 沙封
不少企业对干燥窑内的沙封、曲封设施不重视,让温度向车下面跑漏或在排潮阶段使窑炉的内部空间变大,前者易烧坏车轮轴承,后者减弱了排潮的力度。
1.7 观察窗口
观察窗口的设计对查清塌坯、裂纹等干燥缺陷极有用处。观察窗可砌筑成55cm x 57cm大小的长方形,观察窗的密度可沿窑长方向6m~10m一个,分布在窑顶的上部,平时可用轻便的盖子盖上,糊上草泥防止漏气,上面用塑料布盖严实。
1.8 窑门
窑门是为了隔阻干燥窑内外气流、温度的互串,营造内部良好的干燥氛围而设置的。窑门设置时要从密闭、坚固、操作时不易损坏等方面着手。窑门损坏的原因:提升时窑门突然下落摔坏;装湿坯时因大意多装入坯车而顶坏窑门;摆渡车在行走时的擦剐等。窑门一旦损坏变形,修理时要恢复到原样是比较困难的,尤其在严冬季节里热量大量的溢出或冷风的吸入,将对干燥效果有很大的影响。在安装窑门时要设置有断绳刹车设施,这样既防止摔坏窑门又保障了操作员工的人身安全。窑门的门框可砌筑在凹陷的窑墙内,减少了摆渡车在移动时的擦剐概率。
干燥窑的设计和建造性能的优劣,可反映在干燥效果方面,一条优良的窑炉也是各环节设施都完善的结果。这样的设备多见于权威部门所作的项目中,比如:西安墙体材料研究设计院在豫西地区设计的窑炉可见一斑。它的长度相对是短的,所配置的风机数量、动力也较少,可干燥窑效果却较好。究其原因是充分利用好了窑内的每一空间。用好了各种设施。
2 温度、湿度、风量
温度、湿度、风量这三者在干燥时伴随着坯体干燥的全部过程,相互之间有着千丝万缕的关联。温度与风量在干燥中有着不可替代的作用,两者少一样或不完善就会影响到效果。湿度的存在并不全是对干燥有着不利的因素,比如在干燥初期就得依赖一定数量的湿度来保障坯体的不开裂。
在干燥窑内温度、湿度、风量三者的运行状态如下:
进湿坯端 风量(由小到大) 出干坯端
湿度(由大到小)
上述显示了这三者在干燥运行时应具有的模式,一些干燥缺陷的产生大多情况下都是不同程度地违背了这种规律。
2.1 温度
干燥窑内的温度来自焙烧窑预热带的烟气热和保温带末端的余热,热烟气中含有一定数量的潮湿气体,当浓度过大时会对干燥造成坏的影响。这种高浓度的潮湿气体来自于残余含水量较高的坯体,湿气再通过焙烧窑内的哈风返回到干燥窑内,对干燥形成了恶心循环。设计合理的焙烧窑在预热带初期阶段把潮湿烟气排到外面,只利用预热带中后段的干热风作为干燥介质,取得了较好的效果。
保温带末端的余热大多集中在砖垛的中上部位,所以抽取余热的哈风口要设计在该部位,并且前后位置要恰当,过于靠近高温区域时影响焙烧火温和制品的品质,靠近冷却带时可利用的温度又太低。
干燥窑的热量来源状况是不可小视的环节,在我国北方地区严冬时,如果不能保障足够的热量输送,则会使干燥受挫,影响到企业的全局生产。
2.2 湿度
坯体中的水分来源于两部分,一是在制坯过程中原材料本身的水分;二是陈化、挤出时添加的水分。含水率越高的坯体对干燥窑越不利。因此,要在制坯时设法控制它的水分,采取原料陈化、调节挤出机、控制加水量、入窑前长时间放置砖坯等措施减少湿坯水分,为干燥提供一个良好的起点。
湿坯被推入干燥窑内的初期,就开始接触风压、温度、湿度,此时要控制好这三者的量,湿度要大小适中,这时的潮湿气体主要来自窑内的中后部,湿度过大时就会产生我们常说的回潮,易造成坯垛的倒塌;湿度多小时又易受到干热风的侵袭而开裂。
2.3 风量
排潮与送热决定了干燥窑内的风量,行业内流行“低温大风量”的做法,但也不是一味的大风量就好,这样必然增加了电耗,也会带来一些干燥方面的缺陷。在干燥初期阶段要以小风量为主,让坯体有个缓慢的升温、脱水过程,到中后期时坯体已经能够承受高温、大风的考验时再加大风量,干燥效果相应的也较佳。
风量由小到大的运行模式,无论是负压排潮还是正压排潮的干燥窑都适宜,只是结构上略有不同罢了。
3 其他
影响干燥效果的因素是多方面的,如制坯原料、坯体状况、坯垛结构、供电情况、附属设备(摆渡车、顶车机等)的使用状况,规范的操作(提闸用风、进出坯车),上下级生产环节 的协调、配合状况等。
4 干燥缺陷
干燥缺陷包括塌坯、裂纹、干湿不匀或整体偏湿等,干燥缺陷产生后先要查清原因,只要找出问题的症结所在,各类干燥缺陷就会迎刃而解。
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