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窑炉知识

专家答疑
时间:2013年07月14日    点击:次    来源:隧道窑

一、内燃大力了,烧焦砖;内燃小了,烧生砖,该怎么控制内燃?

   烧成过程就是坯体在高温环境下其内部的各种组分进行物理化学反应和各种矿物形态转化的过程。在这些变化和反应完成以后,砖坯就由烧成之前强度较低、不耐雪侵蚀、容易风化的生坯,变成了结构致密、具有较高强度、能耐受各种气候条件、适合各种使用要求,满足建筑结构要求的成品砖。

   烧成过程是在高温情况下进行的,烧成的设备就是各种窑炉。维持窑炉内索要求的高温环境条件的加热方式有两种:一种是将制砖所使用的原料经过一定的处理方法进行加工处理,成型为所需要的形状和尺寸,再经过干燥后送入窑炉内。这种情况下,砖坯内没有可燃成分,其本身不含热量,窑炉内所需要的热量靠向窑内添加固体、气体、液体燃料获得,是分别将坯体和燃料依次加入窑炉内的,这通常叫做外然烧砖。外燃料的多少,要根据窑炉的产量、窑内的综合换热系数,窑炉的保温性能等数种因素而确定;另一种是在制砖原料进行处理加工的过程中,就将燃料加进原料中,一般使用固体燃料,液体燃料通常不作为内燃料使用。而气体燃料绝对不能加进原料中使用,只能作为外加燃料。这种将固体燃料与制砖原料一同进行加工处理。成型。干燥、烧成的添加燃料方式,通常叫做内燃烧砖。单位产品加入燃料的多少,除了与原料本身的烧成性能有关外,还与窑炉的保温性能。码坯方式和焙烧操作有关。在实际生产过程中,内燃烧砖的内燃料添加量有三种状态,行业内部通常叫做“半内燃烧砖”、“全内燃烧转”、“超内燃烧转”。半内燃烧砖,就是砖坯中的燃料发热量不能满足达到窑内烧成温度所需的热量和总和。这时,还需要向窑内添加一定的燃料,才能满足烧成要求,内燃料只是烧成所需燃料的一部分;全内燃烧砖,是烧成所需的热量全部来自于砖坯内部,这部分热量包含达到坯体进行各种反应所需温度的加热以及各种损失所发出的热量。内热料的发热量与烧成所需要的热量(包括损失的热量)基本相等,一般不需要另外向窑内添加燃料;超内燃烧砖就是砖坯内所含燃料的发热量,大于坯体烧成过程各种反应所需热能与各种热能之和。烧成时,不但不需要向要内添加任何燃料,而且应将一部分热量抽出,以免使得窑内温度升得太高,高于烧成所需温度而将砖坯烧坏。

烧成过程中坯体中加进内燃量是否合适,要根据该厂在实际生产中采用何种生产方式来确定。不同的生产方式,内燃料的掺如量是不同的。通常情况下,每烧成1kg的制品,大约需要消耗1088KJ~1388KJ的热量,即一块普通砖需要热量2720KJ~3470KJ。到底加入内燃料的重量或体积是多少,要根据燃料的发热量计算得出,不同的燃料,发热量是不一样的,内热料的加入来那个也有较大的区别。

1.全内燃烧成过程坯体中燃料的加入量

十二、入窑砖坯水率为什么必须加以限制?

   一般来说,入窑砖坯含水率应在6%以下,最大不能超过8%为什么必须规定砖坯含水率的限制呢?这是因为下列四点理由:

  1)砖坯含水率越高,强度就越低

轮窑焙烧道高度都在2.5m以上,高的甚至超过3m。这样高的坯垛是码放在它底部的砖坯要承受很大的压力。因此入窑砖坯必须具有一定强度才能保证坯垛在预热、焙烧阶段不会变形、倾斜以至于倒塌。然而,同样泥料的均匀砖坯,含水率越高,强度就越低。对于不同土质的原料,砖坯强度性能也很不相同。沙性原料甚至在较低含水率下就已经很容易发生变形。特别是预料热带气体分层流动影响显著,低温高湿的废气容易在腿子及中、下部砖面上结露,坯体吸收结露水珠后变软,高含水率砖坯就更容易变软,导致坯体湿塌(即未烧即塌)。

2)入窑坯越湿,成品质量越差

    空气是可以携带一定量水蒸气的,空气温度越高,它携带水蒸气的能力越大,温度越低,携带水蒸气的能力越小。当空气温度降低到某一温度后,空气中的水蒸气就达到饱和,若在降低温度,一部分水蒸气就要凝结成水珠。这种现象叫凝露。夏季造成花草茎叶上的露珠就是凝露造成的:闷热天气中自来水管壁外的水珠是因为高湿度气体遇到冷物体在其表面上结露的原因。轮窑焙烧时,预热带内也会因操作不当凝露。常发生凝露的情况有两种:

    1.坏体入窑后纳入预热带前,上部砖坯吸收窑劵蓄热,使水分蒸发。在前后两纸挡间的封闭窑室内,空气湿度逐渐增大,当窑底部砖坯湿度低于湿空气露点,水蒸气就在砖坯上凝露:

    2、另一种情况时,拉纸以前窑室温度低,而预热带内气体湿度大,湿度大的气体流入刚纳入预热带的窑室,遇到温度低于其露点的砖坯表面发生凝露。装窑砖坯含水率越高,预热带内气体湿度就越大,凝露现象越严重。

       砖坯表面上凝结的水珠因泥料的毛细管作用而被吸收进表面层,表面层因含水率身高就睡发生膨胀。紧接着,随着坯体的加热,水分逐渐排除,表面又要收缩。这样的膨胀、收缩交替作用会产生制品表面的微细网状裂纹、哑音砖、白斑砖等缺陷。凝水的砖坯强度也不高。

   3)砖坯含水率高,焙烧耗热量大

      焙烧过程中砖坯要从入窑时的常温升至1000左右的高温,在此之前必须先排除所有的残余水分。坯体含水率越高,需要排除的水分越大。假设轮窑一个窑室码砖10000块,每块砖坯重3kg,如果坯体的含水率有8%增加至3600kg,而为了排除水分所消耗的热量从2400kg增加至216kcal,相应的标准煤耗量由205kg提高到308kg。也即是说因入窑砖坯含水率的增加,导致烧码标准煤耗多100kg

     入窑砖坯含水率提高的后果如下表示

入窑砖坯含水率提高的后果

项目

相对含水率(%

8

10

12

一窑室砖坯脱水量(kg

2400

3000

3600

蒸发水的耗热量(万kcal

144

180

216

折扣标准煤耗(kg

205.7

257.1

308.6

产生的水蒸汽体积(Nm3

2986

3733

4480

  4)砖坯含水率高,排潮量加大,增加烟囱负担

      砖坯含水率高,产生的水蒸气越多,废气量增大,增大烟囱的负担,这些潮气若不能及时排除,势必造成前面窑室内的凝露。

十三、冷却过程中是否会出现炸裂?主要是什么原因引起的炸裂?

   会。坯体的内部和表面有较大温度差,低温的表面层快速收缩而高温的内部缓慢收缩,表面层受到因收缩差别产生的拉应力。当拉应力超过弹性膨胀能力时就产生裂纹:高石英含量的坯体的冷却过程中晶型转换引起体积的急剧收缩而产生裂纹。

十四、“黑心”是怎么产生的?

    产品中有未燃尽碳形成的黑心:坯体中形成还原气氛,形成黑心。

十五。隧道窑的长度主要取决于什么性能?

    主要取决于原材料或是坏体的焙烧特性。

十六、评价坯垛好坏的指标有哪些

    坯垛空气动力阻力系数:坯垛的有效断面空隙率:码坯密度:传热面积:坯垛阻力数。

十七、隧道窑的窑车上坯垛距离窑墙合理的边隙是多少?

    80mm以内。所谓边隙(Edge gap)是指窑墙和窑顶与坯垛之年的距离。根据德国的研究认为边隙过大队隧道窑的焙烧是非常有害的,甚至将其描述成为隧道窑中的“邪恶点”。据测定边隙较大的隧道窑中,超过90%的气体在通过边隙流动,大量的气体没有坯垛进行充分的接触就被排除。随着边隙的减小,坯垛中的流量增加,其传热效果也得到了改善。德国人计算了边隙从0~20cm变化时对产量的影响,结果表明,边隙从20cm降到5cm时其产量i几乎增加了一倍。因此他们出了无边隙焙烧的隧道窑的概念。大断面隧道窑的边隙应限定在8cm以内,最好在5cm以内(西欧的研究发现,当炮坯垛与窑墙的间隙为4cm时,空气与砖的比才能接近理想的状态)。较大的边隙使大量气流从边隙通过,减少了坯垛中穿流气体的量,使传热效果降低,加大了坯垛中的温差:同时由于边隙中的流速高,容易使冷空气侵入窑内,如果窑的密封性差时,会使大量的错误空气进入窑道,严重影响着产品的质量,加大了焙烧周期。某地6.9宽,焙烧页岩多孔砖的隧道窑,建成投产后在窑车两边几何全部为生砖,而中部有时还出现有过烧现象。分析主要原因就是边隙过大(达17cm),造成两边风的流量过大,而使靠两边的坯垛温度根本无法达到最高烧成温度而形成生砖。在将边隙调整到7cm左右时,就再没有出现生砖。

十八、实心砖、多孔砖、空心砖的合理码坯密度范

围为多少?

    单位容积焙烧通道中码放的砖坯的数量叫码窑密度,它是说明坯垛疏密程度的指标。为了便于比较,码窑密度一律以每m3普通砖的块数为单位。为此,在计算其他规格的产品的码窑密度时,要先按体积折算成普通砖的块数:或在按原规格产品计算出的码窑密度上乘体积折算系数。

  例如,某轮窑焙烧kp1型空心砖(240×115×90mm)时,没1m3焙烧道内码放145快,则该种空心砖的码窑密度为:

 

1  

  根据国内以内燃为主的隧道窑,码坯密度一般为:普通砖320~260/m3多孔砖260~280(折普通砖)/m3:空心砖280~320块(折普通砖)/m3.而且内燃砖要边密中稀。

十九、坯垛的有效断面空心率在什么范围内?

  坯垛的有效断面空心率在30~35%范围内。

       P=

    F——坯垛断面上有各孔道面积的总和(m2):

    F——隧道窑焙烧道横断面积(m2

    F——坯垛与两侧墙之间的测隙断面面积之和(m2):

    F——坯垛与窑拱顶之间形成的顶隙断面积(m2)。

   需要说明的是,轮窑的坯垛是贴近窑墙码放的,无侧隙和顶隙,因此轮窑焙烧道的有效断面就是坯垛之有效断面。轮窑焙烧道的有效断面空隙率就是坯垛的有效断面空隙率。

   隧道窑焙烧道内,坯垛同窑墙间有侧隙和顶隙,所以隧道窑焙烧道的有效断面空隙率不等于坯垛多有效断面空隙率,它应等于:

                P=

二十、隧道窑的断面空隙系数不应大于多少?

   在隧道窑烧砖时,除了坯垛自身影响的工作外,坯垛和焙烧到周围墙壁之间的空隙也严重的影响焙烧。这些空隙(顶隙和侧隙)对窑车的运动是必需的,但对于烧成作业又是有害的。通常由极大数量的烟气和热空气流过这些空隙,某些窑甚至多达流经窑道气体总量的70%

   所以,在评价坯垛性能时,这些空隙应被全面考虑进去。这样还学引入一个指标:空隙系数F

K=

式中:F---坯垛与隧道两侧墙之间形成的空隙面积(m2

   F——坯垛与隧道窑顶之间形成的空隙面积(m2

   F——坯垛断面上孔通过气体的孔道面积总和(m2

 在正常工作的窑中,这一系数不应超过0.5(不考虑有害空隙由于焙烧收缩而增大)。为了使空隙系数达到最小值,除了要正确设计坯垛外,还必须在建窑时正确地砌筑施工的敷设钢轨。对已经使用的窑炉,为了力求降低空隙数,必须维护好窑车衬,因为减小坯垛同焙烧道周壁的间隙和增加坯垛自身的有效断面都必须保证坯垛的牢固性。

  任一坯垛须在焙烧过程中自始至终保持稳固不倒塌,坯垛的牢固性是保证安全生产所必须具备的最起码条件。所以,牢固性是衡量一切码窑形式的首要前提。对于隧道窑来说,坯垛的牢固尤其重要,因为坯垛窑对窑车运动。

   通常,用下述几项指标判断、比较坯垛的合理性:

1)在几种坯垛中,阻力数小的性能好:

2)码窑密度应在230~260×/m3范围外(实心砖),一般不应低于200/m3(轮窑弯窑出例外):

3)坯垛的有效断面空隙率应在30~35%范围内:

4)隧道窑烧砖时,空隙系数最大不得超过0.5

5)通过坯垛腿部的气流量应占通过焙烧道气流量的10~15%

 

 

 

 

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