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砖瓦窑炉工业生产与发展(麟工窑炉)
时间:2019年12月05日    点击:次    来源:隧道窑

笔者从事窑炉专业工作近40载,也经历了改革开放的40年。回顾历史,砖瓦行业的发展取得了辉煌成就。值此中华人民共和国成立70周年之际,思之感慨万千,拿起文笔略谈“窑炉”这一古老的名词,它为人类的建筑发展做出了巨大的贡献。而今随着社会的发展与进步我国的砖瓦窑炉工业又是怎样呢?笔者浅谈一二,供行业同仁指正。

略谈砖瓦早期的历程

砖与瓦是一种产品,需要热工设备(窑炉)来烧制成型,最后才能形成当今建筑所需的砖和瓦。砖瓦产作为一种社会文化物质形态,是伴随着世界上各文明地区的发展而出现的。制砖技术有其不同的特点但总的来说,多按平行进展的方式得到发展,在应用供所的宝践农得提升。中国是砖瓦的发祥国,土坯砖据记载约有15000年历史,而烧结技术距今也有7000年的历史。早在新石器时代,我们的祖先就已懂得用盘泥法做成木柱泥墙,再经火烧,使之成为坚实一体的红烧土房。它的制作工艺简单,将黏土进行踏练,经简单捏合成型,经焙烧成为陶质红陶块,用于砌墙,考古学界把这些称为“红陶块”,其实质上就是烧结砖的雏形。古老的烧制方式很原始,并没有现在所说的各种窑型。现在我们在西部地区还能看到一些过去古老的烧成方式,将产品堆在一个固定的地方把柴火放在产品的周围,烧上几十个小时,然后自然冷却即可形成所需产品。大量的考古成果表明,中国是世界上最早发明砖瓦的国家,是最早使用空心砖的国家,是最早从事砖艺术雕刻的国家,也是最早使用琉璃瓦的国家,其年代之久数精良,题材之广泛,无论从制品的艺角度来讲,都是举世绝伦的,同时中国也是最早使用还原烧结法烧制青砖青瓦的国家,瓦的历史距今已有450多年,瓦可以说是当时社会较侈的用品。使用瓦片的先民遗址,据考古发现是部落首领的宫服,据有关资料介绍,过去人们称烧制砖瓦的炉为“富口”和”客具”,而现在称为”炉”和“热工设答”。龙、马蹄窑,头窑为主要烧结砖瓦的炉,但是有些陶瓷炉同样也可以生产烧结砖,如过去国产瓷区的窑炉品种有:磁州窑、景德镇窗,吉州容、龙泉窑、汝密、钩密、定、耀州窗刑客等,它们的共性是烧结燃料均以柴禾、树木杂料为主,生产工艺均以人工结合自然干燥为主,生产方式较原始,是古老的手工作坊。据有关史书介绍,我国从1840年开始,主要是由于沿海地区城市建设和商业的繁荣,使得工业烧结砖瓦在这些城市周围首先得以发展,并从西欧购置了制造机器,才得以出现了机制砖瓦厂。从此我国延续了几千年的手工作坊式的烧结砖瓦走向了工业化生产的开端,同时也是我国民族工业形成之始的重要标志之一。1897年,上海华商浦东机制砖瓦厂创立,逮造了一座18门轮窑,该轮窑成为我国有记载的最早的轮窑。从此砖瓦的烧结窑具进行新的技术革命、改变了原始生产工艺。到1918年比利时和法国人合资在上海建造了一座间歇式人工干燥房,改变了自然干燥工艺,轮窑与人工干燥生产方式沿用到现在。近年来随着我国的经济发展与环保意识的提高淘汰了轮窑的生产方式,结束了过往的历史现代的工业窑炉与进步我国砖瓦客炉从1958年开始,开创了隧道窑的生产工艺,它的技术特点是在轮窑的基础上,将人工作业改为半自动机械化作业为主,我国第一条隧道窑由中国西北工业建筑设计院设计,由上海振苏砖瓦厂承建。此后这种新型隧道窑技术在全国各地推广,成为生产砖瓦的主要炉热工设备。自20世纪80年代开始,我国砖瓦窑炉设备开始了新的飞跃发展,并且引进了西方国家多种不同类型的烧结砖瓦技术,经过近4年的发展,形成如今全自动化砖瓦生产的先进技术,改变了原有古老的生产结构,创造出结合中国国情发展的新技术,有些技术甚至超过了西方一些发camera砖瓦生产通过引进新的技术,同时也艺的改善,带来了砖瓦生产企业的全新面貌。例如:经改变出来的大型挤出机及半硬、硬塑挤出砖机,人工干燥室及干燥窑,自动化码坯机,自动化上下架干燥分流设备,窑车低蓄热化的系统设备,自动切码设备,挤出搅拌机,自动下码系统,给工厂带来了全新的现代化生产模式:窑炉的热源由古老的柴禾为原料,逐步形成内燃为主,外燃为辅,节约能源的主导方向。近几年结合环保要求,现在使用的都是一些清洁能源。另外,炉结构发生了根本性的变化由过去的窄小断面发展为中大断面的隧道窑,如3.3m3.6m4.2m4.8m5.4m,6.3m7.2m9.2m10.4m等不同断面的隧道窑。窑顶结构由圆拱形发展到微拱、平顶,材质也发生了根本性的转变,由过去重型耐火材料发展为轻型耐火材料,并由低寿命材质逐步发展为耐高温且寿命较长的新型耐火材料。并且现在已实现密炉设备的工厂化、模块化生产,打破工始现场生产的砌筑法。如中扬客业制造的富炉,逐步在现代化的生产规模上探索到了新的发展道路,结合现代化技术建立一个集智能、模块、轻型、节能环保、自控查检、报警操控等一系列规范标准化的生产基地,为不同的用户需求提供菜单式服务体系。近几年来,炉窑设备也在不断地变化改进,如移动式隧道窑断面均超过了10m,可烧结仿古建筑材料,青砖青瓦古雕。如辊道窑、抽屉窑、中小断隧道窑,全部使用清洁燃料作为热源使用,如油、气、电。近年来还发展了生物原料,大大改善了生产环境和工作条件。干燥窑为烧成窑的辅助热工设备,由过去的自然干燥逐步发展成为人工干燥为主,为提高生产产品质量打下了良好基础。随着时代的发展,由小断面1.2m条形干燥洞二次码烧工艺逐步形成热能充分利用。提高热能功能使用,形成了干燥窑,适应一次码烧工艺。为了适应提高产量,满足大断面隧道窑的生产,在引进国外技术上改进工艺,后来形成了多通道的干燥室。烧结砖的干燥过程由过去的自然干燥→人工干燥→干燥洞一干燥窑一大断面多通道的干燥室。热源由过去的独立热源发展循环热源使用技术。隧道窑

先进的(窑炉)热工设备带来生产品质飞跃

烧结砖的产品质量来自烧结技术,烧结与窑炉形成结构是分不开的,同时与窑炉生产工艺密不可分。我国的砖瓦产品技术进步与我国的窑炉技术是同步关系。现代的砖瓦相比过去的砖瓦有质的飞跃,生产原料与过去大有不同,过去多以黏土生产为主要原料,而今是多种不同的生产原料。产品的单一性,随着历史的变迁,物质的变化需求,现已形成多样化产品的发展。如砖的标号强度,由过去的10#,15#,20#,25#(MPa)度逐步发展为50#,75#,100#,150#,200#,有的装饰砖可达300#以上强度,还有其他的各项技术参数都在大度上升,质量越来越过硬,产品的式样越来越美丽,适用性不断提升,应用越来越广泛,规格尺寸多样化,由过去的小型实心砖逐步发展为厚薄空心化,大量节约资源,节约热能,环保适用性较强,模数砖、大孔洞薄壁砖、承重砖不断地在发展,适应城市化建设需求。在如今海绵城市的建设中,烧结砖同样生产各种道路砖、广场砖,颜色多样化的烧结砖给城市的美化添加了色彩,并形成了资源再利用的效能,陶质挂板装饰砖也在不断地发展,同时还发展出烧结保温轻型砌块,为墙体减重提供了有力保障和原生态的美观。这些都是通过先进的密炉技术改变了常规的老产品,使得烧结砖发展成为多样性、多规格能及实用性较好的建筑材料

烧结砖瓦生产工艺及自动控制方法不断发展

先进的生产技术和先进的烧成设备必须与先进的生产工艺相四配。生产工艺的合理性应从产品源头开始。我国古老的生产工艺是比较原始的,主要体现在过去的烧结砖均以黏土为主要生产原料,而今随着社会的进步,自动化的控制手段不断在加强,改换了过去以人为主的方法手段,并增加了原料的多变性:黏土、页岩、尾矿、煤矸石、建筑垃圾、江河淤泥,城市垃圾、煤渣、粉煤灰、陶瓷厂生产的尾料,均可生产出合格美观的烧结砖瓦。现代的生产工艺控制法已经形成前端、中端、末端的成功操作手段;原料处理由过去的粗放型转变为现代细化型处理法;物理性能由过去的粗硬转化为陈化可塑性提高法。现代的生产工艺对提高产品产量和质量起到了关词性作用,如前端原料处理过程有:风化、破碎、粉碎、剔除杂质、粒度分级、配料干燥和脱水,加水均化,热处理和真空处理、陈化等工序。中端制备好的原料按既定要求,制成具有规定形状和尺寸的坯体,这一过程是成型。如产品有特殊要求时可制作成多功能装饰制品、尾端是将已成型的砖坯进入干燥过程,其目的是脱除湿坯的水分,使坯体硬化,以便进入焙烧阶段,焙烧是生产砖瓦的最重要的工艺过程,最终达到坯体具有相当强度且耐久的制品。现代的窑炉按照焙烧的过程中气氛环境的要求和特点,分为氧化性焙烧及还原性焙烧工艺,按照燃料燃烧方式又可分为内燃烧与外燃烧工艺。

先进的生产工艺必须有先进的窑炉设备来匹配我国在20世纪890年代引进西方国家的先进生线,使制造设备有了质的飞跃。机器及自动化代了人工操作,实现了工艺流程的机械化:原料开采挖据机输送至自动配料机,原料细化为锤石破碎机配高电磁振动筛分级,在环保过程中配有除尘收集器,双轴搅拌自动配料和加水。现代化的陈化库提高原料的物理性能,再进入箱式给料机,到达砖坯使用料的初型,搅拌挤出机、自动配料、加水而后通过硬望挤砖机,自动配料加水、自动切坯成砖型,后配分坯机,机械手码坯进入静停线。而后经干燥窑与焙烧容形成终端产品。随着技术的不断发展和新的开发利余热,烧结砖瓦生产线上可配余热发电系统。近几年随着环保意识上的加强,脱硫、尘排放及其他有害物排放方面都有新的技术设备在使用。在生产线的末端,产品自动卸砖机、打包机进入成品堆放库存,自动化,窑炉实现了自动配制燃烧系统并进行自动焙烧,运转系统上实现了自动运转,无人工操作。全线生产指挥系统配有标准的电气远程操作控制接口确保安全生产

后述

总而言之,我国的砖瓦窑炉生产工业发展相比以往有了质的飞跃,特别是改革开放以后,生产线的全工业发展相比过程实现了自动化与机械化。刷新了人们对我国传统砖瓦产品生产过程的认知。但是,砖瓦工业今后的道路还是漫长的,从目前我国砖瓦生产及装备形势来看,已经在几个方面发生转化。一,高耗能向低耗能转化;二,重型向轻型转化;三,低强度向高强度转化;四,产品体积由小向大转化:五,原料由毁田向造田利废保护环境低碳排放转化;六,装备由小型向大型转化。我国烧结砖瓦窗炉生产的发展道路还很长,从目的情况看,比起发达国家的窑炉设备还有很大差距,富炉技术、革新、研发、投入、人才培育、市场投放生产过程投资正负比,如何适应转型期及过渡,都是摆在行业人士面前的问题,愿我们行业人土共同努力!本文来源于《砖瓦》 ,作者:徐厚林


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