2原料的加工

原料加工的目的是优经其技术性能，以更利于挤出成型和干燥焙烧，提高产品质量和成品率。隧道窑

原料处理的方法有：风化、粉碎、筛分、搅拌、陈化以及碾压捏和。

2.1风化

风化的目的是利用风、霜、雨，雪及温度变化的作用，促使中等硬度的页岩、煤酐石吸水，崩裂，大块化小，小块变碎，混匀，以使更易于粉碎，较为均匀和在一定程度上改善原料的工艺性能。

我国北方制砖历来就有用“隔年土”的习惯，即头一年把次年需用的土全挖出来堆在一起，借助风、霜、雪冷热交替之力促其自然崩裂、疏解互相渗透匀化，来年使用。四川省成都市耶宏林页岩砖厂，原来页岩现采现用成品率一直在80%左右徘徊，后改为提前一个月开采先行风化，不仅成品率一下子就高到95%~98%，产品质量也在成都市名列前矛。不仅如此页岩经一个月风化，大块变成中块，中块变成小块，原料粉碎成本也同时降低，我们称之为“请老天爷帮忙”一举两得。

对于雨水较多的地区应采取一些防雨排水措施，以免原料含水率超标，粉碎困难。

2.2 破碎

破碎的目的不仅是把块状原料粉碎到合理颗粒级配，还使不同的原料混匀，以利挤出成型、干燥和焙烧。

常用的破碎设备有：颚式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机，干式球磨机、雷蒙磨辊式破碎机(对辊机)和轮碾机等，各种破碎机破碎原料的方式不同，其所适应原料的性能也不一样，必须根据自己原料的性能(硬度、自然含水率等)综合考虑，否则事倍功半，甚至完全不能使用。

①颚式破碎机是中碎设备，其出料粒度约为20mm~100mm。其破碎原理是把石头“咬碎”的，特别适用于硬的原料。对于较软而有粘性的原料不能使用，在砖厂多用作粗碎，使用来向下一级的锤式粉碎等提供其所需要的粒度较小的页岩式煤矸石。

②锤式破碎机和反击式破碎机：是靠高速旋转的锤头打碎原料的，允许进入机器的原料的自然含 水率小于8%，否则容易粘糊机器的出料孔而无法工 作。成都新力设备公司生产的破碎机有专门用于破碎 较硬原料的(如钢渣)，也有专门用于破碎较软原料( 如软质页岩)，分别处理，各得其所。

③干式球磨机L是靠不断滚动的钢球把原料磨 成细粉，是水泥厂的主要研磨设备，其对原料的自然 含水率十分敏感，要求低于2%，否则极易帖住钢球， 不研磨了。

④辊式破碎机俗称对辊机和压面机一样。是靠 两个相对旋转的对辊挤压原料而破碎的，对于原料的 自然含水率没有要求，特别适用于粘土、软质页岩的 破碎。 辊压：做机器切面时，面和得很干，手都不能把 它捏成团，但压面机一压就成了面皮，这个压不仅是 把面粉压在- -起，还把水份压进了面粉颗粒内部。 对辊机(有人称辊式破碎机)和压面机一样，不 仅把泥料压碎，还同时把水压进泥料颗粒内部。和压 面机不同的是对辊机的两个辊筒的转速不同一个快， 一个慢叫差速辊筒，目的是在挤压泥料的同时还起 了一个撕裂的作用，所以对辊机辊压出来的不是“泥 皮”而是很薄的小的泥片。生产中最靠近挤出机的对 辊机的辊隙应不超过2mm，以保证质量。

⑤轮碾，轮碾机在我国制砖行业是种古老而又 年轻的设备，说它古老，古人不仅用于碾米，也在陶 瓷生产中用于加工原料说它年轻是在二十世纪九十 年代才又被使用于制砖行业。

一般对辊机辊 面的线速度为10m/s左右，高速细 碎对辊可达12m/s以上，泥料仅在两辊相切处的瞬间 才受到挤压，时间极短，而轮碾机碾轮辊面的线速度 小于2m/s，泥料被挤压的时间长多了。而碾轮轮面轴 向各点的线速度又随其与碾盘中心距离的不同而产生 差异，其与碾盘中心最近的部位最慢，而距离碾盘 中心最远的则最快，所以泥料在被碾压的同时还起到了搓揉、撕裂、搅拌等作用，从而有着对辊机 和搅拌机的双层作用。

例如：生产能力为30~40m3/n的LNP-360型 的湿式轮辗机的内，外两个碾轮的重量分别为8.5t和 5.1t，比对辊机两个辊轮之间的压力大了好几倍，其 作用于泥料上的压力也大了好几倍，泥料必须经过两 个碾轮的碾压、搓揉、撕裂。拌合以后才被排出，实 践证明其作用远远大于一-次对辊和一次搅拌。

在生产较高掺量的粉煤灰烧结砖时，轮碾机显 得更为重要，这是因为粉煤灰是表面光滑的玻璃珠和 粘土等的粘合性极差经过 轮碾把玻璃珠碾破，不仅 增加其和粘土等粘结料的粘结面积，而因被碾破的粉 煤灰的梭角在挤出成型中互相“咬住”，又增加了砖 坯的强度。

⑥使用破碎设备时必须注意的几件事情： 贪大吃不进所有的破碎设备在使用时都有一 个重要的技术参数“最大进料尺寸”，这不仅因为太 大的块状物料“喂不进去”，更因为块太大了要降低 机器效率，要减产，这就和肉要切成小块才能进入绞 肉机是一个道理。

贪多嚼不烂：我们如果塞满一大口干饭，或一 个大馒头，根本就无法嚼动，也咽不下去。破碎机也 一样，其额定生产能力是指在均匀给料情况下的生产 能力，所以在破碎机的前方，最好配名给料机以 保证给料。否则，进料多了要“堵机”起载甚至烧坏 电机，缺料时又开空车，浪费电力。须知饥一顿饱一顿是长不胖的啊！

保证“牙齿”锋利：众所周知，老年人喜欢吃软 点的食物， 因为 “牙不行了”破碎机的齿板(颚式 破碎机用)、锤头(锤式破碎机、反击式破碎机用)、 辊面(辊式破碎机用)，都是易磨损零件，如齿板的 齿面打平了，锤头棱面磨圆了，球磨机的钢球磨得太 小，对辊表面磨出了深沟。都应及时更新添加 或磨平，那种用降低产能，增加电耗来换取少用几个锤头的作法是得不偿失的。

必须对症下药没有那一种设备 是“包打天下” 的，打仗也要多兵种配合呢，每一种破碎设 备都有其 一定的技术性能，适应-定范围的原料和工序，如颚 式破碎机“吃硬不吃软”又是中碎设备，就只能放在 锤式破碎机等细碎设备的前面用于下一工序提供“精 料”，以提高整个系统的生产效率。

锤式破碎机和反击式破碎机适用于中中硬的原料，且其自然含水率必须低于8%，由于锤头是在 高速运动中“空中击打”物料的，对块状物料有较好 的粉碎效果，而对于尺寸只有几毫米的小颗粒却无可奈何，这就和我们把一大块页岩抛向墙壁，页岩可以被打碎，而抓一把绿豆大的小页岩颗粒抛向墙壁，还是原封不动是一个道理，对付这些粉碎后筛余料，小 颗粒的有效办法是“研磨”即干式球磨机或雷蒙磨。

而对于粘土、软质页岩等含水率高的设备则是辊式破碎机了。

每一台破碎设备都有一个额定生产能力(t/h ) 超过时，粉料变粗。

每一万块干的普通实心砖约25t，所需原料在30t 左右，选用设备时应充分考虑。

2.3筛分

经锤式粉碎机或反击式粉碎后的原料，不可能完全成为合格的粉料，总会有一些较大的颗粒，这些较大的颗粒大都是较为干、硬的"顽固分子”水份较 难渗透，必须清理出来，再次粉碎。

清除的方法是筛分，常用的筛分设备有惯性震动筛电磁震动筛和滚动筛，其中滚动筛以其结构简 单，维修容易和电耗较低而使用较为广泛。

筛下来的粉料的细度用筛网孔洞的大小来控 制。筛网粗、细有两种标称方法：个是“目”，是指 在25mm(一英寸=25.4mm )的长度内有几个孔，如 在25mm的长度内有8个孔就叫"8目”，孔的尺寸 (扣除钢丝直径)不到3mm，如果有10个孔，则孔尺寸不足2.5mm，另一种是直接用孔的尺寸作为 筛网的规格，如：孔的尺寸为2mm，就叫2mm的 筛网。

必须说明的是粉料是在筛网运动中被漏出来 的，许多和筛孔尺寸相同的颗粒会“一跃而过”漏 不出来，所以3mm的筛网，筛出来的粉料大都小 于3mm。筛网的规格无疑是控制粉料细度的主要因 素，但不是绝对的因素。影响筛分质量的另外两 个因素是：

筛子的倾角：生产中粉料进人圆筛以后先是随 滚动筛的旋转被筛网携带上升-个高度，“爬不上去” 了，沿筛网溜下来或坠下来的同时往出料端走一段距 离而被筛分的。

筛子的倾角越大，粉料每次向出料端所走的距 离也越长，其在滚动筛中被筛分的次数也越少，反之，滚动筛的倾角越小粉料每上升，溜下一次向出 料端前进的距离越少，被筛分的次数也多几回。

所以滚动筛的倾角应该是可调的，以便在雨季 料较湿时放平一点，多筛几下，旱季料干放陡一点， 以加大产量。

滚动筛的转速众所周知，旋转的物体都有一个“离心力”人造地球卫星，转得很快其飞行速度达到 每秒7.9万公里，所以地球也把它拉不下来。

滚动筛中的粉料也是一样，当滚动筛筛的转速 到一定程度时，粉料受到的离心力足以让粉料“粘” 在筛网上一同旋转而不掉下来，这个转速我们叫它” 极限转速”极限转速的计算公式是：

N=32/VR(转/分)

式中： N为滚动筛的极限转速(转/分)； R为滚动筛的半径(M)

实际生产中可以从滚动筛的上端观察粉料爬升的最大高度，以粉料上升到120°(即半圆的2/3处) 左右开始滚落下来为宜，如粉料在90° ( 滚动筛半 圆的一半高度)就往下溜， 说明转速太低了。一旦粉料爬到滚动筛的180°(半圆的顶点)还不下来，说明滚动筛的转速太高已达到极限转速了。

例如：直径2m的滚动筛，半径为1m其极限转速为32转/分。

糊筛子：雨季、料湿常会把筛孔糊住，可能沿滚动筛长度方向加装一套击打装置，打掉糊住筛孔的泥料。也可以在筛的进料端用较细的筛网，如10目筛网。出料端用较粗的如8目筛网，也可以在保证颗粒级配的同时，提高一点产量。

2.4搅拌

在烧结砖生产中，搅拌是使水和粉料充分混匀，而泥料和水是在搅拌槽里被不断旋转的搅拌刀片搅动上、下翻滚而拌匀的，因此在生产中必须注意：

加水位置：应在搅拌槽(缸)进料端，并采用喷洒加水。即喷水和应正对给料皮带，使粉料一下来就和水接触，而在搅拌槽的全程不断拌和，那种用一根水管在搅拌槽中段“冲水”是不妥的。

如前所述，泥料和水是靠不断旋转的搅拌刀搅动上下翻动前进而混匀的，而搅拌刀的长度有限，如果泥料太多超过了搅拌刀，其“浮”在搅拌刀顶端以上根本没有被搅拌，更谈不上充分混匀。

为此，生产中一是要保证搅拌刀的长度，一旦磨损超过20mm立即更新或补焊，到其原有的长度，必须指出的是，搅拌刀的磨损极不一致，进料端搅拌刀片磨损得最快常是其换了三次，出料口的搅拌刀只换了一次而进料端的搅拌刀片对搅拌原是有至关重要的作用，必须充分注意。

均匀给料：运行中应该能看见搅拌刀片的顶部，如果泥料全盖住了搅拌刀片，就是“浮动”而不是搅拌。

必须说明的是每生产一万块普通实心砖约需要30m(松方)的泥料，所以在选用设备时一定要使搅拌机的产能和砖机配套，宁大勿小。

下班时一定要把搅拌机槽中的泥料尽量排出，至少也要能清楚看见搅拌轴。以免下次“起负荷起动”扭伤(断)搅拌轴。

捏和机和搅拌挤出机都是在对泥料搅拌以后，逐渐加压挤出。其中搅拌挤出机在对泥料搅拌的过程较长，捏和机则更强调对泥料的揉练。

捏和机目前国内用得不多，而搅拌挤出机已是烧结砖厂的常用设备搅拌挤出机又叫强力搅拌机，其实就是双级真空挤出机的上级部份，是把搅拌好的泥料用螺旋绞刀，从锥形泥缸挤出把水份挤进泥料里面以提高其性能。

2.5辊压，轮碾，捏和及搅拌挤出

水份进人泥料颗粒内部有一个过程，陈化是用时间换空间，让水份慢慢浸人。辊压、轮碾，捏和搅拌挤出是借助机械力把水份挤进颗粒内部。

陈化是利用水有一个自己从湿向干处“钻人”的特性，把初步加水搅拌后的泥料堆置起来，让水份自己慢慢的渗人泥料颗粒内部，当然这需要时间，实践证明，泥料在加水搅拌混匀后陈化20~48小时其塑性均有所提高。

陈化时必须注意的是一个是陈化前搅拌应加入多少水才会合适，一般认为，进人陈化库的泥料的含水率为其成型水份的80%~90%为宜，因为水差一点可以在陈化后的二次搅拌中补充，水多了是掏不出来的。

生产现场可以在进人陈化库的送料皮带上随手抓一把泥料，用力捏紧，松开手，泥料成团，用手指轻轻一弹全散了，为合适。如不能成团可能水少了，如手指弹不散，可能是水多了一点。“变干了”。

陈化要尽量密闭，以免料堆表层被“吹干了”而失效。

2.6混匀

现在制砖原料较多，性能名异，必须充分混匀才能取长补短，否则各唱各的调。没有不出问题的。

我们有这样的经验一堆白面粉和一堆玉米面粉很容易混匀，而一个白面团和一个玉米面团要想揉匀就十分困难了。因此，泥料(包括内掺煤)的混合以干混合更好。

办法是：计量后的各种原料同时进入破碎机，使其在被粉碎的同时充分混匀。如果原料本身已是细粉(如粉煤灰、尾矿粉)也应在混料机中混合，搅拌机的混匀能力十分有限。混

料机，常采用去筛条(筛板)的锤式粉碎机，不同的原料被高速旋转的锤头，打击混合效果要好得多。

由于此时的锤式粉碎机，没有破碎的作用，配套电机容量可以减少50%~75%。

2.7热水搅拌

热水或蒸汽搅拌，众所周知用热水溶化食盐或糖比用冷水快，水的温度越高，食盐或糖溶化得也越快，这是因为温度高的水具有较高的能量，渗透力也越强。热水或蒸汽搅拌泥料也一样，并具有如下的优点：

*降低挤出阻力，也就减小了挤出机挤出时的负荷电流，有利于节能。

*降低成型水分，加快砖坯干燥速度，减少干燥能耗。

这是因为热水(蒸汽)比冷水更容易渗透泥料，使颗粒内外每一个泥料分子的塑性充分发挥出来，提高了塑性，易于挤出成型，应该注意的是一旦砖坯温度超过环境温度太多，砖坯表面脱水速度太快，容易在砖坯表面产生网状裂纹(干燥裂纹)。

2.8添加增塑剂

研究表明，在泥料中适量掺人乳酸、腐植酸、醋酸、硅酸钠(水玻璃)，造纸厂的废水(碱性溶液)和电镀厂的废液(酸液)及专门的增塑剂，均有助于挤出成型。这些物质的水溶液或是酸性或呈碱性都将产生大量的带电离子和泥料中的离子及水离子互相吸引加快，形成附着于泥料颗粒表面的水膜降低挤出阻力有利于成形。

2.9没有塑性的粉料如何成型

粉煤灰、炉渣、某些矿渣，完全没有塑性，它们只有在颗粒外面包裹一层塑性较高的外表皮，而在挤出时紧密靠拢，形成砖坯。例如河北省衡水粉煤灰砖厂，其粉煤灰掺量大于85%，使用当地丰富的膨润土作粘结剂，同样生产出了合格的烧结砖。

在这种混合料里，没有塑性的粉煤灰炉渣和某些矿渣就像汤元心子，以塑性较高的肥性粘土页岩或膨润土做的汤元皮子紧紧裹住，而靠那些有粘性的汤元皮子才紧密团结的。

2.10塑性指数

塑性指数太高的泥料可以瘦化，和胖子可以减肥一样，塑性指数太高的泥料也可以掺入粉煤灰、炉渣，某些矿渣、沙以及粉碎了的废砖，充分混匀把混合料的塑性指数降低允许的范围。

经验证明，每加入1%(重量比)的粉煤灰混合料的塑性指数将下降0.2~03。如粘土的塑性指数为19减去7(基本塑性指数还剩12我们称为富裕塑性指数，分别除以0.2和0.3得60%和40%即该粘土可以掺人的粉煤灰或炉渣为40%或60%，笔者以为掺人40%更为稳妥。

研究表明制砖泥料有一个合理的“颗粒级配”，在挤出成型时，共粒径小于0.05mm的部分叫塑性颗粒，应为总量的35%~60%(重量比)其作用是在挤出成型中赋子泥料以塑性，而粘附其他颗粒。其次是粒径为0.05~1.2mm的颗粒，称填充颗粒，含量宜为20%~65%，其作用是防止砖坯在干燥时因过渡收缩而产生的干燥裂纹和赋予砖坯的一定的湿坯强度，便于装码，此外，还允许有不大于总量30%的粒径为1.2mm~2mm的骨架颗粒，其作用是在砖坯中撑起骨架冒出孔隙以利于干燥时水汽之排出和焙烧时氯气之进人。当生产普通实心砖时，这一部分的粒径可以放宽到小于3mm。

其实，这就和混凝土一样必须有塑性颗粒(水泥)，填充颗粒(砂)和骨架颗粒(石子)缺一不可，只是配合比不同罢了。

搅拌是让水和泥料混匀，由于搅拌叶片对泥料的压力不大，不可能希望依靠它把水分“压人”颗粒内部。搅拌机应在其进料口就均匀喷水，使泥料一进人搅拌机就和水尽可能均匀接触，然后在搅拌槽斗中“全程搅拌”，那些在搅拌槽斗中部加水的方法实际上削弱了搅拌机加水混匀的作用，实不可取。

收缩率：坯体在干燥过程中，由于水分蒸发，颗粒自然靠拢，体积收缩，是所谓干燥收缩。其收缩的长度与坯体原来长度的百分比叫干燥线收缩率。对于干燥线收缩率较大的原料，其制品更应缓慢干燥，否则，坯体将出现严重的干燥裂纹而成废坯。生产中，要求原料的线收缩率小于6%，否则，应对原料进行瘦化处理。

焙烧时，由于所发生的一系列物理、化学变化及原料中某些物质的烧失，成品不仅比砖坯轻了，体积也略有收缩叫烧成收缩。其收缩的长度对于干燥后坯体长度的百分比叫烧成收缩率。

干燥敏感系数：干燥过程中，在坯体中水分逐渐被蒸发的同时，体积也逐渐缩小。由于坯体内、外的干燥速度和收缩速度总是外快内慢，即表层已经干燥开始收缩，而内部还“原封不动"，一旦其收缩的数量超过了泥料的弹性系数(1~2%)，必将“胀裂”坯体表面，产生网状裂纹，这叫泥料的干燥敏感性，并以干燥敏感系数来表示，干燥敏感系数越大，坯体在

干燥过程中产生裂纹的威胁也越重，当干燥敏感系数小于1时，干燥过程中的问题较小，一旦干燥敏感系数大于2，其在干燥过程中产生裂纹的危险性也就十分严重了，必须加瘦化原料来降低干燥敏感系数。

烧成温度范围：超过烧成温度仍继续升温，坯体将慢慢软化变形，甚至熔融，坯垛坍塌。显然，低于烧成温度时将会出现生砖或欠火砖；高于烧成温度时，将会出现过烧、烧流甚至坯垛倒塌。显然，这一烧结温度范围越宽，焙烧越容易掌握，对于空心砖来说，这一温度范围应不小于50℃。这是因为：窑室的断面温度不可能完全一样，常常是中部温度较高，边部温度较低，以及顶部和底部、内侧和外侧、窑墙和窑门附近，都会出现一定的温差。如果烧成温度范围太窄，必将出现在同一个断面上中间砖烧好了，边上砖欠火；或边上砖烧好了，中间砖烧焦或者这一部分欠火那一部分过火的异常现象。隧道窑

粘土砖的烧结温度较低，约为900℃，煤研石砖则较高，约为1000一1100℃左右，页岩居中。摘至《墙材技术与装备》作者：曹世璞