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對于青磚現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的研究

點(diǎn)擊量：1193時(shí)間：2021/12/31 8:29:16

　　從青磚的整個(gè)傳統(tǒng)制造過程來說，主要有原料制造、坯體成形、濕坯干燥和成品燒成四部分，原料是基本，成形是基礎(chǔ)，干燥是保證，燒成是關(guān)鍵。 這四個(gè)部分是相互依存關(guān)系。 青磚生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新突破的瓶頸是燒成。 由于藍(lán)磚獨(dú)特的生產(chǎn)工藝中有還原焙燒和無氧冷卻，在國內(nèi)現(xiàn)代連續(xù)式窯爐中同時(shí)實(shí)現(xiàn)還原焙燒和無氧冷卻是一個(gè)新的課題。

　　現(xiàn)代陶瓷磚瓦窯爐主要有梭式窯、輥道窯和隧道窯。 梭式窯作為一種間歇窯，具有生產(chǎn)配置靈活、占地面積小、投資少等特點(diǎn)。 但適用于產(chǎn)量有限、生產(chǎn)周期長、能耗高、厚度大、批量小、附加值高的產(chǎn)品。

　　輥道窯在建筑陶瓷行業(yè)應(yīng)用廣泛，具有高效節(jié)能、自動化程度高等特點(diǎn)； 由于燒成迅速，原料成型處理要求嚴(yán)格，坯窯水分和燒成制度比較單一。 近來，一些廠家采用干制成型技術(shù)，輥道窯燒制的青瓦在抗凍性方面不符合要求，因此輥道窯適合于大量、薄而小型、品種單一的產(chǎn)品。

　　隧道窯廣泛應(yīng)用于陶瓷磚行業(yè)，除了高效節(jié)能、自動化度高等連續(xù)窯的特點(diǎn)外，窯車的裝載方式可以多層裝載，適用產(chǎn)品范圍廣，燒成周期合適，特別適合青磚較厚類型的產(chǎn)品。 與傳統(tǒng)的隧道窯不同，現(xiàn)代隧道窯主要由窯體、窯車(窯具)、燃燒系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和附屬設(shè)備組成。 現(xiàn)代隧道窯作業(yè)系統(tǒng)的特點(diǎn)：

　　a? .將不使用冷卻帶直接流入燃燒帶的窯道風(fēng)作為助燃空氣。 由于使用的是高速燃燒器，助燃空氣完全進(jìn)入燃燒器，與燃料混合燃燒后，火焰氣體噴出到窯內(nèi)，無需另外供給補(bǔ)充空氣。

　　b? .在燒成帶設(shè)置多個(gè)小功率燃燒器，在兩側(cè)垂直和水平交替排列，有利于窯溫均勻，調(diào)節(jié)燒成曲線和氣氛濃度。 在預(yù)熱帶的下部兩側(cè)設(shè)置水平交替排列的小功率高速燃燒器和調(diào)溫?cái)嚢鑷娮?，便于帶截面溫度的均勻化和升溫曲線的調(diào)節(jié)。

　　c? .排煙孔比較集中、分散地配置在窯頭上，有利于充分利用排煙的熱量。

　　d? .冷卻帶一般分為三級驟冷段、慢冷卻段和低溫冷卻帶。 多采用直接冷卻方式，從兩側(cè)垂直和水平交替配置冷卻風(fēng)噴出口，噴出高波段冷卻風(fēng)，引起強(qiáng)橫向氣流循環(huán)，使產(chǎn)品均勻冷卻。 熱風(fēng)側(cè)從窯頂分散提取。 因此冷卻以橫向循環(huán)氣流為主。 縱向氣流少。

　　無論是設(shè)計(jì)操作隧道窯，窯爐作業(yè)人員都要充分了解產(chǎn)品的燒成工藝和要求，并根據(jù)這一工藝和要求制定合理的燒成制度，切實(shí)滿足燒成工藝的要求。根據(jù)青磚傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，整個(gè)燒成工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是還原燒成和無氧冷卻，這也是隧道窯燒成青磚要解決的問題。

　　還原焙燒眾所周知，南方地區(qū)大多數(shù)日用陶瓷隧道窯采用還原焰焙燒。 青磚的還原反應(yīng)機(jī)理與日用陶瓷相同，還原性氣體與三氧化二鐵反應(yīng)生成氧化亞鐵。 日用陶瓷還原燒成制度有溫度制度、氣氛制度、壓力制度。

　　溫度制度：各階段需要一定的升溫速度，防止產(chǎn)品內(nèi)部溫度分布不均勻，其膨脹和收縮程度不同，產(chǎn)生應(yīng)力導(dǎo)致產(chǎn)品變形和開裂； 在適當(dāng)?shù)臏囟认麓_保一定的保溫時(shí)間，產(chǎn)品內(nèi)外溫度一致，均達(dá)到燒成溫度，保證產(chǎn)品內(nèi)外整體的燒結(jié)。

　　氣氛制度：指窯中含有游離氧或一氧化碳和氫的情況，需要在氧化和還原階段維持一定的氣氛濃度，以保證產(chǎn)品中物理-化學(xué)過程的進(jìn)行。 窯需要合理的壓力制度來確保溫度制度和氣氛制度的實(shí)現(xiàn)。

　　影響還原焙燒的主要因素之一是燃燒器的性能和燃燒狀況； 二是壓力制度是否合理，窯道內(nèi)預(yù)熱升溫區(qū)、燒成還原區(qū)、冷卻區(qū)、某一分區(qū)的壓力變化會引起其他分區(qū)的壓力變化，各分區(qū)的窯壓平衡與穩(wěn)定是控制還原氣氛的關(guān)鍵，窯內(nèi)壓力變化會使氣氛發(fā)生變化，各區(qū)段窯壓平衡和穩(wěn)定是控制還原氣氛的關(guān)鍵所在，窯內(nèi)壓力的變化都會使氣氛發(fā)生波動，同時(shí)導(dǎo)致溫度也不穩(wěn)定。

　　無氧冷卻在陶瓷磚隧道窯中還是一個(gè)新課題，國外先進(jìn)的青磚隧道窯通過將氮?dú)庵苯哟迪蚶鋮s帶來實(shí)現(xiàn)無氧冷卻，但氮?dú)庵圃旌透綄僭O(shè)備的投入費(fèi)用及后期生產(chǎn)成本較高。 因此，這項(xiàng)技術(shù)不太能經(jīng)受一些磚瓦企業(yè)。

　　如何在隧道窯中實(shí)現(xiàn)無氧冷卻，筆者借鑒了磚窯余熱利用的技術(shù)，開發(fā)的青磚隧道窯中采用了余熱鍋爐的換熱間接冷卻和蒸汽再循環(huán)系統(tǒng)，生產(chǎn)實(shí)踐取得了較為理想的效果。

　　a? )鍋爐水管外側(cè)與窯內(nèi)產(chǎn)品的輻射換熱由于產(chǎn)品溫度和水管間的溫差較大，傳熱快，鋼制水管熱阻小。 鍋爐水管內(nèi)側(cè)與水的換熱為沸騰換熱，換熱系數(shù)比一般空氣換熱系數(shù)大幾十倍至百倍，因此總傳熱系數(shù)大，換熱效率高。

? ? ? b? .由于是間接冷卻，所以冷卻帶壓力制度平衡，燒成還原區(qū)的溫度和對環(huán)境的干擾小。

　　c? .余熱鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽再次打入窯內(nèi)，起到平衡窯內(nèi)壓力的作用。

　　筆者開發(fā)的青磚隧道窯，產(chǎn)品經(jīng)還原焙燒后約1000℃，通過余熱鍋爐的換熱間接冷卻，產(chǎn)品降至約500℃，使用余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽將窯內(nèi)壓力維持在約180℃。

　　磚頭生產(chǎn)技術(shù)中原料是基本的。 近年來，隨著一系列政策的制定和環(huán)境保護(hù)法執(zhí)行力的日益嚴(yán)格，磚瓦原材料成為磚瓦企業(yè)生存和發(fā)展的巨大制約。 青磚長期以來以粘土為原料，大量浪費(fèi)土壤資源，破壞生態(tài)環(huán)境。 現(xiàn)在，政府禁止用粘土制作磚頭，用粘土制作磚頭已成為歷史，磚瓦企業(yè)的原材料改革不可或缺。 對于習(xí)慣使用粘土原料的磚制造商來說，原料的變更會帶來新的技術(shù)問題。 因?yàn)樵系牡V物組成和物理性能決定了磚制品的原料制造、干燥、焙燒的工藝要求。 這也是青磚制造商重視的問題。

　　如上所述，青磚生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新之路經(jīng)過不斷探索和突破的歷史，在無數(shù)磚瓦行業(yè)工作者的努力下取得了一系列突破性的成果。 青磚是傳統(tǒng)建筑文化的標(biāo)志，也是地方性仿古建筑材料，生產(chǎn)工藝受到諸多地域因素的制約，青磚現(xiàn)代生產(chǎn)工藝在研發(fā)和推廣上仍存在一些差異化的技術(shù)問題，有待探討和突破。