“一烘兩燒”隧道窯不平衡焙燒工藝質(zhì)量問題的認(rèn)識(shí)

在燒結(jié)磚生產(chǎn)實(shí)踐中，干燥環(huán)節(jié)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，沒有干燥坯體的產(chǎn)量和質(zhì)量，就沒有企業(yè)效益。干燥前端的混合料制備與成型環(huán)節(jié)，以及干燥后端的燒成環(huán)節(jié)，固然對(duì)提高企業(yè)效益有較大影響，然而，真正發(fā)揮作用的是干燥環(huán)節(jié)。無(wú)論是自然干燥、輪窯燒成的小型企業(yè)，還是采用二次碼燒的隧道窯生產(chǎn)線，是現(xiàn)代化的大型“一次碼燒”隧道窯生產(chǎn)線，濕坯的干燥過程，仍然是制約燒結(jié)磚產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵因素，對(duì)企業(yè)效益的高低發(fā)揮著決定作用。因此，燒結(jié)磚企業(yè)提高產(chǎn)量的重點(diǎn)應(yīng)該落實(shí)在干燥環(huán)節(jié)，而不是燒成環(huán)節(jié)。

目前，燒結(jié)磚一次碼燒工藝中，出現(xiàn)了干燥隧道窯與燒成隧道窯量不平衡配置的情況，形成了“一烘兩燒”或“兩烘三燒”的干燥焙燒工藝（因干燥隧道窯與燒成隧道窯不是1：1配置、干燥與燒成進(jìn)車時(shí)間不一致，筆者稱之為不平衡焙燒工藝）。此類生產(chǎn)線有逐漸增加的趨勢(shì)。生產(chǎn)過程中，因原料性能差異、干燥窯結(jié)構(gòu)、風(fēng)機(jī)選型和生產(chǎn)規(guī)模等因素的影響，此類生產(chǎn)線的運(yùn)行效果各有不同。部分企業(yè)因原料條件適宜，生產(chǎn)能力得到提高，而有些企業(yè)生產(chǎn)的燒結(jié)磚卻出現(xiàn)裂痕、啞音等缺陷，使廢品率增加，燒成產(chǎn)量并未隨著燒成隧道窯數(shù)量的增加而得到提高，當(dāng)然，企業(yè)效益也得不到提高。

1、某“一烘兩燒”隧道窯燒磚企業(yè)的工藝現(xiàn)狀

    福建某“一烘兩燒”企業(yè)，預(yù)期年產(chǎn)量為6000萬(wàn)塊（折普通磚），其工藝構(gòu)成簡(jiǎn)述如下。

主要原料為軟質(zhì)頁(yè)巖（100mm塊狀、灰白色）、紅色黏土、黑色黏土（高塑性、較高含水率）、煤粉；四種原料的摻配比例分別是40%、20%、20%、10%。

四組分混合料經(jīng)對(duì)輥破碎與攪拌后，混合材料通過高架皮帶機(jī)送至原料場(chǎng)堆放。

混合料再由裝載機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)給箱式給料機(jī)后，再次通過對(duì)輥機(jī)和攪拌機(jī)處理，再經(jīng)50/50雙級(jí)真空擠出機(jī)擠出成型。

自動(dòng)切條機(jī)、自動(dòng)切坯機(jī)和自動(dòng)編組，機(jī)械碼坯。3m*3窯車，普通磚每次碼一層，每層300塊，碼高14層，每輛窯車容坯數(shù)量為4200塊。

三條靜停停車線，長(zhǎng)度為83m，可容納濕坯窯車約81輛。

一條干燥隧道窯，截面寬度為3m，長(zhǎng)度為83m。

兩條燒成隧道窯，截面寬度為3m，長(zhǎng)度為83m。

兩臺(tái)14號(hào)送熱離心風(fēng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)55kw，將燒成隧道窯熱煙氣送入干燥隧道窯。一臺(tái)14號(hào)排潮離心機(jī)，電動(dòng)機(jī)45kw。當(dāng)干燥隧道窯進(jìn)車時(shí)間為1車/2h時(shí)；此時(shí)，普通磚日產(chǎn)量約為11萬(wàn)塊。如果加快干燥隧道窯進(jìn)車后，燒成隧道窯進(jìn)車時(shí)間縮短，燒成產(chǎn)量能夠提高，但磚垛中裂紋磚和底層斷磚數(shù)量增加，最終只能降低進(jìn)車時(shí)間以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2、“一烘兩燒”工藝的分析

  燒結(jié)磚一次碼燒工藝，干燥與燒成隧道窯數(shù)量，一般按照1:1的方式設(shè)置，如“一烘一燒”或“兩烘兩燒”。一次碼燒生產(chǎn)工藝中，濕坯直接碼放在窯車上，并且需要滿足隧道窯焙燒工藝要求。與兩次碼燒工藝中濕坯預(yù)先在小斷面干燥室干燥相比，一次碼燒工藝中濕坯脫水難度加大了，干燥時(shí)間也延長(zhǎng)了。而且，窯車上濕坯磚垛內(nèi)部的濕坯，因熱煙氣阻力較大，熱交換慢，排潮困難，使得濕坯磚垛內(nèi)部的坯體殘余水分要比磚垛外部坯體高。同一輛窯車上的坯體，內(nèi)外殘余水分不一致，如果進(jìn)入燒成隧道窯，必然引起磚坯開裂、斷磚等質(zhì)量問題。

“一烘兩燒”燒結(jié)磚工藝，將干燥隧道窯的數(shù)量減少，與燒成隧道窯形成不平衡焙燒工藝。此時(shí)，濕坯在干燥隧道窯內(nèi)的干燥時(shí)間進(jìn)一步縮短，窰車上磚垛坯體內(nèi)外殘余水分的差異更大，進(jìn)入燒成隧道窯后，成品產(chǎn)生的質(zhì)量問題更加嚴(yán)重。對(duì)此，有些“一烘兩燒”工廠采用增加濕坯靜停的方式，希望通過濕坯靜停一段時(shí)間來降低濕坯水分，然后使坯體在干燥隧道窯內(nèi)快速干燥，同時(shí)減少磚垛內(nèi)外坯體殘余水分的差異，避免燒成過程中成品出現(xiàn)開裂、斷磚等質(zhì)量問題。

前述福建某“一烘兩燒”企業(yè)，設(shè)置三條濕坯窰車靜停線，可容納濕坯窰車約81輛，其作用就是如此。

生產(chǎn)實(shí)踐中，一定溫度環(huán)境內(nèi)的靜停，可使?jié)衽鲀?nèi)水分均勻程度、濕坯強(qiáng)度提高，降低坯體內(nèi)水分。但是濕坯水分的降低，能否滿足干燥隧道窯的快速干燥要求，則需要充分考慮原料性能。如果原料性能不適宜，則選擇“一烘兩燒”不平衡焙燒工藝時(shí)，就無(wú)法避免燒成質(zhì)量問題。

3、年產(chǎn)約6000萬(wàn)塊（折普通磚）“一烘兩燒”不平衡焙燒工藝中相關(guān)技術(shù)參數(shù)計(jì)算見表1。

從表1中可以看出，該企業(yè)的一條干燥隧道窯日產(chǎn)量必須達(dá)到18.93萬(wàn)塊，而一條燒成隧道窯的窯日產(chǎn)量只需要滿足9.5萬(wàn)塊。干燥周期僅13.5h，其主要原料為軟質(zhì)頁(yè)巖、紅色粘土、黑色粘土（高塑性、較高含水率）、煤粉。在較短干燥周期內(nèi)，坯體的干燥殘余水分較高，進(jìn)入燒成隧道窯后，脫水過程可造成磚坯裂紋和斷磚。

 表1 福建某“一烘兩燒”企業(yè)干燥與燒成工藝計(jì)算表

  二次碼燒工藝，能夠較好地安排濕坯的干燥過程，干燥窯因干燥工藝與燒成沒有直接關(guān)系，比較靈活，容易控制，坯體干燥質(zhì)量好，干燥產(chǎn)量比較高。

當(dāng)采用“一次碼燒”工藝時(shí)，干燥環(huán)節(jié)與燒成環(huán)節(jié)是一個(gè)系統(tǒng)，濕坯碼坯高度必須適應(yīng)燒成要求，干燥過程的控制要求提高，否則干燥質(zhì)量與產(chǎn)量對(duì)燒成形成較大的限制。

在“一烘兩燒”或“兩烘三燒”工藝中，因進(jìn)一步減少了干燥窯數(shù)量，出現(xiàn)干燥隧道窯與燒成隧道窯的數(shù)量不平衡配置，只是通過碼濕坯窯車在干燥窯外的靜停，來提高燒成產(chǎn)量，此時(shí)干燥環(huán)節(jié)的條件更為苛刻，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)波動(dòng)，產(chǎn)量不僅得不到提高，反而產(chǎn)生不良影響，生產(chǎn)成本增加。

針對(duì)福建某企業(yè)而言，其一烘兩燒生產(chǎn)工藝的完善，必須調(diào)整原料性能，增加頁(yè)巖配比，調(diào)整混合料粒度，降低成型水分，在靜停線增加送熱風(fēng)預(yù)干燥。采取這些措施后，才能滿足燒成隧道窯對(duì)干坯的產(chǎn)量要求，實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)量的目標(biāo)。

4、“兩烘兩燒”工藝的分析

  在“一次碼燒”工藝中，還有一種干燥隧道窯與燒成隧道窯數(shù)量不平衡配置的方式，部分企業(yè)采用了“兩烘一燒”或“四烘兩燒”的工藝中，增加了干燥窯數(shù)量。此類不平衡焙燒工藝，由于干燥窯數(shù)量是燒成隧道窯的2倍，干燥工藝能夠適應(yīng)不同原料成分的變化，磚坯干燥時(shí)間延長(zhǎng)，有利降低磚坯殘余水分，提高干燥質(zhì)量，從而能提高燒成產(chǎn)量。

5、結(jié)束語(yǔ)

 “一烘兩燒”或“兩烘三燒”不平衡焙燒工藝的選擇，首先需要考慮原料性能的適應(yīng)性，由于其縮短了干燥周期，會(huì)導(dǎo)致窯車上的磚坯殘余水分不一致，這些磚坯在燒成隧道窯內(nèi)，，將出現(xiàn)裂紋和斷磚，無(wú)法實(shí)現(xiàn)提高燒成產(chǎn)量的目標(biāo)。

其次，隧道窯截面不宜超過3m，隨著窯斷面和碼坯高度的增加，使磚垛阻力越大，內(nèi)部濕坯水分的降低越困難。干燥過程需要延長(zhǎng)。否則，因磚垛中部濕坯殘余水分偏高，而在燒成窯內(nèi)燒成速度較快，使得磚垛中部磚坯出現(xiàn)裂紋、斷磚、垮垛等現(xiàn)象。     

燒結(jié)磚企業(yè)提高產(chǎn)量的重點(diǎn)應(yīng)該落實(shí)在干燥環(huán)節(jié)，圍繞改善原料性能、降低成型水分、濕坯靜停和預(yù)干燥、延長(zhǎng)干燥時(shí)間、增加干燥窯生產(chǎn)能力等采取措施，在此基礎(chǔ)上，燒成隧道窯才能大幅度提高產(chǎn)量。

“兩烘一燒”或“四烘兩燒”的不平衡焙燒工藝中，干燥窯數(shù)量多于燒成隧道窯，有利于干燥質(zhì)量和產(chǎn)量的穩(wěn)定和提高，對(duì)增加燒結(jié)磚企業(yè)效益較為有利。