山东隧道窑耐火砖

山东隧道窑耐火砖
目前，一次码烧隧道窑工艺在烧结砖企业，得到了广泛的应用。其主要势在于其工艺流程中减少了湿砖坯码放环节，湿坯直接码放在窑车上进行干燥和烧成，使得产品外观质量较好，工艺流程简化，岗位工数量减少以及生产成本降低等。然而，一次码烧隧道窑工艺在生产实践中，也会出现干燥裂纹、产量低等问题，并且，这些问题在一些烧结砖企业内或多少的存在。

突破高产能？一次码烧隧道窑需要这些前提条件和措施

随着对原料种类适用性和成型设备挤出压力的提高以及湿坯预干燥方法和干燥窑结构的不断改进完善，一次码烧隧道窑的产量也大幅度提高，逐步与二次码烧隧道窑不相上下。本文就一次码烧隧道窑的大幅提高产量的要求总结如下：

1.原料性能：适宜一次码烧隧道窑工艺的原料以页岩、煤矸石为主。此类原料中自然含水率比较低，干燥敏感性系数低，硅铝含量较高，塑性指数不高，破碎后颗粒级配较合理，成型强度较高，湿坯脱水过程中不易开裂，缺陷较少，可满足一次码烧隧道窑的工艺要求。

部分软质粘土原料中自然含水率偏高，硅含量较低，大于1mm粒径的颗粒少，颗粒级配不合理，湿坯在脱水过程中，对烟气温度较为敏感，脱水速度慢，易开裂，缺陷较多。为了保证坯体干燥质量，需要延长干燥周期，这就降低了一次码烧隧道窑的产量。针对这部分原料，生产中须掺加粉煤灰、煤矸石、铁尾矿等工业废渣，调整原料颗粒级配，调节混合料塑性指数，才能适应一次码烧隧道窑工艺的要求。

2.原料制备：一次码烧隧道窑生产工艺中，湿砖坯直接码放在窑车上，一般情况下，码放14层以下。随着湿坯码放层数的增加，要求湿坯具有一定成型强度，因此对混合料成型水分要求较严格，不能过高。
另外，当选用锤式破碎机和回转筛设备处理原料时，要求原料含水率低于8%，进厂原料的自然含水率也不能太高，否则，将影响破碎及筛分设备产量。如加大筛孔尺寸，则产品外观质量没有保证。

原料含水率低，有利于提高一次码烧隧道窑的产量，因此，原料制备中，需要建设足够面积的原料堆棚，让原料在晴天时进厂，从而使得原料自然含水率较低。足够面积的原料堆棚，还便于调整破碎和筛分设备的工作时间，提高工作效率，降低破碎及筛分生产电耗。加水后的混合料，需要进入一定面积的陈化库或混合料堆放棚存放，储存环节除了提高混合料的均匀性外，还可以调节生产班制的差异，确保较低的成型水分。

3.成型及湿坯强度：一次码烧隧道窑生产工艺中，混合料经双级真空挤出机成型后，湿坯要按要求，直接码放在窑车上，先后通过干燥窑和烧成隧道窑，砖垛高度固定，不能随意降低。当湿坯强度偏低时，底层砖坯变形。若降低砖垛高度，底层砖坯虽然不变形，但砖垛顶距隧道窑顶间空隙增加，导致隧道窑内截面上下温度偏差较大，对砖坯烧成质量有较大影响，同时，烧成煤耗增加，产量降低。

湿坯的强度主要由双级真空挤出机的下级确定，成型水分降低，密实度增加，湿坯强度提高，挤砖机下级电动机装机容量也较高。因此，挤出机的选择非常关键，除了考虑较低成型水分和湿坯强度要求外，还要考虑能够成型不同规格、不同空洞率的空心砌块。一次码烧隧道窑工艺中，应采用较大规格的双级真空挤出机，确保成型湿坯的强度。

其次，湿坯强度与原料性能有关。硬质原料与软质原料相比，硬质原料破碎后，粒度粗细混搭，颗粒级配合理；软质原料破碎后，粒度较为一致，颗粒级配较差。这两种原料，在相同的成型水分下，经挤出成型，硬质原料湿坯强度较高，而软质原料湿坯强度偏低。对此，在一次码烧隧道窑生产工艺中，原料的选择以及配料也非常重要。采用软质原料时，须掺入煤矸石、铁尾矿渣等工业废渣，调整混合料的颗粒级配，从而确保湿坯具有较高的强度，避免湿坯变形或者被迫降低码坯砖垛的高度。

双级真空挤出机真空度较高时，虽然能提高湿坯密实度，增加湿坯强度，但在后期的干燥过程中，湿坯脱水较慢，湿坯残余水分提高，焙烧中砖坯易出现开裂及爆裂现象，降低产量，废品率增加。如要避免砖坯开裂，则需要调整干燥周期及烧成周期，使一次码烧工艺的产量降低。因此，一般情况下，提高湿坯强度，可采用降低成型水分的方式。

突破高产能？一次码烧隧道窑需要这些前提条件和措施

4.湿坯预干燥：一次码放湿坯的窑车，如果立即进入干燥隧道窑，受原料性能和干燥周期的限制，以及干燥窑送热风机风量、温度、排潮风机风量、码窑密度、干燥窑结构等因素的影响，干燥过程中砖坯很容易干燥裂纹、残余水分高、窑车上砖垛垮坯等弊端，使得干燥窑的干燥质量及产量降低，成品中一级品率下降。此外，一旦环境温度改变时，干燥窑内冷凝露、湿坯吸潮垮塌、残余水分偏高等不利现象均会出现。为此，烧结砖企业在一次码烧工艺的长期运行中，提出了码放湿坯的窑车静停及预干燥的措施，通过生产实践，静停和预干燥措施能够有效的解决干燥窑出现的上述弊端。静停和预干燥的点可归纳为三点：

一是可以解决湿坯的干燥周期与成型工段及烧成工段有时间差异的问题，特别是成型工段生产班制为两班制时，采用静停和预干燥的措施，在确定的进车时间要求下，能够方便地调整干燥窑工作制度。

二是湿坯在进干燥窑前静停，使湿坯内水分均匀性增加，湿坯强度提高。坯体内水分有减少以及湿坯含水总量的降低，可适当提高干燥速度。

三是通过预干燥可以提高湿坯温度，确保与干燥窑进车时要求的温度一致，从而可以避免坯体冷凝结露和吸潮垮塌现象的发生。

湿坯预干燥的方式目前有三种：①热烟气由坯体砖垛的上部向下吹送，即顶送风方式；②顶送风加砖垛两侧送风；③还有水平送风的方式。

预干燥的热风可采用烧成隧道窑余热空气，或隧道窑顶部空腔的换热空气；或者是窑车车底的换热空气。这些热空气作为预干燥系统的加热介质使用后，没有有害气体排放。余热空气或换热空气温度可控制在50℃以内。夏季环境温度较高时，预干燥时可不送热风。

生产规模较大时，成型后的静停及预热干燥所需窑车越多，停车位也越多。湿坯车位增加，空车位的数量也需要同步增加，否则，挤出机生产系统就会受到牵制，高产量的势得不到发挥。

5.干燥窑结构与风机：一次码烧隧道窑生产工艺中，干燥是按照烧成要求的方式码放湿坯的，使得干燥系统阻力增加很多。其次，烧成系统与干燥系统通过风机相连，从烧成隧道窑内抽出热烟气较为容易，而将热烟气送入干燥窑的难度则较高。此外，干燥与烧成是连续性生产，干燥快，烧成也快，干燥慢，烧成也慢。因此，干燥窑结构、风机规格及转速、风机的调节手段、送风能力、排潮能力、干燥窑密闭性能和系统管理等方面，比二次码烧生产工艺要求更高，其结构和风机性能要有利于热烟气输送、水蒸气扩散、水蒸气排潮等。否则，干燥窑产量以及干燥质量就无法满足焙烧窑的要求。

离心风机将热烟气送入干燥隧道窑时，热烟气只能由顶部及砖垛两侧吹送到湿坯表面。由于湿坯码放密度较高，砖垛系统阻力大，热烟气到达湿坯表面及水蒸气扩散都有阻力。当热烟气内水蒸气分压较低，热交换后，湿坯表面水蒸气分压大于烟气内水蒸气分压时，湿坯表面水分干燥蒸发。随着干燥的持续进行，水蒸气与烟气混合，烟气内水蒸气分压逐渐提高，当与湿坯表面水蒸气分压平衡时，湿坯表面水分干燥蒸发将停止。如果烟气内水蒸气到达饱和，将在低温湿坯表面产生结露。

因此，设计干燥窑结构时，送热风长度、送热哈风口的位置和截面积等参数，须与湿坯码放形式、干燥脱水曲线、排潮能力等参数协调。同时，湿坯码放形式还须满足烧成的要求。

提高烟气流速可以客服砖垛系统阻力。除增加烟气内水蒸气不饱和度，加速湿坯干燥外，还可加快水蒸气的排除，从而有效地避免水蒸气冷凝及干燥缺陷的产生，实现一次码烧隧道窑高产量。提高烟气流速就是提高风机转速，使得烟气动压提高，烟气克服系统阻力的能力提高。对风机而言，在已确定的系统内，离心风机与轴流风机相比，离心风机更适合安装在干燥与烧成系统内的送热风位置。

干燥隧道窑进车端顶部设置有排潮风机。排潮风机运行过程中，对窑内产生负压，使含湿气体能够及时排除。因此，干燥隧道窑进车端、截止门和砂封槽等处的密封须严密，防止外界冷空气进入干燥窑内而降低排潮风机对干燥窑内的排潮能力，使砖坯的残余水分增加而影响干燥效果。

当干燥窑砂封槽的密封较差时，送入窑内的热风由砖垛两侧向窑车底部泄漏，分别流向干燥窑进出车端。流向进车端的热烟气会由排潮风机排出，这同样降低了排潮风机的排潮能力。
6.焙烧：一次码烧隧道窑生产工艺中，砖垛干燥时，干燥介质只能由干燥窑顶部及侧墙两边送入，砖垛中部砖坯与砖垛外围的砖坯受到热气体少，导致坯体干燥残余水分不一致，外围砖坯残余水分低，中部水分高，因此，在一次码烧隧道窑焙烧环节，中部砖坯容易出现开裂。对提高烧成质量有影响。因此，码放砖垛时要充分考虑干燥隧道窑中热烟气哈风的位置，要有利于减少砖垛阻力和降低砖垛中部砖坯干燥残余水分，同时，要满足烧成隧道窑哈风闸、投煤孔、观察孔的位置要求。否则，焙烧过程中，产量不仅得不到提高，烧成煤耗和废品率反而会增加。

此外，除加强控制成型水分，实行静停及预干燥来提高干燥质量外，还需发挥烧成隧道窑预热带的作用，充分利用烧成隧道窑进车端哈风闸，使砖坯在预热带的有效长度内能够均匀升温，降低干燥砖坯残余水分。

7.成品装卸：一次码烧隧道窑工艺连续性较强，成品需要及时装卸，否则会对成型车间的生产安排和烧成隧道窑按时进出车都有影响。

部分烧结砖企业在建设期间，因场地条件限制，成品堆场面积小，成品的装卸受到市场需求制约，而当市场需求量较小时，成品窑车无法及时卸车，成型车间生产受到影响，隧道窑产量然降低。

另外，卸砖岗位工因劳动强度较高，人员流动性较大，岗位工数量时多时少，人数较少时，对企业生产也有较大影响。

因此，一次码烧隧道窑生产实践中，成品停车线长度、成品堆场面积和卸砖岗位工数量多少都需要引起关注，这也是影响产量的重要因素之一。

近几年，随着卸砖打包技术的发展和提高，不少企业采用机械卸砖和打包，叉车运转，提高了工作效率，降低生产成本，摆脱了生产计划因岗位工人为因素的影响，将是很多烧结砖企业的选择。

8.两例产量较高烧结砖企业

8.1实例1

贵州省某烧结砖企业，采用一次码烧隧道窑工艺，生产线概况见表1.

该厂主要原料采用硬质页岩，煤矸石或原煤作为内燃掺配料，生产烧结普通砖为主。原料堆棚面积周转率需要很好地协调。硬质页岩经1100*1000锤式破碎机破筛后，搅拌加水，直接进入双级真空挤砖机成型，切条切坯后人工检码窑车。

该厂室内设有静停预干燥线，有160辆停车位，湿坯窑车在室内静停时间20h以上时对提高干燥窑产量有利。

2条干燥隧道窑，3条烧成隧道窑，普通砖日产量达到20万块。

两条卸砖线，可以同时停放40辆成品窑车，卸车车位较多，较好的满足日产量的卸砖要求。

该厂卸砖岗位，采用劳务外包，这也是一项适应烧结砖厂现状的措施。

8.2实例2

河南省某烧结砖企业，采用一次码烧隧道窑工艺，生产线概况见表2.

该砖厂采用硬质风化花岗岩、软质页岩为主要原料，原煤作为内燃掺配料，生产烧结空心砖与普通砖，空心砖产量40%，普通砖产量为60%。硬质原料先粗筛分，再经锤式破碎机破碎后筛分。软质页岩经过对辊破碎，与合格硬质原料在搅拌机内混合，混合料经过陈化后，采用双级真空挤出机成型，自动切条切坯编组后，机器人码放窑车。能保证成型车间的日产量要求。

该厂室内设预干燥停车线，有40辆停车位，烟气温度为40℃，4条干燥窑，容车19辆，进车时间为90min，对提高干燥窑产量有利。

出车端设有两条30m长的卸砖线，可以停放12辆成品窑车。回车线可以停放15辆成品窑车，卸车车位较多，满足日产量卸砖要求。

9.结束语：在一次码烧隧道窑生产工艺中，砖坯干燥质量与产量对整条生产线产量起到关键作用。这是因为干燥环节合理与否及产量高低限制了前端原料制备与后端的烧成速度。只有高度重视原料性能和干燥环节，才能实现一次码烧隧道窑工艺的高产量。