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。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6000萬塊(折普通磚),其工藝構(gòu)成簡述如下。
主要原料為軟質(zhì)頁巖(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)對輥破碎與攪拌后,混合材料通過高架皮帶機(jī)送至原料場堆放。
混合料再由裝載機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)給箱式給料機(jī)后,再次通過對輥機(jī)和攪拌機(jī)處理,再經(jīng)50/50雙級真空擠出機(jī)擠出成型。
自動切條機(jī)、自動切坯機(jī)和自動編組,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,長度為83m。
兩條燒成隧道窯,截面寬度為3m,長度為83m。
兩臺14號送熱離心風(fēng)機(jī),電動機(jī)55kw,將燒成隧道窯熱煙氣送入干燥隧道窯。一臺14號排潮離心機(jī),電動機(jī)45kw。當(dāng)干燥隧道窯進(jìn)車時間為1車/2h時;此時,普通磚日產(chǎn)量約為11萬塊。如果加快干燥隧道窯進(jìn)車后,燒成隧道窯進(jìn)車時間縮短,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,干燥時間也延長了。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,濕坯在干燥隧道窯內(nèi)的干燥時間進(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,就無法避免燒成質(zhì)量問題。
3、年產(chǎn)約6000萬塊(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18.93萬塊,而一條燒成隧道窯的窯日產(chǎn)量只需要滿足9.5萬塊。干燥周期僅13.5h,其主要原料為軟質(zhì)頁巖、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
指標(biāo)名稱
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參數(shù)
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指標(biāo)名稱
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參數(shù)
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年產(chǎn)量
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6000萬塊
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窰車容坯量
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4200塊
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干燥及燒成廢品率
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4%
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燒成產(chǎn)量要求
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45車
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實(shí)際年產(chǎn)量
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6250萬塊
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干燥窯要求出車
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45車
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全年工作天數(shù)
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330天
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1條燒成隧道窯出車
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23車
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日產(chǎn)量
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18.93萬塊
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燒成隧道窯進(jìn)車時間
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60min
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干燥隧道窯規(guī)格
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3m*83m
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燒成周期
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約27h
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燒成隧道窯規(guī)格
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3m*83m
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干燥窯進(jìn)車時間
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30min
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容車數(shù)量
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27輛
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干燥周期
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13.5h
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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,干燥環(huán)節(jié)與燒成環(huán)節(jié)是一個系統(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,此時干燥環(huán)節(jié)的條件更為苛刻,任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)波動,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,磚坯干燥時間延長,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
“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。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、延長干燥時間、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,對增加燒結(jié)磚企業(yè)效益較為有利。