掌握隧道窯的性能與生產結構的關系

　　對于燒結磚隧道窯,剛進入這個行業的人士要想真正了解還需要一個過程,才能掌握生產設備的性能與用途。同樣的原料,同樣的工藝,同樣的設備，生產的結果卻不盡相同，這是因為他們對于窯爐熱工設備的性能、維修、保養不熟悉,而現在市場上隧道窯的型號各不相同、差異很大，也不規范。尤其是有的投資者對隧道窯的要求設想很高,又想投資少,產量大的窯型來滿足自己的理想,這樣一來對設計生產者來說就有很大的挑戰。我想,大家還是要回歸到熱工原理上進行分析,把握規則,根據理論依據，掌握它的性能與結構,才能進入理想正常生產狀態，否則就是異想天開?，F在我們來談一下磚坯焙燒過程中產生的變化。這些變化的主要內容有：礦物結構的變化,生產新礦物,各種組分發生分解、化合、再結晶,擴散、熔融,顏色,密度,吸水率等一系列變化。最后變成具有一定顏色,致密堅硬,機械強度高的制品。當坯體被加熱時,首先排除原料礦物中的水分,在200C0以前殘余的自由水及大氣吸附水被排除出去。在400～600 C0時結構水自原料中分解,使坯體變得多孔、松馳,因而水分易于排除，加熱速度可以加快。此階段坯體強度有所下降,升溫至573 C0時,β－石英轉化成α－石英，體積增加0.82%,此時如升溫過快，就有產生裂紋和使結構松馳的危險。600 C0以后固相反應開始進行。在650～800 C0如有易熔物存在,開始燒結,產生收縮。在600～900 C0如果原料中含有較多的可燃物質,這些物質需要較長時間完成氧化過程，在 930～970 C0碳酸鈣分解成為氧化鈣和二氧化碳。通過焙燒使原料中細顆粒通過硅酸鹽化合作用，將可形成不可逆的固體。窯體內的冷空氣通過冷卻帶的磚垛,由于熱交換過程制品被冷卻到20～40C0。冷卻的速度因原料而定,尤其冷卻到573 C0時,游離石英由α型轉變為β型,體積急劇收縮0.82%,使坯體中產生很大的內應力。此時應緩慢冷卻,否則易使制品開裂。

　　其一,制品的干燥與燒成的關系。干燥后的磚坯在進焙燒窯前要達到含水率小于6%,這項技術參數對燒成來說是一項過硬的指標。如果大于6%的含水率將直接影響后面的燒成。如何控制好干燥這一環節？首先我們要掌握干燥窯的生產過程，了解有哪些影響干燥的因素。一是坯體原料的性質和坯體的形狀大小、厚度、孔洞率。二是坯體的成型含水率,殘余含水率。三是坯體本身的溫度越高則干燥速度越快。如果坯體在成型時加熱可以提高干燥速度。四是干燥介質的溫度越高則干燥速度越快。但溫度過高會使坯體開裂。五是干燥介質的相對濕度越低,則干燥速度越快,在等速干燥階段此影響最明顯。干燥介質的流動速度越大,干燥速度越快。六是干燥介質與坯體的接觸面積越大,則干燥速度越快，接觸面積大小主要決定于坯體的碼坯形式。七是干燥窯的結構、送排風的形式及風機的選型。八是干燥窯的結構上要注重四個方面的結構處理,如加熱階段,等速干燥階段,降速干燥階段,平衡階段。九是干燥倒坯是常見的最頭痛的問題,尤其是春季南方地域的生產廠家，最為普遍。十是干燥進車速度不均勻，干燥曲線變化無常，送熱與熱分布、排潮與風速與原料的性能各不相同。如何來掌控這些因素關系,處理好這么多環節將與燒成都有直接的關系。

　　其二，燒成產品的質量及產量，是生產過程中的關鍵環節。筆者參觀了很多生產廠家，反應的情況最為突出的有：設計與實際生產有差異，產品的能耗與生產成本過高，產品的優等率過低，窯爐的自身能耗高等等。這些問題的出現主要反應在燒成窯不合理的結構上。而這些不合理結構的窯爐大多出自非專業窯爐公司之手，他們不講科技，沒有理論依據，拿著一張抄襲的圖紙走天下，完全沒有按照《燒結磚瓦工廠設計規范》中的有關規定實施，更談不上什么節能降耗，坑了不少的投資人。在此，我們要想解決生產過程中出現的上述問題，就要從根源上著手，掌握熱工設備上的關鍵結構及技術要求，從根本上解決先天不足之處，才有利于確保投產后能順利達產達標，使投資人見到效益，這樣才能促進墻材事業的發展。大家要清楚窯爐是一項熱工設備,而非一種建筑物,要想掌握熱工設備的生產性能就必須從它的結構及選材上進行全方位的了解。如何根據生產產品的特性來確立窯爐的結構和選材？在中國質檢出版社出版的徐厚林著《磚瓦窯爐技術文選》中有詳細內容,在此不贅述。

　　其三，如何降低燒結隧道窯能耗是控制生產成本的關鍵環節。降低窯爐熱損能耗是多環節的過程,并非單項環節就能降耗的。例如,通常吸熱較大的方位有窯墻、窯頂、窯車、熱量利用、煙囪排出、自然介質溫度、材質的吸熱并放熱,窯體密封及合理的燒成曲線，窯爐生產的升溫與降溫的時間控制,可燃物的揮發值,產品的冷卻時間,上下火道溫差,火道走向,上下火的關系,以及窯爐的蹲火等一系列情況都要進行全方掌握，并嚴格控制在規范范圍內，才能確保生產過程的節能降耗。

　　其四，生產管理上的松懈也是很多企業通常出現的弊病。筆者在走訪過程中。發現很多較規范的專業窯爐公司承建的窯爐，其制造的窯爐質量很好，但生產狀況不盡人意，生產現場非常雜亂，工人不懂操作規程,不善于進行窯爐保護,不注重生產環節,排放物亂扔亂放,煙氣、二氧化硫不處理，造成周邊環境污染。一個企業的效益關鍵來自管理，管理也是一門學科，如何進行規范化的管理？首先，管理者自身一是要懂行,二是要從整廠的設備性能技術著手，三要培養一批中層和基層技術骨干及熟練的操作工人，宣貫操作規范和操作流程，尤其是整廠的平面管理。

　　其五，現著重談一點窯爐生產過程中應注意的環節。

　　一是干燥窯的性能與干燥過程。無論干燥風量風速過大亦或是干燥風溫過高、周期較短，都不利于干燥，極易造成磚坯裂紋。二是造成磚坯裂紋的根本原因是干燥工藝不當，即干燥制度不合理造成的。一定要按照磚坯干燥的四個階段，即磚坯加熱干燥段、磚坯等速干燥段、磚坯的降速干燥段、磚坯的平衡干燥段的特征及其工藝操作方法進行操作。磚坯加熱階段，是坯體隨溫度升高而干燥速度加快，坯體開始產生干燥收縮。在干燥過程中，磚坯水分的外擴散速度與內擴散速度相等時，即干燥進入等速階段，這時,干燥進行最為強烈。如果外擴散速度遠遠大于內擴散速度，則坯體形成很大的水分梯度，導致坯體表面收縮很大，當收縮產生的應力大于坯體強度時，坯體表面就形成裂紋。當干燥過程中，坯體表面上的水分等于大氣吸附水分時，蒸發面隨著水分的減少而逐漸縮向坯體內部的毛細孔道中，干燥速度逐漸降低，即干燥進入降速段。在降速階段，坯體內只是相應增加氣孔，并不發生體積收縮，所以，坯體在降速階段不會產生干燥裂紋。在等速干燥階段與降速干燥階段之間有一個分界點，即干燥臨界點。磚坯處于干燥臨界點時的磚坯水分蒸發釋放已達到一個極限含水率，臨界含水率也就是磚坯在臨界點處的含水率。此時因固體顆粒失去周圍的水分而相互靠近，直到它們互相接觸并靠攏在一起，因此，磚坯干燥過程到達干燥臨界點以后，或者說，磚坯水分達到臨界含水率以后，坯體即停止收縮。