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知识~多孔砖的干燥与烧成
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知识~多孔砖的干燥与烧成

发布日期:2018-09-01 作者: 点击:

多孔砖


多孔砖与实心砖相比保温、隔音性能优良许多,制作中相对节省原料,砖体重量也较轻,具有便于运输和砌筑快捷的优点,越来越受到建筑界的青睐。

欧美国家多孔砖和实心砖的使用比例为70%︰30%左右,足以说明多孔砖在当前和今后相当长的时间里成为墙材界的主流产品,尤其烧结多孔砖使用性能更是优于其它工艺的多孔砖。

烧结多孔砖在干燥和烧成中部分环节与实心砖有着一定的差异,多孔砖砖壁及各个空洞连接处较薄,砖体内部呈形状不同的蜂窝状,空洞率的大小及数量因砖型或制作不同而不同。处理好这些工艺要点是生产保持正常化, 产量、质量达标的关键所在。

干燥

多孔砖坯干燥达到的要求是:裂纹少,无塌坯,控制干燥后低残余水分这三个方面。

干燥设施采用与烧成窑炉并列的独立干燥室为佳,便于供热、排潮的良好调控。一条窑应配制的干燥室长度要大于24个车位,有条件的企业尽量延长3~6个车位的长度。排潮设计成半集中式的,即干燥室的前端32%~40%长度为排潮段,后端40%左右为供热段。排潮口以顶排为主,数量在12~15个之间,供热由顶供热和侧下部供热联合使用。各个排潮和供热口安装有不同规格的闸阀,便于使用中调节大小。

上文主张的干燥室长度考虑到多孔砖焙烧时候火行速度普遍快于实心砖,相应加长干燥室长度给坯体早期提供一个平缓、逐渐升温的空间,减少或杜绝裂纹的产生,塌坯概率也能减小,另外较长的干燥室对干燥后期坯体烘干脱水也能从容的展开。拥有32%~40%长度的半集中排潮模式,又称作回潮式干燥室,干燥早期1~12个车位加热源来自干燥室后部的湿热气体,给干燥早期的坯体营造了一个温润环境,是减少坯体裂纹的有效举措之一。

排潮总烟道设置在干燥室的顶部,长度不低于干燥室长度的32%,内部分布有12道以上的横向排潮口。排潮总烟道设置在干燥室的顶部,引导温度自上而下流动传递,下部的坯体升温幅度平缓,减少剧烈应激造成的塌坯。较长的排潮距离和十多个排潮口,能有效分散回潮量的聚集,避免冬春季节凝露而塌坯。

较多的排潮口分散降低了每个排口的风量及湿气浓度,对减少坯体裂纹、加快脱水效率是种促进。排口上面通过活动盖板的稀密铺盖,来调节排潮闸形。干燥室后部40%左右的长度为供热段,顶供热与侧下部供热交叉设置可以避免热风压在坯垛里的喷射盲区。中后部的供热口要有强劲的风压,确保坯垛内部拥有充足的热介质,是提高干燥均匀性的有效举措。

减少甚至杜绝裂纹是多孔砖坯干燥中的重要要求指标,裂纹出现不但影响制品品相,并且造成砖体哑音,抗压、抗折强度变差,裂纹严重的经过焙烧后砖体还会变成碎块。撇过原料和挤出产生的裂纹不谈,干燥环节产生的裂纹大多在干燥的早中期形成,温度起伏不妥、高低无序是主因。进坯端的1~2车位就应有温度供给,升温幅度要平缓,低温段力争放长一些,严禁断层式供温出现。

坯垛在干燥室内坍塌也是多孔砖干燥中易出现的问题之一,由于坯体呈蜂窝状,内外通风透气性较好,一旦排潮或供热不当,应激伤害很快会侵入坯体内部,破坏坯体原有的强度,塌坯概率往往高于实心砖。常见的塌坯原因有:闷塌、淋塌、回潮、供热不妥等等。

干燥后坯体残余水分偏高会影响到制品品质,造成砖体裂口、裂纹、哑音,严重的断砖、碎砖量增加。入窑坯体含水率要控制在3%以内,并且越低越好。关于砖坯干燥详情请见砖瓦世界杂志2017年第2期本人写的《砖坯干燥冬春季节应注意的事项》一文,这里不再赘述。

2烧成

焙烧是烧结砖制作过程中较为重要的一道工序,墙材企业的产能、制品品质、能耗状况大多都彰显在这“一把火“之中。

隧道窑预热带长度一般在36m~65m 之间,长一点的预热带坯体升温幅度平缓,加热呈徐徐渐进状态,有效防止裂纹、炸坯的出现。哈风每条窑设置有7~13对儿左右,与风机、烟道一起合力为预热坯体和焙烧提供燃烧氧气,设置较多的哈风有利于火行速度和制品品质的完善。

哈风闸形常用的有梯形和桥形两种,梯形闸能最大限度把窑温引向前面坯垛,热能利用率较高,焙烧火行速度快于其它闸形,但是容易引起裂纹与炸坯。桥形闸使窑炉前面的坯体升温温和,避免裂纹或炸坯的出现,不过火行速度慢于梯形闸。那么采用梯、桥结合的闸形,可以兼顾到火行速度与制品品质,是多孔砖烧成操作中较为稳妥的闸形。

焙烧带操作提倡保持温度稳定,尽量避免大起大落。具体需要多高的焙烧温度和保持多长的时间,这要看制坯材料需求的温度高低,然后根据自己窑炉的情况,通过查看1~3天的火情和出窑砖结合就可以总结出自己窑炉的焙烧温度。

焙烧中砖垛的上下左右中这些方位存在着一定的温差,通常情况下18℃~32℃的温度差别对制品品质不会构成明显的影响,温差太大了就难说了,烧出的砖往往老嫩不一,次品量增加,因此要把缩小断面温差作为焙烧操作的重要工作来抓。通过对码坯、开闸用风、密封窑炉以及其它相关操作,尽量缩小焙烧带的断面温差,是保障制品品质的重要举措。

坯垛码放无论是轮窑,还是隧道窑皆要求做到上密下稀、边密中稀,减小顶部和两侧部的缝隙。通过多年来业界不断的生产探索,码垛以小垛体,多火道类的垛形适宜些较强。垛体底面积规格为50×50cm、75×75cm、98×98cm为主流,辅以多条纵横火道贯穿各个垛体之中,火道尺寸12~60cm不等。垛体码放布局优良的窑炉烧成中焙烧带断面温差较小,在完成自身焙烧反应的同时,还能顺畅、适量的把余下的热能带向预热带,给良好的加热前面坯垛,营造快速的火行速度打下基础。

窑炉密封涉及到气密与保温两个方面,气密和保温互为表里不可遗缺。气密的环节由:窑门、窑顶、火眼、火眼与窑顶结合部、窑墙、窑车、沙封、曲封、压力平衡这些环节构成。详细论述请见本人发表在砖瓦杂志2017年第3期—《隧道窑的密封与保温》一文。

根据焙烧带砖垛上下左右中温差出现的部位,查出温差的原因所在,从而使问题得以解决。

①顶部1~3层砖欠温,这是因为砖垛与窑顶间隙偏大,造成通风量增加,高温难以维持;或者坯垛中下部码的密,坯块排列错乱,部分垛体倒塌,造成砖垛顶部风量增加;再者火眼盖的不严实或火眼管与窑顶连接处密封欠缺,外界冷风吸入窑内;另外还要了解窑顶吊砖或吊棉是否漏气,冷风吸入窑内都会抵消砖垛顶部的温度。

②砖垛中部、下部温度偏高,一般情况下砖垛中下部的温度会稍微高于其它部位,但是高的多了就不正常了。扣除内燃超高导致的高温因素外,原因在于坯垛中下部码放偏密,火道尺寸或布局不妥,或者坯垛的中下部烘干不彻底,残余水分高了在预热带升温迟缓,坯体理化反应没有充分完成,当移动到焙烧带的时候急剧引燃,造成温度偏高,甚至砖体压花、变形加剧。使用梯、桥形结合的哈风闸形,并且开启适量的大风压,可以强化坯体的预热效果,对缓解砖垛中下部的高温是种促进。

③靠近窑墙砖垛两侧下部或边角处温度低,砖垛两侧部位整体欠温可能是砖垛与窑墙缝隙太大,窑炉中部的砖垛码放的密,火道少或者尺寸不妥,造成侧部通风量过大,高温难以维持。隧道窑砖垛与窑墙缝隙保持在6~10cm之间为佳,原则上这个缝隙尺寸越小越好,但是砖垛移动中切忌擦挂到窑墙。

侧下部和边角处低温是因为沙封槽缺少沙子,窑车沙封钎板变形缺损,或者窑车边沿、车角垫砖、窑墙曲封砖缺损;再者窑内和窑下抽力失衡,窑内抽力大于窑下的抽力,造成窑下冷风不停的沿窑车连接处吸入窑内,抵消了不同程度的窑温。这需要调节窑下抽风哈风,在窑下检修底沟内安装数道不同规格的阻流板,以增加窑下的抽力,形成窑内、窑下风力对抗,达到气密窑底的效果。

需要再次强调的是:许多窑炉至今仍没有设计建造窑底抽风系统,造成窑底不同程度的漏气,结果是窑炉内燃掺配量需要增加,窑车边角地方还常常欠温,无奈只好靠外投燃料来提升温度,这点成为窑炉界建造方面的重大缺陷之一。

预热带、焙烧带、保温带和冷却带在烧成中有着升温-高温-降温这样的温度运行规律,把各个温度点用线条连接称之为温度曲线。因窑炉或制坯材料等环节的不同,各个窑炉温度曲线也不尽相同,新投产的窑经过1~3周运行,就可得出合适的温度曲线。从预热带的第5个车位起安装温度感应器-热电偶,到保温带后部的3~5个车位止,每一到两个车位安装一根热电偶,热电偶与温度显示器连接。

在烧成中观察预热带、焙烧带、保温带的温度起伏情况,结合以往的最佳温度曲线,制订出恰当的焙烧方案。温度曲线不单单能了解焙烧带的温度状况,还可以掌握预热带和保温带的火情。预热带比平时升温缓慢低下,并且有2~4个车位的长度,说明该部位内燃变小或焙烧带往后移位;升温快于平时则说明该部位内燃变大或焙烧带前移。保温带温度比平时下降,说明焙烧带温度不足,或者窑内进车数量减少;保温带温度高于平时,说明焙烧带温度偏高,或者焙烧带往后移动了。

稳定预热带、焙烧带、保温带、冷却带这四带在窑内的位置,对窑炉产量与制品品质来说相当重要,这就是业内常说的定位焙烧。多孔砖对预热带升温和保温带降温相对敏感,操作不当了坯体在预热带遇上特殊的材料容易爆成碎块,砖体裂纹加剧,哑音增加。焙烧带靠前了砖坯预热过急,靠后了火行速度缓慢,窑炉产能低下,并且保温带降温过急,导致裂纹产生。

多孔砖需要掺配多大的内燃,这要看各窑的情况而定。一般情况下多孔砖火行速度明显快于实心砖,窑温形成以后温度保持的持续性仅比实心砖稍差一点,这样焙烧带自然变长,也就是焙烧时间延长了,所以多孔砖的内燃比实心砖用量要小。但是如果焙烧速度缓慢,长期蹲火就要另当别论了。这是因为越烧的慢内燃在预热带就大量燃烧,移动到焙烧带时温度明显不足,而且火带变短,进车数量少了保温带降温也快。

多孔砖的焙烧速度快于实心砖,如果砖坯干燥环节比较吃力,焙烧窑炉偏短的话,那么焙烧速度就要减缓些,保持一个中等的运行速度,以减少断砖、裂纹、哑音的产生,确保拥有个优良的制品品质。


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