近幾年來，由于很多中小型建沒單位在建造隧道窯時不委托正規(guī)設計人員根據(jù)磚廠原料性能進行可行性研究及工藝設計，而是套用其他廠家的圖紙，結果造成磚坯干燥效果不佳或在干燥過程中嚴重塌坯倒窯的后果。筆者曾應邀處理過不少干燥窯塌坯事故，為防止這類事故的繼續(xù)發(fā)生，筆者針對塌坯產生的原因及處理方法談一點體會。
1、根據(jù)原料確定工藝
隧道窯一次碼燒工藝有著節(jié)省場地、減少人力，自動化程度高、節(jié)省投資等優(yōu)勢，但是能否采用一次碼燒工藝，關鍵取決于原料性能。適宜采用一次碼燒工藝的原料有煤矸石、頁巖及煤矸石、頁巖摻量較高的原料。對于粉煤灰、粘土、紅土摻量較高、軟質頁巖及干燥收縮較大、臨界水分較低等軟質原料慎用一次碼燒工藝，即使采用一次碼燒也要延長干燥時間，降低坯體升溫速度．嚴格控制碼車高度，一般應控制在12層以下。對于那些計劃籌建一次碼燒隧道窯生產線的廠家，應對原料進行化驗分析，外多聽聽專家意見，以防止此類問題繼續(xù)發(fā)生。
2、原料處理
一次碼燒工藝除了對原料性能要求較高外，還要求對原料進行處理，原料顆粒級配更加合理。對于煤矸石或硬質頁巖來說，雖然適合采用一次碼燒工藝，但是如果原料處理細度不合理。陳化效果不好，就不能保證磚坯的成型。濕坯強度及干燥效果．坯體進入干燥窯升溫后就會變軟，強度下降，底部坯體無法承受上部坯體的壓力而塌坯。因此，原料細度必須滿足：∠0.5mm占55%以上，05.mm-1mm占20%-25%，1mm-2mm占20%以下。原料塑性指數(shù)越低，細料比例應該越高。
原料陳化是保證磚坯成型質量的關鍵，對于煤矸石、頁巖特別是工業(yè)廢渣為主，多種原料混合而成的制磚原料，原料陳化是必不可少的工藝，因為塑性較低且多為顆粒狀的原料在沒有陳化工藝時，從原料粉碎后加水攪拌到進入磚機出坯只有短短的幾分鐘時間，外加的水分只在原料顆粒的表面，而沒有滲入顆粒內部，也就保證不了成型坯體的質量。只有將原料加水至成型含水率攪拌后送人陳化庫，經過3天以上的陳化，然后再經過細碎對輥機或輪碾機碾練才能確保成型坯體的質量。原料在擠出機的上級部分盡量做到不加水，因為上級攪拌加入的水沒有足夠的時間滲透到原料內部，這種表面水在強大的擠出壓力作用下隨磚機絞龍旋轉摩擦，在泥料層流間形成水膜，會使坯體在干燥過程中產生分層和裂紋，不但影響坯體干燥質量，也會降低坯體強度，導致塌坯。這里必須說明的是陳化原料必須是加水攪拌后送入封閉保濕的陳化庫中進行陳化，進入陳化庫的原料含水率基本等于成型所要求的含水率，而不是像有些磚廠那樣只是把粉好的細干料堆起來說是在陳化，事實上不加水攪拌的干料堆放幾乎沒有陳化效果。
3、采用半硬塑成型 采用一次碼燒工藝對成型坯體的強度要求較高，因此應該選用高擠出壓力的半硬塑成型機，才能確保坯體具有較高強度，從而保證干燥質量。半硬塑成型機產量較低，擠出壓力較大(一般擠出壓力在40kg/㎝2)，坯體成型水分在13％-15％左右．泥缸直徑500㎜以上。這里所說的半硬塑成型機并不是目前多數(shù)機械廠家生產的50-50-35型雙級真空擠出機是一高產量擠出機，單機可滿足年產6000萬塊—7000萬塊燒結磚生產線，這種磚機具有良好的綜合性能，具有較大壓力和高產量，坯體成型水分14％~17％左右，適合人工干燥輪窯焙燒或隧道窯兩次碼燒工藝。如果一定要在一次碼燒工藝中選用這種磚機，就必須告知機械廠家要進行定做，制造時要降低磚機主軸轉速，提高擠出壓力，才能滿足一次碼燒工藝。
對于現(xiàn)有一次碼燒工藝，使用50—50—35以下雙級真空擠出機且有塌坯現(xiàn)象的磚廠，可以將下級4級電動機更換成6級電動機后加大電動機皮帶輪15 %—20％，或者不換電動機，只把原配電動機皮帶輪減小10％—15％的辦法來降低擠出速度，提高擠出壓力，可有效提高成型坯體強度和外觀質量，確保干燥時不塌坯倒窯。
4、干燥窯結構
干燥窯的結構是根據(jù)原料性能和磚機壓力確定的，決定干燥窯長度的主要因素是原料的干燥敏感性、收縮率、臨界水分、成型水分等。無論采用頂送風或頂、側結合送風、其送風位置對坯體干燥效果影響很大，熱風送到什么位置要依據(jù)原料的臨界水分和干燥燥敏感性而定。對于臨界水分低、干燥敏感性高的原料，送風位置切不可靠前，一般最前端第一個送風點應距進車端15m以上，否則就會出現(xiàn)干燥裂紋。成型水分較高，收縮率較大的原料其干燥窯總長度應在70m以上，否則就可能造成升溫過快水汽過大而塌坯。
5、碼窯車
碼窯車既要保證燃料在窯斷面的均勻分配，也要保證氣流在窯斷面均勻分配。日前，幾乎所有磚廠都是采用內燃燒磚，其碼窯車的原則應是中稀邊密、底稀上密的碼法，這樣既滿足窯中部熱量集中，磚坯稀，熱量少，又滿足了中間間隙大，使潮氣容易流出。但是讓很多生產廠家難以理解的是實心磚在干燥過程中反而比空心磚容易塌坯，這是由于相同體積的情況下，實心磚所用原料多，重量大，總水量多，坯體受熱后產生的潮氣量大，如果排潮不足就會導致塌坯，所以碼實心磚的密度應更稀一些，實心磚總密度控制在（標準磚）240塊/m3—260塊/ m3，90多孔磚控制在160塊m3—170塊/m3。
6、送風和排潮
大多數(shù)塌坯是由于送風溫度、送風量、送風位置不當、排潮不暢導致的。對于結構設計合理，風機選用合理的干燥窯，如果送風不合理、排潮不暢同樣會出現(xiàn)塌坯。下面著重談談送風排潮問題：
6.1、送風溫度
磚坯進入干燥窯后要經過緩慢的預熱、干燥、冷卻過程。磚坯預熱過程中主要是坯體由外到內的升溫過程，這過程坯體只升溫少脫水或不脫水，所以預熱帶是低溫高濕帶。坯體表面在熱空氣對流作用下先受熱，受熱坯體表面的水分就變成蒸汽向外擴散，這時如果坯體周圍中氣濕度小，坯體表面水分就會迅速蒸發(fā)，水分蒸發(fā)，體積就減小，表面就會收縮，而這時坯體內部溫度還較低，內部水分不會蒸發(fā)，體積也就不變化，內外收縮不一致就會造成坯體表面開裂。只有等到坯體內部溫度升高到開始蒸發(fā)水分時才進入到脫水階段，脫水階段也叫干燥段。坯體進入到干燥窯內，在預熱段到干燥段這一升溫階段，坯體的溫升應控制在6℃/h—8℃/h。如果升溫過快，只會加快坯體表面溫升速度，導致坯體表面脫水速度加快，內外脫水速度不一致而出現(xiàn)坯體表面開裂，同時升溫過快會使坯體周圍濕氣過大．就會造成坯體變軟導致塌坯。
送風溫度直接影響到預熱帶的坯體升溫速度和干燥段脫水速度，所以，對不同的原料和坯體含水率，送風溫度應不同，一般情況下送風溫度不超過16℃。這樣，可以確保坯體在預熱過程中合理升溫。送風溫度過高會導致坯體蒸發(fā)水分過快，會使干燥窯內水汽量過大，超過了排潮風機的排風量，造成塌坯。如果送風溫度過高可適當提高余熱閘和打開檢查口摻入冷氣。對于成型水分較低的空心制品和低敏感性、高臨界水分、低收縮率的原料，適當提高送風溫度不會影響坯體干燥質量。
塌坯現(xiàn)象常出現(xiàn)在冬春季節(jié)，夏季出現(xiàn)塌坯較少，這是因為夏季環(huán)境溫度較高，原料土和水的溫度也較冬春季高很多，成型的坯體由于擠出壓力和擠出時的摩擦作用，坯體溫度還會超過環(huán)境溫度，具有較高溫度的坯體從成型后到進入干燥窯內預熱是一個連續(xù)升溫和內外水分連續(xù)蒸發(fā)過程．也就相當于加長了預熱過程。在干燥窯內相同的預熱時間里每小時的溫升也就相應緩慢了，塌坯現(xiàn)象也就避免了。冬季成型坯體溫度較低，進入干燥窯的坯體在同樣的預熱時間內溫升速度就加快了。另外，相同含水率時，冬天的成型坯體比夏天坯體硬，也就是說，相同硬度情況下冬天的成型坯體比夏天的坯體含水中高，也就是說同樣硬度的坯體，冬天的坯體實際含水率較高，當其進入干燥窯受熱后就會變軟，強度下降，導致塌坯，北方磚廠應該有體會，同樣成型水分下，夏天能順利成型，而冬天磚機就會因泥條太硬擠不出泥條。由于磚機的擠出能力最終反映在坯體硬度上，而不完全是含水率。因此，在有條件的情況下，冬春季節(jié)可在擠出機的上級攪拌里加蒸汽提高成型坯體溫度，降低成型水分，減少干燥窯內坯休的總水量。具有一定溫度的坯體進入預熱帶會有一個合理的溫升過程，這是避免塌坯倒窯和坯體產生干燥裂紋的有效措施。
6.2、送風量
干燥窯的熱量來自焙燒窯的余熱和煙熱，磚坯的干燥過程不但需要熱量，而且需要具有一定壓力的風量。幾乎所有送往干燥窯風量及風壓都由焙燒工看火提風閘或調整風機電機速度來獲得，這是不合理的操作方法。因為燒窯工提閘是為了滿足焙燒所需的氧氣量，確保燃料燃燒，達到理想的火行速度。而干燥窯所需的風量不只是需要熱量和熱氣量，而同時需要一定限力及速度的熱氣量。焙燒工根據(jù)焙燒所需氧氣量，可通過降低或提高風機轉速來滿足焙燒窯正常焙燒。降低風機轉速雖然和降低風閘同樣可降低風量，但是，降低轉速會使風機壓力加倍減小．沒有足夠壓力的風不能到達窯車中下部。沒有一定流速的風也不能帶走窯車中下部坯體的潮氣。如果送入干燥窯的風量遠遠小于排潮風機的排潮量，就會使干燥窯內負壓區(qū)過長，由于排潮風機抽力小形成的較長負壓會使氣流沿干燥窯頂部及邊部阻力小的區(qū)域加速流動，而中下部的氣流速度會減慢。設計選定風機型號是根據(jù)干燥窯所需風量大小及壓力而確定的，而不是根據(jù)焙燒所需氧氣量確定的。由于送入熱風溫度高于排出潮氣的溫度，所以送入的風量要大于排出的風量。對于不配備干燥窯的焙燒窯所需風壓力只需100多pa就可以了，采用自然干燥時，隧道窯配煙囪，60m高的煙囪在煙氣溫度與外界溫差為10℃時其抽力不過151 pa，1.5 m上口直徑的煙囪排風量不到30000m3，而干煤窯配用的風機壓力達到1200 pa以上，風量也在50000 m3以上，這就肯定地說，焙燒所需的風量小于干部燥磚坯所需的風量，焙燒所需的風機壓力遠遠小于干燥窯所需的風機壓力，這就表明，風機不完全是為燒窯而設置的，而是為干燥窯配備的。當然，在設計選定風機時，為了克服煙道長度阻力及風閘的阻力，都有一定的安全系數(shù)，也就是說風機會有—定的余量，這要在調試期間將風機的轉速（頻率)確定下來，確定后不可隨意亂動，燒窯工只可通過調整風閘高低控制進氣量來調整窯內火度，不可隨意改變風機轉速，因為風量降低與轉速成正比關系，但是風壓的降低與轉速是平方關系。當風壓降低后，進入干燥窯的熱氣就無法吹進窯車底部和中心部位，使窯車底部和中心部位空氣對流速度減慢，那么這些部位坯體受熱效果就不好，產生的潮氣也就不能被迅速帶走，就會造成塌坯現(xiàn)象
對于燒窯工而言，風機就相當于煙囪，窯爐相當于鍋爐，要調整火度大小，只需調整風門大?。L閘高低），而不可能隨意改變煙囪高度。為了省事隨意調整風機轉速來改變風量，雖然可以滿足正常焙燒，可當降低風機轉速時就減小了抽力，大大降低了風機壓力，使送往干燥窯內的風壓成平方倍數(shù)降抵，導致干燥窯內正壓區(qū)縮短，無法將潮氣擠壓出去，這往往是造成塌坯的主要原因。
正規(guī)設計的焙燒窯都在冷卻帶設行抽余熱系統(tǒng)(有的廠家在使用過程中覺得不好用，將余熱系統(tǒng)堵死)，送入干燥窯的主要是余熱，而煙氣是排空不用的，從環(huán)境保護角度講這是合理的，但能耗會增加。目前，大多數(shù)中小斷面隧道窯都是將煙熱和余熱全部送往干燥窯，使干燥窯的熱量充足，干燥效果好，同時降低制品能耗。
6.3、如何正確使用風閘
焙燒帶前部風閘可滿足焙燒的氧氣量(空氣量)，適當?shù)难鯕饪纱_保正常的火行速度。冷卻帶的風閘是抽取已燒好的磚垛內的余熱，這既補充送往干燥窯內的熱量和總風量，又加快了磚坯的冷卻速度。當焙燒窯進入正常循環(huán)工作時，為了滿足干燥坯體所需的熱量及風量，余熱閘必須提起。當提起余熱閘后，由于窯尾的抽力會使焙燒帶前部抽力降低，使火行速度變慢，這時就要加大前部風閘高度，使火行速度正常，也就是說隨著余熱閘的提高就要相應提高煙熱閘，使其達達平衡，余熱閘的抽風量只能占煙熱閘的30％—40％。如果兩閘提的相等，火就不會往前走。
6.4、如何調整風機變頻囂
變頻器是通過改變交流頻率來改變風機轉速，轉速與風機風量的大小成正比，與風機壓力成平方比。設計選定風機風量及壓力時有一定的富裕量，如果窯爐施工質量良好，漏氣輕微，風機的富裕量就顯得偏多，可通過變頻器來降低富裕量，由于風量是可以通過調整進風閘來實現(xiàn)的，而壓力的大小主要是看干燥窯的零壓點的位置，如果干燥窯內正壓區(qū)太長，也就是零壓點前移至干燥窯的前部10m內時，說明風機壓力太大，可通過降低轉速來調整，一般情況下，干燥窯的零壓點在距進車端15m—20m處，具體位置應視原料干燥敏感性和臨界水分而確定。調整風機轉速應和負責干燥的人員協(xié)商，保證干燥窯零壓點在正常范圍內。如果來自焙燒窯的風量不能滿足干燥窯時，可以適當打開檢查口，進一些冷氣來加大干燥所需風量。
6.5、排潮
大多數(shù)干燥窯排潮是由排潮風機來完成。排潮風機的排風量是根據(jù)坯體產生的潮氣量來確定的，假設干燥窯的產量為每天10萬塊(折合標準磚)，折合4000塊/h，以每塊磚干重2.7kg，含水率15％計算，磚坯在干燥窯內蒸發(fā)10％水分(另外5％為坯體殘余水分)，4000塊磚坯在干燥窯內蒸發(fā)水量等于2.4×10％×4000=1080kg，以每公斤水產生30m3蒸氣計算，干燥窯內每小時產生蒸氣為1080×30=3240 m3，考慮到漏氣及開門時間的因素，排潮風機的排風量應在35000 m3/h以上。如果排潮風機排風量不足或抽力不夠，干燥窯內濕氣過大也會導致塌坯倒窯。
6.6、漏氣造成塌坯
導致塌坯的另一個主要原因是干燥窯密封不好，特別是進車端升降門周圍漏氣嚴重，這將導致外界冷空氣進入干燥窯，造成排潮風機排出潮氣量下降，使高溫潮氣滯留在坯體表面，導致坯體變軟而造成塌坯。正規(guī)的干燥窯進車端應設兩道門，而現(xiàn)在大多數(shù)，干燥窯只設了一道門，可就是這一道門，很多廠家也，不重視門的密封效果，門的四周與端墻之間和底部軌道之間的間隙很大，甚至門已經損壞也不修復，這樣，必然降低排潮風機的抽力。干燥窯的排潮風機就安裝，在進車端上部，它的作用是將干燥段產生的高溫潮氣抽到預熱段加熱坯體，確保預熱段坯體處在高濕環(huán)境下只升溫而不蒸發(fā)水分。進車端升降門四周微小的漏氣都會降低排潮風機從干燥段抽取高溫潮氣的能力。從升降門四周進入的是大氣中的冷空氣，干燥窯內的熱空氣與外界的冷空氣相遇就會凝結成水分停留在磚坯表面，使磚坯二次吸水變軟導致塌坯。因此，要確保干燥窯升降門處、外墻及頂部各處不得漏氣，確保預熱段不能有冷空氣進入，每次進車越快越好，減少升降門的開啟時間。減少冷空氣進入才能確保坯體干燥效果，防止塌坯倒窯。
總之，導致干燥窯塌坯的因素很多，有結構設計方面的，也有操作方面的，具體問題應根據(jù)實際情況找出問題所在，對癥處理，使問題得到徹底解決。
窯爐煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)廠家分享丨一次碼燒隧道窯磚坯容易倒塌的原因
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