程　鵬

摘要本文根據(jù)礦渣黑磚干燥過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷,分析了其原因并提出了相關(guān)的解決思路。

關(guān)鍵詞礦渣黑磚,干燥缺陷,前邊裂,中心裂,“棒釘”

1前 言

隨著純黑拋光磚、仿古磚的應(yīng)用面越來(lái)越廣,目前國(guó)內(nèi)、國(guó)際上純黑磚的銷售市場(chǎng)越來(lái)越興旺,但相對(duì)來(lái)說(shuō),起初生產(chǎn)的企業(yè)并不多,因此現(xiàn)在轉(zhuǎn)型生產(chǎn)此類磚的企業(yè)已越來(lái)越多。目前轉(zhuǎn)型做純黑磚生產(chǎn)的廠家基本上采用黑礦渣作為著色劑,這類黑磚生產(chǎn)成本較普遍以色料著色的黑磚來(lái)看,成本大大降低,且在工藝參數(shù)控制上也存在很多的不同,因?yàn)楹诘V渣的比重大于常規(guī)的陶瓷原料。相對(duì)來(lái)說(shuō),礦渣黑磚的生產(chǎn)難度比普通的滲花拋光磚、色料式純黑磚的生產(chǎn)難度大,例如泥漿的流速控制、壓機(jī)成形、干燥控制、燒成控制、拋光刮平等均有所不同。本文從熱工角度出發(fā),重點(diǎn)剖析礦渣黑磚在干燥過(guò)程中常見的缺陷,并相應(yīng)分析在干燥窯上有效保證干燥效果的思路。

2礦渣黑磚的配方成份與干燥特點(diǎn)

筆者通過(guò)在某礦渣黑色拋光磚生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)的技術(shù)服務(wù)過(guò)程,在本文將針對(duì)性地分析礦渣黑磚的干燥控制特點(diǎn)。

礦渣黑拋光磚,是用一種含鈦、鐵成分的黑礦渣作為主要著色原料(也是配方中的主要著色原料),配以一定比例的低溫粘土、長(zhǎng)石、石英、減水劑,經(jīng)過(guò)球磨、噴霧制粉、壓機(jī)成形、干燥與燒成、拋光等工藝生產(chǎn)出來(lái)的。礦渣質(zhì)黑磚的配方中瘠性原料較多(因?yàn)榈V渣本身就屬于瘠性原料),壓制成形時(shí)的生坯強(qiáng)度差,對(duì)低溫塑性原料的選擇難以掌握;而對(duì)于干燥過(guò)程來(lái)說(shuō),因?yàn)榕浞街泻罅康牡V渣原料,其坯體在干燥時(shí)排水比較順暢和快速。因此在干燥過(guò)程中,供熱、抽濕的控制尤其重要,如果控制不合理,容易造成干燥邊裂、開邊磚、前邊裂以及中心裂等缺陷;尤其是中心裂,由于裂紋細(xì)小,在干燥窯出口無(wú)法發(fā)現(xiàn),一般經(jīng)窯爐燒成過(guò)后才能在窯爐出口被發(fā)現(xiàn)。

礦渣質(zhì)黑磚,根據(jù)黑度不同,通?？煞譃椤捌蘸凇?、“中黑”、“特黑”三種,當(dāng)然,對(duì)應(yīng)這三種黑度,礦渣的加入量也不斷遞增,生產(chǎn)難度也一步步增大,“特黑”磚最難保證生產(chǎn)高效并穩(wěn)定,生產(chǎn)線上最直接的反映就是干燥窯出口爛磚情況嚴(yán)重。所以,做礦渣黑磚時(shí),對(duì)干燥窯的供熱系統(tǒng)、抽濕系統(tǒng)的調(diào)節(jié)要求也相對(duì)要高些。下面,筆者將在生產(chǎn)廠家的現(xiàn)場(chǎng)跟蹤及對(duì)干燥缺陷的處理方式進(jìn)行總結(jié)并加以分析,供大家參考。

3礦渣黑磚在干燥過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷及其原因

3.1 邊裂

礦渣黑磚在干燥過(guò)程中出現(xiàn)的邊裂有兩種情況,分別為低溫邊裂和高溫邊裂。

3.1.1低溫邊裂

由于干燥窯的供熱控制不合理,造成干燥窯溫度過(guò)低,磚坯難以排水,磚坯強(qiáng)度差,在干燥窯輥棒的傳送過(guò)程中承受不了機(jī)械破壞力,造成低溫邊裂。通常最靠近干燥窯窯墻的那條邊最容易開裂。

3.1.2高溫邊裂

由于干燥窯中后段的介質(zhì)溫度太高、濕度小,氣流速度又快,直接沖擊到窯墻壁或靠近窯墻壁的磚坯時(shí),會(huì)產(chǎn)生熱沖擊裂(這跟供熱分風(fēng)器的結(jié)構(gòu)也有相當(dāng)大的關(guān)系)。這類邊裂以前邊裂為主。

3.2 開邊磚

礦渣黑磚在干燥過(guò)程中出現(xiàn)開邊磚有兩種情況,分別為機(jī)械性開邊磚和熱應(yīng)力開邊磚。

3.2.1機(jī)械性開邊磚

由于礦渣制黑磚生坯強(qiáng)度差,在輸送中須特別注意傳送的平穩(wěn)性:如壓機(jī)出口輥臺(tái)的水平度、釉線的水平度及寬度、帶輪交界處的高低、干燥入口輥臺(tái)的水平度、干燥窯內(nèi)輥棒的干凈程度及平直度、干燥出口輥棒與出口輥臺(tái)的水平度等,以及注意干燥入口輥臺(tái)排磚過(guò)密時(shí),是否會(huì)造成頂磚現(xiàn)象,這都跟機(jī)械性開邊磚有密切的關(guān)聯(lián)。

3.2.2 熱應(yīng)力開邊磚

熱應(yīng)力開邊磚是指由于干燥介質(zhì)溫度過(guò)高或局部溫度偏高所造成的干燥應(yīng)力開邊磚。例如某廠由瓷片素?zé)G改成干燥窯,原窯上配有噴槍,由于廠家操作不合理,采用點(diǎn)燒噴槍加熱,導(dǎo)致燒嘴磚處局部溫度嚴(yán)重偏高,高溫?zé)釠_擊干燥窯內(nèi)的生坯,從而產(chǎn)生大量的熱應(yīng)力開邊磚。

3.3 前邊裂

前邊裂通常發(fā)生在干燥窯的中后段,由于干燥窯的中后段屬高溫低濕狀態(tài)干燥,供熱控制不合理,就會(huì)造成供熱分風(fēng)器的熱風(fēng)對(duì)磚坯前面的邊沖擊過(guò)大的現(xiàn)象,引起前邊裂。這里需要分析的是,干燥排濕是設(shè)置在干燥窯頭的,干燥窯內(nèi)的氣流則從窯尾往窯頭方向流動(dòng),這樣對(duì)磚坯前面邊的沖擊最大,排水速度也就最快,因此會(huì)造成熱沖擊性前邊裂。由于礦渣黑磚的排水速度較快,所以在干燥過(guò)程中,磚坯內(nèi)自由水的排除可能在干燥窯的前段就已經(jīng)完成,那么在干燥窯的中段也就很容易會(huì)造成磚坯的高溫前邊裂。

3.4 中心裂

礦渣黑磚在干燥過(guò)程中產(chǎn)生中心裂有兩種情況,分別為機(jī)械性中心裂和熱應(yīng)力中心裂。

3.4.1 機(jī)械性中心裂

由于礦渣制黑拋光磚生坯強(qiáng)度差,在輸送中就要特別注意傳送的平穩(wěn)性:如壓機(jī)出口輥臺(tái)的水平度及輥棒的干凈程度、帶輪交界處的高低、干燥入口輥臺(tái)的水平度和干凈度、干燥窯內(nèi)輥棒的干凈程度和平直度等,這都跟機(jī)械性中心裂有密切的關(guān)系,尤其需要注意的是,干燥窯前段的輥棒干凈程度。因?yàn)榈V渣黑磚的塑性料少,磚坯的彈性差,所以抵抗機(jī)械破壞力就很差,一點(diǎn)點(diǎn)的輥棒“結(jié)釘”就可能造成磚坯的中心裂。

3.4.2 熱應(yīng)力中心裂

在干燥過(guò)程中,由于供熱、抽濕控制不合理,會(huì)造成磚坯無(wú)法排水,同時(shí),磚坯排水太過(guò)劇烈也會(huì)引起磚坯熱應(yīng)力中心裂。事實(shí)上,對(duì)于礦渣質(zhì)黑磚來(lái)說(shuō),干燥過(guò)程中產(chǎn)生熱應(yīng)力中心裂的可能性相當(dāng)小。通過(guò)調(diào)整供熱與抽濕來(lái)解決中心裂,也是為了避開輥棒上的“棒釘”對(duì)磚坯的破壞,一方面是避免過(guò)早排水,讓磚坯保持有較好的彈性;另一方面,讓磚坯盡早排水,讓磚坯提早具有較高的干坯強(qiáng)度,以抵抗“棒釘”的破壞。

4解決礦渣黑磚干燥過(guò)程產(chǎn)生缺陷的方法

4.1 邊 裂

邊裂的產(chǎn)生存在兩種不同的原因,針對(duì)各種原因采用相應(yīng)的解決辦法。

(1) 低溫邊裂:可適當(dāng)加大干燥窯前段的供熱分風(fēng)器,提高前段的介質(zhì)溫度,相應(yīng)把干燥窯前段的抽濕關(guān)小點(diǎn)(不要關(guān)得過(guò)小,否則坯體難以排水),延長(zhǎng)排水區(qū)域,有效提高干燥窯前段的熱利用率來(lái)增強(qiáng)坯體強(qiáng)度。干燥窯入口進(jìn)磚時(shí),磚坯在不發(fā)生碰撞的情況下,可以把兩邊靠近干燥窯墻的磚坯盡量向中間靠,避免磚坯由于太過(guò)靠近干燥窯墻而引起低溫邊裂,并且要把干燥窯兩側(cè)的輥棒處、事故處理口處、供熱閘閥、抽濕閘閥等處的石棉塞好,保證不會(huì)有漏冷風(fēng)的現(xiàn)象。

(2) 高溫邊裂:可適當(dāng)減小干燥窯中后段的熱風(fēng)溫度和風(fēng)速,減小熱風(fēng)對(duì)磚坯的沖刷。盡量采用分風(fēng)器調(diào)節(jié)熱風(fēng)進(jìn)干燥窯內(nèi)的位置(當(dāng)然,分風(fēng)器的結(jié)構(gòu)也有相當(dāng)大的關(guān)系),減少熱風(fēng)的供給量。

4.2 開邊磚

開邊磚產(chǎn)生的原因有兩方面,針對(duì)各種原因采用相應(yīng)的解決辦法:

(1) 機(jī)械性開邊磚:由于礦渣質(zhì)黑磚生坯強(qiáng)度差,相應(yīng)地對(duì)其輸送過(guò)程中的平穩(wěn)度要求較高。相關(guān)的一些環(huán)節(jié)有:壓機(jī)出口輥臺(tái)要求水平度好,不可出現(xiàn)磚坯行走時(shí)的波浪式行走;釉線水平度要好,避免皮帶高低不平;釉線寬度要夠?qū)?避免支撐寬度不夠;帶輪交界處水平高度要統(tǒng)一,避免高低不平;干燥窯入磚輥臺(tái)的水平度要好。干燥窯前輥臺(tái)排磚時(shí),須保證磚坯之間不存在“頂磚”現(xiàn)象。干燥窯內(nèi)的輥棒干凈度和平直度要好,杜絕“棒釘”和彎輥棒的存在。干燥窯出磚輥棒和出磚平臺(tái)輥棒的水平度要好,避免棒與棒之間出現(xiàn)高低不平的現(xiàn)象。

(2) 熱應(yīng)力開邊磚:可適當(dāng)減小中后段的供熱介質(zhì)溫度,避免溫度過(guò)高或由于局部分風(fēng)器開得過(guò)大而引起的局部高溫;可關(guān)小余熱的總抽量,也可以在保證總抽量不變的情況下,關(guān)小或者關(guān)掉靠近急冷處的抽斗,開大尾部抽斗來(lái)降低介質(zhì)溫度。若有開噴槍的原因?qū)е戮植扛邷亻_邊磚,可適當(dāng)關(guān)小噴槍或關(guān)掉噴槍,然后靠調(diào)節(jié)余熱抽斗來(lái)增大供熱主管的溫度,再相應(yīng)地對(duì)供熱分風(fēng)器作調(diào)整。這樣可以避免局部高溫,也相應(yīng)地降低了燃耗。

4.3 前邊裂

前邊裂通常發(fā)生在干燥窯的中后段,找出中后段溫度偏高的區(qū)域,對(duì)高溫處的分風(fēng)器作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,關(guān)小一點(diǎn)供熱分風(fēng)器,減少在高溫狀態(tài)下熱氣體對(duì)磚坯前面邊的沖刷,或者在干燥窯后段多開幾處供熱分風(fēng)器,以分散式的供熱來(lái)減少熱氣體對(duì)磚坯前邊的沖刷。解決前邊裂最重要的手段就是控制好干燥介質(zhì)溫度及流速。

4.4 中心裂

中心裂產(chǎn)生的原因有兩方面,針對(duì)各種原因采用相應(yīng)的解決辦法:

(1) 機(jī)械性中心裂:與控制機(jī)械性開邊磚的方法相同,尤其是要重點(diǎn)檢查輥棒的干凈度。

(2) 熱應(yīng)力中心裂:在干燥過(guò)程中,礦渣制黑拋光磚坯的排水比較順暢,干燥窯前段的供熱分風(fēng)器可適當(dāng)?shù)亻_大點(diǎn),提高干燥窯前段的煙氣介質(zhì)溫度,加快磚坯的排水。防止水分在前段沒(méi)有排除,到后面由于余熱風(fēng)的介質(zhì)溫度高(高溫濕度小),遇到水分大的磚坯時(shí),會(huì)出現(xiàn)磚坯劇烈排水的現(xiàn)象,此時(shí)由于熱應(yīng)力的關(guān)系,導(dǎo)致磚坯的表面結(jié)構(gòu)遭到破壞,引起熱應(yīng)力中心裂。

5結(jié) 論

在生產(chǎn)礦渣制黑拋光磚的工藝配方中,瘠性原料的比例較多,在干燥窯的干燥過(guò)程時(shí),對(duì)干燥窯內(nèi)氣流、溫度的要求較嚴(yán)格;溫度偏低會(huì)出現(xiàn)裂紋磚,溫度偏高也會(huì)出現(xiàn)裂紋磚,對(duì)干燥的熱敏感度高,介質(zhì)溫度波動(dòng)大一點(diǎn)就會(huì)出現(xiàn)裂磚缺陷,所以對(duì)干燥窯供熱系統(tǒng)和抽濕系統(tǒng)的控制要求比較嚴(yán)格,只有合理地控制好干燥窯的供熱及抽濕,才能保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。值得重申的是,干燥窯內(nèi)的分風(fēng)器結(jié)構(gòu)與供熱方式,對(duì)礦渣黑磚的干燥控制效果也有相當(dāng)關(guān)鍵的影響。