山東隧道窯耐火磚
目前，一次碼燒隧道窯工藝在燒結(jié)磚企業(yè)，得到了廣泛的應(yīng)用。其主要?jiǎng)菰谟谄涔に嚵鞒讨袦p少了濕磚坯碼放環(huán)節(jié)，濕坯直接碼放在窯車上進(jìn)行干燥和燒成，使得產(chǎn)品外觀質(zhì)量較好，工藝流程簡化，崗位工數(shù)量減少以及生產(chǎn)成本降低等。然而，一次碼燒隧道窯工藝在生產(chǎn)實(shí)踐中，也會(huì)出現(xiàn)干燥裂紋、產(chǎn)量低等問題，并且，這些問題在一些燒結(jié)磚企業(yè)內(nèi)或多少的存在。

突破高產(chǎn)能？一次碼燒隧道窯需要這些前提條件和措施

隨著對(duì)原料種類適用性和成型設(shè)備擠出壓力的提高以及濕坯預(yù)干燥方法和干燥窯結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)完善，一次碼燒隧道窯的產(chǎn)量也大幅度提高，逐步與二次碼燒隧道窯不相上下。本文就一次碼燒隧道窯的大幅提高產(chǎn)量的要求總結(jié)如下：

1.原料性能：適宜一次碼燒隧道窯工藝的原料以頁巖、煤矸石為主。此類原料中自然含水率比較低，干燥敏感性系數(shù)低，硅鋁含量較高，塑性指數(shù)不高，破碎后顆粒級(jí)配較合理，成型強(qiáng)度較高，濕坯脫水過程中不易開裂，缺陷較少，可滿足一次碼燒隧道窯的工藝要求。

部分軟質(zhì)粘土原料中自然含水率偏高，硅含量較低，大于1mm粒徑的顆粒少，顆粒級(jí)配不合理，濕坯在脫水過程中，對(duì)煙氣溫度較為敏感，脫水速度慢，易開裂，缺陷較多。為了保證坯體干燥質(zhì)量，需要延長干燥周期，這就降低了一次碼燒隧道窯的產(chǎn)量。針對(duì)這部分原料，生產(chǎn)中須摻加粉煤灰、煤矸石、鐵尾礦等工業(yè)廢渣，調(diào)整原料顆粒級(jí)配，調(diào)節(jié)混合料塑性指數(shù)，才能適應(yīng)一次碼燒隧道窯工藝的要求。

2.原料制備：一次碼燒隧道窯生產(chǎn)工藝中，濕磚坯直接碼放在窯車上，一般情況下，碼放14層以下。隨著濕坯碼放層數(shù)的增加，要求濕坯具有一定成型強(qiáng)度，因此對(duì)混合料成型水分要求較嚴(yán)格，不能過高。
另外，當(dāng)選用錘式破碎機(jī)和回轉(zhuǎn)篩設(shè)備處理原料時(shí)，要求原料含水率低于8%，進(jìn)廠原料的自然含水率也不能太高，否則，將影響破碎及篩分設(shè)備產(chǎn)量。如加大篩孔尺寸，則產(chǎn)品外觀質(zhì)量沒有保證。

原料含水率低，有利于提高一次碼燒隧道窯的產(chǎn)量，因此，原料制備中，需要建設(shè)足夠面積的原料堆棚，讓原料在晴天時(shí)進(jìn)廠，從而使得原料自然含水率較低。足夠面積的原料堆棚，還便于調(diào)整破碎和篩分設(shè)備的工作時(shí)間，提高工作效率，降低破碎及篩分生產(chǎn)電耗。加水后的混合料，需要進(jìn)入一定面積的陳化庫或混合料堆放棚存放，儲(chǔ)存環(huán)節(jié)除了提高混合料的均勻性外，還可以調(diào)節(jié)生產(chǎn)班制的差異，確保較低的成型水分。

3.成型及濕坯強(qiáng)度：一次碼燒隧道窯生產(chǎn)工藝中，混合料經(jīng)雙級(jí)真空擠出機(jī)成型后，濕坯要按要求，直接碼放在窯車上，先后通過干燥窯和燒成隧道窯，磚垛高度固定，不能隨意降低。當(dāng)濕坯強(qiáng)度偏低時(shí)，底層磚坯變形。若降低磚垛高度，底層磚坯雖然不變形，但磚垛頂距隧道窯頂間空隙增加，導(dǎo)致隧道窯內(nèi)截面上下溫度偏差較大，對(duì)磚坯燒成質(zhì)量有較大影響，同時(shí)，燒成煤耗增加，產(chǎn)量降低。

濕坯的強(qiáng)度主要由雙級(jí)真空擠出機(jī)的下級(jí)確定，成型水分降低，密實(shí)度增加，濕坯強(qiáng)度提高，擠磚機(jī)下級(jí)電動(dòng)機(jī)裝機(jī)容量也較高。因此，擠出機(jī)的選擇非常關(guān)鍵，除了考慮較低成型水分和濕坯強(qiáng)度要求外，還要考慮能夠成型不同規(guī)格、不同空洞率的空心砌塊。一次碼燒隧道窯工藝中，應(yīng)采用較大規(guī)格的雙級(jí)真空擠出機(jī)，確保成型濕坯的強(qiáng)度。

其次，濕坯強(qiáng)度與原料性能有關(guān)。硬質(zhì)原料與軟質(zhì)原料相比，硬質(zhì)原料破碎后，粒度粗細(xì)混搭，顆粒級(jí)配合理；軟質(zhì)原料破碎后，粒度較為一致，顆粒級(jí)配較差。這兩種原料，在相同的成型水分下，經(jīng)擠出成型，硬質(zhì)原料濕坯強(qiáng)度較高，而軟質(zhì)原料濕坯強(qiáng)度偏低。對(duì)此，在一次碼燒隧道窯生產(chǎn)工藝中，原料的選擇以及配料也非常重要。采用軟質(zhì)原料時(shí)，須摻入煤矸石、鐵尾礦渣等工業(yè)廢渣，調(diào)整混合料的顆粒級(jí)配，從而確保濕坯具有較高的強(qiáng)度，避免濕坯變形或者被迫降低碼坯磚垛的高度。

雙級(jí)真空擠出機(jī)真空度較高時(shí)，雖然能提高濕坯密實(shí)度，增加濕坯強(qiáng)度，但在后期的干燥過程中，濕坯脫水較慢，濕坯殘余水分提高，焙燒中磚坯易出現(xiàn)開裂及爆裂現(xiàn)象，降低產(chǎn)量，廢品率增加。如要避免磚坯開裂，則需要調(diào)整干燥周期及燒成周期，使一次碼燒工藝的產(chǎn)量降低。因此，一般情況下，提高濕坯強(qiáng)度，可采用降低成型水分的方式。

突破高產(chǎn)能？一次碼燒隧道窯需要這些前提條件和措施

4.濕坯預(yù)干燥：一次碼放濕坯的窯車，如果立即進(jìn)入干燥隧道窯，受原料性能和干燥周期的限制，以及干燥窯送熱風(fēng)機(jī)風(fēng)量、溫度、排潮風(fēng)機(jī)風(fēng)量、碼窯密度、干燥窯結(jié)構(gòu)等因素的影響，干燥過程中磚坯很容易干燥裂紋、殘余水分高、窯車上磚垛垮坯等弊端，使得干燥窯的干燥質(zhì)量及產(chǎn)量降低，成品中一級(jí)品率下降。此外，一旦環(huán)境溫度改變時(shí)，干燥窯內(nèi)冷凝露、濕坯吸潮垮塌、殘余水分偏高等不利現(xiàn)象均會(huì)出現(xiàn)。為此，燒結(jié)磚企業(yè)在一次碼燒工藝的長期運(yùn)行中，提出了碼放濕坯的窯車靜停及預(yù)干燥的措施，通過生產(chǎn)實(shí)踐，靜停和預(yù)干燥措施能夠有效的解決干燥窯出現(xiàn)的上述弊端。靜停和預(yù)干燥的點(diǎn)可歸納為三點(diǎn)：

一是可以解決濕坯的干燥周期與成型工段及燒成工段有時(shí)間差異的問題，特別是成型工段生產(chǎn)班制為兩班制時(shí)，采用靜停和預(yù)干燥的措施，在確定的進(jìn)車時(shí)間要求下，能夠方便地調(diào)整干燥窯工作制度。

二是濕坯在進(jìn)干燥窯前靜停，使?jié)衽鲀?nèi)水分均勻性增加，濕坯強(qiáng)度提高。坯體內(nèi)水分有減少以及濕坯含水總量的降低，可適當(dāng)提高干燥速度。

三是通過預(yù)干燥可以提高濕坯溫度，確保與干燥窯進(jìn)車時(shí)要求的溫度一致，從而可以避免坯體冷凝結(jié)露和吸潮垮塌現(xiàn)象的發(fā)生。

濕坯預(yù)干燥的方式目前有三種：①熱煙氣由坯體磚垛的上部向下吹送，即頂送風(fēng)方式；②頂送風(fēng)加磚垛兩側(cè)送風(fēng)；③還有水平送風(fēng)的方式。

預(yù)干燥的熱風(fēng)可采用燒成隧道窯余熱空氣，或隧道窯頂部空腔的換熱空氣；或者是窯車車底的換熱空氣。這些熱空氣作為預(yù)干燥系統(tǒng)的加熱介質(zhì)使用后，沒有有害氣體排放。余熱空氣或換熱空氣溫度可控制在50℃以內(nèi)。夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，預(yù)干燥時(shí)可不送熱風(fēng)。

生產(chǎn)規(guī)模較大時(shí)，成型后的靜停及預(yù)熱干燥所需窯車越多，停車位也越多。濕坯車位增加，空車位的數(shù)量也需要同步增加，否則，擠出機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)就會(huì)受到牽制，高產(chǎn)量的勢得不到發(fā)揮。

5.干燥窯結(jié)構(gòu)與風(fēng)機(jī)：一次碼燒隧道窯生產(chǎn)工藝中，干燥是按照燒成要求的方式碼放濕坯的，使得干燥系統(tǒng)阻力增加很多。其次，燒成系統(tǒng)與干燥系統(tǒng)通過風(fēng)機(jī)相連，從燒成隧道窯內(nèi)抽出熱煙氣較為容易，而將熱煙氣送入干燥窯的難度則較高。此外，干燥與燒成是連續(xù)性生產(chǎn)，干燥快，燒成也快，干燥慢，燒成也慢。因此，干燥窯結(jié)構(gòu)、風(fēng)機(jī)規(guī)格及轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)手段、送風(fēng)能力、排潮能力、干燥窯密閉性能和系統(tǒng)管理等方面，比二次碼燒生產(chǎn)工藝要求更高，其結(jié)構(gòu)和風(fēng)機(jī)性能要有利于熱煙氣輸送、水蒸氣擴(kuò)散、水蒸氣排潮等。否則，干燥窯產(chǎn)量以及干燥質(zhì)量就無法滿足焙燒窯的要求。

離心風(fēng)機(jī)將熱煙氣送入干燥隧道窯時(shí)，熱煙氣只能由頂部及磚垛兩側(cè)吹送到濕坯表面。由于濕坯碼放密度較高，磚垛系統(tǒng)阻力大，熱煙氣到達(dá)濕坯表面及水蒸氣擴(kuò)散都有阻力。當(dāng)熱煙氣內(nèi)水蒸氣分壓較低，熱交換后，濕坯表面水蒸氣分壓大于煙氣內(nèi)水蒸氣分壓時(shí)，濕坯表面水分干燥蒸發(fā)。隨著干燥的持續(xù)進(jìn)行，水蒸氣與煙氣混合，煙氣內(nèi)水蒸氣分壓逐漸提高，當(dāng)與濕坯表面水蒸氣分壓平衡時(shí)，濕坯表面水分干燥蒸發(fā)將停止。如果煙氣內(nèi)水蒸氣到達(dá)飽和，將在低溫濕坯表面產(chǎn)生結(jié)露。

因此，設(shè)計(jì)干燥窯結(jié)構(gòu)時(shí)，送熱風(fēng)長度、送熱哈風(fēng)口的位置和截面積等參數(shù)，須與濕坯碼放形式、干燥脫水曲線、排潮能力等參數(shù)協(xié)調(diào)。同時(shí)，濕坯碼放形式還須滿足燒成的要求。

提高煙氣流速可以客服磚垛系統(tǒng)阻力。除增加煙氣內(nèi)水蒸氣不飽和度，加速濕坯干燥外，還可加快水蒸氣的排除，從而有效地避免水蒸氣冷凝及干燥缺陷的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)一次碼燒隧道窯高產(chǎn)量。提高煙氣流速就是提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使得煙氣動(dòng)壓提高，煙氣克服系統(tǒng)阻力的能力提高。對(duì)風(fēng)機(jī)而言，在已確定的系統(tǒng)內(nèi)，離心風(fēng)機(jī)與軸流風(fēng)機(jī)相比，離心風(fēng)機(jī)更適合安裝在干燥與燒成系統(tǒng)內(nèi)的送熱風(fēng)位置。

干燥隧道窯進(jìn)車端頂部設(shè)置有排潮風(fēng)機(jī)。排潮風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中，對(duì)窯內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，使含濕氣體能夠及時(shí)排除。因此，干燥隧道窯進(jìn)車端、截止門和砂封槽等處的密封須嚴(yán)密，防止外界冷空氣進(jìn)入干燥窯內(nèi)而降低排潮風(fēng)機(jī)對(duì)干燥窯內(nèi)的排潮能力，使磚坯的殘余水分增加而影響干燥效果。

當(dāng)干燥窯砂封槽的密封較差時(shí)，送入窯內(nèi)的熱風(fēng)由磚垛兩側(cè)向窯車底部泄漏，分別流向干燥窯進(jìn)出車端。流向進(jìn)車端的熱煙氣會(huì)由排潮風(fēng)機(jī)排出，這同樣降低了排潮風(fēng)機(jī)的排潮能力。
6.焙燒：一次碼燒隧道窯生產(chǎn)工藝中，磚垛干燥時(shí)，干燥介質(zhì)只能由干燥窯頂部及側(cè)墻兩邊送入，磚垛中部磚坯與磚垛外圍的磚坯受到熱氣體少，導(dǎo)致坯體干燥殘余水分不一致，外圍磚坯殘余水分低，中部水分高，因此，在一次碼燒隧道窯焙燒環(huán)節(jié)，中部磚坯容易出現(xiàn)開裂。對(duì)提高燒成質(zhì)量有影響。因此，碼放磚垛時(shí)要充分考慮干燥隧道窯中熱煙氣哈風(fēng)的位置，要有利于減少磚垛阻力和降低磚垛中部磚坯干燥殘余水分，同時(shí)，要滿足燒成隧道窯哈風(fēng)閘、投煤孔、觀察孔的位置要求。否則，焙燒過程中，產(chǎn)量不僅得不到提高，燒成煤耗和廢品率反而會(huì)增加。

此外，除加強(qiáng)控制成型水分，實(shí)行靜停及預(yù)干燥來提高干燥質(zhì)量外，還需發(fā)揮燒成隧道窯預(yù)熱帶的作用，充分利用燒成隧道窯進(jìn)車端哈風(fēng)閘，使磚坯在預(yù)熱帶的有效長度內(nèi)能夠均勻升溫，降低干燥磚坯殘余水分。

7.成品裝卸：一次碼燒隧道窯工藝連續(xù)性較強(qiáng)，成品需要及時(shí)裝卸，否則會(huì)對(duì)成型車間的生產(chǎn)安排和燒成隧道窯按時(shí)進(jìn)出車都有影響。

部分燒結(jié)磚企業(yè)在建設(shè)期間，因場地條件限制，成品堆場面積小，成品的裝卸受到市場需求制約，而當(dāng)市場需求量較小時(shí)，成品窯車無法及時(shí)卸車，成型車間生產(chǎn)受到影響，隧道窯產(chǎn)量然降低。

另外，卸磚崗位工因勞動(dòng)強(qiáng)度較高，人員流動(dòng)性較大，崗位工數(shù)量時(shí)多時(shí)少，人數(shù)較少時(shí)，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)也有較大影響。

因此，一次碼燒隧道窯生產(chǎn)實(shí)踐中，成品停車線長度、成品堆場面積和卸磚崗位工數(shù)量多少都需要引起關(guān)注，這也是影響產(chǎn)量的重要因素之一。

近幾年，隨著卸磚打包技術(shù)的發(fā)展和提高，不少企業(yè)采用機(jī)械卸磚和打包，叉車運(yùn)轉(zhuǎn)，提高了工作效率，降低生產(chǎn)成本，擺脫了生產(chǎn)計(jì)劃因崗位工人為因素的影響，將是很多燒結(jié)磚企業(yè)的選擇。

8.兩例產(chǎn)量較高燒結(jié)磚企業(yè)

8.1實(shí)例1

貴州省某燒結(jié)磚企業(yè)，采用一次碼燒隧道窯工藝，生產(chǎn)線概況見表1.

該廠主要原料采用硬質(zhì)頁巖，煤矸石或原煤作為內(nèi)燃摻配料，生產(chǎn)燒結(jié)普通磚為主。原料堆棚面積周轉(zhuǎn)率需要很好地協(xié)調(diào)。硬質(zhì)頁巖經(jīng)1100*1000錘式破碎機(jī)破篩后，攪拌加水，直接進(jìn)入雙級(jí)真空擠磚機(jī)成型，切條切坯后人工檢碼窯車。

該廠室內(nèi)設(shè)有靜停預(yù)干燥線，有160輛停車位，濕坯窯車在室內(nèi)靜停時(shí)間20h以上時(shí)對(duì)提高干燥窯產(chǎn)量有利。

2條干燥隧道窯，3條燒成隧道窯，普通磚日產(chǎn)量達(dá)到20萬塊。

兩條卸磚線，可以同時(shí)停放40輛成品窯車，卸車車位較多，較好的滿足日產(chǎn)量的卸磚要求。

該廠卸磚崗位，采用勞務(wù)外包，這也是一項(xiàng)適應(yīng)燒結(jié)磚廠現(xiàn)狀的措施。

8.2實(shí)例2

河南省某燒結(jié)磚企業(yè)，采用一次碼燒隧道窯工藝，生產(chǎn)線概況見表2.

該磚廠采用硬質(zhì)風(fēng)化花崗巖、軟質(zhì)頁巖為主要原料，原煤作為內(nèi)燃摻配料，生產(chǎn)燒結(jié)空心磚與普通磚，空心磚產(chǎn)量40%，普通磚產(chǎn)量為60%。硬質(zhì)原料先粗篩分，再經(jīng)錘式破碎機(jī)破碎后篩分。軟質(zhì)頁巖經(jīng)過對(duì)輥破碎，與合格硬質(zhì)原料在攪拌機(jī)內(nèi)混合，混合料經(jīng)過陳化后，采用雙級(jí)真空擠出機(jī)成型，自動(dòng)切條切坯編組后，機(jī)器人碼放窯車。能保證成型車間的日產(chǎn)量要求。

該廠室內(nèi)設(shè)預(yù)干燥停車線，有40輛停車位，煙氣溫度為40℃，4條干燥窯，容車19輛，進(jìn)車時(shí)間為90min，對(duì)提高干燥窯產(chǎn)量有利。

出車端設(shè)有兩條30m長的卸磚線，可以停放12輛成品窯車。回車線可以停放15輛成品窯車，卸車車位較多，滿足日產(chǎn)量卸磚要求。

9.結(jié)束語：在一次碼燒隧道窯生產(chǎn)工藝中，磚坯干燥質(zhì)量與產(chǎn)量對(duì)整條生產(chǎn)線產(chǎn)量起到關(guān)鍵作用。這是因?yàn)楦稍锃h(huán)節(jié)合理與否及產(chǎn)量高低限制了前端原料制備與后端的燒成速度。只有高度重視原料性能和干燥環(huán)節(jié)，才能實(shí)現(xiàn)一次碼燒隧道窯工藝的高產(chǎn)量。