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一次码烧“烘烧连通窑”的缺陷问题(一)

   日期:2015-12-01     浏览:92    
核心提示:本文向您介绍了,上一篇文章中提到的三种一次码烧“烘烧连通窑”,存在的问题。

一次码烧“烘烧连通窑”的缺陷问题

(1)一次码烧的适用性问题

三种一次码烧“烘烧连通窑”的第一个共同特点就是都采用一次码烧工艺。因为这三种窑都是干燥室和焙烧窑连筑一体的直通窑,所以必须采用,也只能采用一次码烧方式。而一次码烧工艺原本就比二次码烧工艺容易发生产品质量问题,最常发生的是塌坯倒垛和产品裂纹。关于一次码烧工艺的利弊,已有许多专家、技术人员和有经验师傅在众多场合和刊物上有精辟的论述,本文无需再详细赘述。造成一次码烧工艺发生塌坯倒垛和产品裂纹原因很多,把各种原因汇总并直观的简单概括起来不外乎以下六种(以下简称“六高”原因):

①.原料塑性指数高,可以导致坯体裂纹;

②.原料干燥敏感性系数高,可以导致坯体裂纹;

③.坯体收缩率高,可以导致坯体裂纹、断裂、塌坯倒垛;

④.制品孔洞率高,可以导致坯体裂纹、断裂、塌坯倒垛;

⑤.湿坯码层高,可以导致坯体下层变形断裂、塌坯倒垛;

⑥.坯体成型含水率高,可以导致坯体下层变形压裂、裂纹、塌坯倒垛。

如果说还有其他原因,都可归集在“六高”之内,比如原料中蒙脱石含量多,则该原料必定塑性指数高、干燥敏感性系数高;又比如成型挤出压力小或湿坯体强度低,那坯体成型含水量相对就高。

在选用一次码烧工艺时,只要原料的矿物成分组成和颗粒级配没有问题,如果“六高”原因的任何一项都不高的话,绝对不会出现因一次码烧工艺而导致的塌窑倒垛及坯体裂纹等现象。再出现问题那就是人员操作、机械设备方面的原因,或干燥、焙烧不当造成的缺陷。比如坯垛码的不规整、窑车行走晃动、干燥介质温度高而湿度低、吸潮、过烧、欠火、高温急冷等原因导致的各种缺陷。反过来,如果“六高”原因的任何一项确实不能避免的话,必定会导致塌坯倒垛或者产品裂纹。显然,一次码烧工艺的适应性和灵活性大大低于二次码烧工艺,因此不论是“烘烧连通窑”还是“烘烧分体窑”在选用一次码烧工艺时一定要谨慎。如果确认采取各种可行措施仍然没有把握解决“六高”问题,那就千万不要选择一次码烧工艺,特别是不能选择一次码烧工艺的“烘烧连通窑”,否则后患无穷。

对“六高”参数控制到什么程度就可以保证不会造成生产中塌坯倒垛或产品裂纹等缺陷呢?许多专家和技术人员都根据自己的研究和经验提出了相对意见,但因研究重点不同和具体生产条件不同,各有高见,说法不一,没有统一标准。不过也确实很难形成统一标准,一般只能给出可供参考的大致范围。要想准确确定“六高”可供生产实用控制参数,应当根据不同的原料组成、产品纲领、燃料种类(内燃或外燃)、拟选干燥和焙烧热工设备及其他生产条件进行分析研究,包括进行实验室检测试验、模型试验等工艺性试验,甚至有必要进行工业性试验,经认真研究有可靠结论后才能确定。本着确保一次码烧工艺万无一失的目标,应该对“六高”参数提出严格甚至近似苛刻的要求,宁可“六低”,不得有“一高”。

(2)“烘烧连通窑”的缺陷问题

三种一次码烧“烘烧连通窑”的第二个共同特点都是采用干燥室和焙烧窑连筑一体的直通窑,这种“烘烧连通窑”本身存在一些问题。下面以一次码烧烘烧直通隧道窑为例进行粗略分析(一次码烧移动环形隧道窑和一次码烧轮窑基本类同)。

①、“烘烧连通窑”设计和建造缺乏合理的理论依据

干燥和焙烧是两个绝然不同的生产工序。干燥工序的湿坯干燥过程是坯体受热脱去自由水的物理变化过程,温度不高(120℃上下),有坯体脱水收缩、几何尺寸变化,但基本没有化学反应。而焙烧工序的是干坯体经过高温(1000℃左右)环境焙烧,不断重叠发生复杂的物理、化学变化的过程。干燥工艺强调的是低温(<150℃的低温)、大风量、低风速、微正压的操作。焙烧工序注重的是高温焙烧、燃烧气氛(氧化气氛、还原气氛)、正负压的操作。

正常情况下,湿坯体在干燥室的干燥过程可分为加热阶段、恒速干燥阶段、降速干燥阶段和平衡阶段。这四个阶段的划分是综合坯体干燥曲线、干燥速度曲线、干燥收缩曲线、干燥温度曲线变化特征,按最佳干燥效果综合确定的,但因实际生产当中坯体干燥过程脱水蒸发速度、坯体含水量变化和坯体收缩变化是无法连续随机监测,更无法直接调控。因此综合上述曲线变化特征最佳干燥效果时确定最佳干燥温度曲线,通过按最佳温度曲线监测干燥室各段温度,按温度变化调整热风的风量、温度、湿度以及进车速度等来实现对坯体干燥质量、产量的控制。焙烧隧道窑则是在正常生产条件下,综合坯体的焙烧性能、坯体的变化和焙烧过程中的窑内温度、压力变化特征,按最佳焙烧效果把焙烧过程分为干燥段(蒸发残余水分)、预热段、焙烧段、保温段、冷却段。同样道理,焙烧窑的实际生产控制也主要依照综合了最佳焙烧效果制定的最佳焙烧温度曲线,而通过监测焙烧窑各部位的温度,通过调整各部位风量、风压(通过风机、风闸)、进车速度等,来实现对坯体焙烧质量、产量的控制。干燥室和焙烧窑按照各自最佳温度曲线、压力曲线制定各自相应的工艺制度。调整控制、操作运行各不一样,有联系但都互相不影响,也不干扰,更不矛盾,方能实现优质高产的效果。即便是发生什么问题,也便于分析处理问题,寻找原因,有针对性的处理解决,不会造成连锁反应、恶性循环,以至于导致较大损失。因此,应该把干燥设施和焙烧设施分开独立设置(不论平行并列布置或一字型直线布置)、设计和建造,并且中间要留有干燥储备位置作为干燥室和焙烧窑之间的缓冲和周转。这样的工艺布置,有很好的适应性和灵活性,符合烧结砖瓦生产基本理论,也符合客观实际规律。

但是“烘烧连通窑”把干燥和焙烧设计建造成连通一体,把两项绝然不同的生产工序硬是简化合并成一体,形成所谓“烘烧一体化”。这就要求“烘烧连通窑”的设计必须同时兼顾湿坯的干燥机理和干坯的焙烧机理,要同时符合干燥热工原理和焙烧热工原理。“烘烧连通窑”的使用要同时适应湿坯的干燥性能和干坯的焙烧性能,同时达到干燥工艺制度和焙烧工艺制度的要求。要实现把干燥工序与焙烧工序连通并有机衔接,要保证坯体干燥后的效果必须达到焙烧的要求,是有许多严格的工艺条件和技术要求的。那么“烘烧连通窑”如何把干燥段最佳干燥温度曲线和焙烧段最佳焙烧温度曲线正确合理的综合连接为一条“最佳烘烧曲线”呢?特别是干燥过程最后的平衡阶段和焙烧过程开始的干燥(蒸发残余水分)、预热阶段该如何处理?是合并重叠还是分设保留?干燥段和焙烧段怎样划分?是分别独立控制还是合并统一控制?“烘烧连通窑”制定怎样的工艺制度才能实现生产过程中的调整控制、操作运行首尾衔接,保证整条直通窑的每一段、每一处都要有机连贯,同步协调运行,不能相互影响干扰,更不能相互矛盾?能够兼顾湿坯干燥机理与干坯焙烧机理、同时符合干燥热工原理与焙烧热工原理的指导理论,设计和建造“烘烧连通窑” 的理论依据,特别是干燥室和焙烧窑无隙直接连通这一关键环节的热工理论和工艺技术尚未见解决。如果没有合理正确的理论依据指导,单凭想象臆造设计建造“烘烧连通窑”,就不可避免要出现一系列问题,而事实上现在许多生产使用的各种“烘烧连通窑”也确实因此屡屡发生塌坯倒垛、坯体裂纹或欠火、哑音等现象。

②、“烘烧连通窑”设计和建造者的资质和能力令人质疑

推介“烘烧连通窑”的设计者和建造者,也就是那些窑炉公司,大多都是没有设计资质和施工资质的非专业人员,有的就是个别一两个人就出来大包大揽。他们不是按照烧结砖瓦技术理论去设计和建造窑炉,仅凭个别“烘烧连通窑”偶然成功的特例到处去生搬硬套,有的甚至是个人主观臆造,说不出什么科学的理论根据,也道不明什么成功可靠的经验,甚至缺乏砖瓦生产线设计和建设基本而简单的常识。设计制图不按规范,施工只求造价低,不考虑不同原料的性能特点,不顾及当地的生产条件和生产环境,更不顾生产质量和使用效果,甚至都没有设计说明书和施工图纸,有也只是一套简单的“万能纸图”。几乎所有的“烘烧连通窑”都没有能指导和控制生产的最佳温度曲线,有的虽然安装了一些测温仪表,但只设计了半截温度曲线---仅焙烧窑部分。也没有正确的全窑压力曲线,整条窑都不安装压力监测仪表,无法了解窑内各部位的气流压力分布状态。并且没有制定用于正确指导“烘烧连通窑”生产的合理工艺制度,在实际生产使用中很难掌握和调控,全凭生产企业自己反复调试,不断试验摸索,造成试生产过程很长、损失严重、塌坯倒垛、产品裂纹或其他严重损失。有的干脆就是失败的设计,根本不能正常生产。

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