软质泥料制砖人工干燥探讨
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砖坯的干燥制度一干操阶段的划分:由于砖坯中的水份分别以紧紧吸附在顺粒表面形成水膜的吸附水和被挤压积聚在颗粒之间的自由水两种形式存在。
在干燥过程中,自由水首先蒸发排出。
同时,相邻颖粒迅速占自由水排出后的剩余空间而相互靠拢,坯体产生收缩。
由于干燥总是由坯体外层向内逐步进行,收缩也总是外快而内慢,造成内部被外部压紧,外部向内部挤胀,一旦这种压紧和挤胀超过了泥料的弹性系数(1%~2%),必将胀破坯体表层,产生干燥裂纹。
尤其在千燥的初期阶段,砖坯表层的自由水迅速蒸发,同时内层的自由水依次向表层移动形成内湿外干的湿度梯度,由于这时砖坯本身的含水量较高,其与周围环境的湿度差较大,脱水速度和干燥收缩速度也较快,到本阶段结束,约可脱去其水份的20%~50%,收缩量也将达到其总收缩量的一半,是最容易产生干燥裂纹的危险期,这一阶段常为24~72小时,对干燥敏感性系数大于2的泥料制成的砖坯有时要一周以上。
并均以砖坯表面已均匀变色,触摸时手上没有湿印为本阶段结束的标志。
世界砖瓦网进入干燥的中期阶段后,表层的自由水已基本脱去,砖坯深部的水必须在先扩散到表层以后才能蒸发脱去,砖坯的干燥和收缩度明显减慢。
至本阶段结束时,自由水已基本排完,干燥收缩也基本结束。
这时,紧裹在颗粒表面的吸附水才开始蒸发。
由于吸附水要在挣脱了颗粒约束获得自由以后才能从缝隙中挤到砖坯表面蒸发脱去,比自由水困难多了。
因此,在同一干燥条件下,脱水速度大幅度下降。
但因已停止干燥收缩,产生干燥裂纹危险已不存在,可以采取提高热风温度、降低相对湿度的办法来加速干燥。
二临界点和临界含水率:如前所述,在干燥的中期阶段结束以后自由水已基本排完,干燥收缩也基本结束,可以加快干燥。
制砖过程之砖坯的干燥砖坯干燥是其塑性成型的逆过程。
成型时依靠吸附在泥料颗粒表面而成为不能任意流动的完整的水膜(吸附水)和水膜以外的自由水所形成的足够的粘结力而挤出成型。
而在其后的干燥、焙烧过程中又必须首先把这些水份全部排出。
因此,砖坯成型时用的水越多,干燥焙烧时需要排出的水量也越多。
所以盲目增加成型水份尽管成型较为容易,但砖坯太软,以后的工序麻烦更多,全面考虑,得不偿失。
须知,砖坯在干燥和焙烧的过程中,把lkg的水变成lkg的水蒸汽,需要1300大卡的热量,而这1kg的水蒸气又需要约30m3的空气才能把它们带走。
如果砖坯的成型水份增加1%,对一块3kg重的普通实心砖坯来说,只多了0.03kg水,实在不多,问题是我们生产砖是以万、十万、百万、千万来计算的,这个1%也就变成庞然大物了。
还是拿l%的水份来说,一块砖坯0.03kg水,一万块砖坯就是300kg水,至少要有39万大卡的热量才能把它们全变成水蒸汽,这就需消耗56kg标准煤,同时这些水蒸汽还需约9000m3的空气才能把它们带走。
就砖厂目前常用的离心风机来说,当全压为1000pa左右时,每排出1万m3空气需4~7KW·h的电能。
则每生产一千万块砖坯,就这一个百分点的水份就要多用56吨标准煤和4000~7000度电,一两万块钱就没有了。
如果增加的成型水份是2%,产量是5千万块呢,损失就更大了。
世界砖瓦网不仅如此,由于在干燥过程中,随着成型水份的排除,泥料颗料互相靠拢,坯体产生干燥缩,而且,砖坯在干燥过程中所排出的成型水份的体积基本上等于其收缩的体积。
因此,砖坯的成型水份越高,其干燥时的收缩量也越大,产生干燥裂纹的威胁也越严重。
所以,在同样干旱的条件下,水田的裂口要比早地大得多。
如上所说,砖坯在干燥时变成了蒸汽的水,要靠其周围的流动空气带走,实际上只有砖坯的表面才能和空气充分接触,也只有在其表层水份开始脱去后,砖坯内部的水份才可能通过毛细孔逐步渗透到表层接触空气蒸发脱去。
抛砖引玉谈干燥在现实生活中,人们总是谈论如何烧窑,如何烧出好的制品这个话题,好像砖是全靠烧的。
我不这样认为。
笔者认为一个好的烧窑工,要想烧制出好的制品,首先要有过硬的干燥操作技能,要把90%以上的机理用在如何干燥上。
干燥是焙烧的基础,只有基础打好才能焙烧出好的产品。
焙烧很简单,不需要多高的技能。
尤其是现在隧道窑,即便吧焙烧窑交给一个粗通烧窑道理的人操作3d-5d,照样不会出现大的问题,照样出制品。
但是,如果想烧制出高成品率的合格品、优质品,就没有那么简单了,不是谁都能做到的。
尤其是干燥,别说交给不懂的人3d,即使将交给他们半天去操作干燥室,就会出现问题。
我们姑且不论原料和成型及内掺热值高低的因素,单就干燥和焙烧这两个环节来说,决定制品好坏的因素,干燥质量站90%,焙烧只占10%的分量。
残次品中60%出现在干燥室,30%出现在焙烧窑的预热段,只有10%是焙烧操作不当导致的。
作为一个烧窑工,要想干燥焙烧出好的制品,每接触到一种窑型,要先把窑的设计理念吃透,把供风原理与供风形式摸透。
不同的窑炉干燥室设计者有不同的设计理念,不同的所涉及理念就会导致其供风形式不一样,不能千篇一律地照搬。
当前,窑炉设计界良莠不齐,有的人不知在哪里搞张别人摒弃不用的图纸敢揽活包工程建窑,他们甚至没有能力看懂图纸,建起来的窑功效就可想而知了。
难道遇到这种窑你就不操作了或者按照你的要求重新改造?这恐怕不现实。
这就要求烧窑工首先吃透窑型的设计理念和送风形式。
如果你在操作前没有吃透,即便有在高的操作技能,也是白费劲,生产不出好产品。
就笔者所接触到的窑型来说,供风形式有内置风道供风有外置管道供风和顶部气幕供风3种。
从供风形式上来讲,有前部取焙烧窑余热供风,后部取焙烧窑废烟供风和只取焙烧窑废烟而舍弃余热的供风形式。
风道设置上:有在中后部等速干燥段侧供风外加中后部供风;有全干燥室等距离侧供风;还有全干燥室侧供风再加顶供风;还有只设顶部气幕供风。