隧 道 窑 的 焙 烧
摘要：这是一篇跟企业管理者和焙烧人员探讨窑炉生产操作的文章，介绍了窑炉在运行中的主要环节和操作重点，可为相关人员提供一个参考性的材料。
隧道窑作为国内墙材企业的烧成设备在近年来得到了广泛的推广应用，其运行状况呈现出良莠不齐的势态。有些企业的窑炉产能高些，有些企业的窑炉产能低些，品质也有好有劣，能耗方面也多少不一。在这里对一些烧成中的日常操作及常见的问题做个浮浅的阐述与分析，以求跟大家探讨这方面的工艺，赢得共同的提高与发展。1产能与品质1．1生产能力窑炉在设计和建造之初就预计出了日﹙或月、年﹚生产能力的多少，这个产量的多少是依据窑炉的断面大小，码坯层数的高低，制品的类型，制坯原料的焙烧性能及其相关设备、设施的状况综合评估后得出来的。窑炉内的砖垛在煅烧时焰火的行进速度称之为焙烧速度，焙烧速度的快慢在很大程度上决定着窑炉的产量高低，在操作中砖垛底部的火行速度又左右着焙烧速度的快慢，尤其看两侧底火的火行快慢如何就可反映出焙烧速度的快慢。因为砖垛的两侧下部受到多方面的影响，在焙烧时总是最后燃烧，火温形成后又率先降温，成为垛体中受温最薄弱的环节。换言之说只要该部位火行速度快并且火度足的话，就可为快速焙烧奠定了基础。底火的火行速度快慢是个综合性的东西，它涉及到窑炉的设计构造，坯垛的码放状况，内燃的掺配，焙烧人员的操作等相关环节能否合理、规范、有序的运行。具体应该注意哪些细节详见《砖瓦》2012年第9期《对提高火行速度的探讨》一文，这里就不再赘述了。1．2品质质量是企业的命根子，没有一个过硬的产品质量终究难在激烈的市场竞争中站稳脚跟。在烧成这个环节中优质制品主要反映在外观颜色自然、差别不大，无裂纹，规格尺寸一致，抗压、抗折强度达到国标，无其它不良反映等这几个方面。砖块在焙烧时各自经受到的温度会有一定的差异，当温差偏大时制品的颜色就会有较大的差别，一般情况下有10～30℃的温差不会对制品颜色造成大的影响。还有象砖垛上部与下部的砖块，内部与边沿处的砖块因码放位置的差异所受到的风压强弱、焙烧时间的长短，烟气熏蚀等方面的作用下也会导致制品颜色不一。当制坯泥料中掺入新的材料料焙烧后也有可能改变原来的制品颜色，比如：更换原料与内燃。每种原材料或内掺燃料中所含的化学成分是不同的，经过干燥与焙烧后发生的系列理化反应使制品的颜色有所不同。坯垛的码放形式、结构对焙烧有着很大的影响，尤其会左右着制品颜色能否一致。为了使火度分布的更加均匀并且兼顾到一定的火行速度，业界在多年的实践中总结出了边密中稀、上密下稀的坯垛码放大原则。由于坯垛的两侧部为窑炉的边沿处存在着比窑炉中部欠温现象，加之又有窑墙、边部缝隙的吸收和风压带走一些热量，所以在以全内燃焙烧模式的今天每块砖坯就相当于一块燃料，两侧部的加密码放就有利于提高该处的火度。热气流在窑内运行时呈现出向上漂浮的趋势，但在预热带风压的抽引下被迫的向斜上方运动，这样垛体的上部就会先加热，继而燃烧，而垛体的中下部则处于受热迟缓、受热量小的状态，为了解决这一难题，可采用垛体下部稀码措施，以改变坯垛气流分层现象，从而使火行速度和砖垛的上下温差有了明显的改善。有些二次码烧的窑炉就采用了上密下稀的码法，有些设备规范化程度较高的一次码烧窑炉采用在窑车上平面铺设孔形垫砖的方法起到下稀的作用。坯垛大体上由垛体和火道两部分组成，两者互为依存不可分割，每辆坯车由纵横两条或多条火道把坯垛分为多个垛体，火道在预热带时可把焙烧带、保温带抽来的热气流通过此处而带动坯垛加热升温，排除坯块中的残余水分，逐步完成整个预热过程。火道在焙烧带可为焙烧提供充足、均匀的风压和氧气，便于坯块中的燃料燃烧和热气流的循环，对缩小砖垛断面温差有着不可替代的作用。那么垛体与火道如何布局才算合理呢？近一两年来多数企业采用了小垛体、多火道的码垛形式，无论是多空砖还是标砖都取得了较好的品质效果，机械码坯时垛体面积以50㎝ⅹ50㎝或75㎝ｘ75㎝居多，垛体中砖坯与砖坯之间的距离多少为妥呢？这要看是烧什么样类型制品而定，象多空砖与标砖的间距就应区别对待。火道宽度为：外部13㎝～15㎝，中部16㎝～18㎝。人工码坯时因员工之间的做工状况良莠不齐，搞得坯垛各个部位尺度偏差太大，垛体与火道排列的大多不太工整，导致热气流从中穿过或向两侧循环的阻力增加，所以火道或每排之间的拉缝宽度应多出3㎝～8㎝。垛体与窑炉的顶部和边部间隙尺寸多少为佳呢？从理论上讲要求越小越好，顶隙与边隙的存在使这些部位风压增大，不仅带走了一些热量使火度下降，而且改变了窑内的热气流合理分配量，引起一系列的产能和品质问题。但是窑车在窑炉中处于移动状态，就要防止擦塌砖垛的不良现象发生，这样砖垛与窑墙、窑顶之间必须预设一个合理的间隙，才能协调好两者之间的矛盾。最佳的间隙尺寸为：机械码坯6㎝～8㎝，人工码坯：8㎝～12㎝。垛体、火道、间隙这三者在窑炉运行时风压从这三者之间穿过，最后经哈风抽送至干燥室，那么这三者个体间的风压流量、流速是有一定讲究的。它们高低依次顺序为：①垛体下部的10㎝～35㎝，②垛体中下部35㎝～90㎝的方位以及垛体的纵向中部，③垛体的左右两侧，④顶隙与间隙。风压的流量与流速若在这样的分配状态下运动，就可以呈现出合理的焙烧速度和较小的断面温差，产能和品质才会有个基本的保障。内燃掺配状况也能左右着窑炉的产能与品质，掺配时讲究热值适当、搅拌均匀，最好选用燃点中性的材料，那些低温易燃和高温下才能燃烧的要少用或不用。有些含钙质或烟气中腐蚀质过多的也不要用，以杜绝对制品和风机等设备的危害。窑炉在运行中偶尔有蹲火情况的出现，这属于常见现象，但尽量减少这类情况的发生几率。它不仅是降低了窑炉的产能，而且破坏正常的温度曲线，使预热、焙烧、保温这三带呈无序的变更状态，导致制品品质时好时坏。应按火情的需要保障能随时的进车装窑，这个看是简单的一点却涵盖上下多个生产环节能否通力合作。包括电力、砖机挤出、干燥、附属（摆渡车、顶车机、窑门）设备、卸砖等，比如：干燥室塌坯严重；半夜里摆渡车出了故障无人修理；卸砖缺少人手导致制品窑车无处停放等都会影响到正常的进车。对于这些问题在没有发生时就要制定出应急预案，才能让窑炉有条不紊的运行。2焙烧人员的操作2．1先期准备焙烧人员到了一家刚接触的窑炉上班时，如果没有点火运行首先要察看、了解窑炉和干燥室的内部状况，对哈风、风闸、烟道、窑墙、窑顶、火眼、轨道、沙封槽、加沙管、余热抽取及干燥室的供热与排潮系统等有个全面熟悉和掌握。琢磨、吃透各环节的运作机理，牢记要点部位的尺寸和构造，对于设计构造不合理之处要上报企业管理层，修理后才可投入运行；对于不坚固、不耐用、串风漏气或怕烟气和高温腐蚀的设施要加固或重修，否则点火后一旦出了故障在烟熏火烤的环境下是无法维修的，有些窑炉在这方面就吃尽了苦头。接下来应丈量窑炉的总长度多少，合理规划出四带﹙预、焙、保、冷﹚布局。四带涵盖了整个的温度曲线，在烧成中有着相互帮衬、接力的作用。常规情况下预热带应放长些，为砖坯营造一个合理的升温幅度，充足的受温加热时间及宽松的预热环境。焙烧带的长度合适就行，长了易出过火砖，短了易火度欠缺并且火行缓慢。保温带要看焙烧带的火度状况和制品出窑后的品相反映，如果火度充足保温带就可短些，制品无发状裂纹、哑音、颜色变淡时保温带就可短些，反之就要放长些。冷却带有2～3个窑车长度就行了。了解砖坯原材料的干燥敏感性、脱水速率和焙烧需求的温度等方面情况。察看码放的坯垛是否适合该窑型，稀密布局是否合理，能否兼顾到干燥与烧成这两者的协调性。由于受到窑型和设计构造、坯垛、内燃材质、焙烧操作、制坯原材料的不同及气候等环节的影响，对坯块中内掺燃料的热值高低没有一个统一的标准，大多在280kｃａｌ∕ｋｇ～390kｃａｌ∕ｋｇ之间。对于刚建的新厂内燃热值应掺配在80﹪～95﹪之间，待试烧1～3周后就可摸索出适宜该窑的确切热值。切忌急于求成一上来内燃就搞得偏高，相关的设备、人员等后勤供给不能及时衔接，而导致过火砖大增。2．2火情掌控在焙烧时砖块要以烧成温度和烧成时间为操作宗旨，只是在产量高低不同时；火度是否充足；风压大小不同时应随着灵活而且恰到好处、不偏不倚的变化。了解火度以测温仪和肉眼观察来实现，火度的高低在行业内也没有一个统一的数值，一般在920℃～980℃之间，这个主要要看各厂的情况而定。为了保障少出焦砖或生砖火度要操控的略微平淡些，可适当延长烧成的时间，即把焙烧带放长一些，这就是常说的“低温长烧”。窑炉产量较高时推入坯车和推出红砖的频率加快，这时焙烧带应放长一些。产量偏低时焙烧带就要放短一些。火度偏高时砖块在早中期就已经烧好了，这时焙烧带就要短一些，否则要烧过火的。火度欠缺时在提升火温的同时，还应该延长焙烧带。风压较强时焙烧带被带走的热量也较多，这时焙烧带也应放长一些，风压偏小时热量在焙烧带滞留的时间就会更长些，火度相应也会偏高一些，这时焙烧带应放短一些。一般情况下刚接触的窑炉用6～20个工作日就能摸索出多种情况下火度的高低和焙烧带长度的协调性，要牢记每种情况下的最佳操作数据，并且与当前的火情相结合拿出合适的操作方案来。平日里要做好工作记录，不仅对干好当前工作有利，而且为日后技术经验的积累提供了详实的借鉴，见下面表格：烧成记录焙烧速度温度火带长度风压外投燃料车数制品品质积碳设备状况其它值班人: 年 月 日火度高低和焙烧带长短的操控优劣是焙烧人员有没有真功夫的呈现，在错综复杂的烧成状态中仍能客观、准确的审稳火情，继而采取恰当的操作措施是烧好砖的基本所在。虽说多数窑炉有了火温测量的热电偶、红外线测温仪等温控设备，但在仪器损坏或特殊情况下造成的焙烧带移位等仪器无法测量的时候，目测火度仍是了解火情的唯一途径。以下是砖垛颜色与相对应的火度参照：暗红色（最低可见红色） 450～480 ℃暗红色到紫红色 480～600紫红色到大红色 600～700大红色到樱桃红色 700～800樱桃红色到黄红色 800～900黄红色到橙黄色 900～1000橙黄色到浅黄色 1000～1100浅黄色到亮黄色 1100 以上以上这些是在夜间或室内较暗光线下火色与温度的参照，在具体操作中还要考虑到其它因素对火度甄别的影响，比如：白天与黑夜；早晨与中午；晴天与阴天；风压的强弱；火眼是否盖严；疲劳与精力充沛；视力是否正常，有无色盲、老花等眼疾。在察看火情时不仅要看上层砖的温度，还应看中间和底层的温度；两侧和中部的温度；焙烧带前火、中火、后火的温度。了解预热带末端两个车位火温升降的快慢与幅度大小，还应观察保温带降温的情况如何。每次进车装窑到再次装窑之间应仔细察看火情两次以上，发现火情变化要及时的调整操作方案。2．3外投燃料焙烧时当火温欠缺了就要通过投入燃料的方式，来达到提升火温的目的。燃料可分为：液化气、油类、煤炭等，常用的为煤炭居多。燃煤应选用在低温（480℃）下易燃，热值在3200ｋca1／ｋｇ以上的长火焰，颗粒度小于0．8ｃｍ的细碎煤为佳，并且含水率要小于10％。外投煤时要把握好往什么地方投，投入的数量多少，投入的频率高低，什么时候开始投煤，什么时候投煤暂时结束，产生的升温效果如何，是否燃烧充分有无积碳等方面的细节。多数企业的窑炉采用了全内燃烧成模式，只是在内燃掺配的欠缺时需要外投一些燃煤。当火度欠缺30℃以内时大多情况下前火不需要投煤，只要在后火边沿部位投一些就行了。如果火度欠缺的太多则需要前火和后火都投入，但是向中火投入时需谨慎，因为发威的内燃又加上燃煤极易把火度烧超了。2．4对焙烧人员的要求焙烧工大多为2～4个人，他们的综合状况、状态在很大程度上左右着窑炉能否正常运行；产能的高低；制品的优劣；能耗的大小以及环保能否达标等方面的事宜。①至少应当有一个人技术较高，除了烧好自己的砖外，又能指导、处理疑难问题，协调好上下级的工序关系。②搭档之间要相处的融洽、默契，做到坦诚相待、技术共享和互助互帮。交接班时火温应调节的高低合适，陈述本班火情及出窑制品质量状况等事宜，并且备足燃料、工具等生产用品。③以饱满的爱岗敬业精神投入到工作中去，操作上做到认真、规范和恰到好处，不怕吃苦耐劳。以快烧、烧好、节煤、节电来要求自己。3制品缺陷缺陷制品即在生产中出现的残次品，其种类繁多，原因也各不相同，以下对常见的三种毛病做个分析。3．1焦砖又称为过火砖，大多因制品在煅烧时火度超高而且保持的时间过长所致，砖块外形收缩过大、弯曲变形，外观色度变深、裂纹增加。焙烧人员遇上超高的内燃坯块时要做到：早发现、及时处理，措施到位。每天应掌握入窑砖坯的热值是否超标，具体超高了多少，有几辆窑车，何时能移动至焙烧带，哪个人值班等方面的情况，然后制定出最佳控温方案。（1）可用加大风压提高抽力的办法把高温带走。（2）揭开高温区域的火眼盖子让冷风吸入或高温向外冒出。（3）用鼓风机对准中部火眼吹入冷风，应挑选码放较稀或火道处吹入，风机功率在1．5～2．2千瓦之间为佳。（4）向高温火眼加入细土或沙子。（5）加快坯车的推入频率，把高温窑车推入冷却带降温。（6）从出窑端拉出几辆制品窑车，使保温带缩短而变的单薄以加大焙烧带降温力度。无论采用哪种办法降温最好做到不可顾此失彼，不能只为了排除高温而造成其它方面的副作用，主要有：影响制品品质、对窑炉造成损害和破坏干燥制度这几个方面。另外当入窑砖坯含水率偏高或向窑内推入的砖坯车频率忽快忽慢，都会导致坯块预热不良而不耐烧，出现一些类似焦砖的次品。当停电或抽风机损坏或窑门敞开时，使窑内的高温滞留在局部砖垛处，形成了一种焖烧状态，这种情况若持续在10分钟以内则造成的危害不算太大，过久了就会造成一定数量的焦砖。当坯垛中部、下部码放的过密或排列的不整齐时，也会出现该部位火温偏高导致焦砖数量增加。当内掺燃料燃点偏高时坯块在预热带较低的温度下燃烧量是有限的，移动至焙烧带的高温窑段时才会被大量的引燃，形成了一种近似于瞬间释放的超高温度。如：冶铁用的焦末，山西的无烟煤等这类燃料均不适宜作为内燃使用。当窑炉的保温或气密性差或提闸用风不当时也会出现上面的火情－－预热不良而火行慢、火度差，焙烧人员为了保障拥有一定的火行速度及火温，就会在前火投入燃料，但等到移动至中后火段时内燃才大量燃烧，易造成过烧的后果。当焙烧人员看走眼把适当或超高的火温看成低火温时，投入了过多的燃料把砖烧焦了，这要从自身方面查找原因。3．2生砖生砖产生的原因跟焦砖相反，即焙烧温度偏低或保持的时间又短。如果整个窑车的砖都生时，就说明火温欠缺的太多，焙烧人员操作上存在着重大失误。如果两侧部位出了生砖时，可能是火温欠缺一些或坯垛中部码放的过密（包括排列的错乱无序）或边隙过大。如果只是砖垛边沿下部1～3层出现了生砖，沙封槽也不缺少沙子时这说明窑内的风压抽力过大和窑下抽力过小，导致窑下的冷风沿着窑车边角处吸入窑内。窑内与窑下的压力平衡问题是有些窑炉存在的通病，表现在砖垛下部边沿易出欠火砖或窑温向下辐射烤坏窑车。这些问题的关键在于一些窑炉就没有车下抽风设施，加上有些焙烧人员操作的又不到位。3．3裂纹制品裂纹的问题涉及到制坯原材料干燥敏感性，制坯混合料的配比、陈化，砖机的挤出，干燥和焙烧多方面的问题。比如：有些制坯原料干燥敏感系数较高，刚挤出半个小时裂纹就出现了。对于这类情况要加大混合料中骨料的比例，延长陈化的时间，制坯车间应关闭一些门窗让其有个缓慢的脱水过程，并且在进入干燥室之前有6小时以上的放置时间。有些干燥室设计构造的有缺陷或使用操作不当，致使刚装入的砖坯受温过早和升温幅度过大，砖坯表皮就会快速的脱水，而砖坯的内部温度仍处在外界常温状态，这样内外脱水的速度不在同步范围内，裂纹就产生了。在烧成中出现的裂纹大多为以下三种原因引起：①预热带升温过急，大多为预热带偏短或哈风用闸不当所致。风闸可用桥形的让坯块有个平缓、逐步的升温过程。②焙烧时火温过高坯块又没有充分的预热，这类裂纹宽度稍大呈裂口状态。③保温带降温过急，常因窑尾拉出的制品窑车过多，使制品从高温到低温大幅度快速冷却所致。各自企业应找出自己裂纹的毛病所在，从而使问题得以解决。4窑炉故障在烧成运行中对于出现的故障应认真对待、严加防范，特别象易导致中途熄火停窑的情况更应重视。比如：往窑内装坯时边隙过小或一触即倒的垛体要整修后再装入，否则乱砖会把窑墙擦损后危及窑顶的安全；向窑内装坯时轨道没有对齐导致车轮在窑内行进一段后脱轨，久了就会把轨道拿捏的变形严重而被迫停窑；当干燥室操作出现重大失误时60％～80％的坯车倒塌，这些未加整修的坯垛连在一起时窑温就无法烧起来，并且降温速度又特快，处置不当就会熄火停窑；有些窑炉焙烧窑段的耐火窑墙、窑顶砌筑的太短或构造的不合理，操作不慎时烧塌窑顶之事时有发生。窑炉中途停火会给经济和名誉造成巨大的损失，是墙材企业值得引以为鉴的事。「砖瓦界」及「砖瓦界推广发布平台」中国砖瓦界最具权威影响力的发布平台一个让品牌与消费者零距离接触的平台我们致力于打造砖瓦界知识信息航母超市平台，用正能量弘扬砖瓦事业。您有什么项目、问题、招聘、求职、求购、出售二手设备等都可以在这里发布。《砖瓦界》公众号：zhuanwafabu，可关注《砖瓦界推广发布平台》:zhuanwapingtai 已满《砖瓦界推广发布平台2》：13530958797可加QQ《砖瓦界微信平台》：2256608107 可加QQ群：《砖瓦界》群号：212461655，可加微信群：《砖瓦界群1》已满 《砖瓦界群2》可加