燒結(jié)磚熱耗偏高 原因的分析  摘要：當(dāng)前，燒結(jié)磚“一次碼燒”隧道窯焙燒工藝中，多采用“內(nèi)燃焙燒”方式，既在原料制備過(guò)程中，就摻配原煤，或者各種含殘余發(fā)熱量的工業(yè)廢棄物，當(dāng)摻配比例達(dá)到燒結(jié)所需熱量的80%時(shí)，隧道窯熱工控制較簡(jiǎn)便，但在隧道窯投煤孔處，仍然需要添加外投煤，保證制品在焙燒中的燒結(jié)程度，實(shí)現(xiàn)焙燒質(zhì)量好，產(chǎn)量高的目標(biāo)。

 

但是，由于原料的化學(xué)成分和物料性能變化，成型水分增加，產(chǎn)品規(guī)格變化，干燥和隧道焙燒窯結(jié)構(gòu)性能差異等因素，出現(xiàn)焙燒過(guò)程中產(chǎn)品熱損失和廢品率增加的情況，成為燒結(jié)磚產(chǎn)品熱耗偏高，不能滿足《燒結(jié)墻體材料單位產(chǎn)品能源消耗限額》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的主要原因。  

 

1、某燒結(jié)磚企業(yè)概況  貴州省習(xí)水縣某燒結(jié)磚企業(yè)，采用頁(yè)巖、原煤、煤矸石、粉煤灰為主要原料，生產(chǎn)燒結(jié)普通磚，原生產(chǎn)工藝中，主要設(shè)施為16條小型隧道式干燥室干燥，36門(mén)輪窯焙燒，構(gòu)成干燥焙燒的“兩次碼燒”工藝，年生產(chǎn)規(guī)模為5000萬(wàn)塊燒結(jié)頁(yè)巖普通磚。

 

 

投產(chǎn)以來(lái)，由于區(qū)域建設(shè)市場(chǎng)條件限制，建筑墻體材料仍然以燒結(jié)普通磚為主，生產(chǎn)中，隧道焙燒窯生產(chǎn)能力一直不能達(dá)到18萬(wàn)塊(折標(biāo)磚）/日的預(yù)期目標(biāo)，配料過(guò)程中，混合料發(fā)熱量長(zhǎng)期維持在400千卡/kg，同時(shí)，隧道焙燒窯焙燒過(guò)程中仍然需要一定數(shù)量的外投煤，產(chǎn)品燒成所需發(fā)熱值達(dá)到520千卡/kg原料（含外投煤），存在燒成熱耗偏高的現(xiàn)象，對(duì)此現(xiàn)象，就生產(chǎn)工藝構(gòu)成、產(chǎn)品規(guī)格和窯爐結(jié)構(gòu)分析如下。    

 

 

2、工藝流程簡(jiǎn)述    頁(yè)巖、原煤或煤矸石分別用汽車(chē)運(yùn)輸入廠，儲(chǔ)存于簡(jiǎn)易堆棚中備用。    頁(yè)巖、原煤或煤矸石采用裝載機(jī)分別送入板式給料機(jī)受料斗中（進(jìn)料塊度控制在80mm以下），兩組分原料分別經(jīng)板式給料機(jī)和箱式給料機(jī)下電子皮帶秤計(jì)量連續(xù)給料，匯合進(jìn)入皮帶機(jī)，均勻喂入鄂式破碎機(jī)破碎，粗破碎后頁(yè)巖、原煤混合料進(jìn)入錘式破碎機(jī)破碎，破碎后送入回轉(zhuǎn)篩進(jìn)行篩分，篩上料（粗料）返回錘式破碎機(jī)，篩下料（細(xì)料）經(jīng)雙軸攪拌機(jī)攪拌，送入陳化庫(kù)陳化?；旌狭辖?jīng)48～72小時(shí)的陳化，由多斗挖掘機(jī)出料送入箱式給料機(jī)中待用。  

 

箱式給料機(jī)均勻給料，經(jīng)輪碾機(jī)進(jìn)一步碾練補(bǔ)充加水，送入雙級(jí)真空擠出機(jī)，擠出的泥條由全自動(dòng)切條切坯機(jī)切割成型，經(jīng)過(guò)編組，機(jī)械人碼坯，碼好濕坯的窯車(chē)，在靜停段進(jìn)行預(yù)干燥，隨后再進(jìn)入隧道干燥窯，干燥合格的磚坯，通過(guò)擺渡車(chē)，送入焙燒隧道窯入口，經(jīng)頂車(chē)機(jī)送入隧道窯，磚坯在隧道窯里經(jīng)預(yù)熱、燒成、冷卻等一系列熱工過(guò)程，得到合格燒結(jié)普通磚或空心磚產(chǎn)品，出窯成品磚，人工轉(zhuǎn)運(yùn)到成品堆場(chǎng)，產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)分等后出廠。  

 

隧道焙燒窯煙氣采用16號(hào)鍋爐離心風(fēng)機(jī)，送入隧道干燥窯對(duì)濕坯進(jìn)行干燥，廢氣再經(jīng)14號(hào)軸流風(fēng)機(jī)送入直徑3.0米脫硫塔進(jìn)行除塵脫硫處理后排放。  雙級(jí)真空擠出機(jī)規(guī)格為60/60型，一臺(tái)碼坯機(jī)器人。  采用3.72×3.6m窯車(chē)，干燥窯和焙燒窯規(guī)格均為截面寬3.6m，長(zhǎng)度118.8m，干燥窯和焙燒窯容車(chē)數(shù)量均為33輛。  

 

3、工藝參數(shù)  該廠頁(yè)巖原料，分布于習(xí)水縣東皇鎮(zhèn)羊九等地，系侏羅系地層，外觀紫紅色，硬度為普氏硬度4左右，經(jīng)分析，頁(yè)巖含鋁高，水泥廠將其作為生產(chǎn)水泥的配料，磚廠用其生產(chǎn)建筑用磚。  習(xí)水羊九頁(yè)巖及煤矸石主要化學(xué)成分見(jiàn)表1。    

 

習(xí)水原煤，一般發(fā)熱量為27214～33494焦耳/kg（6500～8000千卡/kg），含水量2～3%、揮發(fā)份7～13%、含硫0.3～3%。    煤矸石發(fā)熱量為4180～6270焦耳/kg（1000～1500千卡/kg）。  分布于東皇、羊九等地的侏羅系地層中頁(yè)巖，經(jīng)挖掘機(jī)開(kāi)采后，由汽車(chē)運(yùn)輸?shù)綇S，堆棚存放，與燒結(jié)磚傳統(tǒng)原料化學(xué)成分相比，該廠所用頁(yè)巖中，雖然二氧化硅和三氧化二鋁含量偏高，三氧化鐵含量偏低，但是該頁(yè)巖化學(xué)成分處于允許適用范圍內(nèi)。  

 

該廠采用的煤矸石，發(fā)熱量達(dá)到1500～2000千卡/kg ，同樣，煤矸石中三氧化二鋁含量偏高，三氧化鐵含量偏低。   頁(yè)巖、原煤的控制配比  投產(chǎn)運(yùn)行后的生產(chǎn)實(shí)踐，焙燒過(guò)程所需熱耗，頁(yè)巖、原煤配比熱耗需要滿足：熱耗：520千卡/kg原料（含外投煤）； 煤粉摻配：540千卡/kg原料；實(shí)測(cè)：510千卡/kg；    

 

產(chǎn)品規(guī)格    普通磚：240×115×53mm；2.5kg/塊；市場(chǎng)需求以燒結(jié)普通磚為主，因此計(jì)劃安排生產(chǎn)數(shù)量較多。空心磚：240×115×190mm；折標(biāo)磚：3.58；孔洞率：40%；密度等級(jí)：≤1000kg/m³；190塊/m³，5.26kg/塊；空心磚的生產(chǎn)以銷(xiāo)定產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)量較少。    

 

生產(chǎn)現(xiàn)狀  

 

機(jī)械人碼坯，3.6×3.6m窯車(chē)，普通磚濕坯采用4壓10的碼坯形式，磚垛規(guī)格為1×1米，窯車(chē)平面碼放3×3=9垛磚坯，普通磚120mm高度方向碼高14層，每車(chē)碼放濕坯容量為5040塊（普通磚），隧道焙燒窯平均產(chǎn)量為白班6～7車(chē)、晚班9車(chē)，合計(jì)約為15～16車(chē)，燒結(jié)磚日產(chǎn)量約為9萬(wàn)塊左右，與18萬(wàn)塊/日的預(yù)期產(chǎn)量目標(biāo)，存在較大的差異。  

 

如果分析原料內(nèi)燃摻配比例，焙燒過(guò)程所需熱耗，一直維持在520千卡/kg原料（含外投煤），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出2015年1月1日頒布實(shí)施的GB 30526-2014《燒結(jié)墻體材料單位產(chǎn)品能源消耗限額》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燒結(jié)墻體材料單位產(chǎn)品能源消耗限額的技術(shù)要求、統(tǒng)計(jì)范圍和計(jì)算方法、修正辦法。

 

適用于生產(chǎn)燒結(jié)多孔磚和多孔砌塊、燒結(jié)空心磚和空心砌塊、燒結(jié)保溫磚和保溫砌塊、燒結(jié)實(shí)心制品的能耗計(jì)算、考核，以及對(duì)新建項(xiàng)目的能耗控制。  該標(biāo)準(zhǔn)中單位產(chǎn)品能耗限定值和單位產(chǎn)品能耗準(zhǔn)入值是強(qiáng)制性條款，強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和條文，是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的基本依據(jù)，也是用戶和相關(guān)部門(mén)評(píng)價(jià)、監(jiān)督檢驗(yàn)的依據(jù)。  產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，企業(yè)只有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)組織和完成生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)依法生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、保障產(chǎn)品安全質(zhì)量、降低生產(chǎn)消耗、促進(jìn)清潔生產(chǎn)。  根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)能耗指標(biāo)見(jiàn)表2、3。    

 

對(duì)比表2和表3中，燒結(jié)實(shí)心制品的單位產(chǎn)品能耗，習(xí)水縣該企業(yè)原料內(nèi)燃摻配達(dá)到520千卡/kg熱量消耗，當(dāng)通過(guò)焙燒、出窯、轉(zhuǎn)運(yùn)和堆碼后，其單位產(chǎn)品熱耗計(jì)算值，還會(huì)升高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)燒結(jié)墻體材料單位產(chǎn)品能耗標(biāo)準(zhǔn)中限定值357kcal/kg（現(xiàn)有廠）和準(zhǔn)入值322kcal/kg。（新建廠）。  

 

該企業(yè)原生產(chǎn)工藝是傳統(tǒng)的隧道干燥室干燥、輪窯焙燒的兩次碼燒工藝，此類(lèi)工藝，控制難度較少，能耗較低，然而，技術(shù)改造后的隧道窯“一次碼燒”工藝，要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量、低能耗，不僅需要嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，還需要加強(qiáng)重點(diǎn)崗位工技術(shù)培訓(xùn)，特別是對(duì)原料配比和干燥、焙燒、風(fēng)機(jī)運(yùn)行等崗位的技術(shù)培訓(xùn)。  

 

4、燒結(jié)磚熱耗偏高原因的分析  

 

A、計(jì)量設(shè)備控制差異引起的焙燒能耗增加   頁(yè)巖電子秤與原煤電子秤的同步運(yùn)行，工藝中，頁(yè)巖消耗量較高，采用裝載機(jī)給料，進(jìn)入給料機(jī)和電子秤的頁(yè)巖來(lái)料量，存在斷續(xù)狀況，而原煤斗內(nèi)原煤，消耗量較低，原煤進(jìn)入電子秤的來(lái)料量較穩(wěn)定，因此，當(dāng)頁(yè)巖來(lái)料量空缺時(shí)，原煤給料仍然繼續(xù)，造成混合料內(nèi)燃摻配料數(shù)量增加。

 

工藝中，兩組分物料電子秤重量計(jì)量連續(xù)配料的方式，如果不能同步控制，就會(huì)出現(xiàn)其中一種原料空缺，而另一種原料繼續(xù)進(jìn)料的現(xiàn)象，內(nèi)燃摻配出現(xiàn)誤差。  燒結(jié)磚生產(chǎn)工藝中內(nèi)燃摻配采用的計(jì)量秤，其準(zhǔn)確性對(duì)生產(chǎn)熱耗影響較大，如果煤秤出現(xiàn)大的正偏差，則煤量計(jì)量偏大，煤耗上升。  圖片1運(yùn)行情況表明，由于原料和原煤給料不及時(shí)造成的電子秤不同步計(jì)量，誤差較大，只能通過(guò)加強(qiáng)崗位工管理和工藝管理，減少此類(lèi)誤差，是確保燒成熱耗準(zhǔn)確和降低燒成熱耗的基礎(chǔ)。  

 

B、原料化學(xué)成分中高鋁，高硅的影響  頁(yè)巖、煤矸石等燒結(jié)磚生產(chǎn)原料，主要由兩類(lèi)氧化物構(gòu)成，一類(lèi)是骨架氧化物SiO2和Al2O3，另一類(lèi)是溶劑氧化物Fe2O3、GaO、MgO、NaO、TiO和SO3。原料物理性能中，存在不同可塑性、收縮性、比重、燒結(jié)性、耐火度等對(duì)高溫影響等性質(zhì)。

 

隨著氧化物含量不同，物理性能表現(xiàn)差異較大。其中，原料的燒結(jié)性，與原料中骨架氧化物SiO2和Al2O3化學(xué)成分的含量，聯(lián)系緊密，隨著SiO2和Al2O3含量提高，物料的燒結(jié)溫度提高。  原料中由于多種熔劑氧化物的存在，使得制磚原料沒(méi)有固定的熔點(diǎn)溫度，只有一個(gè)相當(dāng)大燒結(jié)溫度范圍，隨著溫度升高，原料中液相逐漸增加而氣孔率相應(yīng)地有所降低，坯體結(jié)構(gòu)愈趨致密，坯體氣孔率降低、致密度提高、機(jī)械強(qiáng)度提高。對(duì)升高燒結(jié)溫度存在影響的氧化物，主要是SiO2和Al2O3。  SiO2有增加制品耐火度、提高燒成溫度的作用。  

 

Al2O3燒結(jié)制品具有較高力學(xué)強(qiáng)度，含量超過(guò)20%，燒成溫度提高。  根據(jù)該企業(yè)頁(yè)巖和煤矸石化學(xué)成分分析，該類(lèi)制磚原料中屬于高硅、高鋁性質(zhì)，導(dǎo)致生產(chǎn)中燒成熱耗偏高。但是，制品強(qiáng)度普遍較高。  

 

C、隧道焙燒窯規(guī)格及結(jié)構(gòu)保溫  該企業(yè)隧道焙燒窯采用厚度120mm的重質(zhì)耐火混凝土預(yù)制板、耐火葫蘆、耐熱鋼吊鉤和35號(hào)工字鋼，形成吊平頂隧道窯，高溫帶120mm耐火混凝土板上方鋪設(shè)巖棉100mm及輕質(zhì)保溫混凝土60mm，厚度為160mm。窯直墻采用粘土質(zhì)耐火磚砌筑，厚度為490mm。

 

支煙道采用紅磚砌筑，內(nèi)寬為600mm，支煙道拱頂采用干粘土與爐渣混合填充保溫層，表面一層鋪設(shè)紅磚，支煙道墻及隧道窯外墻之間填充50mm巖棉，支煙道墻、巖棉和隧道窯外墻三者之間總的厚度約為660mm。  

 

隧道焙燒窯內(nèi)寬為3.6m，長(zhǎng)度為118.8m。隧道窯內(nèi)容車(chē)數(shù)量為33輛。窯車(chē)規(guī)格，寬×長(zhǎng)為3.72×3.6米。  進(jìn)車(chē)端設(shè)置9對(duì)哈風(fēng)口。煙氣由支煙道匯總到總煙道，經(jīng)16號(hào)鍋爐離心風(fēng)機(jī)，送入隧道干燥窯。  隧道焙燒窯結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。    

 

 

如圖所示，隧道焙燒窯采用內(nèi)置煙道結(jié)構(gòu)，支煙道與外直墻厚度和保溫結(jié)構(gòu)較薄。生產(chǎn)過(guò)程中，外墻溫度超過(guò)60度，熱損失較大，降低了送入隧道干燥窯的干燥介質(zhì)溫度，延長(zhǎng)了干燥周期，產(chǎn)生入窯殘余水分偏高的現(xiàn)象，廢品率增加。  

 

參照?qǐng)D片3，隧道焙燒窯邊部投煤孔位置，靠近窯直墻，使得外投煤不能落入坯垛內(nèi)燃燒，燃燒效率降低，燒成熱耗增加。   參照?qǐng)D片4，隧道焙燒窯煙道保溫層總厚度僅為160mm，偏薄。隧道焙燒窯要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和節(jié)能，首先確保滿足保溫要求。  

 

 

D、普通磚和空心砌塊產(chǎn)品規(guī)格變化的影響  普通磚與空心砌塊，密度差異較大，每立方米重量相差約  500~700kg，因此，兩類(lèi)制品，在焙燒過(guò)程中，能耗指標(biāo)不同。

 

按照《燒結(jié)墻體材料單位產(chǎn)品能源消耗限額》標(biāo)準(zhǔn)中，每噸制品消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)量，空心砌塊單位產(chǎn)品能耗應(yīng)高于實(shí)心制品，然而，生產(chǎn)實(shí)踐中，往往出現(xiàn)實(shí)心制品單位產(chǎn)品能耗超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求，也比空心制品能耗要高的現(xiàn)象。此類(lèi)現(xiàn)象，根本原因在于不同制品生產(chǎn)能力和廢品率增加，這在“一次碼燒”工藝中，最為顯著。  

 

該企業(yè)“一次碼燒”工藝技改投產(chǎn)后，3.72×3.6米窯車(chē)的平面上，普通磚坯垛規(guī)格為1×1米時(shí)，可以碼放3×3=9垛磚坯，容坯量為5040塊，隧道窯橫截面方向，坯垛與窯直墻形成4道縱向煙道，系統(tǒng)阻力較大，由于普通磚濕坯帶入窯內(nèi)水分總量較高，濕坯干燥過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)，特別是窯車(chē)上1×1米規(guī)格的濕坯垛內(nèi)部的熱煙氣阻力較大，熱交換慢、排潮困難，使得坯垛內(nèi)部的坯體殘余水分要比坯垛外部坯體高。造成入窯焙燒時(shí)，燒成周期延長(zhǎng)，內(nèi)部磚坯開(kāi)裂、斷磚等廢品率增加，一級(jí)品率降低。在此種條件下，單位產(chǎn)品能耗必然超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。  

 

生產(chǎn)空心砌塊時(shí)，入干燥窯濕坯水分總量大幅度降低，隧道干燥窯內(nèi)熱煙氣阻力較小，濕坯干燥效果良好，殘余水分低，燒成周期短，合格品率較高，因此焙燒空心砌塊時(shí)，單位產(chǎn)品能耗不僅滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，而且，能夠?qū)崿F(xiàn)低于實(shí)心制品的單位產(chǎn)品能耗。  

 

因此，“一次碼燒”工藝生產(chǎn)產(chǎn)品以普通磚為主時(shí)，燒成能耗偏高現(xiàn)象較為常見(jiàn)。  不同規(guī)格產(chǎn)品因合格品率差異引起能耗超標(biāo)，在“一次碼燒”工藝生產(chǎn)較為常見(jiàn)。

 

圖片5為普通磚，廢品率較高，而圖片6為空心砌塊，其合格品率較高，折標(biāo)磚生產(chǎn)能力也較高。  如果自動(dòng)碼坯機(jī)器人為2臺(tái)時(shí)，可將普通磚磚垛規(guī)格改為0.75×0.75米，3壓9時(shí)，可以碼放4×4=16垛磚坯，碼高13層，容坯量為5616塊，容坯數(shù)量增加，但是，隧道窯橫截面方向，坯垛與窯直墻形成5道縱向煙道，煙氣通道增加，熱煙氣阻力低，坯垛規(guī)格減小，濕坯干燥條件得到改善。此時(shí)，燒成能耗也能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。  規(guī)格為0.75×0.75米的坯垛，如果僅僅采用一臺(tái)碼坯機(jī)器人，碼坯速度較低，將制約雙級(jí)真空擠出機(jī)的生產(chǎn)速度。  

 

 

E、隧道窯附屬設(shè)施  該企業(yè)“一次碼燒”工藝中，隧道焙燒窯冷卻帶，設(shè)置了冷卻帶換熱水箱（見(jiàn)圖片7），該水箱處于長(zhǎng)時(shí)間換熱過(guò)程，開(kāi)敞式水箱保溫性能差，水溫較高時(shí)蒸發(fā)嚴(yán)重，除需要不斷補(bǔ)水外，水箱不斷散熱及熱水不斷吸熱，使得余熱煙氣溫度降低，影響濕坯干燥脫水，造成烘干燥后坯體殘余水分偏高。

 

筆者認(rèn)為，工藝中，首先應(yīng)滿足濕坯干燥所需熱量，其次才是換熱熱水的需要。因此，換熱水箱的設(shè)置，因其熱利用率比較低，實(shí)施前，需要精確計(jì)算熱水換熱所需的能耗，并且，在原料制備中的原煤摻配環(huán)節(jié)，需預(yù)先額外添加，成為單位產(chǎn)品熱耗偏高的因素之一。從熱利用效率評(píng)價(jià)，隧道焙燒窯應(yīng)取消冷卻帶換熱水箱，以保證坯體獲得較充分的干燥。    

 

隧道干燥窯中設(shè)置14號(hào)軸流風(fēng)機(jī)（見(jiàn)圖片8），將干燥后煙氣全部送人直徑3.0米脫硫塔，對(duì)煙氣進(jìn)行污染物治理，一般而言，由于脫硫塔內(nèi)除霧器的作用，14號(hào)軸流風(fēng)機(jī)需要克服脫硫系統(tǒng)阻力達(dá)到1200Pa，而軸流風(fēng)機(jī)，隨著系統(tǒng)阻力提高，輸送能力降低，如14號(hào)軸流風(fēng)機(jī)配置的電動(dòng)機(jī)偏小，則無(wú)法克服脫硫系統(tǒng)阻力，干燥后的高濕煙氣不能及時(shí)排出隧道干燥窯，干坯殘余水分偏高。當(dāng)生產(chǎn)普通磚時(shí)，由于濕坯帶入水分總量較多，高濕煙氣溫度低，煙氣密度大，不利因素疊加，造成濕坯難以脫水，干燥產(chǎn)量下降，隧道焙燒窯進(jìn)車(chē)時(shí)間延長(zhǎng)，致使日產(chǎn)量減少。低產(chǎn)必然高耗能，從造成單位產(chǎn)品能耗超標(biāo)。

 

F、“一次碼燒”工藝控制及協(xié)調(diào)  該企業(yè)投產(chǎn)后，隧道焙燒窯平均產(chǎn)量為白班6～7車(chē)、晚班9車(chē)，全天產(chǎn)量為15～16車(chē)，燒結(jié)磚日產(chǎn)量約為9萬(wàn)塊左右。晚班產(chǎn)量高于白班，分析原因，認(rèn)為干燥環(huán)節(jié)中，晚上干燥介質(zhì)、環(huán)境溫度條件要比白天條件好，使得干燥產(chǎn)量提高，出車(chē)時(shí)間縮短。  

 

隧道窯“一次碼燒”工藝將干燥和焙燒緊密聯(lián)系在一起，而制磚工藝中，干燥環(huán)節(jié)中混合料的干燥特性，決定了干燥速度，而干燥產(chǎn)量決定燒成產(chǎn)量，干燥是基礎(chǔ)已成為燒結(jié)工藝的基本共識(shí)。干燥與焙燒相互制約相互干擾的。干燥質(zhì)量和產(chǎn)量，與原料性能、成型工藝、干燥介質(zhì)技術(shù)參數(shù)、環(huán)境溫度、干燥窯結(jié)構(gòu)和干燥窯附屬設(shè)備等因素有關(guān)。

 

而焙燒過(guò)程，其燒成產(chǎn)量、質(zhì)量和能耗，與內(nèi)燃摻配比、碼窯形式、隧道焙燒窯結(jié)構(gòu)、附屬設(shè)備性能和余熱利用狀況等相關(guān)。對(duì)此，“一次碼燒”干燥和焙燒工藝協(xié)調(diào)及控制，應(yīng)該從生產(chǎn)工藝源頭抓起，包括原料選擇和配比、制備、成型、窯車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)、卸磚等環(huán)節(jié)全過(guò)程著手，如果僅僅在干燥窯風(fēng)機(jī)控制和調(diào)節(jié)著手，不能提高干燥速度和干燥質(zhì)量，不能實(shí)現(xiàn)隧道焙燒窯的高產(chǎn)和低熱耗。  

 

“一次碼燒”干燥和焙燒工藝協(xié)調(diào)及控制還與生產(chǎn)節(jié)奏安排有關(guān)，工藝中，干燥和焙燒為三班制，因此，與此相關(guān)的成型和卸磚環(huán)節(jié)必須適應(yīng)三班制節(jié)奏的需要，否則，必然對(duì)干燥和焙燒的整體運(yùn)行效率造成影響，致使產(chǎn)量降低，熱耗提高。  

 

5、降低熱耗的措施  針對(duì)該企業(yè)“一次碼燒”工藝，為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、****和低耗的目標(biāo)，需要采取的綜合措施如下。  

 

A、精確的配煤及低成型水分  精準(zhǔn)配煤，減少不同步摻配造成的過(guò)高內(nèi)燃消耗，減少外投煤用量，保證干燥介質(zhì)溫度。其中，避免給料及配煤的不同步摻配，是避免燒成熱耗偏高的主要措施。其次，采用較高發(fā)熱量原煤，適宜的原煤粒度，較低的原煤含水量，能夠?yàn)樵旱某浞秩紵?，降低原煤消耗，提高煙氣溫度，?chuàng)造好的條件。  

 

燒結(jié)磚企業(yè)行話說(shuō)，“一硬遮百丑”，是指低成型水分?jǐn)D出成型的泥條，濕坯強(qiáng)度較高時(shí)，能夠避免磚坯裂紋等缺陷。低成型水分?jǐn)D出能否實(shí)施，除與原料性能相關(guān)外，主要取決雙級(jí)真空擠磚機(jī)的下級(jí)結(jié)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)功率，當(dāng)成型水分降低，泥條密實(shí)度增加，濕坯強(qiáng)度提高，擠磚機(jī)下級(jí)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加。

 

工藝中，除了考慮較高濕坯強(qiáng)度要求，還需要考慮不同規(guī)格、不同孔洞率空心砌塊的成型。因此，“一次碼燒”隧道窯工藝中，應(yīng)采用低成型水分?jǐn)D出成型，確保濕磚坯強(qiáng)度要求。這也是提高合格品率，降低能耗的重要措施。  

 

B、窯爐的保溫措施和氣密性  加強(qiáng)窯爐保溫是降低燒成熱耗的重要手段，隧道焙燒窯外墻，窯頂保溫，應(yīng)增加保溫纖維材料厚度。窯頂保溫層厚度160mm應(yīng)增加到240mm并再敷設(shè)50mm厚巖棉板。窯直墻外應(yīng)考慮增加保溫纖維及外墻厚度，見(jiàn)圖片9、10，提高外墻保溫性能，提高外墻氣密性，減少漏氣，減少熱損失。  

 

對(duì)熱工管道設(shè)置可靠保溫并定期檢查，對(duì)脫落、松動(dòng)的保溫層應(yīng)及時(shí)修復(fù)處理。  要加強(qiáng)隧道焙燒窯窯車(chē)、砂封槽、窯門(mén)等的氣密性，這些因素對(duì)窯內(nèi)熱工參數(shù)穩(wěn)定至關(guān)重要，也是焙燒環(huán)節(jié)中產(chǎn)品能耗能否達(dá)標(biāo)，產(chǎn)品產(chǎn)量能否提高的關(guān)鍵。    

 

 

C、產(chǎn)品空心化  燒結(jié)普通磚與空心砌塊相比，產(chǎn)品密度每立方米相差近600kg，相同生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)工藝過(guò)程需要處理的物料總量大幅度減少，隨著物料總量的減少，在生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)中，人為錯(cuò)誤因素會(huì)隨之減少，設(shè)備調(diào)試和運(yùn)行影響因素降低，由于生產(chǎn)空心制品，坯體干燥條件有所改善，經(jīng)干燥后殘余水分比較低，隧道焙燒窯系統(tǒng)阻力得以降低等，生產(chǎn)能力必然提高，單位產(chǎn)品能耗達(dá)標(biāo)的潛力大。因此，產(chǎn)品空心化是能耗達(dá)標(biāo)工作中較為有利的措施。  

 

D、節(jié)奏協(xié)調(diào)及控制  燒結(jié)磚企業(yè)生產(chǎn)班制中，干燥和燒成是三班制連續(xù)生產(chǎn)，而原料制備、成型、卸磚等，往往安排二班制生產(chǎn)，在“一次碼燒”工藝中，應(yīng)協(xié)同處理好因班制不同而出現(xiàn)的矛盾。否則，產(chǎn)能降低。  一般而言，成型環(huán)節(jié)后設(shè)置濕坯窯車(chē)靜停和預(yù)干燥，可彌補(bǔ)干燥和燒成生產(chǎn)班制的要求。

 

成品出窯后，需要有足夠的成品窯車(chē)空車(chē)位，滿足不能及時(shí)卸磚需要。同時(shí)，還需要有一定數(shù)量的空窯車(chē)，滿足成型車(chē)間的生產(chǎn)安排。以干燥和燒成生產(chǎn)節(jié)奏為中心，協(xié)調(diào)成型和卸車(chē)，以滿足“一次碼燒”工藝的滿負(fù)荷運(yùn)行。  

 

人工卸磚，勞動(dòng)強(qiáng)度較高，人員不易穩(wěn)定，流動(dòng)性較大，人員時(shí)多時(shí)少，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)負(fù)荷有較大影響。  總之，“一次碼燒”工藝的滿負(fù)荷運(yùn)行協(xié)調(diào)，需要由生產(chǎn)全過(guò)程著手，這是高產(chǎn)量、低能耗的重要條件。  

 

E、加強(qiáng)干燥窯的送熱和排潮  燒結(jié)磚“一次碼燒”工藝中，最重要的環(huán)節(jié)是干燥，是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)低耗的基礎(chǔ)。因“一次碼燒”工藝特性，濕坯碼放方式?jīng)Q定后，不能中途改變，因此，碼坯方式必須按照焙燒工藝要求實(shí)施，但是在干燥過(guò)程中，往往坯垛阻力因素，使得內(nèi)部磚坯與表面磚坯殘余水分不一致，進(jìn)入焙燒后制品易開(kāi)裂。為保持制品的干燥質(zhì)量，不變形，不開(kāi)裂，干燥均勻充分，應(yīng)努力提高進(jìn)入干燥窯的送熱煙氣流速，增強(qiáng)熱煙氣與坯體的對(duì)流傳熱。  

 

F、充分發(fā)揮隧道焙燒窯預(yù)熱帶作用  “一次碼燒”工藝的干燥特征，坯垛內(nèi)外殘余水分往往不一致，使得坯體在焙燒中出現(xiàn)裂紋、斷磚，廢品率增加，單位產(chǎn)品熱耗上升。發(fā)生裂紋、斷磚等現(xiàn)象，出現(xiàn)這些問(wèn)題的根本原因在于磚坯殘余水分和窯內(nèi)升溫速度不一致引起。

 

因此，充分發(fā)揮隧道焙燒窯預(yù)熱帶的作用，盡可能多的使用隧道焙燒窯進(jìn)車(chē)端預(yù)熱帶哈風(fēng)閘，在預(yù)熱帶的有效長(zhǎng)度內(nèi)，減小坯垛橫截面溫差，讓磚坯能夠均勻升溫，避免磚坯殘余水分不一致造成的危害。  

 

6、結(jié)束語(yǔ)  2015年1月1日頒布實(shí)施的GB 30526-2014《燒結(jié)墻體材料單位產(chǎn)品能源消耗限額》，標(biāo)準(zhǔn)中單位產(chǎn)品能耗限定值和單位產(chǎn)品能耗準(zhǔn)入值均是強(qiáng)制性條款，能耗達(dá)標(biāo)要求已經(jīng)成為燒結(jié)磚企業(yè)除大氣污染物達(dá)標(biāo)排放之外的另一個(gè)重要要求，熱耗和產(chǎn)品重量相關(guān)，隨著合格產(chǎn)品產(chǎn)量的提高，單位產(chǎn)品能耗相應(yīng)降低。  

 

“一次碼燒”工藝中，最重要的環(huán)節(jié)是干燥，是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)低耗的基礎(chǔ)。強(qiáng)調(diào)高產(chǎn)，必須緊緊抓住干燥這一環(huán)節(jié)。  確定好的干燥速率、介質(zhì)溫度、流速與流量，從而，可以實(shí)現(xiàn)干燥周期短，消耗熱量少。  

 

其次，“一次碼燒”工藝中，需要圍繞隧道焙燒窯焙燒環(huán)節(jié)，進(jìn)行節(jié)能降耗的工作。生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，能夠有效降低熱耗的措施，應(yīng)集中在4個(gè)方面，1、物料帶走熱量；2、煙氣帶走熱量；3、窯頂窯墻向外散失熱量；4、窯車(chē)蓄積熱量。