当前位置:山东麟工窑炉有限公司 > 窑炉知识 >

窑炉知识

全煤矸石烧结砖的生产工艺 【麟工窑炉】
时间:2021年04月13日    点击:次    来源:隧道窑

全煤矸石烧结砖是以煤矸石为全部生产原料经干燥、烧结而成的建筑材料。

全煤矸石烧结砖生产工艺主要包括原料制备、原料陈化处理、挤出机成型、切码运、干燥与焙烧、成品检验及堆放等环节。  

1)原料制备      

原料制备采用破碎、筛分、粉磨及加水搅拌的处理工艺。    来自煤矸石堆棚的大块煤矸石首先要进行颚式破碎机粗碎,而后要进入下道工序进行细碎(细碎设备通常采用锤式或反击式破碎机),细破碎后的煤矸石通过皮带输送机送入滚筒筛进行筛分,筛上料送至滚球磨系统进行粉磨,粉磨后的合格料(粒度≤0.02mm)和同筛下料一起通过皮带输送机送到强制双轴搅拌机中进行加水搅拌。     实践证明,在原料制备过程中,对滚筒筛筛上料进一步粉磨处理后,不仅优化了原料颗粒级配,还增加了原料的塑性,提高了产品的质量。   

2)原料陈化处理

 陈化对原料物理性能的改善主要体现在以下方面:  陈化有利于煤矸石中的黏土颗粒物充分水化和离子交换,使得一些硅酸盐物长期与水接触发生水解转变成粘结物质,并通过水的“劈裂”作用提高粒径小于0.02mm颗粒的比例,从而达到提高塑性、改善成品品质的目的。在陈化过程中,原料中的水在毛细管和蒸汽压的作用,水分在原料中分布更加均匀,有利于坯体成型,减轻或消除因原料水分不均匀产生的坯体翘曲裂纹,降低坯体的干燥敏感性。原料陈化后,增加了腐殖酸类物质的含量,使原料的润滑性和结合力及离子间的吸附力有所提高,从而改善了成型性能。原料在陈化过程中发生了一些氧化还原反应,并可能导致微生物的繁殖,是泥料松散而均匀。搅拌好的原料由皮带输送机送入陈化库进行陈化处理,经34天陈化后的原料由液压多斗取料机装运到胶带输送机上,运到成型车间的箱式给料机进行定量分配,向高真空搅拌挤出机给料。经陈化后的原料,其颗粒容易疏解,水分均匀,原料颗粒表面和内部性能更加均匀一致,塑性指数得到进一步提高(塑性指数的高低主要由原料中粒径小于0.02mm部分的颗粒比例来决定的),为成型挤出提供可靠的保障。  

3)挤出机成型

经陈化后的原料通过箱式给料机送入到搅拌挤出机,在强力双轴搅拌机内进行二次加水、搅拌、挤出,使原料水份控制在12%14%,物料性能满足全硬塑挤出成型需要。挤出成型采用国内先进的、适合全煤矸石制砖的、高挤出压力、高真空度的JKY90y-4.0型双级真空全硬塑挤出机,许用挤出压力可以达到4.0MPa,真空度达到-0.092 MPa  

4)切、码、运 挤出的泥条经自动切条机、自动切坯机切割成需要规格的砖坯,再经翻坯机组翻转、编组,输送到自动码坯机处,通过机械手将砖坯码放到窑车上。 整个切、翻、码坯系统全部采用程控机控制,机械化、自动化程度高,性能先进可靠,生产能力大,达到国际同行业的先进水平,领先国内同行业。该系统可切、码多种规格尺寸的坯体,可在窑车上码多种型式的码坯方式。生产过程中的废坯头由回坯皮带机送回搅拌挤出机再次使用。 

5)干燥与焙烧

 该生产工艺采用一次码烧工艺,挤压成型的砖坯在干燥室进行干燥,干燥需要的热量来源于隧道窑余热,通过调节送风温度及风量大小,确保砖坯干燥质量。干燥好的砖坯经窑车送到隧道窑中进行煅烧后即为成品。

A.工艺流程

码好砖坯的窑车由重车牵引机引至干燥室进口端,用干燥室液压顶车机顶入干燥室干燥,干燥好的砖坯用出口牵引机从干燥室的出口端引入摆渡车上。经摆渡车摆至焙烧窑进口端后,再用焙烧窑液压顶车机顶入焙烧窑焙烧,烧好后的成品砖从焙烧窑出口端由牵引机牵出进入卸车端摆渡车。干燥窑热源来自焙烧窑余热,通过调节系统通风温度及风量大小,确保砖坯干燥质量。焙烧窑焙烧采用内燃烧砖工艺,热源来自砖坯煤矸石含有的内燃料。 

B.干燥工艺

砖坯干燥主要是脱去坯体的自由水,即吸附于煤矸石坯体表面的水分。烧结砖生产工艺过程中,干燥环节处于成型工段与烧成工段之间,在诸多生产工序过程中,干燥工序往往不被人们所重视,认为它只不过是坯体进入焙烧窑前一个简单的工艺过程而已。然而,坯体的干燥质量好坏直接影响着成品砖的质量和产量。 隧道干燥室的作用是将成型后含水率较高的坯体,在干燥室内热风的作用下,使之干燥至残余含水率小于6%,以便进入焙烧窑进行焙烧。如果干燥后坯体的含水率达不到生产要求,在焙烧工序遇到高温产生裂纹,甚至会造成砖坯爆裂而造成倒垛事故。

 

砖坯的干燥过程从干燥室头部入窑到尾部出窑,通常分为四个阶段,即预热、等速干燥、降速干燥和平衡干燥四个阶段。各个阶段担负着不同的任务,但又是一个连续的动态过程。

①预热阶段

湿坯刚进入干燥室,首先是缓慢升温,使坯体表皮水分汽化,变成蒸汽由干燥热风带走。而后砖坯内部的水分向表皮移动,汽化排出。此时,排出的是砖坯颗粒之间的自由水分。由于自由水的排出,相邻颗粒迅速靠拢占据自由空间,坯体产生收缩,由于干燥总是由坯体外层向内层逐步进行,外层收缩得快,内层收缩得慢,由于内外收缩不一致,造成内应力,当这种内应力大于泥料的弹性系数时,就会产生干燥裂纹。因此在预热阶段升温不能过快,此阶段的主要任务是升温,而不是脱水,升温是为下一步等速干燥做准备。等砖坯内外温度达到一定阶段时,砖坯恰好抵达等速干燥阶段的部位。

砖坯在预热阶段主要是加热坯体,只有少部分的自由水分排出,大部分的自有水分是在等速干燥阶段排出的。高湿的热坯通过预热带继续吸收干燥热风的热量,砖坯表面的脱水速度与砖坯内部水分移向表面的速度趋向一致,使砖坯内外同步脱水,同步收缩,因此不会产生裂纹。砖坯在此阶段,只脱水不再升温。在这个阶段要合理调整送热和排潮闸阀,及时补充因蒸发水分而消耗的热量,以保证窑内气流的平稳和通畅,保证合理的湿度。

③降速干燥阶段

等速干燥阶段结束时,坯体自由水已经基本排完,干燥收缩也基本结束,这时包裹在颗粒表面的吸附水开始蒸发,由于吸附水的蒸发要挣脱颗粒表面对其很大的吸附力,才能到达坯体表面蒸发出去。因而比自由水蒸发要困难得多,在同一条件下,干燥速度大为减慢,干燥收缩此时也基本停止。这个阶段可以适当提高热风温度,降低窑内相对湿度,加速坯体干燥。

④平衡干燥阶段

当砖坯继续干燥致使坯体中的残余水分和窑内干燥空气的水分达到平衡时,砖坯中的水分不再蒸发,干燥过程到此结束,此阶段也称之为冷却阶段。

C.焙烧工艺

 砖坯的焙烧是在隧道窑中完成的,焙烧是整个制砖生产过程中关键的一个环节。 隧道窑是烧结砖瓦工业最主要的一种连续式烧成设备,近几年来,采用高效节能的隧道窑成为砖瓦工业节能的主要措施之一。 隧道窑,顾名思义,是形状类似于隧道的窑,砖瓦坯体在窑车上依次通过隧道,同时在适宜的热工制度下加热、焙烧、冷却,最终获得性能稳定的砖瓦制品。根据原料性能,从工艺上一般把烧结砖瓦的隧道窑分为两类,一类是一次码烧隧道窑,另一类是二次码烧隧道窑。 所谓一次码烧隧道窑,就是将湿砖坯一次码到隧道窑的窑车上,窑车依次经过隧道窑干燥室和焙烧窑,完成砖坯的干燥、烧成两个环节,中间不需要二次码运。一次码烧隧道窑的布置方式通常有两种,一种是隧道窑和干燥室结构完成分开,二者可以“一”字布置,也可以平行布置,窑车凭借运转系统连续进出干燥室和隧道窑;另一种是干燥室和烧成共用一条隧道,二者结构是一体的,窑上设计干燥和烧成两套工作系统,在适当的部位用气流或门将干燥和烧成分开。隧道窑像一条长的隧道,两侧和上面有固定的墙壁和窑顶,窑内铺设轨道。隧道窑的长度、宽度和高度多种多样,其数值大小要根据所烧成制品原料的性能确定。隧道窑的长度主要取决于砖坯的烧成制度、产量及产品规格形状等因素,而烧成制度主要取决于干坯体在烧成过程中的物料变化、化学变化、物理化学变化及矿化学变化等,如用高热值煤矸石做原料生产全煤矸石砖时,由于其中含有太多的热量,往往在短时间内不能达到完全燃烧,致使砖坯内部烧不透,因而通常会适当的延长烧成带,使矸石有足够的时间燃烧。所以,煤矸石砖的隧道窑一般比较长。隧道窑的宽度与窑的产量有很大的关系,产量随着窑宽度的增加而提高,按照宽度的不同,烧结砖的隧道一般分为小断面、中断面、大断面、超大断面四类,小断面隧道窑一般指内宽为33.6米的烧砖隧道窑,中断面指内宽为3.64.6米的烧砖隧道窑,大断面指内宽为4.66.9米的隧道窑,超大断面指内宽6.910米的烧砖隧道窑。窑确定隧道窑的宽度,应根据产量、燃料种类、生产方式等诸多因素考虑。根据《墙体材料行业结构调整指导目录》(2016年本)的规定,鼓励建设窑断面宽度为4.6米以上的隧道窑(单线年生产规模大于6000万块标砖生产线)。 

隧道窑的内高主要取决于砖坯在烧成过程中的特性,近几年,高度为1.21.4米,宽度为4.6米、6.9米的隧道窑在砖瓦工业得到广泛应用,取得了较好的效果。一般情况下,要求隧道窑的高宽比不能大于0.5,而且高宽比越小越好。  

成品检验与堆放焙烧后的产品由窑车运转系统送至卸车位,由卸砖机将成品从窑车上卸下,经检验按制品外观质量分等码放到成品堆场。空窑车经清扫、保养后通过回车线送至码坯位置,进入下一个循环。  

烟气除尘及脱硫处理对生产中隧道窑产生的烟气采用烟、热分离新技术,有效的进行热能的二次利用。生产过程中产生的余热可用于厂区采暖、产生蒸汽、余热发电等。来源:砖瓦行业网络平台

相关文章