對于青磚現(xiàn)代生產工藝的研究
點擊量：1268時間：2021/12/31 8:29:16
從青磚的整個傳統(tǒng)制造過程來說，主要有原料制造、坯體成形、濕坯干燥和成品燒成四部分，原料是基本，成形是基礎，干燥是保證，燒成是關鍵。 這四個部分是相互依存關系。 青磚生產技術創(chuàng)新突破的瓶頸是燒成。 由于藍磚獨特的生產工藝中有還原焙燒和無氧冷卻，在國內現(xiàn)代連續(xù)式窯爐中同時實現(xiàn)還原焙燒和無氧冷卻是一個新的課題。
現(xiàn)代陶瓷磚瓦窯爐主要有梭式窯、輥道窯和隧道窯。 梭式窯作為一種間歇窯，具有生產配置靈活、占地面積小、投資少等特點。 但適用于產量有限、生產周期長、能耗高、厚度大、批量小、附加值高的產品。
輥道窯在建筑陶瓷行業(yè)應用廣泛，具有高效節(jié)能、自動化程度高等特點； 由于燒成迅速，原料成型處理要求嚴格，坯窯水分和燒成制度比較單一。 近來，一些廠家采用干制成型技術，輥道窯燒制的青瓦在抗凍性方面不符合要求，因此輥道窯適合于大量、薄而小型、品種單一的產品。
隧道窯廣泛應用于陶瓷磚行業(yè)，除了高效節(jié)能、自動化度高等連續(xù)窯的特點外，窯車的裝載方式可以多層裝載，適用產品范圍廣，燒成周期合適，特別適合青磚較厚類型的產品。 與傳統(tǒng)的隧道窯不同，現(xiàn)代隧道窯主要由窯體、窯車(窯具)、燃燒系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和附屬設備組成。 現(xiàn)代隧道窯作業(yè)系統(tǒng)的特點：
a? .將不使用冷卻帶直接流入燃燒帶的窯道風作為助燃空氣。 由于使用的是高速燃燒器，助燃空氣完全進入燃燒器，與燃料混合燃燒后，火焰氣體噴出到窯內，無需另外供給補充空氣。
b? .在燒成帶設置多個小功率燃燒器，在兩側垂直和水平交替排列，有利于窯溫均勻，調節(jié)燒成曲線和氣氛濃度。 在預熱帶的下部兩側設置水平交替排列的小功率高速燃燒器和調溫攪拌噴嘴，便于帶截面溫度的均勻化和升溫曲線的調節(jié)。
c? .排煙孔比較集中、分散地配置在窯頭上，有利于充分利用排煙的熱量。
d? .冷卻帶一般分為三級驟冷段、慢冷卻段和低溫冷卻帶。 多采用直接冷卻方式，從兩側垂直和水平交替配置冷卻風噴出口，噴出高波段冷卻風，引起強橫向氣流循環(huán)，使產品均勻冷卻。 熱風側從窯頂分散提取。 因此冷卻以橫向循環(huán)氣流為主。 縱向氣流少。
無論是設計操作隧道窯，窯爐作業(yè)人員都要充分了解產品的燒成工藝和要求，并根據(jù)這一工藝和要求制定合理的燒成制度，切實滿足燒成工藝的要求。根據(jù)青磚傳統(tǒng)生產工藝的特點，整個燒成工藝的關鍵環(huán)節(jié)是還原燒成和無氧冷卻，這也是隧道窯燒成青磚要解決的問題。
還原焙燒眾所周知，南方地區(qū)大多數(shù)日用陶瓷隧道窯采用還原焰焙燒。 青磚的還原反應機理與日用陶瓷相同，還原性氣體與三氧化二鐵反應生成氧化亞鐵。 日用陶瓷還原燒成制度有溫度制度、氣氛制度、壓力制度。
溫度制度：各階段需要一定的升溫速度，防止產品內部溫度分布不均勻，其膨脹和收縮程度不同，產生應力導致產品變形和開裂； 在適當?shù)臏囟认麓_保一定的保溫時間，產品內外溫度一致，均達到燒成溫度，保證產品內外整體的燒結。
氣氛制度：指窯中含有游離氧或一氧化碳和氫的情況，需要在氧化和還原階段維持一定的氣氛濃度，以保證產品中物理-化學過程的進行。 窯需要合理的壓力制度來確保溫度制度和氣氛制度的實現(xiàn)。
影響還原焙燒的主要因素之一是燃燒器的性能和燃燒狀況； 二是壓力制度是否合理，窯道內預熱升溫區(qū)、燒成還原區(qū)、冷卻區(qū)、某一分區(qū)的壓力變化會引起其他分區(qū)的壓力變化，各分區(qū)的窯壓平衡與穩(wěn)定是控制還原氣氛的關鍵，窯內壓力變化會使氣氛發(fā)生變化，各區(qū)段窯壓平衡和穩(wěn)定是控制還原氣氛的關鍵所在，窯內壓力的變化都會使氣氛發(fā)生波動，同時導致溫度也不穩(wěn)定。
從開發(fā)青磚隧道的實踐表明，青磚的還原焙燒效果主要與還原溫度、氣氛濃度及還原時間有關，一定溫度下的氣氛濃度越高、還原時間越長、還原效果越高，產品顏色越藍、越藍。
無氧冷卻在陶瓷磚隧道窯中還是一個新課題，國外先進的青磚隧道窯通過將氮氣直接吹向冷卻帶來實現(xiàn)無氧冷卻，但氮氣制造和附屬設備的投入費用及后期生產成本較高。 因此，這項技術不太能經受一些磚瓦企業(yè)。
如何在隧道窯中實現(xiàn)無氧冷卻，筆者借鑒了磚窯余熱利用的技術，開發(fā)的青磚隧道窯中采用了余熱鍋爐的換熱間接冷卻和蒸汽再循環(huán)系統(tǒng)，生產實踐取得了較為理想的效果。
鍋爐換熱的主要特點：
a? )鍋爐水管外側與窯內產品的輻射換熱由于產品溫度和水管間的溫差較大，傳熱快，鋼制水管熱阻小。 鍋爐水管內側與水的換熱為沸騰換熱，換熱系數(shù)比一般空氣換熱系數(shù)大幾十倍至百倍，因此總傳熱系數(shù)大，換熱效率高。
? ? ? b? .由于是間接冷卻，所以冷卻帶壓力制度平衡，燒成還原區(qū)的溫度和對環(huán)境的干擾小。
c? .余熱鍋爐產生的高壓蒸汽再次打入窯內，起到平衡窯內壓力的作用。
筆者開發(fā)的青磚隧道窯，產品經還原焙燒后約1000℃，通過余熱鍋爐的換熱間接冷卻，產品降至約500℃，使用余熱鍋爐產生的蒸汽將窯內壓力維持在約180℃。
磚頭生產技術中原料是基本的。 近年來，隨著一系列政策的制定和環(huán)境保護法執(zhí)行力的日益嚴格，磚瓦原材料成為磚瓦企業(yè)生存和發(fā)展的巨大制約。 青磚長期以來以粘土為原料，大量浪費土壤資源，破壞生態(tài)環(huán)境。 現(xiàn)在，政府禁止用粘土制作磚頭，用粘土制作磚頭已成為歷史，磚瓦企業(yè)的原材料改革不可或缺。 對于習慣使用粘土原料的磚制造商來說，原料的變更會帶來新的技術問題。 因為原料的礦物組成和物理性能決定了磚制品的原料制造、干燥、焙燒的工藝要求。 這也是青磚制造商重視的問題。
四、結論
如上所述，青磚生產技術創(chuàng)新之路經過不斷探索和突破的歷史，在無數(shù)磚瓦行業(yè)工作者的努力下取得了一系列突破性的成果。 青磚是傳統(tǒng)建筑文化的標志，也是地方性仿古建筑材料，生產工藝受到諸多地域因素的制約，青磚現(xiàn)代生產工藝在研發(fā)和推廣上仍存在一些差異化的技術問題，有待探討和突破。
在我國磚瓦行業(yè)進入轉型期，傳統(tǒng)建筑文化不斷恢復的情況下，青磚行業(yè)面臨著考驗和機遇。 磚業(yè)內人士要抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，加快青磚生產技術研究，融合現(xiàn)代工藝設備的設計理念和技術手段，開發(fā)符合我國國情的、科學先進的青磚生產技術，實現(xiàn)傳統(tǒng)技藝的傳承，推動青磚行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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