一次码烧隧道窑工艺高产条分析目前，一次码烧隧道窑工艺在国内烧结砖企业得到广泛的应用，其主要优 势在于工艺流程中减去湿砖坯一次码放环节，湿坯直接码放在窑车上干燥和烧 成，使得产品外观质量较好、工艺流程简化、岗位工数量减少以及生产成本降 低等。然而，一次码烧隧道窑工艺在生产实践中也曾经历过诸如干燥裂纹、残 余水分较高、窑车上砖垛垮坯、煤耗较高、产量低不能满足生产要求等方面的 难题，并且，这些难题在现有的一些烧结砖企业内依然存在。对比二次码烧隧道窑工艺，湿坯先干燥，然后按照焙烧对砖垛层高和方式 的要求，码放到窑车。由于码放干坯，、层高增加，窑车容量相应提高，同 时，码垛方式可根据原料、气候、产品规格、产品孔洞率等条件，按照焙烧要 求及时调整码放，使得烧成隧道窑提高产量的能力要比一次码烧隧道窑工艺 强。因此，相同截面及长度的烧成隧道窑，往往二次码烧工艺的生产能力更高 一些。随着一次码烧隧道窑工艺生产实践中对原料性能适应性、工业废渣综合利用、成型设备挤出压力提高、湿坯预干燥、干燥室结构等方面的不断改进完 善，提高产量的能力大幅度增加，逐渐与二次码烧隧道窑工艺不相上下。本文 就一次码烧隧道窑工艺高产量条件提出分析，供参考。1 原料性能适宜一次码烧隧道窑工艺的原料以页岩、煤矸石为主。此类原料自然含水 率较低，干燥敏感性系数低，硅铝含量较高，塑性指数不高，后颗粒级配较为 合理，成型强度较高，湿坯脱水过程中不易开裂，缺陷较少，满足一次码 烧隧道窑工艺高产量条件要求。部分软质黏土原料，自然含水率偏高，硅含量较低，大于 lmm 粒径的颗粒 极少，颗粒级配不合理。湿坯脱水过程中对烟气温度较为敏感，脱水速度慢， 易开裂，缺陷较多。为了保证干燥质量，需要延长干燥周期，从而降低一次码 烧隧道窑工艺产量。针对这部分原料，必须掺加粉煤灰、煤矸石、铁尾矿等工 业废渣，调整颗粒级配，调节混合料塑性指数，才能适应一次码烧隧道窑工艺 的要求。2 原料制备一次码烧隧道窑工艺中，湿砖坯直接码放在窑车上，一般情况下，码放层 数少于 14 层。随着湿坯码放层数的增加，要求湿坯具有一定成型强度，因此对混合成型 水分要求较严格，不能码放过高。另外，当选用锤式破碎机和回转筛设备时，要求原料含水率低于 8%。进厂 原料的自然含水率也不能太高，否则，将影响破碎及筛分设备产量。如加大筛 孔尺寸，产品外观质量没有保证。原料自然含水率低，有利于一次码烧隧道窑 工艺高产量，因此原料制备中，需要建设足够面积的原料堆棚，让原料在晴天 时进厂，从而使得原料自然含水率较低。足够面积的原料堆棚还可以比较方便 地调整破碎和筛分设备的工作时间，工作效率提高，破碎及筛分生产电耗降 低。加水后，混合料需要进入一定面积的陈化库或混合料堆棚，除了提高混合 料的均匀性以外，还可以调整生产班制的差异，确保较低的成型水分。3 成型与湿坯强度一次码烧隧道窑工艺中，混合料经双级真空挤出机挤出成型后，湿坯需要 按照焙烧对砖垛高度及形式的要求，直接码放在窑车上，先后通过干燥室和烧 成隧道窑，砖垛高度固定，不能随意降低。当湿坯强度偏低时，底层砖坯变 形。砖垛高度降低后，底层砖坯虽然不变形，但砖垛顶距隧道窑顶底面空隙增 加，烧成隧道窑内截面上下温度偏差较大，对砖坯烧成质量有较大影响，同时 烧成煤耗提高，产量降低。湿坯强度主要由双级真空挤出机下级确定，当成型水分降低，密实度增 加，湿坯强度提高，挤出机下级电动机装机容量也较高。因此，挤出机的选择 非常关键。除了考虑完成不同规格、不同孔洞率空心砌块的成型。一次码烧隧 道窑工艺中，应采用较大规格双级真空挤出机，确保湿砖坯的强度要求。其次，湿坯强度与原料性质有关，与软质原料相比，硬质原料破碎后，粒 度粗细混搭，级配合理，而软质原料破碎后，粒度较为一致，级配较差。在相同的成型水分条件下，经挤出成型，硬质原料湿坯强度较高，而软质原料湿坯 强度偏低。对此，在一次码烧隧道窑工艺中原料的选择以及配料与挤出机的选 择同样重要。采用软质原料时，必须掺加如煤矸石、铁尾矿渣等工业废渣，调 整混合料的颗粒级配，从而保证湿坯具有较高的强度，避免坯变形或者被迫降 低码坯砖垛高度。双级真空挤出机真空度较高时，虽然提高湿坯的密实度，湿坯强度增加， 但是湿坯在后期的干燥过程中脱水较慢，湿坯残余水分提高，烧成中砖坯易出 现开裂及爆裂现象，产量降低，废品率提高。如要避免砖坯开裂，干燥周期及 烧成周期均需要调整，一次码烧工艺的产量降低。因此，一般原料条件下，提 高湿坯强度，可采用降低成型水分的方式。4 湿坯预干燥一次码放湿砖坯的窑车，如果立即进入干燥室，受原料性能和干燥周期的 限制以及干燥室送热风机风量、温度、排潮风机风量、码窑密度、干燥室结构 等因素影响，干燥过程中砖坯很容易出现干燥裂纹、残余水分较高、窑车上砖 垛垮坯等弊端，使得干燥室的干燥质量及产量降低，成品中一级品率下降。此 外，当环境温度改变时，干燥室内冷凝结露、湿坯吸潮垮塌、残余水分偏高等 不利现象均会出现。在一次码烧工艺的长期运行中，烧结砖企业提出码放湿砖 坯的窑车静停及预干燥的措施，通过生产实践，静停和预干燥措施能够有效地 解决干燥室出现的上述弊端。静停和预干燥的针对性，可归纳为三点： 可以解决湿坯的干燥周期与成型工段及烧成工段有节奏差异的问题，特 别是成型工段生产班制为两班制时，采用静停和预干燥的方式，在确定的进车 时间要求下，能够方便地调整干燥室工作制度。 湿坯在进干燥室前的静停， 湿坯内水分均匀性增加，湿坯强度提高。坯体内水分有所减少，湿坯总水量降 低，可适当提高干燥速率。 通过预干燥热风，可以提高湿坯温度，保持与干 燥室进车时要求的温度一致，从而可以避免因坯体冷疑结露、吸潮垮塌。湿坯预干燥的方式目前有三种，热烟气由坯体砖垛的上部向下吹送，顶送 风方式。其次为顶送风加砖垛两侧送风。另外还有水平送风的方式。预干燥热风来源可采用烧成隧道窑余热空气、或隧道窑顶部空腔的换热空 气、或者是窑车车底的换热空气，作为预干燥系统的加热介质使用后，没有有 害气体排放。余热空气或换热空气温度可控制在 500C以内。夏季环境温度较高 时，预干燥可以不用送热风。生产规模较大时，成型后的静停及预干燥所需窑车越多，停车位也越多。 湿坯车位增加，空车位的数量也需要同步增加，否则，挤出机生产系统就会受 到牵制，高产量的优势得不到发挥。5 干燥室结构与风机一次码烧隧道窑工艺，干燥是按照烧成要求的方式码放湿坯的，码放湿坯 砖垛的窑车与干燥室使得干燥系统阻力增加很多。其次，烧成系统与干燥系统 通过风机联系，由烧成隧道窑内抽出热烟气较为容易，而将热烟气送入干燥 室，则难度较高。此外，干燥与烧成基本是连续性生产，干燥快，烧成也快， 干燥慢，烧成也慢。因此，干燥室结构、风机规格、转速等参数选择，风机的 调节手段、送风能力、排潮能力、干燥室密闭性能和系统管理等方面，比二次 码烧工艺干燥要求更高。干燥室结构和风机性能要满足克服系统阻力、有利热 烟气输送、水蒸气扩散、水蒸气排潮要求。否则，干燥室产量以及干燥质量无 法满足生产要求。离心风机将热烟气送人工干燥室内，热烟气只能由顶部及砖垛两侧吹送到 湿坯表面。由于湿坯码放密度较高，砖垛系统阻力大。当热烟气内水蒸气分压较低， 热交换后，湿坯表面水蒸气分压大于烟气内水蒸气分压，湿坯表面水分干燥蒸 发。随着干燥的持续进行，水蒸气与烟气混合，烟气内水蒸气分压逐渐提高， 当与湿坯表面水蒸气人压平衡时，湿坯表面水分干燥蒸发将停止。如果烟气内 水蒸气到达饱和，将在低温湿砖坯表面产生结露。因而，干燥室结构中，送热风长度、送热哈风口的位置、截面积等参数必 须与湿坯码放形式、干燥脱水曲线、排潮能力等要求协调。同时，湿坯码放形 式还必须满足烧成的要求。其次，提高烟气流速，可以克服砖垛系统阻力。除增加烟气内水蒸气不饱 和度、加速湿坯干燥外，还可加快水蒸气的及时排出，从而有效地避免水蒸 气冷凝现象及干燥缺陷，实现一次码烧隧道窑工艺高产量。提高烟气流速，就 是提高风机转速，使得烟气动压提高，烟气克服系统阻力的能力提高，对风机 而言，在已确定的系统内，离心风机与轴流风机相比，离心风机更适应使用在 干燥与烧成系统内的送热风位置。干燥室进车端顶部设置有排潮风机，排潮风机运行过程中对窑内产生负 压，使含湿气体能够及时排除。因此，干燥室进车端、截止门、砂封槽等处的 密封必须严密，防止外界冷空气进入干燥室内，以免降低排潮风机对干燥室内 的排潮能力，砖坯出现残余水分较高等不良的干燥效果。当干燥室砂封槽的密 封较差时，送入窑内的热风由砖垛两侧向窑车底部泄露，分别流向干燥室进出 车端。流向进车端的热烟气会进入排潮风机排出，同样降低排潮风机的排潮能 力。6 焙烧一次码烧隧道窑工艺中，砖坯的码坯方式非常重要，砖垛在干燥室中，干 燥介质只能由窑顶部及侧墙两边送入，砖垛中部砖坯与砖垛外围的砖坯干燥残 余水分不一致，外围砖坯残余水分低，中部水分高，这是 “一次码烧 ”的固有特 性。因此，在一次码烧隧道窑工艺焙烧环节，中部砖坯比较容易出现开裂，对 提高烧成产量，存在影响。对此，窑车上砖垛码放不仅要充分考虑干燥室中热烟气哈风位置，减少砖 垛阻力，降低砖垛中部砖坯残余水分，同时要满足烧成隧道窑哈风闸、投煤 孔、观察孔的位置要求。否则在焙烧过程中，产量不仅得不到提高，烧成煤耗 和废品率反而会增加。此外，除加强控制成型水分，保持静停及预干燥、提高干燥室的干燥质量 以外，还需发挥烧成隧道窑预热带的作用，充分利用烧成隧道窑进车端哈风 闸，在预热带的有效长度内，让砖坯能够均匀升温，降低砖坯残余水分不一致 造成的危害。7 成品装卸一次码烧隧道窑工艺连续性较强，成品需要及时装卸，否则空窑车的运 转，对成型车间的生产安排、烧成隧道窑的按时进出车都有影响。部分烧结砖企业成品堆场面积小，成品的装卸受到市场需求制约，需求量 较大时，生产负荷可以满足生产计划要求，而当市场需求量较低时，成品窑车 无法及时卸车，成型车间生产受到影响，当天生产负荷降低。时间一长，企业 产量必然降低。另外，烧结砖企业卸砖岗位工，因劳动强度较高，人员流动性较大，岗位 工数量时多时少，人数较少时，对企业生产负荷也有较大影响。一次码烧隧道窑工艺的生产实践中，成品停车线长度、成品堆场面积和卸 砖岗位工数量多少，都需要引起关注，这也是一次码烧隧道窑工艺高产量的重 要条件之一。采用机械卸砖和打包，叉车转运，提高工作效率，降低生产成本，摆脱生 产计划因岗位工人为因素的影响，将是很多烧结砖企业的选择。#/ 6