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煤矸石制磚隧道窯焙燒操作注意要點

煤矸石燒結磚的焙燒過程實質上就是制品的燒結過程。因此,分析燒結過程的特點有助于掌握焙燒操作工藝技術要點。
    煤矸石燒結磚的燒結可以理解為:在高溫作用下,高溫穩定晶相形成并長大,新晶體形成和長大,以及液相形成、充填空隙、體積收縮、氣孔率降低、密度和強度提高,從而坯體得到燒結。在燒結過程中所形成的液相量以2%左右為宜,過量的液相存在會使制品產生塑性變形,還會使制品強度降低、脆性增大,以及產生濕膨脹等缺陷。
   燒結過程的必然條件:一是焙燒溫度;二是焙燒時間;三是氣氛性質。
1.觀察分析與調控
    煤矸石燒結磚隧道焙燒窯正常運行是連續的,在進車速度不變的情況下,要求三帶的壓力、溫度、氣氛都必須處于相對穩定的水平狀態,其波動范圍不允許超過熱工制度的要求。
    溫度與壓力是焙燒操作中應掌握的重要問題。溫度制度是為焙燒制品的產量和質量要求服務的,而壓力制度又是為溫度制度服務的。
   為了保證隧道窯焙燒的正常運行,燒成工必須做到勤觀察、勤分析某些變化因素,以便做到及時進行調控。
2. 預熱帶與焙燒帶的關系
    預熱帶與焙燒帶不是截然分開的,兩帶具有預熱、升溫、燒成的連續性。從溫度方面講,預熱帶溫度是焙燒帶溫度的基礎溫度,前一個車位的溫度也是后一個車位的基礎溫度。基礎溫度的高低,直接關系到焙燒溫度的高低。反過來,焙燒帶的燃燒強度,又影響著預熱帶的基礎溫度。由此可見,兩帶的關系是極為密切、相互制約、相互影響的。所以,在操作中必須瞻前顧后,聯系起來看其發展趨勢,從而有的放矢地進行調節與控制。
    預熱帶與焙燒帶之間存在著相互依賴,又相互制約的關系。當進車速度較快時,預熱帶溫度較低,預熱帶向后移動,因而,影響焙燒最高溫度點向后移動,焙燒帶也隨之向后移動。當進車速度慢時,預熱帶前段升溫,預熱帶溫度較高,因而,影響焙燒最高溫度點向前移動,焙燒帶也隨之向前移動。
3. 燃燒強度與供風量
    燒成溫度、高溫車位數與高溫點,都與磚坯在窯內的燃燒強度有直接關系。燃燒強度的強或弱,又與供風量密切相關。生產實踐證明,供風量應能夠滿足磚坯的充分燃燒,并在高溫區段還能保證一定的過剩空氣量。這樣,有利于焙燒帶形成強的氧化氣氛,提高燃燒強度。部分過剩空氣量經焙燒帶進入預熱帶,也有利于預熱帶后半部分分磚坯的緩慢升溫與燃燒。
    供風量過大,不利于窯內燒成狀態,會造成冷卻帶溫度急劇下降而使制品冷裂,同時,焙燒帶和預熱帶溫度也會降低。供風量過小,則冷卻帶降溫慢,出磚溫度過高,制品又易受到外界急冷而炸裂;同時,焙燒帶形成還原氣氛,影響燒成質量;焙燒帶溫度較低,又使預熱帶預熱效果差。由此可見,供風量不合理會導致隧道焙燒窯的三帶發生連鎖反應,造成窯爐運行狀態不穩定,甚至造成惡性循環而影響燒成產量與質量。
   供風量是否合適,在實際操作中可從加煤孔進行觀測。打開加煤孔放入少量木柴后,蓋上孔蓋,當1min后再打開加煤孔蓋時,如果看到木柴著火的火勢很好,則說明該處有足夠的供風量。如果打開加煤孔蓋時木柴并未著火而稍待幾秒鐘之后才能看到木柴著火,這說明該處的供風量不足。打開加煤孔蓋后木柴才著火孔進入窯內助燃的緣故。要避免焙燒帶和預熱帶后半部分形成還原氣氛。
4. 窯車碼坯量
    煤矸石燒結磚是內燃燒成,窯內溫度的能量來源于磚坯本身所含的發熱量。由于不同批量的煤矸石的發熱量不同,以及實際配料(如煤矸石+頁巖+烘矸的配比等)的比例波動,所以,不同批量的泥料的熱值可能有較大的差異。一般用陳化池中的泥料測定其熱值,這樣,便于操作管理。因此,必須根據泥料的實際熱值調整窯車的碼坯量,以保證窯內溫度不會因泥料值的高低而波動。
    可以根據焙燒制度來確定一個標準的泥料熱值,再以此計算出整車磚坯的總發熱量,作為單位窯車的標準熱量。為了使每車磚坯的發熱量基本一致,就需要調整窯車碼坯的裝量。例如,以泥料的熱值530kcal/g為標準熱值碼整車磚坯,而用其他熱值的泥料磚坯碼坯量詳見窯車碼坯表(見表1)。表 1  窯車碼坯表
      還應該注意,冬季與夏季環境溫度對窯爐溫度有一定影響,所以,冬季使用的泥料的熱值應該比夏季使用的泥料的熱值要適當高一些。
5. 進出車與進車制度
     煤矸石燒結磚隧道焙燒窯的進出車,是采用液壓頂車機按既定的進車制度,間隔一定的時間進車。進車時雖然只用幾分鐘的時間,但所裝載的磚坯不僅在進車前后發生較大的溫度梯度變化,而且,進車對窯內壓力的變化影響也很大,破壞了窯內燃燒的正常狀態。因此,進車后需要一定的恢復時間。
      由于生產中的具體情況,有時需要改變進車制度,即延長或縮短進車間隔時間,這必然會影響到窯內的溫度。如果不進行相應調控,則延長了進車間隔時間,預熱帶溫度上升,而冷卻帶溫度下降;反之,預熱帶溫度下降,而冷卻帶溫度上升。因此,在改變進車制度之前,必須制定一個合理的調控方案,以盡量保持窯內溫度的穩定。
     利用改變進車制度,可以有效地調整預熱帶的溫度及焙燒帶高溫點的分布位置。但必須是針對窯爐運行的實際情況,有計劃有步驟地采取合理的措施。為了降低預熱帶前段車位的溫度,而采取連續頂進2-3年或者頂進空車的救火式措施不可取。要知道,改變進車制度僅是調控窯內溫度的措施之一。應該與壓力制度等諸多因素一起綜合考慮,制定一個比較合理安全的調控方案。這關系到窯爐操作工的知識面是否全面和處理問題的方式方法問題,只有全面掌握了焙燒工藝技術,才能靈活自如地進行操作。
6. 砂封
     為避免或減少隧道焙燒窯窯車在運行中漏風,除要求窯車不變形和對接嚴密,以及壓力平衡外,砂封是一個重要措施。砂封應注意的問題是對砂封用砂的選擇與使用。根據耐火材料隧道焙燒窯的運行經驗,砂封的用砂最好選取用從山東萊州海灘中篩選出的豆砂。所謂豆砂,即砂粒大小同黃豆或綠豆大小。這種砂的密封性能和流動性都很好,砂封嚴密,對窯車裙板的運動阻力小,因而進車時,液壓頂車機的負荷也比較小。另外,這種砂在補充加砂時,不會堵塞加砂管,而且在窯車運行時,砂也不易翻出砂封槽。
    出車端被窯車砂封裙板帶出窯外的砂,應及時回收并將細篩出后待用。如果沒有理想的豆砂,亦可以使用耐火材料廠生產的粒度為5mm~10mm的焦寶石料或3mm~5mm的石英砂來代替。嚴禁使用細粉河砂,細砂對運行中窯車裙板的阻力大,砂也易翻出砂封槽外,尤其是容易堵塞加砂管。也不能使用煤矸石塊料作砂封用砂,更不能使用小粒石灰石石子。
7.壓力調節
     壓力調節的原則是穩定窯內“0壓”點的位置和窯內壓力與窯車下的壓力平衡。如果“0壓”點不穩定,則窯內溫度就波動。“0壓”點移動越大,窯內溫度的波動也就越大。切
忌“0壓”點跑到冷卻帶抽熱風點的后面,這樣便會發生嚴重的氣體倒流事故。便流后的高溫干燥熱風,可能燒壞抽熱風機,也容易引起干燥窯內碼坯起火而燒塌干燥窯頂。另外,產生窯內氣體倒流,還會引起焙燒帶供風不足,形成還原氣氛,影響焙燒溫度。
     窯內壓力與窯車下面壓力的平衡很重要,但也很難調節。在實際生產操作時,原則上調節到窯內壓力略大于窯車下面的壓力,以避免窯底冷風侵入窯內,確保窯內溫度的均勻與穩定。如果窯內壓力比窯車下面壓力過大,則會使窯內熱風大量漏到窯底。這種情況發生后,不僅會降低窯內溫度,還會燒壞窯車,使窯車車輪軸承化油,影響窯車的正常運轉。如,某磚廠因操作不當,焙燒帶高溫熱風竄入窯車下,導致角鋼砂封槽變形,窯車無法運行而停產檢修。
     為了有效地監控因窯內與車下壓力不平衡而引起窯內熱風漏到窯底而使窯底風溫太高,可在窯底抽風管的入口處安裝一個測溫點,監控抽出的熱風溫度不超過80℃,防止窯車車輪軸承化油或軌道彎曲變形。
8.窯體密封
     窯體密封的好壞對窯內的壓力、溫度影響很大。使用時間不長的窯爐,窯體的密封性一般較好。應該經常注意的部位是進車端窯門的密封情況。一般窯體盡管彩雙窯門,而一旦發生漏風,則對于1#、2#車位影響很大。這里負壓最大,外面的冷空氣很容易從窯門周邊進入窯內,這不僅會降低1#、2#車位的溫度,還會因窯外的潮濕空氣(特別是雨季)進入窯內,使磚坯表面回潮,產生網狀裂紋。要按雙窯門的操作規程進車,以免大量漏風而影響窯內溫度和排煙機的抽力。
9.  黑心磚
     沒有燒透的磚,內部有部分黑心,故稱黑心磚。這部分沒有燒結的黑心,嚴重影響磚的強度。磚坯中有機物較多,在中溫階段應保持較強的氧化氣氛和較長的時間,使磚坯內的碳化物能夠充分氧化燒掉。這是防止產生燒不透的黑心磚制品的最有效措施。
     黑心磚的產生原料是由于中溫階段氧化氣氛不足、氧化時間短、有機物質的碳化物未被完全燒掉的緣故。如果磚坯在中溫階段升溫速度過快,特別是窯溫很快升到800℃以上時,磚坯表面較厚的一層開始產生液相,當液相封閉了顆粒間的毛細孔隙時,就阻礙了高溫下碳化物的充分燒掉,從而形成黑心。在生產中很容易發現,有時某輛窯車處于較低溫度燒成,出窯的制品雖然有點欠火,但卻沒有黑心,這充分證明了黑心磚的產生并非焙燒帶溫度低所致。一旦制品在中溫階段形成了黑心,而到了高溫階段,即使焙燒溫度高達1050℃,也難免出現黑心。這可從過火制品中發現有黑心磚得到證實。另外,也要注意磚坯操作,盡量擴大磚坯的通風面,這也是防止黑心磚的有效措施。煤矸石多孔磚必須彩平碼方式,如果彩立碼方式,則條面易出現黑心壓花,不僅影響砌筑墻面的外觀質量,而且因黑心壓花部分未被燒結,其強度、凍融性能差,容易產生墻皮脫落現象。
10.白頭磚
    制品出窯時,若磚的表面有粉白色現象,就稱為白頭磚。
    產生白頭磚的原因是由于磚坯中含有硫化物。焙燒時,這些硫化物燃燒生成SO2,SO2在氧化氣氛中繼續被氧化,生成SO3,SO3在潮濕的煙氣中被磚坯表面吸收,生成硫酸鹽,于是,制品表面出現粉白色。
     防止白頭磚的措施:一是減少磚坯含水率或降低碼坯密度;二是縮短預熱帶,防止凝露、回潮現象的產生;三是增大排煙機抽力,使生成的含硫煙氣能及時排出窯外。
11.排煙機抽力變化
     排煙機的抽力大小,直接影響到窯內的壓力和溫度。生產實踐中發現,風機正常運行一段時間之后,抽力逐漸變小,窯內溫度不斷下降。這是調節風機的閘板或排煙管道上的閘板,其效果不明顯,甚至調節無效。造成這種情況的原因,一般是由于排煙管道堵塞。尤其是磚坯含水率較高或窯底有水,使煙氣中水汽較大,因而,煙塵容易附著于管道轉彎處的管壁上而造成堵塞。解決的辦法是,及時清除煙灰,將排煙管的轉彎處改為三通管,并在三通管上加盲板,以方便清灰操作。
    排煙機抽力下降,有時因為排煙機葉輪被含硫煙氣腐蝕。出現這種情況時,應及時更換葉輪。

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