烧结砖瓦（精选七篇）
烧结砖瓦 篇1
1 剔除杂质
通常原料中附属的、起有害作用的、非塑性的组分称之为杂质,如石灰石颗粒、较大的块状石英(硅石)以及块状硫铁矿等。
砖瓦原料中的工业废渣常含有钢铁材料的夹杂物,以及在生产和运输过程中也易混入含铁物质,这些含铁杂物在生产工艺过程中容易损坏设备,甚至造成事故。因此,物料在入破碎机之前,应剔除物料中的含铁夹杂物。
1.1 除石对辊机
除石对辊机是主要的剔除杂质的设备,净化机和带过滤网的搅拌机也兼有这一功能。
1.2 电磁除铁器
砖瓦生产中通常采用电磁除铁器剔除含铁物质。将电磁除铁器悬挂在胶带输送机物料层的上方,所吸出的含铁夹杂物需人工定期清理。
2 配料和给料
若用两种或两种以上原料生产砖瓦时,为了保证混合料的性能稳定,需要定量配料。
根据配料时衡量物料方法的不同,可分为按容积加料和按质量加料。按容积配料容易实现,配料给料同时进行,但是误差大,不易确定给料量的绝对数值,常用设备有箱式给料机、板式给料机、电磁振动给料机、圆盘给料机、胶带给料机、螺旋给料机、叶轮给料机和槽式给料机等。按质量加料设备较复杂,但准确度高,为了能动地控制生产,按质量配料,特别是内燃料的质量配料尤为必要,在砖瓦工业中所用设备有电子皮带秤和称重螺旋给料机。
2.1 容积配料给料设备
现将常用的容积配料给料设备的一般技术特性列于表1中。
2.1.1 箱式给料机
箱式给料机具有箱体容积大、构造简单、调节给料量方便、能输送含水率较高的原料等特点,它被广泛运用于对粘土、软质页岩和湿排粉煤灰等原料的给料和配料。
2.1.2 板式给料机
板式给料机分轻型、中型、重型三种,砖瓦工业生产常采用轻型和中型两种。适用于煤矸石、中硬或硬质页岩的给料。
板式给料机的给料能力均较大,如原料块度大,则难以降低产量(因原料块度大,若欲缩小栏板间距或降低闸板高度,容易卡料),所以在要求给料量低时,该设备实际上往往被迫间歇给料。
若原料粉料多,则由于板式给料机链板连接处易卡料而造成底部漏料现象严重,如果在原料进板式给料机前,先经栅筛,将小块料筛下,直接送往粉碎工段,则即可减轻破碎机的负担,又可减少给料机的漏料。
2.1.3 圆盘给料机
圆盘给料机适用于粒度不大于50 mm的物料。该设备构造简单、调整方便,给料量的大小,可由移动刮板的位置、调节圆盘的转速和升降下料管万套筒的高度三种方法来调节。但给料量有5%左右的误差,对潮湿而粘性大的物料在下料管口容易堵塞故不宜使用。
2.1.4 胶带给料机
胶带给料机一般输送粒度较小或粉状的物料,在砖瓦生产中常用于内燃料的配料。使用时可装置于小的料仓、料斗下面,但不能承受较大的料柱的压力。
2.1.5 电磁振动给料机
电磁振动给料机是一种连续的定量给料设备,该设备可以将块状及粉状物料从储料仓或料斗中定量或均匀、连续地喂到受料斗或机械设备中去。
该设备结构简单、维护方便、给料均匀、容易调节,给料粒度范围大,占地面积及高差要求小,在料仓出料有松散物料的作用。但是该设备第一次安装调整较困难,在输送粘性物料时,容易堵塞进口和粘底板,因此,带有较大粘性的湿粉状的物料不宜选用。
2.1.6 叶轮给料机
叶轮给料机可用作干粉状物料的给料设备。依据叶轮的叶片构造可分为弹性叶轮给料机和刚性叶轮给料机。前者是用硬橡胶或弹簧钢片制作叶片,密封性较好,适于配料和给料用;后者为刚性叶片,适于料仓卸料用。该设备的主要缺点是物料中若有块状料混入,则易产生卡料现象。
2.2 质量配料给料设备
2.2.1 电子皮带秤
使用最广泛的皮带秤。由承重装置、称重传感器、速度传感器和称重显示器组成。称重时,承重装置将皮带上物料的重力传递到称重传感器上,称重传感器即输出正比于物料重力的电压(m V)信号,经放大器放大后送模/数转换器变成数字量A,送到运算器。物料速度输入速度传感器后,速度传感器即输出脉冲数B,也送到运算器。运算器对A、B进行运算后,即得到这一测量周期的物料量。对每一测量周期进行累计,即可得到皮带上连续通过的物料总量。
电子皮带秤承重装置的秤架结构主要有双杠杆多托辊式、单托辊式、悬臂式和悬浮式4种。双杠杆多托辊式和悬浮式秤架的电子皮带秤计量段较长,一般为2~8组托辊,计量准确度高,适用于流量较大、计量准确度要求高的地方。单托辊式和悬臂式秤架的电子皮带秤的皮带速度可由制造厂确定,适用于流量较小的地方或控制流量配料用的地方。单托辊电子皮带秤主要技术参数见表2。
2.2.2 称重螺旋给料机
LXC型称重式螺旋给料机是对各种粉状、散料状物料进行连续输送、动态计量、控制给料的生产计量设备。广泛适用于水泥、化工、冶金、陶瓷、粮食、运输等行业。作为计量、配料的整机自动化装置,可为现场管理、操作提供准确的计量数据和控制手段。
功能特点:重力称重与螺旋输送方式结合,实现动态连续计量;结构紧凑,运行稳定可靠;自动计量标定系数,自动测量系统零点;手动置入各种参数,运行操作可手动/自动切换;具有仪表自诊断和计算机联网功能。称重螺旋给料机主要技术参数见表3。
3 破碎和粉碎
用机械的方法使固体物质由大块碎裂为小块或细粉的操作过程被称为破碎或粉碎。凡将大块物料分裂成小块,一般称为破碎;将小块物料粉碎成细粉,一般称为粉碎。根据破碎粉碎处理后物料块度的不同,通常可将破碎作业大致分为五级,即:(1)粗碎:处理后物料粒度>100 mm;(2)中碎:处理后物料粒度30 mm~100 mm;(3)细碎:处理后物料粒度3 mm~30 mm;(4)粗磨:处理后物料粒度0.1 mm~3 mm;(5)细磨:处理后物料粒度<0.1 mm。
生产砖瓦产品所用原料过程中,按其处理后物料粒度的要求,可将破碎作业大致分为3极,即:(1)粗碎:处理后物料粒度为40 mm~80 mm的占70%以上;(2)中碎:处理后物料粒度为3 mm~40 mm的占70%以上;(3)粉碎:处理后物料粒度<3 mm的占70%以上。
原料的矿物组成、粒度组成和团粒的硬度是最重要的性能参数。通常认为,每种原料都有它的最佳粒度分布,若破碎和粉碎不够充分的话,其原料的塑性性能则不能很好地发挥出来。
实践证明,通过粉碎不仅能影响颗粒分布,而且也能影响颗粒形状,还能改变颗粒表面的反应能力。含石灰石杂质的物料必须经过充分破碎和粉碎,以便保证在焙烧中使石灰石颗粒硅酸盐化来避免焙烧后的爆裂现象。
因此,如何充分挖掘和提高原料性能,合理选择和布置破碎机和粉碎机是很重要的。同时,为了充分发挥破碎设备的生产能力和减轻负荷,有必要使用筛分等分级设备。现将常用破碎粉碎机械的主要破碎方法、破碎比及适宜破碎的物料特性等列于表4。
*破碎比-破碎前和破碎后物料最大直径之比。
3.1 颚式破碎机
颚式破碎机粗碎设备,它是靠可动颚板周期地压向颚板,将夹于其中的物料压碎,适用于块度较大的硬质页岩和煤矸石。颚式破碎机颚板摆动形式可分为简单摆动、复杂摆动和组合摆动等三种。
颚式破碎机的构造简单,检查和更换零件容易,管理与修理也较方便。如能正确保养与操作,能运转较长时间。其缺点是摆动性大,产生很大的惯性力,使零件承受很大的负荷,因此对机械的基础要求较高,而且必须考虑对厂房结构的影响;进料口的除尘措施较难处理。
颚式破碎机在砖瓦生产中适宜破碎煤矸石或硬质页岩等原料。软质页岩及含水率较高的中硬页岩易粘颚板,不宜采用该设备破碎。
3.2 辊式破碎机
物料从两个相对旋转的圆辊夹缝中通过,主要受连续的挤压作用,但也带有磨削作用。齿形辊面的还有劈裂作用。
辊式破碎机按辊面结构分平辊与齿辊两种。辊式破碎优点是机构造简单和紧凑,可以处理含水率较高的粘性物料。其缺点是平辊破碎机易出现片状料,辊式破碎机的破碎比和产量较小;齿辊机的齿易磨损和折断,平辊磨损后间隙变大,破碎效率降低。因此,辊式破碎机不适用于破碎坚硬料。
3.3 反击式破碎机
反击式破碎机是利用冲击作用进行破碎的高效能破碎机。在刚性牢固的机壳内安装1~3个圆柱状的转子,转子上固定有打击板(板锤),用以打击给入的物料块,使之飞向转子上方的反击板发生来回碰撞。反击式破碎机按旋转子的个数可分为单转子(单辊)、双转子(双辊)和三转子(三辊)的。
反击式破碎机的优点是破碎比较大(可达40甚至更高)、产量高、电耗小、质量轻、体积小、构造简单、制造方便;其主要缺点是打击板和反击板容易磨损,维修工作量较大,由于出料没有篦条控制,破碎后物料含有大块料。
反击式破碎机在砖瓦生产中适宜破碎煤矸石、中硬质页岩等原料。该设备破碎比大,出料粒度小于3 mm的约占20%,经筛出后无需再进行粉碎处理。
3.4 锤式破碎机
锤式破碎机是利用冲击作用进行破碎的。在机壳内安装有横放的圆柱状转子,转子上铰接或固定着锤头,用以打碎给入的物料,并使其飞向机壳发生碰撞。按其转子数目可分为单转子和双转子;按转子回转方向可分为定向式和可逆式;按转子上的锤盘数可分为单排式和多排式。
锤式破碎机破碎比也较大,出料粒度以篦条间隙控制,一般篦条间隙为3 mm~5 mm,可以进行细碎作业;它的生产效率也较高,功率消耗较少。其缺点是工作部件容易磨损,维修工作量大;入料水分要求严格,一般在8%~10%以下,否则篦条容易堵塞,产量下降,甚至会因过载造成停车事故。
锤式破碎机在砖瓦生产中适宜破碎煤矸石,也可破碎煤或炉渣等。出料粒度和产量与篦条间隙和入料水分关系很大,为了保证锤式破碎机的产量和减少其粘堵现象,采用篦条间隙较大,破碎后再过筛处理较大颗粒。
3.5 笼式粉碎机
笼式粉碎机也是一种利用冲击作用进行破碎的破碎机。这种破碎机除有破碎作用外,还带有混合搅拌的作用。笼式破碎机有单转笼和双转笼的两种形式,通常采用的多为双转笼式。转笼是由钢棒按同心圆焊在多层圆盘上组成。双转笼破碎时,两个转笼各自作相反方向的转动。
笼式破碎机的最大优点是破碎后物料的粒度大都很细,故称为粉碎机。其主要缺点是转笼钢棒磨损很快,必须经常更换,否则断裂一根,易冲击其他钢棒也将断裂而损伤机械。由于钢棒更换频繁,维修量很大。
笼式粉碎机在砖瓦生产中适宜破碎页岩、煤矸石等原料。因无法控制出料粒度,必须经过筛处理。
3.6 风选锤式破碎机
风选锤式破碎机也是一种利用冲击作用进行破碎的破碎机。这种破碎机除有破碎作用外,还兼有运输和提升的作用。
风选锤式破碎机实际上是高速的锤式破碎机和轴流风机、离心风机、旋风分离器的组合体。因此,该设备可将一定块度的物料粉碎、风选、运输和提升等工序合并在一台设备里来完成。由于该设备处于负压下工作,物料在全部密封的管路中输送,故设备扬尘现象很少。
风选锤式破碎机在砖瓦生产中适宜破碎煤矸石、页岩等原料。该设备经常需要维修,必须考虑适当的备用台数。
3.7 雷蒙磨
该磨机结构主要由主机、分析器、风机、成品旋风分离器、微粉旋风分离器及风管组成。其中,主机由机架、进风蜗壳、铲刀、磨辊、磨环、罩壳组成。
雷蒙磨工作时,将需要粉碎的物料从机罩壳侧面的进料斗加入雷蒙磨粉机内,依靠悬挂在主机梅花架上的磨辊装置,绕着垂直轴线公转,同时雷蒙磨本身自转,由于旋转时离心力的作用,磨辊向外摆动,紧压于磨环,使铲刀铲起物料送到磨辊与磨环之间,因磨辊的滚动碾压而达到粉碎物料的目的。
雷蒙磨粉机的风选过程:物料研磨后,风机将风吹入主机壳内,吹起粉末,经置于研磨室上方的分析器进行分选,细度过粗的物料又落入研磨室重磨,细度合乎规格的随风流进入旋风收集器,收集后经出粉口排出,即为成品。风流由大旋风收集器上端的回风管回入风机,风路是循环的,并且在负压状态下流动,循环风路的风量增加部分经风机与主机中间的废气管道排出,进入小旋风收集器,进行净化处理。
该设备比球磨机效率高、电耗低、占地面积小,一次性投资小。磨辊在离心力的作用下紧紧地碾压在磨环上,因此当磨辊、磨环磨损到一定厚度时不影响成品的产量与细度,磨辊、磨环更换周期长。该机的风选气流是在风机-磨壳-旋风分离器-风机内循环流动作业的,所以粉尘较少。
雷蒙磨在砖瓦生产中适宜破碎页岩、煤矸石等原料。
3.8 立式磨
立式磨由分离器、磨棍、磨盘、加压装置、立式减速机、电动机、壳体等部分组成。电动机通过立式减速机带动带动磨盘转动,物料从进料口落在磨盘中央,同时热风从进风口进入磨盘内,在离心力的作用下,物料向磨盘边缘移动,经过磨盘上的环形槽时受到磨辊的碾压而粉碎,粉碎后的物料在磨盘边缘被风环处高速气流带动起,在上风环的导向作用下,较大颗粒直接落到磨盘上重新粉磨,气流中的物料经过分离器时,在旋转转子的作用下,粗粉落到磨盘重新粉磨,合格细粉随气流一起出磨,收入到收尘装置中。含有水分的物料在悬浮状态下与热气体充分接触,瞬间被烘干,不会产生糊磨现象。
立式磨粉磨效率高、单机产量高、烘干能力大,在粉磨水分较大的物料时可控制进风温度,使物料瞬间烘干,利于物料的粉磨,在立式磨内可烘干入磨水分高达15%的物料。立式磨本身带有提升设备、选粉机,出磨含尘气体可直接由高浓度袋式收尘器收集,故工艺简单、布局紧凑、扬尘少。
立式磨在砖瓦生产中适宜破碎页岩原料。
4 筛分
砖瓦原料通常是以不同粒度混合在一起的,为提高破碎机的效能,在破碎机械的前后常设置筛分机械,以便物料按不同粒级分级。在砖瓦生产中一般作为中、细料的分级,有些粉碎设备如锤式破碎机、笼式粉碎机等出料中含有一定量的大颗粒,需将这些大颗粒筛出后进行二次粉碎,常用的筛分设备有振动筛、滚筒筛和固定筛等。
4.1 振动筛
主要由筛箱、激振器、支承装置及电动机等组成。电动机经三角皮带,带动激振器主轴回转,由于激振器上不平衡重物的离心惯性力作用,使筛箱获振动。改变激振器偏心重,可获得不同振幅。振动筛工作时,两电机同步反向旋转使激振器产生反向激振力,迫使筛体带动筛网做纵向运动,使其上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程,从而完成物料筛分作业。
由于采用块偏心作为激振力,激振力强,减少了物料堵塞筛孔的现象,使筛子具有较高的筛分效率和生产率。筛子横梁与筛箱采用高强度螺栓,结构简单,维修和拆换筛面方便。采用轮胎联轴器,柔性连接,运转平稳、噪音小。采用小振幅、高频率、大倾角结构,使该机筛分效率高、处理量大、寿命长。
湿物料、粘性大的物料易成团或堵塞筛孔;密度小的物料不易过筛。
4.2 滚筒筛
滚筒筛又称回转筛,具有网状的筒形筛面,其由滚筒、支架和传动装置组成。滚筒筛由轴承支架传动或托轮支承传动。
滚筒筛有圆筒形、圆锥形、六角柱形和八角柱形,筛面与水平呈4°~9°的倾角安装,筛分时物料从筛筒上部入口加入,细料穿过筛孔而出,粗料则沿滚筒倾斜面移动,在出口端排出。
这种筛子多用于筛分较大颗粒的物料,转速低、工作平稳、无振动及噪音。
4.3 固定筛
固定筛有两种,即条筛与格筛。条筛多用于粗碎和中碎前作预先筛分用,一般倾斜安装。条筛也可安装在破碎机出料口下方。
砖瓦生产中常用的破碎设备前后可选用的筛分设备见表5。
5 混合搅拌和陈化处理
混合和搅拌的作用是使不同原料之间、原料与水分之间混合均匀,以改善物料的成型性能。有的生产工艺在混合搅拌后再增加一道碾练工序,碾练的目的除了加强拌和的作用外还能碾碎小块或结块的物料,控制物料的粒度。
陈化的主要作用是使混合物料充分水化并进行离子交换,使一些硅酸盐矿物与水接触水解成为胶结物质,从而提高原料的塑性。它可以发生一些氧化还原反应,导致微生物繁殖,使原料松软均匀,进而达到增加塑性、提高流动性和粘接性,使成型坯体表面光滑平整。
5.1 混合和搅拌设备
5.1.1 单、双轴搅拌机
单、双轴搅拌机均由半圆形斜槽、紧固联结于主轴的螺旋桨叶和动力传送装置等组成。单轴搅拌机系仅有一根主轴,双轴搅拌机有两根平行设置的主轴。螺旋桨叶可以是连续的或是不连续的单个叶片。不连续的螺旋叶片,亦称刀片,其角度可调。物料在搅拌机内搅拌均匀程度和停留的时间主要取决于叶片与轴线的角度和轴的转速。物料在搅拌机一端的上方进料,另一端机槽下开口卸料。在进料端稍后处安设水管加水。
单、双轴搅拌机在砖瓦生产中多用在破碎后并配比好的混合原料加水搅拌,使物料混合均匀。
5.1.2 湿式轮碾机
湿式轮碾机是利用辊轮的重力,在压碎和碾碎物料的同时起到拌和的作用,其结构为辊轮和碾盘。湿式轮碾机在工作时,物料由碾盘中部送入,在刮板的推力或其自身的离心力作用下进入辊轮下方碾压。承受多次碾压后,合乎粒度要求的颗粒从碾盘周边的筛孔漏下,粗大颗粒则返回辊轮下重受碾压。
湿式轮碾机在改善和提高砖瓦原料的成型性能方面比对辊机和搅拌机要好,因它兼有破碎和拌和两项功能,因此在对原料加工质量要求较高时,尤其是遇到质量较差原料,常采用湿式轮碾机。该设备的缺点是设备比较笨重,动力大、投资高。
5.1.3 圆盘筛
圆盘筛中心轴的上部装有铸钢的单悬臂搅拌臂,依靠它对泥料进行强烈混合搅拌。中心轴的下部装有双悬臂搅拌臂,搅拌臂的外端装有刮刀,刮刀的刀片用特种耐磨钢制成并经表面处理。搅拌挤压泥料,通过筛板将泥料挤出。细泥条从筛孔刮出后,落到集料盘上。集料盘由单独的齿轮减速器带动。集料盘和机内的搅拌中心轴旋转方向相反,从而保证物料能均匀地输送至下一台设备中。
泥料在圆盘筛中受到强力搅拌混合,其杂质可由存石槽内清理出来。尤其因为泥料是从筛孔中被刮碾出来的,受到剪切作用,获得的泥料极细致均匀。圆盘筛还可通入蒸汽对泥料进行热制备。在工艺流程中,圆盘筛通常放在细碎对辊机或搅拌机之后挤出成型机之前,是一种典型的均化设备。
5.1.4 净化机
净化机通常由泥缸和螺旋绞龙组成,泥料在螺旋造成的压力下,沿泥缸上径向的孔洞挤出。混在原料中的杂质在螺旋作用下集中于机头部分,定期或随时被排出。所以,净化机具有均化、疏解泥料和去除杂质两项功能。
5.1.5 搅拌挤出机
搅拌挤出机机身结构与搅拌机基本类似,只是设备前端设有切割分片装置。原料进入到搅拌挤出机中先进行搅拌混合,再不仅具有将原料进行充分搅拌混合,可使多种原料混合、均化、搅练,提高原料的可塑性,是烧结砖瓦生产过程原料处理的必须设备。
5.2 陈化库
陈化库用于原料的陈化和储存,它不仅使原料得到了疏解和均化,同时还具有调节生产工艺流程的功能。通常原料经破碎、配比、混合以及加水搅拌后,送到陈化库实行原料的困存和均化。陈化时间要求72 h以上,陈化温度不低于10℃,冬季生产应采暖。
6 结束语
原料制备工艺直接关系到原料的成型性能和产品的干燥、焙烧质量,原料制备是烧结砖瓦生产工艺的重要环节之一。
浅谈烧结砖瓦热工设计要点 篇2
从内容上热工设计包含系统设计和结构设计两方面, 系统设计是核心内容, 直接决定产品是否达产达标, 系统设计表现在结构设置上, 结构设计是实现系统运行的工具和手段, 是前者的保障, 决定生产线的正常运行和生命周期。简言之, 系统是热工体系的灵魂, 结构是热工系统的载体, 结构设计需要服从热工系统的要求。
1 要以原料性能和制品要求为依据进行热工设计
热工系统设计的基础和依据是原料性能和制品的要求。砖瓦生产与陶瓷、水泥等生产线最大的区别就在于原料的繁杂性, 经济因素决定砖瓦生产要因地制宜, 国家发展循环经济的基本国策推进了砖瓦生产以传统的黏土原料转向充分利用生产地的各种现有资源和废弃物, 使生产砖瓦的原料呈现出品种多元化、品质波动大的特点, 各地区的原料性能差异很大, 同时产品品种趋向多样化, 要求热工系统要因材设计, 决不可千篇一律、照抄照搬。砖瓦工厂热工设计的第一要素是按照原料和制品的特点与要求, 加强对热工系统设计的重视, 设置最佳干燥-焙烧系统, 在此基础上进行有效的结构设计。
2 要加强对干燥环节重要性的认识
干燥是坯体从干燥介质中获取能量从而实现排除坯体中水分的过程。坯体与热气体介质接触后被加热, 当其表面水蒸气分压大于介质水蒸气分压时, 坯体表面水分汽化向介质中扩散, 被流动的介质带走, 随着表面水分的蒸发, 坯体内部和表面水分浓度平衡被破坏, 内部水分浓度大于表面浓度, 在这个浓度差的作用下, 内部水分向表面迁移, 在表面蒸发被介质带走, 这个过程持续进行使物料中水分慢慢减少, 直至坯体表面的水蒸汽压与介质中的水蒸汽分压达到动态平衡时, 坯体中的水分不再减少, 此时坯体中的水分称为平衡水分, 是干燥工序结束时干坯所含水分。
平衡水分不是一个定值, 它与干燥介质的温度、湿度有关, 温度越高、湿度越低, 坯体中的平衡水分越低。平衡水分过大时, 干坯入窑后还需要排除水分, 导致焙烧周期延长, 同时焙烧窑能耗增加。
由于传统砖瓦生产工艺以自然晾晒干燥为主, 近年来人工干燥技术逐渐普及, 但干燥设备的建造成本远低于焙烧窑炉, 因而造成很多业内人士 (尤其是新建厂家的业主) 重窑炉而轻干燥, 对干燥的认识不足。有不少厂家因为干燥系统设置不合理或者管理不到位, 致使坯体干燥程度不足, 干坯入窑水分过高, 使窑炉能耗增大, 降低了焙烧效率, 严重时坯体在窑炉预热带炸裂, 制品废品率非常高, 甚至造成窑内倒坯的现象。
3 热工系统的设计
热工系统设计就是根据坯体干燥、烧结性能的需要确定尺寸合适的窑体空间, 并在窑体适当部位设置排烟口、抽 (送) 风口、烟 (风) 道、燃烧器 (投煤孔) 以及管路、通风设备等, 引导窑内气体按既定轨迹流动。
目前国内常用的逆流式隧道窑和逆流式隧道干燥室的工作原理是一致的, 气体与制品逆向而行, 在行进过程中进行热交换而完成制品干燥、预热、烧结、冷却的过程, 干燥室的热源介质取自窑炉余热, 使干燥室和焙烧窑炉的热力系统通过管路相结合, 同时制品运行通过窑车运转系统形成循环, 因此系统设计时二者应统一设置、统筹考虑。
干燥室必须设置送热系统和排潮系统, 前者将干燥介质送入干燥室, 后者将经过湿热交换后的高湿低温废气排出干燥室。干燥敏感性高的湿坯干燥速度不能太快, 要保证足够的干燥周期, 必要时设置循环装置, 使隧道内温度和湿度的变化趋于平缓。
焙烧窑炉应设置排烟系统, 将低温烟气抽出, 净化处理后排放。高温烟气用作干燥介质时, 若烟气中有害成分超标, 应对干燥室排出的湿气体进行处理后再排放。
焙烧窑的高温烟热系统和冷却带余热系统根据对窑炉余热利用的要求确定。冷却系统也是窑炉的重要系统, 自窑出车端送入的低温空气首先要冷却烧成的制品, 同时冷空气被加热, 一部分进入烧成带作为助燃空气供制品焙烧, 一部分可以抽出进行余热利用。窑车下设置冷却系统, 冷却窑车金属件的同时使车上与下部通道内压力平衡, 起到稳定气流、减小窑体断面温度差的作用。
附属系统——监测系统、窑车运转系统也是热工设备不可或缺的, 监测系统是热工系统调节的依据, 自动监控系统可以称得上是窑炉生产控制的指挥部。运转系统要保证载有坯体的窑车按既定速率平稳地通过热工设备, 生产中一定要有稳定的进出车制度, 才能保证坯体在热工过程中状态的稳定性, 从而保证窑炉和干燥器中气流、压力的稳定性。进出车制度紊乱时, 干燥工段会导致坯体残余水分不一致, 焙烧窑炉内火头漂移, 对于制品质量的稳定性以及窑炉结构材料、构件的稳定性都产生不良影响。
4 热工设备的结构设计
热工设备的结构设计是提供一个适宜的密闭空间供砖瓦坯体完成干燥—预热—烧成—冷却全过程, 这个过程决定热工设备必须具备耐热和隔热的功能, 同时要稳定安全, 有利于热工系统的实现, 有利于窑内气流平稳、断面温度均匀。
干燥介质温度通常不会超过150℃, 热负荷对结构稳定性的影响不大, 因此干燥设备的结构相对较为简单, 建造成本远远低于焙烧窑炉。目前常用的隧道式干燥室多采用砖混结构砌筑, 砖砌墙体夹构造柱, 顶部钢筋混凝土梁板, 共同构成“隧道”, 隧道两端窑门封闭, 按照系统要求在墙和顶部适当的位置设有送风口和排风口。隧道通长设轨道, 窑车沿轨道连续在干燥室内运行使坯体干燥。
干燥室墙和顶应设保温层, 按照《烧结砖瓦工厂节能设计规范》 (GB 50528-2009) 的要求, 干燥室墙和顶传热系数不大于0.40 W/m2·K。
干坯的预热—烧成—冷却是在焙烧窑炉中完成的, 最高温度往往在1000℃左右, 结构设计时要充分考虑热负荷对结构稳定性的影响。耐火、保温材料根据窑内温度选材, 材料厚度需要计算确定, 保证窑炉外表面温度符合国家标准的要求。
窑顶是窑炉结构设计的重点, 从气体热力学的角度看, 平顶更有利于实现最佳的热工系统。吊平顶结构目前已经得到普遍应用, 吊顶材料和吊挂方式呈现多元化的局面, 设计应从生产线寿命周期的角度选择设计安全、耐久性最佳的材料与方式。
拱顶结构是有局限的, 拱心角越小拱顶越平, 高温时拱脚处的外推力越大, 窑顶的安全系数越小, 这种隐患随窑炉断面宽度增大而增加。过高的拱顶不利于窑断面气流和温度的均匀性, 为了消除这种不利影响, 需要依拱形码坯, 这是自动码坯无法实现的。
窑炉结构要围绕耐火、隔热、稳定、安全、密封、利于实现热工系统、耐久这些基本原则进行设计。需要说明的是, 窑炉施工和生产管理对其使用性和耐久性同样重要。如窑炉的密封性能往往取决于施工质量, 尤其是吊平顶结构的密封性, 对窑顶的稳定性、耐久性起着至关重要的作用。结构设计是以窑体和系统均处于稳定态为基准的, 生产管理不善会导致窑内气流温度与压力不稳定而破坏窑体的气密性, 影响窑炉的工作效率。
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烧结砖瓦 篇7
《烧结砖瓦工厂节能设计规范》 (GB50528-2009) 由中华人民共和国住房和城乡建设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局于2009 年8 月10 日联合发布, 2009 年12 月1 日实施, 是烧结砖瓦行业第一个工程设计类国家标准。该标准实施五年以来, 促进了行业的节能设计和节能改造, 提高了行业生产能源资源的利用效率, 推进了工程的设计质量, 在推动行业规范性发展和节能减排进程中起到了积极的指导性作用。随着国家建筑节能政策的推进、砖瓦行业产业结构和产品结构逐渐调整, 对烧结砖瓦产品功能要求逐渐提高, 产品市场呈现多元化, 同时生产工艺技术与装备水平快速提高, 原《规范》已不适应当前需要。2015年12月, 住房和城乡建设部《关于印发2016年工程建设标准规范制订、修订计划的通知》 (建标函[2015]274号) 文下达了该标准的修订任务。此次工作启动会暨第一次编制工作会议的召开标志着该标准的编制工作正式启动。
会议由西安墙体材料研究设计院科研所李寿德所长主持。肖慧书记致欢迎词, 国家建筑材料工业标准定额总站施敬林站长到会并发言, 对本标准的编制工作提出了指导意见和要求, 同时为了保证本《标准》的编写质量, 向与会代表进行了《工程建设标准编写规定》的宣贯讲解。
《标准》编制组李惠娴所长汇报了本《标准》修订工作大纲 (草案) 的编制情况及主要内容, 并对一些细节问题做了解释说明。与会代表对《标准》大纲 (草案) 进行了充分讨论, 就编制内容、成员分工、工作流程、计划进度等达成了一致的意见, 形成了正式工作大纲。
此次会议确定, 由西安墙体材料研究设计院主持, 协同业内多家企业, 在现行《烧结砖瓦工厂节能设计规范》 (GB50528-2009) 的基础上, 通过调研, 归纳总结行业工艺、技术、装备水平和能耗水平现状, 对现行标准进行修订, 使其更具合理性和实用性, 以适应行业发展, 利于指导行业建设与生产, 为工厂设计提供可靠的依据。