隧道窯爐渣和粉煤灰都屬于工業(yè)廢渣，排放占用土地資源，也污染環(huán)境。國(guó)家極力推薦利用工業(yè)廢渣來制作燒結(jié)磚，變廢為寶。爐渣及粉煤灰含有一定的發(fā)熱量，再配合頁(yè)巖以及黏土等塑性材料，摻配出符合燒結(jié)磚所需的熱值及其他要求的原料，再根據(jù)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)產(chǎn)品綱領(lǐng)的需求和原料特性，確定生產(chǎn)工藝和燒成制度，最終生產(chǎn)出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及節(jié)能要求的新型建材產(chǎn)品。筆者有幸參與了山西、山東和吉林幾家磚廠的生產(chǎn)調(diào)試工作，并且都是利用爐渣、粉煤灰、頁(yè)巖（建筑垃圾土）為主要原料生產(chǎn)多孔磚、普通磚的生產(chǎn)線。生產(chǎn)線均采用硬塑擠出成型、一次碼燒工藝，目前上述生產(chǎn)線都已投產(chǎn)。下面將從各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)上敘述一下該類生產(chǎn)線的情況：因不同地區(qū)煤質(zhì)差異較大、不同燃燒設(shè)備的效率不同，導(dǎo)致其副產(chǎn)品粉煤灰、爐渣理化性能有較大差異，但從其化學(xué)成分和礦物組成以及實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品來看，它們也都是做磚的好原料。爐渣和粉煤灰不像黏土質(zhì)原料一樣具有良好的塑性，又經(jīng)過一定的高溫?zé)^，其化學(xué)和礦物成分不盡相同，利用爐渣或粉煤灰，摻配膠結(jié)材料生產(chǎn)燒結(jié)磚，最主要的環(huán)節(jié)在于原料處理。如果膠結(jié)原料顆粒過大、過粗，與爐渣、粉煤灰混合不好，則制混合料的可塑性差，不宜成型，對(duì)生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量都有很大影響。原料顆粒越細(xì)，混合越均勻，泥條的密實(shí)度越高，切出的磚坯表面光滑，外觀質(zhì)量好，強(qiáng)度也高。所以原料粉碎后的顆粒級(jí)配是否合理，陳化效果如何，都對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起著關(guān)鍵性的作用。（1）粉碎工藝。為了多種原料更好的混合均勻，生產(chǎn)時(shí)我們將所有原料按比例摻配好后共同進(jìn)破碎機(jī)混合破碎，山東東平磚廠破碎工藝流程如下： 本破碎系統(tǒng)中，即體現(xiàn)了設(shè)備簡(jiǎn)單實(shí)用化，又實(shí)現(xiàn)了多種原料更好的混合。利用鄂破機(jī)處理頁(yè)巖大塊，經(jīng)細(xì)錘破破碎、滾筒篩篩分后再用一臺(tái)籠式粉碎機(jī)專門處理篩上料內(nèi)的“頑固性”難破碎物料，大大提高了整個(gè)破碎系統(tǒng)的破碎效率，提高了產(chǎn)量，降低了成本。早在前些年，破碎機(jī)使用者便對(duì)籠破和錘破的特點(diǎn)各抒己見，很多用過的人說籠破維修量太大，成本太高。但是籠破產(chǎn)出的原料合格率高，加之現(xiàn)在維修技巧也提高了，工人天天焊籠子的現(xiàn)象已不多見。為提高產(chǎn)品質(zhì)量而增加少量的成本，其實(shí)還是價(jià)值的提高。很多生產(chǎn)線根據(jù)原料特性、產(chǎn)品綱領(lǐng)需求等還需使用輥破、球磨、輪碾機(jī)等昂貴設(shè)備，也是這個(gè)道理。不同的原料，要生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，肯定要采取不同的生產(chǎn)工藝。這里只是強(qiáng)調(diào)本廠選用的籠破效果很好，增加了細(xì)粉料所占的比例，為生產(chǎn)高質(zhì)量的多孔磚打下了良好的基礎(chǔ)。原料的含水率對(duì)破碎系統(tǒng)的影響不容忽視。有些磚廠覺得用鏟車等機(jī)械攤曬原料是花冤枉錢，殊不知濕的原料一旦進(jìn)入破碎系統(tǒng)，對(duì)廠里造成的損失可不是省下的機(jī)械費(fèi)所能彌補(bǔ)的。首先濕的物料容易堵塞、粘糊破碎設(shè)備，降低產(chǎn)量（該廠平時(shí)破碎產(chǎn)量約50~60噸/時(shí)，下雨天時(shí)僅約40噸/時(shí)）。要達(dá)到產(chǎn)能，必須延長(zhǎng)工作時(shí)間，增加電費(fèi)和人工。其次濕的物料對(duì)設(shè)備的磨損程度近似干物料的兩倍（本廠籠破正常生產(chǎn)干料1200~1300噸時(shí)換一副籠，而雨后物料濕時(shí)生產(chǎn)600~700噸便要換一次籠）。陳化庫(kù)基本都要考慮至少一個(gè)星期的儲(chǔ)料量。雖然有的磚廠原料不陳化就直接可以擠出成型，甚至有的粉煤灰陳化后而起到反作用，當(dāng)然，這與原料特性、處理方式以及地域環(huán)境等諸多因素有關(guān)。大部分原料從生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定以及提高產(chǎn)品質(zhì)量角度來講，陳化庫(kù)不可或缺。陳化不僅可以提高塑性，而且還可以提高原料的流動(dòng)性和粘結(jié)性，使成型的坯體表面光滑平整。雖然陳化處理后顆粒分散度提高，干燥收縮也有所增加，但干燥時(shí)抵抗變形的能力卻在加強(qiáng)，水分在蒸發(fā)時(shí)引起收縮不均的內(nèi)應(yīng)力減弱，對(duì)于消除干燥裂紋非常有利。有的專家通過陳化試驗(yàn)還得出一個(gè)重要結(jié)論：越是塑性指數(shù)高，干燥和收縮敏感性大的原料，越要考慮原料的陳化。至于建什么樣式的、多大容量的陳化庫(kù)，可根據(jù)原料自身特點(diǎn)和生產(chǎn)線規(guī)模，以及投資者的實(shí)際情況來綜合考慮。窯爐建造需要注意的是，粉碎好的原料經(jīng)攪拌機(jī)加水送入陳化庫(kù)時(shí)的含水率也會(huì)影響陳化效果。含水率低有可能陳化效果不好，不好成型；含水率高時(shí)雖然可能有較好的成型性能，但坯體較軟，碼坯后底層磚坯容易被壓變形。所以控制好陳化和成型時(shí)的含水率，也是提高產(chǎn)品質(zhì)量的必要之舉。一般情況下，一攪加水量是成型所需含水率的80%左右比較理想。隨著陳化時(shí)間加長(zhǎng)，物料中的水分有所蒸發(fā)，在氣候干燥、風(fēng)大的季節(jié)，應(yīng)保持車間密封，有必要在物料頂部設(shè)置噴霧裝置。我們利用窯爐余熱在陳化庫(kù)也設(shè)置了采暖措施，冬季可以保持需要的溫度和濕度。用爐渣、粉煤灰制磚雖然不大好成型，但多種原料經(jīng)過混合破碎和陳化，已經(jīng)具備了一定的成型性能。我們采取硬塑擠出工藝，硬塑擠出機(jī)解決了在低水分時(shí)成型難的問題，使?jié)衽骶哂休^高的強(qiáng)度，便于提高碼坯層數(shù)（普通磚15層），同時(shí)也便于干燥和燒成的順利進(jìn)行，保證了磚坯內(nèi)在質(zhì)量和外觀。攪拌機(jī)擠出機(jī)加水采用皮帶稱自動(dòng)加水系統(tǒng)，穩(wěn)定可靠，避免因加水過多或過少導(dǎo)致的成型問題，經(jīng)多次測(cè)試，成型含水率在14%（濕基）左右。碼坯采用自動(dòng)碼坯機(jī)，俗話說“七分碼，三分燒”，保證磚坯在窯車上的整齊碼放，有利于磚垛之間風(fēng)道的通暢。上述兩家生產(chǎn)線的干燥與焙燒都是由一條干燥室（76.2×3.6m）和一條焙燒窯（115.8×3.6m）組成。干燥介質(zhì)是用風(fēng)機(jī)抽取的焙燒窯產(chǎn)生的煙熱，干燥室排潮外接脫硫塔。任何磚坯在干燥過程中都需要考慮兩個(gè)重點(diǎn)，一是干燥裂紋，二是塌坯。爐渣、粉煤灰磚的坯體是由硬塑工藝擠出成型，雖然抗壓強(qiáng)度可以，但是抗裂性能較差，干燥收縮過快容易產(chǎn)生裂紋，如果排潮不當(dāng)，遇水蒸氣還后會(huì)因酥軟而倒垛。所以在生產(chǎn)中，要盡量避免讓磚坯承受高溫急風(fēng)，根據(jù)實(shí)際情況控制合理的送風(fēng)溫度、選擇合理的送風(fēng)方式。隨著技術(shù)的進(jìn)步，為了提高隧道窯產(chǎn)能，有的磚坯碼高層數(shù)高達(dá)16層之多，我們?cè)诟稍锸以O(shè)計(jì)時(shí)多采用近乎全窯送風(fēng)（頂送、側(cè)送結(jié)合，圖8）和分散排潮的方式，取代以往大斷面窯爐僅靠頂排潮理念。減小底層水蒸氣往上且長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)的阻力，分散排潮更重要的是讓水蒸氣及時(shí)排除窯外，避免流經(jīng)低溫度磚坯時(shí)產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，減少塌坯的可能性。干燥室共有21個(gè)車位，11組頂送熱和11組側(cè)送熱，在不同部位設(shè)置多段排潮，熱電偶分別安裝在6#、12#、18#車位的頂部。進(jìn)車間隔為1小時(shí)/車。經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，底層磚坯干燥后殘留含水率在3%左右，上層磚坯含水率在1~2%之間，干燥效果滿足要求。燒結(jié)粉煤灰、爐渣本身的化學(xué)性能和物理性能及礦物組成與黏土、煤矸石、頁(yè)巖等有明顯的差異，所以其燒成溫度也不盡相同。燒成溫度的確定主要取決于兩個(gè)因素：一是化學(xué)和礦物組成；二是爐渣、粉煤灰的摻量和膠結(jié)材料的燒結(jié)性能。能否正確的掌握燒成制度，確定合理的燒成曲線，直接影響燒結(jié)磚的內(nèi)在質(zhì)量和廠方的效益。窯爐公司燒成溫度并不高，不超過900℃，這是因?yàn)楦G爐以全負(fù)壓燒成，熱電偶顯示溫度與磚坯溫度有差別。筆者使用測(cè)溫儀測(cè)量了高溫區(qū)車位磚坯的實(shí)際溫度，與有熱電偶的車位進(jìn)行了比較。雖然測(cè)溫儀多少會(huì)有點(diǎn)誤差，但從表3數(shù)據(jù)來看，實(shí)際磚坯燒成溫度達(dá)1000℃左右，負(fù)壓狀態(tài)下熱電偶顯示數(shù)值與實(shí)際溫度差別達(dá)100℃之多。生產(chǎn)過程中，切不可生搬硬套某些原料的燒成溫度用來要求熱電偶顯示的溫度。在調(diào)試生產(chǎn)過程中也遇到過許多小的問題，尤其在成型階段，經(jīng)過分析和實(shí)踐，最終找到原因并對(duì)癥下藥，問題得到解決。（1）磚坯大小頭問題。所謂磚坯大小頭即是磚坯的兩個(gè)頭面尺寸不一樣，115方向尺寸相差1~3mm。產(chǎn)生此問題的原因是磚坯密實(shí)度不夠，在切坯機(jī)推坯時(shí)推板與磚坯頭面碰撞而導(dǎo)致，磚坯密實(shí)度又與原料陳化的均勻程度有關(guān)。經(jīng)檢驗(yàn)，原料在陳化5天以上可以消除由此產(chǎn)生的磚坯大小頭現(xiàn)象，再一次證明了陳化的重要性；（2）磚坯壓裂問題。由于爐渣、粉煤灰磚總體來說塑性還是不好，經(jīng)過硬塑磚機(jī)擠出后磚坯抗壓強(qiáng)度雖高，但抗折能力卻很低，所以磚坯如果受力（拉力、剪力）不均勻，很容易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。生產(chǎn)過程中要尤其注意窯車臺(tái)面的平整度；碼坯機(jī)壓縫一定要整齊；控制好干燥速度，不能讓磚坯收縮過快等等，都能避免磚坯被壓裂（拉裂）的現(xiàn)象發(fā)生；（3）磚坯細(xì)小裂紋。由于擠出機(jī)的攪拌和擠壓作用，使得泥條表面聚集大量的塑性顆粒，與內(nèi)部原料抵抗收縮的能力是不一樣的，加之表面蒸發(fā)水分比較快，所以磚坯表面容易產(chǎn)生細(xì)小的干燥裂紋。也可能是由于冷磚坯進(jìn)入干燥室后表面吸潮所致。另外，干燥室送風(fēng)也不宜用過高的溫度和過快的風(fēng)速。麟工國(guó)際如今煤矸石燒結(jié)磚技術(shù)已經(jīng)成熟，爐渣、粉煤灰燒結(jié)磚技術(shù)正在發(fā)展。新的《煤矸石綜合利用管理辦法》中也要求煤矸石發(fā)電廠產(chǎn)生的粉煤灰等固體廢棄物應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行綜合利用和妥善處置。所以利用爐渣和粉煤灰生產(chǎn)高質(zhì)量的燒結(jié)磚，是我們繼續(xù)努力的追求。希望想生產(chǎn)出質(zhì)量好的爐渣和粉煤灰磚的企業(yè)，最好讓設(shè)計(jì)院根據(jù)原料自身特點(diǎn)，在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，確定合理的生產(chǎn)工藝路線。
15539018555
