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    砖厂工艺设计与窑炉论证(1)

    烧结空心砖厂的工艺设计与窑炉设计论证

      一、工艺设计与论证

              把好三道关,掌握六个质量控制点:

        1,把好三道关:

     (1)原料的选择与制备关;

     (2)成型工艺、设备选型与制坯质量关;

     (3)干燥、烧成工艺与产品质量关。

       2,掌控好六个质量控制点:

     (1)原料的勘察与化验;

     (2)原料的精细加工与制备;

     (3)多种原料与内燃料的合理掺配;

     (4)原料的陈化处理;

     (5)选好成型设备,把好坯体质量关;

     (6)选好码烧工艺,选择优质高产干燥、窑炉,严把成品质量关。 

     二、干燥窑炉设计论证

         1、窑炉设计论证

         2、隧道窑的发展态势与节能措施

        一、工艺设计与论证

    在国家墙改政策的推动下,我国北方大部分产煤区普遍采用煤矸石、粉煤灰为主要原料制砖。原来大量堆弃煤矸石,现在变成到处抢手的黑宝石。在一些煤矿新采区,未等新矿投产,其副产品煤矸石就被有远见卓识的企业家承包、转卖。   

    利用煤矸石烧砖,它既可作原料,又可以作燃料,可以做到制砖不用土,烧砖不用煤。以一个年产6000万块(折标砖)烧结砖厂计算,若采土深度以3米计算,每年节约耕地60亩,节约原煤4800t。节约燃料费:4800t×600fqb =288万元。(若减去煤矸石成本价:12元×150000t=180万元,尚能节约108万元)。

    这是一个既处理废料,又约耕地,且节约燃料的一举三得的综合利用项目。所以引起砖瓦界同仁们的广泛关注和大力利用。

    作为煤矸石本身,它也是一种沉积页岩,采上地面以后,经风、雨、日晒,也能分化。其化学成份基本接近风化页岩。因为它邻近煤层生成,固含有一定量的C的成份,可供烧砖使用。

    而在我国南方地区缺少煤炭资源,没有煤矸石可取,但大部分地区具有丰富的页岩矿资源。页岩也是一种理想制砖原料,页岩砖质地坚硬,色泽艳红,可做清水墙和装饰砖,广受消费者青睐,已被我们制砖行业广泛采用。

    但是对于采用煤矸石、页岩、粉煤灰为主要原料的制砖工艺线,其原料考察设备选型、原料加工制备、陈化、挤出成型等主要工序,尚存在不少问题和误区:

    其一,是对原料的勘察,化验工作不到位。

    制砖行业复杂而深奥,就深在原料的千变万化上,尤其是非粘土原料更是如此。我们的工艺设计是要随着原料的变化而变化的。据我了解,过去有相当一部分生产线(包括部分引进线)建成后迟迟不能出合格产品,有的甚至倒闭,其主原因就是对原料考察不到位。因为不是所有的矸石和页岩及硬质原料都能做砖的,这个教训是深刻的。所以在建厂前首先要对原料进进行详细的考察、化验、分析。(这包括原料储量、矿物组成、化学成份)。只有具备足量、合格的原料,才能确定建厂。这是工艺设计第一步,也是制砖工艺线第一个质量控制点。

    其二,是对原料进行精细地加工与制备。

    主原料确定后,就要根据原料的特性(硬度、塑性、含水率)选择相适应工艺路线。其破碎设备、筛分设备,要按照一定地颗粒级配,制成合格的粉料。

    就目前而言,硬质原料破碎仍是我们这个行业的薄弱环节(包括美国斯蒂尔公司及西欧发达国家在内,均无较理想、万能的设备)。由于我们同行企业家努力攻关,近几年由四川成都、北京京力等厂家推出的多级反击式破碎机已在我们这个行业得到普遍推广应用。其特点是:吞吐量大,锤头衬板耐磨,适应水分面较宽。但也有缺陷,对于硬质的原料的破碎其成品料颗粒较粗,出粉率低,回料量大。解决的办法:

    1)在回料系统加一台细碎设备,专用以吃回料使回料不进原主破—(反击破),避免原料往返跑龙套,做无用功。以提高主破效率。  图1                                       

      

            

            (2)对产量大(超过1.2亿块/年)的生产线,可配一台Φ2.4×4.2m的连续球磨机专吃回料,这样既可以提高粉料产出量和细度,又可以保证合理颗粒级配,为我们下一步做大块、薄壁、高强度空心砌块,打下基础。这是工艺设计的第二个质量控制点。图2

            


             其三,要做好多种原料与内燃料的合理掺配。

             这里主要是根据原料的性质、内燃料的热值来调配

    (1)如果是全煤矸石烧砖,主要调置煤矸石热值大小,具体办法是将高热值矸石与低热值矸石进行合理掺配。实践证明,如果是节能、环保型隧道窑,其经济合理热值指标每公斤原料应该在300-340千卡热值较为合适。(其中:300千卡为夏季指标,340千卡为冬季指标)这一指标不能过高,也不能过低。过高导致热能浪费,过低不仅导致温度烧不起来,火行速度慢,降低隧道窑产能和效率,而且会导致欠火砖,影响整体烧砖质量(如果采取外投煤补火,将造成热能更大浪费。)

    2)如果是以页岩、河泥、粉煤灰为主料,以煤粉(或煤矸石)做内燃掺配料(主要是针对南方),其热值指标可以控制在280-320千卡/kg

    这里除了热值要严格把关外,更重要的是要掌握多种原料的合理配比。要适度增加细碎对辊机、轮碾机,对掺配好原料进行挤压、碾练、均化处理。如果处理不到位,将直接影响到后续工种:成型和烧成质量。(严防出现白点疯式斑点缺陷)。

    以上多种原料和内燃料合理掺配及精细加工处理是我们工艺设计的第三步,也是制砖工艺线上的第三个质量控制点。

    第四,做好原料的陈化处理。图3

       

       在做好原料的加工配置以后,就是送进湿化库,进行72小时以上的陈化处理。所谓陈化处理,首先对原料进行计量加水,均化加工处理后,一定要在保湿、保温的湿化库内进行。这一步对于利用硬质原料和工业废渣制砖的生产线来说是必不可少的。尤其对于要生产大块薄壁、高强空心制品企业尤为重要。但这一点往往不被我们新上砖厂的企业家重视,他们为了节省点投资,把陈化库砍掉,以简易料棚代之。这样不但不能对原料进行有效陈化处理,而且导致生产工艺线中间阻断,给连续存料和取料带来困难,在北方甚至导致冬季无法正常生产。这是第四个质量控制点。

    第五,选好成型设备,把好坯体质量关。

    坯体成型分为压制成型和塑性挤出成型两种工艺。

    1、压制成型:我国始于二十世纪六十年代中、后期。当时沿用的是从西德、苏联引进来的多孔压砖机。以粘土为主要原料的生产线,只有唐山马家沟砖厂和西安未央砖厂实验成功。但利用国产压机,经国人多年攻关,都成效甚微。其主要原因就是存在于原料中的脱水、制粉、脱气等工艺问题难以过关。所以压制成型,后来主要用于建筑陶瓷的面砖、地砖及灰砂砖等成型工艺中,而泥土烧结砖已很少采用。

    2、塑性挤出成型:塑性挤出成型是我国砖瓦行业主要成型方法。它又分为:

    1)软塑成型:挤出压力在0.4~1.8MPa以下。

    2)半硬塑成型:挤出压力在1.8~2.5MPa。

    3)硬塑成型:挤出压力2.5~4.0 MPa以上。

    我国挤砖机行业从引进到自主研制经几代人的努力特别是改革开放以来,我们砖机厂的企业家们不断创新、开发,使我国的挤砖机行业品种不断完善齐全;技术不断进步;品位不断提升。已接近和达到国际先进水平。我们的差距主要是在耐磨材料和制造精度上的差距。我们砖厂老板只要根据自己的原料和码烧工艺,选择与之相适应挤砖机,是完全能满足我们成型工艺要求的,不需要花那个冤枉钱,舍近求远去买国外进口砖机。图4

                   

    原料如果是煤矸石、页岩或工业废渣,生产承重空心砖和部分非承重空心砖,可选一次码烧工艺,配硬塑挤砖机。如果原料是河塘淤泥、粘土、加煤粉,生产非承重空心砖和高保温砌块,最好选二次码烧配半硬塑挤砖机。只有针对不同的原料,不同的制品采用相应码烧工艺和配套砖机,才能保证成型坯体的质量和达到节约能源的目的。这是制砖工艺线上的第五个质量控制点。所以, 我们说:一条好的生产线的决定因素是看其工艺设计是否先进、合理。如果工艺上出了问题,将是大问题。故设计院把工艺设计作为龙头主导工种来抓,这是完全必要的。

    工艺设计与窑炉、设备选型主要是根据原料、燃料性能和产品纲领来确定的。

    总的原则:是在保证产品质量、产量前提下,力求工艺简明、流畅,不走重复回头路;设备要精、要简,窑炉要优质、高产、环保、节能,经久耐用。

                


    第六,码烧工艺:

    1、切码运系统。图6

                 


    切码运系统和配套设备目前也是我们这个行业的薄弱环节。我国的切码运系统始于20世纪70年代中叶。原由西北院设计,用于天津东风砖厂和兰州沙井驿砖厂的码坯机组,也曾获得成功。主要用于干燥码坯和中断面隧道窑码坯。只因当时砖瓦厂技术普遍落后,经济效益差,未能得到大面积推广应用。

    到了80年代后期和90年代初期,我国引进了一批砖厂生产线。这些生产线大部分都带有切码运系统。

    它的主要工艺形式:有一次码烧工艺和二次码烧工艺两种。

    1)一次码烧工艺:是将砖机挤出的泥条经切条、切坯、分坯、运坯、编组排队,用液压气动夹坯机或机械手将一组坯体夹起,码放到窑车上,可以叠加到十几层,借助运转设备直接推到干燥焙烧隧道窑内,完成焙烧过程,这就叫一次码烧工艺。一次码烧主要用于承重空心砖和非承重空心砖的生产。其码坯机组很多:国内制造厂家主要有北京东方公司,山东迈科机械制造有限公司,山东淄博功力机械制造有限责任公司,开封欧化帕自动化有限公司,天津中节能龙腾机械制造有限公司,济南金牛砖瓦机械有限公司,杭州萧山协和砖瓦机械有限公司。

    2)二次码烧工艺:是将砖机挤出的泥条经切条、切坯、分坯、运坯、编组排队,用皮带和辊道的组合运输送到上、下架上,单层摆放,多层上架,再用托车或叉车送往干燥窑(室式或隧道式),待坯体干燥后,再次码到窑车上,推进窑内焙烧。这叫二次码烧工艺。二次码烧工艺主要用于大块薄壁、高强度空心砖或高保温砌块的生产。(国内制造厂家为贵州4506,这是全套引进西班牙技术,由西安墙材院组织图纸测绘,贵州4506负责加工制造其第一条生产线建于哈尔滨一砖厂)。近年由山东迈科研发生产的二次码坯机组,也推向市场。

    随着我国砖瓦工业的发展,人力资源的短缺和保证码坯质量的要求,以机械码坯代替人工码坯也是必由之路!




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