砖瓦自动焙烧系统中的有关工艺设施在焙烧过程中的作用原理

创业 2024-11-11 11:33 山东

烧结砖焙烧、干燥工艺

A、一次码烧和二次码烧的焙烧隧道窑和干燥隧道窑

砖瓦的烘干和焙烧工艺分别由干燥隧道窑和焙烧隧道窑来完成，若干燥窑和焙烧窑尺寸相同，并采用一种窑车，经成型→码车→烘干→焙烧，只做了一次码砖坯就送到窑车上，故叫一次码烧；二次码烧的工艺特点是：干燥窑和焙烧窑采用不同的窑车，从成型到焙烧经过了两次码坯，即：成型→一次码车→烘干→卸车→二次码车→焙烧。

B、几个细分工艺

1、进口工艺的大断面隧道窑：送热风机从焙烧窑的冷却段抽出热风到干燥窑烘干砖坯，干燥窑采用排潮风机负压排潮；出砖窑门关闭，冷却风机鼓风供给送热和焙烧；抽烟和送热风机并联后与冷却鼓风机串联，风机串联风量相等，风压相加。

2、传统的小断面隧道窑：采用一次码烧，负压或者正压排潮工艺--从焙烧窑的预热段抽烟并鼓风送热到干燥窑。干燥窑有的采用排潮风机负压排潮、有的采用正压排潮；焙烧窑全为负压。

3、直通隧道窑：采用烘烧一体的一次码烧，负压排潮工艺--将烘干窑与焙烧窑连接成一体，在烘干段设计抽烟排潮风机，有的在焙烧预热带设计抽热风机抽出热风送到烘干段。

4、窑体移动一次码烧隧道窑：烘烧一体，有轮窑火走砖不走的特点，不需要窑车；窑体侧墙和顶随火带移动而移动，其干燥和焙烧的特点与直通式隧道窑相同。

近年来，已广泛使用在隧道窑的热工系统中将保温、冷却带的余热抽出，送入预热带或干燥带（窑），从而大幅度提高了窑的热效率，降低能耗。

干燥窑和焙烧窑设施在自动控制系统中的作用

隧道式干燥窑设施在自动控制中的作用

A、负压排潮烘干窑

排出窑内产生的潮气：利用排潮风机排潮；

送热风到烘干窑（抽烟或者抽热）：送热和风量到烘干窑；

热风风闸：调节热风在烘干窑中分布；

上述三种设备用来控制调节烘干窑内的温度和湿度。排潮和送热风机串联，风量决定于二者中较小者，风压为二者之和。采用抽烟风机送热时，排潮风量将影响焙烧工艺；改变各个车位热风闸的开度就可调节各个车位的相对温度和排潮效果。

循环风机：顶部供热需要循环风机将热风压向坯垛底部，并搅动空气以减少顶部与底部的温差；

顶车：当温度和时间都达到标准时需及时顶车，调整顶车时间可以改变预热、焙烧、保温各带的前后位置和长度，改善焙烧条件。

排潮口：当排潮口的温度高于45℃时才不会产生冷凝水，考虑到冬天和夏天砖坯的温差有30℃左右的因素，在设计时应设计多个排潮口，配合风量调整排潮口位置，解决冬季因潮湿倒窑和烘干效果问题。

监控调节烘干窑温度的4个方法：稳定热风温度和风量、调节热风入口、调节排潮出口、稳定排潮风量（大于送热风量10%左右）。

B、正压排潮烘干窑

排潮口：排潮口排出的热气温度在45℃以上，热气流上升，（烟囱）产生微负压和送热正压一起排潮，排潮风量主要决定于焙烧抽烟风机鼓入的风量。

热风分布：调节各送热口的位置及大小以调节干燥窑各点的温度、风量和砖坯的脱水速度，得到一个合理的砖坯温度曲线和脱水曲线。

抽烟风机：产生负压作用于焙烧窑，从焙烧窑出砖口吸入，焙烧带产生的烟气通过抽烟风机从焙烧预热段抽出，从抽烟风机出口以正压鼓入干燥窑烘砖。

排潮口：正压排潮人工干燥室的排潮口，为排除砖坯水份的通道，直接接通大气。受外界温度、气压（空气比重）影响极大，必须可调节。

监控调节烘干窑温度的3个方法：稳定热风温度和风量、调节热风入口、调节排潮口位置和风闸。

隧道式焙烧窑的设施在自动控制系统中的作用

抽烟风机：焙烧窑供风（抽风供氧）燃烧和送热风给干燥窑。在焙烧窑的冷却和保温带中砖余热传给风、在焙烧带中内掺燃烧发热给砖和风、在预热带中风传热给砖。一是抽取窑内烟气（热）送去干燥砖坯，二是造成焙烧、保温、冷却带来的负压以吸入空气。若风量增加，通常会出现冷却和保温带温度降低，预热带温度增加和焙烧带发热和散热热平衡。

送热风机：从冷却带抽热送烘干窑烘砖。当风量增加时，冷却带温度降低，保温、焙烧、预热带温度下降；当风量减少时，冷却带温度增加，保温、焙烧、预热带温度增加。

车底：隧道焙烧窑的窑车底为一个贯通的风道，通过窑车两边的挡风板和沙槽把车底和窑内空气隔开。如果车底压力与窑内压力相对平衡时，车底风不能进入窑内导致底部出生砖；也不让窑内风从窑内窜下车底而烧窑车。车底的温度一般控制在70℃~90℃以内。

沙密封：向加沙口加绿豆大小的粗砂，通过窑车挡板带走并布满全部沙槽，隔断底部与窑内的风道，减少出生砖，避免烧窑车。

车底平衡风机和压力检测控制：为了使车底压力与窑内压力平衡相等，一些窑设计了车底平衡风机。对小断面隧道窑来说窑内是全负压焙烧，车底平衡风机都是抽风；对出砖窑门密封采用冷却风机鼓风供氧的中大断面隧道窑来说，窑内压力前段（预热带）为负压，冷却段为正压，平衡风机一个抽风，一个鼓风。一般安装2对压力检测，通过变频调节2个风机的风量，使前段和后段的车底压力与对应窑内压力相等平衡。特别提醒的是，如果车底有三个隔断（进车，中，出车），调节压力平衡的效果好得多。加变频的平衡风机和压力检测可以实现车底平衡自动控制。

车底平衡闸：其作用相当于产生负压的平衡风机，但是不方便实现自动平衡控制，同时在正压段不能提平衡闸。

低温预热哈风闸：从进车到560℃之间的车位（即1~10车位）的哈风闸叫低温预热哈风闸，低温预热哈风闸的总开度决定了总风量，开度的组合变化决定了1~10车位温度分布。

低温预热哈风闸的最大拉闸高度约为哈风闸半径，拉闸个数为总风道直径与哈风闸直径的倍数的平方。例如总烟道直径为1.2米，哈风闸直径为0.4米，其总风道直径与哈风闸直径的倍数为：1.2÷0.4=3,满闸的个数为：32 = 9个，平均开度为半闸，则应该有18个，即9对闸。这样才不会让风压损失在风闸上。

特别需要指出的是，当用变频器调风机时，应该给哈风闸的通风面积开满，以保证风压不消耗在风闸上。闸形和开度决定了火速即产量；在自动焙烧控制时，空心砖，多孔砖，标砖需各用一种闸形；湿坯和干坯进窑的闸形也不相同；当风机调到干燥窑所需风量的转速下限时火速仍然过快，则需要调整闸形和开度。

闸形开度原理与温度关系：拉哈风闸就是调节对应车位流过的热烟气量，流过的热烟气量越多越久，交换给砖的热量就越多，温度也就越高。各种闸型的高度和各个车位通过的热烟气量估算和温度如下图所示：

　　三种闸形的开度--车位图

　　三种闸形的通风量--车位图

　　三种闸形的温度--车位图

从温度--车位图的分布看出，顺梯形闸在10车位的温度高于桥型闸温度，桥型闸高于倒梯形闸。所以顺梯形闸对焙烧最有利，预热温度高，火下底，焙烧快省煤，产量高，桥型闸次之，倒梯形闸产量最低。从排潮角度讲，桥型闸和倒梯形闸可以降低焙烧火速，而排潮温度较高，有利排潮；直通窑一般在干燥段拉一个桥型闸，再在焙烧低温预热段拉另一个桥型闸，组成烘烧一体；从提高烟热的角度讲，桥型闸和倒梯形闸从焙烧窑向干燥窑放热比顺梯形放热多，所以当砖坯不干时和新窑起火时常用桥型闸，烧空心砖也多半用桥型闸来解决预热快的矛盾；当需要高产和烧标砖时多用顺梯形闸，“顺梯形闸产量高”就是这个道理，这也说明，火不下底或者火跑面，影响产量的主要原因在预热段的底温低于顶温。

高温预热带哈风闸：高于560℃到最高温度车位的闸为高温预热带哈风闸，或叫近闸，近闸主要用于烧蹲（吊）火，放慢火速，解决爆坯，提高烟温的放热操作。是应急用闸，一般使用了一个顶车时间后就关掉，不然火速减慢，产量降低。

冷却段抽热哈风闸：当内掺发热量过高，最高温度车位不变，冷却带温度高时可以使用抽热闸。对于火速慢火带靠后的情况，不宜使用抽热哈风闸，因为抽热哈风闸将导致火速更慢。使用抽热闸时抽热口需远离焙烧段，对始终在冷却段抽热的大断面焙烧窑来说，当最高温度车位在18、19等车位以后，由于离抽热口距离小于10个车位，导致火速减慢，产量降低。

低温预热带的火眼：低温预热带揭开火眼的作用--当总风量不变的情况下，向窑内灌入冷风并降低窑内温度，同时减少高温预热段和焙烧段的风量，使焙烧火速减慢。低温预热带揭开火眼后，焙烧段、保温段和冷却段温度增加。一般在湿坯进窑采用揭开火眼，解决烘干需要风大和焙烧需要风小减慢火速和顶车的矛盾。在自动控制焙烧时，除非干燥窑温太高，一般不宜长期揭开该段火眼焙烧。

高温预热带的火眼：当需要降低高温预热带和低温预热带温度时，应揭开该段火眼。揭开火眼后，烘干风量增加、焙烧风量减少、保温带将变长、冷却段温度增加。其另一个作用就是用火眼外投引火煤。

焙烧带火眼：从850℃以上到最高温度车位的火眼为焙烧带火眼，该段一般为负压段，揭开该段火眼，可以降低焙烧段温度，预热带温度不变，保温段和冷却段温度增加。焙烧带火眼揭开后，一旦焙烧段温度降下来，应立即盖上。另一个作用就是从火眼看火，投煤升温，加沙降温。

保温带火眼：从最高温度下降到850℃的车位为保温带火眼，该段窑内为负压时揭开火眼，焙烧段、保温段温度降低，冷却段温度增加；当该段窑内为正压时揭开火眼，焙烧段、保温段温度增加，冷却段温度降低。高温处理一般揭开该段火眼或者焙烧和保温带火眼一起揭开，如果只揭开焙烧带的火眼，保温段温度可能升高而出过火砖。该段火眼揭开后，一旦温度降下来，应立即盖上。另一个作用是从火眼外投保火煤。

码窑与通风燃烧：“边密中稀，上密下稀”是相对稀密码窑原则。相对稀密的目的是通风平衡，温度平衡，温差减小。检验相对稀密码窑的量化办法有3个：

A、码窑尺寸检验：砖坯与窑墙平均间隙小于100mm,顶歇小于150mm;砖坯密度270~300块标块/立方米；坯垛横断面通风总面积与窑通道横断面积的百分比在30%左右；通风总面积中，顶隙面积与侧隙面积占通风总面积的30%左右。

B、层面温度测试：测试焙烧带几个车位，两顶侧，顶中，两底侧的温度，层面温差应小于50℃。相对温度高的地方应该变稀，温度低的地方加密；

C、产品尺寸测试：检查出砖的尺寸，长度尺寸大的地方码坯加密，尺寸小的地方变稀。自动控制焙烧时，窑车底部温度和顶部温度层面温差可通过喷煤粉的方法使其降到最小。

顶车：内掺煤砖顶车的烧结作用--冷却段出产品，焙烧段添加燃料。

在温度升温达到850℃及以上，砖瓦进入烧结阶段，温度越高，烧成时间越短；反之，温度越低烧成时间越长。烧结砖的烧熟程度与温度和烧结时间关系如下：

　　粘土标砖的烧成时间-温度关系

烧结温度	850	900	950	1000	1050	1100
烧熟时间	13	9	5	2.5	1.5	1

通过将低温长烧与高温短烧的温度作比较，其温度的变化不超过50℃，但最高温度降低50℃左右，其焙烧时间将延长一倍；在定温、定点、定带的原则下，顶车的快慢决定于火行速度。

磨煤喷粉机：煤粉喷入窑内烧砖是提高外投煤燃烧效率的节煤烧砖方法，在国外外燃煤烧砖工艺中已是成熟技术。用利马高科（成都）有限公司的自动磨煤喷粉机代替人工外投煤，不仅解决了计算机焙烧中自动投煤难点，而且提升底部温度效果特好，可以节约外投煤50%以上。

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