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码坯机隧道窑码窑须知

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码窑是为烧窑服务的,其每一个细节都必须满足烧窑的需要,服从烧窑的规律。码得好的砖坯,固然不一定都能烧出最好的烧结砖,但码得不好的砖垛,不仅是造成潮塌、倒窑的罪魁祸首,还是造成前火不跑,后火不保和顶火快、底火慢及中火快、边火慢等异常火情的主要原因。

焙烧是由窑炉、火(煤)和风共同完成的,只有后者的最佳配合,才能取得最佳效果。而它们之间的配合在多方面是依靠码窑来实现的。为此,首先应该充分了解隧道窑内火和风的特性和它们之间的相互关系,因势利导,扬长避短。

1.隧道窑的焙烧机理

隧道窑有窑体不动,砖坯在窑车上和窑车一同移动,也有将砖坯码放在固定窑底上而窑身移动——移动式隧道窑(全自动码坯机)。按窑顶形式分有拱顶的、平顶的隧道窑(全自动码坯机)。窑体宽度也不一致,窄的才1.5m ,宽的有10m~20m,甚至更宽。窑室高度矮的只有1m,高的有2m以上,窑体有砌筑的,也有装配式的和砌筑加装配式的。隧道窑(全自动码坯机)。工作时都是窑体和砖坯进行相对运动,风从出车端沿窑纵向进入,经冷却带、保温带、焙烧带到预热带转90°,从窑室两侧的哈风口进入烟道排出。在有余热利用系统的隧道窑(全自动码坯机)中,吸收了冷却带、保温带、焙烧带砖体余热的一部分热风也要从窑室两侧的余热哈风口进入预热带。用于干燥坯垛,促其升温、脱水后从哈风口排出。这就需要码窑时,不仅在坯垛与窑墙、窑顶之间留有间隙,防止擦掛,还必须在坯垛中留有纵横风道,以利于气流畅通。窑内的火是靠燃烧煤炭产生的,因此,首先应了解煤炭燃烧的特性。

1.1煤炭燃烧特点

实验表明:一个分子量的碳,在足氧状态下燃烧时生成一个分子量的二氧化碳,同事发出8050J的热量;但如在缺氧状态下燃烧只能生成一个分子量的一氧化碳和1380J的热量,两者相差5.8倍。

通常所说1kg标准煤有7000kcal的发热量,是指在足氧状态下燃烧生成的全都是二氧化碳,能发出7000kcal的热量。如果是在缺氧状态下燃烧,生成的全都是一氧化碳,则只能发出约1200kcal的热量。

实际生产中,完全足氧状态下燃烧和完全缺氧状态下的情况都不存在,隧道窑的目标是尽可能让煤炭充分接触空气,足氧燃烧释放更多的热量。

蜂窝煤有十几个空洞,以及火力发电厂要把煤炭达成煤粉和空气易通喷入炉膛(燃烧室),都是为了让煤炭尽可能多的接触空气,足氧燃烧发出更多的热量。

再说火的热性:一是由于热风体轻上浮,所以火焰总是向上烧的,容易造成窑内面火快,底火慢,情况严重时,火势相差5m~6m,造成底部砖欠火,顶部砖过烧;二是火有一个向中间集中的特性,窑车上燃烧的坯垛往往是中间温度高,两侧温度低,形成中火快、边火慢,相差好几米,结果是中部砖烧好了,边部砖就欠火甚至是出生砖;边部砖烧好了,中部砖就过烧,甚至烧焦。这是因为:在高温焙烧带砖坯的温度高达900℃左右,甚至超过1000℃,两侧窑墙的温度也少不了多少,砖坯内有内燃煤加热,而窑墙只能靠“抢夺”砖垛两侧砖坯燃烧时发出的热量,加上(从砖垛两侧与窑墙不得不留出较宽的间隙中通过的)大量的风带走的热量,两边的砖坯就升温困难了。

这就需要我们码窑时采取相关的预防措施,例如,给坯垛顶部增加点风的阻力,尽力使底部坯垛风道畅通;坯垛中部也留出和两侧一样的拉缝,让坯垛中部也通过同样多的风,带走同样的热量和适当减少坯垛中部砖坯数量,这样既减少了坯垛中部的内燃煤数量,又让风带走一定的热量,减缓中部温度。

1.2风在燃烧中的特性

在砖的焙烧过程中,风起着至关重要的作用,风不仅要为燃煤提供足够的氧气,以充分氧化保证煤炭发出**的热量,更重要的还是窑炉焙烧时热量交换的主要媒介和传递水分的工具。

隧道窑运行时,冷风从出车端进入,经过冷却带、保温带时吸收砖体散发的余热,在使砖体降温的同事,风开始升温并进入焙烧带,以热风促进焙烧带坯体中煤炭更好的与氧气充分氧化燃烧发热并继续升温。当这些灼热的风继续前进到达预热带时,又把热量传递给温度较低的砖坯,使其均匀升温,逐渐燃烧,并使砖坯中的残余水分蒸发,然后携带着水蒸气从预热带两侧窑墙的哈风口经烟道排出。

在一次码烧隧道窑中,这些含有少量水蒸气的热风还要流经干燥带,使该处砖坯均匀升温脱水并搭载更多的水蒸气从窑室两侧或顶部的排潮孔(哈风洞)排入大气。

在有余热利用系统的隧道窑中,还有一部分热风从保温冷却带两侧的余热哈风口经余热道(管)直接进入预热带和干燥带,以更好的预热、干燥砖坯。

可见 ,风在烧砖隧道窑的工作过程中有着决定性的作用。因此有必要充分理解风的特性,以便用其所长,避其所短。风的特性有:1、什么地方风道开的大,风就往什么地方跑;2、风喜欢走直道。

风携带水分的能力是有限的,风的温度越高,能带走的水汽就越多,实验表明:1m³的空气在100℃时能携带800.99g水,而在0℃时只能携带4.84g水,二者相差100多倍,空气在不同温度时的饱和含水量见表1.

空气温度

(℃) 饱和含水量 空气温度

(℃) 饱和含水量 空气温度

(℃) 饱和含水量

0 4.84 35 44.67 70 248.70

5 6.92 40 58.62 75 308.04

10 9.74 45 76.20 80 378.85

15 13.52 50 98.13 85 463.21

20 18.56 55 125.23 90 569.19

25 25.14 60 158.68 95 679.53

30 33.70 65 199.4 100 800.99

隧道窑干燥带排出气体的温度常低于40℃,为减少热量浪费,排出气体的相对湿度少于80%,这样也可以避免窑内坯垛凝露潮塌,实际生产中,30m³~40m³空气带走1kg水较为安全。

风一定要与砖坯表面紧密接触才能互相交换热量,把水汽和氧气送给内燃的煤粒。



进入窑内的风只有一小部分能和砖坯表面直接接触,能与内燃煤直接接触的更少,更多的风只起了一个传递热量、运输水汽的作用,所以供给隧道窑的风量及其排出烟气的数量远远大于其煤炭燃烧时的理论需用量。我们把空气实际用量与理论需要量的倍数叫空气过剩系数,对隧道窑来说,由于坯垛与窑墙、窑顶的较大间隙要流过较多的风,空气过剩系数常取5~6.

不同发热量的煤充分燃烧时需要的空气和产生的烟气量是不一样的。实验表明,充分燃烧1kg,发热量为500kcal的煤所需要的空气1m³,产生烟气2.08m³;而充分燃烧1kg发热量为7500kcal的煤则需空气8.02m³,产生烟气8.23m³。

当隧道窑选用空气过剩系数为5时,每燃烧1Kg发热量为500Kcal的煤(泥料)时,需空气量5m³,产生烟气6.08m³。制砖内掺发热量少于500Kg时,可选用这一数值。

必须说明的是,隧道窑焙烧所用风机其抽取的是烟气,应选用合适的烟气量。风量小了,煤炭缺氧燃烧不能充分发挥其热量,要多耗煤;风量太大了,要把冷风燃烧成热风也同样要多耗煤。

2.码窑原则

为了保证每一块砖坯的外表面尽可能多的接触空气,每一块砖坯都能均匀的与风交换热量,使内燃料尽可能多的吸收氧气充分燃烧,就必须做到如下几点:

a.坯体不能码得太密了,以免风走不动,既缺氧燃烧,又降低产量;也不能码得太稀了,通过的风太多,把热量都吹跑了,同样增加煤耗,降低产量。以普通实心砖(外形尺寸240mm*115mm*53mm)为例,一般认为每1m³窑室空间平均码230块~240块为宜,并称之为码窑密度。当生产多孔砖、空心砖时,应首先按其外形体积为普通实心砖的倍数(称折普通砖系数)换算为折合多少块普通实心砖,再按一台窑车所占有的窑室空间体积,计算出码窑密度。由于多孔砖和空心砖本身有孔洞,也可以通风,其折标计算的码窑密度可增加到280块/m³~300块/m³,这就是合理的码窑密度。

b.风从隧道窑出车端进来后是沿着纵向前进,为了给风留出足够的风道,坯垛横断面上所有砖坯间留出的缝隙(风道)和坯垛两边与窑室间隙的总面积之和应不小于窑室横断面积的50%。确保足够的通风面积。实践证明:风很难通过宽度小于15mm的窄缝,因此,相邻两块砖坯,特别是砖坯的大面之间的留缝(风道)宽度不得小于40mm。

c.由于坯垛与窑墙之间不得不留出较宽的侧隙(应为50mm~80mm),这就形成了较宽的风道,流过的风太多,助长了火向中间集中的倾向,对于宽度在3.3m以下的隧道窑,坯垛中部应留出一条宽度约等于两边侧隙之和的中间风道,使中部叶流过同样的风量,一是中间少码坯,内燃煤烧了;二是大风吹走的热量多,火旺不起来,以免中部出焦砖。对于更宽的窑则宜留出较多的中部风道,其最中间的一条最宽,(以不超过180mm),往两边依次减窄,风道宽度总和应大于坯垛两边与窑墙的侧隙之和。由于顺坯通风,横坯挡火,坯垛下最下一层只能码顺坯,以增加底部风量,防止底火走不动,这就是适当的风量分配。

d.风只有在和砖坯表面紧密接触时才能传递热量,因此,码窑时一定要使砖坯的外表面尽量裸露在外,特别是砖坯的大面,其不仅必须裸露在外,且相邻连个大面之间的缝隙不得小于40mm,以利于通风,这就是**的传热面积。

以上四条可以称之为码窑的四项基本原则。

为了落实码窑的四项基本原则,装码时除必须计算码窑密度之外,还应注意以下六项操作要领和两条注意事项:

3.隧道窑码窑操作要领

a.坯垛中稀边密。为了平衡坯垛与两边窑墙的侧隙放跑较多的风量及火向中间集中的倾向,应在坯垛中(顺窑的纵向)也留出一条或几条通风道,其总宽度应该小于坯垛两边侧隙之和,当窑室较宽时则应有多条纵向通风道,通道宽度为中间的较宽,越往两边越窄,但**宽度也不得超过一块坯长减去60mm,以便码拉条坯。

b.纵横风道。窑内求总的来说沿着窑室纵向流动,但其最后必须作90°转弯从两侧窑墙的哈风口排出,在有顶送热的干燥及预热带,这些送热口多与窑室的横断面平行。为此,在坯垛的横向也必须留有通风道,其宽度不得小于200mm,以利于通风,提高火速,增加产量。

这些纵横风道把窑车上的砖坯分成若干坯垛,气流四通八达。为增加坯垛的稳定性,在坯垛高度三分之二以上相邻坯垛之间可用拉条坯相互锁住,以增强其整体的稳定性,但坯垛高度三分之二以下部分,不许用拉条坯,以免阻挡底火前进,且一般情况下,坯垛下半截很少被摇倒。

c.坯垛与两边窑墙的侧隙必须预留,以免擦掛窑墙,其宽度50mm~80mm足够,不可太宽,以免大量冷风通过,带走过多的热量,出欠火砖。

d.窑车两头都应留有不少于100mm宽的留空不码砖,以免推进时两车坯打架,且两车接头处有2*100=200mm的通风道,更有利于气流转弯顺利进入哈风,提高火速。

e.平稳直正。窑车上的坯垛在窑车运动中难免晃动,故坯垛必须平稳、直正,不可前倾后歪,以免倒坯。

f.火路畅通。码坯时每块砖坯都应前后对正,左右看齐,以确保相邻两坯间所留风道畅通无阻,才能提高火速、增产。

以上e.f两条十分重要,但收工码坯很难做到,机械码坯则不是问题。

4.多孔砖和空心砖码坯时应注意的事项

4.1高强面承压

我们有这样的经验:刚切出来的多孔砖或空心砖孔洞朝天站一个人问题不大,但如孔洞水平放置的一个人上去就压坏了,这说明多孔砖和空心砖坯在孔洞朝天时能承受较大的压力,有孔洞的切面是高强面。坯垛底部的砖坯要承受较大的压力,孔洞朝天码放,才不会被压裂。

4.2砖坯留隙

相邻两块砖坯(特别是大面)必须留有宽度为30mm~50mm的间隔,以利通风,防止接触面缺氧燃烧(加大煤耗),或砖面出现因缺氧燃烧而产生的大黑脸。

5.总结

为了便于记忆,现将上述四项基本原则、六项操作要领和两条注意事项编为如下的顺口溜:

七分装码三分烧,烧码师傅要记牢,

只有坯垛装码号,优质高产才能保。

码窑密度应合理,不能太密或太稀,

折合普通实心砖,260块较适宜。

通风面积要足够,风助火势砖烧透,

砖坯留空和侧隙,百分(之)五十才算够。

风量分配适当好,该多的垛该少(的)少,

平衡侧隙通风大,中间拉缝不能少。

空气接触砖表面,热量交换能实现,

砖坯裸露面积大,火快高产真不差。

中稀边密很重要,纵横风道不能少,

两边侧隙莫太大,谨防热量被吹跑。

窑车两头留空好,两车接头有风道,

平稳直正坯不倒,火路畅通产量高。

强面承压很重要,孔洞朝天比较好,

相邻两块莫靠紧,必须留出通风道。