关于生产微粉抛光砖出现色差的解决方案等

关于生产微粉抛光砖出现色差的解决方案等问:我厂生产600mm×600mm规格的微粉抛光砖,经常出现色差现象,根据我们的判断是氧化气氛不充分所致,于是采取了加大窑炉助燃风、降低中前温度、在关闭的烧嘴打冷风等一系列措施,但效果仍不理想,请问原因在哪里?

答:贵厂对问题的诊断总体上是正确的,但所采取的措施则不太妥当。产生问题的原因包括两个方面:第一是坯料配方组成,是问题的内因;第二是窑炉煅烧过程,是问题的外因。

从窑炉角度来讲,又可以再分为两方面的原因,第一是在煅烧过程中,窑内氧化气氛太弱;第二是水平温差太大,造成水平气氛差异。在这两者中,前者是最根本的原因,因此,首先从加强窑内氧化气氛入手,才是解决问题的正确思路。但如何才能实现加强窑内的氧化气氛呢?在采取措施之前,必须要明白坯体氧化过程的机理。

坯体内的有机物能够充分氧化、分解,应该具备两个条件:第一是要有足够的温度(对于快烧的墙地砖而言,一般在900~1100℃范围);第二是要有足够的空气过剩量(空气过剩系数大,烟气中O2成份多)。

贵公司在采取措施时,只考虑了空气过剩量方面的因素,而忽视了温度条件方面的因素,所以效果不理想。具体分析如下:①贵公司采取降低窑炉中前温度,可能是出于延长氧化期时间为目的。但温度下降后,有机物氧化反应的程度也会大大下降;②加大助燃风,目的是要提高空气过剩系数,但关键是在900~1100℃范围内才能有效,由于烟气从高温到低温(向窑头)流动,只有在最高温度区域加大空气量,才能使900~1100℃范围的烟气减少CO、H2成份;③贵公司在关闭的烧嘴位置打冷风是没有作用的,因为此时温度太低,坯体难以氧化,另外空气中的O2与烟气中的CO、H2反应速度也很慢,反而会进一步降低此区域的温度。

为此,建议在窑炉操作方面采取以下几方面的措施:

(1)加大窑前主风机(排烟风机)的抽力,促进窑内气体流动,加快窑内排水、排烟气的能力,增加窑内空气含量。

(2)增加燃烧系统的助燃风配给量,特别需加大高温区的助燃风的配给,认真检查好各烧嘴的燃烧状态,保持火焰明亮清澈,确保充分完全燃烧。

(3)合理配置好窑道挡火墙和窑道闸板的数量(一般不要太多),适当增加挡火墙和闸板与砖坯之间的间隙距离,以便于窑内气体流动。

(4)提高窑炉中前段的温度,延长在900~1100℃温度的区域。在砖坯不出现开裂的情况下,将第25~30m位置的温度保持在900~950℃左右。同时适当降低最高保温区的温度,以免造成过火。

(5)经常检查和排放煤气总管的排水阀门,以及烧嘴前各水平煤气支管道的放水阀,尽可能减少煤气中的含水量,减轻火焰局部出现的还原气氛现象。

(孔海发)

辊道窑助燃风加热节能效果的探讨

问:我公司在前段时间对几条辊道窑的助燃风进行了加热技改,以便达到节能、降低生产成本的目的,其主要改造工艺如下:

(1)在急冷末端的窑顶及窑底加装吸热斗,然后通过风管连接汇合到耐高温的助燃风机进风口。

(2)在助燃风机进风口连接一个“丁字”风管,风管的另外两个进风口分别安装两个电动执行器,以便灵活地调节控制助燃风的冷、热风比例,从而达到调节助燃风温度的作用。

但在使用过程中,我们发现有些窑炉可以达到一定的节能效果,有些窑炉却没有节能效果,而且有时还会带来其他的缺陷,如干燥后的砖体开裂,烧成的阴阳色、色痕、毛孔或熔洞等缺陷,以及抗折强度低等缺陷。请问针对以上出现的问题,是什么原因造成的?

答:根据你反映的情况可知:

(1)贵公司所采用的是近段时间一些窑炉公司所推出的一种新型的助燃风节能方案,此方案在热平衡理论的设计与计算上是可行的,但是从改造后各厂家操作使用的情况来分析,还存在一定的局限性,需要作出进一步的改进,如果此方案不是从急冷段直接抽取热风,而是采集排出窑外的废热气加热,则效果更佳,但是技术操作上存在一定的难度。

(2)目前这种加热方式,主要是通过抽取30~40%急冷段高达600℃的热气,再配以60~70%的常温空气,使之混合之后达到操作者所需求的温度,一般要求在200~250℃左右,再输送到窑炉两侧的各支喷枪,此时喷枪助燃风的温度一般在70~90℃左右,目前大部分的窑炉助燃风管的直径都是按常温空气密度来计算出其所需的管径。当空气由常温加热至200℃时,空气分子体积膨胀,务必造成供给的氧气量不足,且抽取窑内热气的含氧量本来已经偏低,二者结合,就更容易造成供气量不足,从而导致产品在缺氧的条件下出现氧化不良的毛孔、阴阳色、色痕、熔洞缺陷,甚至后期控制不良导致抗折强度下降等缺陷,所以有些厂家在技改后,通过一段时间的实际操作后不敢使用,最终造成资源的浪费。3)这种装置只能在窑炉连续性正常生产状态下才可以使用,在空疏窑状态下不能使用,否则很容易造成干燥窑不够温度,急冷段呈负压的话容易产生砖坯强度低或风裂缺陷。

(4)当窑炉较长,单位时间内产量较小,烧成时间周期在50min以上,窑炉本身就存在较大的节能潜力及提升空间,通过这方面的技改,可以起到一定的节能效果,如果该窑炉本身在调节方面的热剩余率已达到比较节约的理想状态,再进行技改就没有多大意义,例如一些快烧窑,其烧成周期在40~45min时,如果再想通过关小排烟及抽热以配合达到节能,按目前整个行业的发展状态来分析,暂时还不可行。

通过以上几方面的综合分析,我们就可以清晰地看出为什么有些窑炉可以节能,有些却不可以节能,相反还会带来负面影响,如果我们有计划对自己管辖的窑炉进行技改,就要综合多方面的考虑评估,多咨询已经投入使用的厂家在实际操作上存在哪些负面效果,并能加以改善、取舍,这样就更稳妥。(潘雄)

关于烧成过程煤气压力大小的答疑

问:我厂有两条96m的小型窑炉,刚改烧水煤气的时候,经窑炉减压系统调节后煤气压力为2.8~3kPa,烧成上比较好控制。今年5月份以来,煤气压力要求越来越高,都升到了6kPa,有时窑内还是升不起温度,水平温差也大了(靠窑墙边的温度低于窑中间位置)。请问程工,我们的煤气发生炉,以及窑炉上的煤气管路系统都没有变化,在同样的产品产量下,为什么煤气压力要求越来越高?我们这样的窑炉煤气压力应该多少才合适?

答:煤气压力控制在多少才合适,是很多厂家关心的问题,有的厂家从产品烧成的可控性、稳定性出发,有的是从烧成的能耗来考虑。针对你们的情况,第一,96m长的窑炉,是内宽较窄的一种窑型;第二,窑炉的长度决定产量也不会太大。所以煤气压力控制在2.8~3kPa是较为正常的,而达到6kPa或更高则明显不正常。在佛山,目前改造或新设计制作的大型辊道窑(全长200~300m,内宽2.45m),煤气压力大多数控制在3.5~4.5kPa。所以建议你们检查一下是不是煤气发生炉所用的煤本身质量下降了(可供参考的检查参数为:①煤的热值;②煤的块状比率;③煤的水分);检查一下到窑边减压系统前的煤气质量(检查的参数为:①煤气中可燃成分的比率;②煤气中水的含量;③煤气中煤灰的含量;④煤气中焦油的含量)。把上述两种检查数据与之前煤气压力在2.8~3kPa时的数据相比较,就能找出真正的原因所在。

煤气压力控制在多少才合适,取决于窑炉烧成产品的产量和质量要求,如果煤气的热值能达到的话,压力应以控制得低些为好:

(1)从可操控性来说,煤气压力太高,喷枪内产生的因喷射泵原理而导致的窑边温度降低的现象更为明显,加剧水平温差的出现。

(2)从能耗角度来说,煤气压力太高,所需的氧气(空气)就要求越多,否则煤气没有充足的氧气则不能完全燃烧,但是煤气压力高,助燃风量大,在喷枪燃烧室(烧嘴枪胆砖)内也不能及时燃烧完全。

(3)煤气压力太大,助燃风大,就会造成喷枪火焰长度加长的现象,而火焰的外焰温度最高、内焰温度最低,就加剧了窑炉水平温差的出现。

当然,这是在理论上因煤气压力大造成的水平温差,但在实际操作中,可以通过喷枪枪杆的改造、喷枪枪帽的改造以及烧嘴砖(枪胆砖)结构的改造来消除,同时还能达到一定的节能效果。(程昭华)

用系统的观点去重新辨析“真理”

第四期:辊道窑氧化充分是否有利于产品烧成时发色

“辊道窑氧化充分有利于产品烧成时发色”是2003年以来,不少生产一线中的同行提得最多的一句话。现在笔者看来这句一直被大多数人奉之为真理的结论不全面、不系统和缺乏科学的论证依据。

背景:国外引进的卧式辊道窑,根据陶瓷坯体在烧成过程中的物理-化学反应,如果有机物、碳酸盐等物质氧化分解不充分的话,容易造成不均匀的氧化物呈色波动,甚至坯体中会发生析碳现象。这对产品的外观品质、物理性能都会产生直接的影响。

分析:80年代末,所引进的辊道窑中的搅拌风设计的确对提高排烟、预热段的含氧量,促进坯体氧化分解起到了积极的作用。

但是,在生产中很多人只是片面地理解了这一设计:在实际调试中发现增加含氧量时,对黑心、发蓝有一定的缓解作用,于是便习惯性地认为“提高预热带烟气的含氧量、加强窑炉的氧化气氛,有利于产品的发色”。

其实,要看实际的表现形式才能作出具体的结论:

(1)多价氧化物中,通常中间价态的氧化物最不稳定,也较难生成稳定的共熔体。在这种情况下,对“提高预热带烟气的含氧量、加强窑炉的氧化气氛,有利于产品的发色”的确有足够的理论依据。(2)但是,如果氧化不充分是因为传热强度过低、过慢而造成的话,那么如果继续增大搅拌风、加大助燃风过剩系数,反而会降低窑头传热效率,起到反作用。

(3)另外,还有一些低键能的氧化物,充分氧化反而会得到不愿意得到的氧化产物。比如,坯体中的微量“富铁”就是一个很好的例子:完全氧化+烧成后期的富氧气氛,得到的却是“泛红、泛黄”的色调;弱还原的后期烧结,容易得到“白里泛青、泛绿”的效果。

所以,笔者提醒大家,对烧成问题的分析不能持想当然的态度,还是应该系统地、科学地分析才能得出结论。

结论:

有利于产品发色的解决的办法为:

(1)大流量、高强度的预热段低温均匀传热;

(2)根据实际发色异常的氧化物种类不同,考虑相应的窑炉气氛进行配合。(温千鸿)

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