關于檢測游離ＳｉＯ_２含量問題的答疑等

關于檢測游離SiO₂含量問題的答疑

問：我廠生產拋光磚，近期發現產品特別“脆身”，一些專業人員建議我們控制坯料配方中的游離SiO₂含量，但配方中SiO₂含量并不高（68.5%），請問應該如何對游離SiO₂進行檢測和控制？

答:所謂游離SiO₂是指從原料中以石英形式引入的SiO₂，天然石英多以β結構形式存在。一般而言，坯料配方中的SiO₂含量越高，引入石英也會越多，但有時又不完全是這樣，因為其它硅酸鹽礦物中都含SiO₂。因此，單從化學成分中的SiO₂含量判斷不一定準確。

那么，如何檢驗配方、原料中石英的含量呢？如果只是想了解、對比各種原料石英含量的高低，可用一些簡單的方法，如進行定性的差熱分析檢測（得出差熱曲線），然后與石英標準差熱曲線比較，石英含量高的原料會在573℃左右有一個明顯的吸熱谷（晶型轉變），但應注意高嶺土在550～600℃時排出結構水也會有一個吸熱谷，且在1050℃有一個明顯的放熱峰。

如果要粗略定量地確定石英比例，可以通過Ｘ射線衍射分析進行檢測（得出一組衍射曲線），然后通過計算機將這組曲線與各種標準礦物的衍射曲線比較，得出一個較寬范圍的礦物含量數值。如果需要更準確的數據，則需要在試樣中多次引入標準樣品進行多次測定，結合化學分析結果，進行計算比較，才可以獲得準確的礦物組成。

進行礦物定量分析一般比較麻煩，特別是由多元礦物組成的原料體系很難精確定量分析。因此，對于貴廠的問題，可以通過差熱分析和Ｘ射線衍射檢測，檢查出石英含量相對較高的原料，然后減少這些原料用量或者不用，基本上能夠滿足生產要求。(孔海發)

關于窯爐節能問題的答疑

問：節能降耗在陶瓷企業中的地位越來越重要，柴油、重油、液化氣、發生爐煤氣直至天然氣，陶瓷窯爐的燃料一直隨著市場規律的變化而變化。請問窯爐節能該怎么定位？

答：在市場經濟起主導作用的今天，陶瓷窯爐的節能形式不斷發生著變化。目前，除了拉大窯爐產量之外，窯爐節能技術在以下幾方面還有很大的發展空間：

（1）窯爐的余熱利用。窯爐余熱不僅應用于干燥器，還可用于噴霧塔等原料加工車間；

（2）減少窯爐的電耗。窯爐裝機功率過大這一問題的關鍵在于窯爐形式。只有從降低窯爐的壓力負荷、單位機械動力負荷這兩個方面入手，進行各種窯爐形式的改良，才能從根本上解決窯爐電耗過大的問題；

（3）窯爐燒嘴的燃燒效率有待提高；

（4） 使用先進的保溫材料。目前，由于材料的性價比等因素影響，許多先進的保溫性能優良的耐火材料還沒有得到充分利用。另外，在窯爐砌筑和窯型技術等方面，理論研究及實際應用還相對比較落后。

（溫千鴻）

油燒隧道窯改燒水煤氣時上下溫差問題的答疑

問：我廠采用隧道窯燒色料，以前燒柴油，后因降低成本的需要，改燒水煤氣。重新投產后發現上下溫差較大（上部溫度高于下部），且上部同一缽內色料色澤均勻，而底部同一缽內色料色差大（缽壁色料比缽中間處色料發色好）。請問是何原因？該如何解決？

答:油燒窯改燒水煤氣成本大致可以降低40%～50%，所以油改氣已逐漸成為趨勢。您所反映的情況可從以下幾方面去分析：

（1） 相比油的成分，水煤氣燃燒時多釋放出了CO₂和N₂這兩種不可燃燒的氣體成分，所以要達到相同的溫度燒水煤氣會多放出一部分煙氣，造成上下溫差的可能性更大；

（2） 燒色料的隧道窯有一定的內高，一般窯車裝載高度不低于1m。根據熱工原理，熱氣體往上浮，幾何高度越高，上下溫差的可能性越大；

（3） 色料的燃燒不只在帶噴槍的燒成帶，而是在包括預熱帶在內的產品入窯后的整個受熱過程。所以預熱帶的上下溫差也直接影響到窯車上部與下部缽內色料受熱量的大小。

根據以上分析，在油改氣時可考慮多設幾個底槍。

（1） 因煤氣熱值低，若只是在原燒油槍的槍座上直接安裝煤氣槍芯，要在原燒成周期上達到原產量，需增加底槍數量；

（2） 如果原燒成區結構不作改動，必須在預熱段多設適量的煤氣底槍。

另外，還可采取以下彌補措施：

（1） 運用攪拌氣幕（在燒油時不必使用攪拌氣幕，也能達到產品燒成要求）；

（2） 前段底槍選擇攪拌性強的高速槍；

（3） 調整裝車密度，加大煙氣氣流通道；

（4） 充分開啟底槍而少用面槍，并調整底槍的火焰。

（程昭華）

關于輥道窯調試的答疑 （續上期）

問：窯爐控制中出現的問題隨機性較強，難以解決，請問您在輥道窯調試中是如何用理論來指導實踐的？

答：（3） 700～1050℃（氧化分解階段）

1） 主要特征

（a） 該階段的各種反應集中在高箱前部（上槍著火區域附近），熱能主要來自底槍燃燒產生的高溫氣體和高溫區熱氣體，此階段也是坯體反應過程的最大耗能階段（通過觀察，此區域的燒嘴油壓較高，快燒窯爐生產時，有時局部較難升溫）。坯體中的有機物、碳酸鹽主要集中在該階段進行分解和氧化，如：

MgCO₃ = MgO+CO₂ (900℃)

CaCO₃ = CaO+CO₂ (850～1050℃)

Fe₂(SO₃)₃ = Fe₂O₃+3SO₂ (560～750℃)

（b） 有大量的CO、CO₂、H₂O等氣體逸出，坯體內有冒煙及燃燒現象；

（c） 坯體表面開始出現液相，顆粒重新排列并填充間隙，坯體逐漸致密，氣孔率降低；

（d） 如果此階段坯體內的碳素或有機物未完全燃燒和氧化就會產生發藍或黑心，或固定位置的密集黑點雜質；

（e） 若此階段輥道上層與下層的溫度控制不合理，會導致坯體產生上彎或下耷的變形；

（f） 如果在正壓及還原氣氛中燒成，會導致坯體呈灰藍或黑灰色，對色料的發色有影響。

2） 控溫要點

（a） 這一階段是整個燒成控制中，坯體發生物理化學反應最為劇烈的一個階段。其過程控制的好壞，將直接影響產品的外觀和內質，一旦控制不合理，極易出現黑心、發藍、針孔、變形、氣泡、陰陽色等缺陷。為避免發藍、針孔、黑心的產生，此階段必須保證有較長的時間及充足的氧化氣氛，使坯體得以充分的分解和氧化。其氧化的效果取決于坯體的大小和厚度及壓制過程中的致密度；燒成操作中則取決于上下及兩側溫度的均勻性；

（b） 必須在負壓和氧化氣氛中燒成，以利于坯體發色及排氣通暢，避免個別燒嘴燃燒不良而產生的冒明火現象；

（c） 此階段煙氣溫度大于坯體溫度，坯體主要通過對流和輻射兩種方式獲得熱量；

（d）主要通過調節排煙總閘及各支閘的開度和各區域上下層的擋火板、擋火墻的高度來實現調控的目的；

（e） 此階段要特別注意上層溫度的控制，避免表層過早熔融使坯體內的氣體不能排出而產生針孔或發藍；磚坯表層張應力不同而產生上彎或下耷變形。

（4） 1050℃～最高燒成溫度（燒成區）

1） 主要特征

（a） 由于各種陶瓷性質及所用原料、配方不同，其最高燒成溫度也不同；

（b） 此階段坯體中的液相大量出現，并填充到石英骨架中，使坯體氣孔率下降、強度增加，從而達到燒結，體積收縮最大；

（c） 如果此階段玻璃相產生過多，會軟化坯體中的石英骨架從而出現高溫變形，因此要防止過燒。

2） 控溫要點

（a） 由于墻地磚的使用性能很大程度上取決于坯體的燒結程度及最高溫度，而燒成區是保證坯體出現足量液相，使產品達到足夠機械強度和要求的關鍵區域，因此這個區域的控制至關重要；

（b） 為穩定色差并阻止坯體內繼續排氣而產生針孔，燒成帶中部一般取零壓或微正壓。一般高溫區的輥上零壓位控制在開始高火保溫區處，而下零壓位則相對滯后2～5區，最高正壓一般控制在3～5Pa，同時，在氧化氣氛中操控有助于坯體發色和減少色差；

（c） 如果此階段正壓過大，易形成局部蓄熱過高而造成斷棒增多，且大量的熱量向外逸出，使操作環境惡化，單位能耗增加。相反，如果負壓過大，過多的冷空氣吸入窯內，將導致同一截面的溫差增大，從而造成產品出現陰陽色或尺寸不統一的缺陷，同時也增加了能耗；

（d） 燒成帶的溫度控制主要是通過調節各區噴槍的風油比例以及該位置的擋火板、墻的高度來實現的。所以正常生產情況下，操作者不宜頻繁改變各噴槍的風油比例（當然一、二次風量很難統一，應視所燒的油同燒嘴結構而定）以及擋火板的高度，否則對溫度場的穩定是極不利的，甚至會改變窯內氣氛和壓力制度，從而影響產品的質量；

（e） 必須學會看磚燒磚，靈活及時地調整燒成制度，如采取產品上限溫度燒成，則高火保溫時間可適當縮短，達到快燒的目的；反之，保溫時間要長些，以確保性能達標，否則極易產生過火、生燒及變形等現象；

（f） 燒成區上槍同下槍的油壓要求均衡，特別是同一個控制區的燃槍油壓，不能相差懸殊，否則極易造成產品燒結度不一致和燒成過程的不穩定；

（g） 燒成制度只能保持相對穩定，但總會因各種原因產生波動。這就要求操作者除了嚴格執行燒成制度外，還應隨時觀察窯內的噴槍燃燒情況、各種動力設備電流及風壓的波動，作出相應的調整，使各區的溫度分布均勻，保持穩定，避免不合格產品的出現。（程春明）