礦渣質黑磚干燥過程中產生的缺陷剖析及其解決思路

摘要本文根據礦渣黑磚干燥過程中產生的缺陷，分析了其原因并提出了相關的解決思路。

關鍵詞礦渣黑磚，干燥缺陷，前邊裂，中心裂，“棒釘”

1前 言

隨著純黑拋光磚、仿古磚的應用面越來越廣，目前國內、國際上純黑磚的銷售市場越來越興旺，但相對來說，起初生產的企業并不多，因此現在轉型生產此類磚的企業已越來越多。目前轉型做純黑磚生產的廠家基本上采用黑礦渣作為著色劑，這類黑磚生產成本較普遍以色料著色的黑磚來看，成本大大降低，且在工藝參數控制上也存在很多的不同，因為黑礦渣的比重大于常規的陶瓷原料。相對來說，礦渣黑磚的生產難度比普通的滲花拋光磚、色料式純黑磚的生產難度大，例如泥漿的流速控制、壓機成形、干燥控制、燒成控制、拋光刮平等均有所不同。本文從熱工角度出發，重點剖析礦渣黑磚在干燥過程中常見的缺陷，并相應分析在干燥窯上有效保證干燥效果的思路。

2礦渣黑磚的配方成份與干燥特點

筆者通過在某礦渣黑色拋光磚生產企業內的技術服務過程，在本文將針對性地分析礦渣黑磚的干燥控制特點。

礦渣黑拋光磚，是用一種含鈦、鐵成分的黑礦渣作為主要著色原料(也是配方中的主要著色原料)，配以一定比例的低溫粘土、長石、石英、減水劑，經過球磨、噴霧制粉、壓機成形、干燥與燒成、拋光等工藝生產出來的。礦渣質黑磚的配方中瘠性原料較多(因為礦渣本身就屬于瘠性原料)，壓制成形時的生坯強度差，對低溫塑性原料的選擇難以掌握;而對于干燥過程來說，因為配方中含大量的礦渣原料，其坯體在干燥時排水比較順暢和快速。因此在干燥過程中，供熱、抽濕的控制尤其重要，如果控制不合理，容易造成干燥邊裂、開邊磚、前邊裂以及中心裂等缺陷;尤其是中心裂，由于裂紋細小，在干燥窯出口無法發現，一般經窯爐燒成過后才能在窯爐出口被發現。

礦渣質黑磚，根據黑度不同，通常可分為“普黑”、“中黑”、“特黑”三種，當然，對應這三種黑度，礦渣的加入量也不斷遞增，生產難度也一步步增大，“特黑”磚最難保證生產高效并穩定，生產線上最直接的反映就是干燥窯出口爛磚情況嚴重。所以，做礦渣黑磚時，對干燥窯的供熱系統、抽濕系統的調節要求也相對要高些。下面，筆者將在生產廠家的現場跟蹤及對干燥缺陷的處理方式進行總結并加以分析，供大家參考。

3礦渣黑磚在干燥過程中出現的缺陷及其原因

3.1 邊裂

礦渣黑磚在干燥過程中出現的邊裂有兩種情況，分別為低溫邊裂和高溫邊裂。

3.1.1低溫邊裂

由于干燥窯的供熱控制不合理，造成干燥窯溫度過低，磚坯難以排水，磚坯強度差，在干燥窯輥棒的傳送過程中承受不了機械破壞力，造成低溫邊裂。通常最靠近干燥窯窯墻的那條邊最容易開裂。

3.1.2高溫邊裂

由于干燥窯中后段的介質溫度太高、濕度小，氣流速度又快，直接沖擊到窯墻壁或靠近窯墻壁的磚坯時，會產生熱沖擊裂(這跟供熱分風器的結構也有相當大的關系)。這類邊裂以前邊裂為主。

3.2 開邊磚

礦渣黑磚在干燥過程中出現開邊磚有兩種情況，分別為機械性開邊磚和熱應力開邊磚。

3.2.1機械性開邊磚

由于礦渣制黑磚生坯強度差，在輸送中須特別注意傳送的平穩性:如壓機出口輥臺的水平度、釉線的水平度及寬度、帶輪交界處的高低、干燥入口輥臺的水平度、干燥窯內輥棒的干凈程度及平直度、干燥出口輥棒與出口輥臺的水平度等，以及注意干燥入口輥臺排磚過密時，是否會造成頂磚現象，這都跟機械性開邊磚有密切的關聯。

3.2.2 熱應力開邊磚

熱應力開邊磚是指由于干燥介質溫度過高或局部溫度偏高所造成的干燥應力開邊磚。例如某廠由瓷片素燒窯改成干燥窯，原窯上配有噴槍，由于廠家操作不合理，采用點燒噴槍加熱，導致燒嘴磚處局部溫度嚴重偏高，高溫熱沖擊干燥窯內的生坯，從而產生大量的熱應力開邊磚。

3.3 前邊裂

前邊裂通常發生在干燥窯的中后段，由于干燥窯的中后段屬高溫低濕狀態干燥，供熱控制不合理，就會造成供熱分風器的熱風對磚坯前面的邊沖擊過大的現象，引起前邊裂。這里需要分析的是，干燥排濕是設置在干燥窯頭的，干燥窯內的氣流則從窯尾往窯頭方向流動，這樣對磚坯前面邊的沖擊最大，排水速度也就最快，因此會造成熱沖擊性前邊裂。由于礦渣黑磚的排水速度較快，所以在干燥過程中，磚坯內自由水的排除可能在干燥窯的前段就已經完成，那么在干燥窯的中段也就很容易會造成磚坯的高溫前邊裂。

3.4 中心裂

礦渣黑磚在干燥過程中產生中心裂有兩種情況，分別為機械性中心裂和熱應力中心裂。

3.4.1 機械性中心裂

由于礦渣制黑拋光磚生坯強度差，在輸送中就要特別注意傳送的平穩性:如壓機出口輥臺的水平度及輥棒的干凈程度、帶輪交界處的高低、干燥入口輥臺的水平度和干凈度、干燥窯內輥棒的干凈程度和平直度等，這都跟機械性中心裂有密切的關系，尤其需要注意的是，干燥窯前段的輥棒干凈程度。因為礦渣黑磚的塑性料少，磚坯的彈性差，所以抵抗機械破壞力就很差，一點點的輥棒“結釘”就可能造成磚坯的中心裂。

3.4.2 熱應力中心裂

在干燥過程中，由于供熱、抽濕控制不合理，會造成磚坯無法排水，同時，磚坯排水太過劇烈也會引起磚坯熱應力中心裂。事實上，對于礦渣質黑磚來說，干燥過程中產生熱應力中心裂的可能性相當小。通過調整供熱與抽濕來解決中心裂，也是為了避開輥棒上的“棒釘”對磚坯的破壞，一方面是避免過早排水，讓磚坯保持有較好的彈性;另一方面，讓磚坯盡早排水，讓磚坯提早具有較高的干坯強度，以抵抗“棒釘”的破壞。

4解決礦渣黑磚干燥過程產生缺陷的方法

4.1 邊 裂

邊裂的產生存在兩種不同的原因，針對各種原因采用相應的解決辦法。

(1) 低溫邊裂:可適當加大干燥窯前段的供熱分風器，提高前段的介質溫度，相應把干燥窯前段的抽濕關小點(不要關得過小，否則坯體難以排水)，延長排水區域，有效提高干燥窯前段的熱利用率來增強坯體強度。干燥窯入口進磚時，磚坯在不發生碰撞的情況下，可以把兩邊靠近干燥窯墻的磚坯盡量向中間靠，避免磚坯由于太過靠近干燥窯墻而引起低溫邊裂，并且要把干燥窯兩側的輥棒處、事故處理口處、供熱閘閥、抽濕閘閥等處的石棉塞好，保證不會有漏冷風的現象。

(2) 高溫邊裂:可適當減小干燥窯中后段的熱風溫度和風速，減小熱風對磚坯的沖刷。盡量采用分風器調節熱風進干燥窯內的位置(當然，分風器的結構也有相當大的關系)，減少熱風的供給量。

4.2 開邊磚

開邊磚產生的原因有兩方面，針對各種原因采用相應的解決辦法:

(1) 機械性開邊磚:由于礦渣質黑磚生坯強度差，相應地對其輸送過程中的平穩度要求較高。相關的一些環節有:壓機出口輥臺要求水平度好，不可出現磚坯行走時的波浪式行走;釉線水平度要好，避免皮帶高低不平;釉線寬度要夠寬，避免支撐寬度不夠;帶輪交界處水平高度要統一，避免高低不平;干燥窯入磚輥臺的水平度要好。干燥窯前輥臺排磚時，須保證磚坯之間不存在“頂磚”現象。干燥窯內的輥棒干凈度和平直度要好，杜絕“棒釘”和彎輥棒的存在。干燥窯出磚輥棒和出磚平臺輥棒的水平度要好，避免棒與棒之間出現高低不平的現象。

(2) 熱應力開邊磚:可適當減小中后段的供熱介質溫度，避免溫度過高或由于局部分風器開得過大而引起的局部高溫;可關小余熱的總抽量，也可以在保證總抽量不變的情況下，關小或者關掉靠近急冷處的抽斗，開大尾部抽斗來降低介質溫度。若有開噴槍的原因導致局部高溫開邊磚，可適當關小噴槍或關掉噴槍，然后靠調節余熱抽斗來增大供熱主管的溫度，再相應地對供熱分風器作調整。這樣可以避免局部高溫，也相應地降低了燃耗。

4.3 前邊裂

前邊裂通常發生在干燥窯的中后段，找出中后段溫度偏高的區域，對高溫處的分風器作適當的調整，關小一點供熱分風器，減少在高溫狀態下熱氣體對磚坯前面邊的沖刷，或者在干燥窯后段多開幾處供熱分風器，以分散式的供熱來減少熱氣體對磚坯前邊的沖刷。解決前邊裂最重要的手段就是控制好干燥介質溫度及流速。

4.4 中心裂

中心裂產生的原因有兩方面，針對各種原因采用相應的解決辦法:

(1) 機械性中心裂:與控制機械性開邊磚的方法相同，尤其是要重點檢查輥棒的干凈度。

(2) 熱應力中心裂:在干燥過程中，礦渣制黑拋光磚坯的排水比較順暢，干燥窯前段的供熱分風器可適當地開大點，提高干燥窯前段的煙氣介質溫度，加快磚坯的排水。防止水分在前段沒有排除，到后面由于余熱風的介質溫度高(高溫濕度小)，遇到水分大的磚坯時，會出現磚坯劇烈排水的現象，此時由于熱應力的關系，導致磚坯的表面結構遭到破壞，引起熱應力中心裂。

5結 論

在生產礦渣制黑拋光磚的工藝配方中，瘠性原料的比例較多，在干燥窯的干燥過程時，對干燥窯內氣流、溫度的要求較嚴格;溫度偏低會出現裂紋磚，溫度偏高也會出現裂紋磚，對干燥的熱敏感度高，介質溫度波動大一點就會出現裂磚缺陷，所以對干燥窯供熱系統和抽濕系統的控制要求比較嚴格，只有合理地控制好干燥窯的供熱及抽濕，才能保證生產的正常運行。值得重申的是，干燥窯內的分風器結構與供熱方式，對礦渣黑磚的干燥控制效果也有相當關鍵的影響。