烧结砖实用生产技术(2)

如韶讲ｉ座　科技纵横　５　ｃ】６ｌ　ｃｌ　ｉ　Ｉｌ　ｃＩ１　０ｌ　０　６Ｉ　烧结砖实用生产技术（２）　曹世璞　４干燥　人们有这样的经验：晾在外面的衣服比晾在屋　子里的衣服干得快，这是因为晾在外面衣服通风好；　热天晾衣服比冬天干得快，这是因为水分蒸发时需　要热量；抖散开晾的衣服比叠压在一起的衣服干得　快，这是因为抖散开的衣服和空气的接触面积大，　风“吹”走水汽的机会更多。　砖坯在干燥过程中也有这些共性，同时还具有　砖坯本身的特性，这些特性是：　（１）砖坯有一定的厚度，如我国的实心砖有　５３ｍｍ厚，空心砖的壁也有十几毫米厚，就像是叠起　来的衣服，干燥要困难得多。　‘　（２）衣服是柔性材料做的，可以加大通风提高干　燥速度不用担心衣服会产生裂纹。　我们还有这样的经验，艳阳高照和干风季节晾　在外面的衣服很容易干透，而阴雨绵绵和大雾天气　晾在外面的衣服简直就干不了，这是因为：水汽要　靠空气（风）的流动把它带走，衣服才会干。而空气　带走水汽的能力有一个限度，一旦空气中所含的水　汽已经饱和，就再也带不走“新来的”水汽了。　我们更有这样的体会，饼干、花生米等必须密　封保存，一旦裸放在外面就要“回潮”，不脆了，因为　环境中绝对干的空气是没有的，就是大晴天空气也　有百分之几十的相对湿度，而饼干、花生米等，往往　是干透了的，裸放在空气中哪能不吸潮呢？　我们也有这样的经验：一张湿毛巾和一张干毛　巾裹在一起，很快干毛巾变得湿了，而湿毛巾变得　干了一些，这是因为水分有一个从较湿的地方向较　干的地方“自行转移”的特性，这种特性叫“湿传　导”。两张毛巾裹得越紧，这种湿传导越快，直到两　张毛巾的干湿程度一样了，这种湿传导也就自动停　止了。　砖坯就不一样了，砖坯是黏土、页岩、粉煤灰等　材料挤压成型的，没有柔性，弹性也极小（弹性系数　１％～２％），干燥环境和干燥速度都会受到限制，稍有　不慎就会在砖坯表面留下裂纹，甚至造成裂口，折　断而成为废品。　为此，在砖坯干燥过程中我们必须根据它的这　些特点分别采取措施，才能使砖坯干得既快又好。　４．１砖坯干燥　砖坯干燥是其塑性成型的逆过程。成型时依靠　吸附在泥料颗粒表面成为不能任意流动、完整的水　膜（吸附水）和水膜以外自由水所形成足够的粘结　力而挤出成型。而在其后的干燥、焙烧过程中又必　须首先把这些水分全部排出。因此，砖坯成型时用　的水越多，干燥焙烧时需要排出的水量也越多。所　以盲目增加成型水分尽管成型较为容易，但砖坯太　软，以后的工序麻烦更多，得不偿失。　须知，砖坯在干燥和焙烧的过程中，把ｌｋｇ的水　变成ｌｋｇ的水蒸气，需要１３００ｋｃａｌ的热量，而这ｌｋｇ　的水蒸气又需要约３０ｍ　的空气才能把它们带走。。　如果砖坯的成型水分增加ｌ％，对一块３ｋｇ重　的普通实心砖坯来说，只多了Ｏ．０３ｋｇ水，实在不多，　问题是我们生产砖是以万、十万、百万、千万、亿来　计算的，这个１％也就变成天文数字了。　还是拿１％的水分来说，一块砖坯多０．０３ｋｇ水，　一万块砖坯就含有３００ｋｇ水，至少要有３９万ｋｃａｌ　的热量才能把它们全变成水蒸气，这就需消耗５６ｋｇ　标准煤，同时这些水蒸气还需约９０００ｍ　的空气才　能把它们带走。就砖厂目前常用的离心风机来说，　当全压为ｌＯ００Ｐａ时，每排出１万ｍ　空气需４～７ｋＷｈ　的电能。则每生产１０００万块砖坯，就这一个百分点　的水分就要多用５６ｔ标准煤和４０００　７０００ｋＷｈ电，　如果增加的成型水分是２％，产量是５千万块呢，损　失就更大了。　不仅如此，在于燥过程中随着成型水分的蒸　发，泥料颗料互相靠拢，坯体产生干燥收缩，而且，　砖坯在干燥过程中所排出的成型水分的体积基本　上等于其收缩的体积。因此，砖坯的成型水分越高，　其干燥时的收缩量也越大，产生干燥裂纹的机会也　科技纵横　８　ｃＩ　８Ｉ　ｃ　６　ｌ　Ｉ　８　ｃＩｌ　０ｌ　０　６　ｙ　嘉　越大。　如上所说，砖坯在干燥时变成蒸汽的水要靠其　周围的流动空气带走，实际上只有砖坯的表面才能　和空气充分接触，也只有在其表层水分开始脱去　后，砖坯内部的水分才有可能通过毛细孔逐步渗透　到表层接触空气蒸发脱去。所以，砖坯的干燥是由　表及里循序渐进的。这就带来了一个问题，较为干　燥的砖坯表层要产生收缩，而较为湿润的砖坯内部　没有收缩，如果它们之间的尺寸差的百分比超过了　泥料的弹性系数（１％一２％），砖坯的表层必将拉裂，　产生干燥裂纹。砖坯的成型水分越高，需要的干燥　时间越长，这种威胁也越大。须知，干燥过程只能　增加坯体的缺陷而不是减少。在生产中，干燥阶段　所造成的损失数量往往比焙烧时更多。　大家知道，砖坯的成型水分越高、砖坯越软，在　码坯和搬运过程中越容易损坏。实验表明，对于瘠　性原料，成型水分减少２％，塑性原料减少４％～６％，　砖坯的强度都将提高１倍。　最后，在焙烧时把各种松散的矿物混合物通过　高温使它们产生一系列的物理、化学反应转化为质　地坚硬、性能稳定的制品——烧结砖。　在焙烧过程中，当温度达到了泥料的烧结温度　时，一方面泥料颗粒膨胀、软化、互相咬住；另一方　面，部分熔点较低的颗粒熔化流动渗入到其他尚未　熔化的颗粒之间把它们粘住，冷凝后，形成坚硬的　制品。显然，挤出的砖坯越硬，密实度就越好，各种　粉料就挤得越紧，在达到烧结温度时它们就越能紧　密团聚，冷凝后就更坚如磐石了。　影响干燥速度和干燥质量的原因很多，除干燥　过程本身和成型水分外，包括泥料特性、颗粒级配、　泥料处理及挤出成型中的失误都会造成干燥废品。　４．２矿物性能　在这里主要是指矿物泥料干燥时的线收缩率，　几种主要矿物的干燥线收缩率见表１，由于蒙脱石　（膨润土）的干燥线收缩率太高，所以泥料中蒙脱石　含量超过２０％时，干燥裂纹无法避免。　表１几种矿物的干燥线收缩率　矿物名称　干燥线收缩　高岭土　３～１Ｏ　伊利石　４～１１　多水高岭土　７～１５　蒙脱石　１２～２３　生产中常以干燥敏感性系数评价泥料的这一　性能。　砖坯的临界水分（或称临界含水率）是一个重　要工艺参数。当坯体内的水分小于临界水分以后，　可以加快干燥速度而不会产生干燥裂纹，而在此以　前的干燥过程则应特别小心，严防裂纹产生。　由于临界水分是坯体表面停止收缩时的平均　含水率，所以影响临界水分的最根本的原因是原料　本身的性质。当干燥的技术条件（空气的流速、温　度、相对湿度）一定时，临界水分也是个常数。　对同一种泥料来说，成型水分越高，其干燥敏　感性系数也越大，干燥时产生干燥裂纹的威胁也越　严重。　通常，泥料的塑性指数越高，干燥线收缩率也　越高，其干燥敏感性系数也越高。　泥料的干燥敏感性系数是决定砖坯干燥制度　最基本的技术参数。试验表明：在干燥设备、成型　设备、生产工艺完全相同的条件下，用干燥敏感性　系数为２．２４的泥料生产的砖坯只能用６５￣Ｃ的热风　经过３３ｈ才能顺利干透，否则将产生严重的干燥裂　纹。但对干燥敏感性系数０．７的泥料生产的砖坯，　则可以１５０ｏＣ热风，ｌＯｈ就完全干透了，而且没有干　燥裂纹。生产实践告诉我们：当泥料的干燥敏感性　系数小于１时，干燥的困难较少，一旦干燥敏感性　系数大于２，困难就多了。　生产中，可以利用不同矿物的特性充分混匀以　改进泥料的性能。如在生产粉煤灰砖时掺入蒙脱　石或肥性黏土作粘结剂；对于干燥敏感性系数太高　的泥料掺入粉煤灰、炉渣、废砖粉等沙性材料以降　低其干燥敏感Ｉ生系数等。　４．３合理的颗粒级配　尽管颗粒越细，比表面积越大，水分越容易渗　透，泥料的塑性也越好，但作为粗陶制品的烧结砖　并非如此。因为，全是极细的粉料不利于制品的干　燥和焙烧，而不同粒度的粉料在挤出成型的过程中　所起的作用也不一样，它们相辅相成，互为依托。其　中，粒径小于０．０５ｍｍ的粉料称塑性颗粒，用于挤出　成型时产生所需要的塑性应占３５％一５０％，其次是　粒径０．０５—１．２ｍｍ的颗粒，叫填充颗粒，其作用是控　制产品所发生的收缩，防止干燥裂纹以及在塑性成　型时赋予坯体一定的强度，宜为２５％～６５％。至于　粒径为１．２～２ｒａｍ的颗粒，在坯体中起骨架作用，有　利于干燥时产生一定的毛细孔而排出坯体中的水　分，应少于３０％。绝不允许有粒径大于３ｒａｍ的颗粒，　在生产空心砖时更不宜有大于２ｍｍ的颗粒。过多　的细颗粒挤压成型后将因孔隙太少，干燥时内部水　分排出困难，最后造成干燥裂纹。　４．４泥料的处理和成型　泥料在处理和成型过程中的许多隐患，如：没　有充分混匀的泥料、颗粒粒度大于３ｒａｍ，挤出成型　时由于挤出断面上的泥流速度差造成的泥料分层、　螺旋纹、ｓ形纹、剪刀口裂纹、月牙纹等将在干燥或　焙烧后，以裂纹的形式暴露出来造成废品。　４．５干燥制度　４．５．１干燥阶段的划分　砖坯中的水分分别以紧紧吸附在颗粒表面形　成水膜的吸附水和被挤压积聚在颗粒之间的自由　水两种形式存在。在干燥过程中，自由水首先蒸发　排出。同时，相邻颗粒迅速占据自由水排出后的剩　余空间而相互靠拢，坯体产生收缩。由于干燥是由　坯体外层向内逐步进行，收缩也是外快而内慢，造　成内部被外部压紧，外部向内部挤胀，一旦这种压　紧和挤胀超过了泥料的弹性系数（１％一２％），必将胀　破坯体表层，产生干燥裂纹。尤其在干燥的初期阶　段，砖坯表层的自由水迅速蒸发，同时内层的自由　水依次向表层移动形成内湿外干的湿度梯度，由于　这时砖坯本身的含水量较高，其与周围环境的湿度　差较大，脱水速度和干燥收缩速度也较快，到本阶　段结束，约可脱去其水分的２０％一５０％，收缩量也将　达到其总收缩量的一半，是最容易产生干燥裂纹的　危险期，这一时间段为２４～７２ｈ。对干燥敏感性系　数大于２的泥料制成的砖坯有时要一周以上。均　以砖坯表面均匀变色、触摸时手上没有湿印为本阶　段结束的标志。　进入干燥的中期阶段后，表层的自由水已基本　脱去，砖坯深部的水必须在先扩散到表层以后才能　蒸发脱去，砖坯的干燥和收缩度明显减慢。至本阶　段结束时，自由水已基本排完，干燥收缩也基本结　束。这时，紧裹在颗粒表面的吸附水才开始蒸发。　由于吸附水要在挣脱了颗粒约束以后才能从缝隙　中挤到砖坯表面蒸发，比自由水困难多了。因此，在　同一干燥条件下，脱水速度大幅度下降。但因已停　止干燥收缩，产生干燥裂纹危险已不存在，可以采　取提高热风温度、降低相对湿度的方法加速干燥。　４．５．２　临界点和临界含水率　如前所述，在干燥的中期阶段结束以后自由水　每囊　科技纵横　５　ｃ　Ｊ　６Ｉ　ｃ　ｅ　Ｉ　ｆ　ｅ　ｃ　８１　０【０　６ｆ　已基本排完，干燥收缩也基本结束，可以加快干燥。　在实验室恒温恒湿条件下得到的干燥曲线上可以　发现这一从等速干燥阶段到降速干燥阶段变化的　转折点，如图１２中的ＬＧ，这个点称为临界点，坯体　在该点处含水率称临界含水率，越过了该点的砖坯　可以放心地升温、减湿、风吹、日晒而不会产生裂　纹。　实验表明：临界含水率主要取决于泥料的性质。　图１２是同一根泥条在不同干燥制度下的干燥曲线，　几乎有同一个临界点。此外，也与坯体内部水分移　动及蒸发率有一定关系。一般说来，空气的相对湿　度越小，流速越快，坯体越厚，成型水分越多，其临　界含水率也较高。　图ｌ２曲线中的直线部分说明此时的干燥速度　是恒定的，且较快。这时坯体表面的蒸发速度和其　内部水分渗透向表面的速度是一样的。这就要求　内部的水分聚积有足够的能量以迅速挤过孔隙，挤　向表层递补已蒸发的表层水。从等速干燥阶段到　降速干燥阶段产生了干燥本质的变化，即从脱去坯　体中的自由水变为脱去颗粒的吸附水，这就需要消　耗更多的能量。　３Ｏ　２ｏ　钿　ｌＯ　０　５　１Ｏ　１５　２０　时间／ｌｌ　ＬＧ　；　ｓ　２　图１２同一种泥料在不同干燥制度时的脱水曲线　表２列出了几种泥料坯体的临界点，可以看出　不同矿物及同一矿物不同细度泥料的临界点是不　同的，黏土成分越多，粉料越细，临界点也越高。这　是因为黏土和细颗粒越多，表面积就越大，吸附水　也越多的缘故。　科技纵横　３　ｃＩ　ｅｌ　ｃｌ　ｌ　ｆ　ｅ　ｃ　０１　０【０　６Ｉ　套羹　表２几种原料制成坯体的临界点　原料　临界点，％　没有填充料的细颗粒黏土　２０～３０　掺有５０％填充料的细颗粒黏土　１０～１８　掺有５０％填充料的粗颗粒土　６～８　掺有５０％填充料的高岭土　６～１Ｏ　掺有７０％填充料的高岭土　９～１２　磨细了的低塑性硬质页岩　‘　５～７　不加填充料的耐火黏土砖坯　１０一ｌ２　在一定的空气温度、相对湿度和气体流速的条　件下（如在人工干燥室中），坯体温度随干燥进程而　变化：先是等速升温直到环境的湿球温度，表面水　分开始蒸发并带走热量，坯体温度和环境湿球温度　保持基本一致。到达临界点后，坯体温度再次上升，　直到环境的干球温度，干燥结束。　表３空气在不同温度时的饱和含水量　／（ｇ／Ｎｍ　）　空气温　饱和　空气温度　饱和　空气温度　饱和　度　含水量　／ｑ２　含水量　，℃　含水量　，℃　Ｏ　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　６５　１９９．４０　ｉ００　８００．９９　众所周知，冬天干风季节天虽冷，只要有风衣　服就容易晾干；而闷热的夏天闷热无风，晒的衣服　就很难干透。蒸笼里的馒头，虽有１ｏ０℃的高温，但　不透风，馒头总是湿润的。　这是因为干燥包括两个过程，即水分吸热气化　和水汽被空气带走，缺一不可。因此，干燥时空气　须在其表面不断流动以带走水汽。试验表明，相对　湿度５０％的空气在接近坯体表面时其相对湿度可　迅速升高到９０％，因此，控制空气在砖坯表面的流　动量也是控制其脱水速度的一个关键。　须知：空气带走水汽的能力是有限的，并随空　气温度的升高而增加，不同温度空气的饱和含水量　（饱和绝对湿度）见表３。在其他条件不变的情况下，　空气的流速越快，流量越大，单位时间所能带走的　水汽也越多。试验表明：气流方向垂直于坯体表面　比平行于坯体表面时的干燥速度快ｌ倍，但这种直　吹表面的干燥方法将造成坯体迎风面和背风面干　燥速度悬殊，收缩不匀而产生裂纹。对于空心砖干　燥时更应孔洞迎风，以免开裂。　图１３黏土的干燥收缩　４．５．３　干燥收缩　干燥过程中的坯体收缩是不可避免的，并直接　影响干燥质量。实践证明：同一泥料在挤出成型时　其在垂直于压力方向上的干燥收缩比在平行压力　方向上的收缩更大也更快，所以在普通实心砖的　条、顶面上更容易出现横向裂纹。　图１３是两种黏土在同一条件下干燥时的收缩　曲线，可以看出，细黏土的干燥收缩比粗黏土大得　多，且其干燥收缩及干燥时间几乎成直线关系。　图中ＬＧ是干燥收缩曲线上的临界点，即干燥　线性收缩的终点，其前面的一小段几*直线，说　明此时的干燥收缩极小，坯体中的自由水已完全脱　去，颗粒间已完全接触形成了骨架结构，阻止了它　的继续收缩。　在干燥期间的不均匀收缩所产生的应力是砖　坯产生干燥裂纹和翘曲的主要原因，而坯体中湿度　梯度过大的差异则是产生这种应力的源泉，其中干　燥制度不合理、混料、水分和成型压力不匀更是造　成湿度大的根本原因。　４．５．４实际干燥过程　—、　１５　＿　褂　蔫１０　。　Ｉ　＼一　５　ＩＩ　。　～．　干燥时段　图１４理想的砖坯干燥曲线　砖坯的理想干燥曲线见图１４，Ｉ区是干燥初期　阶段，是升温预热阶段，这一阶段的主要任务是升　温而不是干燥，目的是要砖坯里外的水分都升温蓄　能，以便在进入干燥阶段后能迅速挤向表层，递补　◇　表层水分脱去后留下的空间，减小湿度梯度，防止　干燥裂纹。所以在这一阶段的气流应保持在９５％　以上的相对湿度的高温高湿状态，使砖坯在这一阶　段尽可能地只升温不脱水，或极少脱水，直到坯体　温度上升到该处气流的湿球温度。　图中的Ⅱ区是干燥的中期阶段，是砖坯的等速　干燥阶段，干燥收缩也基本发生在这一阶段。为防　止干燥裂纹，在这一阶段理想状态的气流应是恒温　减湿，以均匀而迅速地脱去坯体的自由水，到达临　界点进人干燥的后期阶段Ⅲ区。这时，坯体收缩已　经停止，可以升温降湿，以脱去坯体中的附着水。　因此，在采用自然干燥时，对于用干燥敏感　性系数较高泥料制成的砖坯在干燥的初期阶段　务必采取低温高湿干燥法，即保持环境温度约　１５—２５ｃｃ，相对湿度６０％～７０％，风速１一一３ｍ／ｓ。为　此，砖坯应密码上埂，随手遮护，防止水汽迅速流　失，使坯垛周围保持一个相对湿度高、空气基本静　止温柔的小环境，以尽可能缓慢地脱水。经３～７ｄ，　砖坯表面开始变色，拿坯时手上没有湿印，说明干　燥初期阶段已经结束，应即翻坯花架，花架时应把　坯上下易位，里外调头，使脱水均匀，减免压裂，并　配合“三勤十放”的护晾操作方法，可以取得令人满　意的效果。三勤指勤揭、勤盖、勤检查，十放指先放　夜风、早晚风、背风、小风、背阳风、后放日风、正风、　大风、正阳风，最后揭盖放风晒太阳。　对于逆流式隧道干燥室则应以调整送热、控制　排潮、均衡进车、定人检测等手段，使干燥室的预热　段、干燥段分别经常保持在干燥的初期阶段和中、　后期阶段。其具体表现应该是进车口排出气体的　相对湿度为９５％，温度为３５—４５℃，整个预热段均　处于干燥的初期阶段，气流的相对湿度都保持在　８０％一９５％，以使砖坯处于一个高温、高湿的环境，　坯体只升温不脱水，以防止干燥裂纹。在干燥室的　干燥段则应保持为干燥的中、后期阶段，其气流的　相对湿度不得大于８０％，以免气流前进到预热段时　温度下降，相对湿度上升，一旦达到饱和湿度，必将　造成预热段砖坯凝露、吸潮、软化、坍塌。　对于正压排潮的逆流式隧道干燥室，一旦出现　进车口排出气体的相对湿度小于９０％，应关闭或减　小预热段的排潮口，迫使部分潮湿气流继续前进，　增大预热段气体的相对湿度。如果检测发现干燥　段气体的相对湿度达到８０％，则应立即打开或加大　该处排潮孔排潮，以免在预热段坯体凝露、坍塌，并　前　科技纵横　５　ｃＩｌＩ　ｅ　８　ｌ　Ｉ　８　ｃ　８１　０１　０　６　ｙ　应随时监测，一旦该处气流的相对湿度降到８０％以　下，立即把排潮口还原，以免浪费热能。　对于室式干燥室等间歇式的人工干燥室来说，　由于有比隧道式人工干燥室更大的灵活性，可以根　据砖坯规格分别掌握，在初期阶段保湿升温以预　热，中期阶段恒温降湿以脱水，后期阶段升温减湿　以加速干燥。　４．６砖坯干燥后出现的缺陷及防治　４．６．１　变形　砖坯成型水分太高，坯体太软，码坯时手太重　造成砖坯弯曲、压凹，防治办法是在砖机允许的条　件下尽可能地减少成型水分，提高坯体强度和操作　中轻拿轻放。　４．６．２压、拉裂　一种是坯埂或车面不平、码坯太高、被压折断　坯体叠压部分脱水较慢，收缩也较慢，而未叠压部　分与空气直接接触脱水较快，收缩较多，同一块砖　坯干湿差别太大在交界处被拉裂。防治办法：一是　垫平坯埂或车面，少码一两层；二是码坯时不要用　力太猛，上下层之间压得太紧；三是适当减缓干燥　速度，减小同一坯体的干湿差别。　４．６．３风裂　常出现在砖坯的条面上的横向裂纹，甚至横向　贯穿裂开。原因是风速太快，砖坯表面迅速脱水干　燥收缩，中部干燥慢，基本没收缩，拉裂表层。防治　办法：砖坯在干燥的初期阶段及在干燥室的进车端　附近防止大风急吹。如自然干燥时强化遮护防止风　吹；人工干燥时保持坯垛和顶部的间隙为５０ｒａｍ以　内，防止顶部、两侧风速太快吹裂顶、侧砖坯，以及　定时进车，保持正常循环。　ｒ　４．６．４　酥裂　裂纹极不规则，多为鳞状或网状分布，稍受外　力即碎裂脱落。造成这一问题的原因较多，如环境　温度低于Ｏ￣Ｃ，坯体残余水分结冰；较干的砖坯在十　分潮湿的环境下吸潮膨胀。为此应把砖坯干燥到　残余水分在６％左右，并注意不要让砖坯在较冷或　潮湿的环境中长期存放，以致吸湿回潮。　４．６．５　网状裂纹　砖坯表面出现蜘蛛网似的互相交叉的不规则　裂纹，凡被雨淋过的砖坯再度干燥时均将出现网状　裂纹。另外，在干燥的初期阶段表层脱水太快迅速　收缩，被还没有脱水的内部泥料胀破。防止的办法　是勤遮护，防止砖坯淋水及在砖坯干燥的初期阶段　科技纵横　８　ｃ】６　ｃ　ｅ　Ｉ　Ｉ　８　ｃ　８ｌ　０【０　ｃ　ｙ　如嘏讲座　有一个相对温柔的环境。人工干燥时的预热段气　流的相对湿度为８０％～９５％。　４．６．６发状裂纹　坯体表面出现细如发丝，没有任何分叉的不规　则裂纹。常发生在干坯受潮再次干燥以后，应注意　干坯及时人窑，如需贮坯，不可受潮。　４．６．７　结构裂纹　由于挤出机的某些技术参数不合理，设备维修　没有跟上，以及生产多孑Ｌ砖、空心砖时因芯具问题　造成的干燥以后才显现的螺旋纹、ｓ形纹、刀架裂　纹、月牙纹、剪刀口纹等不属于干燥本身的原因，本　文不赘述，请参阅《预防为主——浅析烧结多孔砖、　空心砖的成型裂纹》。　４．７人工干燥时的注意事项　与自然干燥相比，人工干燥具有大量节约土地　和提高干燥效率，节约人力、减少砖坯损耗和遮护　材料消耗以及充分利用余热等优点，已在许多砖厂　推广。　在自然干燥的初期阶段，采取加强遮护、减弱　气流、保持“温柔的”小环境，在常温下尽量使坯体　内外水分同步移动，缓慢蒸发以减免干燥裂纹。在　人工干燥的初期阶段，则采取在高温饱和湿度的环　境下使砖坯稳步升温而极少蒸发。进入干燥段后　砖坯内外水分温度均已同样升高，内部水分能迅速　“挤”至表层补充其已蒸发了的水分，达到坯体内外　水分尽可能地迅速同步移动，既成倍加速脱水又不　产生干燥裂纹。　目前通用的人工干燥室有连续生产的“隧道式　人工干燥室”和间歇生产的“室式干燥室”两种。　隧道式人工干燥室全长分为三段。其中，从进　车口到送热道的终点叫“预热段”，整个送热的部分　（即有送热口部分）叫“干燥段”，剩余的部分直到出　车口叫“冷却段”。为保证砖坯在预热段能有一个　只升温不排潮的湿润环境，应经常检测该段排潮气　体的相对湿度是否保持在９５％以上。否则，应关　小干燥段的排潮口，使湿气进入预热带增加相对湿　度。与此同时，为防止干燥段的饱和湿气进入预热　段造成冷坯凝露、吸潮垮坯垛，还应经常检测干燥　段的排潮气流的相对湿度必须小于９０％，否则，应　开大干燥段的排潮口，及时排除相对湿度较高的潮　气。　隧道式人工干燥室属连续生产，为保持干燥室　内各段正常的温度和湿度基本不变，就必须保证按　时进车，以免室内气流中的水分波动打乱循环，降　低干燥质量出现大量废坯。　间歇生产的室式干燥室湿坯码人室内不动，码　满一室，关门送人热风，脱水排潮，砖坯干好后卸　出，完成一个循环。　由于砖坯不动，所以室式干燥室没有明确的　“三段”，但每一循环的干燥过程仍应通过调整送热　闸门按照“三段”的要求从严控制，一般２４—３６ｈ可　以完成一个循环。　尽管室式干燥室每一循环都要经历一次升　温一保温一放热降温的过程，热量损失较多，但因　其投资少、建造快，并可根据砖坯的不同品种（如实　心砖、多孔砖、空心砖等）分别选用不同的热风温　度、升温和保温时间等热工参数，十分灵活，适宜于　中、小型砖厂。　４．８　自然干燥时的注意事项　为了减少干燥裂纹，空心砖在干燥过程中必须　注意以下几个问题：　①适当降低原料的塑性指数。在保证成型的　条件下，对肥性泥料适当掺入粉煤灰、煤渣、页岩、　煤矸石甚至废砖粉或砂质土壤等瘠性材料，使混合　泥料的整体干燥敏感系数小于１。如南京新宁砖　瓦厂２０多年来一直用一种中等塑性的黏土，掺人　１５％左右的煤渣，只用一次破碎、一次搅拌、普通挤　出机挤出成型的生产工艺，生产多种规格孔洞率为　２０％～２９％多孔砖和孔洞率为３０％～４５％的空心　砖，产品的最大尺寸达到２９０ｒａｍ×２９０ｍｍ×１５０ｍｍ，　是普通砖体积的８．６倍，采用自然干燥，不仅干燥周　期比实心砖缩短１／５—１１３，干燥废品率亦少于５％。　②孔型和砖的尺寸。如前所述，为避免砖坯内　肋和外壁的不均匀收缩及泥料内应力过大的差异，　应尽量使孑Ｌ型规则、转角圆滑、排列对称、尺寸接　近，以及肋和壁的厚度不可悬殊过大。　同时，还应注意制品外型的比例关系，对小孔、　多孔砖，其宽厚比越大，孔的相对湿度也越大，内肋　与外壁脱水速度的差异也越大，不仅其所需要的干　燥时间更长，其产生干燥裂纹的威胁也更大。这是　因为十几毫米直径的小孔对于热风有较大的阻力，　通风不良的内肋与相对通风良好的外壁的干燥速　度悬殊增大，所以小孔、多孔砖坯的厚度不宜大于　宽度，即孔深应小于砖宽。　对于大孔、少孔的空心砖，当其长宽比大于１　时，干燥速度将明显减慢。而其表面的均匀凹槽则　增加了和空气的接触面积并有利于坯垛通风，加快　脱水。如长度在ｌｍ以上的楼板砖坯，就要放在坯　板上并与地面有一定倾角的情况下单块缓慢干燥　才行。　此外，成型时的许多隐患，如成型水分、坯体各　部的密实程度内肋疏松、“ｓ”形纹、螺旋纹的隐患、　愈合长度不够等留下的暗伤和石子、杂质、混料不　匀等留下的后遗症，都常在干燥和焙烧后才暴露出　来，造成的损失会更大，应充分注意。　③坯垛码架高度。空心砖坯的强度不如实心　砖，孑Ｌ洞率越大，强度也越低。因此，码坯高度也应　降低１／３左右，因其比实心砖干得快，当干燥初期阶　段结束，坯体强度增加，在花架翻坯时可以把两条　坯埂上的砖坯合并在一条坯埂上。因此，同一晾坯　场的生产能力可以增加２０％左右。　④注意砖坯的架码形式。由于气流通过截面　小于ｌＯｏｍ　的孔洞时阻力急剧增大，而在通过截面　大于１５ｃｍ　的孔洞时阻力甚小的特性，而多孑Ｌ砖孔　洞截面多小于ｌＯｅｍ　，空心砖孔洞截面多大于１５ｅｒａ　的具体隋况，在码坯垛时应该注意：　对厚度比较小的多孔砖，应以大面迎风，即风　向对着孔洞或顶面，以免产生由孔洞向内延伸的小　裂口。　任何一种空心制品，如果以面积最大的实面迎　风，由于气流经过砖坯缝隙折向砖坯的孑Ｌ洞十分困　难，势必造成砖坯迎风面和背风面之间、外壁和内　肋之间脱水速度悬殊而易于产生裂纹。因此，对宽　厚比较大，即顶面面积较大的多孔砖坯应采取风吹　洞的码坯形式，并应适当减慢初期的干燥速度。大　孔的空心砖坯更应如此。　个别的异形砖坯，如拱壳砖、花格砖其孔大、壁　薄、不对称，湿坯根本无法孔洞迎风码垛时，可以先　用孔洞朝天的形式齐缝叠码，孔洞互相对正，等干　燥的初期阶段结束花架时再行翻转。外壁有凹槽　的空心砖坯，在码垛时应凸对凸、凹对凹以加大通　风间隙和增加砖坯之间的有效接触面积，防止压垮　变形。　⑤及时花架翻坯，减轻压裂，加速干燥。实践证　明，砖坯干燥的前一、两天为干燥的初期阶段，主要　为表层脱水，速度较快。在这一阶段将脱去其水分　的２０％　５０％，同时坯体也要收缩其干燥总收缩量　的近一半。由于主要是表层脱水收缩，且空心砖整　个坯体强度小于实心砖，故此时极易产生裂纹。为　ｉ茹豁谱崖　科技纵横　５　ｃＩｌＩ　ｃ　８　ｌ　ｆｌ　ｃ　８１　０【０　ｃｆ　此，在这一阶段砖坯应该有一个较低的风速和较为　湿润的环境，使其缓慢脱水，并保持砖坯内、外层的　含水量差异不致过大。因此，空心砖湿坯码上坯埂　后应立即用盖具全面遮护，特别是在干风烈Ｅｌ情况　下更应注意，使其在一个较“温柔的”环境下安全渡　过“危险期”。　由于上下各层砖坯的干燥速度及其所受到的　压力很不一般，其最底层的砖坯不仅承压最大，而　且通风不好，地面湿气重，干得更慢。其与砖埂直　接接触的一面裂纹更严重，有时可达底层砖坯总数　的一半以上。因此，应在砖坯干燥的初期阶段结束，　即砖坯表面开始变色坯体强度明显增大，一般为　１～２ｄ时，立即花架翻坯。此时应将各层砖坯上下　易位，里外调头，尽量均匀干燥，减免压裂。实践证　明，及时花架的砖坯的干燥速度可以加快１／３。　进人中期干燥阶段时，由于砖坯内中心部位水　分必须先扩散到表层以后才能蒸发排除，砖坯的干　燥和收缩都明显减慢。至本阶段结束时，坯体的累　计收缩量将达到其干燥总收缩量的９０％，此阶段的　干燥速度允许比初期阶段稍快，此时，可以放背风　（揭开背风面）夜风和早晚全放风。但对干燥敏感　系数较高的泥料，仍需防止太阳直晒。　进入干燥后期时，因砖坯的干燥收缩已基本结　束，产生干燥裂纹的危险性很小，可以增加风吹日　晒，如再次花架翻坯，上下移位，里外调头，更可加　速脱水。到实心砖坯的残余水分低于６％，空心砖　坯低于３．５％时入窑更佳。　⑥孔洞迎风之码法。尽管在自然干燥中效果　极佳，但在人工干燥及焙烧时如果采用这一方法，　应慎之又慎。　在一些地区空心砖只能孔洞朝天装码，而在另　一些地区空心砖坯则必须孔洞水平装码，否则，就　会大幅降低成品率。在四川省西昌市一个烧结砖　厂，一烘一烧一次码烧，但在生产空心砖时，在干燥　室必须孔洞朝天装码，而在焙烧窑则必须孔洞水平　装码，否则就出问题，为此，该厂在生产空心砖时，　不得不采用二次码烧。据该厂统计，其所提高的成　品率足以抵消二次装码产生的费用而有余。　因为影响砖坯干燥质量的因素很多，从原料的　技术性能、粉料的颗粒级配、成型时的坯体强度、人　工干燥室和焙烧窑炉的热工系统、风速、风量、温度　等都在一定程度上直接或间接影响着砖坯的干燥　和焙烧质量。很多都需要依靠装码形式来适应它　科技纵横　５　ｃＩ　６Ｉ　ｃｌ　ｌ　１　６　ｃ　８ｌ　０ｌ　０　６　ｙ　曾　们，所以在生产中切不可生搬硬套，而应根据上述　基本原则，紧密结合本厂实际调整、改进，找出一套　适应本厂情况的装码形式。　４．９正压排潮隧道式人工干燥室常见问题及防治　４．９．１　砖坯不干　如果是整个干燥车的砖坯都不干，可能是进入　干燥室热风的温度不够或风量不足。如果是坯垛　四周的砖坯干了，只是中部砖坯不干，则是砖坯码　放形式不对，中部风量太小。　前者应适当提高进入干燥室的热风温度，一　般对黏土砖或干燥敏感性较高的原料热风温度约　８０～１００℃，煤矸石、页岩、粉煤灰等原料温度可提高　到１２０　１４０＂１２，而且制品薄的原料温度应较低。　如果是风量不够则应加大送风量，对于后者　在码坯时应注意：砖坯与砖坯之间应留有不小于　２０ｒａｍ宽的缝隙，以便通风。　由于坯垛上下左右均与干燥室内壁有较大的　间隙（这一间隙应不大于８０～ｌＯＯｍｍ），通过的风量　多，所以车的中间应留一条大于１００　１５０ｍｍ的纵　向风道，对于实心砖可以在中部码“二压二”，其余　码“三压三”增强中部通风。　４．９．２砖坯干燥后出现大量网状裂纹　这些裂纹极不规则，互相交叉，像蜘蛛网一样　分布在砖坯表面，此时，如果用湿度计在干燥室的　进车口检测气流的相对湿度，可以发现其相对湿度　小于８５％。其原因是干燥室的预热段升温过急，迅　速产生的热汽来不及从砖料的孔隙中走出来，只好　“挤”破砖坯，破壳而出。　正如在第二部分所述，原料应该有一个合理的　颗粒级配。细粉太多，不利于形成排除水汽的毛细　孔，以及原料的干燥敏感性系数太高，干湿收缩太　大，均会给排除水汽带来困难。　此外，成型水分太高也是产生网状裂纹的一个　重要因素，这不仅因为成型水分越高，干燥时排出　的水量越大，干燥的工作负担越重，所需要的干燥　时间也越长，更因为干燥时排除的水分越多，砖坯　的干燥收缩量也越大，越容易产生干燥裂纹。　因此，对塑性指数和干燥敏感性系数太高的原　料，应适当掺人煤矸石、粉煤灰、炉渣、硬质页岩，或　废砖等瘠性材料，调整其干燥敏感性系数在１．５以　下，并在砖机电机功率允许的条件下尽可能降低其　成型水分。从前面关于干燥敏感性系数的公式中　可以看出成型水分越高，原料的干燥敏感性系数也　越大，切不可只顾成型方便而给干燥带来隐患。　裂纹的主要原因。如前所述，在干燥室预热阶段的　主要任务是使砖坯内外均匀升温，而不是排潮，因　此，如果在这一阶段升温速度太快，而且空气的相　对湿度太低，砖坯内部仍十分湿润，体积并不收缩，　怎么会不拉破表皮产生裂纹呢？　４．９．３干燥出来的实心砖坯大量断裂　这是在人工干燥室的干燥脱水阶段送热温度　太高、风量太大所致。因为砖坯脱水总是先表层后　内部，如果升温过急，砖坯中的水分迅速转化为水　蒸气，其内部的水汽都挤着往外跑，而砖坯的毛细　孔（排汽通道）有限，只好“挤”破砖坯喷涌而出。　不要忘了，水在变成水蒸气的时候体积要膨胀１２４５　倍。　４．９．４砖坯潮塌　此种情况多出现在距人工干燥室进车口里面　第３—８个车位，车上坯垛“坐”了下来，烂坯水分极　高，有时成为烂稀泥，多出现在坯垛中部。这是因　为中部排潮较为困难。此时，如果检测进车口气体　的相对湿度往往大于９５％，而干燥室干燥段排出气　体的相对湿度大于８５％。　这时作为临时措施，可以打开干燥段的排潮烟　囱（排潮口），把过湿气体及早排除，拉空垮塌的干燥　车，另外进车。　还有一个可能是进入干燥室砖坯的水分太多，　超过了干燥室的排潮能力，不堪重负。　如果新建干燥室出现这一问题，可能是送热系　统不合理，应调整送热孔增加预热段的送风量。也　可以从干燥室内干燥段和预热段的分界线附近，从　干燥室的顶部“二次送热”降低进入预热段气流的　相对湿度。　这种二次送热风可以另用一台小点的风机抽　取窑炉余热或可用烟热，如现有风机能力足够，也　可以从其出风口或干燥室的总热风道上开一个支　道送热，分一部分热风用作二次送热，并应有风门　控制，不用时可关闭，防止送风过多砖坯产生网状　裂纹。　４．１０温度曲线和脱水曲线　由于不同原料，不同砖型的干燥性能不完全一　样，其所需要的温度曲线、脱水曲线也不可能完全　一样。例如：干燥敏感性系数和塑性指数较高（如黏　土）制品较薄（如空心砖）时需要较低的温度和较为　谱座　科技纵横　５　ｃＩｌＩ　ｃ　ｅ　ｌ　ｆ　ｅ　ｃ　８１　０１　０　ｅＩ　平缓的升温曲线和脱水曲线。反之，较硬的煤矸石、　页岩、粉煤灰砖，虽进入干燥室的热风温度较高，升　温较快也安然无恙。自然环境的温度、大气压力也　都会对干燥室的效果产生影响，所以干燥室最好能　有一个可以调节的送热口和可以调节排潮孔面积　的排潮口，以适应不同的需要。　图１５是一种用于干燥页岩的正压排潮的人工　（图ｌ５是下图的分段图，是在ｌ—ｌ　２—２处分　段画出的）。　表４干燥室送热、排潮口布置　进车口为１＃车位。　干燥室的纵剖面图，其送热口由若干预制混凝土梗　顶排潮口尺寸　底送热口　累计送热　累计长　组成，位置及大小可以调整，排潮孔的出口也可以　车位　长（ｍｍ）×宽（高（ｍ）　ａｒｍ）×　宽（ｃｍ）　口（ｃｍ）　（ｍ）　用加盖石棉瓦的方法调整。所有送热口的长度均　１　４００Ｘ８ｏｏ×１．５２　１．２　略小于干燥车的轨距，排潮口的长度均和干燥室的　２　２　２　宽度一样。　３　４　６　表４是该项人工干燥室送热口，排潮口尺寸数　４　４００×８ｏｏ×１．８２　４．８　据表，并以干燥室进车口的第一个车位为１号车位，　５～７　６×３个　２４　可供参考。　８　４００×８０ｏ×２．８　９．６　９　１１　１Ｏ×３个　５４　１２　６ｏ０×１２６０×２．８　１４．４　１３—１５　１５×３个　９９　１６　６００Ｘ　１２６０×２．Ｏ５　１９．２　１７—１９　１５×３个　１４４　２０　４ｏ０×８０ｏ×１．８２　２４　２１—２３　１Ｏ×３个　１７４　２４　４０ｏ×８ｏ０×１．５２　２８．８　２５～２７　８×３个　１９８　２８　４０ｏ×８ｏ０×１．０５　３３．６　２９～３８　５×ｌＯ个　２４８　３９　４００Ｘ８ｏ０×１．５２　４３．２　４０～４６　１×７个　２５５　图１　５一种正压排潮的隧道式人工干燥室的纵剖面图　４７　４００×８ｏｏ×１．５２　５６Ｉ４　４８～５Ｏ　６０　夺・夺・÷・夺・÷・÷・夺・—｝・夺・夺・夺・夺・÷・夺・—争・夺・÷・÷・÷　（上接第２５页）　制砖，一般情况下都能达到全内燃或超内燃烧砖的　矿）时，采用这种焙烧方法，可减少产品的泛白和泛　要求，不仅可以把砖烧熟，而且还有多余的热量用　霜趋势。因为有碳存在的情况下，黄铁矿是不会被　来干燥砖坯。若粉煤灰或煤矸石的热值较低，则应　氧化的，只有在碳完全燃烧后才开始氧化。　向其中加入一定量的煤炭，补充其热量的不足，加　总之，内燃烧砖不管采用那种方式，燃料掺加　煤量多少按照前述的计算方法计算。　量的准确确定是很重要的，这对产品的质量提高及　半内燃烧砖内燃料的加入量，应该保证砖坯中　焙烧的顺利完成有极大影响。另外，还应使燃料与　的内燃料必须在液相出现前完全燃烧尽，然后靠外　原料充分混合，让燃料均匀地分散在原料中，使坯　加燃料来维持从这一温度开始到最高烧成温度。“这　体中热量分布平衡，烧成条件更完善。　一温度”大约是８５０￣Ｃ，对于某种特定的原材料或坯　体而言，应通过试验（例如热分析试验方法）来确定　参考文献　液相或坯体开始出现的温度。如果原材料中含有　［１】湛轩业，杜保平．隧道窑设计与操作中应重视的问题（一）【Ｊ】，　硫化物（例如煤矸石或某些页岩中的黄铁矿、白铁　砖瓦，２００６．１２　◆