由于在生產(chǎn)磷酸鹽磚的同時(shí),燒成磚的生產(chǎn)也在同時(shí)進(jìn)行原有工藝參數(shù)在生產(chǎn)實(shí)際難以控制,結(jié)果造成干燥車(chē)周轉(zhuǎn)不暢,影響了成型工序的正常生產(chǎn),且干燥,熱處理時(shí)間偏長(zhǎng),影響了交貨期。熱處理過(guò)程中裝窯火道預(yù)留不當(dāng),溫度偏高,造成窯內(nèi)頂部的磚坯過(guò)燒(變紅),底部的磚坯欠燒(變黑),大大降低了產(chǎn)品合格率。
為了改善生產(chǎn)狀況,基于磷酸鹽磚的干燥基本原理和隧道干燥器、倒焰窯的工作原理對(duì)部分工藝參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。
隧道干燥器一般采用逆流干燥原理,進(jìn)干燥器的水分較高的磚坯與溫度不高、濕度較大的氣流接觸不易產(chǎn)生廢品,當(dāng)干燥進(jìn)行至一定階段,磚坯中含水較少,此時(shí)遇到溫度高運(yùn)度低的熱氣流可以加速干燥過(guò)程,磷酸鹽磚坯含有4 %?5 %的水分,不宜直接進(jìn)入隧道干燥器,否則,在干燥過(guò)程中(主要排出磚坯內(nèi)的水分),由于受到高溫氣流沖擊作用和受熱不均勻,形成急劇地不均勻的排水,尤其是磚坯表面明顯硬化后,內(nèi)部又急劇排水所形成的應(yīng)力作用引起表面發(fā)生裂紋,因此必須經(jīng)過(guò)在空氣中自然干燥一段時(shí)間后,才能進(jìn)入隧道干燥器。磷酸鹽磚坯的干燥宜采用“低溫大風(fēng)量”干燥法?!暗蜏亍?有益于緩慢均勻排水和避免磚坯表面早硬化;“大風(fēng)量”有益于蒸發(fā)并帶走濕空氣,提高干燥效率。生產(chǎn)實(shí)踐表明,自然干燥不小于8h,控制窯內(nèi)入磚端溫度60?80℃,出磚端溫度100?120℃,并敞開(kāi)出磚端窯門(mén),干燥時(shí)間不小于12h,干燥后的磚坯殘余水份小于0.3%,干燥后的磚強(qiáng)度可以滿足運(yùn)輸和熱處理裝窯的要求。
倒焰窯是一種間歇式窯爐,因?yàn)闊焽璧某榱?,迫使從火箱出?lái)的煙氣經(jīng)過(guò)制品、吸火孔、支煙道進(jìn)入主煙道,經(jīng)煙囪排入大氣中,窯內(nèi)的氣流采用由上而下的“倒焰”方式。在低溫階段,窯內(nèi)的傳熱方式主要靠熱煙氣以對(duì)流方式傳給制品,制品本身則靠不穩(wěn)定導(dǎo)熱方式將熱量由表面?zhèn)髦林行?。磷酸鹽磚的熱處理溫度500?600℃,因此,合理布置裝窯,調(diào)節(jié)窯內(nèi)擋火墻的高度,使窯內(nèi)氣流順暢,達(dá)到窯內(nèi)溫度均勻,也便于各溫度范圍的升溫,保溫過(guò)程中的窯溫控制,設(shè)在窯底的吸火孔的作用是排煙,它的總面積的大小與分布情況,對(duì)窯的操作控制和窯內(nèi)水平截面上的溫度均勻性關(guān)系極大。如總面積太大,氣流很快就從吸火孔跑掉,熱量不能充分傳給制品,熱利用較差,燃耗較高,窯溫不易控制;如面積太小,排煙阻力又大,升溫困難,容易造成窯內(nèi)上下溫差大。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),裝窯前在打底炕時(shí),以窯內(nèi)中心線為基準(zhǔn),靠近主煙道排煙口一側(cè),底炕要遮蔽吸火孔,遠(yuǎn)離主煙道排煙口一側(cè),底炕要在兩排吸火孔之間鋪置,留下吸火孔位置,這樣會(huì)更好地使窯內(nèi)水平截面上的溫度分布均勻,擋火墻的作用是使熱煙氣具有一定方向與流速,合理地送至窯內(nèi)。擋火墻的高低將嚴(yán)重影響窯內(nèi)上下溫差。擋火墻太低,氣流大部分不能達(dá)到窯頂,直接進(jìn)入窯的下部,使下部溫度高,上部溫度低;反之,若擋火墻太高,氣流將全部直沖窯頂,甚至集中在窯的頂點(diǎn),造成上下溫差大,上部的制品易過(guò)燒,下部制品易生燒。故要根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整,以便大部分氣流送到窯頂,小部分直接進(jìn)入窯的下部。根據(jù)實(shí)踐绖驗(yàn),裝窯高度與擋火墻高度之差為300?400mm為宜。
為了使窯內(nèi)有足夠的熱氣流在窯內(nèi)流動(dòng),防止局部磚坯過(guò)燒,達(dá)到磚坯充分熱處理的目的,磚垛與窯頂、當(dāng)門(mén)襠火墻之間要有合適的距離,磚列之間的距離,磚列的寬度,磚縫的大小也要合適。
由2.1中的基本原理可知,磷酸鹽磚熱處理后的強(qiáng)度高低取決于偏磷酸鋁聚和反應(yīng)的程度,所需要的溫度在300℃以上。因此,溫度小于300℃時(shí)在保證排除磚坯中殘存的自由水和大氣吸附水時(shí)磚坯無(wú)裂紋的情況下,可以適宜地提高升溫速度。
磷酸鹽磚熱處理過(guò)程中的燒火操作對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較大,除了正確按溫度制度操作外,保證窯內(nèi)的壓力和氣氛也是必須的。因此需要合理調(diào)整閘板和煤氣與空氣配比來(lái)達(dá)到需要。低溫階段(0?200℃)主要是排除磚坯中殘余的自由水和大氣吸附水,應(yīng)將閘板打開(kāi),以便增大煙囪的抽力,將水份盡快帶走;中溫階段(200?500 ℃)主要是焦磷酸鋁的生成和偏磷酸鋁的聚合反應(yīng),閘板可適當(dāng)降低,以便更好地控制窯溫,使反應(yīng)充分進(jìn)行;保溫階段應(yīng)降低閘板,使窯內(nèi)下部溫度提高,以使全窯溫度均勻一致。止火后打開(kāi)閘板,窯溫降至300℃以后打開(kāi)窯門(mén),以便使窯溫快速降下來(lái),盡早出窯。在整個(gè)升溫過(guò)程中,窯內(nèi)的溫度、升溫速度與氣氛、壓力都在發(fā)生變化,因此需要精心調(diào)整煤氣和空氣的配比和閘板的位置,使熱處理在微正壓、氧化氣氛中進(jìn)行。