通過我們多年生產實踐摸索和對國內幾十家磚廠現場服務過程中,也深切的體會到:大斷面隧道窯達產難度較大,超產更困難;而小斷面隧道窯達產很輕松,超產更不稀奇。那么如何提高大斷面隧道窯的產量呢?在排除管理方面的原因外,設計和操作是制約產量的關鍵因素。要想提高大斷面隧道窯的產量,首先應該抓好設計關。
一、窯內高不應低于1.6m(自窯車臺面計),即設計碼90磚16層以上。
最初我國的一次碼燒隧道窯設計高度都小于10米(90磚16層),但隨著國內硬塑制磚設備性能的不斷完善,一次碼高16層已不成問題。單條窯爐設計年產量也從原來的5000萬塊提高到8000萬塊。但考慮到底層磚的質量和坯垛的穩定性,最高不應超過18層。
二、窯爐長度適中。
窯爐設計長度不宜超過150米,一般頁巖磚窯爐110-130米即可,煤矸石磚窯爐130-150米即可。窯爐長度是影響車行速度的關鍵因素。我國70年代建成的大批小斷面隧道窯長度也在70-90米之間,其產品質量不達標的。斷面大窯體適當長,否則難以氣壓平衡
三、窯爐的頂、側間隙不宜盲目擴大。
為了窯爐的運行安全,一般頂間隙都大于90mm,側間隙都大于100mm。小斷面隧道窯曲封磚和窯內墻是平齊的,而大斷面隧道窯曲封磚比窯內墻凸出40mm,相當于人為的增加漏風斷面0.095㎡(按碼高16層計算),按平均流速6m/s計算,每小時漏風量達2056m3。小斷面隧道窯兩側沒有多余的間隙,所以其車行速度就要快一點。大斷面隧道窯曲封磚凸出40mm是為了保護窯內墻,但這么多年實踐過程中,也沒有多少家小斷面隧道窯內墻因為沒有曲封磚凸出來保護而被頻繁碰壞的。因此,大斷面隧道窯的側間隙沒有必要盲目擴大(頂間隙因為考慮到主梁跨度大,要產生一定撓度,所以其間隙不宜隨意縮?。?。
四、窯爐的通風設施設計時應盡量使其運行阻力最小化。
1、主管和支管管徑宜粗不宜細。管徑粗一點其運行阻力小,尤其支管,一些含硫原料容易使其內表面結垢,影響通風量,稍粗一點能使這種不利影響減少到最小化。
2、排煙風機與窯體之間宜近不宜遠。
3、各種管路彎頭越少越好。
4、嚴禁“卡脖子”現象。管路直角拐彎和突然變細都會嚴重影響通風量,必須堅決杜絕。
5、排煙閘閥最少7對,一般應以9對為宜。排煙閘閥少,窯爐調節困難,給生產操作帶來諸多不便。而且,如果支管的斷面積之和略大于或等于主管斷面積,用閘后其有效通風面積會比主管小的多,使通風阻力增大,風機運行電流上升,增加電耗。原則上排煙支管斷面積之和最少是主管斷面積的1.5倍。
6、風機選型時風量富裕系數應該盡量大一點。
五、配套干燥窯盡量長一點,確保干燥效果。干燥窯的長度不宜低于80米。窯越長,磚坯的干燥效果就越好。干燥效果好,為焙燒窯快出車打好了基礎。
其次應該抓好操作關。
一、碼坯宜稀不宜密。
操作輪窯的老前輩們總結出了提高輪窯產量的有效措施:稀碼快燒。也一理論也同樣適用于大斷面隧道窯。但因輪窯和隧道窯存在著本質上的差別(坯與窯的相對靜止和相對運動),所以其碼坯密度的計算方法也存在著差別。輪窯一般稀碼標準為220-250標塊/m3,折KP1磚129-147塊/m3。對輪窯而言,250標塊/m3已經屬于稀碼了,但對大斷面隧道窯而言這一密度就屬于“密碼”,因其頂、側、坯剁間隙面積已經占橫斷面積的比例達到10%左右,而輪窯沒有這些間隙。所以,隧道窯斷面越大,其稀碼的標準就應該越接近這一經驗數值(220-250)的下限。6.9米隧道窯稀碼的密度為130-140塊/m3(KP1)。
有的磚廠為了提高產量采取密碼的辦法,實際上這是非常錯誤的。碼坯密度大,通風阻力大,預熱帶升溫緩慢,高溫帶難以控制,進入冷卻帶溫度又降不下來,想快出車又造成高溫帶后移,而且坯垛中間很容易過火,產品質量無法保證。俗話說:三三得九不如二五一十。每車碼3000,每班能出3車,就不如每車碼2000,每班出5車。磚坯碼完后要求坯垛前后對齊、間隙一致,整車坯隙能夠通亮。這樣通風就順暢,車行速度就快,產量就容易提高。但人工碼坯做到這一點很難,碼坯工最少通過3-5年的鍛煉才能達到這種熟練程度,最好采用機械碼坯。
二、 熱值適中,不宜過高。
熱值太高,產品容易過火,窯內高溫帶向前后延長,高溫點溫度超高,威脅窯頂安全;冷卻帶降溫困難,若強制降溫,則制品產生冷卻裂紋,影響質量。所以高熱值不能提高產量。輪窯操作理論中提出的“低熱值稀碼快燒”工藝可供我們借鑒,但熱值從高到低要逐步降低,不要企圖一蹴而就,如果熱值忽高忽低,結果可能適得其反。一般新建大斷面隧道窯磚坯熱值400kcal就可以了,窯爐保溫效果好的360-380kcal也可以。
三、 側間隙和坯垛間隙應盡量小
為了讓空氣充分助燃,我們希望所有的空氣都從坯垛中間通過。輪窯沒有相對運動,可以把側間隙和頂間隙縮小到“零”,而隧道窯因窯車和窯體的相對運動,為了窯體的安全,就必須保留頂、側間隙。為了減少中間過火和磚坯收縮造成的拉裂,大斷面隧道窯還必須在坯垛橫斷面中間留設2-3道縱向間隙。這些間隙使一部份空氣“悄悄溜走”,做了無用功。尤其側間隙危害更重,因為隧道窯的排煙支管大多設計在窯墻的兩側,這就為漏風提供了便捷的通道,所以兩側漏風最嚴重。
窯爐通風率V(坯垛橫斷面通風總面積與窯通道斷面積百分比)是衡量車行速度的一個重要指標。通風率越大,說明磚坯間隙越大,碼坯密度越小,通風阻力就越小,車行速度就越快。根據我們多年的生產經驗,V每提高1%,車行速度可以提高2-3%。以6.9米隧道窯為例,碼坯量為6300塊(KP1型)時,以39塊打底,分三垛,垛間隙為95mm,側間隙為100mm,頂間隙為90mm,這時窯爐通風率V1=25.92%;而在同樣碼坯條件下,將側間隙縮小為50mm,坯垛間隙縮小為30mm,這時窯爐通風率V2=29.05%,V2比V1提高3.13%,車行速度應最少提高6%;若保持側間隙100mm、垛間隙95mm和頂間隙90mm不變,而將碼坯量由6300塊減至5796塊(以36打底),則窯爐通風率V3=30.73%,V3比V1提高4.81%,車行速度最少提高9.6%,總產量也會有所提高(5796/6300/90.4%=101.77%),產品質量會明顯改善,可有效減少中間過火、裂紋等缺陷。若在此條件下,再將側間隙縮小為50mm,坯垛間隙縮小為30mm,這時窯爐通風率V4=34.56%,V4比V1提高8.64%,車行速度最少提高17.3%。設碼坯量6300塊時,出車速度為85分鐘/車,則日產量為106722塊;車行速度提高17.3%時,出車速度為70.3分鐘/車,日產量為118731塊,產量提高11.25%。原設計年產6000萬塊的窯爐,其設計年產量最少應能達到6750萬塊/年。
四、生產空心磚時孔洞率應盡量大
磚坯孔洞率越大,壁越薄,磚坯越容易著火,燃燒速度也越快,車行速度也就能提高。以6.9米隧道窯為例,生產KP1型多孔磚時(孔洞率25-30%),其出車速度最快75分鐘/車,而生產大孔型空心磚時(孔洞率45-55%),出車速度可以提高至50分鐘/車。
五、操作好干燥窯,確保干燥效果
干燥是焙燒的基礎,要想燒好磚首先將磚坯干燥好,要想快出磚,更是要抓好干燥關。輪窯要求磚坯入窯前殘余含水率低于6%,很多人把這個標準應用在隧道窯上,實際上這是不科學的。因為輪窯可以提前裝窯,依靠窯體的余熱和紙擋的漏風對預熱帶之前的磚坯進行二次干燥,盡管這個時間不是很長,但對磚坯排除殘余水分仍然起到很關鍵的作用。隧道窯的長度是固定不變的,進入隧道窯的磚坯就要納入預熱帶,沒有多余的時間對磚坯進行二次干燥;另外輪窯的火行速度一般都小于2.5米/小時,而隧道窯的車行速度一般都大于3米/小時;所以不能用同一個標準來要求殘余含水率。根據我們多年的經驗,進入焙燒窯前磚坯的殘余含水率最大不能超過2%,越小越好,否則很難實現快進車的目的。
六、合理用閘
總之,要想提高大斷面隧道窯的產量,窯爐必須設計合理,操作技術必須過關。只有實現這兩條,窯爐才有可能達產,如果再有科學的管理,大斷面隧道窯超設計產量運行是可以實現的。
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