墙体材料烧结砖的焙烧机理与工艺.pdf

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1、墙体材料烧结砖的焙烧机理与工艺李海(四川省建材工业科学研究院，四川成都610081)摘要：本文结合笔者多年实践经验，详细阐述了墙体材料烧结砖的焙烧机理与工艺，并结合实际，对烧结砖生产中存在的问题及处理措施进行了深入分析探讨和总结。供同仁参考。关键词：烧结砖；焙烧；机理；工艺中图分类号：TU522．064文献标识码：B文章编号：1672—401l(2010)05—0003—031焙烧的目的和原理焙烧是烧结砖生产中最后一道生产工艺。产品的质量、产量和综合的经济效果都将通过它集中地反映出来，是十分关键的工序。砖制品焙烧的过程是一个复杂的物理、化学变化过程。从矿物学讲，发生矿物

2、结构的变更，生成新的矿物；从化学角度讲，发生分解化合、再结晶；从物理化学讲，发生扩散、烧结、熔融；从物理学讲，发生颜色、容重、吸水率、强度变化。这些变化都不是有顺序地、而是彼此重叠地进行的。焙烧的目的在于使砖瓦制品达到应有的物理化学性能，成为性能良好的建筑材料。1．1基本概念(1)焙烧。随着温度的不断升高，粘土中的易熔物质开始熔化，坯体内的气孔率逐渐降低，密度增大，直至使制品具有一定物理化学性能的过程叫焙烧。(2)焙烧温度。正常焙烧所需要的温度，称为焙烧温度。一般为950—1050℃。(3)软化温度。达到正常焙烧温度后如果温度继续升高，则坯体逐渐软化变形，直至局部熔融，

3、此时的温度称为软化温度(软化到一定程度时的温度，又称为耐火度)。(4)焙烧温度范围。焙烧温度和软化温度之间的温差，称为焙烧温度范围。(一般为750℃，通常情况为大于50℃)。(5)烧结。当焙烧温度达到850℃以上时，坯体内的铝、铁、钙、镁、钠等金属氧化物开始分解，并在高温作用下，与硅化合生成新的硅酸盐物质。其中的易熔物熔化在坯体中形成液相(波动相)，熔化了的波动物质在未熔化的密粒周围把它们互相牢固地粘结起来，使坯体内的气孔率逐渐降低，密度越来越大。在降温冷却时重新结晶，形成比较稳定的晶体，从而固定了制品的形状，这个过程Ⅱq做烧结。过程转化的程度，取决于原料成分、焙烧温度

4、、制品的厚度和烧成的连续时间。(6)烧成曲线。在单位时间内烧成温度的坐标轨迹称为烧成曲线。合理的烧成曲线是保证焙烧质量的一个重要因素。1．2原料的化学成份对制品的影响1．2．1二氧化硅(Si02)如SiO：含量多，砖坯焙烧温度偏高，制品的耐火度高，但抗冻性能差；含量过少，满足不了矿物固相反应的需要，制品的抗压强度低。1．2．2三氧化二铝(A1203)如A120，含量多，砖坯焙烧温度偏高，制品的耐火度高，但抗冻性能差；含量过少，满足不了矿物固相反应的需要，制品的抗折强度低。1．2．3三氧化二铁(Fe：0，)Fe。0，是一种助熔剂，含量较多时，烧成温度偏低。另外，它还影响制

5、品的颜色，焙烧时窑内处于还原气氛时，氧化铁被还原成低价铁的氧化物，制品呈黑灰色。若处于氧化气氛时，则制品呈红色。1．2．4氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)细散状态的碳酸钙和氧化镁(Ca、Mg往往以碳酸盐状态存在于原料中)，是强烈的助熔剂，它会使坯体的烧结温度范围变小，并相应地使制品产生多孔现象，但过多则有害。1．2．5三氧化硫(S03)硫在焙烧时产生SO，气体，腐蚀金属制品，有损工人健康，同时sO，气体体积膨胀，使制品崩溃松散，影响制品质量。对砖瓦原料化学成份的要求见表1。表1砖瓦原料化学成份的要求(％)Si02A1203Fe203Ca0MgOS03I烧欠量50～80

6、7—203～15O～150—3<1<152焙烧工艺2．1点火点火是焙烧制品的开始。点火前应作好相关的准备工作，如干柴燃料(发火柴和优质煤)及工具等。(1)点火位置。轮窑宜选在出弯第二门，前面至少装好六个窑室；隧道窑宜选在焙烧带后段。(2)窑头码法。一般码成阶梯式，防止变形倒塌。(3)操作程序。①下柴上煤铺设；②按倒梯形提4—5个风闸(烟)；③用纸糊上灶下的通风孔；④从火床下点火，并观察火焰燃烧情况，逐渐取纸升温；⑤有3—5排底火时调整风闸，并开始窑上外投煤；⑥底火有6～7排时，大灶处于保温状态；⑦底火有10—12排时，大灶停止加煤，并将通风机挡住大部分，只留下面一小部分

7、通风，让其自然冷却；⑧保温带有2～3个门时(前后共约12h)，大灶可逐渐拆除。2．2风闸的作用和使用风闸是烧成窑炉的重要组成部分，它是接通窑室支烟道口到总烟道至烟囱的闸门。风闸在焙烧中的主要作用是：调节窑的通风量及压力状况，控制窑内气体运动的方向和窑内断面上的火度，因此，如何根据火情正确地使用并及时调整风闸，对提高窑的焙烧效率有重要的作用。2．2．1风闸的使用形式通常有三种(1)低速高阶梯式(如图1所示)。其特点是能充分利用废烟气，有利于热带平稳升温，有利于平衡窑内断面温度。但由于废气运行距离较长，温度逐渐降低，气体不断吸收水份，容易在前