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辊道窑烧成全面技术教程

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  • TA的每日心情
    开心
    2019-6-7 14:30
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2018-5-10 01:27:22 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式
    我们都知道,所有的陶瓷制品都是经过不同的原料组合成型煅烧而成的,而烧成的目的是利用高温的作用,让陶瓷无料发生根本的物理性和化学性变化,从而达到满足使用价值。

    然而,要使成品在煅烧过程中合乎质量要求,并不是只要有先进的设备即可。当然先进的设备其操控较简单,且温度较稳定,故障较少,这是不可否认的事实。但必须要有良好地原料配方和制程控制,才会相得益彰,进而达到质量要求。

    在这里我仅从烧成过程控制谈谈坯体在各阶段的变化及控温要点,以便寻找出一条科学合理的烧成制度,避免缺陷的产生。



    烧成基本原理

    ——坯体在辊道窑内的反应与变化

    第一阶段:室温~350℃区称窑头干燥阶段。

    一、主要特征:
    室温至350℃区段,此阶段利用窑头预热区的废烟气来对坯体加热。
    主要是排除坯体中“吸附水”或颗粒间的“结构水”。 坯体不发生化学变化,只是发生体积收缩、气孔率增加等物理变化。
    二、控温要点:
    此阶段要避免急速升温,以防止坯体水分蒸发过快而引起裂纹或爆砖。主要是由于坯体内释放应力不均所致。
    保持在负压状态下控制以利于排气、排温等。
    控制好入窑坯体的水分,不宜过高,非渗花砖<1.0%,渗花砖<1.5%~2.0%之间。
    此阶段温度的控制主要是通过调整窑头抽力、排烟支闸以及挡火板、挡火墙的高度获得。

    第二阶段:400℃~700℃称之为预热区
    一、主要特征:
    此阶段坯体中各种有机物开始烧除,碳化物、硫化物开始分解及挥发和脱水反应。
    坯体中的晶体重组,分子间的“结构水”被排除,坯体收缩,气孔率增多。失重迅速增加,粘土结晶体结构遭到破坏,强度降低。
    在573℃时,坯体中β-石英向α-石英晶型转换,并伴有约8%~10%的体积膨胀。此段升温控制不好,也易产生裂纹。
    二、控温要点:
    在500℃~600℃之间应略为缓慢升温,保证石英晶型安全转换而不产生坯裂。
    在负压氧化气氛中操控,使坯体得以充分氧化、分解。

    第三阶段:700℃~1050℃称氧化分解阶段
    一、主要特征:
    1、坯体中的有机物、碳化物主要集中于这阶段进行分解和氧化。如MgCO3=MgO+CO2↑(900℃)      CaCO3=CaO+CO2 ↑(850℃~1050℃)    Fe2(SO3)3=Fe2O3+3SO2↑(560℃~750℃)  
    2、有大量的CO、CO2、H2O等气体溢出,坯体有冒烟及燃烧现象。
    3、坯体表面开始出现液相,颗粒重新排列紧密,并填充间隙,从而使坯体逐渐致密收缩,气孔率增加。
    4、此阶段如果坯体中的碳素或有机物未完全燃烧和氧化会产生发蓝或黑心,以及固定位置的密集黑点杂质。
    5、此阶段辊道上层与下层温差控制不合理,会导致坯体产生上翘或下耷的变形状。
    6、如果在正压及还原气氛中控制,会导致坯体呈灰蓝色或黑灰色状,无法发色。
    二、控温要点:
    1、因为这一阶段是整个烧成控制中,坯体发生物理和化学反应最剧烈的一段。其过程控制的好坏,将直接影响产品的外观和内质,一旦控制不合理,极易出现黑心、发蓝、针孔、变形、气泡、阴阳色等等缺陷。为避免发蓝、针孔、黑心的产生,此阶段必须有较长的时间及充足的氧气使坯体得以充分的分解和氧化。其氧化时间的长短取决于坯体的大小和厚度。
    2、气氛和压力的控制,必须在负压和氧化气氛中控制,以利于坯体发色鲜艳及排气通畅。
    3、此阶段烟气温度大于坯体温度,坯体主要通过对流和辐射两种方式获得热量。
    4、调控方法:主要通过调节排烟总闸及各支闸的开度和各区段上下层的挡火板、挡火墙的高度来实现调控目的。
    5、此区段要特别注意上层温度的控制,应避免表层过早熔融,密封坯体内的气体排出,而产生针孔或发蓝。以及砖坯底、面表层张应力不同而产生上翘和下耷变形。

    第四阶段:1050℃~最高烧成温度称为烧成区。
    一、主要特征:
    1、由于各种陶瓷性质及其所用的原料、配方不同,所以其最高烧成温度也不同。
    2、此阶段坯体中的液相大量出现,并填充到莫来石骨架中,使坯体气孔率下降,强度增加,从而达到瓷化,体积收缩最大。
    3、此阶段如果玻璃相产生过多,又会软化坯体的莫来石骨架从而出现高温变形。
    二、控温要点:
    由于瓷质砖的使用性能在很大程度上取决于坯体的烧结度,而烧成温度是保证坯体出现最低必要数量液相,使产品达到足够机械强度(如抗折强度)和物化性能要求(如平整度、吸水率等)的基本条件。
    压力和气氛的控制:为阻止坯体继续排气而产生针孔以及稳定色泽,烧成带一般取零压或微正压烧成。并在氧化气氛中操控利于坯体发色鲜艳。
    如果此阶段正压过大,极易形成局部蓄热过高造成断棒多,且大量的热量向外逸出,使操作环境恶化,单位耗能量增加。相反,如果负压过大,过多的冷空气吸入窑内,导致同一截面温差增大,从而容易造成产品出现阴阳色或尺码不统一现象。
    烧成带温度的控制主要是通过调节各区喷枪的风油比例以及该位置的挡火板、墙的高度来实现。所以正常生产情况下,操作者不宜频繁改变各喷枪的风油比例以及挡火板、墙的高度,否则对温度场的稳定是极不利的。甚至会改变窑内气氛和压力制度,从而影响产品质量。
    在温度调控方面必须学会看砖烧砖,灵活及时调整烧成制度,如采取产品上限温度烧成则高火保温时间可适当缩短些,可达到快烧目的。反正,保温时间则要延长些,以确保水率合格,否则就极易出现过火、生砖或变形现象。
    烧成区各组油压要求均衡。特别是底面喷枪的油压,不能相差悬殊,否则极易导致产品结度不一致而出现变形或抛后变形。
    不管任何先进的窑炉,烧成制度只能在一段时间内保持相对稳定,之后肯定会产生波动。这就要求操作者除了严格执行烧成制度外,还应随时观察窑内喷枪的燃烧情况,做出小国内的调整,使各区段的温度分布均匀,持续稳定,避免不合格产品的出现。

    第五阶段:止火温度至700℃区段称急冷区
    一、主要特征:
    1、坯体中尚处于较多的液相状态下的塑性阶段,受力必须均匀及避免挤压,否则极易产变形,此阶段快速冷却所产生的热应力被坯体中液相缓冲,快冷不会开裂,可达100℃/m的降温速率。
    2、目的:是要将处于高温状态的坯体急速冷却至石英转换点573℃附近,形成一个过渡区让晶型的转化有较长且缓慢的时间范围,使其不产生收缩应力而发生冷却裂痕的现象。
    二、控温要点:
    1、进入急冷前坯体温度不能过高温,否则容易引起坯体在进入缓冷区之前未能达到石英型转换的温度要求而出现裂纹即热裂。
    2、坯体降到700℃左右,不能直接吹冷风,否则必然引起裂纹。
    3、无特殊要求,上下急冷管开度要求一致,避免收缩不一致而产生变形。(有意识的调节外)一般情况下,建议不要采用急冷管调节砖坯变形度,因为在实际生产之中总结得知,该法会导致坯体的变形极不稳定,反复出现。
    4、此阶段必须保持在零压或正压状态下,以阻止继续排气而产生针孔以及吸入冷空气而造成坯体冷却不均产生风裂砖。
    5、此处气流应流向窑尾抽热方向。
    6、此处各挡火板一定要齐全,否则容易造成烧成区气流不稳定,前温过高现象。

    第六阶段:700℃~450℃区称缓冷区
    一、主要特征:
    坯体刚进入缓冷区时,液相刚凝固,脆性较大。
    α-石英在573℃左右发生晶型转换,体积收缩,冷却速率不可超过30℃/min。
    此阶段在正压—“0”压状态下控制,禁止负压,以免吸入冷空气产生开裂砖。
    此处坯体开始呈现“黑色”只有微“红色”,禁止再向坯体直接吹冷风,即俗语所说的“鼓红不鼓黑”。
    二、控温要点:
    必须保证石英晶型转换点573℃在缓冷区段,提前与后移都对坯体产生不利的影响。
    此阶段是利用急冷后混合的热空气,缓慢流经坯体的表面,从而达到自然缓慢降温的目的。禁止直接对产品吹冷风或提前抽走过多的热气,这样都会导致坯体降温过快而开裂。
    此处温度变化应平缓,避免出现局部高低温现象。上下挡火板/墙一定要一致,否则引起气流不一致,局部温度也不同而出现风裂现象。
    降温速率亦不能过慢,否则坯体被送出缓冷区段时,还未降到573℃以下,致使石英晶型转换点后移到快冷区,从而出现所谓的热脆现象。有些坯体出窑后,外表上看上去完整无缺,但用力一击,就很容易破碎,也就是到抛光线刮平机很多烂砖的原因之一。
    此处上挡火板是否齐全很重要,否则很容易使产品出现风裂或脆角现象以及有细小裂纹就开边。

    第七阶段:450℃~出窑温度称“强冷区”
    一、主要特征:
    坯体已完全固化,强度也随之增加,此阶段可直接对坯体吹冷风,快速冷却。
    坯体温度高于此阶段的烟气温度,处于零压或微负压状态下操作。
    二、控温要点:
    窑尾余热主要经此处抽走,热风抽出口的闸门开度由前向后逐渐开大,促使窑内热气流向窑尾移动。
    避免热气流过于集中于强冷区首端抽走,形成局部温度过高,坯体降温过快而开裂。
    强冷风管开度亦由始端向末端逐渐开大。
    仍然要注意,有些坯体的石英在270℃尚有晶型转换而产生开裂。

    烧成缺陷分析

    一、裂纹产生的原因及其处理方法

    §1.1  裂纹的分类
    裂纹按其出现的形式分为横裂、直裂、角裂和中间裂等四种。按裂纹产生的原因可分为机械裂纹和热应力裂纹,机械裂纹是机械应力集中而造成;热应力裂纹产生的直接原因是排湿或升温过快。
    §1.2  机械应力所造成的横裂主要体现在以下几个方面:
    升降机振动过大、皮带不平衡。
    釉线皮带高低不平衡、皮带轮粘有杂物、托铁耳过高磨砖底。
    平台及干燥、窑炉前段的棍棒跳动及有钉所致。
    生坯的强度不够,及成型压力不足时也会出现机械裂。
    §1.3  裂纹的检测及解决办法
    用煤油依次从窑炉入口→花机→干燥出口→干燥入口→压机平台口逐个工序对砖坯进行检测当在某一工序查看到裂纹时,就对其之前的机械设备逐一检查直到找到确切的原因为止。
    特征:此种机械应力的裂纹,主要表现为横向的大口边裂位置较固定,相差不超过2cm范围,以单条的形式出现。且在窑炉入口调方向其不随坯体方向的改变而改变。解决方法:如调整升降机及釉线皮带水平、清除棒钉、更换弯棒等。

    各种裂纹的形成机理分析及解决办法
    §2.1 角裂
    §2.1.1 特征:
    主要发生于坯体角部10cm范围之内,由于外界碰撞力量所致。
    §2.1.2 形成的主要因素:
    压机推粉架推崩边。
    压机出口升降处的挡板碰裂。
    干燥内坯体过密撞裂。
    干燥出口升降处挡板碰裂。
    釉线挡铁撞裂。
    窑炉入口过密且不正撞裂等。
    §2.1.3  克服方法:
    用煤油测试法,从窑入口依次排除各工序造成的可能性,并对不合理的位置进行调整以至克服。
    §2.2  中间机械裂纹
    §2.2.1 特征:
    中间裂的位置较固定,将坯体调方向亦不改变,呈一条横裂或鸡爪状裂。如果是干燥辊棒起钉多为单行裂的形式出现,且有规律性。
    §2.2.2形成原因:
    主要是输送带下有杂物,受力不均匀以及棍棒有钉所致,亦有压机模具及布料不均所形成的收缩裂。
    §2.2.3 克服方法:
    清除皮带轮的杂物及棒钉即可克服。
    §2.3  热应力所引起的裂纹:
    热应力所引起的裂纹主要有横裂、直裂(前直裂、后直裂)、中间裂等。
    §2.3.1  横裂
    特征:以单条或多条裂纹的复杂形式出现。而多发生在坯体边缘的中间位置,有透底的也有不裂透底的。
    产生原因:干燥过程和窑炉过程两类;干燥过程产生,又可分为升速干燥阶段过高温裂和过低温裂两种情况。一般情况下属于干燥前段的预热升速干燥阶段不够温而引起横向大口裂纹,多发生在较低温侧。一旦空干燥前温高时,刚出来的砖极少或没有横裂。正常后又出现,为不够温所致。
    克服方法:
    加大前段供热量的输入。
    关小抽湿总阀。
    调整左右温差等方法,一般可以解决。
    §2.3.2 升速阶段过高温出现的横裂
    特征:一旦空干燥后,前温高刚出来的砖几乎全是横裂,正常生产后无此现象。
    产生原因:升速干燥阶段,空气过干爽且高温,坯体在此阶段表层过早“硬皮”阻碍内部水分排出所致。
    克服方法:此现象很容易被误认为是干燥前温不够所致。略降低干燥前端20米距离的温度10度左右,并提高其湿度,一般可克服;如果干燥器两边或单边热风入口处进风太猛产生热冲击,也会造成左右横裂或中间裂。
    §2.3.3  前后边裂(亦称直裂)
    特征:呈现于坯体出窑方向的前边或后边。有单行或几行存在。
    产生原因:干燥窑内升速干燥阶段的某区域升温过急,温度过高湿度过小,往往会造成这类坯裂。
    克服方法:
    适当降低干燥升速阶段的温度,并加大该区域的相对湿度。
    防止局部地方的热风喷出量太大而造成升温急促,产生热冲击对坯体的破坏。特别是面加热管,可尽量关小或不开,至开底加热管。
    减小前后排砖坯间的距离,适当加大同排砖之间的距离,使热气流分布均衡。
    干燥窑整体温度过高,亦需适当减少热风总进入量。(如九线点热风炉后前裂增多)
    若正压过大前温过高,应适当加大排湿风机排出量。
    如同干燥窑,一侧存在低温横裂,另一侧出现高温前边裂,可采取减小抽湿总闸和关小干燥前端面加热管的方法来帮助克服。
    §2.3.4  热应力所引起的中间裂(俗称心裂)
    特征:以一条或二条横裂或鸡爪状裂的形式出现,位置不固定。在干燥出口一般很难查到,烧成后抛光才能看见。
    产生原因:一般情况下是由于干燥升速阶段的温度过低,负压过大,坯体无法及时均匀受热,就直接进入较高温的等速排水阶段引发。有时前温太高,湿度太小,正压过大亦会出现单行中间裂现象。这裂纹有长10cm亦有2cm细小的,不完全裂透底。
    克服方法:
    适当减小排湿风机的总排湿量,或适当开大前段的加热支闸,使干燥窑头呈微正压状。
    在总排湿闸不变的前提下,适当关小干燥前端的抽湿支闸,并把抽湿支闸向中段移。加大辊棒底部入风量。增加此处的湿度,使坯体均匀受热后才排湿。但是,由于有些原料的特殊性,温度高,湿度大时,中间裂反而更为严重。此时则要采取相反的方法,加大前段排湿降低前段温度,逐渐升高中后段温度。
    如果是前段温度高,湿度低、正压过大所致,可减小窑头排烟鼓入量帮助克服。
    §2.3.5  窑炉预热阶段的热应力造成的裂纹,亦可分为横裂、前后(直)裂、中间裂(心裂);预热阶段造成的裂纹主要是由于坯体入窑水分过大,前温过高或过低等原因所致,以及排湿不畅等原因造成。其出现的形状无规律性,有横裂、直裂及中间裂。
    解决方法:
    当出现不够温而产生的裂纹,可采取合理调整排烟支闸,提高预热的挡板及增开前面的喷枪等手段来帮助提高窑头温度。
    当出现窑头温度过高而产生的裂纹时,克服方法与上述相反。
    如果排烟总闸开度过小时,亦会导致裂纹的出现,此时只要开大排烟总闸即可。
    提高干燥温度,降低入窑水分。
    总而言之,坯裂是一项错综复杂、互相影响、不容易分辨的缺陷。在处理坯裂时,因此也必须特别注意,仔细了解、分析、透过表面现象查找根源。具体情况具体分析,不同类型的坯裂,采用不同的方法处理,有时还需大胆地突破常规经验的束缚,通过对此缺陷分析,形成新的判断思路。另外,对于同一类型的坯裂,还要准确地判断是高温裂还是低温裂,这样,才能合理地把握好干燥过程的湿度、温度、压力以及热气流的控制,才能真正有效地克服坯裂的产生。

    二、变形

    顾名思义,变形就是坯体形状的改变。这种变形包括热应力变形及机械性变形,他们的实质和处理方法各不相同
    1、变形的分类
    热应力所引起的变形主要表现在温度、压力与坯料性能不相匹配所引起。其常见的形状有上翘“︺”、下耷“︹”、海鸥形“”或“”及前翘后耷状“”。
    变形产生的原因
    §2.1 翘角或翘边的产生:一般情况下是烧成前温不够,中温区过高,以及高火保温区的面温过高所致。
    变形的克服方法:
    视烧结度而定,如果烧结度偏大,可升高前温区的温度,中温区不变。
    二、如果烧结度合格,尺码合适,可适当降低中温区面温略升高前温帮助克服。
    三、如果烧结度及尺码偏小的,抛光此法相反,可降低保温区的面温加以克服。
    四、其它调节方法:如压力和急冷管的控制。
    1、加大排烟力度,同时加大下抽,关小上抽,关小抽热风机。
    2、挡板的调节方法:必要时升高中温区前的上挡风板,降低高温区前的上挡板,并保持高温区温度不变。
    3、急冷管的调节方法:在烧结度合格的前提下,开大上急冷管支闸及关小下急冷管的支闸。
    4、助燃风的调节方法:可适当调整中、高温区的助燃风量,面部开大,底部减小。
    §2.2 下耷即龟背状“”
    §2.2.1 产生原因:不同的原料配方其成分不同,所造成的原因有相同亦有不同。相同的原因一般为前温不够,及中温区面温不足,以及后温底面温差过大所致。
    §2.2.2 克服方法与翘边、角相反。
    §2.3海鸥形“”或“”
    产生原因:一般情况为前温不够,中温区态短促,高温区不足,尺码偏大。
    克服方法:
    升高前温区,拉长中温区,降低中温区过渡到高温区的升温速率。一增开面枪。
    挡板的调节:可略升高高温区前的面挡板,使该区面温平缓过渡。
    压力的调节方法:适当增加窑炉正压,减少排烟总风机,抽热风机可不变;也可以适当调节中、高温区上下喷枪的助燃风量。
    其它方法:注意砖在进入高温区段行走是否整齐,并在入口予以调正。
    §2.3 波浪形
    产生原因:烧结度偏大时,多为前温不够,中温区过高。如果是过火时,多为高温区过高。
    克服方法:与上述相反,如果是过火变形,则降低高温烧结区的面温。
    §2.5 前翘后耷状变形即“”
    产生原因:前中温区不够温,高火保温区过高温及抽热开度过大所致。
    克服方法:
    提高前中区温度,拉长前温区,并适当降低高温区及保温区的面温。
    压力的控制,适当减少抽热和排烟。
    此种变形与机械性变形有直接关系,应予以重视。
    §2.6 马鞍型(又称竹壳型)
    这种变形在玻化砖生产中很常见,特别是对抛光砖的直接影响很大:抛后色差、阴阳色及变形。它烧出来后呈左右两边龟背变形,前后两边翘角形状象马鞍,因而得名。
    产生原因:可以这样理解,马鞍形是由于龟背变形和翘边变形在烧成过程中先后出现,再加上高中温控制不连贯而造成。
    克服方法:针对以上原因,尽量在烧成前后段控制得平直的烧成效果,并保留足够的高火保温时间。

    三、针孔

    产生原因:分为氧化不足而产生的针孔和过火产生的针孔。
    克服方法:
    氧化不足时,适当升高预热区前温即700℃~800℃区段及降低1100度区的面温。
    过火针孔,可适当降低最高烧成温度。
    压力控制,适当开大排烟风机总闸。
    挡板调节:如果前温过低,中温区挡板太低时,可略升高此处挡板,如果前温过高时,调节相反。
    如果原料太低温,及坯体的烧成范围过窄。而窑炉高温所引起的针孔,在降温油压很低不利于控制时,可温度不变,拉快窑速或减少高火保温段的时间帮助克服。
    单边出现针孔主要是枪喷冒火局部温度过高、调整枪喷可解决。

    四、阴阳色

    产生原因:主要是窑炉内同一截面左右温差大,以及截面压力、气流不一致而引起坯体发色不一致所致。
    克服方法:
    烧成发色阴阳色的方法:
    首先通过试抛几排砖,确定是那一行砖的那一条边存在不同色。
    然后察看该侧喷枪是否有熄火或者冒火现象,并予以调整。
    如果各区喷枪燃烧正常的前提下,在察看两边助燃风与雾化风开度是否一致。否则应根据实际情况予以开大或关小。还有,由于每条窑的内宽不同,烧嘴的喷射角度不同,因此助燃风与雾化风的总压力亦要根据实际情况来增大或减少,这有利于控制水平温差。
    察看窑内两边的“0”压位是否一致,并予以调整平衡。
    察看烧成带前各区挡火板的高度是否一致,有必要时须加以调整整齐。以确保窑内气流、压力和温度的均匀性和一致性,一般可解决现象。
    值得一提的是,很少人认为有前后阴阳色,这除了有变形影响之外,还与窑内的砖间距离有关。
    窑内挡火墙的高度不一致也会引起阴阳色。
    二、烧成变形造成的抛后阴阳色
    烧制出来的产品凹凸不一,造成抛光时磨削量不均匀。

    五、发蓝与黑心

       产生原因:主要是由于坯料中含有过多的碳化物,在窑炉烧成过程中,没有得到足够的时间和氧气与之完全氧化反应所致。由于发蓝与黑心产生的原因和克服方法大致相同,故在此就不再分开叙述。
    黑心一般是坯体中有机物未燃烧殆尽所致。白坯会呈
    黄—绿—灰,而红色坯则呈黄—灰—黑。颜色是由有机物或含铁化合物因氧化不足生成的碳粒或铁质的还原现象所形成。所有降低瓷质砖透气性的因素都会导致黑心现象:坯体过高的水分、过细的粒度、过高的成型压力,瓷砖过厚及透明釉的始熔温度过低等。
    发生黑心缺陷有以下几种形式:
    瓷质砖的边端出现黑心。产生原因是压机模具存在缺陷,造成模腔装粉料时不均。
    瓷质砖整个周边均出现黑心,一般是压机调节不正确,落模太快,排气过速,造成细粉在周边集中。
    瓷质砖中心大面积黑心。通常是由于颗粒级配不当,粉料过细,或者成形压力过高,或者釉料始熔温度过低,造成有机物和碳酸盐等物质完全燃烧前气体不能排去。
    黑心部分球状隆起。它往往是坯体中含有粗大的杂质颗粒或高水分的粉块。此类问题不能通过调节烧成操作来解决。必须注意检查粉料并严格过筛,同时注意检查来自设备所产生的偶然污染物。
         要消除黑心缺陷,从窑炉操作角度出发,要从以下各方面进行。首先,要在600-500度之间,充分氧化,使有机物有效地燃烧,因为在800-850度之间(特别是加有锰红和棕红色料的坯体),釉已开始熔化,坯体也有部分开始玻化,其结果会阻止气体从坯体内排出。因此,在预热带应负压操作,以使其充分反应,让气体排出。为了留出足够的时间进行氧化分解反应,在保证不致引起预热开裂的前提下,可加快预热带前段的升温速率,供给充足的空气,以保证强氧化气氛,尤其是在预热带后段,空气可直接在烧成带之前吹入窑内,同时可冷却来自该带的热气,使800-850度升温平缓,并使窑内呈强氧化气氛,可有效消除瓷质砖黑心缺陷。
    窑炉操作克服黑心应掌握以下原则:
    提高空气过剩系数,造成充分氧化气氛或延长氧化时间(降低最高烧成温度,延长高温保温时间)。
    提高坯体的透气性促进氧化反应进行。注意控制坯料细度、含水率、成型压力和坯体厚度。
    严格控制坯体入窑水分,以缩短排除水分时间,相应延长氧化反应时间,减少水蒸汽与有机物反应形成还原气氛的机会。

    辊道干燥窑机理

    一:干燥的定义。
    所谓干燥就是说固体物料受热后蒸发出所含水分的过程。

    二:砖坯的干燥过程机理:
    湿坯进入干燥窑后,通过与干燥热质交换,坯体表面水分首先向周围介质蒸发,并借助干燥介质的不断流动和扩散作用,使蒸发过程连续进行。由于坯体表层水分的连续蒸发,内部水分便通过扩散和渗透作用,源源不断地流向表层,力求达到新的“平衡”。这过程不断的进行即能达到对坯体进行干燥的目的。

    三:干燥三个阶段的划分及其特征:
    根据湿坯在干燥窑中的干燥特征可划分为三个阶段。
    一)、升速预热阶段:
    1、定义:坯体进入干燥器后,单位时间内,由干燥介质传给坯体表面的热量大于其表面蒸发水分的热量,坯体速度升温,故称之为升速预热阶段。
    2.特征:
    1)湿坯由室温进入较高温的干燥环境中,坯体与介质存在温度梯度。
    2)坯体通过与热介质交换,首先自身受热升温,并伴随着表面水分的蒸发,及Q吸〉Q蒸。
    3)热量通过传导作用由表层向内传递,使表里受热趋于“平衡”,为下一阶段的均匀排水打下基础。
    4)升速预热时间的长短,取决于坯体的厚度和大小。一般来说,坯体大而厚,所需时间就越长。
    5)此阶段只是坯体自身受热,排水不多,如果控制不合理,亦会出现边裂或中间裂现象。
    3.控制要点:
    A.此阶段属于对坯体的预热阶段,重点是控制好热介质的温度、湿度,以及流速。对于薄而小的坯体可采取高温低湿法对其进行干燥,以提高干燥效果。而大而厚的坯体则需采用高温高湿法对其进行干燥,且还要合理控制热质的流速,避免强风直接吹向坯体表面。
    B.窑压应控制在强正压状态下操作。
    C.注意控制好温度和压力,避免出现滴水或开裂缺陷。
    二)、等速干燥阶段:
    1.定义:单位时间内,坯体表面吸收的热量等于其蒸发水分所耗的热量,坯体表面温度不再升高等速排水,故叫等速干燥阶段。
    2.特征:
    1)坯体表里已同时均匀受热,水分子较活跃,表面蒸发多少水分,内部就向表面补充同样多的水分。外扩散等于内扩散。
    2)坯体吸收的热量完全用于蒸发,坯体表面温度恒定。体内水分等速减少,干燥速度不变。
    3)随着坯体水分的不断排除,体积收缩,其收缩体积应相当于排除水分的体积。否则容易产生“干壳”或开裂缺陷。
    3.控温要点:
    1)此阶段是整个干燥过程的重要阶段,干燥介质不宜过高温及过于干燥,否则极易造成坯体表面蒸发过快,引起表面过早收缩的“硬皮”现象。阻碍体内水分的扩散,产生干燥应力,形成开裂。
    2)此阶段应在“0”压或微负压状态下采用混合后的热空气缓慢对坯体加热,以利于水分排除。
    3)避免对坯体表面直接进行强风干燥,形成中间裂。
    4)避免湿气过大,导致坯体无法及时排水,强度低而产生开裂。
    三)、降速干燥阶段
    1)定义:随着坯体所含水分的不断蒸发,内扩散小于外扩散,蒸发水分逐渐减小,干燥速度随之下降,坯体表面温度逐渐升高,这个阶段称之为降速干燥阶段。
    2)特征:
    D.坯体中颗粒互相靠拢,粒子间隙空道窄小,制约表面蒸发的正常进行,造成蒸发水量减少。
    E.坯体中自由连续的水膜面逐渐间断直至消失。导致蒸发面不断减少。
    F.坯体表面温度不断升高,最后达到热质温度。排水减少,气孔率增加,坯体几乎不产生收缩。
    G.强度逐渐增,干燥速度不断下降,直至终止。达到平衡点,标志着干燥过程结束。
    3)控制要点:
    1.可利用高温低湿的热质快速直接对坯体进行干燥而不会开裂。
    2.如果是釉面或渗花砖,应略降低最后阶段温度使坯体出窑,以达到下一工序的工艺要求。
    3.如果是干燥后直接进入窑炉的,可把干燥过程最高温度点设在降速阶段,以延长等速排水阶段时间。利于坯体排水及增加其强度。
    4.正压状态下操作。

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