燒結磚瓦生產技術問答(燒料部分)

趙鎮魁    

什么是“標準煤”？

煤炭因其品種和品質不同，其發熱量也不同。市場上供應的實物煤，1kg的發熱量多在20900～27170kJ／kg之間，而標準煤1kg的發熱量為29260kJ／kg。為了實際使用和便于統一比較或統計方便，常按實物煤的發熱量將其換算成為標準煤，換算的方法是用實物煤的發熱量除以標準煤的發熱量。如某廠生產中消耗的實物煤為100t，其發熱量為20900kJ／kg，換算成標準煤為20900／29260×100=71.5t(標準煤)。在英語中，“標準煤”稱為“煤當量”(coalequivalent)。

燃料燃燒時的產物有哪些？

燃料燃燒時所生產的高溫狀態的氣體產物有：二氧化碳、水蒸氣、二氧化硫、氮、氧、一氧化碳等，經與制品熱交換后溫度降低，叫煙氣。

什么是燒磚瓦的煤耗?怎樣計算?

通常規定應用基低位發熱量等于7000kcal／kg的煤為標準煤。

燒制每萬塊磚(瓦)所消耗標準煤的數量稱為燒磚的煤耗。如果焙燒時用的煤不是標準煤時，必須實際用煤量折算成標準煤消耗量。折算的方法是，首先求出實際煤的發熱量同標準煤發熱量的比值，這一比值稱為熱當量；第二用實際的消耗量乘上它的熱當量即等于標準煤的消耗量——煤耗。

倘若不制定統一的標準(低位發熱量7000kcal／kg的標準煤)，煤質不同的各廠之間無法比較煤耗。例如，甲地某廠燒成每萬塊磚消耗3000kg，甲地煤低位發熱量=6000kcaJ／kg；乙地某廠燒成每萬塊磚消耗2800kg，乙地煤低位發熱量=6800kcal／kg。表面上看乙地某廠比甲地的耗煤少，然而換算成標準煤消耗量后發現結論恰恰相反：  

甲地某廠：3000×=3000×0.857=2571kg(標準煤)

乙地某場：2800×=2800×0.972=2722kg(標準煤)

哪些燃料可以用來燒磚瓦？應該怎樣選擇？

實踐證明，凡是燃料幾乎都可以用來燒磚瓦。因為磚瓦的燒成溫度一般在950～11 00攝氏度之間，而這樣的溫度在輪窯中比較容易獲得。

根據國內外磚瓦技術文獻的報道，下列燃料可以燒制磚瓦：

煤炭：煙煤、無煙煤、褐煤、泥煤、石煤等；

草：稻草、山草、稻殼、樹葉、麥殼、竹葉：棉稈、棉鈴殼、菜籽殼等；

柴：各種木柴；   

工業廢料：煤矸石、粉煤灰、爐渣、煙道灰、鋸末、焦炭末、甘蔗渣、瀝青渣、油頁巖等，

氣體燃料：天然氣、液化石油氣、沼氣等；

液體燃料：重油等。

電。

選擇燃料的原則是：

(1)盡量利用工業廢料，不用高發熱量優質燃料，少用煤炭。內燃磚瓦工藝是一種充分利用廢料制磚瓦的好工藝；

（2)就地取材，減少運輸費用：

(3)來源充足，保證生產供給。

燃料的貯存與保管應注意些什么？

(1)煤的貯存

煤貯存時，因受到環境的作用會發生風化、發熱、自燃等變化。風化和發熱的結果是使碳含量減少，發熱量降低，所以應盡量避免。  

堆存煤的地面，應事先平整、搗固并保持干燥。煤堆成截頂角錐體。應注意煤堆的擋風和遮雨。為避免自燃，煤堆不可太厚，泥煤堆厚度應小于2m，褐煤堆的應小于1，5m。

(2)柴草的貯存   

以柴草為燃料的磚瓦廠一般需要設置較大的堆揚。設置堆場最重要的是防火和排水。

為了防火，①堆場應在窯上風向，并同窯相隔一定距離。一般來說稻草垛同窯距離應大于40m；山草垛同窯距離應大于；30m；木材垛同窯距離應大于15m。②草垛高度應有限制。稻草燃點很低，草垛內部易自燃，所以草垛高度一般應低于4m。⑤垛與垛之間應保持一定距離，垛距愈大愈安全，最小也不能小于2，5m；堆場的主要通道至少4，5m寬。④易燃柴草垛(稻草、山草垛)最好靠近水池，在堆場的偏僻處。(5)堆場應靠近水源并設有足夠的滅火器材。⑥堆場周圍應多植樹木，可以防外界火苗飄入。(7)堆場必須加強管理，嚴禁在場內吸煙，嚴禁容易產生火花的運輸機械駛入。

為了排水，①堆場內挖設足夠數量的排水溝。②柴草垛頂部要有一定坡度，以便下雨時排水，垛頂要覆蓋一層草簾，防止雨水滲入垛內。

內燃料需經過怎樣的制備才能達到使用要求？  

磚瓦工藝要求摻入原料內的燃料顆粒直徑必須小于2～3mm。內燃料顆粒太粗不僅影響生產過程(例如加速擠出機的磨損、切坯鋼絲折斷)，而且使產品外觀質量下降，還不容易在焙燒時燃盡，導致燃料消耗增加及產品性能劣化。這樣，一些原來是塊狀的內燃料要經破碎才可使用。所謂破碎就是用機械的方法施加外方，克服物料分子間的內聚力而將其分裂的操作。凡將大塊物料分裂成小塊，一般稱為破碎；將小塊物料粉碎成細粉，一般稱為粉碎。   

燃料完全燃燒的基本條件有哪些？

(1)要有較高的溫度

燃料在窯內依靠熾熱的坯垛、氣體加熱，當溫度提高到其燃點以上時，開始燃燒，燃燒時放出的大量熱量反過來又加熱坯體和氣體。因此，窯內的溫度越高，則燃料加熱升溫越快，著火起燃時間越短，燃燒的速度就越快。鑒于上述原因，所以焙燒窯焙燒帶前段溫度低，燃燒緩慢，焙燒帶后段溫度高，燃燒很快。

(2)要有充足的空氣

在高溫條件下，燃料燃燒速度的快慢，主要由空氣中氧分子對燃料中可燃物的氧化反應速度和反應生成氣體向外(通過氣膜層)擴散的速度表決定。空氣供應充足時，燃料中可燃物和氧分子的接觸機會增多，氧化反應速度自然加快；同時由于氣體流速加快，也加快了氧化產物向外擴散的速度。所以，在不降低燃燒溫度的前提下，窯內空氣供應越充分，燃料的燃燒速度就越快。

(3)要有足夠的燃燒時間

燃料完全燃燒要有一定的時間作保證，尤其是大塊煤。更需較長的燃燒時間。因為固體燃料的燃燒是從表面開始逐漸向內部深入的，燃料的塊度越大，燃盡的時間就越長。如果將大塊煤細碎加工，則其表面積就大大增加，煤與空氣的接觸機會亦大大增加，燃料的完全燃燒時間就大大縮短。

加速燃料燃燒的措施有哪些？

(1)燃料的含水率過高時，入窯后先經烘干后才能升溫，水分氣化消耗大量的熱量，燃料著火時間長，此外潮濕的煤易成團結塊，入窯時難以散開，因此與空氣的接觸機會較少，煤的燃燒速度也較慢。故對燃料的含水率要嚴加控制，可設存煤棚堆放，防止雨天將其淋溫，含水率過大的煤宜經晾干或烘干后使用。

(2)窯內用煤應先過篩，篩出大塊料，塊煤必須粉碎。以增大其與空氣的接觸面積，從而既能加快煤在窯內的燃燒速度，又能減少積焦和黑磚。

(3)選擇合適的碼窯形式，投煤應做到勤添少添，看火投煤。全外燃磚要求1，5min巡回加煤一次，加煤量分段規定為：800~900攝氏度區段加0.1一0.2kg，900度至最高溫度區段加0.2—0.3kg，隨著內燃程度的提高，外投煤量應酌減。如一次投煤量過大，投煤間隔時間很長，勢必造成初加煤時氧氣不足。燃燒不暢，而在長期間隔中又不能保持火度平穩上升。投入窯內的煤不應全部落在窯底，也不應落得太少，落到窯底的燃料最適宜量為1 O％。如有用加煤器取代人工投煤的，由于加煤器加煤很均勻，和人工投煤相比，可節省燃料20％左右。

(4)三個班的燒窯工操作應一致，以保持火行速度的均衡。否則，將造成火度忽高忽低，忽快忽慢，不但浪費燃料，而且產品質量不穩定，產量不高。

(5)在保證正常焙燒溫度的前提下，可適當增大過剩空氣量，以增大焙燒帶氧氣量，加快氧化進程。

(6)內燃磚的內燃料需和由氣孔滲入內部的氧氣接觸才能進行燃燒。焙燒時如果升溫過急，坯體表面過早地燒結玻化，堵塞氣孔通道，氧氣內滲困難，內燃料的燃燒就很困難，甚至中止燃燒。所以，在焙燒內燃磚(尤其是高內燃磚)時，焙燒帶前段不宜升溫太快，避免磚坯表面玻化，以便坯內有較多的氧氣供應。但最終在焙燒帶中后段，要保持高溫焙燒，使內燃料完全燃盡，減少成品的黑心和壓花。這就是所謂的“低溫長燒”技術，實際上“低溫長燒“是相對于“高溫短燒”而言的。

 (7)空心磚由于具有孔洞，內燃料容易與氧氣接觸，故把實心磚改為空心磚亦能加快內燃料的燃燒速度，尤其高內燃磚更應空心化。

對內燃料有哪些技術要求？

內燃焙燒是節約優質燃料、降低能耗和提高磚瓦質量的有效措施。內燃料在坯體中，不僅通過燃燒放出熱量，而且在高溫條件下，與黏土反應生成硅酸鹽礦物，提高了制品質量。對內燃料要求如下：

(1)盡量采用工業廢料，如：爐渣、粉煤灰、煤矸石、石煤、谷殼和鋸末等。

(2)對含高揮發分的燃料(如優質煙煤)，一般不宜作內燃料。因揮發分往往在進入焙燒帶以前就已從磚坯中逸出，不能在焙燒中充分利用其發熱量。

另外，由于大量揮發分的逸出，極易使制品出現酥松和裂紋。

(3)內燃料的發熱量一般以6270—12540kJ／kg(1 500～3000kcal／kg)為宜。對高塑性的原料，可選用低發熱量內燃料；反之，對低塑性的原料，則應選用發熱量較高的內燃料。

(4)內燃料的發熱量不得波動過大，否則應分類堆放，搭配使用。

(5)內燃料的粒度，應與制品對原料粒度要求相匹配，不宜過粗，以免影響產品質量。

(6)內燃料不應含有影響制品質量的有害物質，如石灰石、酸、堿、可熔性鹽類等。

(7)內燃料摻入原料后的混合料含水率不得超過坯體成型水分。

(8)內燃摻配程度：一般認為做磚時可摻到80％左右，乃至全內燃。因瓦的抗滲水性能要求高，故應少摻些。