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关于仿古青砖生产工艺的研究

发表时间:2019-10-22 16:55

很多客户通过我们的网站来电话咨询关于仿古青砖生产工艺的研究,那么今天宁国市汇金陶瓷制造有限公司小编就来讲解下关于仿古青砖生产工艺的研究。

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1、前言

青砖是古建筑中最重要的建筑材料之一。它具有强度高、抗冻、耐腐蚀、色牢度持久等特点。同时,它给建筑一种简单而宁静的美。随着中国特色社会主义建设的完善和发展,我们对居住环境提出了更高的要求,更加重视古建筑的修缮和保护,更加促进传统建筑风格的继承和发展。古董建材越来越受到设计师或房地产开发商的青睐,成为建材行业的亮点。

仿古建筑材料正迎来新的历史发展机遇,但仿古青砖的生产令人担忧。到目前为止,绝大多数厂家仍然保持小土窑生产的现状。随着我国环境保护形势的日益严峻,有关部门就加快烧结砖瓦行业转型发展发表了若干意见,明确关闭高排放、高污染企业,坚决淘汰产能落后的土窑和轮窑。青砖生产企业面临严峻考验,青砖生产过程需要实现新的技术突破。

蓝砖生产工艺创新过程艰难曲折。长期以来,砖瓦行业的工作者一直在探索和研究,并取得了一些阶段性成果。早在20世纪50年代,《建筑材料技术杂志》上就发表了“关于利用隧道窑烧制蓝砖和砖瓦的讨论”一文。20世纪70年代,《砖瓦》杂志报道称,北京一家砖瓦厂于2009年发明了一种新的连续生产青砖的工艺,将隧道窑和钟罩窑结合起来。不幸的是,这些创新成果没有继续发挥作用,也没有达到技术推广的目的。2018年上半年,作者在安徽省的一家工厂开发了一种生产青砖的隧道窑,并已成功投产。本文结合自己的实践,设计了一种利用现代技术的新工艺。准备古董蓝砖的生产以供讨论和交流。

2.传统青砖生产工艺分析

在传统的青砖生产过程中,粘土被用来做砖,然后在窑中焙烧。当它们在烧制过程中被完全氧化时,氧化铁是红色的,通常被称为红砖。然后加水冷却并还原粘土中的铁,这样粘土中的铁就不会被完全氧化,这就是蓝砖。

青砖与烧制初期的普通红砖相同。砖氧化烧结后,氧化铁将在还原气氛中形成氧化亚铁,氧化亚铁和二氧化硅将在高温下形成青色硅酸亚铁玻璃相。因为氧化亚铁非常不稳定,在300 ℃以上很容易被再氧化,所以生砖必须冷却到缺氧条件下不能再氧化的温度。窑出口的角度。

我们的祖先在当时没有电、没有机械和科学还没有发展的情况下创造和发明了简单实用的饮水窑技术。由于遇高温水渗入窑内会产生大量蒸汽,窑内形成正压,隔绝外界空气的侵入,保证砖瓦在缺氧气氛中冷却到不能再氧化的温度,完成整个复壮工作。

在传统观念中,饮水窑似乎给人一种神秘的感觉。有人认为青砖折返发生在饮水窑的过程中。事实上,它与还原反应无关,而是起到无氧冷却的作用,这一点被国外生产青砖不用水而是用氮的事实所证明。

3.青砖现代生产技术研究

就整个砖瓦生产过程而言,有四个部分:原料准备、坯料成型、湿坯干燥和成品烘烤。原材料是基础,成型是基础,干燥是保证,烧制是关键。这四个部分是相互依存的。蓝砖生产工艺创新的瓶颈是燃烧。由于蓝砖独特的生产工艺包括还原烧成和无氧冷却,在我国现代连续窑中实现还原烧成和无氧冷却是一个新课题。

现代陶瓷砖瓦窑主要包括梭式窑、辊道窑和隧道窑:梭式窑作为间歇式窑的一种,具有生产布局灵活、占地面积小、投资少等特点。;然而,其产量有限,生产周期长,能耗高;适用于一些厚、小批量、高附加值的产品。

辊道窑广泛应用于建筑陶瓷行业,具有高效、节能、自动化程度高等特点。由于烧成速度快,对原料成型和加工要求严格,入窑的坯体含水率和烧成制度相对单一。最近,一些厂家采用干法成型工艺,辊道窑烧制的砖坯不符合抗冻性要求,所以辊道窑适合大批量薄型化。小型单一类别产品。

隧道窑广泛应用于瓷砖行业。除了高效、节能、自动化程度高、连续窑的特点外,由于窑车的装载方式可以多层装载,因此适用于多种产品和合适的烧制周期,尤其适用于青砖的重制品。与传统砖瓦隧道窑不同,现代隧道窑主要由窑体、窑车(窑具)、燃烧系统、排烟系统、冷却系统、测控系统和辅助设备组成。现代隧道窑的工作系统特点;

A.不需要冷却带直接流入燃烧带的窑隧道空气作为助燃空气。由于使用了高速燃烧器,助燃空气完全进入燃烧器。燃烧与燃料混合后,火焰气体喷入窑内,无需额外补充空气。

B.燃烧区设置多个小功率燃烧器,燃烧器两侧垂直和水平交错排列,有利于窑温均匀、燃烧曲线和气氛浓度的调节。设置水平交错设置在预热区下部两侧的低功率高速燃烧器和调温混合喷嘴,有利于预热区截面温度的均匀和温升曲线的调整。

C.排烟口集中布置在窑头,小分散布置,有利于烟气热量的充分利用。

D.冷却区通常分为三个部分:淬火区、慢速冷却区和低温冷却区。通常采用直接冷却方式,冷却空气喷嘴从两侧垂直和水平错开,并注入高带冷却空气,使水平空气循环强,产品冷却均匀。热风侧从窑的顶部抽出。因此,冷却主要由横向循环气流控制。纵向气流较少。

无论隧道窑的设计或运行如何,窑工都应充分了解产品的烧制工艺和要求,并根据工艺和要求制定合理的烧制制度,确保烧制工艺的要求得到满足。

根据传统青砖生产工艺的特点,整个烧制过程的关键环节是还原烧制和无氧冷却,这也是隧道窑烧制青砖需要解决的问题。

众所周知,还原烧制在中国南方的许多日用陶瓷隧道窑中使用。生砖的还原反应机理与日用陶瓷相同,即还原气体与Fe2O3反应生成Fe2O3。日用陶瓷还原焙烧系统包括温度系统、气氛系统和压力系统。

温度系统:每个阶段应有一定的升温(降温)速率,以防止产品内部温度分布不均,不同程度的膨胀和收缩,导致产品因应力而变形或开裂;在适当的温度下应有一定的保温时间,使产品内外温度趋于一致,达到烧制温度,保证整个产品内外烧结。

气氛系统:指窑内含有游离氧或一氧化碳和氢气的情况。在氧化还原阶段,应保持一定的气氛浓度,以保证产品的物理化学过程。整个窑炉应有合理的压力系统,保证温度系统和气氛系统的实现。

影响还原燃烧的主要因素是燃烧器的性能和燃烧条件、压力系统的合理性、预热和加热区、还原区和窑冷却区的压力变化,以及任何部分的压力变化都会引起其他部分的压力变化。控制还原气氛的关键是各段窑压的平衡和稳定,窑压的变化会引起气氛波动。它还会导致温度不稳定。

根据作者研究开发蓝砖隧道的实践,蓝砖的还原烧成效果主要与还原温度、气氛浓度和还原时间有关。在一定温度下大气浓度越高,还原时间越长,还原效果越好,即产品颜色越蓝,甚至是青色黑色。

无氧冷却仍然是陶瓷砖隧道窑的一个新课题。国外先进的蓝砖隧道窑采用氮气直接喷入冷却带,直接冷却产品,实现无氧冷却,但氮气生产成本和辅助设备投资及后期生产成本相对较高。因此,这种技术对于一些砖瓦企业来说不是很实惠。

如何在隧道窑中实现厌氧冷却,笔者借鉴砖瓦隧道窑余热利用技术,采用开发的蓝砖隧道窑余热锅炉换热间接冷却系统和蒸汽回收系统,生产实践取得了理想的效果。

HRSG换热的主要特点:

A.锅炉水管外部与窑内产品之间的辐射传热,产品与水管之间的温差很大,传热很快,钢制水管的热阻很小。锅炉水管内部和水之间的热传递是沸腾热传递。传热系数比一般空气传热系数大几十倍甚至几百倍,所以总传热系数非常大,传热效率非常高。

B.由于间接冷却,冷却区的压力系统是平衡的,对还原区的温度和气氛影响很小。

C.余热锅炉产生的高压蒸汽再次被驱入窑内,以平衡窑内压力。

作者研制的青砖隧道窑经过还原焙烧后温度约为1000 ℃。产品通过余热锅炉换热间接冷却,产品降至500 ℃左右,然后利用余热锅炉产生的蒸汽维持窑内压力,直至窑温达到180 ℃左右。

原材料是砖瓦生产过程中的基础。近年来,随着一系列政策的出台和环保执法力度的加大,砖瓦原料已经成为砖瓦企业生存和发展的主要制约因素。长期以来,粘土被用作青砖的原料,浪费了大量的土壤资源,破坏了生态环境。现在,政府已经明确禁止使用粘土制造砖块和瓷砖,禁止使用粘土制造砖块和瓷砖。这将成为历史。砖瓦企业原材料改革势在必行。对于那些使用粘土原料的砖瓦制造商来说,原料的变化会带来一些新的技术问题,因为原料的矿物组成和物理性质决定了砖瓦产品原料的制备、干燥和烧制的技术要求,这也是蓝砖制造商所关注的问题。

4.结论

综上所述,青砖生产工艺创新是一个不断探索和突破的过程,经过众多砖瓦行业工作者的努力,已经取得了一系列突破性成果。青砖不仅是传统建筑文化的标志,也是当地仿古建筑材料。生产过程受到许多地区因素的限制。在现代青砖生产工艺的发展和推广中,仍有一些不同的技术问题有待探讨和突破。

在中国砖瓦工业转型发展和传统建筑文化复兴的浪潮中,砖瓦工业面临着挑战和机遇。砖瓦行业的工人不仅要抓住机遇,还要迎接挑战,加快砖生产工艺的研究,整合现代工艺设备的设计理念和技术手段,发展符合中国国情的科学先进的砖生产。工艺,实现传统技能的传承,促进砖瓦行业的可持续发展。



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