坯體干燥過程中最容易出現(xiàn)的問題,也是對生產(chǎn)過程影響最大的問題就是坯體不干或者坯體產(chǎn)生裂紋。只要解決了這兩個問題,干燥過程的所有問題就迎刃而解了。在實(shí)際生產(chǎn)中,是通過對坯體干燥過程中的各種參數(shù)的控制來達(dá)到這一目的。
無論是自然干燥還是人工干燥,其目的就是為了排除坯體中的成型水分,使其能夠達(dá)到燒成的要求。在排水時,一方面要將坯體中的水分排到坯體能夠進(jìn)行燒成的程度,另一方面要保證坯體不能產(chǎn)生干燥裂紋,排水結(jié)束時,如果坯體的殘余含水率達(dá)到6%以下,就能滿足燒成的要求了。
干燥過程就是坯體與干燥介質(zhì)在隧道干燥室中進(jìn)行熱交換和濕交換的過程,熱介質(zhì)將自身的熱量傳遞給濕磚坯,同時,吸收由濕磚坯中擴(kuò)散出來的水分,本身溫度下降,濕度增加,由較高溫度、低含濕量的氣體變成溫度較低、含濕量較大的低溫高濕氣體。坯體吸收由熱介質(zhì)傳來的熱量溫度升高,而排出其中的水分,重量降低,從低溫、高濕、較重的濕坯慢慢變成溫度較高,含水率較低,重量較輕的高溫低含水坯體。
在干燥的加熱階段,熱介質(zhì)傳遞給坯體的熱量除用于蒸發(fā)坯體中的水分、,還有一定量的熱量富余出來。由于磚坯溫度較低,熱介質(zhì)溫度較高,在溫度梯度的作用下,富余出來的熱量用來加熱坯體,使坯體溫度升高。在等速干燥階段,熱介質(zhì)傳給坯體的熱量全部用來進(jìn)行磚坯內(nèi)水分的擴(kuò)散和蒸發(fā),無富余熱量能夠再用于其他用途。同時,由于磚坯溫度與熱介質(zhì)溫度相同,沒有溫度梯度存在,不可能使磚坯溫度再升高。
在降速干燥階段,由于坯體中的水分大部分已被排出,含水量較少,同時由于這時供熱量的下降,干燥速度比等速階段有明顯下降。在干燥室中加熱階段和等速干燥階段是干燥脫水最快的階段,也是干燥收縮最大的階段,最容易出現(xiàn)干燥廢品率,提高干燥成品率非常關(guān)鍵,具體操作中應(yīng)十分注意及時排出隧道干燥室進(jìn)車端的潮氣,防止坯體回潮,當(dāng)坯體回潮后,再干燥時廢品率會很高。嚴(yán)格控制干燥初期的干燥速度,送人干燥室的風(fēng)量和溫度必須準(zhǔn)確檢測,嚴(yán)格控制,一旦送人的熱量和風(fēng)量過大,就會使磚坯以較快速度脫水,收縮加大,造成大量裂紋產(chǎn)生。在等速干燥過程中,雖然磚坯溫度并不升高,但如果干燥速度太快,仍然使坯體有較大的體積收縮。如果收縮速度超過了坯體消除自身內(nèi)應(yīng)力的能力,坯體也容易產(chǎn)生裂紋,降低干燥成品率。所以,在干燥的這兩個階段,應(yīng)嚴(yán)格地控制地進(jìn)人干燥室的熱介質(zhì)的溫度和送風(fēng)量,送風(fēng)溫度和送風(fēng)的劃、要以理論計算的結(jié)果為依據(jù)。干燥室中臨界點(diǎn)以后的干燥操作,盡量使用高溫、大風(fēng)量的方式進(jìn)行,使干燥過程在高速情況下進(jìn)行,這樣不但可以提高干燥產(chǎn)量,還可以降低干燥廢品率。
干燥過程的脫水速度,與坯體的含水率,熱介質(zhì)的溫度、濕度、流速、干燥時間都有很大關(guān)系。熱介質(zhì)溫度越高,脫水能力越強(qiáng),越容易脫去坯體中的水分,對干燥越有利。介質(zhì)的濕度越大,其中的含水率越高,越接近飽和,其對坯體的脫水能力越差,越不利于坯體干燥脫水。熱介質(zhì)流速越快,介質(zhì)與坯體間的綜合換熱系數(shù)越大,換熱量越大,坯體吸收的熱量越多,單位時間蒸發(fā)的水分越多,越利于濕坯體中水分的排出。熱介質(zhì)流速越慢,單位時間內(nèi)熱介質(zhì)與坯體接觸的量愈少,介質(zhì)與坯體間的綜合換熱系數(shù)愈小,脫水能力愈差,不利于坯體脫水和干燥過程的進(jìn)行。干燥時間越長,脫水越多,坯體殘余含水率越少,干燥時間越短,脫水越少,坯體殘余含水率越多。
磚坯出現(xiàn)的裂紋,是由兩方面引起的,其—是由于成型不良造成磚坯內(nèi)部有裂紋產(chǎn)生,但這種裂紋在剛成型時,很難用肉眼看出,只有將其干燥完成后,才能反映出來。第二種就是磚坯成型很好,但干燥制度不合理,造成磚坯產(chǎn)生裂紋,是由干燥過程引起的。
那么,磚坯出現(xiàn)裂紋后,應(yīng)該怎么辦呢?
首先,應(yīng)該從制磚所用的原料著手,因?yàn)椴还苁浅尚土鸭y還是干燥裂紋,都與原料的性能密切相關(guān)。我們知道,原料的塑性、顆料級配,干燥敏感性系數(shù),是原料最基本的物理性能。原料塑性高時,雖然有利于成型,但不利于干燥,原料干燥敏感性系數(shù)大時,磚坯干燥時就容易出現(xiàn)裂紋。原料塑性低時,雖然給成型帶來一定困難,但非常有利于干燥過程的進(jìn)行,磚坯干燥時一般不會出現(xiàn)裂紋。當(dāng)原料顆粒級配不合理時,如果塑性較高雖然也能成型,但干燥易出現(xiàn)裂紋,甚至在成型時就有隱性裂紋。如果塑性較低,不但成型會出現(xiàn)裂紋,而且干燥也會出現(xiàn)裂紋,當(dāng)原料級配合理時,顆粒之間能夠達(dá)到最緊密堆積,可以生產(chǎn)密實(shí)的坯體,且干燥時不易出現(xiàn)裂紋。
針對由于原料的原因引起的成型隱性裂紋和干燥裂紋,就應(yīng)該對原料進(jìn)行改性處理。如果是原料塑性太高導(dǎo)致干燥裂紋時,應(yīng)降低原料塑性,可在原料中滲入一定量的細(xì)砂。而由于原料顆粒級配不合理引起的成型隱性裂紋和干燥裂紋,就應(yīng)該通過調(diào)整原料顆粒級配方的方法使其達(dá)到既容易成型又不會出現(xiàn)干燥裂紋的狀態(tài)。如果原料中粗顆粒比例超過允許范圍。則應(yīng)該降低粗顆粒的含量,采用磨細(xì)的方法,或是加入一定量的其他種類的細(xì)料,使顆粒含量不足引起的級配不合理,則應(yīng)該在原料中加入粗顆粒,加人的量根據(jù)調(diào)整所要求的結(jié)果確定。對于由原料塑性較低引起的成型裂紋,可以通過物理方法對原料進(jìn)行處理,如采用風(fēng)化或陳化的方法,通過風(fēng)化作用,使水分借著毛細(xì)血管作用分布均勻,內(nèi)部發(fā)生分解、崩裂、松散,改善了原料性能,提高了可塑性。通過陳化加水靜置一段時間后,使生料自然熟悉化,原炒潤濕松散,水分分布均勻,也提高了原料的可塑性。采用增加細(xì)粉料含量的方法同樣可以提高原料塑性,細(xì)料多后,毛細(xì)孔變小,毛細(xì)管引力增大,比表面積增大,加水后吸附水膜的能力增加。與物理方法一樣,可用化學(xué)方法提高原料可塑性,如在原料中摻人堿性有機(jī)物或無機(jī)物,提高原料可塑性,摻加有機(jī)物的種類為乳酸、腐殖酸、醋酸等。無機(jī)質(zhì)有碳酸鈉、水玻璃等。
其次,成型過程能否控制得當(dāng),也是磚坯產(chǎn)生裂紋很重要的環(huán)節(jié),在成型過程中最易出現(xiàn)的隱性裂紋就是螺旋紋、S型裂紋,是由于成型水分沒有處于原料成型含水率的最佳點(diǎn)上,致使泥料分層流動。解決的辦法就是在高塑性原料中加入一定量的瘠性原料,加大層與層之間的磨擦,減少層與層之間的相對運(yùn)動速度。適當(dāng)降低絞刀轉(zhuǎn)速,保持絞刀葉片與真空擠出機(jī)的泥缸襯套之間的間隙在剮、距離,以減少裂紋的產(chǎn)生。
第三,磚坯的裂紋是由干燥過程引起的,與原料及成型沒有關(guān)系,干燥過程使磚坯產(chǎn)生裂紋與干燥介質(zhì)的溫度、流速、干燥室送風(fēng)位置、送風(fēng)量大小、排潮位置、排潮量大小等有密切關(guān)系。對這幾個參數(shù)進(jìn)行調(diào)整后,就可以解決干燥裂紋的問題了。
干燥介質(zhì)溫度太高脫水能力很強(qiáng),成型的濕坯遇到? 干介質(zhì)后,表面馬上脫去水分,產(chǎn)生收縮,磚坯內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,如果磚坯的內(nèi)擴(kuò)? 散和表面水分蒸發(fā)不能同步,就會使磚坯產(chǎn)生裂紋,應(yīng)該對介質(zhì)溫度進(jìn)行調(diào)整,使其脫水能力與磚坯內(nèi)擴(kuò)散同步。
干燥介質(zhì)流速過大,致使干燥綜合換熱系數(shù)很大,脫水能力很強(qiáng),這樣雖然干燥速度加快,但是如果磚坯內(nèi)部的濕熱交換速度跟不上表面的速度,也容易使磚坯產(chǎn)生裂紋。實(shí)際操作時,就應(yīng)該調(diào)整干燥室內(nèi)部干燥介質(zhì)的流速,使流速處于既能達(dá)到快速干燥又不至于使坯體產(chǎn)生裂紋的狀態(tài)。
干燥送風(fēng)位置決定了干燥速度的快慢及干燥是否會產(chǎn)干裂紋,我們知道,磚坯干燥時有一個臨界點(diǎn),在臨界點(diǎn)以前,坯體容易隨著脫水過程的進(jìn)行容易產(chǎn)生裂紋,而在臨界點(diǎn)以后,就是再快的脫水速度,磚坯也不會產(chǎn)生裂紋。所以,在向干燥室送風(fēng)時,臨界點(diǎn)以前,要小風(fēng)量,緩慢送風(fēng);臨界點(diǎn)以后,可采用大風(fēng)量快速送風(fēng)實(shí)際操作時,應(yīng)分析產(chǎn)生裂紋的原因,涮整送風(fēng)位置,以及相應(yīng)位置風(fēng)量的大小,這樣不但提高了干燥速度,而且,防止干燥管程出現(xiàn)裂紋送風(fēng)量大,干燥速度就快,送風(fēng)量小,干燥速度就慢,這是我們都能觀察到的干燥過程是不是風(fēng)量越大越好呢?那不全是,送風(fēng)太大時干燥過快,容易使坯體產(chǎn)生裂紋,達(dá)不到磚坯干燥的目的,實(shí)際生產(chǎn)過程中要根據(jù)磚坯需要的熱量及熱介質(zhì)的溫度,選擇合理的送風(fēng)量。
干燥室的排潮位置是關(guān)系到干燥室干燥時磚坯干燥質(zhì)量很重要的放置。當(dāng)干燥室的排潮位置設(shè)置合理時,不但能及時地排出干室中的潮氣,而且不致使磚坯產(chǎn)生裂紋,如果干燥室的排潮位置不合理,則會使坯吸水回潮,產(chǎn)生裂紋,回潮后的磚坯,即使再干燥燒成后的質(zhì)量也很差,所以實(shí)際操作時,不但要將干燥室的排潮位置設(shè)計合理,讓它及時排出干燥室中的潮氣,使坯體回潮,同時要配備足夠的排風(fēng)設(shè)備,要能夠?qū)⒏稍锸抑械某睔馊颗懦。排潮風(fēng)量過小時,不能全部地排出潮氣,也是磚坯回潮的原因之一。控制排潮位置及排潮風(fēng)量,是實(shí)際生產(chǎn)中很重要的調(diào)整手段。
綜合以上分析,在坯體干燥過程中,只要控制好成型含水率、干燥室干燥送風(fēng)溫度、送風(fēng)濕度、送風(fēng)劃、、送風(fēng)風(fēng)速、排潮溫度、排風(fēng)量劃、、干燥時間以及準(zhǔn)確掌握干燥臨界點(diǎn)位置等參數(shù),就能使干燥過程順利進(jìn)行,降低干燥廢品率,提高干燥成品率。