深基坑土生产烧结多孔砖生产工艺与设备参数

　　1、　深基坑土生产烧结多孔砖生产配方的研究

　　1.1　生产原材料主要是深基坑土，炉渣，调整剂等（1）深基坑土　生产烧结多孔砖的深基坑土经过除杂均化处理后，要求不含有大于10mm石子和云母等惰性杂物，含水率20%～25%。

　　（2）炉渣　炉渣是煤场的底渣，作为内燃料掺入原材料中。使用前要用破碎设备粉碎成1～2mm的粉料，按特定比例经电子秤计量后加入箱式给料机，然后经双轴搅拌机搅拌均匀后进入成型阶段。

　　（3）自制调整剂　自制调整剂是为了提高烧结多孔砖砖坯抗裂性和尺寸稳定性而研制的干粉添加剂，在砖坯生产中添加量在0～2%之间。

　　1.2　深基坑土烧结多孔砖配合比设计原料掺配是决定烧结多孔砖坯体成型强度和保证制品质量的关键工序，必须按照成型工艺的要求，将炉渣和深基坑土进行均匀混合、搅拌、混练，以提高混合料单位体积密度。确定配合比的依据是炉渣发热量和基坑土塑性指数，其合理配比应通过实验测定，确定精确配比。

　　在实际生产中，采用深基坑土替代黏土，其生产配合比范围为：深基坑土70%～80%，炉渣20%～30%，调整剂0～2%。炉渣粉与深基坑土的掺配，须按配合比进行计量掺和，混合均匀。将基坑土和炉渣粉送入给料机，然后送入双轴搅拌机混合均匀。

　　2、　深基坑土生产烧结多孔砖生产工艺

　　深基坑土烧结多孔砖的生产工艺流程主要包括原料制备、成型、干燥、焙烧和冷却。深基坑土采挖后进行干燥、陈化、均化处理，除杂后送至配料箱。炉渣粉碎后也送入配料箱，与深基坑土按照一定的配比混合后，进入搅拌机进行搅拌混合，使混合料含水率达到18％～22％。满足生产条件的泥料经过真空挤出机后呈线条状被挤出。挤出坯条经自动切条机、换向编组系统，由板式自动切坯机切割成所需尺寸的砖坯，切割过程中的废泥条经带式输送机重新返回搅拌机中。成型后经过人工或自然干燥后进入窑炉焙烧就可以获得烧结多孔砖的成品。

　　2.1　原材料制备工艺

　　原料处理的工艺过程如图1所示，挖掘出的深基坑土用自卸汽车运至砖厂原料堆场，用推土机将深基坑土运至原料晾晒场，进行自然风干和陈化。深基坑土含水率在30%左右时，用铲车运至储料棚备用。生产时将基坑土通过皮带运输机送入对辊破碎机进行除杂和破碎，然后由皮带运输机经电子皮带秤计量后，送入给料机，同时将破碎后的炉渣经计量后一同送入给料机，从给料及出来的物料通过双轴搅拌机进行混合均化。

　　2.2　坯体成型工艺。

　　用铲车将基坑土铲至皮带输送机，送入箱式给料机，由箱式给料机定量喂入双轴搅拌机进行搅拌混合，再根据成型需要，保证混合料水分达到18%～22%。从搅拌机出来的混合料经皮带输送机喂入对辊机进行碾练。从对辊机出来的是片状碎块，通过皮带运输机进入生产线。进入生产线的物料喂入圆盘筛式给料机中，物料在这里进一步混合和揉练，水分不足时可以加水调节。然后泥料直接喂入真空挤出机中。挤出设备由三部分组成，前一部分是搅拌部分，中部是真空排气部分，后部是挤出部分。真空排气设备的真空度可高达95%以上，挤出压力在40个大气压以上。物料先经过搅拌揉练，在经真空排气处理，最后呈现条状被挤出，挤出坯条经自动切条机，换向编组系统，有板式自动坯条切割机切割成所需尺寸的砖坯。而在切割过程产生的坯条废泥条经带式输送机送入挤出机中重新利用。

　　2.3　坯体干燥工艺

　　坯体的干燥过程，是自坯体内排出水分的过程，其目的是为了提高坯体强度，以利于码窑焙烧。

　　干燥工艺要求是既要尽可能提高干燥速度，又要确保砖坯质量，保证坯体干而不变形，不开裂。干燥技术分人工干燥和自然干燥两种工艺。

　　人工干燥是将成型的砖坯，人工码放在干燥车上，用机械顶车机送入干燥室烘干。干燥方法是用窑内预热带热烟气和烧过火后保温带余热，用抽热风机将热气分部送入干燥室底层烟道内，通过散热孔向上散热。湿坯进入干燥室后，由送热风机鼓进30～45℃潮热气体并与坯面接触，向坯体内传导热量，使坯体内部水分变成水蒸汽散发，经干燥室顶部的排潮孔或进坯端的排潮烟洞排出。坯体与热烟气逆向运行，温度逐渐升高。进入中温段，坯体内的水分变成蒸气大量排出，坯体水分由原来的18%降至9%左右。进入高温烘干段后，坯体内的水分已降到6%。这样经预热段、中温段、高温段，坯体逐渐升温，内部水分随温度升高变成蒸汽排出室外，坯体不易断裂。如果湿坯体初次接触的温度高，坯体表面水分变成水蒸气排出快，收缩也快，坯体内部的水蒸气不能及时排出，形成内扩张，便出现裂纹和断裂，影响产品质量和产量。因此，对砖坯烘干应掌握一定的操作技术，才能达到干燥的目的。

　　而自然干燥是制备好的砖坯由人工放在干燥车上，堆放在干燥场上。坯体的自然干燥是利用太阳的光能和流动的空气作热源，使露天坯场上的湿坯排除水分，加速干燥。自然干燥受气候变化的影响较大，干燥周期较长。目前，我国一些中小型砖厂都采取传统的自然干燥工艺。

　　2.4　坯体煅烧工艺

　　干燥后的砖坯由摆渡车依次推入焙烧窑中，砖坯与窑内的气流相对运动。砖坯在窑内经过余热带、焙烧带、冷却带后出窑为成品。

　　砖的焙烧是一个比较复杂而且十分关键的过程。干燥后的砖坯通过窑车人工送入轮窑进行堆码焙烧。砖坯在轮窑中首先经过预热段，干坯进入窑时温度在25℃以上，随后随着温度升高，进入煅烧阶段。这一阶段在窑内装有多组燃烧装置，并自动调控温度使燃烧温度保持在1000℃左右（在990～1010℃之间），当温度达到1050℃时，温控系统开始逐渐降温。这时砖坯进入第三阶段，冷却阶段，由多组装置迅速降温，使砖坯温度降到650℃左右，然后缓慢降温至50℃以下，完成整个焙烧过程需要20～30h。

　　3、　深基坑土生产烧结多孔砖关键设备及参数选型

　　深基坑土烧制多孔砖生产线关键设备包括对辊破碎机、双轴搅拌机、挤出机、切坯机、码坯机和焙烧轮窑等。

　　3.1　原材料破碎与均化设备

　　原材料破碎与均化的主要设备是对辊破碎机和双轴搅拌机。

　　对辊破碎机型号2PG610×400，出料粒度0.5～30mm，生产能力13～40t/h。该对辊破碎机主要由辊轮、辊轮支撑轴承、压紧和调节装置以及驱动装置等部分组成。两辊轮之间装有楔形或垫片调节装置，楔形装置的顶端装有调整螺栓，当调整螺栓将楔块向上拉起时，楔块将活动辊轮顶离固定轮，即两辊轮间隙变大，出料粒度变大，当楔块向下时，活动辊轮在压紧弹簧的作用下两轮间隙变小，出料粒度变小。垫片装置通过增减垫片的数量或厚薄调节出料粒度大小，当增加垫片时两辊轮间隙变大，当减少垫片时两辊轮间隙变小，出料粒度变小，以此来调节对辊破碎机出料粒度。驱动机构是由两个电动机通过三角皮带传动到槽轮上拖动辊轮，按照相对方向运动旋转。在破碎物料时，物料从进料口通过辊轮经碾压而破碎，破碎后的成品从底架下面排出。

　　SJ240×28双轴搅拌机生产能力15～20t/h，具有将原料和水进行充分搅拌、混合、均化、搅练等作用，是烧结多孔砖瓦生产过程原料处理的必需设备。该机具有均匀搅拌和挤出练泥的双重作用，挤出前端有分割切片装置，可使多种原料混合、匀化，提高原料塑性和成型能力。搅拌轴经热工处理，主要易损件为合金耐磨材料，经久耐用，费用低廉。

　　3.2　坯体成型设备

　　坯体成型设备包括挤出机和切坯机。真空砖机真空度高，压力大，是目前先进的新型墙体砖制造设备。真空挤出机是成型的关键设备。为此需要高质量的专用挤出成型机和精致的模具，要求挤出机的泥缸长度大于600mm，真空度应≤-0.096MPa，成型水分则应按照不同的挤出类型控制在不同的挤压力范围内。除此之外，还要严格控制泥料的塑性指数、成型含水率、成型真空度与砖坯挤出速度等主要工艺参数。成型工艺的技术关键是确保坯体不变形。

　　切坯机是挤出机的重要部分，因为它是黏土泥条连续地通过切坯机制作最终产品的唯一方法。同时，切坯机也是切割后坯体全自动托盘处理、码坯输送设备的一部分。在砖瓦生产过程中，能将泥条切割成所需砖坯，如标准砖、空心砖、多孔砖砖坯等。

　　切坯机有两种，一种是人工操作切坯的，另一种是自动切坯的。切坯后进入输送带，由人工抓砖坯于进窑炉烧成车上的，而另一种切坯后是由机械手自动抓入进窑炉车上的。多孔砖是通过更换模头（也叫泥嘴、出砖口）来实现多孔砖的。全自动切条机产品是以链条为主传动件，通过切割钢丝与坯条的合成运动实现对坯条的垂直切割。

　　3.3　煅烧设备

　　砖坯煅烧设备选用常见的轮窑。轮窑也称为环窑，是在公元1858年由德国人富里多利、霍夫曼（Hoffman）所设计的一种连续式窑炉，因此也称霍夫曼（Hoffman）窑，其外形为一椭圆型，其屋顶通常都做成八个角，与民间盛行之八卦图形相似，因此在台湾也被称为“八卦窑”。这种连续生产的焙烧设备曾经是我国砖瓦工业生产中广泛使用的一种窑型，目前在农村地区仍大量使用。

　　由于轮窑连续性作业，生产能力较大，而且产品焙烧过程中燃料燃烧所需的空气绝大部分来自冷却带已被预热过的热空气，而燃烧后的产物——烟气通过预热带时，又可用来充分预热砖坯，使其排烟温度仅为100～120℃左右，因而燃料燃烧热得以合理使用，使单位产品燃料消耗远低于间歇式窑炉。但与隧道窑相比，轮窑产量小，自动化水平太低，操作条件差，劳动强度高，所以已逐渐被一次码烧的隧道窑或辊道窑等更先进的窑炉所取代。

　　就一般情况而言，轮窑有一个连续的环形窑道，其直段部分为直窑段，半圆弧部分为弯窑段。

　　窑道内没有横隔墙，在窑道外侧墙隔一定距离设一个窑门，作为装出砖坯或成品砖之用，两个相邻窑门间的对应区段，称为一个窑室，或叫一个“门”，轮窑的规格就是以若干门数表示。烧一部火轮窑，一般为16～22门，两部火一般为32～40门，三部火一般为54～60门。每个窑室的长度（即门距）为5m左右，窑道内断面尺寸一般为内高2.8m以下，内宽3～4m。沿整个窑道长度方向的两条平行窑道之间设有总烟道，每个窑室侧墙下部设有排烟孔（俗称“哈风”），这种排烟孔设置于外侧墙处，称之为“外哈风”，设置于内墙处，称之为“内哈风”：有的轮窑是两种哈风兼有，有的轮窑就只设外哈风。在内、外哈风均设的轮窑中，由于结构上的特点和窑道内横向里外温度存在差异的原因，该种轮窑在弯窑段的窑室就仅设外哈风。总烟道和排烟孔之间由地下支烟道相连通，支烟道与总烟道连接处设有铸铁锥形闸。总烟道上设烟囱或排烟风机，另外也有用地下烟道将总烟道延伸至窑外一侧，再通向烟窗或排烟风机。上述排烟孔、支烟道、总烟道和烟囱（或排烟风机）设施构成整个排烟系统。在轮窑焙烧过程中，燃料燃烧后的烟气即经排烟孔、支烟道流入总烟道，再经烟囱或排烟风机排空。

　　轮窑外墙总厚度1.5～2.5m，由两层砖墙中间填干黏土筑成，内窑墙厚365～485mm，外斜墙厚370mm，轮窑顶由窑拱、填土层和面层组成，总厚度约为1000mm，其中窑拱砖厚为365mm，上面即用干黏土充填密实，面层用砖干法铺砌，窑拱和窑道内墙一般为普通建筑砖，也有采用部分黏土质耐火砖砌筑以提高砌体耐火等级和质量，延长窑的使用寿命。

　　轮窑内产品焙烧是通过燃料在其砖垛内部燃烧方式实现的，故在窑顶设置投煤孔（俗称“火眼”），燃料自投煤孔进入窑内，投煤孔沿窑道长度方向布置若干排，排距为750～1000mm，每排一般为4～5个，其横向间距为800～1000mm，每排边部投煤孔与窑道侧墙间距一般不大于400mm，投煤孔内净空尺寸一般为120mm×120mm～150mm×150mm。有些轮窑还设置有热利用系统，用以抽取热空气和烟气，供给人工干燥室烘干砖坯。热利用系统包括抽取直接余热、间接换热和高温烟气三部分，直接余热是窑外空气进入冷却带被加热后变成的热气体，它直接从冷却带经投煤孔抽出；间接换热是在窑拱的外表面铺设换热管道，通过管道内空气与窑顶内部蓄热之间的交换，将冷空气加热后抽出；高温烟气是直接抽取焙烧带前部的低湿含量的高温烟气。

　　4、　小结

　　（1）深基坑土制备烧结多孔砖的原材料主要是深基坑土、炉渣、调整剂等。

　　（2）在实际生产中，采用深基坑土替代黏土，其生产配合比范围在：深基坑土70%～80%，炉渣20%～30%，调整剂0%～2%。

　　（3）深基坑土烧结多孔砖的生产工艺流程主要包括原料制备、成型、干燥、焙烧和冷却。

　　（4）深基坑土烧制多孔砖生产线关键设备包括对辊破碎机、双轴搅拌机、挤出机、切坯机、码坯机、和焙烧轮窑等。