超长窑炉的生产工艺控制探讨

摘 要：本文将长窑炉的生产工艺控制与短窑炉进行了比较，针对每一个工序的控制点及工艺注意事项,提出了一些实际性的经验及方法。文章重点对原料的选用和配方调整做了详细的技术论证。

关键词：超长窑炉；工艺控制；原料选用； 配方调整

1 引 言

由于燃料、原料等成本的压力，以及佛山陶企产业的外迁等原因，陶瓷墙地砖企业普遍将产量提高得越来越大，窑炉也是越来越长，尤其是北方的陶瓷企业，这几年新建的抛光砖生产线窑炉普遍是在260~350m之间，近期又有厂家新建的窑炉达到430m长，产量达到上万平米/天，实为惊人。窑炉的超长代表了陶瓷界陶机技术日益成熟、精湛，但在产量提高的同时，也要注重产品的内在品质，因为超长窑炉为生产的工艺控制加大了难度，其对窑炉调试的技术要求比短窑要高许多。现以330m长的生产微粉抛光砖的窑炉为例，对超长窑炉的工艺控制经验进行整理与探讨。该窑炉的主要参数如下：

（1） 窑长330m；干燥窑长176m，双层；

（2） 产量14300~14600O/天（600mm×600mm）、13500~13800O/天（800mm×800mm）；

（3） 周期47~50min，最高烧成温度1200~1220℃，三台压机。

2 原材料的控制及配方的调整

2.1原料的控制

（1） 由于窑炉长且烧成速度较快，考虑到产品强度及坯料氧化分解所需的时间，选料时要综合考虑。对于粘土类原料，要注意两点：一是含沙量不宜太高，最好控制在30%~35%，否则粘土加入量太少，产品强度难以满足；加入过多又对氧化起到限制作用。二是粘土的灼减量要尽量小，杜绝使用黑心的粘土。北方陶企大多使用煤转气烧成，本身受到煤气的限制，有机物过量不利于挥发，导致产品难烧透而产生黑心，在砖面上经常出现黑色小点，而在断面上更加严重。

（2） 北方的原料由于受地理条件的限制，风化沙性长石比较少而瓷石质原料多，所以硬质料比较多，球磨时难以磨细易在浆料中沉降，这样浆料配方易变化，在配料时要考虑到这一点，或在原料破碎时考虑粒度等。另外由于瓷石温度偏低，一些残留的微小颗粒导致烧成时容易出现小的针孔状缺陷，因此在配料时要把握瓷石的用量及粒度，方可保证生产的稳定。

（3） 考虑到煤气烧成及原料的氧化分解作用，如果坯料中粘土含量过多，会造成干燥和烧成收缩大，在烧成预烧阶段易发生开裂，故在配料时可适当引用一部分熟料。选用熟料时不要用发黑或发红的杂质料和细粉，杂质多也会影响配方的温度。由于熟料无结晶水和有机物，有利于坯料白度和氧化；但熟料会减小坯体的收缩，加入过多会影响产品的尺码，一般在5%~10%为好。

（4） 北方的小原料矿较多，且不稳定，要优选有一定储量的矿源，且原料要经过充分均化后才可使用，使用时某一种原料的比例尽量不要过大。如果有条件需掌握以下原则：

1） 配方中原料品种多、数量比例少；

2） 留有足够的原料库存，先存够量再使用。

2.2原料加工

（1） 原料粒度。因北方原料的硬质料较多，大多数需要自己破碎，破碎时一般粒度越小越好，一旦粒度偏大，就会涨磨，引起配方成分变化。

（2） 北方的水偏碱性，在选用稀释剂时要注意，以防触变。

2.3配方调整

前面提到，因为窑炉较长，其烧成条件相对短窑有所变化，坯料配方也要作相应的调整：

（1） 在温度方面，不要把配方温度调得过低，可适当提高一些。笔者发现，窑炉长、烧成温度低容易导致产品变形，而且在生产中砖坯容易发红，白度不够。所以在调配方时温度可提高少许，可多用些高温原料解决以上问题，且高温原料成本低，不会增加生产成本。在实际操作中，烧成温度具体提高到多少需按实际情况来调，一般在1200~1220℃即可。

（2） 要注意坯料的始熔点，这一点在长窑炉中表现明显，始融点低则容易过烧，始融点高则造成生砖，所以对长窑炉来说，不单纯是烧成速度慢一点或者快一点的问题。比如始熔点过高了，即使放慢烧成速度也不一定解决问题，因为还有底面料烧成温度的区别；反之，始熔点低了，降低烧成温度也可能会带来二次变形等问题。

（3） 为降低生产成本，抛光砖在配料时一般都分底料和面料两种基本配方，由于两种料的烧成温度不同，产品容易产生变形，因此选料时要特别注意，成分不达标的原料最好不要用，配方中底、面料的钾钠铝这三个指标一定要合理。

（4） 巧用熟料调整，熟料对配方的稳定起重要作用。

（5） 由于北方粘土保水性差、干燥敏感度高，强度不够，容易产生干燥裂，考虑到配方的强度问题，对一些北方粘土应尽量少用；在整个配方不影响黑心的情况下，尽量在原基础上多用1%的优质粘土，以加强干燥强度，但粘土用量不宜过多，否则，砖坯成形后坯体较致密，反而造成更多裂砖，这一点也要密切注意。

（6） 容易造成分层的料尽量少用或不用，它对压机的压制速度影响极大。

3 成形的控制

由于窑炉产量大，多以三机一线配置，现在更有五机一线配置，压机的吨位、压制次数也达到了极点，配合压机的布料器的速度也是前所未有。粉料的流动性、压机的速度及性能、布料器的速度及动作过程，这三个参数与过程需紧密配合，不能让砖坯出现分层现象。当然，在设备与流程上也要进行处理，达到顺畅地送料及布料。

4 烧成的控制

4.1干燥的控制

由于窑炉产量大，砖坯的干燥速度也要加快，这也就加大了干燥裂的机率。所以在干燥的过程中要采取高压高湿、先定型再排水的方法，也就是说，窑头正压要尽量大，湿度也要大，提高砖坯强度，不至于后面产生机械裂，而高湿也使砖坯不易产生暗裂，然后在中间再排水。窑头绝对不能出现负压或着零压，正压不够大会造成裂砖较多。

4.2烧成的调整

烧成主要注意两点：第一是氧化问题，由于原料的影响，调整时窑炉前温要适当提高，氧化阶段尽量拉长。个别窑炉公司在试产调试中，考虑到窑炉的安装质量，经常把窑炉前温调低些（因温度低窑炉膨胀小，所以造成的质量问题少），造成产品氧化不良。第二是保温时间要长，由于产量大、烧成速度快，虽然产品的玻化程度也可以达到，但由于保温时间短，使产品的结构不稳定，以致出现二次变形，且在平整度方面也控制不好。另外，需要注意的是，在保温时要避免有温度梯度存在。

5 抛光的控制

由于产量大,刮平由以前的12把刮刀的机器换成18~24把；还有个别用摆动刮平机等，抛光机由以前的32个磨头改用48个磨头。虽然抛光后砖坯的各个性能指标都达到要求,但在光泽度方面还是存在问题,尤其是镜面效果相比还是差一些。为了降低成本，现在很多企业使用金刚石模块，用于中抛阶段，以致抛后产品的光泽度差了许多，有时光泽度虽然够但镜面效果还是差，这些需要调整模块和刮刀来加以弥补。

6 结 语

超长窑炉的使用，在增大产量、提高企业经济效益的同时，也对生产技术提出了更高的要求。由于陶机设备发生了较大改变，如在超长窑炉中，在砖坯的走向及排烟系统、自动化程控系统、自动流水线链接系统中运用了一些高科技设计和控制系统，用以前的工艺方法去调试已经不实用了，这就需要不断整理、积累新的生产工艺技术，以适应新工艺的需要。