超長窯爐的生產工藝控制探討

摘 要：本文將長窯爐的生產工藝控制與短窯爐進行了比較，針對每一個工序的控制點及工藝注意事項，提出了一些實際性的經驗及方法。文章重點對原料的選用和配方調整做了詳細的技術論證。

關鍵詞：超長窯爐；工藝控制；原料選用； 配方調整

1 引 言

由于燃料、原料等成本的壓力，以及佛山陶企產業的外遷等原因，陶瓷墻地磚企業普遍將產量提高得越來越大，窯爐也是越來越長，尤其是北方的陶瓷企業，這幾年新建的拋光磚生產線窯爐普遍是在260~350m之間，近期又有廠家新建的窯爐達到430m長，產量達到上萬平米/天，實為驚人。窯爐的超長代表了陶瓷界陶機技術日益成熟、精湛，但在產量提高的同時，也要注重產品的內在品質，因為超長窯爐為生產的工藝控制加大了難度，其對窯爐調試的技術要求比短窯要高許多。現以330m長的生產微粉拋光磚的窯爐為例，對超長窯爐的工藝控制經驗進行整理與探討。該窯爐的主要參數如下：

（1） 窯長330m；干燥窯長176m，雙層；

（2） 產量14300~14600㎡/天（600mm×600mm）、13500~13800㎡/天（800mm×800mm）；

（3） 周期47~50min，最高燒成溫度1200~1220℃，三臺壓機。

2 原材料的控制及配方的調整

2.1原料的控制

（1） 由于窯爐長且燒成速度較快，考慮到產品強度及坯料氧化分解所需的時間，選料時要綜合考慮。對于粘土類原料，要注意兩點：一是含沙量不宜太高，最好控制在30%~35%，否則粘土加入量太少，產品強度難以滿足；加入過多又對氧化起到限制作用。二是粘土的灼減量要盡量小，杜絕使用黑心的粘土。北方陶企大多使用煤轉氣燒成，本身受到煤氣的限制，有機物過量不利于揮發，導致產品難燒透而產生黑心，在磚面上經常出現黑色小點，而在斷面上更加嚴重。

（2） 北方的原料由于受地理條件的限制，風化沙性長石比較少而瓷石質原料多，所以硬質料比較多，球磨時難以磨細易在漿料中沉降，這樣漿料配方易變化，在配料時要考慮到這一點，或在原料破碎時考慮粒度等。另外由于瓷石溫度偏低，一些殘留的微小顆粒導致燒成時容易出現小的針孔狀缺陷，因此在配料時要把握瓷石的用量及粒度，方可保證生產的穩定。

（3） 考慮到煤氣燒成及原料的氧化分解作用，如果坯料中粘土含量過多，會造成干燥和燒成收縮大，在燒成預燒階段易發生開裂，故在配料時可適當引用一部分熟料。選用熟料時不要用發黑或發紅的雜質料和細粉，雜質多也會影響配方的溫度。由于熟料無結晶水和有機物，有利于坯料白度和氧化；但熟料會減小坯體的收縮，加入過多會影響產品的尺碼，一般在5%~10%為好。

（4） 北方的小原料礦較多，且不穩定，要優選有一定儲量的礦源，且原料要經過充分均化后才可使用，使用時某一種原料的比例盡量不要過大。如果有條件需掌握以下原則：

1） 配方中原料品種多、數量比例少；

2） 留有足夠的原料庫存，先存夠量再使用。

2.2原料加工

（1） 原料粒度。因北方原料的硬質料較多，大多數需要自己破碎，破碎時一般粒度越小越好，一旦粒度偏大，就會漲磨，引起配方成分變化。

（2） 北方的水偏堿性，在選用稀釋劑時要注意，以防觸變。

2.3配方調整

前面提到，因為窯爐較長，其燒成條件相對短窯有所變化，坯料配方也要作相應的調整：

（1） 在溫度方面，不要把配方溫度調得過低，可適當提高一些。筆者發現，窯爐長、燒成溫度低容易導致產品變形，而且在生產中磚坯容易發紅，白度不夠。所以在調配方時溫度可提高少許，可多用些高溫原料解決以上問題，且高溫原料成本低，不會增加生產成本。在實際操作中，燒成溫度具體提高到多少需按實際情況來調，一般在1200~1220℃即可。

（2） 要注意坯料的始熔點，這一點在長窯爐中表現明顯，始融點低則容易過燒，始融點高則造成生磚，所以對長窯爐來說，不單純是燒成速度慢一點或者快一點的問題。比如始熔點過高了，即使放慢燒成速度也不一定解決問題，因為還有底面料燒成溫度的區別；反之，始熔點低了，降低燒成溫度也可能會帶來二次變形等問題。

（3） 為降低生產成本，拋光磚在配料時一般都分底料和面料兩種基本配方，由于兩種料的燒成溫度不同，產品容易產生變形，因此選料時要特別注意，成分不達標的原料最好不要用，配方中底、面料的鉀鈉鋁這三個指標一定要合理。

（4） 巧用熟料調整，熟料對配方的穩定起重要作用。

（5） 由于北方粘土保水性差、干燥敏感度高，強度不夠，容易產生干燥裂，考慮到配方的強度問題，對一些北方粘土應盡量少用；在整個配方不影響黑心的情況下，盡量在原基礎上多用1%的優質粘土，以加強干燥強度，但粘土用量不宜過多，否則，磚坯成形后坯體較致密，反而造成更多裂磚，這一點也要密切注意。

（6） 容易造成分層的料盡量少用或不用，它對壓機的壓制速度影響極大。

3 成形的控制

由于窯爐產量大，多以三機一線配置，現在更有五機一線配置，壓機的噸位、壓制次數也達到了極點，配合壓機的布料器的速度也是前所未有。粉料的流動性、壓機的速度及性能、布料器的速度及動作過程，這三個參數與過程需緊密配合，不能讓磚坯出現分層現象。當然，在設備與流程上也要進行處理，達到順暢地送料及布料。

4 燒成的控制

4.1干燥的控制

由于窯爐產量大，磚坯的干燥速度也要加快，這也就加大了干燥裂的機率。所以在干燥的過程中要采取高壓高濕、先定型再排水的方法，也就是說，窯頭正壓要盡量大，濕度也要大，提高磚坯強度，不至于后面產生機械裂，而高濕也使磚坯不易產生暗裂，然后在中間再排水。窯頭絕對不能出現負壓或著零壓，正壓不夠大會造成裂磚較多。

4.2燒成的調整

燒成主要注意兩點：第一是氧化問題，由于原料的影響，調整時窯爐前溫要適當提高，氧化階段盡量拉長。個別窯爐公司在試產調試中，考慮到窯爐的安裝質量，經常把窯爐前溫調低些（因溫度低窯爐膨脹小，所以造成的質量問題少），造成產品氧化不良。第二是保溫時間要長，由于產量大、燒成速度快，雖然產品的玻化程度也可以達到，但由于保溫時間短，使產品的結構不穩定，以致出現二次變形，且在平整度方面也控制不好。另外，需要注意的是，在保溫時要避免有溫度梯度存在。

5 拋光的控制

由于產量大，刮平由以前的12把刮刀的機器換成18~24把；還有個別用擺動刮平機等，拋光機由以前的32個磨頭改用48個磨頭。雖然拋光后磚坯的各個性能指標都達到要求，但在光澤度方面還是存在問題，尤其是鏡面效果相比還是差一些。為了降低成本，現在很多企業使用金剛石模塊，用于中拋階段，以致拋后產品的光澤度差了許多，有時光澤度雖然夠但鏡面效果還是差，這些需要調整模塊和刮刀來加以彌補。

6 結 語

超長窯爐的使用，在增大產量、提高企業經濟效益的同時，也對生產技術提出了更高的要求。由于陶機設備發生了較大改變，如在超長窯爐中，在磚坯的走向及排煙系統、自動化程控系統、自動流水線鏈接系統中運用了一些高科技設計和控制系統，用以前的工藝方法去調試已經不實用了，這就需要不斷整理、積累新的生產工藝技術，以適應新工藝的需要。