浅析600mm×1200mm×20mm超厚砖马鞍形的产生原因及解决方法

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　　问：我们工厂有一条内宽为2.5m、长度为280m的辊道窑炉，生产600mm×1200mm×10mm、600mm×600mm×20mm和600mm×1200mm×20mm不同规格的产品，烧成周期在40～90min之间，产品吸水率控制在0.1%～0.5%之间，在生产过程中，不管生产什么类型的产品，在坯料和釉料不变的情况下，出窑坯体都很容易出现前后边下弯、左右边上翘的马鞍状变形，其变形数据如下：坯体前边+0.2mm～+0.4mm，坯体后边+0.15mm～+0.3mm;坯体左边-0.3mm～-0.5mm，坯体右边-0.2mm～-0.6mm。
　　辊上急冷风管只开最前端的1～3条，其它的急冷风管都关闭，辊下急冷风管前1～4条开15%～30%，其余的急冷风管全部开启，该砖形也调整不过来。请问潘工，在生产600mm×1200mm×20mm厚度的釉面砖时，在窑炉控制方面应该如何调整温度和压力制度，才能更有效地解决上述问题呢？
　　答：产生原因分析：
　　由于这是一款大规格超厚仿古釉面砖，相对普通的薄砖而言，其排水、氧化和烧结的时间周期也要适当的延长，据笔者对各产区生产1.5cm以上厚度的釉面砖的调查，很少会出现砖形超标现象，相反，生产厚砖的砖形控制要比生产薄砖简单些。从你的提问中得知，贵公司这条辊道窑炉，不仅生产厚砖，也生产薄砖，同时不管是生产厚砖还是薄砖及不同规格的产品，都不同程度地会出现“马鞍形”。
　　通过我司热工技术人员到达生产现场采集相关数据和对比试验可知，该窑炉不仅存在温度和压力制度设置不合理，同时辊上/下喷枪、窑内高度等设计上也存在一些硬件上的不合理，因此才导致该窑炉工况极其敏感。通过收集相关数据及试验对比，发现存在如下问题：
　　（1） 工厂有两条生产线，在同等坯体和釉料的基础上，其中A窑特别容易出现坯体前后下弯，左右上翘的变形缺陷，而B窑却没有这样的变形缺陷。
　　（2） A窑炉前段的辊下内高空间不足，导致窑炉预热带的温度很难提升。
　　（3） 两条窑高箱体前段喷枪布局不一样，A窑的辊上喷枪分布较后，在辊下第五组喷枪对应的辊上才安装第一组喷枪，导致窑炉氧化带前段温度较难提升，以及为提高前段温度而导致前段燃气压力过高，燃烧不完全的弊端;B窑的辊上喷枪安装相对靠前，在该窑辊下第2组喷枪对应的上部就已经安装了第一组面枪，这样不仅有利于氧化带前段快速升温，同时还有利于适当降低前段燃气的压力，有利于燃烧。
　　（4） A窑前段的噴枪采用每组8支的布局，而B窑则采用每组12支喷枪的布局，这样更有利于燃烧及快速升温。
　　（5） A窑因为前温（1050℃）很难提升，导致坯体容易出现前、后边下弯变形，为了尽可能的升高前温，操作者只能通过提升该窑炉氧化阶段1050～1130℃区域的辊下温度，同时又要控制辊上的温度不能太高，避免釉料过早熔融。该区域辊上/下温差较大，从而导致坯体容易出现左、右边上翘现象。
　　（6） 为了调整砖形，该窑炉辊上急冷风管最前面的1～3条开度约60%～70%，其余的辊上急冷风管则全部关闭：辊下急冷风管1～4条的开度为20%～40%，其余的辊下风管则全部开启，砖形也还不能调整过来。
　　预防措施：
　　根据两条窑炉的实验数据对比分析，在目前无法对窑炉硬件进行升级改造的前提下，暂时采取如下方法进行调节：
　　（1）由于窑炉预热区及氧化带前段温度不足，造成坯体的前后边下弯变形。
　　其解决方法：（A）提升窑炉高低箱交界处辊上挡火板，由原来的23cm提高到35cm，同时加高辊下挡火墙至4片标砖高度。（B）关小抽热风机，同时适当开大排烟风机，以便提高窑炉预热区的温度，保持窑炉烧成区的零压位不变。（C）适当升高前段燃气的总压力以及各分区的燃气阀门开度，并保持各分区的燃气阀门开度在60%～80%为宜。
　　（2） 窑炉氧化中段辊下温度过高，同时升温过急会造成坯体的左右边上翘变形。
　　解决方法： 提升辊上第1～5组喷枪的温度15～20℃，同时降低辊下温度10～15℃，特别是1100℃区域不能过长，尽量控制在1050～1080℃为宜，通过调整此处的上下温差，可以使坯体左右边趋于平直或略下弯。
　　（3） 坯釉膨胀系数相差过大而造成的马鞍状变形。
　　解决方法：通过分别对素坯、第一层底釉坯、第二层面釉坯同时试烧后，检测砖形并进行数据对比，查看是否是由于坯釉的膨胀系数相差过大而造成的马鞍状变形，并给予调整。
　　（4） 把坯体在窑内间距由原来的8～10cm靠拢至1.0～2.0cm左右。
　　（5） 辊上急冷风管由原来开启3条增加到开启6条，这样便于通过急冷风将坯体调平直。
　　（6） 经过上述调整后，出窑砖形控制在如下：
　　坯体前边0～+0.4mm，
　　坯体后边+0.1mm～+0.3mm;
　　坯体左边-0.1mm～-0.3mm，
　　坯体右边-0.15mm～-0.35mm。
　　结束语：通过上述方法调整后得知，解决厚砖“马鞍形”的方法与薄砖的方法相似，首先通过调整窑炉前温将坯体前后边下弯的变形解决，然后再通过调整急冷风的上下温差来解决坯体的左右边上翘问题。其次在窑炉设计和技改方面，需要适应厚砖生产过程中预热、氧化所需的热量和时间，窑内高度与喷枪布局上要给予多样化的手段可调、易调，再辅之以窑内挡火墙/板的高度、窑内压力、上下温差、急冷风上下的风压差及坯釉膨胀系数等综合因素来配合。有些工厂在处理异常问题时可以很快解决，而有些厂却要拖延较长时间才能解决，关键点在于管理人员能做到“综合快速判断问题产生的根源”，这才是解决厚砖变形的核心。
　　（潘 雄）
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