內(nèi)燃燒磚窯斷面溫度不均對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。內(nèi)燃燒磚，優(yōu)點很多，美中不足的是，和外燃燒磚相比，窯的縱、橫斷面溫度分布發(fā)生了變化，最為明顯是：中部溫度偏高，其余部位偏低，以致造成窯中部位的磚容易發(fā)生過燒，窯底部出現(xiàn)生燒，窯頂經(jīng)常有黃磚。內(nèi)窯斷面的溫度差別，使同一窯室燒成的紅磚火候不一致，嚴重影響了粘土磚產(chǎn)品質(zhì)量。
造成窯內(nèi)溫度分布不均勻的原因很多，因素是相互交叉構(gòu)成的，歸納起來有：一、窯內(nèi)熱介質(zhì)的氣流分層現(xiàn)象;二、斷面各部位碼窯密度所引起的阻力和放出熱量的不均勻;三、橫斷面上各部位熱損失不同所造成的差別，內(nèi)燃摻料和外投燃料在橫斷面不同位置的交叉燃燒;五、磚坯位置不同所形成的縱斷面上特殊燃燒狀態(tài);六、外投燃料的多少和在窯斷面上散布的不均勻;七、磚坯內(nèi)燃料摻入的均勻程度。由于這些因素的影響，造成窯內(nèi)縱、橫斷面溫度的差異，使燒成的紅磚火候不一致。
窯頂部：窯拱附近的磚坯，由于氣流分層原因，升溫較快，首先達到燃點開始自燃，但在燃料徐徐放出熱量的同時，不斷把部分熱量傳給窯拱，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量少，熱消耗多，因此燃燒溫度低，燃燒也比較緩慢。窯頂磚的強度低，甚而出現(xiàn)黃磚。但溫度始終偏低，甚至達不到燒結(jié)溫度，所以磚的強度低，甚而出現(xiàn)黃磚。
窯中部：窯斷面中心部位沒有向窯壁傳熱的消耗，而且粘土磚坯的內(nèi)燃料和外加燃料在同一時間在高溫狀態(tài)下急劇燃燒，單位時間內(nèi)放出的熱量多而熱損失小，所以窯溫也高，在這一區(qū)域能滿足紅磚所要求的燒結(jié)溫度及高溫停留時間，因而磚的物理性能好。但大部分磚有“壓花”和“黑心”，這是因為燃料燃燒反應快，空氣供應滿足不了燃燒需要，形成還原氣氛，使三氧化二鐵轉(zhuǎn)換成氧的表面過早的產(chǎn)生燒成收縮，甚至形成玻璃相，封閉了外界供氧的通路，磚心部位未得到充足的氧參與燃燒而處于干餾狀態(tài)。
窯底部：窯底氣流來自出窯端，溫度低，磚坯內(nèi)燃料達到自燃時間最晚，當納入焙燒帶時，在外燃煤的作用下才開始燃燒，所以溫度升梯度很大，有時平均每小時可達200℃，繼而由于外燃煤投入量的逐步減少，溫度隨之降低，且受不斷進人的低溫氣流影響，高溫停留時間最短，磚表層雖能燒結(jié)，但磚內(nèi)有生心，磚心的燃料也未能完全燒盡。
克服的方法要有較強的針對性，方能奏效。一、內(nèi)燃程度要適度。根據(jù)土質(zhì)情況和內(nèi)摻燃料的發(fā)熱量，計算出摻兌配比，按照固定數(shù)量均勻摻入。二、燒火工要掌握內(nèi)燃燒磚特點。操作時要做到“內(nèi)燃為主，外燃 為輔”，盡量避免在高溫區(qū)投煤，防止造成內(nèi)外燃相互作用，形成超過紅磚耐火度的高溫而出廢品。三、改革碼窯方法。用碼窯的不同密度來調(diào)節(jié)斷面溫度分布，為了彌補損失，應在熱消耗多的部位密碼，燃燒速度緩慢的部位密碼;相反，熱損失小，內(nèi)外交叉燃燒和燃燒反應劇烈的部位稀碼。根據(jù)這一原則，內(nèi)燃燒磚的碼窯制度應為：上密、邊密(由于外窯墻和窯門的熱損失大于內(nèi)窯墻，所以邊部兩側(cè)還就有里稀外密的區(qū)別)，中稀、底部適當加密。
具體操作方法是：窯高2.8米時，窯頂加密比較容易，一般可在16-19層碼橫帶，橫帶上直條加頭;中部稀碼可用空心大洞或中分兩側(cè)，從稀到密的碼法;中部也可用“三空夾坯”的脫空火眼來減弱火勢。為了保住窯頂和窯底的溫度，還可在火眼下碼雙封門坯，窯頂溫度低時關(guān)門燒，窯底溫度低時開門燒。這樣能有效地避免中部掛煤，也可減弱中部火勢。為克服清底快，腿子部位可降低炕面，采用立坯碼窯法，三層碼斜條或橫帶鎖炕，3.8米寬的可碼30個左右，從正面看雖已加密，但側(cè)面卻都拉開了間隙，減少了向煙道口流動的橫向阻力。
內(nèi)燃燒磚從全窯碼窯密度看比外燃碼法增加了密度，但火行速度反而比外燃燒碼快，因而還提高了紅磚產(chǎn)量。
內(nèi)燃摻料不當對紅磚質(zhì)量的影響
內(nèi)燃燒磚60年代就在全國磚瓦行業(yè)推廣。這種工藝對提高質(zhì)量、增加產(chǎn)量和降低煤耗等起到了很好的作用。但至今仍有部分廠由于對內(nèi)燃燒磚掌握不當，以致造成紅磚斷面粗糙，規(guī)格長短一;窯中部焦，四周生等質(zhì)量問題，究其原因不外乎“配、碼、燒”三個方面，其中最根本的原因是對內(nèi)燃摻料沒有給予足夠的重視。
正確的做法是，外燃煤和內(nèi)燃摻料在進廠后，要首先取得發(fā)熱量，然后根據(jù)磚的耗熱量(千卡/千克)確定內(nèi)、外燃料的比例，分配原則應該是：“內(nèi)燃為主，外燃為輔”。但內(nèi)燃程度一般以不超過90%為宜。
燃料摻配計算公式(重量比)：G=B (1+W)千克/萬塊。式中：G--內(nèi)燃料摻配數(shù)量千克/萬塊。B--磚燒成所需總耗熱量千克/萬塊。Q--燃料發(fā)熱量千卡/千克。N--內(nèi)燃程度%。W--燃料自然水分%。內(nèi)燃程度除直接影響磚燒成所需的熱值外，還要改變制磚粘土的可塑性，而且內(nèi)摻料的種類和細度又與可塑性有著內(nèi)在的關(guān)系如表1、表2所示。
從上表試驗結(jié)果中可以看出如下規(guī)律：(1)隨燃料摻入量的增加，粘土塑性指數(shù)也隨之降低，兩者為反比關(guān)系。(2)塑性指數(shù)的降低率與粘土原有的塑性有關(guān)，粘土塑性越高，則受摻入燃料的影響越大，即降低率越高。(3)塑性指數(shù)的降低率和燃料的種類有關(guān)，燃料中的灰分越高影響越大。綜上所述，可塑性高的粘土，適合選用熱值低的燃料;反之塑性低的粘土宜選用熱值高的燃料，摻入燃料數(shù)量的多少是以熱值為依據(jù)的。因此，應對燃料進行認真地工業(yè)分析，隨時掌握進廠煤種的發(fā)熱量和波動范圍，從而及時調(diào)整配料制度。
表1
相同燃料摻入不同土質(zhì)對塑性指數(shù)的影響 表2
相同燃料摻入不同土質(zhì)對塑性指數(shù)的影響 表3
內(nèi)燃程度除對粘土的塑性指數(shù)有明顯影響外，還對孔隙率、干燥敏感性系數(shù)和干燥線收縮率有影響，因此，在確定對不同燃料所選用的不同內(nèi)燃程度的同時，還要隨時修正磚機型口尺寸，否則就有造成成品超出正、負公差的危險如表3。
為了保證燃料與粘土達到最均勻的混合，并且最小限度的影響粘土的塑性指數(shù)，內(nèi)摻燃料的細度經(jīng)粉碎還要過篩，最大顆粒應不超過3毫米。如篩網(wǎng)過粗，顆粒過大，不但產(chǎn)品大面粗糙，影響外觀，而且在燃料燃盡后，在磚內(nèi)留有下較大的孔洞，降低磚的力學強度，增大吸水率，甚至達不到凍融標準。如果煤的夾雜物中混有石灰?guī)r粗顆粒，還會產(chǎn)生石灰爆裂，乃至全部產(chǎn)品不合格， 因此內(nèi)摻燃料的細度不容忽視。
除此以外，為保證內(nèi)摻燃料的摻配均勻，還應建立燃料儲存、保管、摻配等原始記錄，以便在日常生產(chǎn)管理中監(jiān)督檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，防患于未然。總之，內(nèi)燃燒磚要有一整套的科學管理方法，才能確保產(chǎn)品質(zhì)量，充分發(fā)揮它的優(yōu)越性。
氣候變化對粘土磚質(zhì)量的影響
在風、雨、霜、凍的影響下，華北地區(qū)不僅生產(chǎn)受到限制，更為嚴重的是會給產(chǎn)品質(zhì)量造成多種不利因素。
一、春季防風。華北地區(qū)通常在3月末至4月初開車生產(chǎn)，但春季風多多，風速大，空氣干燥，而鄉(xiāng)鎮(zhèn)磚廠因受資金限制，往往備土不足，現(xiàn)采現(xiàn)用，乃至造成濕坯干燥敏感性系數(shù)高，使半成品形成各種質(zhì)量缺陷。如刮風天出坯，濕坯往晾坯場運送途中，在車上濕埋的條面和頂面即已發(fā)生密集的微細裂口，嚴重影響使用面。
克服的方法：1、要在坯板裝滿車后，立即在濕坯的條面和頂面拋撒較厚的潮濕細小面沙，或在車上覆蓋一層塑料布避免風吹，碼架時要隨碼隨苫，架道用葦簾擋風，碼好的架用塑料面包到底，以防止干裂。2、及時花架。當苫蓋濕坯的塑料布出現(xiàn)凝水時，即說明濕坯已大量脫水，可及時放風，最好采取夜間放微風，先揭開背風面，防止空氣對流，保持架臺局部一定的相對濕度，兩側(cè)交替，直至磚坯脫離敏感期，方可兩側(cè)通風，花架后仍須采取防風措施，否則就會出現(xiàn)壓裂。
二、夏季防雨。磚廠制坯用原料土絕大多數(shù)為露天存放。每年7、8月約有一個半月的雨季，用軟泥出坯(含水率超過20%)，氣孔率高，對磚的力學強度和耐久性均有嚴重影響，況且碼上架的濕坯容易變形，尤其是最下一層因受重壓而普遍形成大底，造成超差。
克服的方法：首先雨季前應在機房附近儲備一定數(shù)量的雨季干土，然后將土堆高，周圍挖排水溝泄水，以便在雨季期間干濕土搭配使用。此外，雨后及時排除架溝積水，將低洼架墊高，以防止架底不干濕坯變形。
三、深秋防凍。華北地區(qū)磚廠多在“霜降”前后停車，有時雖已深秋或初冬，天氣仍不冷，磚廠為了多增產(chǎn)，便延長生產(chǎn)期，這叫做“搶凍”。搶凍生產(chǎn)如無有效措施，則純屬“闖大運”，一旦寒流侵襲，全部磚坯就被凍毀，損失慘重。
克服的方法：一是搶凍期間生產(chǎn)的濕坯，要利用白天氣溫高時，大膽揭架放風，夜間氣溫低時，加強保護防凍。越是不敢揭架怕凍，濕坯越難脫水，必然形成惡性循環(huán)。二是主動燒濕坯，用干坯碼炕，炕以上 碼5、6成干的濕坯，沿窯拱周圍碼7、8成干的濕坯。中、上部的濕坯升溫快并不斷脫水，到進入焙燒帶以前已全部干透，因而不會影響產(chǎn)品質(zhì)量^
其次，改善春、夏、秋氣候變化對磚質(zhì)量影響的措施還有：增大內(nèi)燃摻料比例。春季在不影響塑性成型的條件下，可選用適宜的燃料增大內(nèi)燃摻入量，以從根本上改變原料土的干燥敏感性系數(shù)，提高磚坯內(nèi)部的透氣性，使坯體內(nèi)外脫水梯度縮小，因而可減少風裂。夏季摻入較多的干燃料，可降低濕坯含水率，增大濕坯強度，避免走形。深秋搶凍，由于坯體內(nèi)有較多的內(nèi)燃摻料，可促使?jié)衽餮杆倜撍瑥亩s短干燥周期，以減少凍害。另外，在制坯土料內(nèi)還可摻入部分干料，干料是粉碎篩選過的廢干坯和碎磚。泥料中加入適量干料，在坯體中形成“骨料”，可明顯降低濕坯線收縮;干料可吸附泥料中的水分，因而減少了收縮水，增大了汽孔水，對降低干燥損失，有顯著效果。故此在適應春、夏、秋季不同氣候的影響方面，是一項比較行之有效的措施。
采取增大內(nèi)燃摻料和加入干料兩項措施， 應注意的是：干燥收縮和燒成收縮都有不同程度的減少，必須測得確實數(shù)據(jù)，以調(diào)整機口尺寸，否則將會造成粘土磚的長短不齊。