注重处理粉煤灰烧结砖生产原理三要素

本文作者根据日常工作经验,对粉煤灰烧结砖的初浅认识，简要介绍目前粉煤灰烧结砖的生产原理，控制好粉煤灰与混合料（胶结料）掺配，把好原料处理关，选择合理的烧成方式。对提高产品质量档次将起着重要作用。关键词：粉煤灰掺量，原料处理，烧成选择。

　　我国对于粉煤灰早在七十年代初就被人们综合利用烧制墙体材料，但随着时间的推移，技术不断创新，高掺量的粉煤灰烧结砖是目前最属人们关注的交点，笔者根据多年在窑炉行业的经历，并结合有关粉煤灰烧结砖生产厂家的经验与体会，下面重点叙述粉煤灰烧结砖生产原理之中"三环"要素。

　　一、选择合理的原料，生产高掺量的粉煤灰烧结砖

　　1、粉煤灰的质量要求

　　从煤炉及烟气中收集的灰分称为粉煤灰。粉煤灰颗粒小（一般以80微米方孔筛余量小于8%），利用它掺合制砖可以减少破碎工序，节省劳力。粉煤灰根据不同的排出方式，一般分为湿排与干排两种。湿排的粉煤灰必须脱水处理，将水分降低到25%以下，另外各地粉煤灰的发热量均不一致，根据各不同煤矿的煤质反应，一般在1000千卡/㎏以下，较差的只在200～300千卡/㎏。

　　粉煤灰的颗粒可分为粗、中、细三类，粗灰经4900孔筛，其筛余量在40%以上，中粗灰经4900孔筛其筛余量在20～40%；细灰经4900孔筛其筛余量在20%以下，粉煤灰的颗粒越细越可多掺配使用量。如混合料能允许掺配套50%的细灰时，则改为中粗灰掺量配45%即可，而要改为粗灰掺量配40%即可。粉煤灰属无塑性原料。一般都与有塑物掺合后作为制砖原料，有塑物从目前应用较广的均为粘土、页岩、陶土、高岭土、膨润土等，经掺配后的粉煤灰混合料，为了使粉煤灰有较大的掺量，必须要求混合料的可塑性要高一些，粉碎后的颗粒度尽可能细一些，下面针对可塑性颗粒度及发热量有高的要求外（见表），其余均应符合制砖的各项指标：

 

　　2、检测粉煤灰的化学性能

　　粉煤灰的化学成份，基本上接近于制砖粘土有关指标，其氧化铝与氧化铁的含量略高，其具体成份根据各原煤种类而异变化较大，根据有关资料核实，其化学成份均在该数据之内。SiO2（二氧化硅）40～70%，Fe2O3（三氧化二铁）2～9%，Mg0（氧化镁）0.4～2%，Al2O3（三氧化二铝）10～20%，Ca0（氧化钙）0.5～3%，TiO2（二氧化钛）0.5～3%，SO2（二氧化硫）0.1～2.5%，烧失量1.5～33%。

　　根据粉煤灰物理性能与化学分析，如果想要生产高掺量的粉煤灰烧结砖，对于选料是致关重要的一环。通过各煤种的煤灰含量不同，之所以生产出来的烧结砖各所不一，笔者考察了不同的生产厂家，关键一点，掌握好粉煤灰与粘结料的共性，调节好配比，烧结砖原料基本性能最佳数应要求在以下范围之内。
 

化学成份	SiO2	Fe2O3	Al2O3	Ca0	Mg0	SO2 （硫矸）	烧失量	石灰质的含量
								0.5mm	0.5～2mm
%	55～65	2～10	10～20	0～15	0～5	0～3	3～15	0～25	0~2

 

　　颗粒要求：＜5μ粘粒15～30%，5～50μ尘粒45～60%，＞50μ砂粒5～25%；

　　可塑性：塑性指数为9～13；

　　收缩率：其一干燥3～8%，其二烧成2～5%；

　　敏感性系数：＜1；

　　烧结温度：950～1050℃，烧结范围应当有50℃调整，确定掺配比例，当胶结材料塑性指数在10～13之间时，制砖原料中粉煤灰比例控制在30～50%，当塑性指数高于13时，制砖原料中粉煤灰所占比例适当提高，如有的胶结材料塑性指数达到了15以上，但在实际生产过程中不一定能掺过多的粉煤灰，这里就要认真分析一下其他原料成份的含量在起变化作用。
 

　　二、原料处理是烧结砖的中间环节

　　高掺量粉煤灰烧结砖原料处理的关键是要强化多种原料的混合、均化，提高混合料单位体积的密实度。因为粉煤灰无塑性，主要依靠胶结料，将它"胶结"后才能成型，要保证产品质量就必须对高掺量粉煤灰烧结砖原料进行一系列制备性能。

　　一是进行原料处理的必要性，主要提高混合料的成型性能，提高混合料的均匀性，提高混合料的焙烧性能。

　　二是掌握原料的一般特性，处理粉煤灰与胶结料或增塑添加剂之间的掺比，分清各种物理化学性能的含量。

　　三是原料的混合处理要进行强制混料，原料搅拌均匀，强加提炼，高速轮碾，促使原料产生内和。

　　四是掌握原料的陈化与困存的作用，根据不同原料掌握困存不同的时间，利用不同困存的方式，解决陈化中应注意的质量问题。

　　选购设备直接关系到制砖中间环接的质量因素，根据粉煤灰烧结砖生产过程中原料混合、成型、焙烧这三大主要工艺的要求，应当选择合理的配套设备。

　　1、破碎混合设备

　　第一次混合采用齿轮辊破碎机，笼式粉碎机，对辊破碎机、锤破机，双轴搅拌机等。主要解决原料中较大颗粒中较大颗粒的块状破碎，胶结料与粉煤灰的混合。

　　2、陈化设备

　　原料陈化是在陈化库中进行的，所用主要设备为：陈化仓逆式移动式布料器，取料用多斗挖掘机，装载机，箱式给料机等。陈化的作用有四点：一是通过加水，使混合料在堆积过程中借助毛细管和蒸气压的作用，使水更加均匀分布；二是使胶结料的颗粒充分水化和进行离子转换，一些硅酸盐矿物长期与水接触，发生水解转变为胶结物质，从而提高塑性；三是增加腐植酸类物质的含量，改善混料成型性能；四是发生一些氧化与还原反应，并可能导致微生物繁殖，使混料松软而均匀。其目的可达到增加塑性，提高原料的流动性和粘结性，使成型的坯体表面光滑平整。

　　3、二次混合设备

　　第二次混合是进一步加强胶结料与粉煤灰的混合，虽然进行第一次混合和第一次湿混合及陈化后，解决了胶结料与粉煤灰表面及内部的性能均匀问题，但胶结料与粉煤灰的混合程度仍未达到理想状态，但必须在二次混合中加以解决。二次混合采用搅拌挤出机。圆盘筛式给料机，练泥机等设备，上述设备对原料的处理各有各自的特点，生产用户可根据原料种类的不同及产量的大小，选拔不同的规格型号的设备。

　　4、成型设备

　　成型选用半硬塑双级真空挤出机，砖机可根据产量不同而选购不同大小的型号砖机，采用半硬塑挤出机，主要是为了保证坯体的强度和内在质量。

　　三、烧成选择

　　选择烧成关键一点就是怎样确定工艺路线，工艺路线的确定必须建立在原料试验的基础上，合理的工艺流程上，选择一次码烧工艺关键是与掺灰量比例大小，塑性指数大小，敏感性系数大小，三大要素来决定，当粉煤灰在混合料中所占比例在30~40%之间，混合料的塑性指数在8~11之间，干燥敏感系数小于0.8时，可选择一次码烧工艺，高掺粉煤灰在混合料中所占30%比例时，塑性指数大于6，干燥收缩率低于5%，干燥敏感系数小于0.8时，可按混合料中的主要原料的性能选择工艺。一次与二次码烧各有其优，各有其短，一次码烧简化了生产工艺，减少了劳动人员，改善劳动者工人的环境条件，提高了劳动生产率，易于机械化作业，综合成本略低于二次码烧，但在粉煤灰烧结砖中掺灰量的比例受到限量。二次码烧一般烧结砖均可选择。二次码烧，其主要优势在高掺量粉煤灰的比例上，二次码烧优于一次码烧，主要是通过人工干燥后，窑内码坯高度增加，产量增大，不受原料的制约，人机调整可变，因素较多，投资成本高于一次码烧，占用面积略高于一次码烧用地。合理的窑炉选择，是投资者的决定方向，如一次性投资较低，产量较小2000万块粉煤灰掺量较高均可选择隧道窑，一次码烧或二次码烧，现在隧道窑的发展方向趋向于节能性的定型发展，多通道并主，均可单通道独立生产，窑炉的操作实现自动控制，烧成时实现微机监控，窑车运转、顶车、出车、码车均可实现自动化，华夏窑炉集团中扬公司在这烧结砖新型窑具上，独有领先一席。