“石灰爆裂”严重影响到产品的质量,治理起来也比较困难。其也是许多砖瓦企业生产过程中亟待解决的热门话题。所以首先要搞清石爆的原因:“石灰石爆裂”是砖体内的生石灰(CaO)受潮水化,引起体积膨胀而对产品造成的一种破坏现象。当制砖原料中含有较多的石灰质(CaCO3),且破碎后原料颗粒较大时,焙烧过程中在砖体内形成尺寸较大的生石灰(CaO)颗粒。生石灰颗粒不断吸收空气中的水分,逐步水化成消石灰Ca(OH)2。CaO水化形成Ca(OH)2的过程是一个体积膨胀的过程。随着CaO不断水化成Ca(OH)2,砖体内CaO聚集物体积不断增大,砖体承受CaO聚集物膨胀所产生的拉应力也越来越大,当该压力大于砖体的抗拉强度时,即会对砖体形成破坏。少量的CaO聚集物可形成砖体表面破坏,大量的CaO聚集物则造成砖体酥裂。
因此,消除石爆要从消除原料中的石灰石入手。常用的解决方法是“拣选剔除、控制细度、加强焙烧、淋水消解”。
1拣选剔除
以某煤矸石砖厂年产6000万块煤矸石烧结空心砖生产线为例,该生产线利用的煤矸石中含有大量的块状石灰石,大块的直径150~300mm,小块的直径10~30mm。石灰石在煤矸石中的比例高达20%~25%。
首先将煤矸石过一道150mm×150mm的钢篦子,先将大块的石灰石剔除,再过颚式破碎机,然后用一台慢速(v<0.5m/s=皮带输送机将破碎后的矸石运进车间,皮带两边站4个人,尽量把能看见的石灰石拣出来,利用石灰石与煤矸石硬度不同的性质,再经过回转式圆筛(也可以称之为“除石机”)过一遍,三道关使大部分石灰石被剔除来。第一关“拣选剔除”使石灰石含量下降到5%以下。
2控制细度
大颗粒的生石灰颗粒存在于砖体内,水化产生的膨胀量大,因而在砖体内部产生很大的应力,当内应力超出砖体的弹性变形范围时,砖体即被胀裂。因此石灰石颗粒尺寸越大,成品砖内熟石灰水化产生的集中应力越大。不难理解,控制细度就是最大限度地减轻石灰石颗粒在砖坯中的危害,实践证明,当石灰石颗粒小于1mm时,“石灰爆裂”的危害程度降低80%以上,颗粒小于0.5mm时,“石灰爆裂”的影响基本消失。不仅如此,采取充分搅拌的方式,使原料中的石灰石细颗粒处于高分散状态,避免成品砖内生石灰颗粒聚集,防止水化所产生的集中应力,也大大降低了“石灰爆裂”产生的危害。因此,降低原料的细度是解决“石灰爆裂”最关键的措施。
3加强焙烧
“石灰爆裂”对成品砖的破坏程度与成品砖本身的强度有关系,成品砖强度越高,石灰爆裂产生的危害越小。适当提高焙烧温度和延长焙烧时间,提高成品砖的烧结程度和成品砖的强度,降低石灰石爆裂产生的危害。所以“加强焙烧”的目的就是要提高砖的内在质量,提高抵御石灰爆裂的能力,此外,砖坯中的部分CaO与SiO2、Al2O3、Fe2O3等物质在高温下发生固相反应,生成稳定的硅铝酸盐矿物,如钙长石、透辉石,钙灰石等,这消耗了部分CaO,进一步减轻了石灰爆裂的压力。
4淋水消解
“淋水消解”是消除石爆的最后一关。大家知道,CaCO3在600℃左右的时候开始分解,913℃分解完毕,分解成CaO(生石灰)和CO2,就是这个存在于砖坯中的CaO吸收空气中的水分以后,生成粉状的Ca(OH)2并且伴随很大的体积膨胀,产生巨大的内应力对砖构成严重的危害。但是,CaO在大量水的情况下,生成膏状的(也称液态)Ca(OH)2,情况就大不一样了,液态的Ca(OH)2可以向周围的空隙渗透和移动,大大减轻了内应力
淋水的效果往往受淋水强度、淋水时间和砖垛大小的影响,弄不好消解不彻底,不能根本消除石灰爆裂的影响。淋水消解的方法虽然可行,但是却增加了生产工序和生产成本,在以上三种方法都不能彻底解决问题的情况下,才采用这个方法。
除了淋水的方法以外,将出窑的红砖浸在水槽中进行消解效果更好,消除石灰爆裂的危害更彻底。