1. 什么是坯体的干燥?
坯体脱去水分的过程叫做干燥。干燥是在干燥介质(通常是热空气或热烟气)中进行的,介质的作用是传递热量和带走水分。坯体中的含水形式有化学结合水和物理机械水两种。化学结合水是原料成分的一部分。这部分水与原料塑性关系不大,在干燥过程中不能排除,其脱水温度在430~750℃,要在焙烧过程中才能脱去。化学结合水脱去后,再也加不进去了,原料将永远失去可塑性。物理机械水则是和固体颗粒混合在一起的水分,其中绝大部分要在坯体干燥过程中排除。物理机械水又分为自由水和大气吸附水。自由水又叫做收缩水,坯体在排除自由水的过程中会使坯体产生收缩,如干燥制度不恰当时,就容易产生裂纹,影响产品质量。大气吸附水又叫气孔水,脱水时坯体不再收缩,只产生气孔。
某厂砖坯的成型水分为17%,湿坯体的抗压强度为2.5kg/cm2,经干燥后含水率为7%,其抗压强度提高至10.5 kg/cm2。
某些发达国家要求经干燥后的坯体含水率不得大于1%~2%。过干的坯体显得很脆。
2.什么是干燥周期、干燥制度和干燥曲线?
干燥周期是坯体从干燥开始到干燥结束所需的时间。干燥周期取决于坯体的成型方法、泥料的干燥敏感性和干燥制度。
干燥制度是坯体干燥过程各项工艺参数和技术要求的规定。其中包括干燥介质的温度、湿度、压力、流速以及坯体温度、码坯形式、进车间隔时间等。干燥制度应根据原料性能和成型工艺制定。合格的干燥制度是达到优质、高产、低消耗的重要保证。
干燥曲线是以坯体在干燥过程中的含水率为纵坐标,干燥时间h或干燥室长度m为横坐标绘成的曲线。从中可以看出坯体在干燥过程中脱水的均匀程度,是制定或调整干燥制度的依据。
3.根据干球温度和湿球温度,如何从表中查得相对温度?
空气相对湿度对照表如表1所示。
表1 空气相对湿度对照表


例:已知干球湿度为45℃,湿球温度为42℃,求相对湿度。
解:根据干球温度45℃,湿球温度为42℃,干湿球温差为45℃-42℃=3℃,从表查得相对温度为83%。
4.什么是原料(或坯体)的干燥敏感性?
原料(或坯体)在干燥过程中产生开裂的倾向性称为原料的干燥敏感性。干燥敏感性高的原料在干燥过程中容易出现裂纹;反之,干燥敏感性低的原料在干燥过程中不容易出现裂纹。因此,干燥敏感性低的坯体可以比干燥敏感性高的坯体采用较快的干燥速度。
原料(或坯体)的干燥敏感性用干燥敏感性系数来表示。可以用下式进行计算:
式中 K——干燥敏感性系数;
——试样的成型含水率(干基);
——试样的临界含水率(干基)。
×100%
×100%
式中 ——试样初始质量(kg或g);
——干燥收缩基本停止时试样质量(kg或g);
——干燥至恒重时试样质量(kg或g);
将 , 代入上式得
干燥敏感性高低与原料本身的矿物组成、颗粒组成等因素有关。一般原料的可塑性越高,颗粒越细,则被排出每单位收缩水时坯体的收缩量也大,这样干燥就越不安全,容易出现裂纹,干燥敏感性就高。除此之外,还与坯体成型水分、成型温度及泥料处理情况有关,一般随成型温度的升高、成型水分的下降,干燥敏感性降低。另外,原料经陈化后制成的坯体干燥敏感性也降低。
黏土中掺入不同量的粉煤灰对干燥敏感性的影响如表2所示。

原料成型水分增大,则临界含水率和干燥敏感性也增大。某原料测定结果如表3所示。

在一般情况下,原料经陈化后干燥敏感性系数降低,如某原料:未经陈化为0.86;陈化1d后为0.78;陈化5d后为0.73。
5.什么是坯体的相对含水率和绝对含水率?如何计算?
坯体的含水率是指坯体内物理水(即大气吸附水和自由水之和)占坯体质量的百分数。其表示形式有两种:其一是相对含水率,其二是绝对含水率。相对含水率又称湿基含水率,绝对含水率又称干基含水率。
相对含水率是指坯体内物理水质量与湿坯体质量的比值,用符号W相表示。绝对含水率是指坯体内物理水质量与坯体绝干质量的比值,用符号W绝表示。可分别用下面的公式计算。
式中G1——湿坯体的质量(kg);
G0——绝干坯体的质量(kg)。
相对含水率与绝对含水率之间可相互转换,其转换关系如下:
例:某一砖厂成型后的湿坯重3.0kg,经干燥后坯重为2.6kg,将此坯放入105~110℃的烘箱中烘至恒重时为2.4kg,求坯体的成型含水率及残余含水率(坯体干燥结束后的含水率)。
解:根据上述公式成型含水率与残余含水率都可用相对含水率和绝对含水率表示。
成型含水率:
残余含水率:
6.排除1kg水需多少干空气?
排除1kg水需干空气如表4所示。
表4排除1kg水需干空气量(Nm3)

7. 排除1kg水的总湿气量是多少立方米?
排除1kg水的总湿气量如表5所示。
表5排除1kg水的总湿气量(m3)

8.在坯体中怎样区分化学结合水、大气吸附水和自由水?
坯体为多毛细孔物体、坯体中水分结合方式不同,大体可分为化学结合水、自由水和大气吸附水,后两者又称为物理水。不同结合形式的水分排出时所需能量亦不同。(1)化学结合水化学结合水是指包含在原料矿物组成中的水分。例如黏土矿物中的Al2O3•2SiO2•2HO2中的两个水分子就是化学结合水。此水在一般干燥温度下不可能从坯体中排出,当把黏土加热到450~500℃时才能使大部分化学结合水排出。坯体在焙烧窑的预热带要排除全部化学结合水。化学结合水排出时坯体不产生收缩,只减轻重量,引起气孔率的增加,故不产生应力,可以快速进行。原料在排除化学结合水后永远失去可塑性。因此,可以把脱去化学结合水的黏土(俗称烧黏土)当作瘠化剂掺入到制砖原料中,以改善坯体的干燥性能。
(2)大气吸附水
牢固地存在于原料的细毛细管中(直径小于10-5cm的毛细管)及细小分布的原料胶体颗粒表面的水,均属大气吸附水。此水的吸附量决定于坯体周围空气的温度和相对湿度;空气中的相对湿度愈大,坯体中大气吸附水量愈多。在一定的温度下,坯体所含的水分与该温度下饱和空气达到动平衡时,该坯体所含水分是大气吸附水的最高点,超过这一点的就是自由水。这种结合形式的水分结合强度中等,排除这部分水时,坯体不发生收缩,不产生应力,干燥速度可加快而不产生开裂。
在一定温度、一定相对湿度的条件下,坯体内水分最终要与周围空气达到平衡状态,即坯体表面上的水蒸气分压与它周围空气中的水蒸气分压相等,此时坯体所含的水分叫平衡水,平衡水为大气吸附水的一部分,此水分不能再为干燥介质所排除。坯体内的平衡水量决定于周围空气温度和湿度,空气的温度越高或者相对湿度越低,平衡水量越少。
(3)自由水
自由水包括渗透结合水及大毛细管水(指直径大于10-5cm的毛细管中的水)。它是由原料直接与水接触而吸附的。如为使泥料易于成型而加入的超出大气吸附水最高含量的那部分水分,这种形式的水分与原料松弛地结合着,很容易被排除。当坯体排除这部分水分时,原料颗粒相互靠拢,产生收缩,其收缩体积大约等于失去的自由水体积。故自由水也成收缩水。在干燥过程中排除自由水时要特别小心,否则易引起坯体的开裂。排除自由水后,坯体再继续干燥时,其体积只有微小收缩。
9.什么是坯体的干燥收缩?
坯体在干燥过程中,随着脱水的进行,其尺寸发生收缩现象,叫做干燥收缩。未经干燥的湿坯体可以看成由连续的水膜包围原料颗粒所组成,颗粒与颗粒之间被水膜所分开,在干燥过程中,随着水分的排出,颗粒与颗粒相互靠拢,使坯体发生收缩,随着水分的不断排出,坯体不断收缩,当坯体中的各颗粒靠近到相互接触后,坯体基本上就不再收缩,继续排除水分,仅增加坯体的气孔率。
干燥收缩可分为线收缩、面收缩和体积收缩。决定收缩值大小的主要因素是原料的性质和坯体的成型水分。一般来说,塑性指数高的原料,收缩值也大些;同一种原料,随着成型水分的增加,收缩值也增加。干燥收缩大的坯体在干燥过程中容易产生缺陷(变形、裂纹)。制砖原料干燥线收缩率一般为3%~10%。
10.什么是坯体的临界含水率?
坯体在干燥过程中,由等速干燥阶段到降速干燥阶段的转折点称为临界点,临界点处坯体的平均含水率称为临界含水率。
在临界点处,坯体表面自由水已蒸发完毕,只存在大气吸附水,所以到达临界点坯体已基本停止收缩,再继续干燥时,只增加坯体的孔隙。因此,临界含水率是干燥技术中的一个重要工艺参数,当坯体内水分小于临界含水率以后,可采取加快干燥速度的措施,而坯体不会产生裂纹。但在临界点以前,干燥过程要特别小心,以防出现裂纹。
由于临界含水率是坯体表面停止收缩时的平均含水率,所以影响临界含水率的最根本原因是原料本身的性质,对同一种原料来说决定于内部水分移动速度和表面水分蒸发速度的大小,也就是决定于介质温度、湿度、流速、坯体的成型温度和成型水分等。
变更介质相对湿度对某坯体临界含水率的影响如表6所示。


11.什么是坯体干燥过程中水分的外扩散和内扩散?
坯体内水分在干燥过程中的移动由数个连续的过程组成,首先坯体表面获得热量后水分蒸发,由流动着的热气体将蒸发的水分带走,此时坯体内部水分则移向表面,再有表面蒸发,直至干燥结束。前一过程称外扩散,后一过程称为内扩散(或湿传导)。这两种扩散在干燥过程中不是截然分开的,而是相互联系的。总的干燥速度决定于坯体表面的蒸发速度及坯体内部水分向表面的移动速度。
(1)外扩散
坯体与热空气接触时,坯体表面的水分由液态变为气态(俗称蒸发),并借扩散作用进入周围空气中。水分外扩散的动力是坯体表面的水蒸气分压,只有当坯体表面的水蒸气压力大于周围介质的水蒸气分压力时,坯体表面的水分才能扩散到周围空气中去,干燥才能进行。
从坯体自由表面蒸发水分量(g)可用下列关系式表示:
g=β(p表面水蒸气-p水蒸气) [kg/(m2•h)]
式中β——蒸发系数(空气运动速度的经验系数,1/h),它与运动速度V(m/s)之间有如下关系:
β=0.00168+0.00128V
从上面公式可知,从坯体表面蒸发的水量与蒸发系数及水蒸气分压差值有关,干燥介质流动速度越大或水蒸气分压差值越大,则外扩散速度越快。
(2)内扩散
水分在坯体内的移动称为内扩散,内扩散动力是靠扩散渗透力和毛细管力的作用。根据水分在坯体内移动原因不同又可分为湿扩散和热湿扩散。
湿扩散产生的原因是由于坯体内存在水分差即湿度梯度,在湿度梯度的作用下,水分由坯体水分高的地方向坯表水分低的地方移动,这种移动也称湿传导。此时水分移动的速度与湿度梯度及湿传导系数成正比,而湿传导系数大小取决于坯体的温度及含水率。
热湿扩散原因由于坯体内存在温度差及温度梯度,在温度梯度作用下,水分由坯内温度高、表面张力小的地方向温度低、表面张力大的地方移动,这种移动又称热湿传导。此时水分移动的速度与温度梯度及热湿传导系数成正比,而热湿传导系数的大小取决于坯体内的含水率。
湿坯体与热空气接触时,坯体表面水分由液态转为气态,并被流动着的空气带走,由于坯体表面水分的蒸发,使坯体表面含水率小于内部含水率,产生了湿度差(即湿度梯度),于是水分就从较湿的内层向较干的表层移动,即此时由湿度梯度引起的内扩散方向是由内向外。当坯体在成型时本身未加热,即热空气温度总是高于坯体温度,热气体先将热量传给表面,再由表面将热量传至内部,故表面温度总是高于内部温度,产生了湿度梯度,因而会导致水分由温度较高的表面移向温度较低的内层。由于水分最终要向水分含量较少的方向移动,所以热湿传导成了湿传导的阻力,为了加速干燥,应采用新的干燥方法,使湿传导和热湿传导所引起的水分移动方向都由内部向表面,以达到提高产量和质量的目的。
鉴于坯体干燥速度决定于其表面蒸发速度(水分的外扩散速度)和水分的内扩散速度。当表面水分蒸发以后,需要有内部扩散来水分补充。否则,当表面与内层湿度梯度过大时会出现裂纹。
有一种采用周期性的加热、静停交替法,即“有节奏的干燥制度”,砖坯在经过热气流短时间喷吹(喷吸时可不断改变方向)后,排除部分水分,然后在含有一定湿度的气体中静置。静置的目的是平衡坯体内部的含水量,避免出现裂纹。
12. 影响坯体干燥速度的因素有哪些?
影响干燥速度的因素很多,主要有:
(1)坯体原料的性质和坯体的形状、大小、厚度、孔洞率等;
(2)坯体的成型含水率、临界含水率、残余含水率;
(3)坯体本身的温度越高,则干燥速度越快。故坯体在成型时加热,
可以提高干燥速度;
(4)干燥介质的温度越高,则干燥速度越快;
(5)干燥介质的相对湿度越低,则干燥速度越快,在等速干燥阶段此影响最显著。干燥介质的流动速度越大,干燥速度越快;
(6)干燥介质与坯体的接触面越大,则干燥速度越快,接触面积的大小主要决定于坯体的码放形式;
(7)干燥室结构、送排风形式。
13.什么是隧道干燥室?
隧道干燥室是连续工作干燥室。室内沿长度上都有一定的温、湿度。我国砖瓦厂多采用干燥车做坯垛运载设备的逆流干燥室。它尤为适合同一种规格制品大量连续生产的场合,便于实现机械化。其干燥段可源源不断得到新能源的补充,以加速干燥过程。它比室式干燥的机械化程度高、劳动强度低、热能利用率高。
送风方式有:分散底送风、集中底送风、分散侧送风、分散底送风和分散侧送风相结合、集中上送风、分散上送风等。
排潮方式:集中上排潮、集中下排潮、分散侧排潮、分散上排潮(正压排潮)等。
隧道干燥室送风和排潮方式实例如表10所示。

一次码烧工艺的干燥室,一般断面较大。送风方式有分散侧送风、分散上送风等;排潮方式有分散侧排潮、集中上排潮等。
14.什么是室式干燥室?
室式干燥室是周期性进行间歇干燥的设施。一般由若干干燥室轮流作业,从而能连续地生产出干坯。每条干燥室内设有多层格架:有钢架、木架或砖砌架。坯体码在托板(或条板)上由小车运入放置在格架上,装满一条干燥室后,即关闭室门,开始送热排潮,按预定干燥制度分阶段进行干燥作业。坯体干燥后,打开室门运走。干燥室完成一个干燥周期后,接着进行下一批制品的干燥。这种干燥室便于控制和改变干燥制度,比较适合多品种生产和薄壁、异型坯体的干燥,对单班制成型的工厂尤其适宜。干燥周期一般为24~48h。
如某砖瓦厂干燥平瓦的三条室式干燥室,长10m、宽3m、高2.05m,底部和两侧分散送风,底部分散排潮,每条干燥室内有两条送风道和一条排潮道。
室式干燥室的优点是:适合于多种规格制品的生产;投资少,施工简便;成型和干燥班次不同。缺点是:装卸工作量大,劳动强度大,干燥周期长,坯体倒手次数多,损失大,热利用率低。
室式干燥室的热能消耗一般比隧道干燥室高20%~30%,这个差别是由于干燥的方法不同而引起的。隧道干燥室是按逆流原理运行工作的,因此从头到尾的整个干燥周期中都具有较好的热利用效果。室式干燥室的干燥过程是在各自独立的室内进行的,因而只有在最初的干燥状态下才能获得较高的热效率。但在整个干燥周期内,热利用率越来越低,在干燥的最后阶段,热利用率等于零。且出干燥室的坯体未能得到较充分的冷却。
隧道干燥室蒸发1kg水的热耗为3762~4598kJ(900~1000kcal),而室式干燥室在良好的工作状态下为5016~5825kJ(1200~1400kcal),差的热耗达8360 kJ(2000kcal),甚至更高。
按逆流原理运行的隧道干燥室,其干燥过程实际上不是只有两个或三个阶段,而有无数个阶段。在整个干燥过程中,坯体湿度和空气湿度保持一个平衡的微小差异,温度也如此。
15.什么是链式干燥室?
坯体在链传动的吊篮内进行连续快速干燥的设备。由干燥室和吊篮运输机组成。后者是在两根闭路链带上,每隔一定距离悬挂一个吊篮作水平方向和垂直方向的运动。热空气由风机送入干燥室,以逆流方式进行干燥作业。可用于空心砖坯和瓦坯等薄壁制品的单层干燥。机械化程度较高,干燥速度快,热利用率高。
16.怎样通过估算为干燥室选用风机?
选用风机的先决条件,是先要求得所需风机的风量、风压(全压)。全压可从系统阻力求得,风量则由热工计算求得,但上述计算十分繁琐,故生产工厂常用经验估算法为干燥室选择风机。其具体方法如下:
(1)砖坯每蒸发1kg水,耗热量为4598~5434kJ(1100~1300kcal),耗空气量为35~40m3。
(2)送风机全压为1200~1500Pa。
(3)排潮风机全压为700~1000Pa(以上为离心式通风机排潮时的数据,当采用轴流风机分散排潮时,全压一般为350Pa左右)。
(4)通过上述数据,对照风机样本,选择风机型号。
例:某厂干燥室日产砖坯13万块,进干燥室湿坯质量3.3kg,成型水分20%,出干燥室干坯含水率6%,求送、排风机风量。
解:①计算干燥室每小时蒸发水分数量:
②计算干燥砖坯所需热量:
设:每蒸发1kg水耗热5016kJ(1200kcal),则:
Q2=2662×1200=3194400(kcal/h)
③计算干燥砖坯所需风量:
设:热风量为120℃,排潮废气温度为40℃,则:
17. 坯体干燥过程分为哪几个阶段?
在干燥介质条件不变的情况下,可将整个干燥过程分为四个阶段。
(1)加热阶段
如在成型时未加热的坯体,则干燥以前坯体温度为大气温度,随着干燥的进行,坯体表面温度升高,干燥速度加快,直至坯体温度等于干燥介质湿球温度。此时传给坯体热量恰好与坯体表面水分蒸发所需要的热量相等,达到了热的平衡,进入干燥的等速阶段。如坯体在成型时已加热,可省去这一阶段或缩短这一阶段的加热时间。
(2)等速干燥阶段
是干燥过程的主要阶段,为自由水排除阶段。此时,由于坯体中含水率较高,坯体表面蒸发了多少水分,内部就能向表面补充多少水分,即坯体内部水分移动速度(内扩散速度)等于表面水分蒸发速度(外扩散速度),所以坯体表面能维持潮湿。干燥介质传给表面的热量恰好等于坯体表面水分汽化所需要的热量,坯体表面温度不变,等于干燥介质的湿球温度。
由于在加热阶段坯体水分的不断蒸发,至加热结束表面的水蒸气压达饱和状态,即坯体表面的水蒸气压等于此温度时的饱和水蒸气分压,而干燥介质的水蒸气分压是定值,所以坯体表面的水蒸气压与干燥介质的水蒸气分压差值最大,且保持不变。故此时干燥速度最大,并为一恒定值。
由于内扩散速度能赶上外扩散速度,所以等速阶段干燥速度的大小取决于外扩散速度的大小。
在此阶段由于排除自由水,坯体产生收缩,所以在操作上应特别注意,若有不慎,坯体易产生开裂、变形,造成干燥废品。
(3)降速干燥阶段
为大气吸附水排除阶段,此时坯体的含水率达到临界含水率。由于坯体中含水率的减少,坯体内部水分的移动速度跟不上表面水分的蒸发速度,及内扩散速度小于外扩散速度,因此,表面不再维持潮湿。干燥速度逐渐降低,此时坯体表面的水蒸气压小于该温度下的饱和水蒸气分压。由于坯体水分蒸发所需热量减少,所以坯体温度逐渐升高。
此阶段干燥速度的大小取决于内扩散速度的大小。
由于此阶段排除的是大气吸附水,坯体不再产生收缩,不会出现干燥废品。
(4)平衡阶段
在一定干燥制度下,坯体所含水分为大气平衡水时,干燥速度为零,干燥过程终止。
以上述的干燥过程的四个阶段是在恒定干燥条件下进行的,在实际生产中,由于干燥条件是变动的,所以很难绘出典型的、各阶段非常明显的曲线,但上述各阶段事实上是存在的。
18.介质温度、湿度、流速如何影响坯体干燥过程?
介质温度、湿度、流速对坯体干燥过程的影响:
(1)介质温度
干燥介质温度是介质带走水分能力的标志之一,温度越高,带走水分的能力越强,坯体脱水速度就越快。但如温度过高,会使坯体表面水分蒸发太快,内部水分向表面移动速度小于表面水分蒸发速度,此时会造成:①坯体表面收缩大,而内部收缩小,内部对表面产生张应力,当这个应力大到一定值时,坯体表面就会开裂;②因表面干得快,故表面的水蒸汽压降低,表面蒸发速度越慢,反而延长了干燥周期。
(2)介质湿度
如干燥介质湿度太高,则坯体脱水速度缓慢,严重时还可能出现凝露现象。湿度过低,易使坯体开裂。介质的湿度既要有保护坯体不开裂的作用,又要有起着限制干燥速度的作用。一般干燥室进车端介质的相对湿度为80%~95%,这个数值越大越经济,其原因是排走同样多的水分需要的介质量较少,虽坯体脱水速度较慢,且不易开裂。重庆某砖厂隧道干燥室的送风温度为119℃,相对湿度为3%;排潮温度为43℃,相对湿度为87%。
(3)介质流速
干燥介质流速越大,坯体表面水分蒸发越快。一般干燥介质的流速为2~5m/s。某厂坯体在介质流速为0.6m/s时的干燥周期为40h,而当介质流速增至3.2m/s时,干燥周期缩短为20h。但介质流速必须与坯体的干燥性能相适应,应在保证干燥质量的前提下增大流速,缩短干燥周期。
19.隧道干燥室为什么强调必须均匀进车?
隧道干燥室的生产方式是连续性的。
在进、排风条件稳定的情况下,干燥室的热工参数主要随进车间隔时间的变化而变化。
干燥热介质是从出车端流向进车端的,随着时间的推移,温度不断下降,湿度不断增高;而坯体则随着往出车端的方向行进,水分不断蒸发扩散,直至达到干燥要求,被推出干燥室。
如进车间隔时间过短或连续进车,坯体很快就被推到高温热介质区域,坯体表面急速脱水,外扩散大于内扩散,此时坯体内外收缩不一致而产生裂纹。此外,由于进车太快,进车端的热介质温度下降,温度上升时又可能引起砖坯结露、潮塌;反之,当长时间不进车时,进车端的热介质温度升高、湿度降低,排潮湿度下降,热量损失必然增加。当再次进车时,湿坯遇到高温低湿介质,又会因脱水过急而产生裂纹。
总之,为了稳定热工参数,保证坯体干燥质量,减少热损失,就必须严格执行均匀进车。
20.负压排潮时干燥车为什么不能停在隧道干燥室的排潮口?
排潮口处的负压较大,湿度较低,介质流速较快。码放着湿坯体的干燥车如停在排潮口,湿度较高的坯体由于受到冷风的强烈侵袭,极易产生风裂;另一方面,受冷风侵袭后的坯体温度下降后,这时再将干燥车推向前进,遭遇湿热气体,介质的相对湿度迅速达到饱和,造成坯体湿塌。因此,当干燥车进入干燥室后,应将它立即推过排潮口,而不能让它停在排潮口。
21. 干燥室的热源来自何处?
绝大部分砖瓦厂干燥室的热源来自隧道窑或轮窑的余热。
所谓余热由三部分组成:保温冷却带、窑券顶部换热及烟热。
保温冷却带可抽出热量多少主要取决于坯体的内燃程度和外燃投入量。
窑券换取的蓄热是空气流经窑皮将热量换走的,其换热量的多少取决于:
(1)气体在管道内的流速。流速越大,换得的热量越多,但流速不宜过大,过大换得的热风温度低。因此流速一般小于6m/s。
某窑测得的气体流速和换取热量的关系如表11所示。

(2)换热面积。换热管与窑券接触面积越大,换热管与窑券贴得越紧,则换热效果越好。
(3)焙烧时的返火程度。返火越大,窑券温度越高,换取的热量越多。烟气是经哈风流入烟道的热量。一种是仅抽高温低湿烟气,低温高湿烟气排至大气;另一种抽取全部烟气。在使用烟气时,应注意其中的含硫量。硫的氧化物的存在,不但易腐蚀干燥车和风机,而且会恶化工人的操作环境。某窑抽取的三种余热的风量和热量比例如表12所示。

从表12可见,保温冷却带抽得的热量最多;窑券换热不但能补充一部分的热量,并且能大大增加风量;高温烟热也能补充一些风量和热量。
只要利用好这三种余热,完全可以满足湿坯体干燥所需的热能。
22. 焙烧窑供给干燥室余热不足的原因是什么?如何解决?
(1)内燃料掺量不足或不均匀。实践证明,全外燃烧砖很少有
余热可以抽取,即使增加外投煤,也难以保证干燥所需足够的热量。一般来说,为了保证从窑尾余热、窑券换热和高温烟抽取的热量能满足干燥需要,每块普通砖坯应含有内燃发热量3550~4180kJ(850~1000kcal)。
(2)风机风量不足。如热风温度较高而干燥效果不佳时,应核查风机能力,如风机能力不足时,可改进或更换风机。
(3)风道截面偏小,造成阻力较大,影响风机能力的发挥。一般要求:热风总道的风速应控制在10m/s以下,余热支道横截面当量直径不小于ϕ200mm,支道风速应控制在6m/s左右。
(4)热工制度不合理,进车不均匀,热利用效率低。应改进操作方法,加强生产管理。
23. 在隧道干燥室作业中因设备故障不能进车如何操作?如停电一段时间后又来电如何操作?
(1)当因设备故障无法进车而风机仍能正常工作时,应加强热工参数的测定工作,特别是进车端潮气湿度的测定。当湿度下降而未超出规定范围时,可适当降低热风温度及风量。当湿度继续下降,则应停止送风排潮,以免打乱干燥制度,给后续生产带来困难。
(2)在停电时,要将进出车端门、检查口、观察孔全部打开,使潮气自动逸出,以减少凝露现象。在恢复来电时,要把停电时打开的门、口全部关好,先开排潮风机,后开送热风机,待热工制度恢复正常后再继续进车。
24. 为什么有的厂家热风温度较高而干燥室的干燥效果不佳?
温度和热量是两个不同的概念,热量同温度有关,但温度不等于热量,热量还同风量有关。这个关系可用下式表示:
热量=温度×比热×风量
在干燥室中,衡量干燥能力的大小应是干燥室所获得的热量多少,而热量的多少又取决于温度和风量两个方面。在生产中经常出现:
(1)热风温度较高,但干燥效果不佳。这是因为风量偏小,干燥室得不到足够热量。
(2)热风温度较低,但干燥效果良好。这是因为风量较大,干燥室已获得足够的热量。如上海某砖瓦厂成功采用了“低温大风量”干燥就是一个很好的例子。
因此可得出以下结论:
(1)单纯用热风温度的高低来表示干燥室的干燥能力是片面的。
(2)在风量不变的前提下,温度是确定干燥能力的决定因素。
(3)衡量干燥能力大小,要兼顾风量和温度两个因素,二者不可偏废。
25. 砖坯在干燥过程中为什么会出现风裂?解决的办法有哪些?
风裂产生的原因和解决办法是:
(1)加强原料风化和陈化处理,各种原料和内燃料掺配应均匀,
及时清除原料中的杂志以保证坯体干燥收缩均匀一致;
(2)及时检修原料制备设备,使其符合工艺技术要求,以保证原料的破碎、搅拌质量。防止由于设备原因,造成原料破碎、搅拌、挤出等前面工序造成不均匀而使坯体开裂;
(3)及时检修更换挤出机绞刀,防止由于绞刀磨损过大,原料挤出速度不平衡,坯体密实度不一致而使干燥收缩也不一致产生的裂纹;
(4)保持切条机的平整,修理或更换挤出机的机口,以防止由于切条机的不平整,泥条通过时被弯折,造成坯体开裂;防止由于绞刀磨损过大,原料挤出速度不平衡,坯体密实度不一致而使干燥收缩也不一致产生的裂纹;
(5)防止挤出机的机口四角水(油)路不均匀而产生的裂纹。水分从坯体中排出时,将产生较大的毛细管作用力,其值可达70kg/m3。只有提供均质、“健康”的坯体,才能避免干燥裂纹的产生。
26. 怎样避免砖坯在干燥过程中发生酥裂?
(1)加强原料处理,降低成型水分,提高坯体强度;
(2)提高坯体温度。将废气相对湿度控制在90%,不宜过高,以免坯体进入干燥室初期产生凝露,阻碍砖坯内部水分排出,随后前进突然遇到高温、低湿气体,使坯体急剧脱水而产生酥裂;
(3)控制干燥后坯体残余水分在6%左右,并及时入窑,以免由于坯体残余水分低,在外界吸收潮气出现回潮而产生酥裂;
(4)因停电或检修临时停开风机是,要打开进、出车端门和检查口,让潮气逸出,以免已脱去一些水分的坯体在干燥道内再次吸湿酥裂。
27. 怎样预防砖坯在干燥室内出现湿塌现象?
坯体温度过低、干燥介质湿度过高(达到饱和),是出现凝露、甚至湿塌的主要原因。其预防措施是:
(1)原料采用热制备,提高坯体温度,使坯温略高于进车端的气体温度;
(2)加大排潮风量,并适当提高其温度,使排潮口处废气相对湿度保持在95%左右,防止气体达到饱和程度;
(3)降低成型水分,以增强坯体强度。
28. 怎样缩小干燥室同一横断面上砖坯干燥的不均匀性?
要是干燥室中同一横断面的坯体均匀干燥,就必须使断面上各点干燥介质的流速、温度、湿度趋于一致。但是在实际生产中,由于热空气上浮等因素造成的气体分层,加之坯垛中部间隙小,顶、侧间隙大,顶、侧介质流速大于坯垛中部流速,导致坯垛上面和侧面容易干燥,而中间不易干燥。为了缩小干燥不均匀性,可采取以下措施:
(1)新建干燥室时,坯垛周围的间隙不要留的太大。干燥车的高度应适当低些(减少车下缝隙),以迫使气流从坯垛中间通过;
(2)对已建成的上部空隙过大的干燥室,可在坯垛上面平码一块坯体,或在干燥室的顶部安装挡风板,以缩小顶部空隙;
(3)码坯形式,要尽量照顾到使坯垛各部位的阻力均匀,例如:
中部少码一垛;中部多码直坯等。重庆市某隧道干燥室两边隙和顶隙风速为2.85~3.15m/s,而坯垛中部风速仅为0.45m/s。经改造后,坯垛顶部坯体含水率已达6%左右,而中部坯体含水率仍超过10%。后来改中部单层直坯为双层直坯,使其阻力明显减少,气流流速增至1.8m/s,经干燥后,中部坯体含水率降为8%左右;
(4)保证干燥介质的流速不低于2m/s(一般为2~5m/s),较高的流速有助于减少干燥不均匀现象。
29. 为什么有的干燥室配置的送风机已经很大,但仍然显得风量不足?
要保证干燥室获得足够风量,选择适当风机固然重要,但加大风机并不一定能获得足够的风量。
因为常用的离心通风机属“软”性风机,它的送风量随系统阻力的增大而减小。当阻力最大(风门关闭)时风机虽仍照常转动,但送风量为零。由此可见,干燥室要得到足够的风量,除配备适当大小的风机外,还必须让风道的阻力不能太大,而风道的做法显得尤为重要。风道阻力的计算,涉及问题颇多,详细计算比较困难,在工厂中可用经验公式估算。
(1)热风总道截面积计算:
式中F——热风总道横截面积(m2);
Q——总风量(m3/h);
V——风速(m/s),一般应控制在10m/s以下。
(2)干燥室热风支道截面积计算:
f≥F/n式中f——每条热风支道面积(m2);n——热风支道条数。
(3)干燥室热风支道出风口的总面积,应为热风支道截面积的150%~200%。
(4)热风道不应转弯过多,必须转弯时要尽量平缓过渡,避免拐弯急。
(5)风道被砖坯、烟灰等杂物阻塞,使烟道有效横截面积变小,阻力增大,也是干燥风量不足的一个重要原因。
30. 有的在同一系统中的干燥室,干燥效果不一样,何因?
主要原因是:
(1)热风闸门调节不当;
(2)热风支道或热风出口堵塞;
(3)排潮风道堵塞;
(4)未安装热风闸门,因各热风支道阻力不同,致使进入各条干燥室的热风量不同,从而使其干燥能力也各不相同。例如,由于风的冲力,致使远离风机的干燥室获得的热风量最多,而靠近风机的干燥室获得的热风量最少。
上述(1)、(2)、(3)项只要通过逐项检查,可以顺利解决。而(4)项因未装热风闸而引起的各条干燥室干燥能力不一,则只能通过加装风闸来解决;或是改变送热风道的截面。
31. 什么叫“快速”干燥?
“快速”干燥是指具有更短的干燥时间,通常快速干燥的干燥时间少于12h。其术语“快速”不是非常明确的定义。因为该术语有比常规的连续干燥室“更快”的含义,然而,快速干燥的干燥时间照样取决于原材料的性能及产品的形状。“快速”干燥室的原理由干燥单个的坯体组成,没有码垛,这样做可以使坯体自由收缩,减少叠压码垛干燥时的不均匀收缩而产生裂纹;每个坯体产品是直接暴露在干燥的空气下,其干燥过程是干燥空气通过所有可能存在的孔洞内完成的(穿流)。快速干燥重要的基本原理之一就是干燥的热气体尽量多的通过坯体(坯垛)的内部空间,扩大热交换的面积。
国外有的空心坯体干燥周期仅为1.5~4.0h。
32. 快速干燥室的主要特征是什么?
快速干燥室是干燥坯体处于更均匀的干燥环境下,所以快速干燥室能够在更高的温度下运转。快速干燥室是在封闭的系统内进行的干燥,要干燥的坯体一个接一个的放置在由链条带动的托架或是可移动的支架上。在挤出机之后,使刚刚挤出的坯体能够立刻进入干燥室,这样来自挤出过程中砖坯所产生的大部分热量就得到了利用。这样一来,在常规的隧道干燥室中需要花费12h干燥的多孔砖坯,在快速干燥室中仅需要4h。对空心砖来说,使尽可能多的干燥空气通过砖坯的孔洞。屋面瓦坯放置在尽可能多的暴露外表面的支撑架上。已有某些成熟的新型快速干燥系统中,循环的干燥空气是垂直于瓦坯的表面,而不是平行于瓦坯的表面,从而加速了热交换。
因而,对于相同的瓦坯体来说,这些快速干燥室能够达到的干燥时间更接近于理论上的最佳干燥曲线,正如在实验室快速干燥室中测定的一样。快速干燥室有着高的生产效率以及使用很少的能量,但是快速干燥室有着更为复杂的运转机械,快速干燥室也要求对干燥条件需要有专门操作技能的控制技术。此外,快速干燥室仅能干燥薄壁的产品(如屋面瓦或空心砖),并且在产品品种变换时或如果在坯体组成更变时,快速干燥室有着较低的适应性(灵活性)。
(摘自赵镇魁《烧结砖瓦生产技术一本通》)
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