我們首先需要引入制磚原料選擇的概念。眾所周知,現(xiàn)如今制磚的主要原料為煤矸石、頁巖、淤泥、粉煤灰、爐渣等,而煤矸石在眾多原料選擇中是占很大比重的,那么何為煤矸石呢?煤矸石是聚煤盆地煤層沉積過程的產(chǎn)物,是成煤物質(zhì)與其他沉積物結(jié)合而生成的可燃性礦石,它實際是炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)砂巖以及混入的其它巖石的混雜物。
但由于煤矸石生成的地質(zhì)年代、成礦構(gòu)造、開采方式、堆放狀態(tài)都不同,其組成結(jié)構(gòu)和特性差異都很大,因此,并不是所有的煤矸石都可以用來生產(chǎn)燒結(jié)制品。適合制磚的原料必須滿足其礦物組成、化學(xué)成分、工藝性能要求等特點。以上只是用煤矸石這種占比較大的原料來舉例,以此類推,所有制磚原料的選擇都是在項日調(diào)研期間應(yīng)當(dāng)確定的,這同時就為磚廠的制磚工藝選擇做好了鋪墊。
燒結(jié)磚廠或行業(yè)內(nèi)的人都知道,采用隧道窯生產(chǎn)燒結(jié)制品的生產(chǎn)工藝有兩種,即一次碼燒和二次碼燒,那么二者究竟有什么區(qū)別,哪種工藝條件更具有優(yōu)勢呢?通過以下說明大家可以一目了然。
1、產(chǎn)品產(chǎn)量
一次碼燒的總體產(chǎn)量低于二次碼燒的產(chǎn)量。原因是一次碼燒的碼坯高度(磚坯層數(shù))低于二次碼燒(這主要受限于一次碼燒的擠出工藝),同一規(guī)格窯車上的裝磚量較少。
2、產(chǎn)品綱領(lǐng)
一次碼燒適宜生產(chǎn)實心磚和承重多孔磚,而不太適宜生產(chǎn)大孔洞的空心磚制品、裝飾磚制品,因為大孔洞的、薄壁的制品在一次碼燒工藝條件下擠出后磚坯容易變形。因此,二次碼燒工藝的產(chǎn)品綱領(lǐng)范圍較一次碼燒有所不同。
3、原料
一次碼燒對原料有較嚴格的要求,高塑性和高干燥敏感性的原料不適宜采用此種工藝,而二次碼燒工藝相對卻有所不同。同時,一次碼燒適合原料干燥敏感系數(shù)< 0.9、干燥收縮率<50-/0的原料,通過對很多地區(qū)的原料進行采樣分析,從原料干燥性能的角度出發(fā),以煤矸石為主要原料的燒結(jié)實心磚及承重多孔磚應(yīng)采用一次碼燒工藝。而以黏(黃)土、頁巖為主要原料的燒結(jié)空心磚、薄壁制品多采用二次碼燒工藝。
4、成型
為了滿足濕坯裝窯焙燒的強度需要,一次碼燒要求硬塑擠出成型或者半硬塑擠出成型,以避免濕坯受壓變形,因此一次碼燒適合高真空、高壓擠出成型;而二次碼燒是將干燥后的磚坯再次裝窯,坯體強度大大提高,所以沒有這個限制,采用軟塑擠出成型即可。
5、動力消耗
動力消耗這一點,筆者認為應(yīng)當(dāng)充分考慮兩種工藝的整個流程。首先從原料處理開始,一次碼燒對原料的處理有較高的要求,所以采用的原料處理設(shè)備相對較多。磚坯成型方面,一次碼燒采用的是硬塑或半硬塑擠出工藝,由于擠出壓力的不同,一次碼燒的擠出動力消耗大于二次碼燒(軟塑擠出),但減少了二次碼燒工藝中的編組上下架系統(tǒng),綜合比較,這一塊單位制造成本與二次碼燒工藝相當(dāng)。窯爐方面,一次碼燒工藝相對于二次碼燒減少了干燥車的工序,從而也減少了對磚坯二次倒運過程中的損壞,其他窯爐運轉(zhuǎn)設(shè)備一次碼燒工藝也相對于二次碼燒工藝要減少一些設(shè)備。
6、產(chǎn)量
硬塑、半硬塑擠出成型的產(chǎn)量低于軟塑擠出成型的產(chǎn)量。因為一次碼燒的基礎(chǔ)成型水分一般為14%-16%,一定不要超過16%,因為當(dāng)坯體自然含水率>16%時,濕坯的強度難以達到人工或機械碼坯的要求,并且還加大了坯體的干燥收縮。而二次
碼燒對坯體自然含水率可以放寬到20%左右。
7、生產(chǎn)工序
一次碼燒工藝的基本流程是:擠出成型—切條和切坯一運坯皮帶一自動碼坯機/或人工碼坯一干燥窯—焙燒窯一產(chǎn)品。
二次碼燒工藝的基本流程是:擠出成型一切條和切坯一運坯皮帶一編組上架/或人工碼干燥車—干燥室一下架一自動碼坯機/或人工碼窯車_焙燒窯。產(chǎn)品。
可以看出,二次碼燒工藝比一次碼燒工藝多出了三個環(huán)節(jié):①編組上架/或人工碼干燥車;②下架;③自動碼坯機/或人工碼窯車,流程比一次碼燒復(fù)雜,相應(yīng)操作工人比一次碼燒多,在年產(chǎn)5000—6000萬塊(標(biāo)磚)規(guī)模前提下,每班多6—8人。
8、總投資
4.6rn大斷面隧道窯方案的投資較高,達到了2000多萬元,這主要是大斷面隧道窯結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價很高,窯車的價格也居高不下,不僅如此,由于窯車太大,必須設(shè)置相應(yīng)的運轉(zhuǎn)系統(tǒng),才能順利移動這些大家伙,所以整個運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的價格也很高。
9、運行成本
一次碼燒動力消耗大,但工藝環(huán)節(jié)少;二次碼燒工藝環(huán)節(jié)多,但產(chǎn)量高;一次碼燒人工少,但產(chǎn)量低,二次碼燒人工多,但產(chǎn)量高;在合格率方面也存在差異,一次碼燒的合格率略低干二次碼燒。 隧道窯
經(jīng)過以上的分析,筆者做了大概如下的總結(jié)
一次碼燒的優(yōu)點:簡化了生產(chǎn)工藝,比二次碼燒的建廠總投資減少了10%—15%;減少了勞動定員,便于生產(chǎn)管理,提高了勞動生產(chǎn)率;省略了二次碼燒中的編組上下架系統(tǒng),因而減少了坯體損失。缺點也很鮮明:一次碼燒對原料制備及其工藝要求較高,一般采用硬塑、半硬塑擠出工藝,成型難度較大,擠出壓力高,耗能高。
二次碼燒的特點:原料制備無特殊要求,破碎、攪拌過程中設(shè)備相比較少;磚坯成型方面,多采用軟塑擠出工藝,對原料的含水率、干燥敏感性、顆粒級配等參數(shù)要求相對較低;磚坯成型方面,二次碼燒增加了干燥車這一小型窯爐運轉(zhuǎn)設(shè)備,雖為輔助設(shè)備,但無疑也增加了企業(yè)的經(jīng)營成本。