爐渣灰淤泥空心磚生產(chǎn)工藝及其質(zhì)量管理
爐渣是火電、鋼鐵、造紙等工廠鍋爐排出的廢渣,常被作為廢物拋棄。以往堆積成山的爐渣得不到合理利用,既浪費了熱能資源,又污染了環(huán)境,也占用了場地。爐渣一般占燃煤量的20%左右,含有一定的發(fā)熱量,是一種可燃性再生資源,具有很高的利用價值。利用爐渣與湖泊淤泥配合生產(chǎn)空心磚,具有諸多優(yōu)點。一是可代替黏土原料,不損耕地;二是可綜合利用再生資源和閑置資源,變廢為寶,提高經(jīng)濟效益;三是可充分利用爐渣的熱值加快焙燒速度和輪窯周轉(zhuǎn),節(jié)省成本,提高產(chǎn)量和工效;四是可改善磚坯的成型、干燥、焙燒性能,提高產(chǎn)品質(zhì)量;五是混合料塑性高,磚坯強度高,成品磚的物理力學性能良好。實踐證明,爐渣是配合湖泊淤泥生產(chǎn)空心磚的好材料,可一舉多得,發(fā)展前景廣闊。其生產(chǎn)過程主要包括以下幾步:
合理選擇爐渣、淤泥。爐渣的物理性能因原煤產(chǎn)地、煤礦、煤層和燃燒率而異,差別較大。爐渣的熱量和塑性可分為高、中、低3類:高熱量為1500kJ/kg~1800kJ/kg、中熱量為1200kJ/kg~1500kJ/kg、低熱量為800kJ/kg~1200kJ/kg;高塑性指數(shù)>15、中塑性指數(shù)7~15、低塑性指數(shù)<7。用于生產(chǎn)空心磚的爐渣熱量和塑性以中等為宜。選用爐渣應(yīng)先化驗、檢測、試驗,其活性SiO2>50%;SO3<3%;燒失量<10%為宜。如果SO3>3%會導致坯體產(chǎn)生魚鱗片般的剝落,影響外觀和耐久性,且會在焙燒中產(chǎn)生膨脹,使坯體松散。湖泊淤泥是運積黏土礦及各種礦物碎屑的混合物,屬易溶黏土,是生產(chǎn)空心磚的最佳原料。
規(guī)范處理原材料。爐渣灰淤泥空心磚的成型,主要依靠混合料“膠結(jié)”。要使坯體密實度高,須對原材料進行一系列的規(guī)范化加工處理,提高其塑性,改善其黏結(jié)性能和成型性能。應(yīng)對爐渣進行破碎與篩分。爐渣應(yīng)先行脫水處理,其水分含量以破碎篩分時不揚塵為宜。破碎多用錘式破碎機,利用快速旋轉(zhuǎn)的錘頭將爐渣擊碎、篩分,還要對淤泥進行加工處理。原料場的淤泥外層與里層的陳腐熟化程度和水分含量存在差異,要使其適應(yīng)坯體成型、干燥、焙燒工藝的要求,須經(jīng)加工處理改善技術(shù)性能。首先進行給水攪拌,淤泥經(jīng)人工補給水分后用推土機反復(fù)推動攪拌,對推動時翻過來的淤泥進行邊灑水邊推動攪拌,直至水分分布均勻為止;之后清除雜質(zhì),摻配混合料時要清除淤泥中的卵石、塊石、磚坨和草根等雜物。
混合料的摻配、陳化、工藝質(zhì)量管理及二次混合工藝。確定混合料配合比的依據(jù)是爐渣灰發(fā)熱量的大小和淤泥塑性的高低。當淤泥的塑性指數(shù)≥15、爐渣灰發(fā)熱量為1200kJ/kg~1500kJ/kg時,爐渣灰與淤泥的比率為30%:70%~35%:65%;若爐渣灰發(fā)熱量為1000kJ/kg~1200kJ/kg時,其與淤泥的比率為35%:65%~40%:60%;當爐渣灰發(fā)熱量為1600kJ/kg~1800kJ/kg時,其與淤泥的比率為25%:75%~30%:70%。合理的摻配量應(yīng)通過試驗測定,確定精確的配合比。之后均勻摻配混合料,爐渣灰與淤泥按比例進行均勻摻配。混合處理的方法是:邊計量邊均勻地將爐渣灰與淤泥進行摻配混合,邊摻配邊用推土機反復(fù)推動攪拌,高度混勻后用高速輪碾機等設(shè)備進行捏練。混合料陳化處理的時間一般為3天~5天,經(jīng)陳化的混合料質(zhì)地均勻松軟,可塑性能、黏結(jié)性能、成型性能和干燥性能良好,能增強坯體的密實度,使其表面光滑、平整。
經(jīng)首次混合、陳化的混合料僅基本解決爐渣灰與淤泥的性能均勻問題,其混合程度尚未達到相應(yīng)工藝的技術(shù)狀態(tài)。要使混合料進一步黏結(jié)均勻,須經(jīng)過二次混合,將其高度攪勻捏實。二次混合的工藝流程是:推土機將混合料推至給料機入料口處,經(jīng)人工下料送入箱式給料機,由皮帶輸送機送入雙軸攪拌機內(nèi)攪拌捏合密實,擠出送至第二套皮帶輸送機,送入雙級真空擠磚機內(nèi)擠壓成型。
坯體的成型及工藝質(zhì)量管理、坯體的干燥及管理。擠壓成型工序是保證坯體優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵,操作上須環(huán)環(huán)相扣,依序抓好成型過程的工藝質(zhì)量管理。爐渣灰淤泥空心磚的規(guī)格尺寸為240mm×115mm×90mm,其外形為直角六面體或圓角六面體,通常以生產(chǎn)直角六面體為主。坯體的成型狀況是影響脫水收縮的重要因素,是坯體干燥“速快質(zhì)優(yōu)”的先決條件。該混合料的塑性較差,依靠恰當?shù)某砻芏饶z結(jié)成型。要增強坯體的密實度,使其脫水收縮速度均勻,內(nèi)外應(yīng)力一致。爐渣灰淤泥空心磚的干燥工藝與黏土空心磚相同,不同之處是爐渣灰在坯體內(nèi)起骨架作用,利于內(nèi)層水分蒸發(fā),加快了脫水收縮速度。坯體干燥可采用自然干燥法輔以人工干燥法,有條件時采用人工干燥法輔以自然干燥法。
燒成選擇與碼窯焙燒。燒成工藝有一次碼燒和二次碼燒兩種方法,應(yīng)視混合料塑性的高低、干燥敏感性的大小和爐渣灰摻配量等具體情況采用。當爐渣灰占混合料的比率達30%、淤泥的塑性指數(shù)>15、干燥敏感性系數(shù)<0.8時,可采用一次碼燒工藝。當混合料中的爐渣灰摻配量達41%以上、其塑性指數(shù)<10、干燥敏感性系數(shù)>0.8時,可采用二次碼燒工藝。合理的碼窯形式、密度和焙燒方法,是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的可靠保障。爐渣灰淤泥空心磚的碼窯形式、密度和焙燒方法與黏土空心磚相同,不同之處是爐渣灰內(nèi)燃加快了焙燒速度,節(jié)省了工時和成本。因此,輪窯焙燒可采用爐渣、鋸木屑、谷殼、秕谷、酒谷、蘆葦渣和甘蔗渣等可燃性廢料作燃料。焙燒投料做到勤投少打,視火候投料,適火焙燒加速輪窯周轉(zhuǎn),實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目標。
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