鐘路生 賴文 黃停停 劉仕建

摘要: 本文通過在三層輥道干燥窯、燒成窯中進(jìn)行試驗(yàn)，研究西瓦能否在輥道窯中進(jìn)行生產(chǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：西瓦在輥道窯干燥、燒成是可行的，并指出生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：西瓦；輥道窯；干燥；燒成

1 引言

目前，西瓦的干燥和燒成基本停留在隧道窯上，卻沒有在輥道窯上有所突破。西瓦在傳統(tǒng)的隧道窯中干燥、燒成周期長、能耗大、產(chǎn)量低、工藝流程長，這種生產(chǎn)方式并不符合國家的節(jié)能減排要求。眾所周知，近幾年，陶土板這種節(jié)能產(chǎn)品的干燥、燒成在輥道窯中實(shí)現(xiàn)，并已得到廣泛推廣。而西瓦跟陶土板有相同的特性：如采用濕法擠出成形、坯體水分為16%～18%、體大坯厚、形狀多樣。是否西瓦也能夠在輥道窯中得以實(shí)現(xiàn)，這就是本文要闡述的問題。通過在三層輥道干燥窯、燒成窯中進(jìn)行試驗(yàn)，并得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明：西瓦在輥道窯干燥、燒成是可行的，并指出生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)注意的問題。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.1 實(shí)驗(yàn)條件及考核指標(biāo)

2.1.1試驗(yàn)條件

（1） 干燥窯：三層，單層長 11m；

（2） 燒成窯：18節(jié)，長37.8m；

（3） 產(chǎn)品種類：平瓦、S型瓦、上釉平瓦、上釉S型瓦；

（4） 產(chǎn)品裝載方式：下層墊棚板、棚板四角墊高西瓦。

2.1.2考核指標(biāo)

本試驗(yàn)主要考核的指標(biāo)有：吸水率、燒成收縮、能耗、產(chǎn)品聲音。

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

先在烘箱、電爐中進(jìn)行干燥和試燒。對(duì)參數(shù)進(jìn)行摸索，同時(shí)結(jié)合西瓦廠的燒成制度，確定輥道式干燥、燒成曲線。再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，不斷調(diào)整干燥、燒成數(shù)據(jù)，成功燒制出西瓦。

2.2.1烘箱干燥

在80℃條件下，保溫2h，在120℃條件下，保溫2h。當(dāng)坯體水分達(dá)到3%時(shí)，再繼續(xù)在120℃條件下，保溫2h，此時(shí)坯體中水分為1%，可以入窯?？紤]到烘箱干燥熱風(fēng)循環(huán)沒有多層干燥窯效率高，可以設(shè)定干燥時(shí)間為5h。

2.2.2電爐試燒

電爐試燒制備的西瓦產(chǎn)品性能如表1所示。

由表1可知，當(dāng)燒成溫度為1120℃時(shí)，時(shí)間為3h＋10 min時(shí)，采用高溫自然冷卻方式所得產(chǎn)品的顏色鮮艷、效果完美。并通過測(cè)此產(chǎn)品的吸水率，發(fā)現(xiàn)此燒成方式最佳。

2.2.3三層輥道窯干燥

（1） 模擬試驗(yàn)1

試驗(yàn)1中的干燥周期為2h，干燥溫度、濕度參數(shù)如表2所示。

通過試驗(yàn)1發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品無開裂、變形；但坯體水分為3%～4%，達(dá)不到入窯爐水分的要求。

（2） 模擬試驗(yàn)2

試驗(yàn)2中的干燥周期為5h，干燥溫度、濕度參數(shù)如表3所示。

通過試驗(yàn)2發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品無開裂、變形；坯體水分為0.6%～0.8%，達(dá)到入窯水分要求。證明輥道窯干燥西瓦可行。

綜上所述，增加干燥周期、提高后期的溫度，有利于坯體的干燥，使坯體干燥水分達(dá)到0.6%～0.8%。而真正在生產(chǎn)中，縮短干燥時(shí)間的方法為：前期干燥保持低溫、高濕環(huán)境，加大熱風(fēng)循環(huán)力度；后期保持高溫、低濕環(huán)境，控制坯體最后干燥水分。因此，調(diào)整方案為前期加大供熱風(fēng)機(jī)壓力，后期提高溫度，一般可達(dá)到180℃或更高。

2.2.4輥道窯燒成

電爐、輥道窯溫度對(duì)照如表4所示。

由表4可知，因?qū)嶒?yàn)窯爐只有十八節(jié)，前幾節(jié)溫度不容易控制。但從西瓦的配方可知，其泥料含量高達(dá)60%～70%，在650℃之前的燒失量過大，所以350～650℃升溫不能太急，防止產(chǎn)生預(yù)熱裂紋。如果升溫過急，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生黑心。10#～13#溫度決定其是否會(huì)產(chǎn)生風(fēng)裂，溫度必須嚴(yán)格控制。控制好以上溫度段，西瓦在輥道窯中燒成完全可行。當(dāng)然，在真正大生產(chǎn)中，隨著窯爐加長，溫度相對(duì)更易控制。燒成曲線如圖1所示。

3 生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題

3.1干燥開裂、變形

說到西瓦，自然就會(huì)想到陶土板，其成形方式、坯體含水率、坯體厚度跟陶土板基本相似。但西瓦異形更多，坯體形狀越復(fù)雜，各個(gè)部位厚薄不均勻，干燥更不易均勻，其內(nèi)部應(yīng)力容易集中，從而坯體在收縮中更容易變形、開裂。當(dāng)然通過實(shí)驗(yàn)不斷地調(diào)整干燥窯內(nèi)的熱風(fēng)流速、溫度、濕度，完全可以控制好產(chǎn)品開裂、變形等問題。

坯體一般有個(gè)臨界含水率[1]，其控制在8%左右（受工藝參數(shù)的影響），當(dāng)坯體水分大于臨界含水率時(shí)，坯體在干燥過程中內(nèi)外收縮不一，導(dǎo)致坯體變形開裂；當(dāng)坯體水分小于臨界含水率時(shí)，坯體在干燥過程中收縮不大，產(chǎn)品不易變形。例如普通墻地磚干壓成形的坯體水分在7%左右，40～50min干燥基本沒有問題。所以解決干燥變形、開裂問題的關(guān)鍵因素有兩個(gè)：

（1） 前期保持低溫、高濕環(huán)境、加大熱風(fēng)循環(huán)力度；

（2） 后期保持高溫、低濕確保干燥出窯水分。

3.2裝載方式

產(chǎn)品裝載及燒成效果見表5，其具體圖形如圖2所示。

分析：因平瓦正面平整，其墊上棚板，平瓦和棚板之間沒有空隙，這樣導(dǎo)致平瓦下層傳熱不好，產(chǎn)生結(jié)果是平瓦上下溫差大，急冷不易控制，產(chǎn)生風(fēng)裂；而S瓦、平瓦底面和棚板之間有空隙，氣流通暢，坯體上下層傳熱均勻，這樣坯體上下溫差不大，急冷時(shí)易控制，不產(chǎn)生分裂。所以在設(shè)計(jì)輥道窯時(shí)，應(yīng)該考慮產(chǎn)品在窯爐中的裝載方式，可以選擇立燒、或者架空西瓦等方式燒制產(chǎn)品。

4 產(chǎn)品性能與能耗

輥道窯與隧道窯在1110℃條件下，燒制產(chǎn)品性能對(duì)比情況如表6所示。

從表6可以看出，輥道窯燒制產(chǎn)品和隧道窯燒制的產(chǎn)品性能基本相同，但在輥道窯中干燥、燒成，其周期明顯縮短，有利于降低能耗，從而證明在輥道窯中干燥、燒制西瓦是可行的。

5 結(jié)語

多層干燥窯可以使西瓦水分控制在1%以下，并保持產(chǎn)品干燥不開裂、不變形。合理的裝載方式在輥道窯燒成可以確保產(chǎn)品燒制過程中急冷不易風(fēng)裂。結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，合理的設(shè)計(jì)完全可以實(shí)現(xiàn)西瓦在輥道式干燥、輥道窯燒成，并且節(jié)能降耗，值得大力推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 段江波.馬建國.淺析陶瓷高濕坯體的干燥機(jī)理及模式[J].佛山

陶瓷,2011,9.