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2018年第二期双月刊(总86期)

日期:2018-07-27 09:36 人气:
 
全自动卸砖打包技术及效益分析
         近年来,围绕实现烧结墙材生产线自动化问题,幸运飞艇_幸运飞艇注册登录-幸运飞艇官方网站进行了积极而有效的探索,使得大多烧结砖企业从原料制备到砖坯生产等自动化能力方面大大提升,烧结砖码坯设备的应用解决了大量重体力劳动,然而劳动量最大的装卸砖问题却未能取得实质性突破。在绝大部分区域,人工卸砖劳动力短缺愈加迫在眉睫,招工难,人工成本高,管理难度大等问题愈加明显地困扰着许多烧结砖生产企业。高效卸砖,自动打包无疑成为行业最急迫解决的生产服务难题。
         一、当前烧结砖企业窑后自动化现状
         我们当前面临的现状是绝大部分烧结砖企业在成品砖装卸方面主要还是人大完成,还尚未找到更好的自动化途径,工人在高温、多尘的环境下作业,劳动强度非常大,工作时间长,越来越多的人不愿从事此项工作,人工卸砖码垛成本自然水涨船高,因此烧结砖企业渴望实现卸砖、码垛、打包的机械化作业。
         二、智能化卸砖打包技术实现的技术突破
        1专利技术,造就领先稳定优势
        本着“让中国墙材产业工人从繁重的体力劳动中解放出来并有尊严地生活”这一装备自动化发展理念,着眼于解决砖垛变形、粘结等现实问题,坚持来源于实际又服务于实际的原则,一种全新的卸砖码垛技术在克服诸多技术难关之后应运而生。
       这一技术就是我们称之为“全自动卸砖打包”技术,技术的载体就是呈现给市场的全自动卸砖打包机组。针对烧结砖在烧成后的粘结、变形等难题攻关,通过搜集大量客户现场数据,经过上百次的试验,我们探索出一套合理的卸砖、码垛工艺方案,此方案不但能完成卸砖、码垛,还能为烧结砖的包装、运输提供可靠的前提条件。此机组为模块式组合设计,用户可根据自身生产情况选择卸砖、码垛、包装等几大功能,选择整条机组可实现从卸砖到包装的全自动化生产。
        通过持续的技术攻关,掌握了三大核心技术(分层卸砖技术、自动预留叉车孔技术、全自动无托盘包装技术),并获得国家专利。这些技术的有一下突出的亮点。
        分层卸砖技术是国内首创技术,能够实现整窑车单层卸砖,便于后续的编组与码垛,且产能较大,关键是有效解决了内燃砖上下层粘连问题,克服了烧结内燃砖机械化、自动化卸砖技术的难题与最大障碍。
自动预留叉车孔的交叉码垛技术是国内首创技术,分层卸砖机将窑车上的成品砖一层层卸下后,放置到编组机上进行收隙、编组,然后码垛机自动在第二层预留叉车孔,便于后续由叉车进行转运、堆垛、装车和卸车。
       无托盘包装技术是国内首创技术,实现了烧结砖方垛无托盘打包,便于后续的转运、装卸车、长途运输。装卸车时间由2小时~3小时缩短到20分钟左右,装卸车工人由3~6人减少至1人,节省人工,节约成本;销售半径扩大了2~3倍,增加了销量,提高了市场占有率。
       2卸砖打包机组的适用性
      ①适用的砖型
      全自动卸砖打包机组可以满足标砖、多孔砖、配砖和砌块砖等砖型的卸砖打包需求,根据砖型尺寸和码坯方案设计对应的分层卸砖夹手,根据砖型尺寸的不同打包成不同模数的方垛。
      ②适用的窑型
     全自动卸砖打包机组为系列化产品,目前有多款产品,适应窑体断面为2.5 m~6.9m的隧道窑。
      ③对砖坯要求
      焙烧后的砖坯变形和粘结,以及砖垛的倾斜和倒塌均会降低全自动卸砖打包机组的效率,因此为了提高全自动卸砖效率应尽可能减小砖坯变形和粘结,避免砖垛出现倾斜和倒塌的现象。
      ④砖垛的转运
      打包后的砖垛通过叉车实现砖垛转运、堆放,以及装车和卸车,大大缩短了装车和卸车时间,节省装车人工成本,并扩大了销售半径。
       三、该技术所带来的经济效益
       全自动卸砖打包机组各款产品的装机功率为80kw~100kw,由于设计冗余和设备间歇性工作等特性,全自动卸砖打包机组耗电约35kwh。
       全自动卸砖打包机组运行需要3人操作,卸砖机操作工1人,码垛打包操作工1人,叉车司机1人,如果每天按两个班组生产计算,那么一天需要6人操作工。
       全自动打包机打包的砖垛模数为4排×18块×11层(标砖),一个砖垛的砖块数为780块,外形尺寸为960×960mm×1320mm,打包时一根打包带长约为4500mm,一般一个砖垛打包6~8根打包带,一个砖垛所 用打包带约为27000mm~36000mm;所用打包带规格为1608,市场价约为8000元/t,60000m/t,那么每个砖垛打包带成本约为3.7元~5.0元。
       全自动卸砖打包机组根据出窑后砖的黏结程度和砖垛倾斜程度,一般产能约为1.5万块~2万块/h(普通砖),如果每天按20h的工作时长计算,单台全自动卸砖打包机组每天卸砖打包产量约为30万块~40万块,约为380~510个打包砖垛。
        1卸砖打包费用核算
        每天按卸砖打包30万块普通砖计算,那么每天卸砖打包的费用计算如下:
        耗电费用为35kWh×20h×1.0元/kWh=700元;
       人工费用为6人×150元/人/天=900元;
       打包带消耗费用为380包×5.0元/包=1900元;
      全自动卸砖打包机组保养、维护费按200元/天计算;
       则全自动卸砖打包机组工作一天的费用为:
      700元+900元+1900元+200元=3700元;
       那么均摊到每块砖上的费用为:
      3700元+300000块=0.0123元/块。
      2与人工卸砖打包方式费用对比
      由人工进行卸砖打包时,一般人工费为0.01~0.02元/块,一天按30万块卸砖打包的产量计算,那么一天的人工费为:
      300000块×0.015元/块=4500元;
       打包带消耗费用为380包×5.0元/包=1900元;
      则由人工卸砖打包工作一天的费用为:4500元+1900元=6400元。
      那么用全自动卸砖打包机组进行卸砖打包与全用人工进行对比,则每天节省的费用为6400-3700=2700元。如果一年按生产300天计算,那么一年节省的费用为2700元/天×300天=81万元。
      但是完全用人工进行卸砖打包的情况下,企业不但要付给人工工资,还要产生社会福利费、管理费、激励奖金等其他各项费用,按现在社会普遍标准计算,约为工资的30%,每年企业约支付此项费用约为20万元左右。
       成品砖进行打包堆放,可以将堆场的容量扩大3~4倍,能够有效解决销售淡季对生产的影响,使生产节奏不会被打乱,产品产量和质量得到有效保障,又能够将销售淡季生产的砖存放到销售旺季销售,为企业增收。
      综上所述,与人工卸砖打包相对比,一台套全自动卸砖打包机组每年为企业创造的价值为100多万元。
      4结
       坦率地讲,促进烧结墙材各方面水平的提高是推动行业发展的一个重要目标,此目标的实现必须依赖于企业各方面规模的扩大和相关技术水平的上升。生产设备和生产规模都要相应的扩大,技术方面必须加强自主创新和自主研发能力的提升。
      全自动卸砖打包机组是自主研发新型自动化技术,它的应用改变了烧结砖卸砖装车运输的方式,实现机械化自动装卸,大大减轻劳动强度,提高生产效率,节约生产、施工场地,较之人工装车、半自动化装车,能给烧结砖企业带来更多的经济效益,必将引发行业内的强烈关注,为烧结企业带来实实在在的利益。


       原料处理新工艺初探
       1  目前原料处理过程中存在的问题
       原料在处理过程中,没有一定的工艺模式可用,没有固定的处理方案,也没有万能的机械装备。全国东西南北各地原料不同,差异很大,只有选择适应当地原料、适应自己产品的机械装备,才能解决自身问题。
        我国北方,特别是东三省的冻土有2m深,生产周期短,每年的5月后才能开始生产,10月份就要停工,短短几个月的生产时间,如果原料在处理过程中不能采用新的工艺,将直接制约企业的发展,很多生产厂家生产出来的产品不达标,何谈利润?我国南方,特别是海南、云南、江西、贵州、浙江一带的泥块、泥料的含水率很高;究竟用什么工艺来处理这种原料?很多建材厂家、出来的产品不能达标,次品率高,无利可谈。在新疆、内蒙古的原料又是另一种情况。在山西、陕西的很多地方,含水率较低,土层里边含有不少的鹅卵石和料疆石块、树根毛草等杂物,这些原料在处理过程中,如果处理不好,所出的产品,就会炸裂坏掉,给企业带来很大的损失。
       ①颗粒级配的细粉比例
       生产普通砖,空心砖,圆孔、方孔、巨型孔的大砌块,无论生产哪种产品,颗粒级配的细粉比例达不到,对产品质量就有了大的影响。粒径0.5 mm以下的微颗粒,占到总量的多少比例最佳?地区不同,比例含量也各不相同,如果细粉量能够占到总量的30%以上的情况下,生产的产品才有质量的保证。怎样把颗粒级配的细粉比例提上去,这就要求机械装备厂家在设计机械的过程中必须考虑的问题。
原料在处理过程中,经过设备的挤压、揉搓、切割和碾压,使得原料的细粉量得到提高。有的粉碎机的锤头离篦板的距离在30 mm以上,有的达到了50 mm以上,转速在900 r/min以下,这怎样能碎出来细粉呢。原料在处理的过程中,也就是对物料进行锤打、撞击、挤压、切割和碾压的过程,只有这几点都做好,真正的物料细粉度才提上去。
       ②原料处理过程中的筛选问题
       原料进入粉碎机的干湿度不相同,粉碎出物料的含水率也不相同。原料粘网、堵网的现象十分严重,这就要求筛选装备比较严格,筛子型号要求与粉碎机的产量相符,否则也是制约产量的一个关键所在。    
粉碎机粉碎出来的料要经筛网筛出,否则粉完的细料再返回,不能达到预想的效果,还给企业造成损失。
为筛选问题,不少老板费尽了心机,筛不出料来就要加大筛网的直径,加大筛网孔洞,导致传统式滚动筛负荷增大,结果不是断大轴就是坏减速机或滚键断支撑架等,所生产的产品表面粗糙,断裂破损严重,坯体无强度,时常发生倒坯、塌垛现象,使企业损失惨重。有些企业无法经营下去,负债累累,老板吃不好,睡不好,内心的辛酸只有老板自己知道。
        ③原料在进入陈化库之前混合配料的问题
        物料通过粉碎、筛选过后,进入陈化环节。这个过程也就是将物料进行混合配料、配水、配内燃的搅拌过程,是管控产品质量的一个重要环节,涉及热值高低配料的均匀度和配水含水量的管控。这一环节不可小看,只有把原料的配比均匀达标做到了,才能达到想要的效果:高质量、无破损,降成本、增效益、利润最大化。
很多建材厂家也在为搅拌发愁,混合料搅拌不均匀也是在物料处理过程中普遍存在的现象。机械厂家为增加生产量,搅拌提速、增产,加大加宽搅拌箱,增加动力,从55 kw加大到110 kw,搅刀叶片从140 mm加大到270 mm,费尽心机,这样给企业加大了费用与成本。
        2原料处理过程中的新工艺
       幸运飞艇_幸运飞艇注册登录-幸运飞艇官方网站,对全国各地不同的原料进行了分析对比,以全新领航的理念研发制造出一款双向双开式高细防堵粉碎机。其可双向旋转,减轻了粉碎车间工人的劳动强度,免去了工人翻转锤头的工序,并且能够随时调整篦板和锤头的间隙。使得锤头到篦板距离在10 mm之内,防止了物料水分过高而无法生产。大大增加了物料的细粉量,使得1 mm以下的细粉量占筛选后总量的50%以上。在粉碎机的篦板和锤头的设计上,根据不同的物料来设计不同的齿板形状,有顺齿、斜齿,横齿及顺花、斜花筛板形状,从而达到了增加物料的细粉比例,解决了物料在粉碎过程中细粉量少的难题,筛出的细粉量小时产量在100t以上。
        针对不同的地区,不同的原料含水率的不同,在筛选的设计上,去掉了传统式滚动筛中心主轴和支撑,采用了双层网片设计,按照粗细料分流的工艺流程,利用筛网内的支架把物料自然提升到高空落下,使得网孔充分利用,达到了筛网的最大利用价值。
        在混合搅拌的工艺流程中,以全新的理念研发出一款外壳旋转式搅拌机,其工作原理是用实心皮轮托着,滚筒外壳旋转,利用外壳的旋转把物料带到高空自然下落,再利用高压水泵,把水变成雾状,喷人旋转滚筒内,使得水分与筒内的粉料物在空中自然混合,另外,筒内特别设计成一条主轴带着三条副轴,三条副轴上安装有多个旋转刀齿,在筒内逆向旋转,从而对物料进行连续搅拌、混合和均匀化配水,对调整物料的含水率起到了极佳的搅拌效果。采用减速传动,噪音低,使用寿命长,操作简单,减少了维修频率,动力15 kw,总产量80t~100t,比传统搅拌节能60%,维修费用节省70%,改变了传统式的搅拌工艺,并获得国家专利,填补了行业空白,这也是在原料处理过程中的一次革命性的创新。
         怎样把原料的塑性与强度提上去。原料从陈化室出来后,在进入挤出机之前,要通过强力搅拌和对辊的挤压来增加物料的塑性和强度,如果物料的塑性和强度不够,就会倒坯、倒垛,塑性不够,就会增加次品量,给企业造成重大损失。为此,经过学习国外技术,进行多次改进、改造,我们成功制造了一款物料揉搓增塑机,并获得了国家专利。工作原理是:物料从陈化库出来后,进入揉搓机上部的存料箱,通过特制减速机的主轴旋转,带动中心旋转推板,与圆形网孔进行揉练、挤切,将原料从网孔中挤出,并在机舱内进行配水搅拌,把多种成分的物料通过挤压、碾练、揉搓混合均化,达到了增强、增塑的目的,使处理过的物料更加精细、均匀,塑性良好,然后再进入挤出机,达到了理想的效果,降低了成本,真正给企业带来了丰厚的利益。
        3小结
         综上所述,原料在处理过程中,并不是一个环节做好就能解决问题,真正把原料处理好是一个系统的工艺流程。把每个环节、每个细节,用新的工艺做细、做好、做精、做透彻,才能达到降低成本增加效益的目的,为国家建设提供最优良的产品和精品。
 
 
浅议烧结砖生产工艺中的短板
        在砖瓦行业的生产工艺结构中有没有短版?有,肯定有。这个短板在许许多多的砖厂存在,造成了许许多多砖厂辛苦多年,没有赚到钱,亏本的人大有人在。笔者个人估计,全国l/3的隧道窑和旋转隧道窑是亏本的,1/3艰难生存,赚点钱又改造,改来改去两手空,能有1/3利润非常好。为什么会出现这种情况呢,因为烧结墙材产品是一个系统工程,分为许多工艺环节,每个环节环环相扣,每个生产环节就如同一块做水桶的木板,其中若有一块短板,装水高度取决于最短的,而不是最长的,同样的原理,砖厂也有一个环节能力是最差的,赚钱与否就取决于最差环节,这就是砖厂短板原理。下面我们来结合实际情况来分析砖厂生产工艺中存在哪些短板。
        建一个砖厂老板最关心的是生产规模,一开口就是日产50万块、80万块,年产1.5亿块、2亿块……可是有多少人计算过你每天的周转量是多少呢,是50万块、80万块吗?不是,实际一天的周转量可能是500万块、800万块,有这么多么?很多人不相信,笔者来算给大家看。
        1原料堆存方面
        有些砖厂就地取材,山上挖下来就有矸石、页岩,不需要原料推场。如果不是就地取材,你得需要多少个50万块的原料推场,肯定不止一个50万块的原料堆存。    
         2原料处理
         原料的日处理能力肯定要大于一个50万块,而且只能计算8h一10h。粉碎机用多大,滚动筛用多大,一级粉碎还是二级粉碎,用哪种粉碎机,硬、中硬、软料,含水高,还是含水低,用双转,还是用单转,还有输送带用多宽,每条带的速度是多少,怎么来用除铁器,怎么来设计快捷、轻松的维修实施等一系列的问题需要考虑。这些细节可能就是一块块短板。不怕你粉碎机大,电机大,更换一副锤头要浪费半天或一天,你哪来的50万块的产量?有几个砖厂会有行车、电动葫芦呢,只能采用装载机,人工搬,人工抬,一块筛板就几百斤,许多机修工做了跑,跑了找,找了跑,这不就是短板吗?
       3陈化库、细料库
        陈化库很重要。但是陈化库的容量要多大,原料堆存时间要多长,原料会不会出现上干下湿的现象?从量的角度来说,要有3个50万块,72h,效果比较好。哪怕粉碎设备维修2d,还会有50万块砖的原料堆存。遇到硬质岩和带砂性的原料,怎么来防水下渗,避免上面干,下面湿呢?陈化搅拌后安装一台扎土机会更好,这些细节都需要考虑到。
       4挤出成型
       挤出成型工艺中,从供料、搅拌、强搅、挤出、切码运,这些环节大家关注度比较高,但是原料的差异性、产品定位的不同,决定了设备参数的不同,效果不一样。同一台设备,在甲地用得很好,在乙地就不一定好了。比如前几年在兰州上了很多砖厂,照搬华中、华东的经验,砖坯打得非常漂亮,可是烘干慢,烧得慢,废品多,易裂缝,中原烧20万块,它只能烧十几万块,老板很少赚到钱,这也是短板。
        5烘干室
        现在的隧道窑有直烘直烧,一烘一烧,一烘二烧,一烘三烧,两烘一烧等等,许多人会问,到底哪种最好?这取决于原料,要因制品无异,因气候而异,原料是塑性指数较好的页岩、全煤矸石,又是生产实心砖,那么直烘直烧也不错,宽3.6m,长110m,120m的窑,每天也出过近20万块。但是,遇到干燥过敏的原料,千万不要做直烘直烧窑,如果做了肯定是短板,也是不可修补的短板。
那么一烘,或两烘一烧就很好吗?也不一定。在新疆奎屯,由于空气干燥,生产砖时,在切条机上砖坯就裂,空气太干,废品率太高,那么怎样解决小范围的空气湿度,保证砖坯不裂砖呢,我们降低机房高度和储坯篷的高度,篷的四周用帘子围起来,增加空气湿度,采用1.5次码坯方成功。那么,轨道和窑车数量就是原来的1.5倍。有些地方,让砖坯在太阳下自然干燥几天,再码到窑车上,进烘干房,也是一种好方式。
         烘干的方法也有许多,燃烧烟气烘干、余热烘干、燃烧烟气加余热烘干等等,各有优缺点,要分析对待。如果原料中硫等有害物质含量高,用烟气或烟气加余热的方法会二次污染烧制品,加重排污成本。如果是低硫低污染烟气,则用烟气加余热的方法远比单一用烟气和单一用余热的干燥效果好,更省电,更省燃料,成本更低、效果更好。
排潮的方式有:集中排潮、分散排潮、分段集中排潮、负压排潮、正压排潮等,那种好?集中排潮肯定是错误的,排潮效果差,电机功率大,耗能高,过氧量易超标。分散排潮加集中排潮,正压为主,负压为辅的排潮方法是最好的,不倒坯,温度低,电耗小。不少砖厂烘干室设计方面有短板,有些烘干室设计的短板是不可修复的,特别是许多旋转隧道窑的烘干设计存在着更多的问题,有些排潮风机电容量是隧道窑的3~4倍,这不是短板吗?
        6焙烧
        焙烧是烧砖的重要环节。窑炉好不好烧、窑炉产量质量及煤耗高低等已在窑炉设计、施工方法、施工质量环节就基本定型。现实中,窑炉的设计和施工是八仙过海,各显神通,有些非常好,有些的短板不可修复,只有重来。砌筑式隧道窑、组合式隧道窑、上风道隧道窑、下风道隧道窑、内置风道隧道窑,外置风道隧道窑、旋转隧道窑哪种窑型更好呢,大家非常关心。
如果将旋转隧道窑的优点移植到隧道窑上,克服隧道窑断面温差和烧窑车现象,那么,隧道窑肯定是最好的窑炉。这是因为从码砖密度来说,旋转窑1m3只有300多块普通砖,隧道窑400多块,甚至达到500多块,单位容量大,产量太,能耗低,可是由于传统隧道窑砖动窑炉不动这个结构短板的制约,没有完全发挥出优势。能不能克服这个几十年都没有克服的结构短板,这需要我们的创新和努力。
        7焙烧技术是发挥好窑炉能力的又一重要因素
       首先,打破传统的看火观念,许许多多的师傅还把烧隧道窑、旋转窑理解成就是看火,这是大错特错,烧火师首先必须是调窑师,必须搞清窑炉的结构特征、风路走向、哈风设计、余热、风机风量、温度显示、热卡、码坯方案、窑门、窑车、进出窑的方式、烘干房等概念,要知道为什么是这样或者要那样,不合理时要会调节,这才是合格的烧窑师。烧窑师水平差也是短板,这个短板是可修复的,可以换人,可以培训。
         七分码坯,三分烧,七分功夫在窑下,三分功夫在窑上。好的烧火师,一定要研究码坯方案,关心原料化验结果、配热卡,好不好烧,火行快还是慢,砖坯质量等因素。在同一座窑,码坯和混合料的热值已经决定了结果,所以要在这方面下功夫。
         其次才是窑上操作。在这里要强调的是,严禁在窑车连接处投煤。严禁在高温区的窑车连接处打开火眼,它会严重烧坏窑车。窑炉建设公司在窑车链接的高温区要取消火眼,防止看火人员烧坏窑车。当然,烧窑车还与窑车设计、隔热保温、地沟平衡风变化等因素有关,这也是一块大短板,怎么来克服,还需大家认真研究,这是许多砖厂非常头痛的一块短板。
        8上车道
        笔者看了一个砖厂,窑宽3.7m,四烘三烧,只有一条上车道,装了一台半自动打包机,而且外面根本没有位置增加上车道,建厂五六年了,从来没有用过四烘三烧,最多是两烧,为什么?上车道少了,烧出的砖走不了啊!这是一个典型的规划设计短板,你窑多有用吗?没用!出多少砖,要多少上车位,打包位、停止位、抱车位、是可以计算出来的啊。可是就有这样的事发生,这是很难修复的短板,教训沉重。
        9成品堆场
         成品堆场更是许多砖厂的短板,许多砖厂根本就没有堆场,场地本身就小,窑炉产能又大,一到雨季或淡季就压火。空心砖没法烧,因为空心砖要堆场,建设单位做基础时用砖少,框架完了又急着用。没有堆场你怎么堆存空心砖,这也是短板,这个短板也很难补。
        10环保与原料
        许多砖厂建厂时没有对原料进行化验分析,原料中含4%~5%的硫,又没有替代品,这将是你在这次环  保风暴中无法克服的短板。新建厂一定要注意了,一定要先化验原料,多次化验,把化验结果给专家看,原料中含钙高会潮解,氧化钾、氧化镁含量高砖会长白毛(硝盐),原料都是短板,市场上怎么竞争。
        11 脱硫塔
         许多砖厂的脱硫塔已经是第二次重做了,因为做脱硫塔的厂家没几个懂得窑炉结构,懂流体力学。装了脱硫塔,要么风机电机加大许多,要么排潮困难,产量降低,造成新的短板。
笔者认为横道加竖道脱硫、除尘,肯定比单一竖道式脱硫、除尘效果更好。脱硫塔的进风口略高于窑面肯定比往下拉更省电力和更符合流体力学。
         12环保与窑炉
         从环保的角度来说,烧天然气最环保的,没有硫、硝、粉尘污染,你的窑炉可不可以略加改造成烧天然气?需不需要推倒重来?新建窑炉要不要综合考虑,这些也是砖厂需要考虑的问题。
         13结论
          a.要实现日产量的隧道窑的计算公式等于:①原材料N个日产量;②原料处理能力大于或等于1.5个日产量;③陈化能力2—3个日产量;④8h~12h挤砖一个日产量;⑤储坯1.5~2个日产量;⑥空车大于或等于0.5个日产量;⑦烘干一个日产量;⑧焙烧一个日产量;⑨成品道大于或等于0.75个日产量;⑩装车位大于或等于0.3个日产量;11成品堆场N个日产量,是十几个日产量在周转,一天50万块,可能是500万块在周转。
         b.烧结砖工艺是由原料、原料处理、挤码运、储坯阴干或烘干、焙烧,成品搬运堆放的系统工程,每个工艺就像一块做成一个盛水木桶木板,盛水量不是决定长板,而是短板,砖厂的短板就决定了砖厂的盈利能力。
 
 
烧结砖生产过程中的质量监控
曹世璞
          生产烧结砖是一个系统工程,原料量大、面广、成份复杂、工艺流程较长、工序较多。任何一个环节出现的失误都将给生产带来损失。而在整个生产过程中,前工序留下的隐患在以后的工序中只会不断扩大,等到砖烧出来以后,成为废次品,损失无法挽回。
         因此加强对每一个生产环节的质量控制,把问题消灭在出现之前,就成为烧结砖生产企业增产节约,增效减排的一个十分紧迫的问题。
烧结砖生产过程中的质量控制,应该细化到每一个工序落实到每一个人头长抓不懈。
         一、对原料的质量监控
        现在制砖的原料有粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰、某些矿渣、河湖淤泥,直至某些生活垃圾,似乎不管什么东西都可以制砖了,事实决非如此,古人用粘土制砖,还要求“挖地三尺,、取其粘而不腻,疏而不散者为佳”呢(宋,刘诫著(营造法式)一书)对制砖的原料也有一定的技术要求,超出范围的原料就不能制砖。
        1化学成份:对制砖原料的化学成份的技术要求见表一
制砖原料化学成份的技术要求表一
项目 二氧化硅 三氧化铝 三氧化三铁 氧化钙 氧化镁 三氧化硫 烧失量
Sio2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3  
55~70 10~25 2~10       3~15
分量(%) 适宜 45~80 5~30 5~15 0~15 0—3 0—1  
允许
 
          在这里,二氧化硅是制砖原料中的主要成份,焙烧时在一定条件下它可以“消化”氧化钙等有害成份,生成硅酸钙、硅酸镁,而消除其产生石灰爆裂、泛霜等对制品的危害。较大颗粒的二氧化硅还可以提高制品的耐火度。加大其烧结温度范围,有利于焙烧操作。小颗粒的二氧化硅易于熔解,使制品结构均匀,当其含量低于45%时制品的抗冻性能明显下降,而当其含量高于80%时挤出成型将十分困难,并会使砖在烧成后体积略有膨胀。
          三氧化二铝是耐火材料,也是烧结砖生产中的“增强剂”可提高制品的强度,当含量超过20%时制品强度明显增加,当含量低于10%时制品强度会明显下降,由于其烧结温度较高,含量越多制品的烧结温度也高,增加热耗。当其含量超过30%则可以烧制耐火砖了。
          三氧化二铁:在烧结砖中是一种着色剂。在氧化气氛中含量越高砖的颜色也越红。而在还原气氛中烧成时三氧化二铁被还原为氧化亚铁(FeO),制品则呈青灰色,由于三氧化二铁有一定的助熔作用,在一定程度上可降低烧成温度。
         以上三种是制砖原料化学成份中的有用成份,可称为“三要”。
         以下三种则为有害成份,可称为“三不要”它们是:
         氧化钙:即生石灰,在自然界中以碳酸钙(CaCO3)即石灰石状态存在。氧化钙遇水生成氢氧化钙(Ca(OH)2)即熟石灰体积膨胀2~3倍,使制品产生石灰爆裂直至砖体崩溃,其含量超过10%,石灰爆裂很难避免。在一定条件下氧化钙也会和水汽中的硫酸化合生成硫酸钙CaSO4(石膏),其易溶于水,当随水渗到砖体表面时,水份蒸发硫酸钙以白色粉末状沉淀于砖的表面,是为泛霜。国家质量标准规定:优级品的砖不允许出现泛霜。氧化钙在砖的烧结过程中还会缩小其烧结温度范围,增加焙烧难度。
·       氧化镁:氧化镁是烧结砖产生泛霜的元凶,因其极易与潮湿气体中的硫酸化合,生成硫酸镁(MgS04),即泻盐。而硫酸镁易溶于水,当含有硫酸镁的溶液渗到砖的表面时,水份蒸发硫酸镁以白色的粉状残留在砖的表面,是为泛霜。严重时堆积成一片白色的“毛”,并使砖的表层产生鳞片状的剥离,直至砖体粉化,成为废品。必须严格控制,其含量不得超过3%。
·         三氧化硫:三氧化硫是一种对制品危害最为严重的成份,焙烧时产生气泡使砖体松散,直至崩溃,当其含量超过1%时,己没有制成合格产品的可能,煤层中多伴生有硫,在采用煤矸石为原料的烧结砖厂应严加防范。
           烧失量:原料中的可燃物质如各种有机物、碳等,在焙烧中被烧去,含量越高成品砖也越轻。
          对有害化学成份的监控:
·         氧化钙,对付氧化钙的方法是一选、二碎、三烧、四水。
·         氧化镁:当其含量超过3%时,最好弃之不用或掺入没有氧化镁之泥料,充分混匀,使混合料中的氧化镁含量降到3%以下。
          如泥料中的氧化镁含量较高(超过2%)而泥料的耐火度在980℃以上时,可以在980℃及以上的焙烧阶段保持2~3个小时,使氧化镁和泥料中的二氧化硅化合生成硅酸镁(MgSiO3)其化学性能稳定,不溶于水,也不会产生泛霜。
          在国外有采用化学制剂以消除泛霜者,但成本太高,国内未见采用。
·         三氧化硫:三氧化硫多来自燃煤及煤矸石中,可把燃煤或煤矸石放入火中燃烧,如发出刺鼻的硫磺味则是含硫较高。在含硫较高的煤堆或煤矸石堆上有时还可见黄色的“腰带”是为硫析出所致。
必须说明的是硫还是产生泛霜的“帮凶”,如前所述,只有氧化镁没有硫酸是产生不出硫酸镁,也不可能出现泛霜的。
         对于含硫太高的煤,或煤矸石,最好是不用。至少也应尽量少用,使泥料中的三氧化硫含量少于1%。
          2矿物分析:对原料的矿物分析是为了找出其中是否有某些一旦含量超过规定将严重影响产品质量的矿物,以便防范。
          例如:蒙脱石、长石、云母本来都是粘土的主要成份之一,当其在一定含量以内并均匀分布时完全是有益矿物。一旦其含量逾限并聚集成团,均将在一定程度上影响产品质量,这就是古人说的“物极必反”。
如果在页岩矿山中出现灰白色和绿豆色的岩层,应提高警惕,立即勘察。办法是挖取一小块灰白色的岩层,如果手捏成粉,质地细腻,遇水成浆,粘手难洗,则是蒙脱石无疑。如岩层挖下成片状,硬而且脆,则是碳酸钙的沉积层。不论其是蒙脱石,还是碳酸钙,尽管数量不多,也必须粉碎到粒度小于1~2mm充分混匀,使其完全分散于泥料之中,防止其聚众作乱。
         3原料的物理性能,对原料的物理性能的技术要求见表二
 制砖原料的物理性能表二
序号 名称 项目 单位 适宜值 允许值
1 颗粒级配 <0.05mm % 35~50 20~60
0.05~1.2mm % 20~65 10~70
1.2~2mm % <30 <20
2 可塑性 塑性指数   9~13 5~17
3 线收缩率 干燥收缩率 % 3~8  
焙烧收缩率 % 2~5  
4 干燥性能 干燥敏感性系数   <1 <2
5 烧结性 烧结温度 900 1150
烧结温度范围 >50 50
6 硬度 普氏硬度 1~3 1~4
7 其它 自然含水率 % ≤塑级  
 
         ①颗粒级配,或称颗粒组成,是指泥料中不同粒度的泥料在总量中所占的百分比。
          烧结砖在国外叫粗陶,不是瓷器,不需要太细的泥料。在挤出成型中,不同粒度的颗粒所起的作用是不一样的。其中粒径小0.005mm的粉料称塑性颗粒,用于产生在挤出成型时所需要的塑性,把泥料粘在一起。其次是粒径为0.05—1.2mm的部分叫填充料的颗粒,其作用是控制产品在干燥时所发生的过度的收缩、裂纹及在塑性成型时赋予坯体一定的强度。至于粒径为1.2~2mm的粗颗粒,在坯体中起到骨架作用,有利于干燥时排出坯体中的水分。空心砖生产原料颗粒不宜大于2mm。
         合理的颗粒组成应该是塑性颗粒占35%一50%;填充性颗粒占20%~65%;粗颗粒<30%,绝不允许有大于3mm颗粒。因其不仅会降低制品的强度,还会因收缩不匀而产生干燥裂纹。
         塑性较差的原料,如较硬的页岩、煤矸石、矿渣,应选用较多比例的粘性颗粒和较低百分比的填充颗粒,尽可能少的骨架颗粒以利挤出成型。
        ②原料的可塑性:是指泥料可以被挤压成为具有一定形状和强度的砖坯的技术性能评价其可塑性能的指标叫“塑性指数”。塑性指数越大,表明泥料越容易被挤压成型。
         泥料的塑性必须同时具备两个基本条件才会显现:一是泥料本身有可塑性,二是有水,而且水能容易地渗入泥料颗粒内部,面粉有塑性,但干的面粉却是一堆散粉,只有加了水,并且把水揉(挤压)到了面粉颗粒深处,才可以做馒头,面条。
         ③线收缩率:线收缩率分为干燥线收缩率和焙烧线收缩率,分别指干燥的砖坯比湿坯缩短了的百分率和成品砖比干坯缩短了的百分率。其中应特别注意的是干燥线收缩率,因为它和砖坯在干燥过程中产生的干燥裂纹有直接关系,干燥线收缩率越大,产生干燥裂纹的危害也越大。
         两种收缩率之和是总收缩率,是为制作机口时应该比规定的成品砖放大多少的依据。
        ④干燥性能:是指砖坯在干燥过程中是否容易产生干燥裂纹,用干燥敏感性系数来评价,干燥敏感性系数越大,砖坯在干燥过程中越容易产生干燥裂纹。干燥敏感性系数的计算公式如下:
        (砖坯的成型含水率一泥料的临界含水率)/泥料的临界含水率=干燥敏感性系数
        从上式可见要想降低干燥敏感性系数,一是减少砖坯的成型含水率,可采用硬塑挤出,因为水在砖坯中占有一定体积,水份蒸发了,这些位置空出来了,砖坯就要收缩,就容易诱发干燥裂纹,蒸发出去的水份越多,留下的“空间”也越多,砖坯的收缩量也越大,干燥裂纹也可能越多,君不见同样是天旱,水田的裂口就比旱田要多得多,大得多吗?
        二是,提高泥料的临界含水率。如前所述,砖坯在干燥过程中,在失去水份的同时要产生收缩。实际生产中当砖坯干燥到一定程度时尽管水份并没有排尽,但已完全停止收缩了,此时的含水率叫临界含水率,实践表明:临界含水率与以下因素有关。
        与泥料的中、粗等颗粒的含量成正比,这是因为较大的颗粒在砖坯干燥收缩时“顶”住了两端收缩不动了。因为田里的泥土干燥时会开裂,而堆在一起的碎石脱去水份,则仍纹丝不动。因此适当提高颗粒组成中的填充颗粒的百分比是提高其临界含水率,降低其干燥敏感性系数,减免其干燥裂纹的有效措施。
·与砖坯的厚度成正比,这里所说的坯体厚度,对多孔砖和空心砖是指它们的壁厚或肋厚。其试验结果见表三
变更试体厚度对坯体临界含水率的影响表三
(空气温度=80℃  相对湿度=30%流速=2.15米/秒)
试件厚度(毫米) 临界含水率(%) 比率
6 17.75 2.2
3 16.95 1.97
1 16.75 1.96
0.5 8.8 1
 
 
        ·此外干燥室里的空气的温度、相对湿度和流速也会对其临界含水率生产一定影响。因为空气的温度越高,水份蒸发得越快,空气的相对湿度越大其每立方米空气所能带走的砖坯蒸发出来的水份就越少;空气的流速越快,单位时间所能带走的水份也越多。
         在实际生产中,砖的品种规格由市场决定。干燥室里的空气的温度、相对湿度和流速,不仅设计建窑时已被限制在一定的范围,而且是利用焙烧窑的“余热”主动权在焙烧窑上。所以,唯一可供采用的手段就只有调整颗粒级配。因此,一定要记住:“当泥料的干燥敏感性系数较高,砖坯出现大量干燥裂纹时,应选用较粗的颗粒级配”。
        ⑤烧结性能烧结性能指两个方面:一是其烧结温度,低于该温度是生砖,原料中的三氧化二铝含量越高,其烧结温度也越高,烧结热耗也越高,成品的强度也越高。一般来说粘土的烧结温度较低为900℃左右,煤矸石的烧结温度较高,可达1000℃以上。
         二是烧结温度范围,砖在到达烧结温度以后,如果继续升温,到一定程度时,砖会烧焦、软化、变形成为废品,严重时造成砖垛坍塌倒窑,其在到达烧结温度以后,继续升温而不至于烧焦、软化的温度区间叫“烧结温度范围”。这一区间不得小于50℃,否则,很容易出现同一个坯垛这一部份烧焦了,那一部份还是欠火砖。采用燃气或石油焦作燃料的外燃隧道窑,烧制清水砖、透水砖和空心砌块的高档制品,往往要求烧结温度范围不超过20℃。
         ⑥硬度:页岩、煤矸石以及矿渣等工业废料,必须考虑其硬度,以确定粉碎方式和颗粒级配中各种粒度之百分率,硬度以普氏硬度表示,共分10级,其中1级最软,如石膏,10级最硬,如金刚石,制砖原料的硬度以1~3度为宜,太硬的原料,不仅粉碎困难,而且硬的原料、水份不易渗透,塑性也发挥不出来。
         ⑦自然含水率:在挤出成型时,砖坯的成型含水率一般为14%一18%,少数可达20%,如果原料的自然含水率己超过其成型含水率,就必须脱水处理。例如采用河湖淤泥制砖时,就必须先脱水处理到其含水率降到允许范围以内才能挤出成型。
       4对原料的质量监控,在选择原料矿山时,必须先对其进行采样,并对样品进行检验分析。以确认其符合制砖的技术要求。须知样品的检验结果不仅是制订工艺流程及设备选型的主要依据之一,也是成品砖的“生辰八字”。例如;从其二氧化硅的含量可以评估其是否抗冻和成型有无困难;从三氧化二铝的含量可以评估其大概的烧结温度、制品强度;从三氧化二铁的含量可以判断其外观颜色的深浅;从其氧化镁、氧化钙的含量可以评估成品砖是否会出现泛霜或石灰炸裂……。
        生产中,一旦发现矿山岩层变化较大,必须再次采样、送检,以防患于未然。
        某些物理性能还可以在现场用直观方法进行评估。例如:
         塑性指数:取一块页岩(煤矸石)打断,以其新鲜断面沾一下水,用大指搓,如能搓出泥浆来,其塑性指数大于7,可以挤出成型,搓出的泥浆越多,其塑性指数也越大。如果用手指搓不出泥浆来,可以将两个新鲜断面同时沾一下水,互相对搓,只要能对搓出泥浆来,其塑性指数约大于4.5,在强化粉碎,适当增加粉料中粘性颗粒的百分比,陈化24小时以上,仍可挤出优质空心砖坯。
       硬度:取页岩(煤矸石)的干净断面用大手指甲用力一划,其表面出现沟槽,为软质页岩,硬度低于2度;如没有沟槽,手指甲未见磨损,则可能高于2度;如只有一条白印,而手指甲已磨去一块则为中等偏硬,大于3度,应考虑强化粉碎,提高粉料细度。(待续)
 
 环保风暴后,砖瓦行业将发生哪些改变
         这次环保大检查,可谓是几家欢喜几家愁,各地砖瓦行业关了一批,倒了一批,整治了一批。当然,通过审查活下来的砖瓦企业,以后的日子就会比较好过了。
         这是一场大洗牌,整顿不规范的小作坊、打价格战、搞投机倒把的砖瓦企业。而且,环保整治对生活也是非常有好处的,一片蓝天白云,一口健康的好水,让人们生活更宜居,更具幸福感!
对于我们的砖瓦行业市场,经过这次环保风暴后,会发生哪些变化呢?
         砖瓦厂数量肯定会越来越少,有规模的大砖瓦行业企业越来越强势。中小式的经销砖瓦行业也会关掉一批,留下专业化运作的优质砖瓦企业……具体会变成怎样,且看小编下面的精彩分析吧!
         第一、砖瓦行业市场将趋于更规范、更有序  
        为何有些砖瓦企业被环保关停,其原因在于环保手续不全,没有达到国家要求。那么通过此次大整治,必然倒掉一批无序发展、恶性竞争的小企业。那么留下来的将是正规生产,良性发展的优质企业。
        在这样的企业带动下,砖瓦企业就会趋于健康发展,市场氛围会比之前好很多,大家不再比谁的价低,而是比谁的东西更好,很多砖瓦企业将更注重新品研发及用户体验的效果。如此发展,对终端客户来说可谓是好的,因为他们不会再担忧被低价诱骗,不会再被坑爹的产品烦恼,可以放心选择适合自己的好产品。
         第二、砖瓦企业产品势必会理性涨价
         我们时常说砖瓦行业产品的定价大多数是不合理的。
         造成这不合理的原因在于市场产能过剩,且被很多偷工减料,搞小企业的人弄坏了。以至于好产品彰显不出来,价格也提不上去。而由于通货膨胀,导致砖瓦行业产品涨价、钢材涨价、纸箱涨价、物流涨价……所有原料及配套都在涨价,加之环保的成本等,势必导致砖瓦行业产品整体上涨,这也是很正常的事。不必惊慌,大势所趋!
          第三、砖瓦行业优势更为明显
          环保风暴后,砖瓦企业市场大清理,留下来的都是有几把刷子的优秀砖瓦企业,所以这以后的竞争会更加白热化。谁的知名度高、谁的影响力就大、谁就能站在至高点。因此,做正规化的砖瓦企业将会迎来一片商机。这就是坚持投入后的必然回报!
          第四、重品质,有附加值的产品更具竞争力
          以后都是精锐部队,所以想在竞争中脱颖而出,那就要在产品的品质及附加值上做功夫了。所谓宣传产品材料与功能,那已经是过去式了,消费者不会因此而买单,他们会更注重产品的价值。
未来卖砖瓦行业产品就是卖一种文化、一种情怀、一种感觉。这就要求你的产品会讲故事、有韵味、具备超高的附加值,让人无法拒绝。因此,那些注重产品质量,做工精细,融入文化底蕴的砖瓦企业,将会更具市场竞争力。
          第五、未来砖瓦企业将迎来一阵技改风潮
          环保风暴下的砖瓦企业为何倒掉一批,其原因在于陈旧的技术已经跟不上时代发展的脚步了。我们客观的来看看砖瓦企业的产品,为何同质化明显。产能严重过剩,在于很多企业都缺乏创新精神。导致大家都在一片红海中厮杀,这次环保大整治也倒逼企业要技术改革了。为何会有制造污染的问题,都是技术上的不科学,管理上的不规范。
        以后,我们会看到很多砖瓦企业自发进行技术改革,其一是大环境所迫,其二是产品升级下的不得不为之。但想长久发展,技改是迟早的事!
         第六、共赢经济将开启厂商一体化模式
         未来,强势的砖瓦企业绝不会让你同时生产好几个品种,而是做唯一品种,这是未来的发展趋势,规模大的砖瓦企业越来越强大,也会越来越注重培养经销商的粘度。
         经济共同体与厂商一体化模式,才是以后长久的发展趋势。厂家要利润、要市场份额,那就要求经销商。不断打造团队,建立利益共同体,会是很多优秀砖瓦企业以后干的事。
         我们没时间去埋怨这个世界,我们需要理性反省自己,不要指责砖瓦行业市场如何,我们始终要做好自己,强大自我后才能从容不迫!