制砖泥料的陈化

    制砖过程中，原料经破粉碎加水进入陈化库存放，到成型这一过程，称为泥料的陈化。陈化，也叫闷料困存，目的是使原料颗粒疏解，泥团松散，水分匀化，使颗粒表面的水分渗入到颗粒内部，使干湿不均匀或搅拌不充分的泥料通过相互渗透而达到水分均匀一致，便于挤出成型。所谓陈化效果好，即是泥料通过陈化后更加方便成型（塑性好、易成型、裂纹少、挤出压力低等），砖坯质量因此得到提高（砖坯表面光洁、密实度好、不易开裂等），成型合格率也相应提高（废坯率低）。

泥料陈化必须具备四个条件：粒度、水分、时间、温度。粒度越细，其陈化效果越好（颗粒越小，颗粒表面的水分越容易渗透到内部）。而且通过陈化后，泥料的细粉料会有所增加，原因是部分较大的颗粒吸水后疏解成为更小的颗粒。经过48小时陈化后，小于2μm的细粉料增加了2.3%，而通过72小时陈化后，小于2μm的细粉料增加了3.8%。

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页岩、煤矸石等块状原料的塑性是通过细化后才体现出来的，颗粒越细其塑性指数越高，根据美国多年用页岩生产砖瓦的实践和研究结果认为：页岩粉碎后能够提供其塑性的颗粒尺寸为0.053mm（270目筛）以下的颗粒。尽管我们生产中没有使用270目的筛子，但经破粉碎的原料中肯定含有一定数量小于0.053mm的颗粒，这种颗粒含量很容易就能测定，但其含量和塑性的关系目前还没有研究数据。

泥料的陈化离不开水分，在一定范围内，泥料的含水率越高，其陈化效果越好。但陈化库的泥料含水率是由成型含水率决定的，即其最高含水率应小于或等于成型含水率。尤其硬塑成型工艺中，对泥料水分的要求更严格，因为一旦泥料的含水率过高，会使窑车底层砖坯变形。因此，生产过程中一般要求进入陈化库的泥料含水率接近或达到成型含水率为最佳。

时间是影响泥料陈化效果的又一重要因素。陈化时间越长，其效果越好。

陈化时间对成型挤出压力的影响关系。陈化时间越长，挤出压力越小，经过48小时陈化，挤出压力降低28%，而经过72小时陈化后，挤出压力降低了36%。泥料经陈化后其挤出压力降低的原因有二：一是细粉料增加，较细的颗粒会降低摩擦阻力；二是水分渗透均匀一致，吸水后的颗粒经挤出机挤压后，水分会跑到颗粒表面来，所有颗粒的外表面都披上了一层“水外衣”，水分子在物料颗粒和耐磨材料之间能起到很好的润滑作用。从理论上说，陈化时间越长越好，但随着时间的延长，其陈化效果改善不再明显（或改善非常缓慢）。目前业界普遍认为陈化时间达到72小时就可以了，如有条件，在少量增加投资的情况下，使陈化时间能满足120小时，则陈化效果肯定还要提高。

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温度对泥料的陈化效果也起着非常关键的作用。目前虽然还没有温度与陈化效果的实验数据，但根据我们多年的生产经验，同一个厂的泥料，同样的陈化条件，夏天就要比冬天好用（陈化效果好），一搅用热水搅拌的泥料比用凉水陈化效果要好的多（山东淄博鲁王建材常年坚持一搅用热水取得了很好的效果）。有的厂一搅用蒸汽搅拌效果也很好。所以目前我们设计中普遍要求陈化库环境温度不低于15°C是有道理的。

泥料陈化和面粉发酵就有很好的可比性，小麦不能直接做馒头，是因为它的颗粒太粗，制砖用的泥料颗粒粗了也难成型；干面粉无法做馒头，是因为不加水它的塑性体现不出来，制砖泥料中含水率低了也会造成成型困难；面粉加水搅匀后要有一个发酵的过程，这就是我们制砖要求的陈化时间；而且面粉发酵还需要一定的温度，温度越低发酵效果越差，这就是我们制砖要求的陈化温度。

综上所述，在生产工艺选择时，应尽量使陈化库库容大一些，尤其对于一些塑性较差的煤矸石和页岩，延长陈化时间是增加原料塑性的最好方案。陈化库只是一次性投资，而减小破碎粒度要增加电耗。假设延长3天的陈化时间和降低一个粒度等级对泥料的效果是一样的，增加陈化库库容需要一次性投资50万元，按该生产线年设计产量为6000万块（折标），按工艺厂房15年折旧时间计算，那么每万块砖增加的折旧成本为5.56元；假设破碎电耗因此每吨料增加了2度电，按0.7元/度，按每吨原料生产标准砖320块计算，那么每万块砖增加的电费为43.75元，是陈化库固定投资的7.9倍，这还没有计算因此而增加的配件费用。

陈化库传统的取料设备为侧挖式多斗挖掘机，这种设备从一诞生就存在着很多弊端，主要是这种形式的陈化库库容利用率低，一般都小于30%。近年有厂家推出了半桥式挖掘机，就是把侧挖式挖掘机的一个轮子挪到陈化库最上边的布料皮带上去，这样陈化库的容积就增加了，库容率可以提高10-20%。

 桥式挖掘机是从国外引进的最佳陈化设备，不但库容利用率比传统的侧挖式陈化库提高了一倍多，而且泥料入库后基本处于全封闭状态，更有利于泥料的陈化，这是砖瓦行业陈化设备的方向。

 有些小企业为了节省设备，直接使用装载机取料。实际装载机的油耗要比多斗机电费贵的多，只是节省了初期陈化库部分投资。因为这种存料方式直接就在厂房地面上，不需要地下土建工程。其陈化效果也相对差一些。

《烧结砖瓦工厂设计规范》GB50701-2011对泥料的陈化做了具体规定：

8.3.13 陈化库设计的主要参数应满足下列规定：

1、 陈化时间不应低于3d。

2、 陈化库的温度不应低于15°C，相对湿度不应低于70%。

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