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隧道窑烧结砖袁东海
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[知识]烧结砖裂纹原因及防治办法(四)

(2016-02-02 08:06:44)
标签:

隧道窑烧结砖

砖坯裂纹

成品砖裂纹

焙烧裂纹

裂纹原因分析

分类: 技术交流

                          烧结砖裂纹原因及防治办法(四)

                                   鹤壁   袁东海

               (电子邮箱:hbjcydh@163.com   电话:13193485005)



焙烧原因产生的裂纹

一、预热带急干炸裂      

干燥后的砖坯进入焙烧窑后仍有两种水分需要缓慢排除,一是自由水,即干燥后的残余水分;二是原料各化合物中的化合水。如果砖坯在预热带升温过急,急剧膨胀的水蒸气会把砖坯撑裂,从而形成急干裂纹,严重时砖坯会断为数块,俗称爆坯。主要原因有两项:

    1、用闸不合理     

    用闸太少使砖坯在低温阶段得不到预热,直接进入中温阶段(400-800℃),一般轮窑用闸不低于4个,焙烧窑设计的闸应尽量用全。

防治措施:合理用闸,确保预热带缓慢升温。

    2、轮窑揭纸挡不及时   

    轮窑预热带的纸档必须及时揭掉,否则热风抽不过去,砖坯得不到预热,等纸挡被自然烧穿时,热风温度已经高达400℃以上,其后果和用闸太少造成的后果一样。

防治措施:及时揭纸挡,闸用到哪里纸挡就揭到哪里。

    3、急火 

    急火,即预热带升温过急。预热带中后部若升温过急,砖坯也会产生裂纹。制砖原料中的石英在573℃和870℃时要发生晶型转变,转变的同时伴随着体积的膨胀,573℃时由β-石英转变为α-石英,体积膨胀4.64%;870℃时由α-石英转变为α-鳞石英,体积膨胀13.68%。若升温过急,石英膨胀速度太快,会把砖坯“撑裂”。尤其是573℃-870℃时的晶型转变,因其体积膨胀率大(13.68%),最容易产生裂纹。所以,这一阶段的升温速度最好控制在60-80℃/h。

防治措施:适当延长预热带,中后部升温速度不要过急。

    二、冷却过急    

    经过高温焙烧的砖坯进入冷却带后要缓慢降温,若冷却过急,制品表面急剧降温,而内部仍处于高温状态,由于收缩不一致,势必产生内应力,内应力超过砖坯的机械强度时,制品便产生裂纹。

    冷却过程伴随石英晶型转变带来的体积收缩也会造成成品的裂纹(石英晶型转变过程是可逆的,但因其体积膨胀产生的后果是一样的)。

    主要原因:轮窑打门过早,隧道窑设计太短或在冷却带开急冷风口。

    防治措施:轮窑严禁早打门(冷却带不能低于15m);

    隧道窑设计长度不能太短(根据不同原料性质确定窑的长度,最短不应低于85m);

隧道窑冷却带不要开急冷风口,冷却风机应安装在出车端窑门处。

    三、预热带凝露  

预热带用闸不合理,使湿烟气流程过长,容易导致湿空气产生饱和,使砖坯回潮产生裂纹(性质同干燥窑凝露)。

防治措施:合理用闸,及时排出湿空气(用桥式闸或正桥梯式闸,参见本博客隧道窑的用闸》一文)。

综上所述,成品砖裂纹的成因还是比较复杂的,为了直观起见,我们可以借鉴安全管理中事故树的模式,把成品砖裂纹的成因以匡图的形式画出来,这样分析起来就简单多了(图附后)。

我们在生产过程中,往往产品出现了裂纹,但却很难查找其成因。如何根据裂纹的性质判断其成因呢?下面根据经验简要说明一下。

成品砖的裂纹,根据其性质可以分为两大类,即显纹和暗纹。显纹是指一眼就能看到的裂纹,暗纹一般用肉眼难以看到,但可以通过仪器来辨别,也可以用敲击的方式通过听声音来判断。如果一块没有显纹的砖,用金属敲击其声音沉闷、不清脆(俗称哑音),则证明有暗纹存在(欠火砖除外)。成型时出现的暗纹和显纹,在干燥和焙烧后会明显扩大,大部分暗纹会变成显纹。

原料原因(陈化条件不充分、干敏系数过高、塑性太差、掺混不匀、颗粒级配不合理)产生的裂纹只有在后续工序中才能发现,因为这些原因处在生产工序的上游,所以判断较为困难。比较简单的办法就是邻近砖厂之间互换原料做试验,如甲厂生产的砖裂纹严重,而乙厂生产的砖质量较好,两厂可互换部分原料做试验,若乙厂的原料在甲厂生产的砖不裂纹,而甲厂的原料到乙厂做的砖仍然裂纹,则可以判断甲厂砖裂纹的是由于原料原因引起的。同样的办法可以很快判断成型、干燥和焙烧方面原因引起的裂纹,查到原因后就可以采取针对性的措施。

成型主机绞龙、模具、润滑等原因造成的裂纹,最大的特点就是规律性强,裂纹的深度、位置、方向基本一致,其他原因产生的裂纹则规律性不强。

凝露产生的裂纹一般呈网格状,称为网状裂纹,都发生在砖坯的表面,深度较浅;干燥过程中发生的网状裂纹出干燥窑就可以发现。

干敏系数过高产生的裂纹多在迎风面和边棱处,有的在存坯线上就可以发现。

干燥窑内产生的急干裂纹多发生在坯垛的迎风面和边部,背风面和中下部相对较轻。

干燥收缩产生的拉裂发生在坯垛中下部,为纵向裂纹。

压裂多发生在坯垛的中下部,横向和纵向都有,底层、窑车台面不平处尤为明显。

焙烧窑预热带产生的炸纹多发生在砖坯的大面、中部,裂纹处粗糙,深度大,坯垛的背风面、中下部最严重。

冷却过急产生的裂纹较细、较直(也称发纹),裂纹处比较平滑,有的外观不明显,属于暗纹,敲击有哑音,坯垛边部、迎风面较其他部位严重。


                           成品砖裂纹成因分析

http://s14/mw690/0061RySrzy6Z2P8VCMJbd&690

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