严寒对煤矸石页岩烧结砖生产的影响及应对措施

1、前言

砖瓦的生产过去一直是靠手工操作，自然干燥，受自然环境温度、湿度、风力的影响较大，很多砖厂冬季都不能生产。随着技术的进步，机械自动码坯取代了人工捡坯，人工干燥取代了自然干燥，隧道窑取代了土窑和轮窑，砖瓦生产受自然环境影响越来越小，实现了一年四季全天候生产，大大提高了生产效率。但砖瓦生产依然是季节性很强的行业，季节的变化还深深地影响着产量和质量，特别是在寒冷的冬季更是如此，北方冬季气温低，常常在零下十几度，有的在零下二、三十度，很多煤矸石页岩烧结砖生产厂一到冬季就出现产量低、质量次等问题，主要还是低温和冷风对原料破碎、坯体成型干燥和窑炉焙烧产生了不利的影响，需要砖瓦生产企业特别注意。

2、原料工段容易出现的问题及应对措施   

很多砖瓦厂因条件所限都没有原料棚，原料在夏秋雨季被淋透，吸足水的原料很难再干，含水率超标，到冬季严寒季节就会形成冻料，冻料从外表看似乎没有多少含水，而实际含水率很高。冻料进入破碎机后，因机械运动产生温度使冻料逐渐融化，会出现粘破碎机堂和糊筛网现象，严重影响破碎产量。再加上有的砖瓦厂使用洗煤厂排出的煤矸石，这些矸石含有大量水分，冬季随排随冻，也很难晒干，随原料一起破碎时，加重了粘糊筛子现象，往往造成破碎量锐减，从而制约成型产量。另一方面，在原料陈化过程中，水会通过毛细管和蒸汽压的作用，使水分更加均匀。但水的动态粘度和动力粘度会随温度的降低而增大。、

随着温度的降低，水的粘度增大了，其表面张力也增大了，这就降低了水的流动性和浸润性，从而降低了陈化的效果。按照工艺要求，原料陈化一般要达到3d—7d，温度不低于10℃，以利于煤矸石页岩颗粒充分水化浸润和进行离子交换，使一些硅酸盐矿物在水的作用下分解成胶结物质，从而提高原料塑性。如果冬季原料库温度低，水的粘度就会加大，表面张力加大，水在原料中浸润和均化能力就会降低，原料陈化效果就不好。特别是陈化库的温度在O℃以下时，陈化原料结冰，水的浸润和均化就会停止，也就失去了陈化的作用，达不到水分均化和增塑的目的，给后序成型带来困难。可建好原料防雨大棚，页岩、矸石分别存放，储存足够的原料，含水率高的原料要晒干后储存，确保原料含水率在5%以下。 

可用窑炉余热锅炉热水进行第一道原料搅拌，然后用塑料布把原料盖严，防止水分和热量流失。先粉碎处理的原料先用，后粉的原料后用，适当增加陈化时间。使用专用防冻液，该种产品主要含量是冰点较低的化学原料，利用原料中的旱强、低冰点、减水组分，使砖瓦水坯的早期强度得到大幅度提高，从而起到防冻的效果。为确保陈化温度，在陈化库加装取暖器等热源，使陈化温度在10℃以上。通过以上措施，可加强陈化效果，增加原料塑性，从而减少成型缺陷。

3、成型工段容易出现的问题及应对措施

成型是砖瓦厂的关键工序，从设备的油路、气路、电路到坯体的产量、质量等受温度影响的环节很多。寒冬季节生产需要保持成型车间内的温度在10 ℃以上，否则就会出现机械运行不畅、产量低下和坯体质量问题等。

3.1 气路、油路、电路

自动化的成型、编组和码坯设备气动元件很多，主机、搅拌机有气动离合器、切条机有切条气缸、码坯机有夹坯气缸、编组台有升降气缸，它们需要空压机源源不断地供气。寒冷季节常遇到的问题是冷凝水对气路、气动元件的影响，特别是车间夜间温度出现低于零度时，冷凝水结冰，气动元件动作就很困难了。温度对液压系统的影响也比较大，最主要是温度对油品粘度的影响。液压系统具有输出速度和转矩均可无级调节、动作快速性好、易实现过载保护和自润滑作用、系统结构简单、布局灵活、便于实现自动控制等一系列优点，因此，在成型、编组、码坯过程中得到了广泛的应用，其缺点是系统效率较其他传动效率为低。在液压油的物理特性中，对液压装置性能影响最大的是粘度，温度降低则粘度增高，粘度增高则液压油构成分子之间的内摩擦力也大。这对液压元件的密封性及润滑性固然有利，但会造成因内摩擦引起的发热和因流动阻力而引起的压力损失和功率损失，造成设备运行效率低下，影响产量。有一些设备，如空压机、油循环真空泵、减速机等，在低温环境下因冷却液、润滑油粘度增大或凝固，会造成启动困难等。 

受低温影响的还有光电控制设备。自动化的成型设备很多动作都是由光电管控制的，如切条、推坯、翻坯及行走定位等，光电管的灵敏度直接影响设备运行。现在的成型设备多为高真空、大动力、硬塑挤出，挤出泥条的温度较高，与冬季车间环境温差较大，造成水分大量蒸发形成雾气，严重影响通光效果，使光电管不能正常动作。 

解决上述问题最好的办法是保持车间温度在10℃以上，并采取如下措施：

①在气路中管道安装应顺气流方向向下倾斜，倾斜度为1/100- 3/100，便于排出冷凝水；

②在管道适当位置安装自动排水器，这样可以避免由于人为疏忽造成冷凝水排放不及时，影响设备正常运行；

③车间温度过低时最好给气动元件局部加温；

④使用适合温度的耐低温的油脂；

⑤在水雾影响光电管的地方加装小型吹风机吹散水雾。

3.2 坯体质量 

车间环境温度低，造成进入真空练泥机挤出的泥料温度低，在挤出过程中，由于泥料和泥缸、螺旋刀以及泥料与泥料之间的相互摩擦、剪切、重合作用造成泥料温度上升，泥缸内泥料会出现较大的温差，泥料在挤出过程中温度的变化会引起速度和压力的变化，导致泥料的不均匀性，泥料温差的存在还会导致其收缩差异，增加内应力，以致最后会影响成品的质量，容易出现坯体挤出困难、扒角、烂心、裂纹等成型缺陷。 

为克服上述问题，可采取如下应对措施：

①二次搅拌和成型加入热水或蒸汽，提高和均化原料温度；

②优化原料颗粒级配、塑性等指标，并确保含水率均匀一致，当泥料的含水率发生1%～5%的微小变化时，泥料的屈服点荷载值将发生两倍的变化，会造成泥流分层和坯体内部收缩差异，形成内应力，导致坯体裂纹；

③合理调整芯架各部位阻力，扒角时减少四角阻力或加大中心阻力，烂心时减少中心阻力或加大四角阻力，使之达到平衡；

④尽量提高真空度，真空抽取的程度越高，越有利于防止分层，但实际生产中不可能达到完全的真空，仅是部分真空，部分真空的存在，造成了挤出流动上的差异，在特定的真空度范围内极易形成分层，如真空度在极限真空的50%～ 85％之间时，非常容易形成分层，故真空度应该保持在极限真空85％以上，海拔高的地区气压低，更要注意成型真空度；

⑤车间门要加装防风门斗或棉门帘，严防外界冷风直接吹砖坯。

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