環(huán)境友好型帶溫磚在輥道窯陶瓷磚生產(chǎn)中的應(yīng)用及制作方法

羅宏 招偉培 周燕

摘 要：現(xiàn)代化陶瓷磚一般是采用輥道窯連續(xù)生產(chǎn)，由于轉(zhuǎn)產(chǎn)頻繁，工序復(fù)雜，導(dǎo)致轉(zhuǎn)產(chǎn)周期長(zhǎng)或壓機(jī)、干燥窯、電機(jī)等重要設(shè)備故障，以及處理生產(chǎn)質(zhì)量事故等原因，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)線(xiàn)停線(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間，進(jìn)而導(dǎo)致窯爐空窯?？崭G對(duì)輥道窯內(nèi)的溫度，壓力，氣氛會(huì)產(chǎn)生巨大影響，空窯后進(jìn)磚，對(duì)產(chǎn)品的顏色，磚形，氧化程度以及各項(xiàng)物化指標(biāo)都有明顯的影響。為了較大程度的減少對(duì)正常產(chǎn)品質(zhì)量的影響，我們制作了一種帶溫磚，在即將空窯的時(shí)候通過(guò)用帶溫磚替代正常產(chǎn)品進(jìn)窯，避免空窯，來(lái)穩(wěn)定正常產(chǎn)品再次進(jìn)窯后的質(zhì)量。本文闡述了一種利用窯爐維修剩下的耐火磚廢渣和陶瓷廠(chǎng)污水處理后的壓排坭作為主要原料制作帶溫磚的方法。

關(guān)健詞：帶溫磚；耐火磚廢渣；壓排坭；循環(huán)利用

1 前言

陶瓷磚生產(chǎn)工廠(chǎng)，使用輥道窯燒制成型，一般采取的是全天不間斷連續(xù)生產(chǎn)。在不間斷生產(chǎn)過(guò)程中，為了穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量，需要窯爐的溫度，氣氛，壓力均保持穩(wěn)定。但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)事故，設(shè)備故障或是產(chǎn)品銜接不當(dāng)?shù)仍颍?jīng)常會(huì)導(dǎo)致空窯（即無(wú)磚進(jìn)窯，導(dǎo)致窯爐空燒），空窯會(huì)直接對(duì)窯爐的溫度，氣氛和壓力產(chǎn)生很大的影響，直接的危害就是空窯后再次進(jìn)磚，在不正常的窯爐溫度，氣氛，壓力下燒出的磚不滿(mǎn)足質(zhì)量控制要求，長(zhǎng)時(shí)間空窯后再進(jìn)磚，有時(shí)穩(wěn)定窯爐往往需要數(shù)個(gè)小時(shí)，空窯導(dǎo)致的直接經(jīng)濟(jì)損失是巨大的。為了很好的減少空窯對(duì)工廠(chǎng)帶來(lái)的損失，我們?cè)O(shè)計(jì)了帶溫磚，帶溫磚的目的是為了在即將空窯時(shí)排入，替代產(chǎn)品進(jìn)窯，保證窯爐的溫度，氣氛，壓力不受影響，為正常產(chǎn)品進(jìn)窯創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定合適的窯爐燒成環(huán)境。

2 制作帶溫磚

帶溫磚的制作必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件，第一是高溫耐火，因?yàn)閹卮u會(huì)反復(fù)使用，只有高溫耐火度高，才能保證每次吸收熱量后不至于軟化粘附窯爐輥棒。第二是強(qiáng)度高，由于重復(fù)使用的過(guò)程中，排磚，運(yùn)輸，儲(chǔ)存都會(huì)遇到反復(fù)的撞擊，一定的強(qiáng)度可以保證帶溫磚的使用壽命。

傳統(tǒng)帶溫磚的制作一般會(huì)采用高溫砂及塑性較高的坭作為原材料，天然的坭砂原材料往往鋁含量達(dá)不到要求，通過(guò)外加化工級(jí)氧化鋁提高溫度，這樣會(huì)對(duì)原材料成本有較大的提升。本文帶溫磚沒(méi)有采取傳統(tǒng)的制作方法，通過(guò)配方中引入窯爐年終維修時(shí)丟棄的耐火磚廢渣，及原料車(chē)間廢水過(guò)濾沉淀提取的壓排坭作為主要原材料。既可以減少原材料的投入成本，同時(shí)就地取材可以節(jié)省耐火磚廢渣及壓排坭的處理費(fèi)用，是一種環(huán)境友好型的制作方法。

帶溫磚的制作步驟如下：

步驟（1）根據(jù)配方單配料入球；

步驟（2）經(jīng)球磨、除鐵、過(guò)篩、陳腐、噴霧制粉再過(guò)篩，制得帶溫磚粉料 ；

步驟（3）結(jié)合壓機(jī)模具，由壓機(jī)壓制成型，制得帶溫磚坯體 ；

步驟（4）坯體入干燥窯干燥；

步驟（5）進(jìn)入燒成窯 ；

步驟（6）托板存放待用。

步驟（1）中帶溫磚配方優(yōu)選方案為表1所示。

其中PVA，木質(zhì)素，偏硅酸鈉為添加劑，PVA主要起懸浮作用，木質(zhì)素增加坯體強(qiáng)度，偏硅酸鈉為解膠劑。按配方下18噸球，功率為90 kw，采用中鋁球石，球石水配比為：40#：50#：60#：水=5：7：8：7，球磨8 ～ 10 h，出球后漿料細(xì)度為0.4 ～ 0.8%，比重為：1.68 ～ 1.72，流速30 ～ 50 s。陳腐24 ～ 48 h留噴霧塔待用。

步驟（2）中噴霧干燥所得的帶溫磚粉料，水分標(biāo)準(zhǔn)控制在6.75 ～ 7.45%，顆粒度控制在20目篩余小于1%，40目篩余35 ～ 45%，60目篩余80 ～ 90%，100目篩余大于93%（各目數(shù)篩余為累計(jì)數(shù)值）。

步驟（2）中帶溫磚粉料的化學(xué)成分優(yōu)選方案如表3。

步驟（3）壓機(jī)壓制成型，采用的是恒立泰6280壓機(jī)，668 × 668?？颍瑝毫刂圃?8000± 2000 KN，磚坯厚度10.0 ± 0.2 mm。

干燥工序?yàn)?26 m的輥道式干燥窯，干燥溫度為100 ～ 170℃，干燥30 ～ 40 min，磚坯干燥后水分小于0.5%，干燥后抗折強(qiáng)度1.1 ～ 2.0 N/mm2。

燒成工序?yàn)?37 m的輥道式燒成窯，燒成溫度1210 ～ 1280℃，燒成周期45 ～ 55 min。

3 壓排坭

壓排坭的主要來(lái)源為工廠(chǎng)廢水過(guò)濾后的坭渣，這類(lèi)?ài)柙僳枭霸?，化工料，陶瓷磚廢渣，拋光磨邊磨料廢渣以及一些有機(jī)物等，其中坭砂原料，化工料，陶瓷磚廢渣作為原料的損耗，拋光磨邊磨料的廢渣以及有機(jī)物作為原料中的有害低溫物質(zhì)。壓排坭直接回球加入現(xiàn)有產(chǎn)品坯料中消化，加入量一般在3 ～ 10%左右，但都會(huì)較大概率導(dǎo)致坯體起泡等缺陷，加入量越多，起泡的概率越大，加入量少則不能完全消化利用。如果將壓排坭中有害低溫物質(zhì)分離利用，則需要較高的成本，所以壓排坭一般很難利用，消化不了的一般都是運(yùn)出工廠(chǎng)集中處理。這樣既要花費(fèi)較高的運(yùn)輸成本，為了避免對(duì)環(huán)境的破壞，又要花費(fèi)不小的處理費(fèi)用。浪費(fèi)的原材料也得不到循環(huán)利用，既破壞環(huán)境，同時(shí)對(duì)工廠(chǎng)也是一筆不小的經(jīng)濟(jì)損失。

在帶溫磚配方中加入壓排坭，由于帶溫磚配方本身很高溫，燒制成型的過(guò)程中，內(nèi)部有機(jī)物及磨料的廢渣可以高溫下燒失，帶溫磚本身卻不會(huì)起泡。由于帶溫磚燒制的過(guò)程中，大量的有機(jī)物及水分燒失，內(nèi)部為多孔結(jié)構(gòu)，吸水率一般在8 ～ 15%之間，燒成后抗折強(qiáng)度為16 ～ 20 N/mm2之間，可以滿(mǎn)足日常使用的輕微碰撞而不易斷裂。

4 耐火磚廢渣

陶瓷磚工廠(chǎng)生產(chǎn)一般采用的是輥道式窯爐，窯爐全年不間斷生產(chǎn)，窯墻及窯頂?shù)哪突鸫u經(jīng)過(guò)一整年的1150℃以上的環(huán)境，耐火磚會(huì)老化，就需要在年底停窯的這段時(shí)間進(jìn)行更換，以迎接來(lái)年的生產(chǎn)。更換出來(lái)的耐火磚廢渣是一種脆性的高鋁原料，正好符合帶溫磚的成分需求，同時(shí)也可以減少處理、運(yùn)輸費(fèi)用，既經(jīng)濟(jì)又可以做到循環(huán)利用。

5 帶溫磚循環(huán)利用

帶溫磚本身配方溫度較高，也有一定的強(qiáng)度，可以做到循環(huán)利用，但在循環(huán)利用的過(guò)程中，由于帶溫磚本身的脆性，也會(huì)有老化、斷裂損耗，我們將一年中所有斷裂的帶溫磚收集起來(lái)，集中破碎，作為高鋁預(yù)燒原料加入到坯體配方中，做到循環(huán)使用不外排，對(duì)環(huán)境保護(hù)起到較積極的作用。

6 結(jié)語(yǔ)

帶溫磚的利用，用較低成本一定條件下有效的避免了空窯的風(fēng)險(xiǎn)，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)在帶溫磚的制作過(guò)程中，我們通過(guò)利用工廠(chǎng)本身的廢棄原料，節(jié)省了制作中原材料的成本，在帶溫磚的報(bào)廢回收中，我們?cè)俅渭尤氲皆牧系呐浞街谢厍蛳褂?，做到不外排，既?jīng)濟(jì)又保護(hù)了環(huán)境。

國(guó)家一直致力于倡導(dǎo)節(jié)能減排，將原料廢棄物合理循環(huán)利用，正是響應(yīng)國(guó)家的政策，對(duì)工廠(chǎng)本身而言，減少工業(yè)廢料的廠(chǎng)外處理，在經(jīng)濟(jì)上降低成本，對(duì)環(huán)境減少破壞，也是企業(yè)一種社會(huì)責(zé)任的體現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔡飛虎， 馮國(guó)娟. 陶瓷墻地磚生產(chǎn)技術(shù)[M]. 武漢理工大學(xué)出版社， 2011.