我国烧结砖行业虽然有3000多年历史,但是直到新中国建国初期大多还是纯手工制作,少数轮窑和大量罐罐窑、围窑、地沟窑、吊丝窑、连环窑等。20世纪60~70年代轮窑开始普及,并发展了一批小型两次码烧隧道窑、小型直通道一次码烧隧道窑。国家先后投资新建了16家砖瓦机械厂(含建材机械厂),完全按照当时苏联制砖机图纸生产的350型、400型、450型及500型挤出机及原料处理设备。制砖行业逐步从手工操作实现了半机械化。当时人们对机械化制砖技术带有神秘感,也由于是政府投资,生产工艺设计比较合理,设备配备比较完善,窑炉都是采用标准图纸由专业窑炉公司施工建造,加之当年制砖原料较好,企业不存在竞争,也不追求高产量,所以当时的烧结红砖质量相对较好。文化大革命后期全国兴起了技术革新运动,诞生了小干燥车码坯机和小断面隧道窑车码坯机。
改革开放之初,80年代国家号召全国办建材,国有砖瓦厂逐步被乡镇、村办、个体砖瓦厂取代,而且砖厂数量猛增,逐渐出现了市场竞争,由于当时的劳动力成本只有现在的百分之一,电费是现在的四分之一,所以生产线上的耗电设备被减少,码坯机拆了,隧道窑也越来越少了,在激烈的竞争中国有砖厂全部退出了制砖行业。
改革开放以来,烧结砖行业经历了高速发展阶段,红砖需求量从改革开放初期的不足千亿块增长到最高时的万亿块,烧结砖厂数量从几千家发展到2012前后高峰时的10万多家。从20世纪末国家有关部门相继出台了关于淘汰落后的烧结砖生产企业和烧结砖小微企业,例如关于淘汰20门以下轮窑厂,淘汰2.5m 以下隧道窑等等,但是效果并不显著,从2007开始至2018年我国各省先后出台了强制性
措施对落后的烧结砖厂强制关停,转型升级,大部分地区已彻底关停了3m 窑烧砖企业。砖厂总数从10多家,年总产能仍在万亿以上,至8千多亿块,而且还会继续下降。1 市场萎缩迫使烧结砖厂继续减少
进入新世纪以来,住宅建设增速超过国民经济增速,积排在发展中国家前列,改革开放以来已经历了三次改造,土坯瓦房改造成平顶砖结构,现在已经发展到多层楼房,楼房,市场调控力度加大,材料多样化,装配式建筑逐步扩大,势头已经过去,的时代将一去不复返,进的生产工艺来确保产品质量,工成本,以结构合理保温性能良好、干燥、焙烧窑炉降低单位产品能耗,业有立足之地。
环境治理力度,级,保留规模企业,合并小微企业,要求,企业,型、干燥、我国烧结砖行业发展趋势
刘照忠
2020.21砖界
降低了工人
更增强了企业
朱珠清洁排放对烧结砖企业而言虽是老暑假安排
政府导致企业对污染治理流于形
多数企业开始认识到环境治理的重要
其本意只是
对于烧结砖企业
烟气中的颗粒物
并且严格监管,要实现在线
迫使企业彻底打消了把环
开始认真对待环境治理,也由于重视程度不足,加之行业内
导致一
落后的烧结高能耗、高污染、小规模企业依然存
何超英为什么会疯掉
环境治理无死尚存的高能耗、高污染、小规模
转型或淘汰。
无论是淘汰小规
国家有相应政策,
一刀切的拆,一窝蜂的上,
仍然落后的大设备落后的生产线淘汰了,工艺仍然
现代小短诗一些建起之日便面临倒闭之
但并不可怜,因为这些企业老
不相信科被一些只知其一不知其二的窑炉建成一个又一个不规范的生产工艺和
虽然节省了投资,但
能耗高、生产过程中的改设备更换费远远超出一次性规范建设的费用。
表1是从2020年5月1日开始执行的烧结墙体材料单位产品能耗限额等级新标准。
表1 烧结墙体材料单位产品能耗限额等级
产 品
烧结墙体材料单位产品综合能耗
(kgce/t)
1级2级3级
烧结多孔和多孔砌块46≤48≤53≤
烧结空心砖和空心砌块47≤50≤55≤
烧结保温砖和保温砌块50≤52≤57≤烧结实心制品44≤46≤51≤
烧结实心制品包括烧结装饰砖、烧结路面砖、烧结瓦及烧结普通砖
下面以新的烧结墙体材料能耗标准2级为例,换算成单位制品能耗:烧结多孔砖及空心砌块每吨制品
耗标准煤48~52kg(标准煤为7000kCal/kg),通过计算得到制品热耗为336~364kCal/kg,也就是我们砖厂常用的内燃加外然总热量,从标准要求来看,只要干燥室、焙烧窑按照我们设计的炉窑施工图规范施工,按图纸要求采购保温材料,认真做好窑墙、窑顶、窑车保温环节,产品综合能耗完全可以达到新标准的1级标准。
原料重量不等于制品重量,尽管我们计算原料中掺配热量时是将原料烘干计算的热量,但是我们烘干的只是原料中的物理水,在烧成过程中原料中的化学水和化学结晶水才能排出,另外还有8%~12%的烧失量,也就是1kg绝对干砖坯烧成红砖重量至少减少10%~14%。所以按照制品来推算,烧制每公斤原料内燃加外然总能耗应控制在300~320kCal。笔者8年前在浙江、江苏设计的部分烧结砖厂产品能耗完全能够达到新能耗标准要求。
但是从目前全国制砖企业现状来看,有相当一部分烧结砖企业砖坯内燃就超过400kCal/kg原料,还要外投燃料,总能耗超过500kCal/kg制品,其主要原因是干燥室和焙烧窑热量损失过大,特别是焙烧窑不但没有使用任何保温材料,而且窑墙厚度太薄,保温性能极差,焙烧窑外墙、窑顶温度超过70℃,大大超过国家炉窑标准要求炉窑外墙温升不超过15℃,窑顶温升不超过25℃(实际温度=温升+环境温度)。另一原因是焙烧窑太短,顶出窑外的
挽回情感如何挽留感情红砖温度达到400℃以上,大量的砖坯热量和窑车热量释放到外界,不能送往干燥室充分利用。
这种现象的重复出现有企业的责任,也有主管部门的责任,每当国家强制淘汰小规模或落后产业时,我们的主管们应该组织行业有关专家制定新建生产线的规范及标准,指定有能力的设计人员对新建生产线进行规划设计,制定先进、科学合理的生产工艺,推荐选择适合不同原料处理、成型、干燥设备、选择断面合理、能耗低、适合不同原料的窑炉。要明确不是规模大就先进、节能、科学、合理的错误观念。在国家强行淘汰落后产业的行动中,我们行业都重复兴建了一大批40年前已经淘汰的焙烧及干燥室炉,这种窑炉不但保温性能差,能耗高,而且产品质量无法保证。
4 全线自动化是未来烧结砖厂发展的方向
近十几年来由于受劳动力紧缺,用工成本大幅上涨的影响,促使烧结砖行业自动化程度的快速发展,特别是码坯机、机械手在生产线普遍使用以来,不但代替了长久以来人工码坯环节,重要的是激发了国内设备制造厂家的创新思维,例如多斗挖土机与挤出机联动无人值守,窑车摆渡、牵引、窑门升降、自动顶车智能联动,焙烧窑温度远程控制等等已经开始在部分生产线应用。
梦见大便但是,要实现烧结砖企业全线自动化还需要很多部门和配套企业努力,因为从目前应用情况来看,除了码坯机械手、框架码坯机使用相对成熟之外,其他的如窑车运转、焙烧窑温度自动控制还不够成熟,况且要实现全线自动化不仅仅只是这些环节。
随着自动化程度的提高,人为因素对产品产量、质量的影响将越来越小,将主要依赖科学合理的生产工艺,性能稳定、技术可靠的工艺装备,智能控制无人值守的运转系统,结构科学合理便于智能控制的干燥及焙烧窑炉以及全自动卸车打包设备来确保产品产量和质量。要利用5G 技术使所有工艺设备互联互通,利用人工智能实现全线智能控制。
4.1 工艺装备信息传递
(1)机械设备:所有机械设备必须配备电子感应
装置,三路信号传出,到上一级设备停止给料,停止给料。
(2)干燥室:安装了温度显示系统,还没有温度、系统,笔者设想应该开发干燥室温、潮自动调节装置,热温度,预热段空气湿度,实现全线自动化,(3)焙烧窑:度显示,没有温度自动调节功能,动化,开小也必须智能控制,制哈风闸大小,道存坯量确定火行速度。
(4)车过程始终保持有一道门关闭,锁装置,车端也必须设置升降门,侧墙装供氧风机。
(5)回车牵引机、避免因轨道、备损坏。
4.2 工艺装备大规格、低转速、近十几以来,2~5千万块发展到现在的年产处理量,有些用户只好更换电机、降低使用寿命,加快,缩短维修时间。
(1)原料处理设备:线原料粗碎、细碎、混合搅拌着用,
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采用低转速降低设备
才能大大减少扬尘。
(对辊机)是制砖行业最常用的年代初我国借鉴国外技术研发了高速目前已在行业普遍使用,国内常用的1~1.2m,轴向长度0.7~0.9m,18~21m/s,配用动力55+75kW,工作由于转速快,线速度高,摩擦力小,打滑、磨损快,修复频繁。根据笔者
1.2m,轴向长度1.2m(增加50%工
10~12m/s,配用动力两台45kW,
1.3m宽度均1.2m工作面吃料量一致。
线速度×对辊宽度3600s
×0.002×3600=86.4m3。
计算产量应乘以0.85(不饱和系
原料通过2mm固不饱和与膨胀两项抵消后小时处80m3以上,按照每立方原料成型400
可满足小时产量3.2万块挤出机配
目前生产线常用的皮带输送机
实际原料宽度约0.5~0.7m,
宽的布料机将输送带送来的原料由
布料机中部、两侧共可分别调整中部、两侧原料流量,
磨损小的地方多分料,磨通过原料分配修复对辊,减少人延长使用周期。
几乎所有烧结厂都使用双轴
原料来源复杂,
提高转主要是增加两轴中心距,增加铰刀长搅拌效果。希望行业电气自动控制厂家尽快研制水分智能控制系统,及时检测原料含水率并将信号迅速传递给自动加水系统,根据预设含水率补充水分。
(5)挤出机:大多数烧结砖生产线规模比十多年前提高了3~4倍,但是挤出机由原来的500型发展到现在的700型。从500型到600型泥缸容量增加40%,从600型到700型泥缸容量增加65%,即从500型到700型泥缸容量增加量为:
1.4×1.65=
2.31倍,与需求产量3~4倍还有差距,导致一些生产企业为了满足产量要求只能提高主轴转速和提高原料成型水分。但是当原料性能较差,而且是生产空心制品时要求原料在泥缸内延长时间才能保证真空度和挤压时间来保证砖坯密实度,这就需要加大泥缸直径,增加泥缸容量,并适当降低砖机主轴转速来实现。而提高转速、增加原料含水率虽然可以提高挤出速度,但是无法保证砖坯成型强度。
对于来源复杂、品质较差的原料,要想生产出合格的空心制品,并能满足一次码烧工艺,要求设备厂家提供大规格挤出机,增大泥缸容量,延长原料在泥缸挤压时间,才能将原料空隙中的空气抽尽,从而提高砖坯强度。
以下是500型至800型挤出机泥缸容量、预计小时产量及泥料从进入泥缸到出条在泥缸内的挤压时间,只给出结果,省略了计算过程。
500型砖机泥缸容量约0.316m3,按每小时55min有效时间挤出14000标砖计算,每分钟挤出泥条14.0m,密实泥料0.39m3,泥料在泥缸挤压时间约44s。
600型砖机泥缸容量约0.5m3,按照单出口每小时20000块标砖计算,每分钟出泥条19.6m密实泥料0.56m3,泥料在泥缸挤压时间49s。
700型砖机泥缸容量约0.71m3,按照双出口每小时30000块标砖计算,每分钟出泥条29.5m,密实泥料0.84m3,泥料在泥缸挤压时间46s。
800型砖机泥缸容量约0.97m3,按照双出口每小时40000块标砖计算,每分钟出泥条39.3m,密实泥料1.12m3,泥料在泥缸挤压时间47s。
根据以上粗略计算,要满足大型砖厂需要,须加大泥缸直径来增加泥缸容量,须增大泥缸直径,间,才能抽尽原料带入的空气,能保证产品质量。
双级真空挤出机真空室堵料是常见现象,不好就会造成真空室满料,必须停机处理,该在真空室中上部增设隐藏式弹性传感器,停止或减少下料。彻底解决真空室堵料现象,现全线自动化奠定基础。4.3 砖坯干燥室
砖坯干燥是烧结砖生产线最关键的环节,常被企业忽视的环节,常见的一烘二烧、烧窑都属于忽视砖坯干燥的表现,质量好产量高,砖坯首先是外观无变形,无裂纹,残余含水率5%下。对于原料来源复杂、性能较差、掺配污泥、泥等工业废料的制砖原料,30h,送风温度不宜超过110℃,于3m/h。
易忽略的,很多干燥室墙体、顶面都不做保温,浪费热量而且使车间温度升高。4.4 焙烧窑炉
焙烧窑看似简单,烧砖。但是能耗、产量、质量、环保、方便操作、供给干燥室热量大大不同。现在都是人工干燥,够,顶出窑外的红砖温度还有300~400℃,分热量散发到空气中白白浪费,关键是造成红砖急冷哑音、开裂,污染。
(1)焙烧窑产量与断面:码坯高度、内燃稳定、码坯密度、风量控制、体含水率有关,视码坯高度。笔者认为,就硬件来讲,质量和产量,应该增加窑炉的宽度,因为高度增加,窑内上下温差加大,
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