[发明专利]一种生产青砖瓦的工艺及设备

说明书

所属技术领域

本发明涉及到粘土砖瓦的生产工艺及设备，具体地讲，涉及到一种生产青砖瓦的工艺及设备。

背景技术

由于青砖瓦强度高，吸水率低，耐寒性能比红砖瓦优异，且色彩不同，使青砖瓦的市场价格较高。目前，一般都采用马蹄窑和筒子窑来生产青砖瓦，这些窑虽然工艺简单、造价低，但存在污染严重、能源消耗高、产品合格率低、生产效率低的问题。污染严重是由于使用煤炭作燃料，在燃烧过程中会产生大量的烟气和粉尘，特别是在还原过程中，由于煤炭不充分燃烧会产生高浓度的烟气，烟气中含有大量的二氧化硫，会对大气产生严重污染；能源消耗高，传统窑炉保温性差，余热无法收集利用，使能耗加大，单位制品能耗高达1800～2000kcal/kg；产品合格率低是由于工艺过程完全人工操作，可控性差，制品质量不稳定，合格率仅为60％左右；传统工艺为间歇生产，烧成周期长，从装窑到出窑需要两周时间，生产效率低。

现有的青砖瓦工艺过程为：码坯→封窑→预热→氧化焙烧→还原焙烧→喷水冷却→自然冷却→出窑，其中还原焙烧、喷水冷却是砖瓦变青的控制环节。还原焙烧之后变青了的砖瓦，为防止重新氧化变红，必须在无氧的气氛中进行冷却，窑内温度到安全温度300～400℃之后，才可以用空气直接冷却至出窑温度。而一般的隧道窑由于不能在无氧环境下进行还原焙烧和冷却，因而只能烧红砖瓦。

为了减少环境污染、降低能耗、提高合格率、提高生产效率、实现大规模地生产青砖瓦，许多工业发达国家都尝试用隧道窑来烧制青砖瓦，但大多未获成功，据认为主要原因是在砖瓦变青的过程中，窑车之间不能相互隔绝的缘故。有相关资料提出了一种用隧道窑烧青砖瓦的方法，主要特点是在原料中掺入0.5～0.1％重量的锰化物；焙烧过程中加热到950～1150℃，在1150～800℃的冷却段保持还原性气氛，这样，即使温度在800℃以下是氧化气氛冷却，砖瓦仍可在锰着色剂的作用下保持青色。这种用金属氧化物作为着色剂的青砖工艺，由于使用锰原料生产成本很高。

专利号93109410.0的文献提供了另一种用隧道窑烧青砖瓦的方法，主要特点是在隧道窑中，使砖瓦坯体经过预热、焙烧、熏烧、缺氧冷却、空气直接冷却过程，其中，缺氧冷却的冷却气体是从预热带抽出经处理的无氧循环气体。同时，为了达到此目的，在隧道窑预热带正压处与缺氧冷却带尾部之间设置气体通道，使缺氧气体能从预热带抽出并进入缺氧冷却带形成循环。此方法的还原与冷却方式存在冷却气体中的残余氧不易完全除去，易造成坯体二次氧化的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用现代化的隧道窑和钟罩相结合的方式，可大规模、连续化生产青砖瓦的工艺及设备，从而降低能耗，并提高产品合格率。

本发明的具体工艺方案是：采用隧道窑焙烧和钟罩还原冷却相结合的工艺，使用天然气等清洁能源烧制青砖瓦。

工艺过程是：干坯→装车入隧道窑→预热→氧化焙烧→高温出窑→罩上钟罩→还原焙烧→无氧冷却→自然冷却→卸罩→出窑。砖瓦坯首先用窑车1装载进入隧道窑9预热带A中，经过预热后进入氧化烧成带B，并按照设定的烧成曲线进行焙烧，当温度达到最高的烧结温度1000℃后维持1～2小时，此过程为氧化焙烧，完成氧化焙烧后打开氧化烧成带B的高温升降窑门2将窑车1拉出进入上罩区C，上罩区上方设有钟罩升降器6，并立即用预先停在上罩区C上方的钟罩3将窑车1和制品10罩上，然后打开低温升降窑门4将其拉出，用拖车摆渡到还原带D。当钟罩3内的温度降至900～980℃时，通过与钟罩3上方还原与保护气管路5连接的耐热钢制小喷嘴7向罩内通入天然气与空气比为2∶7的混合气体进行还原，还原完成后，用拖车将其摆渡到缺氧冷却带E，向罩内通入氮气与天然气比为9∶1的混合气进行无氧冷却，同时开启冷却风机向钟罩内顶壁的U型管8内通入冷风进行间接冷却。罩内温度降到400～500℃后，停止通入混合气，打开钟罩上的通风孔直接通入冷却风让其降到室温，最后卸罩出窑完成生产青砖瓦的工艺流程。