關(guān)于檢測游離SiO₂含量問題的答疑

問：我廠生產(chǎn)拋光磚，近期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品特別“脆身”，一些專業(yè)人員建議我們控制坯料配方中的游離SiO₂含量，但配方中SiO₂含量并不高（68.5%），請問應(yīng)該如何對游離SiO₂進(jìn)行檢測和控制？

答:所謂游離SiO₂是指從原料中以石英形式引入的SiO₂，天然石英多以β結(jié)構(gòu)形式存在。一般而言，坯料配方中的SiO₂含量越高，引入石英也會(huì)越多，但有時(shí)又不完全是這樣，因?yàn)槠渌杷猁}礦物中都含SiO₂。因此，單從化學(xué)成分中的SiO₂含量判斷不一定準(zhǔn)確。

那么，如何檢驗(yàn)配方、原料中石英的含量呢？如果只是想了解、對比各種原料石英含量的高低，可用一些簡單的方法，如進(jìn)行定性的差熱分析檢測（得出差熱曲線），然后與石英標(biāo)準(zhǔn)差熱曲線比較，石英含量高的原料會(huì)在573℃左右有一個(gè)明顯的吸熱谷（晶型轉(zhuǎn)變），但應(yīng)注意高嶺土在550～600℃時(shí)排出結(jié)構(gòu)水也會(huì)有一個(gè)吸熱谷，且在1050℃有一個(gè)明顯的放熱峰。

如果要粗略定量地確定石英比例，可以通過Ｘ射線衍射分析進(jìn)行檢測（得出一組衍射曲線），然后通過計(jì)算機(jī)將這組曲線與各種標(biāo)準(zhǔn)礦物的衍射曲線比較，得出一個(gè)較寬范圍的礦物含量數(shù)值。如果需要更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，則需要在試樣中多次引入標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行多次測定，結(jié)合化學(xué)分析結(jié)果，進(jìn)行計(jì)算比較，才可以獲得準(zhǔn)確的礦物組成。

進(jìn)行礦物定量分析一般比較麻煩，特別是由多元礦物組成的原料體系很難精確定量分析。因此，對于貴廠的問題，可以通過差熱分析和Ｘ射線衍射檢測，檢查出石英含量相對較高的原料，然后減少這些原料用量或者不用，基本上能夠滿足生產(chǎn)要求。(孔海發(fā))

關(guān)于窯爐節(jié)能問題的答疑

問：節(jié)能降耗在陶瓷企業(yè)中的地位越來越重要，柴油、重油、液化氣、發(fā)生爐煤氣直至天然氣，陶瓷窯爐的燃料一直隨著市場規(guī)律的變化而變化。請問窯爐節(jié)能該怎么定位？

答：在市場經(jīng)濟(jì)起主導(dǎo)作用的今天，陶瓷窯爐的節(jié)能形式不斷發(fā)生著變化。目前，除了拉大窯爐產(chǎn)量之外，窯爐節(jié)能技術(shù)在以下幾方面還有很大的發(fā)展空間：

（1）窯爐的余熱利用。窯爐余熱不僅應(yīng)用于干燥器，還可用于噴霧塔等原料加工車間；

（2）減少窯爐的電耗。窯爐裝機(jī)功率過大這一問題的關(guān)鍵在于窯爐形式。只有從降低窯爐的壓力負(fù)荷、單位機(jī)械動(dòng)力負(fù)荷這兩個(gè)方面入手，進(jìn)行各種窯爐形式的改良，才能從根本上解決窯爐電耗過大的問題；

（3）窯爐燒嘴的燃燒效率有待提高；

（4） 使用先進(jìn)的保溫材料。目前，由于材料的性價(jià)比等因素影響，許多先進(jìn)的保溫性能優(yōu)良的耐火材料還沒有得到充分利用。另外，在窯爐砌筑和窯型技術(shù)等方面，理論研究及實(shí)際應(yīng)用還相對比較落后。

（溫千鴻）

油燒隧道窯改燒水煤氣時(shí)上下溫差問題的答疑

問：我廠采用隧道窯燒色料，以前燒柴油，后因降低成本的需要，改燒水煤氣。重新投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)上下溫差較大（上部溫度高于下部），且上部同一缽內(nèi)色料色澤均勻，而底部同一缽內(nèi)色料色差大（缽壁色料比缽中間處色料發(fā)色好）。請問是何原因？該如何解決？

答:油燒窯改燒水煤氣成本大致可以降低40%～50%，所以油改氣已逐漸成為趨勢。您所反映的情況可從以下幾方面去分析：

（1） 相比油的成分，水煤氣燃燒時(shí)多釋放出了CO₂和N₂這兩種不可燃燒的氣體成分，所以要達(dá)到相同的溫度燒水煤氣會(huì)多放出一部分煙氣，造成上下溫差的可能性更大；

（2） 燒色料的隧道窯有一定的內(nèi)高，一般窯車裝載高度不低于1m。根據(jù)熱工原理，熱氣體往上浮，幾何高度越高，上下溫差的可能性越大；

（3） 色料的燃燒不只在帶噴槍的燒成帶，而是在包括預(yù)熱帶在內(nèi)的產(chǎn)品入窯后的整個(gè)受熱過程。所以預(yù)熱帶的上下溫差也直接影響到窯車上部與下部缽內(nèi)色料受熱量的大小。

根據(jù)以上分析，在油改氣時(shí)可考慮多設(shè)幾個(gè)底槍。

（1） 因煤氣熱值低，若只是在原燒油槍的槍座上直接安裝煤氣槍芯，要在原燒成周期上達(dá)到原產(chǎn)量，需增加底槍數(shù)量；

（2） 如果原燒成區(qū)結(jié)構(gòu)不作改動(dòng)，必須在預(yù)熱段多設(shè)適量的煤氣底槍。

另外，還可采取以下彌補(bǔ)措施：

（1） 運(yùn)用攪拌氣幕（在燒油時(shí)不必使用攪拌氣幕，也能達(dá)到產(chǎn)品燒成要求）；

（2） 前段底槍選擇攪拌性強(qiáng)的高速槍；

（3） 調(diào)整裝車密度，加大煙氣氣流通道；

（4） 充分開啟底槍而少用面槍，并調(diào)整底槍的火焰。

（程昭華）

關(guān)于輥道窯調(diào)試的答疑 （續(xù)上期）

問：窯爐控制中出現(xiàn)的問題隨機(jī)性較強(qiáng)，難以解決，請問您在輥道窯調(diào)試中是如何用理論來指導(dǎo)實(shí)踐的？

答：（3） 700～1050℃（氧化分解階段）

1） 主要特征

（a） 該階段的各種反應(yīng)集中在高箱前部（上槍著火區(qū)域附近），熱能主要來自底槍燃燒產(chǎn)生的高溫氣體和高溫區(qū)熱氣體，此階段也是坯體反應(yīng)過程的最大耗能階段（通過觀察，此區(qū)域的燒嘴油壓較高，快燒窯爐生產(chǎn)時(shí)，有時(shí)局部較難升溫）。坯體中的有機(jī)物、碳酸鹽主要集中在該階段進(jìn)行分解和氧化，如：

MgCO₃ = MgO+CO₂ (900℃)

CaCO₃ = CaO+CO₂ (850～1050℃)

Fe₂(SO₃)₃ = Fe₂O₃+3SO₂ (560～750℃)

（b） 有大量的CO、CO₂、H₂O等氣體逸出，坯體內(nèi)有冒煙及燃燒現(xiàn)象；

（c） 坯體表面開始出現(xiàn)液相，顆粒重新排列并填充間隙，坯體逐漸致密，氣孔率降低；

（d） 如果此階段坯體內(nèi)的碳素或有機(jī)物未完全燃燒和氧化就會(huì)產(chǎn)生發(fā)藍(lán)或黑心，或固定位置的密集黑點(diǎn)雜質(zhì)；

（e） 若此階段輥道上層與下層的溫度控制不合理，會(huì)導(dǎo)致坯體產(chǎn)生上彎或下耷的變形；

（f） 如果在正壓及還原氣氛中燒成，會(huì)導(dǎo)致坯體呈灰藍(lán)或黑灰色，對色料的發(fā)色有影響。

2） 控溫要點(diǎn)

（a） 這一階段是整個(gè)燒成控制中，坯體發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)最為劇烈的一個(gè)階段。其過程控制的好壞，將直接影響產(chǎn)品的外觀和內(nèi)質(zhì)，一旦控制不合理，極易出現(xiàn)黑心、發(fā)藍(lán)、針孔、變形、氣泡、陰陽色等缺陷。為避免發(fā)藍(lán)、針孔、黑心的產(chǎn)生，此階段必須保證有較長的時(shí)間及充足的氧化氣氛，使坯體得以充分的分解和氧化。其氧化的效果取決于坯體的大小和厚度及壓制過程中的致密度；燒成操作中則取決于上下及兩側(cè)溫度的均勻性；

（b） 必須在負(fù)壓和氧化氣氛中燒成，以利于坯體發(fā)色及排氣通暢，避免個(gè)別燒嘴燃燒不良而產(chǎn)生的冒明火現(xiàn)象；

（c） 此階段煙氣溫度大于坯體溫度，坯體主要通過對流和輻射兩種方式獲得熱量；

（d）主要通過調(diào)節(jié)排煙總閘及各支閘的開度和各區(qū)域上下層的擋火板、擋火墻的高度來實(shí)現(xiàn)調(diào)控的目的；

（e） 此階段要特別注意上層溫度的控制，避免表層過早熔融使坯體內(nèi)的氣體不能排出而產(chǎn)生針孔或發(fā)藍(lán)；磚坯表層張應(yīng)力不同而產(chǎn)生上彎或下耷變形。

（4） 1050℃～最高燒成溫度（燒成區(qū)）

1） 主要特征

（a） 由于各種陶瓷性質(zhì)及所用原料、配方不同，其最高燒成溫度也不同；

（b） 此階段坯體中的液相大量出現(xiàn)，并填充到石英骨架中，使坯體氣孔率下降、強(qiáng)度增加，從而達(dá)到燒結(jié)，體積收縮最大；

（c） 如果此階段玻璃相產(chǎn)生過多，會(huì)軟化坯體中的石英骨架從而出現(xiàn)高溫變形，因此要防止過燒。

2） 控溫要點(diǎn)

（a） 由于墻地磚的使用性能很大程度上取決于坯體的燒結(jié)程度及最高溫度，而燒成區(qū)是保證坯體出現(xiàn)足量液相，使產(chǎn)品達(dá)到足夠機(jī)械強(qiáng)度和要求的關(guān)鍵區(qū)域，因此這個(gè)區(qū)域的控制至關(guān)重要；

（b） 為穩(wěn)定色差并阻止坯體內(nèi)繼續(xù)排氣而產(chǎn)生針孔，燒成帶中部一般取零壓或微正壓。一般高溫區(qū)的輥上零壓位控制在開始高火保溫區(qū)處，而下零壓位則相對滯后2～5區(qū)，最高正壓一般控制在3～5Pa，同時(shí)，在氧化氣氛中操控有助于坯體發(fā)色和減少色差；

（c） 如果此階段正壓過大，易形成局部蓄熱過高而造成斷棒增多，且大量的熱量向外逸出，使操作環(huán)境惡化，單位能耗增加。相反，如果負(fù)壓過大，過多的冷空氣吸入窯內(nèi)，將導(dǎo)致同一截面的溫差增大，從而造成產(chǎn)品出現(xiàn)陰陽色或尺寸不統(tǒng)一的缺陷，同時(shí)也增加了能耗；

（d） 燒成帶的溫度控制主要是通過調(diào)節(jié)各區(qū)噴槍的風(fēng)油比例以及該位置的擋火板、墻的高度來實(shí)現(xiàn)的。所以正常生產(chǎn)情況下，操作者不宜頻繁改變各噴槍的風(fēng)油比例（當(dāng)然一、二次風(fēng)量很難統(tǒng)一，應(yīng)視所燒的油同燒嘴結(jié)構(gòu)而定）以及擋火板的高度，否則對溫度場的穩(wěn)定是極不利的，甚至?xí)淖兏G內(nèi)氣氛和壓力制度，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量；

（e） 必須學(xué)會(huì)看磚燒磚，靈活及時(shí)地調(diào)整燒成制度，如采取產(chǎn)品上限溫度燒成，則高火保溫時(shí)間可適當(dāng)縮短，達(dá)到快燒的目的；反之，保溫時(shí)間要長些，以確保性能達(dá)標(biāo)，否則極易產(chǎn)生過火、生燒及變形等現(xiàn)象；

（f） 燒成區(qū)上槍同下槍的油壓要求均衡，特別是同一個(gè)控制區(qū)的燃槍油壓，不能相差懸殊，否則極易造成產(chǎn)品燒結(jié)度不一致和燒成過程的不穩(wěn)定；

（g） 燒成制度只能保持相對穩(wěn)定，但總會(huì)因各種原因產(chǎn)生波動(dòng)。這就要求操作者除了嚴(yán)格執(zhí)行燒成制度外，還應(yīng)隨時(shí)觀察窯內(nèi)的噴槍燃燒情況、各種動(dòng)力設(shè)備電流及風(fēng)壓的波動(dòng)，作出相應(yīng)的調(diào)整，使各區(qū)的溫度分布均勻，保持穩(wěn)定，避免不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)。（程春明）