一种使用固体粉末隔氧还原生产泥坯烧结产品的方法与流程

1.本发明涉及一种改进的生产泥坯烧结产品方法，具体是一种使用固体粉末隔氧还原生产泥坯烧结产品的方法。


背景技术：

2.我国有着悠久的烧制砖块和陶瓷的历史，秦砖汉瓦还有陶瓷制品曾作为我国的象征，对世界有着深远的影响，烧结砖和陶瓷制品在目前的生产生活中也是应用广泛且必不可少。这些烧制品一个共同的特点就是需要在窑炉中进行烧结，窑炉的发展和改进直接关系到烧成品的品质、产量。现在一般烧结工艺为，用大火将砖坯里外烧透，然后熄火，使窑和砖自然冷却。此时，窑中空气流通，氧气充足，形成了一个良好的氧化环境，使砖坯中的铁元素被氧化成三氧化二铁；由于三氧化二铁是红色的，所以砖也就会呈红色，此为一般红砖处理工艺。如果待砖坯烧透后，往窑中不断淋水，此时，由于窑内温度很高，水很快变成水蒸汽，将会阻止空气的流通，使窑内形成一个缺氧的环境，砖中的三氧化二铁便被还原成氧化亚铁，并存在于砖中；由于氧化亚铁是青灰色的，因而砖就会呈青灰色，此为一般青砖处理工艺。由此可见，青砖处理对工艺要求更高，也具有更高的市场价值。
3.青砖是在还原气氛中形成的，这是他与红砖不同的特点。青砖之所以比红砖更耐风化，是因为青砖在空气中逐渐被氧化后才进入风化期，红砖是直接进入风化期。
4.传统青砖窑炉在烧制后普遍采用两种方式来对窑内的烧制品进行缺氧降温冷却，一是采用泵将水泵入窑内，二是采用向窑体漫灌浇水的粗放方式。由于窑内温度较高，通常都保持在800～900℃，如采用泵入的方式，冷水在窑内会瞬间汽化，导致压力骤升，冷水会倒流，这样就需要更大功率的泵使进水压力增大才能将冷水泵入窑内，无形中增加了巨大的生产成本，并且泵入的冷水很容易产生气泡，进而带入较多空气，不利于烧制青砖；如采用直接向窑体漫灌浇水的方式，由于浇在窑体上的大部分冷水均被蒸发掉，只有很少一部分冷水能浸湿渗透窑体墙壁进入窑内，仅能依靠最里层墙壁与烧制品进行热交换，浪费十分严重，并且这种冷却方式，至少需要120小时以上的时间，加上冷水浸湿渗透到窑体的里层墙壁时，温度已经升高了许多，因此与烧制品的换热效率相当低，冷水的利用率亟待提高。
5.目前，隧道窑一般有预热段，焙烧段，高温烧结段，退火段，冷却段，隧道窑采用自然冷却。
6.当然，也有尝试采用其他方式进行隔离空气冷却，如采取向窑炉内通入惰性气体、氮气等方式排出空气，但由于惰性气体、氮气等气体价格昂贵，生产成本高，而且容易对环境造成影响，难以推广应用。


技术实现要素：

7.本发明目的是提供一种使用固体粉末隔氧还原生产泥坯烧结产品的方法，它冷却时间短，且不存在浇水急冷而使烧结产品内部产生小裂纹的缺陷，烧结产品的合格率高。
8.本发明的技术方案：
9.一种使用固体粉末隔氧还原生产泥坯烧结产品的方法，使用固体粉末将处于退火阶段的泥坯烧结产品与空气隔离，经自然冷却后，即得到所需的泥坯烧结成品(退火阶段前的工艺为现有技术)。
10.所述固体粉末为绵沙、锯末、谷糠、谷壳中的一种或二种以上的混合物。
11.一种使用固体粉末隔氧还原生产泥坯烧结产品的方法，包括以下步骤：(1)在窑车上放置砖坯码成砖堆，将装有砖坯的窑车推入电窑炉内并关上炉门；(2)启动电窑炉，让炉内的温度升至870—970℃后，升温所需时间6—10小时；(3)待炉内温度降到600—900℃时，打开炉门移出窑车，在窑车的砖堆上吊放上双层筒，里筒将砖堆罩住，在里筒与外筒之间的空隙填满固体粉末；(4)待砖堆温度≦100℃时，吊起双层筒，砖自然冷却后，即制得青砖成品；
12.所述双层筒包括里筒与外筒，外筒的两端都是敞口；里筒的底端敞口，顶端封闭；里筒固定在外筒上或者里筒与外筒不连接。
13.一种使用固体粉末隔氧还原生产泥坯烧结产品的方法，包括以下步骤：(1)在窑车上放置砖坯码成砖堆，将装有砖坯的窑车推入电窑炉内并关上炉门；(2)启动电窑炉，让炉内的温度升至870—970℃后，升温所需时间6—10小时；(3)待炉内温度降到600—900℃时，打开炉门移出窑车，在窑车的砖堆上吊放上单层筒，在单层筒的内壁与砖堆的空隙间填满固体粉末；(4)待砖堆温度≦100℃时，吊起单层筒，砖自然冷却后，即制得青砖成品；
14.所述单层筒为两端都是敞口管状物。
15.一种使用固体粉末隔氧还原生产泥坯烧结产品的方法，包括以下步骤：(1)在窑车上放置砖坯码成砖堆后，把窑车推入隧道窑中并关上窑门；(2)砖坯经高温焙烧成红砖后，将窑车移至隧道窑退火段开口下，掀起开口上的盖板，从开口处将双层筒吊放在窑车的砖堆上，里筒将砖堆罩住，在里筒与外筒之间的空隙填满固体粉末；并把开口上的盖板盖好，经过7—8小时后将窑车移出隧道窑；(3)把窑车推入成品车道降温，待砖堆温度≦100℃时，吊起双层筒，砖自然冷却后，即制得青砖成品；
16.所述隧道窑退火段开口位于隧道窑退火段的顶部，开口上布置有活动盖板；
17.所述双层筒包括里筒与外筒，外筒的两端都是敞口；里筒的底端敞口，顶端封闭；里筒固定在外筒上或者里筒与外筒不连接。
18.所述双层筒的里筒与外筒之间的空隙为20
㎜
以上。
19.本发明所述的泥坯烧结产品包括青砖、青瓦、青砖雕等泥坯产品。
20.本发明用固体粉末阻断退火中的红砖与外界空气接触，由于缺氧，红砖中的碳缺氧产生一氧化碳，一氧化碳带走了三氧化二铁中的氧，变成了亚铁，亚铁的颜色使得红砖变成了青砖。
21.本发明可以在目前生产红砖隧道窑基础上，进行改造就可连续生产青砖(只要在退火段顶部开一口，开口上设活动盖板就行)，不需要再重新投入大量费用建窑，生产的青砖比红砖在成本上只增加1分左右。
22.目前生产红砖的成本在0.2-0.3元，而本发明生产青砖的成本在0.21-0.32元。目前普通烧制青砖的成本在0.8-1元，较先进的以天然气为燃料生产青砖成本在0.5-0.6元，不难看出，本发明生产的青砖节省成本在一半以上，符合目前的节能减排理念。
23.本发明使用固体粉末隔断退火中的红砖与外界空气接触(关键技术)，省去了浇水冷却环节，节约了水资源，不存在浇水急冷而使青砖内部产生小裂纹的缺陷，且冷却时间更短，烧制青砖的合格率高。
具体实施方式
24.从2003年就开始研究改进青砖生产工艺，断断续续进行了无数次的实验，最终确定了工艺简单、成品合格率高、生产成本最低的使用固体粉末生产青砖的方法。
25.实施例中砖坯的尺寸为240mm*115mm*5.3mm。
26.实施例中所述双层筒包括里筒(管状)与外筒(管状)，外筒的两端都是敞口(不封闭)；里筒的底端敞口，顶端封闭；里筒固定在外筒上，里筒与外筒之间的空隙(水平间距)为20—50mm。
27.实施例中所述单层筒为两端都是敞口管状物。
28.实施例1
29.(1)在窑车(小推车)上放置100块砖坯码成砖堆，将装有砖坯的窑车推入电窑炉(外购)内并关上炉门；(2)启动电窑炉，让炉内的温度升至970℃后，升温所需时间9小时；(3)待炉内温度降到900℃时，打开炉门移出窑车，在窑车的砖堆上吊放上双层筒，里筒将砖堆罩住，在里筒与外筒之间的空隙(50mm)填满固体粉末(锯末)；(4)待砖堆温度≦100℃时，吊起双层筒，砖自然冷却后，即制得青砖成品。
30.实施例2
31.(1)在窑车上放置100块砖坯码成砖堆，将装有砖坯的窑车推入电窑炉内并关上炉门；(2)启动电窑炉，让炉内的温度升至870℃后，升温所需时间7小时；(3)待炉内温度降到700℃时，打开炉门移出窑车，在窑车的砖堆上吊放上单层筒(方形)，在单层筒的内壁与砖堆的空隙间填满固体粉末(绵沙)；(4)待砖堆温度≦100℃时，吊起单层筒，砖自然冷却后，即制得青砖成品。
32.实施例3
33.(1)在窑车上放置100块砖坯码成砖堆，将装有砖坯的窑车推入电窑炉内并关上炉门；(2)启动电窑炉，让炉内的温度升至970℃后，升温所需时间10小时；(3)待炉内温度降到600℃时，打开炉门移出窑车，在窑车的砖堆上吊放上双层筒，里筒将砖堆罩住，在里筒与外筒之间的空隙(30mm)填满固体粉末(锯末)；(4)待砖堆温度≦100℃时，吊起双层筒，砖自然冷却后，即制得青砖成品。
34.实施例4
35.(1)在窑车上放置100块砖坯码成砖堆，将装有砖坯的窑车推入电窑炉内并关上炉门；(2)启动电窑炉，让炉内的温度升至970℃后，升温所需时间9小时；(3)待炉内温度降到600℃时，打开炉门移出窑车，在窑车的砖堆上吊放上双层筒，里筒将砖堆罩住，在里筒与外筒之间的空隙(20mm)填满固体粉末(绵沙)；(4)待砖堆温度≦100℃时，吊起双层筒，砖自然冷却后，即制得青砖成品。
36.上述四个实施例的冷却时间在8—12小时之间，用绵沙(直径小于0.1毫米的细沙)作填充料制得的青砖颜色淡，用锯末作填充料制得的青砖颜色深。
37.实施例5(在生产红砖的隧道窑上做实验，隧道窑内宽3.6米。所述隧道窑的退火段
顶部设有开口，开口上布置有活动盖板。)
38.(1)在窑车上放置4200块砖坯码成砖堆后，把窑车推入隧道窑中并关上窑门；(2)砖坯经高温焙烧成红砖后(现有技术)，将窑车移至隧道窑退火段开口下，掀起开口上的盖板，从开口处将双层筒吊放在窑车的砖堆上，里筒将砖堆罩住，在里筒与外筒之间的空隙(40mm)填满固体粉末(锯末，利用漏斗从开口上加入)；并把开口上的盖板盖好，经过7小时后将窑车移出隧道窑(此时砖堆温度还有530℃，高温危险贴上警告标牌)；(3)把窑车推入独立成品车道降温，待砖堆温度≦100℃时(经过26小时)，吊起双层筒，砖自然冷却后，即制得青砖成品。
39.实验总结，红砖冷却时间8小时，青砖冷却时间33小时，经检测成品抗压强度青砖比红砖更结实，敲击声更好。
40.实施例5冷却时间33小时，冷却时间稍长。在不加长隧道窑的情况下可以通过增加窑车和双层筒，在窑外冷却，就不会影响隧道窑正常烧结，可以连续生产。
41.本发明不需要繁杂工艺、复杂的处理过程就可以轻松生产出青砖。