提高煤矸石空心砖质量的工艺操作及管理要点

提高煤矸石空心砖质量的　工艺操作及管理要点　伍贤益　（湖南常德市西湖区砖瓦总厂，湖南　常德４１５９２１）　摘要：介绍提高煤矸石空心砖质量的原材料选用、原材料性能与掺配、混合料处理与陈化、坯体成型与　干燥、烧成选择与码窑焙烧等工艺的操作及管理要点。　关键词：煤矸石；粘结料；混合料；配合比；掺配；陈化；成型；质量；工艺　中图分类号：ＴＵ５２２．０６４文献标识码：Ａ文章编号：１００１—６９４５（２０１０）０４—００２１—０４　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｈｏｌｌｏｗ　ｃｏａｌ　ｓｈａｌｅ　ｂｒｉｃｋ　ＷＵＸｉａｎ－ｙｉ　Ａｂｓｔｒａｃｔ￣Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｍａｎａ　ｇｅｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｈｏｌｌｏｗ　ｃｏａｌ　ｓｈａｌｅ　ｂｒｉｃｋ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｃｈｏｉｃｅ，ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｍｉｘｅｄ　ｂａｔｃｈ，ｈａｎｄｌｅｍｅｎｔ，ａｇｉｎｇ，ａｎｄ　ｇｒｅｅｎ　ｂｏｄｙ　ｓｈａｐｅ，ｄｒｙ　ａｎｄ　ｆｉｒｉｎｇ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌ　ｓｈａｌｅ，ａｄｈｅｓｉｖｅ，ｍｉｘｔｕｒｅ，ｂａｔｃｈ　ｒａｔｉｏ，ａｇｉｎｇ，ｓｈａｐｅ，ｑｕａｌｉｔｙ，ｐｒｏｃｅｓｓ　１　前言　照章操作，把好工艺技术关。从各个生产环节上改善　成型工艺条件．增加坯体强度　本厂多年利用煤矸石与湖泊淤泥生产空心砖．产　品质量优良　笔者就提高煤矸石空心砖质量的工艺操　作及管理要点谈些实践经验　２原材料的选择与管理　利用煤矸石与粘结料混合料生产空心砖．具有　诸多优越性：①可代替粘土原料，不浪费耕地，节省原　料开采工序和堆放煤矸石所占用的土地：②可综合利　用闲置资源，变废为宝，节省能源，增加效益；③可节　约原煤，省工降耗，减少成本；④可充分利用煤矸石的　热量，加快焙烧速度和轮窑周转，提高产量；⑤可改　善砖坯的成型与干燥性能．提高干燥速度和质量：⑥　混合料的塑性高，产品的强度高，物理力学性能良好：　原材料的好坏是产品质量的关键．是产品优质的　基础　生产优质煤矸石空心砖．须选用塑性高的粘结　料和经过风化的高碳质煤矸石　２．１粘结料的选择　⑦可减少污染。保护环境。可谓一举多得，发展前景广　阔。　煤矸石空心砖是节能型环保产品．是一种新型绿　实践得知．煤矸石空心砖优质的关键是选择好原　材料．了解煤矸石与粘结料的基本性能．调节好混合　色建材。在生产过程中．必须按照工艺技术的要求进　行操作，全面提高工艺操作水平和产品质量．确保优　质高产。为此。企业必须增强质量意识和标准化意识．　制定优质方案、目标、任务，落实质量管理职责、制度、　措施。层层把关。齐抓共管．全方位抓好工艺质量管　料配比　粘结料的选择．应视粘土矿资源条件选用塑　性高的泥料　可以作为煤矸石空心砖的粘结料有易溶　粘土、高岭土、耐火土、页岩、湖泊淤泥等塑性高的泥　料　生产中应根据煤矸石的物理、化学性能选择质量　好的粘结料　所选粘结料的物理性能和化学性能应符　合表１和表２的要求　理。合理选料．科学配料，从原料到成品的每道工序都　２０１０￣　ｌｌ，ｌ扩Ｉ｜，．易　ｃ　一　ｌｅ．ｃｏｎｒ　２１　表１　粘结料的物理性能指标　２．２煤矸石的选择　１．８）ｘ４．１８６　ｋＪ／ｋｇ。生产砖所用煤矸石的物理性能见　表３。　表３煤矸石的物理性能　煤矸石的性能与煤矿煤层形成的地质年代、开采　方法、排出期限等因素有关，不同煤矿、不同煤层、不　同开采方法采出的煤矸石组成不同．且排出期限不　同．性能差别也很大　堆存多年受大气风化而崩解成　粉末的风化矸石含碳量下降．热值不高　新近排出的　新矸石含碳量较高．热值也较高　风化一年以上的陈　矸石含碳量有所下降．热值会降低。在堆放中自行燃　烧后的红矸石热值很低　选择煤矸石以含碳量较高，　发热量为（１．２　１．５）ｘ４．１８６　ｋＪ／ｋｇ的陈矸石为宜。　２．３煤矸石的物理、化学性能　２＿３．２煤矸石的化学成分　煤矸石的化学性能因煤矿、煤层种类及其组成而　异．差别较大。煤矸石化学成分见表４。　表４煤矸石的化学性能／％　ＳｉＯ２　Ａ１２０３　Ｆｅ２０３　ＣａＯ　ＭｇＯ　ＴｉＯ２　ＳＯ３　Ｋ２０烧失量　６２．２８　２０．７６　７．６８　３．Ｏ２　１．８３　１．８４　０．９４　１．６５　９．８　煤矸石的物理性能、化学成分．一般与煤层形成、　年代、矿物组成、埋藏深度有关　１．３．１煤矸石的物理性能　２＿３．３煤矸石的工艺技术指标　煤矸石中的活性ＳｉＯ　应＞５０％；ＳＯ　应＜１％，烧失　量应＜１０％；如果ＳＯ　＞１％．会导致砖坯产生鱼鳞片般　煤矸石种类不同．硬度也不相同．其普氏硬度一　般为２～３，有的达４～５。其自然含水率一般不高，最低的　为４％　５％．个别最高的为２０％。其发热量因含碳量　的多少而异，差别很大；一般为（１．２～１．５）ｘ４．１８６　ｋＪ／ｋｇ；　的剥落，影响外观和耐久性。且会在焙烧中产生膨胀，　使砖体松散。如果烧失量＞１０％．会影响成品的强度和　外观　细碎煤矸石的颗粒组成及塑性指数和发热量等　工艺参数，应符合表５的要求。　最低的为（０．４～０．６）ｘ４．１８６　Ｌｌ／ｋｇ；最高的为（１．６～　．　表５细碎煤矸石的颗粒组成及其工艺参数　２．４原料管理的要点　生干燥裂纹，也会加速挤出机零部件的磨损。因此，新　矸石须堆放在露天原料场困存、风化．经过反复的风　吹、雨淋、日晒、冰冻，在反复吸水、干燥、冷热、胀缩等　作用下发生体积变化、化学变化、物理变化，崩解成细　原料管理应按工序把关．逐项管理到位。①选择　煤矸石和粘结料时应先行化验、检测，其物理、化学成　分符合工艺要求的方可选用：②根据煤矸石和粘结料　的性能．按工艺要求抓好规范化的加工管理。使其性　能符合工艺技术要求．以利于砖坯成型、干燥和焙烧。　３规范处理原材料　小的颗粒．同时使矸石晶体中的有机质发生腐烂．可　溶性盐类被浸析．硫化物被氧化等变化．改善煤矸石　的内部结构　新矸石困存、风化的时间一般为ｌ３～１５　个月，以改善其粘结性能、成型性能和干燥性能。　３．２煤矸石的破碎与筛分　煤矸石空心砖的成型主要依靠混合料的塑性。要　使坯体的密实度高．须对原料进行一系列的加工处　理．提高其塑性．改善其成型性能。　３．１　煤矸石的困存、风化及管理　煤矸石的破碎多用锤式破碎机，利用快速旋转的　锤头将陈矸石击碎。为避免发热量偏高、塑性指数偏　低导致制砖困难．粉碎前先用孔径≤０．５　ｍｍ的振动　如果使用矿井刚采出或洗煤厂刚排出的新矸石　生产空心砖．会导致坯体表面粗糙，密实度低而易产　筛筛除煤矸石中的煤粉．选出煤块，剔除道钉等铁质　２Ｏ１Ｏ。　２２　ＷＷＷ．ｂｒｉｃｋ－ｔｉｌｅ．ｃｏｍ　夹杂物．再按表５的颗粒组成标准进行粉碎、筛分。筛　环环扣紧．依序抓好管理。　６．１砖体的规格尺寸　分的方法有：①在破碎机旁安装～台孔径≤０．５　ｍｍ　的振动筛筛分；②在破碎机前设置一台孔径≤０．５　ｍｍ　的溜筛或振动筛或回转筛进行筛分．将筛余料粉碎　后．再进行筛分　粉碎一筛分．直到筛余料不能粉碎　为止。　煤矸石空心砖的规格尺寸为２４０　ｍｍ×１１５　ｍｍ×　９０　ｍｍ．其外形为直角六面体或圆角六面体．通常以生　产直角六面体为主　６．２挤压成型工艺及管理　坯体的成型状况是影响坯体脱水收缩的重要因　４混合料的掺配、陈化及管理　混合料能否掺配均匀也影响坯体成型强度的高　低．必须按比例要求将矸石粉与粘结料进行均匀混　素。要使坯体干燥速快质优，必须抓好成型过程的工　艺管理。实践得知．要增强坯体的密实度。使其脱水收　合、捏练、陈化、搅拌，提高混合料的单位体积密实度。　４．１合理确定配合比　缩速度均匀，坯体内外应力一致，必须把好五关：①均　匀混料，将混合料高度搅匀捏实，提高其可塑性；②按　表６的要求控制好成型水分．这是坯体成型优质的关　键因素．过高或过低都会影响坯体的强度．切不可疏　确定配合比的依据是煤矸石发热量的高低和粘　结料塑性指数的大小。当粘结料的塑性指数≥１５．煤　矸石发热量为（１．２～１．５）Ｘ４．１８６　ｋＪ／ｋｇ时．煤矸石与粘　结料的比率为３Ｏ％：７０％～３５％：６５％：若煤矸石发热　量为（１～１．２）ｘ４．１８６　ｋＪ／ｋｇ时，其与粘结料的比率为３５％：　６５％　４０％：６０％：当煤矸石发热量为（１．６～１．８）×　忽；③保持适度的挤出压力，使之达到表６所列的标　准，增加坯体的强度；④适度控制真空挤出机压力，满　足表６所要求的工艺参数；⑤调整机口。摆正芯架。减　小挤出阻力，保持坯条断面挤出速度平衡。挤压成型　的工艺参数应符合表６的要求　表６坯体挤压成型的工艺参数　４．１８６　ｋＪ／ｋｇ时．其与粘结料的比率为２５％：７５％～３０％：　７０％。合理的掺配量应通过试验测定．确定精确的配　合比。　４．２均匀掺配混合料　煤矸石粉料与粘结料按比例进行均匀掺配．混合　处理的方法是：边计量边均匀地将矸石粉料与粘结料　７坯体的干燥及管理　进行混合．用推土机反复推动搅拌．高度混匀后用高　速轮碾机等设备进行捏练　４．３混合料的陈化及管理　煤矸石空心砖的干燥工艺与粘土空心砖相同．不　同之处是煤矸石在坯体内起骨架作用．利于内层水分　蒸发．加快了脱水收缩速度。坯体干燥可采用自然干　燥辅以人工干燥法．有条件时采用人工干燥辅以自然　干燥法。按干燥制度的要求抓好管理．落实干燥管理　措施和职责．逐项管理到位．避免坯体开裂　８烧成选择与码窑焙烧　混合料陈化应在陈化库内进行．在堆积困存时用　洒水器进行均匀喷洒　洒水量以保持混合料潮湿为　度，使其水分分布均匀．原料含水量适中。混合料陈化　处理的时间一般为３　ｄ～５　ｄ．经陈化的混合料质地均匀　松软，可塑性、粘结性能、成型性能和干燥性能良好，　烧成工艺有一次码烧和二次码烧两种方式．应视　能增强坯体的密实度。成型的坯体表面光滑、平整　５混合料二次混合工艺　经首次混合、陈化的混合料仅基本解决矸石粉料　与粘结料的掺配均匀问题．其混合程度尚未达到相应　工艺的技术状态。要使混合料进一步均化．必须经过　粘结料塑性的高低、干燥敏感性的大小和混合料中煤　矸石的掺配量等具体情况选用　８．１烧成工艺的选择及管理　煤矸石发热量在砖坯体内燃烧．能加快火行速　度，缩短焙烧时间，加速轮窑周转，提高产量。因此，选　二次混合，将其高度搅匀捏实。二次混合的工艺流程　是：推土机将混合料推至给料机人料口处．经人工下　料送人箱式给料机．再经皮带输送机送人双轴搅拌机　内搅拌捏合密实．挤出送至第二套皮带输送机．送入　双级真空挤砖机内挤压成型　６坯体的成型及管理　挤压成型是保证坯体优质的关键工序．工艺上须　择码烧工艺流程的关键因素是：①混合料中煤矸石掺　配量的大小；②粘结料塑性指数的高低；③混合料干　燥敏感性系数的大小　当煤矸石占混合料的比率达　３Ｏ％、粘结料塑性指数＞１２、干燥敏感性系数＜０．８．或煤　矸石占混合料的比率达４０％、粘结料塑性指数＞１５、干　燥敏感性系数为０．８时．可采用一次码烧工艺　当混合　料中的煤矸石掺配量达４ｌ％以上、粘结料塑性指数＜　２０１０２￣，４　ｌｌ，ｌｌ，ｌｌ，．ｂｒ／ｃ　一ｆｆｌｅ．ＣＯｆｌ￣　２３