环境友好型带温砖在辊道窑陶瓷砖生产中的应用及制作方法

罗宏 招伟培 周燕

摘 要：现代化陶瓷砖一般是采用辊道窑连续生产，由于转产频繁，工序复杂，导致转产周期长或压机、干燥窑、电机等重要设备故障，以及处理生产质量事故等原因，会导致生产线停线较长时间，进而导致窑炉空窑。空窑对辊道窑内的温度，压力，气氛会产生巨大影响，空窑后进砖，对产品的颜色，砖形，氧化程度以及各项物化指标都有明显的影响。为了较大程度的减少对正常产品质量的影响，我们制作了一种带温砖，在即将空窑的时候通过用带温砖替代正常产品进窑，避免空窑，来稳定正常产品再次进窑后的质量。本文阐述了一种利用窑炉维修剩下的耐火砖废渣和陶瓷厂污水处理后的压排坭作为主要原料制作带温砖的方法。

关健词：带温砖；耐火砖废渣；压排坭；循环利用

1 前言

陶瓷砖生产工厂，使用辊道窑烧制成型，一般采取的是全天不间断连续生产。在不间断生产过程中，为了稳定产品的质量，需要窑炉的温度，气氛，压力均保持稳定。但在实际生产中，由于生产事故，设备故障或是产品衔接不当等原因，经常会导致空窑（即无砖进窑，导致窑炉空烧），空窑会直接对窑炉的温度，气氛和压力产生很大的影响，直接的危害就是空窑后再次进砖，在不正常的窑炉温度，气氛，压力下烧出的砖不满足质量控制要求，长时间空窑后再进砖，有时稳定窑炉往往需要数个小时，空窑导致的直接经济损失是巨大的。为了很好的减少空窑对工厂带来的损失，我们设计了带温砖，带温砖的目的是为了在即将空窑时排入，替代产品进窑，保证窑炉的温度，气氛，压力不受影响，为正常产品进窑创造一个稳定合适的窑炉烧成环境。

2 制作带温砖

带温砖的制作必须满足两个条件，第一是高温耐火，因为带温砖会反复使用，只有高温耐火度高，才能保证每次吸收热量后不至于软化粘附窑炉辊棒。第二是强度高，由于重复使用的过程中，排砖，运输，储存都会遇到反复的撞击，一定的强度可以保证带温砖的使用寿命。

传统带温砖的制作一般会采用高温砂及塑性较高的坭作为原材料，天然的坭砂原材料往往铝含量达不到要求，通过外加化工级氧化铝提高温度，这样会对原材料成本有较大的提升。本文带温砖没有采取传统的制作方法，通过配方中引入窑炉年终维修时丢弃的耐火砖废渣，及原料车间废水过滤沉淀提取的压排坭作为主要原材料。既可以减少原材料的投入成本，同时就地取材可以节省耐火砖废渣及压排坭的处理费用，是一种环境友好型的制作方法。

带温砖的制作步骤如下：

步骤（1）根据配方单配料入球；

步骤（2）经球磨、除铁、过筛、陈腐、喷雾制粉再过筛，制得带温砖粉料 ；

步骤（3）结合压机模具，由压机压制成型，制得带温砖坯体 ；

步骤（4）坯体入干燥窑干燥；

步骤（5）进入烧成窑 ；

步骤（6）托板存放待用。

步骤（1）中带温砖配方优选方案为表1所示。

其中PVA，木质素，偏硅酸钠为添加剂，PVA主要起悬浮作用，木质素增加坯体强度，偏硅酸钠为解胶剂。按配方下18吨球，功率为90 kw，采用中铝球石，球石水配比为：40#：50#：60#：水=5：7：8：7，球磨8 ～ 10 h，出球后浆料细度为0.4 ～ 0.8%，比重为：1.68 ～ 1.72，流速30 ～ 50 s。陈腐24 ～ 48 h留喷雾塔待用。

步骤（2）中喷雾干燥所得的带温砖粉料，水分标准控制在6.75 ～ 7.45%，颗粒度控制在20目筛余小于1%，40目筛余35 ～ 45%，60目筛余80 ～ 90%，100目筛余大于93%（各目数筛余为累计数值）。

步骤（2）中带温砖粉料的化学成分优选方案如表3。

步骤（3）压机压制成型，采用的是恒立泰6280压机，668 × 668模框，压力控制在38000± 2000 KN，砖坯厚度10.0 ± 0.2 mm。

干燥工序为126 m的辊道式干燥窑，干燥温度为100 ～ 170℃，干燥30 ～ 40 min，砖坯干燥后水分小于0.5%，干燥后抗折强度1.1 ～ 2.0 N/mm2。

烧成工序为137 m的辊道式烧成窑，烧成温度1210 ～ 1280℃，烧成周期45 ～ 55 min。

3 压排坭

压排坭的主要来源为工厂废水过滤后的坭渣，这类坭渣包含了坭砂原料，化工料，陶瓷砖废渣，抛光磨边磨料废渣以及一些有机物等，其中坭砂原料，化工料，陶瓷砖废渣作为原料的损耗，抛光磨边磨料的废渣以及有机物作为原料中的有害低温物质。压排坭直接回球加入现有产品坯料中消化，加入量一般在3 ～ 10%左右，但都会较大概率导致坯体起泡等缺陷，加入量越多，起泡的概率越大，加入量少则不能完全消化利用。如果将压排坭中有害低温物质分离利用，则需要较高的成本，所以压排坭一般很难利用，消化不了的一般都是运出工厂集中处理。这样既要花费较高的运输成本，为了避免对环境的破坏，又要花费不小的处理费用。浪费的原材料也得不到循环利用，既破坏环境，同时对工厂也是一笔不小的经济损失。

在带温砖配方中加入压排坭，由于带温砖配方本身很高温，烧制成型的過程中，内部有机物及磨料的废渣可以高温下烧失，带温砖本身却不会起泡。由于带温砖烧制的过程中，大量的有机物及水分烧失，内部为多孔结构，吸水率一般在8 ～ 15%之间，烧成后抗折强度为16 ～ 20 N/mm2之间，可以满足日常使用的轻微碰撞而不易断裂。

4 耐火砖废渣

陶瓷砖工厂生产一般采用的是辊道式窑炉，窑炉全年不间断生产，窑墙及窑顶的耐火砖经过一整年的1150℃以上的环境，耐火砖会老化，就需要在年底停窑的这段时间进行更换，以迎接来年的生产。更换出来的耐火砖废渣是一种脆性的高铝原料，正好符合带温砖的成分需求，同时也可以减少处理、运输费用，既经济又可以做到循环利用。

5 带温砖循环利用

带温砖本身配方温度较高，也有一定的强度，可以做到循环利用，但在循环利用的过程中，由于带温砖本身的脆性，也会有老化、断裂损耗，我们将一年中所有断裂的带温砖收集起来，集中破碎，作为高铝预烧原料加入到坯体配方中，做到循环使用不外排，对环境保护起到较积极的作用。

6 结语

带温砖的利用，用较低成本一定条件下有效的避免了空窑的风险，保证了产品的质量。同时在带温砖的制作过程中，我们通过利用工厂本身的废弃原料，节省了制作中原材料的成本，在带温砖的报废回收中，我们再次加入到原材料的配方中回球消化使用，做到不外排，既经济又保护了环境。

国家一直致力于倡导节能减排，将原料废弃物合理循环利用，正是响应国家的政策，对工厂本身而言，减少工业废料的厂外处理，在经济上降低成本，对环境减少破坏，也是企业一种社会责任的体现。

参考文献

[1] 蔡飞虎， 冯国娟. 陶瓷墙地砖生产技术[M]. 武汉理工大学出版社， 2011.