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关于干法造粒工艺在陶瓷行业应用的答疑
问：从长远角度来看，墙地砖干法造粒工艺对节能减排具有巨大的潜力，但目前干法制粉一直未能在行业中得到推广应用，请问主要是什么原因？有哪些技术问题需要解决？
答：由于干法制粉可以免去球磨加工（采用其他干式粉碎）、喷雾干燥等工序，因此可以节省大量的能源和劳动力，从节能减排角度上讲，确实具有非常大的发展前景，完全符合行业未来的发展需求。
干法造粒技术早在上世纪八十年代、九十年代已经进行了大量的研究工作，但到目前为止，在干法造粒工艺上，目前国内外尚未有一家企业有成功的案例，也就是说，目前的墙地砖干法造粒未曾有成熟的、可靠的技术。
干法造粒技术要在广大的陶瓷生产企业中得到应用，需要解决的技术难题还比较多，核心的问题主要集中在四个方面：
第一是要彻底解决好真颗粒的充分分散性问题。所谓真颗粒充分分散是指原料中矿物的粒子能够充分均匀接触，而不是粒料团的接触。在以往传统的干法造粒技术中，真颗粒的混合未能达到湿式球磨的充分分散、均匀混合状态。这样对煅烧过程中坯体的烧结反应有着直接的影响，导致产品物理性能、坯体的发色能力、颜色均匀性不能达到目前球磨、喷雾造粒的工艺水平。
第二是要彻底解决假颗粒的成形压缩比问题。所谓成形压缩比是指粉料填充高度与压制后坯体厚度的比值，在以往干法造粒技术中，存在的问题是成形的压缩比太小，造成了成形过程容易分层、坯体强度偏低、坯体表面粗糙等现象。要提高成形过程的粉料压缩比，关键要突破粉体假颗粒表面形状不规则、颗粒实心、颗粒硬度太大等技术难题。
第三是要解决好坯料混色均匀及发色能力问题。由于目前国内墙地砖产品以瓷质砖为主，许多产品都需要在坯体内添加颜料，例如微粉抛光砖、瓷质仿古砖、耐磨砖、广场砖、外墙砖等。在哪个环节添加颜料、如何混合、如何转产等问题在以往的干式造粒技术中还考虑得很少，造成了干法造粒技术的应用范围受到了很大的限制。
第四是要解决成套的、连续的生产装备供应问题。在解决了以上几个工艺问题的基础上，需要设备供应商制造出能够满足陶瓷企业批量生产、连续生产需要的生产装备，包括粉碎设备、混料设备、造粒设备、输送设备、配套设施等，以及原料车间整体的设计、科学布局等技术支持，而不是单一的、零碎的某个工序单项设备。
干法造粒有着很好的发展前景，但技术难度也非常大，光靠某个陶瓷企业进行技术改造很难突破目前的技术难题，必需依靠更多的行业科研机构、设备制造商的共同参与，才能将这干法造粒工艺真正推向产业化。（孔海发）
关于使用矿渣制黑抛光砖的答疑
问：最近几个月来，厂里的微粉砖、渗花砖、仿古砖同比去年滞销情况越来越严重，由于成品仓库产品满仓，造成不得已停开部分生产线。经销商要求我们生产黑色抛光砖，而且根据市场调查，黑砖生产难度大，请问程工：生产这种黑砖与生产传统的渗花砖、微粉砖有什么不同？我们厂停下的那条渗花砖生产线是否具备生产黑砖的条件？
答：首先，黑砖的销售形势旺盛，主要是因为目前生产黑砖的厂家少、市场供应小于需求，这也是生产黑砖的企业不担心滞销的原因。
其次，黑砖的生产工艺有两种，一种是在普通抛光砖配方中加入黑色色料以达到着色效果，这种工艺其实就是普通渗花、微粉砖的生产工艺，生产难度并不大，但是靠昂贵的色料来着色，配方成本相当高，使得黑砖做出来没有利润空间，所以目前市场的黑砖基本上都是用另一种生产工艺，即以含钛、铁成份的黑矿渣直接配以一定比例的粘土、长石、石英石加工生产出来的，同样，矿渣黑砖配方成本在下降的同时，其生产工艺参数也就与传统的抛光砖发生了变化，使得生产过程控制难度增大。矿渣黑砖生产工艺与传统渗花砖、微粉砖不同，在此可大致概述以下几点：
（1） 控制裂砖：矿渣黑砖配方中脊性原料增多，压机成形出来的生坯强度难以达到理想要求，对低温的塑性原料的选择难以掌握；而对于干燥过程来说，因为含大量矿渣的坯料，排水更为顺畅、快捷，因此控制不好，极易造成干燥边裂或中心裂。所以，做矿渣黑砖，对干燥窑的供热系统、抽湿系统等的针对性改良要求较高，对干燥过程调节参数能力的要求也较高。
（2） 控制白点杂质：因为矿渣黑砖泥浆比重较大，对浆料过筛、喷料过程等工序要求严格，否则，容易导致黑砖存在“白点”等杂色。
（3） 烧成变形：因为矿渣黑砖的配方中选择了大量的低温料，因此在烧成过程中表现出烧成范围窄、砖坯骨架软的特点，致使砖坯烧成过程中容易变形。
（4） 起泡、针孔、溶洞：矿渣黑砖在配方中如果有机物或钙含量偏高，则砖烧出来极易产生针孔、熔洞缺陷；在烧成中温度曲线控制不好，同样容易造成上述问题；而对于原料车间，如果筛余或过筛控制不好，容易造成砖烧成中出现小鼓泡的现象。
（5） 抛光砖损：相对于渗花砖、微粉砖来说，同等吸水率情况下，矿渣黑砖表面莫氏硬度更高，柔韧性更差，所以，抛光工序中同等控制条件下更容易造成烂砖，造成砖损。
最后，根据你们厂现有的设备，如果不做针对性改良的话，可能难以适应生产矿渣黑砖。
（程昭华）
水煤气辊道窑长时间空窑时
如何安全快速升温
问：我公司的多条煤气辊道窑在长时间空窑后，都不同程度地存在以下问题：
（1） 升温时间太长，煤气辊道窑空窑后，升温时间要比油烧辊道窑增加2倍或以上，也曾出现过空窑10小时降温至700℃，维修炉膛后却花了24小时来升温的情况。
（2） 预热段的温度高达1300℃，而高温区段的炉温只有1000℃～1100℃，不管怎样升高该区段的煤气压力，增开喷枪也无法升高温度。
（3） 大量的煤气不在高温段炉膛燃烧，而是被抽到预热区低箱处或排烟风管内燃烧，风管被烧通红或软化，严重者甚至出现爆炸现象。
（4） 窑前段的煤气燃烧属于还原气氛，若在此条件下进砖煅烧，出来往往有30～60分钟的产品是烟熏、变形的现象，以及产生毛孔过大的报废产品。
因此，请问我们在日常生产操作中如何才能更安全快捷地做好升温工作，确保出砖正常？
答：关于空窑后升温过程的操作，对于油烧辊道窑，可以说是一个很成熟的技术了，但是对于煤气辊道窑的控制，就以目前广东生产区来讲，还是一个比较生疏的课题，很多以煤气为燃料的辊道窑，在长时间空窑后，都存在你所说的上述现象。我们知道，煤气的燃烧要同时具备三个条件，即煤气、氧气、燃点满足了才能燃烧，而且煤气密度小、较轻，很容易被风机抽走或飘移。同时因为现在的煤气辊道窑只是煤气的控制采用自动仪，助燃风的配给仍然采用手动控制，当操作者在空窑后长时间升温仍然无法提升烧成带的温度，就按照油烧辊道窑惯性的操作手法或思维方式，一味地采取升高各分区煤气压力或总管煤气压力的做法，这样非但不能如期升高温度，可能还会造成预热区过高温而出现断棒、窑墙高温变形的现象，而且排烟风管容易被高温煅烧软化、变形。经过一年来的实践总结，很多厂家也已经总结出安全快捷的升温操作方法：
（1） 待产品全部出窑之后，调低排烟风机的频率，以保持窑炉两侧一定的正压为宜。
（2） 升温时，总管煤气压力不宜超出正常控制范围值，应略低于对应生产线正常生产所需煤气压的1/4为宜。
（3） 在产品未进窑之前，窑前段辊下1～4组喷枪及辊上1～3组或更多的面枪不宜开启使用。
（4） 在空窑状态下应转为手动控制为主，阀门的比例也不宜太大，掌握由小而大逐渐递增的原则。
（5） 升温时，应采取每“2℃”一个单位逐渐递增，不能一下设定10℃或20℃，这样做不但无法升温，反而造成大量的煤气喷射到窑内无法及时燃烧，而被抽到预热段燃烧，形成局部过高温或者强还原气氛。在这样的条件下，盲目进砖生产，会导致产品全部无法氧化而报废。
（6） 如果炉膛温度提升不起来，操作者又不加以细心观察分析，只是一味地升高煤气压力，很容易造成过剩的煤气被抽到窑炉预热段或风管内燃烧，发生爆炸事故，所以在实际生产中，当遇到升不起温度时，热工操作者首先要检查预热区，观察该位置是否有很浓烈的煤气在该处燃烧，如果的确存在这现象，应立刻降低总煤气压力，以及关闭部分前段的喷枪再稳步升温。
（7） 煤气窑升温时与油类窑不同，只要前温已高出正常曲线一定温度值就可以逐步进砖，利用砖坯带温以及分隔上下层火焰的温度，以避免下层热气上浮到辊上面，造成辊上面的温度虚高，而辊下温度很难升温的假象。
总结，从以上分析可知，煤气窑炉在空窑操作时要稳中求进，既要考虑升温速度不能太慢影响生产，又要特别重视安全操作以及窑头段的气氛控制，三者兼顾才能合理控制好出窑产品的质量。
（潘 雄）
用系统的观点去重新辨析
第三期：增加干燥分风器通道数有利于平衡干燥窑左右温差？
“干燥分风器格数多有利于平衡干燥窑的左右温差”是2003年以来，不少生产一线同行提得最多的一句话。现在笔者看来，这句一直被大多数人奉之为真理的结论不全面、不系统和缺乏科学的论证依据。
背 景：国外引进的卧式干燥器，供热原理是热风直接从干燥侧箱体通过一个方型风口吹进去。这种供热方式是过程压力损失小，但是进入干燥窑内会呈现出明显的缺陷：出口流场特征太过于分明，温度、流速分布差异性大，造成了大量的生产缺陷。
分 析： 90年代末，以佛山市科宝艺窑炉有限公司为首的各家公司陆续推广分风干燥器结构：通过多通道的窑内送风结构，实现窑内流场的差异性调试。在当时，这是陶瓷行业的一大突破，为解决我国陶瓷行业生产问题起到举足轻重的作用。
但是，生产一线及广大同行在运用这一原理时几乎都进入了这个越来越大的认知误区：分风器通道数（俗称格数）越多越好，即通道数越多，温差越小。实际上，当年笔者也是这样认为的。可是多年以来的事实提醒笔者注意到这一问题：分风器通道数多了，温差问题并没有得到相应的解决。关键的问题出在哪里呢？很多人缺乏流量计算，造成整个供风系统的流量分配不协调：（1）当供风管的实际流量大于窑内分风器的理论流量时，分风器的流场特性会体现出窑中间量大、压高和流速快的特点；（2）当供风管的实际流量小于窑内分风器的理论流量时，分风器的流场特性会体现出窑两侧量大、压高和流速快的特点。
因此，笔者对自己之前所犯的“好大求全、缺乏计算分析”的跟风行为也作了深刻的总结。
结 论：
（1） 严格执行供风系统的流量计算原则来确定管路计算；
（2） 改变目前的供风结构原理。笔者认为采用“单向分风器-交错设置”的结构，利用累计法来减小误差，可达到最大限度地缩小传统分风器在窑内流场分布的差异性目的。
（温千鸿）
咨询电话：
编辑部：0757-82269827
传真：0757-82269827
蔡飞虎：0757-82710910（佛山格林陶瓷技术开发有限公司）
孔海发：0757-83135108 （0）13702559893
温千鸿：13380225254 （佛山市乐陶窑炉有限公司）
E-mail：wenqianhong88@yahoo.com.cn
程春明：13702545772（佛山市嘉陶窑业技术有限公司）
程昭华：13927717401(佛山市佳窑陶业技术有限公司)
问：从长远角度来看，墙地砖干法造粒工艺对节能减排具有巨大的潜力，但目前干法制粉一直未能在行业中得到推广应用，请问主要是什么原因？有哪些技术问题需要解决？
答：由于干法制粉可以免去球磨加工（采用其他干式粉碎）、喷雾干燥等工序，因此可以节省大量的能源和劳动力，从节能减排角度上讲，确实具有非常大的发展前景，完全符合行业未来的发展需求。
干法造粒技术早在上世纪八十年代、九十年代已经进行了大量的研究工作，但到目前为止，在干法造粒工艺上，目前国内外尚未有一家企业有成功的案例，也就是说，目前的墙地砖干法造粒未曾有成熟的、可靠的技术。
干法造粒技术要在广大的陶瓷生产企业中得到应用，需要解决的技术难题还比较多，核心的问题主要集中在四个方面：
第一是要彻底解决好真颗粒的充分分散性问题。所谓真颗粒充分分散是指原料中矿物的粒子能够充分均匀接触，而不是粒料团的接触。在以往传统的干法造粒技术中，真颗粒的混合未能达到湿式球磨的充分分散、均匀混合状态。这样对煅烧过程中坯体的烧结反应有着直接的影响，导致产品物理性能、坯体的发色能力、颜色均匀性不能达到目前球磨、喷雾造粒的工艺水平。
第二是要彻底解决假颗粒的成形压缩比问题。所谓成形压缩比是指粉料填充高度与压制后坯体厚度的比值，在以往干法造粒技术中，存在的问题是成形的压缩比太小，造成了成形过程容易分层、坯体强度偏低、坯体表面粗糙等现象。要提高成形过程的粉料压缩比，关键要突破粉体假颗粒表面形状不规则、颗粒实心、颗粒硬度太大等技术难题。
第三是要解决好坯料混色均匀及发色能力问题。由于目前国内墙地砖产品以瓷质砖为主，许多产品都需要在坯体内添加颜料，例如微粉抛光砖、瓷质仿古砖、耐磨砖、广场砖、外墙砖等。在哪个环节添加颜料、如何混合、如何转产等问题在以往的干式造粒技术中还考虑得很少，造成了干法造粒技术的应用范围受到了很大的限制。
第四是要解决成套的、连续的生产装备供应问题。在解决了以上几个工艺问题的基础上，需要设备供应商制造出能够满足陶瓷企业批量生产、连续生产需要的生产装备，包括粉碎设备、混料设备、造粒设备、输送设备、配套设施等，以及原料车间整体的设计、科学布局等技术支持，而不是单一的、零碎的某个工序单项设备。
干法造粒有着很好的发展前景，但技术难度也非常大，光靠某个陶瓷企业进行技术改造很难突破目前的技术难题，必需依靠更多的行业科研机构、设备制造商的共同参与，才能将这干法造粒工艺真正推向产业化。（孔海发）
关于使用矿渣制黑抛光砖的答疑
问：最近几个月来，厂里的微粉砖、渗花砖、仿古砖同比去年滞销情况越来越严重，由于成品仓库产品满仓，造成不得已停开部分生产线。经销商要求我们生产黑色抛光砖，而且根据市场调查，黑砖生产难度大，请问程工：生产这种黑砖与生产传统的渗花砖、微粉砖有什么不同？我们厂停下的那条渗花砖生产线是否具备生产黑砖的条件？
答：首先，黑砖的销售形势旺盛，主要是因为目前生产黑砖的厂家少、市场供应小于需求，这也是生产黑砖的企业不担心滞销的原因。
其次，黑砖的生产工艺有两种，一种是在普通抛光砖配方中加入黑色色料以达到着色效果，这种工艺其实就是普通渗花、微粉砖的生产工艺，生产难度并不大，但是靠昂贵的色料来着色，配方成本相当高，使得黑砖做出来没有利润空间，所以目前市场的黑砖基本上都是用另一种生产工艺，即以含钛、铁成份的黑矿渣直接配以一定比例的粘土、长石、石英石加工生产出来的，同样，矿渣黑砖配方成本在下降的同时，其生产工艺参数也就与传统的抛光砖发生了变化，使得生产过程控制难度增大。矿渣黑砖生产工艺与传统渗花砖、微粉砖不同，在此可大致概述以下几点：
（1） 控制裂砖：矿渣黑砖配方中脊性原料增多，压机成形出来的生坯强度难以达到理想要求，对低温的塑性原料的选择难以掌握；而对于干燥过程来说，因为含大量矿渣的坯料，排水更为顺畅、快捷，因此控制不好，极易造成干燥边裂或中心裂。所以，做矿渣黑砖，对干燥窑的供热系统、抽湿系统等的针对性改良要求较高，对干燥过程调节参数能力的要求也较高。
（2） 控制白点杂质：因为矿渣黑砖泥浆比重较大，对浆料过筛、喷料过程等工序要求严格，否则，容易导致黑砖存在“白点”等杂色。
（3） 烧成变形：因为矿渣黑砖的配方中选择了大量的低温料，因此在烧成过程中表现出烧成范围窄、砖坯骨架软的特点，致使砖坯烧成过程中容易变形。
（4） 起泡、针孔、溶洞：矿渣黑砖在配方中如果有机物或钙含量偏高，则砖烧出来极易产生针孔、熔洞缺陷；在烧成中温度曲线控制不好，同样容易造成上述问题；而对于原料车间，如果筛余或过筛控制不好，容易造成砖烧成中出现小鼓泡的现象。
（5） 抛光砖损：相对于渗花砖、微粉砖来说，同等吸水率情况下，矿渣黑砖表面莫氏硬度更高，柔韧性更差，所以，抛光工序中同等控制条件下更容易造成烂砖，造成砖损。
最后，根据你们厂现有的设备，如果不做针对性改良的话，可能难以适应生产矿渣黑砖。
（程昭华）
水煤气辊道窑长时间空窑时
如何安全快速升温
问：我公司的多条煤气辊道窑在长时间空窑后，都不同程度地存在以下问题：
（1） 升温时间太长，煤气辊道窑空窑后，升温时间要比油烧辊道窑增加2倍或以上，也曾出现过空窑10小时降温至700℃，维修炉膛后却花了24小时来升温的情况。
（2） 预热段的温度高达1300℃，而高温区段的炉温只有1000℃～1100℃，不管怎样升高该区段的煤气压力，增开喷枪也无法升高温度。
（3） 大量的煤气不在高温段炉膛燃烧，而是被抽到预热区低箱处或排烟风管内燃烧，风管被烧通红或软化，严重者甚至出现爆炸现象。
（4） 窑前段的煤气燃烧属于还原气氛，若在此条件下进砖煅烧，出来往往有30～60分钟的产品是烟熏、变形的现象，以及产生毛孔过大的报废产品。
因此，请问我们在日常生产操作中如何才能更安全快捷地做好升温工作，确保出砖正常？
答：关于空窑后升温过程的操作，对于油烧辊道窑，可以说是一个很成熟的技术了，但是对于煤气辊道窑的控制，就以目前广东生产区来讲，还是一个比较生疏的课题，很多以煤气为燃料的辊道窑，在长时间空窑后，都存在你所说的上述现象。我们知道，煤气的燃烧要同时具备三个条件，即煤气、氧气、燃点满足了才能燃烧，而且煤气密度小、较轻，很容易被风机抽走或飘移。同时因为现在的煤气辊道窑只是煤气的控制采用自动仪，助燃风的配给仍然采用手动控制，当操作者在空窑后长时间升温仍然无法提升烧成带的温度，就按照油烧辊道窑惯性的操作手法或思维方式，一味地采取升高各分区煤气压力或总管煤气压力的做法，这样非但不能如期升高温度，可能还会造成预热区过高温而出现断棒、窑墙高温变形的现象，而且排烟风管容易被高温煅烧软化、变形。经过一年来的实践总结，很多厂家也已经总结出安全快捷的升温操作方法：
（1） 待产品全部出窑之后，调低排烟风机的频率，以保持窑炉两侧一定的正压为宜。
（2） 升温时，总管煤气压力不宜超出正常控制范围值，应略低于对应生产线正常生产所需煤气压的1/4为宜。
（3） 在产品未进窑之前，窑前段辊下1～4组喷枪及辊上1～3组或更多的面枪不宜开启使用。
（4） 在空窑状态下应转为手动控制为主，阀门的比例也不宜太大，掌握由小而大逐渐递增的原则。
（5） 升温时，应采取每“2℃”一个单位逐渐递增，不能一下设定10℃或20℃，这样做不但无法升温，反而造成大量的煤气喷射到窑内无法及时燃烧，而被抽到预热段燃烧，形成局部过高温或者强还原气氛。在这样的条件下，盲目进砖生产，会导致产品全部无法氧化而报废。
（6） 如果炉膛温度提升不起来，操作者又不加以细心观察分析，只是一味地升高煤气压力，很容易造成过剩的煤气被抽到窑炉预热段或风管内燃烧，发生爆炸事故，所以在实际生产中，当遇到升不起温度时，热工操作者首先要检查预热区，观察该位置是否有很浓烈的煤气在该处燃烧，如果的确存在这现象，应立刻降低总煤气压力，以及关闭部分前段的喷枪再稳步升温。
（7） 煤气窑升温时与油类窑不同，只要前温已高出正常曲线一定温度值就可以逐步进砖，利用砖坯带温以及分隔上下层火焰的温度，以避免下层热气上浮到辊上面，造成辊上面的温度虚高，而辊下温度很难升温的假象。
总结，从以上分析可知，煤气窑炉在空窑操作时要稳中求进，既要考虑升温速度不能太慢影响生产，又要特别重视安全操作以及窑头段的气氛控制，三者兼顾才能合理控制好出窑产品的质量。
（潘 雄）
用系统的观点去重新辨析
第三期：增加干燥分风器通道数有利于平衡干燥窑左右温差？
“干燥分风器格数多有利于平衡干燥窑的左右温差”是2003年以来，不少生产一线同行提得最多的一句话。现在笔者看来，这句一直被大多数人奉之为真理的结论不全面、不系统和缺乏科学的论证依据。
背 景：国外引进的卧式干燥器，供热原理是热风直接从干燥侧箱体通过一个方型风口吹进去。这种供热方式是过程压力损失小，但是进入干燥窑内会呈现出明显的缺陷：出口流场特征太过于分明，温度、流速分布差异性大，造成了大量的生产缺陷。
分 析： 90年代末，以佛山市科宝艺窑炉有限公司为首的各家公司陆续推广分风干燥器结构：通过多通道的窑内送风结构，实现窑内流场的差异性调试。在当时，这是陶瓷行业的一大突破，为解决我国陶瓷行业生产问题起到举足轻重的作用。
但是，生产一线及广大同行在运用这一原理时几乎都进入了这个越来越大的认知误区：分风器通道数（俗称格数）越多越好，即通道数越多，温差越小。实际上，当年笔者也是这样认为的。可是多年以来的事实提醒笔者注意到这一问题：分风器通道数多了，温差问题并没有得到相应的解决。关键的问题出在哪里呢？很多人缺乏流量计算，造成整个供风系统的流量分配不协调：（1）当供风管的实际流量大于窑内分风器的理论流量时，分风器的流场特性会体现出窑中间量大、压高和流速快的特点；（2）当供风管的实际流量小于窑内分风器的理论流量时，分风器的流场特性会体现出窑两侧量大、压高和流速快的特点。
因此，笔者对自己之前所犯的“好大求全、缺乏计算分析”的跟风行为也作了深刻的总结。
结 论：
（1） 严格执行供风系统的流量计算原则来确定管路计算；
（2） 改变目前的供风结构原理。笔者认为采用“单向分风器-交错设置”的结构，利用累计法来减小误差，可达到最大限度地缩小传统分风器在窑内流场分布的差异性目的。
（温千鸿）
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编辑部：0757-82269827
传真：0757-82269827
蔡飞虎：0757-82710910（佛山格林陶瓷技术开发有限公司）
孔海发：0757-83135108 （0）13702559893
温千鸿：13380225254 （佛山市乐陶窑炉有限公司）
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程春明：13702545772（佛山市嘉陶窑业技术有限公司）
程昭华：13927717401(佛山市佳窑陶业技术有限公司)