消除石灰爆裂的主要措施有以下幾個方面。
(1) 盡量不采用含有石灰石的原料
新建磚瓦廠時,事先必須作可行性研究,弄清原料的成分,確保原料中不含石灰石。上海地區有些廠用江河泥制磚,凡貝殼多的水域均被丟棄不挖,因貝殼的主要成分為碳酸鈣,會使制品爆裂。
(2) 剔除原料中的塊狀石灰石
一般用人工手選的方法,將原料中的塊狀石灰石選出去。河北省獲鹿磚瓦廠的粘土原料中夾雜著大量塊狀石灰質礓石,采用過篩的方法剔除,這樣做的不足之處是同時也篩出了部分粘土原料。上海地區某磚廠曾將粘土用水浸泡成泥漿,使礓石等各種雜質均沉于池底,定期清除,泥漿經泵打入壓濾機壓成泥餅,經這樣處理后的泥料成型性能較好,但成本較高。
(3)提高原料細度和制品強度
將原料盡量粉碎細一些,以分散因生石灰消解而產生的膨脹應力;與此同時要提高制品的強度,以便能抵抗得住這種脹應力,以上兩種做法兼用之,是防止石灰爆裂的有效措施之一。如重慶綦江某頁巖磚廠原料中含有石灰石夾層,用于成型的原料顆粒較粗(大于3mm的量占9.4%),且擠出機擠壓力不大,即使是燒得較好的正火磚,在外界放置一段時間也要出現網狀裂紋,甚至徹底散碎:湖南省晨溪縣某頁巖磚廠的軟質頁巖原料中含有石灰石,該廠用Ф650×650mm對輥機作為粉碎碾練設備,常因輥面磨損未能及時檢修,成型原料顆粒變粗,導致成品磚石灰爆裂。有一次下雨使成品堆場中的93萬塊磚毀于一旦。磚廠領導見此情況,立即通知使用方停止將這類磚砌筑墻體,已使用上墻的立即拆除,磚廠承擔由此而產生的損失,給該廠的教訓極為沉痛。又如重慶云陽某頁巖磚廠,采用經粉碎后過8目篩的含有石灰石原料生產磚,爆裂現象較普遍。如將原料粉碎得更細,粉碎設備滿足不了產量要求,十分為難;重慶梁家巷頁巖磚瓦廠的原料中含有石灰石,經粉碎后過10目篩(孔徑為2mm),凡是欠火磚(標號在MU15以下 )出窯后放置在潮濕空氣中,一般均龜裂成廢品。凡是正火磚(標號在MU15以上)一般均不爆裂。凡是過火磚(標號在MU20以上)更不會爆裂。該廠在投產的3年時間內,由于欠火磚石灰爆裂報廢了200余萬塊磚,堆了3000余m3。重慶青年頁巖磚瓦廠的原料中亦含有石灰石(石灰石的化學成分與梁家巷磚廠相近),該廠原料經粉碎后過12目篩(孔徑為1.6mm,比梁家巷磚廠的細),凡制品標號在MU10以上的均無爆裂現象。四川渠縣某頁巖磚廠的原料中亦含有石灰石,該廠原料用錘式破碎機粉碎,經粉碎后不再過篩,以破碎機篦板孔控制出料粒度,篦板孔徑為6mm,凡欠火磚均龜裂,正火磚亦有爆裂的;四川夾江某頁巖磚廠的頁巖原料中夾雜一些石灰石,但該廠嚴格控制用于成型原料的顆粒度不大于2mm,且采用擠壓力較大的擠出機成型,故從未出現因石灰爆裂而影響成品質量的情況。
試驗證明,如原料經粉碎后過18目或更細的篩(孔徑為1mm以下),只要制品標號達MU10以上,就不會出現石灰爆裂現象。
(4)使出窯制品置于過量水的環境下消解
出窯后的制品不要置于潮濕的空氣中,而是立即浸入水中或讓水淋透,石灰爆裂現象可大大減少或基本消除。其主要原因是:如生石灰在潮濕的空氣中消解(水化)時,產生結晶的氧化鈣含水化合物,形成較大的結晶體,幾乎沒有遷移地停留在原處,體積大幅度膨脹。而如生石灰泡于水中(在水分充足的情況下),快速消解(水化)為粉狀氫氧化鈣,形成的結晶體非常微小,(其中的一部分遷移至毛細微孔中)膨脹較前者小得多(其水化速度由生石灰的活性和水化條件所決定)。另外,在過量水的環境下氧化鈣水化為氫氧化鈣,體積雖然有膨脹,但由于氫氧化鈣又吸收多余的水(一種物理過程),使得氫氧化鈣結晶體逐漸聚合增大,比表面積逐漸減小,因而出現收縮。故可以得出以下結論:在少量水分作用下,氧化鈣的水化導致膨脹;而在有多余水分作用下,既有膨脹又有收縮,兩者相抵消,減少了膨脹程度,即使還有膨脹,因生成物已成膏狀,擠入周圍的制品毛細微孔中,產生的脹應力也不大。
(5)適當延長焙燒時間
當原料中含有石灰石時,不宜采用快速焙燒。因為快速焙燒時生石灰來不及同其它成分(如二氧化硅)化合。另外,經快速焙燒出來的磚一般較脆,往往因抵抗不住生石灰消解所產生的膨脹應力,而導致制品的裂紋和崩解。
(6)適當提高焙燒溫度
提高焙燒溫度應以制品不過燒為前提,一般提高50℃左右。這樣做能使較多的生石灰化合成較穩定的硅酸三鈣(3CaO . SiO2,簡寫為C3S)化合物。眾所周知,硅酸三鈣(C3S)是硅酸鹽水泥的主要成分,它水化后體積有較小的收縮,并形成一定的強度。采取此項措施的先決條件是將原料粉碎至一定細度,因為只有足夠細的顆粒才能保證這個固相反應的進行。即使有些較大顆粒未能化合成硅酸三鈣,也因溫度較高而被燒成過燒生石灰,過燒生石灰的氧化鈣與二氧化硅、三氧化二鋁及三氧化二鐵等在高溫下熔化而形成表面渣化層,或氧化鈣自身緊結,遇水后消解速度極為緩慢,其破壞作用甚微。
某磚廠曾用石灰石含量高達25%的煤矸石做試驗,將石灰石顆粒控制在1.5mm以下,并使其均勻分布于磚坯中,同時適當提高焙燒溫度(約為1080℃),生產出的磚完全符合國家有關質量標準。
(7)向原料中加入微量(0.2% — 0.5%)的食鹽溶液
這樣做可加速硅酸三鈣(C3S)的生成,減輕石灰爆裂危害。但如提高食鹽(NaCl)的摻量,會給制品帶來另一缺陷:可溶性食鹽(NaCl)的泛霜。
(8)將整體性能差、強度低的欠火制品回窯重燒
重慶市梁家巷頁巖磚廠曾將欠火磚和經干燥后的坯體搭配裝入窯進行再次焙燒,由于干坯中含有較多的殘余水分,回窯重燒的欠火磚在預熱帶遇到水蒸汽全部龜裂報廢;而四川省渠縣頁巖磚廠將尚未在外界大氣中吸潮的出窯欠火磚,立即回窯與非常干的坯體搭裝再次焙燒,由于窯內預熱帶的濕含量很低,故經再次焙燒后制品一般均較好,未出現石灰爆裂現象。所以要求:①回窯欠火磚未在潮濕的空氣中放置過,以免其中的生石灰消解;②窯中預熱帶的濕含量越低越好,以防回窯欠火磚在進入燒成帶以前的預熱帶就吸收水蒸氣消解,導致爆裂。
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