浅析辊道窑安装异形急冷风管对坯体的影响

潘雄

某厂辊道窑炉在维修改造时，为了便于以后在生产过程中利用急冷风来调节砖形，将原有正常设计的急冷风管全部改为只吹单边、吹中间，或吹两边，中间不吹的异形急冷风管（如图4）。在恢复生产后，当窑炉产量提升到一定产量后，很容易出现风裂砖或者砖边缘上有一点细小的裂纹，出窑产品也会出现碎裂现象（如图3），以及砖坯抗折强度低或出现切割裂现象，同时，只要窑炉出现1、2片的疏砖现象，其它砖也会出现风裂现象。请问这是什么原因造成，如何克服？

1. 急冷风在辊道窑炉烧成过程中的作用

众所周知，急冷风在辊道窑烧成过程中，主要有以下几方面的作用。

（1）对高温煅烧后的坯体进行强制和快速冷却，并使坯体达到陶瓷制品的物化性能和强度要求。

（2）急冷风在辊道窑烧成中起气幕作用，阻止烧成带的烟气倒流进入冷却带。

（3）利用急冷风上/下风压差、温度差调控坯体的变形度。

（4）通过调整急冷风量的大小，可以影响窑炉的压力和气氛制度。

2. 常规急冷风管与异形急冷风管的设计与安装原则

（1）常规急冷风管的设计与安装原则

急冷风管直径或出风口孔径，通常是根据窑炉产量来计算出所需的风量而决定，然后在急冷段上、下对称分布安装，急冷风管以通管方式开孔且出风口呈垂直方向正对棒面，有些因生产过程调整需要，也有将急冷风管的出风口调到有一定的斜度的。如下图1所示。

（2）异形急冷风管的设计及安装。

1）异形急冷风管的设计图

2）异形急冷风管的安装原则

一般情况下，急冷段异形风管的安装都是根据出窑坯体的变形情况而安装调整，或者事前已有安装的异形管，可根据砖形情况选择使用，通常情况下是在急冷段的前、中、后区域分别安装1 ～ 2支异形风管，其余的急冷风管还是保持正常设计的通孔风管为宜，切不可以将急冷风管全改成异形风管。

3.急冷风调节对砖坯变形度和质量的影响

（1）当同排砖坯出现前后边下弯变形大于左右边时，可通过调节不同区域急冷风管开度，即保持中、后段急冷风管的开度不变以及前段辊下急冷风管的开度不变，适当关小前段辊上急冷风管的开度，直至变形合格。

（2）当同排砖坯出现前后边凹变形大，左右边平直时，可通过调节不同区域急冷风管开度，即保持中、后段急冷风管的开度不变以及前段辊上急冷风管的开度不变，适当关小前段辊下急冷风管的开度，直至变形合格。

（3）当同排砖坯出现边左右下弯变形大于前后边时，可通过调节不同区域急冷风管开度，即保持前、中段急冷风管的开度不变以及后段辊下急冷风管的开度不变，适当关小前段辊上急冷风管的开度，直至变形合格。

（4）当同排砖坯出现左右边凹变形大，前后边平直时，可通过调节不同区域急冷风管开度，即保持前、中段急冷风管的开度不变以及后段辊上急冷风管的开度不变，适当关小后段辊下急冷风管的开度，直至变形合格。

（5）当同排砖坯出现边四边都下弯变形偏大时，可通过调节不同区域急冷风管开度，即保持前、后段急冷风管的开度不变以及中段辊下急冷风管的开度不变，适当关小中段辊上急冷风管的开度，直至变形合格。

（6）当同排砖坯出现四边凹变形偏大时，可通过调节不同区域急冷风管开度，即保 持前、后段急冷风管的开度不变以及中段辊上急冷风管的开度不变，适当关小中段辊下急冷风管的开度，直至变形合格。

（7）如果同排砖坯中，其中的某一片存在上翘或下弯变形过大时，则可以开启其对应的异形急冷风管，只吹坯体的局部变形位置协助解决。例如只吹单边变形的或只吹中间片变形的，另外的砖坯少吹急冷风或不吹冷风，如图4。

（8）如果急冷段全部安装异形风管时，在窑炉小产量时，对坯体不良反应的影响不明显。一旦单位产量增加后，极容易产生风裂缺陷。有时候还会出现单行砖坯的高温风裂或低温风裂现象，以及只要坯体存在一点细小裂纹，出窑的坯体就会碎裂，如下图3。

（9）要注意快烧与慢烧、大规格与小规格产品、厚砖与薄砖急冷风管开度与温度控制的区别。如果急冷温度过高，在缓冷前端观察坯体呈橙红色，很容易造成坯体出现高温风裂缺陷或抛光后入库过程的小崩角现象;如果急冷温度过低，在急冷后端观察坯体呈暗红色或暗黑色，就不能再往后面开启急冷风管，也就是古人常说的“鼓红不鼓黑”的道理，否则很容易造成坯体出现低温风裂缺陷或强度过低现象。如果缓冷在负压状态下控制以及溫度降速过快，则极易出现切割裂现象。

针对上述风裂问题，我们通过将辊上/下每个区域保留1 ～ 2条异形急冷风管，其它的更换为正常的直通风管，同时配合调整该窑缓冷段压力和缓冷段各分区抽热闸板的开度，使缓冷段由原来的全负压状态下控制改变为缓冷前段为正压，后端为负压状态下控制，该风裂缺陷得以解决。

总结分析，本次窑炉提产之后出现风裂砖现象，主要是该窑炉急冷段辊上下风管全部改装为异形急冷风管，导致坯体在经过急冷区域时，异形风管出风不均匀，截面温差过大，冷却不均匀，同时异形风管局部的风量过于集中，造成坯体局部降温过大而出现低温风裂。当提高急冷段温度时，又造成在异形管不开孔的位置，其对应的坯体缺少急冷风进行冷却而出现高温的热风裂现象。

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