燒結磚生產重要環節：焙燒

焙燒的目的是把各種鬆散的礦物混合物轉化為質地堅硬、性能穩定的製品。在完成這種轉化的過程中，將會出現許多物理和化學反應。最終製品的性能如強度、孔隙率、耐久性、熱膨脹等是由在焙燒過程中形成各種物相的種類和數量所決定的。

焙燒是燒結磚生產中的最後一個環節，也是十分重要的一關，產品的產量、質量和全部經濟技術指標均將在此集中體現。一旦失誤，前功盡棄，應於充分重視。

焙燒時，不僅需要充足氧氣來助燃，更需要大量的空氣來傳遞熱能、調節斷面溫差，要完成焙燒過程物理化學反應就應保證足夠的空氣量。窯爐焙燒操作工也正是依靠控制空氣的流動來控制焙燒時的溫度曲線、焙燒速度等整個過程的。

磚的焙燒是分階段進行的，常分為預熱、焙燒、保溫、冷卻四個階段，稱為「四帶」。各帶的工作溫度不同，磚坯內的泥料也隨著溫度的變化而產生相應的物理、化學反應。

一、預熱帶

預熱帶磚坯從常溫升到120℃的階段是低溫預熱階段，此時主要排除坯體中的殘餘水分——自然水。因坯體內的水分汽化後只能從其細微的孔隙中排出，如升溫太急，水汽迅速增多、「擠」不出來，只好脹破坯體。因此。本階段的升溫速度限為25～35℃/h。

在坯體溫度從120℃升到450℃的階段，坯體開始排出化學結合水，此時，坯體不收縮，且其機械強度逐漸增加，升溫速度可為50～80℃/h。當溫度達到400℃時，坯體內的有機物開始氧化燃燒，內摻燃料也開始出現無火焰燃燒，坯體開始變紅髮亮自行升溫，有經驗的窯爐焙燒操作工通常能從此時的火色初步判斷出內燃料摻量的多少。

在預熱帶後期，坯體溫度從450℃升高到700℃，叫高溫預熱階段。其中在550～600℃的階段泥料中的大量二氧化硅發生晶型轉化，體積劇烈膨脹，此時切不可升溫太快，以免出現裂紋，所以強調長預熱，就是這個道理。

但是如果預熱帶太長時其前端溫度太低，相對濕度增加，易使磚坯凝露。這是因為到達預熱帶前端的煙氣容易形成低溫高濕，一旦接觸到溫度更低的濕坯，煙氣溫度繼續下降，相對濕度相應上升。當相對濕度已經飽和的煙氣，只要溫度稍有下降時，其中的部分水汽就會在磚坯表面凝成水珠，產生凝露。

殘餘水分低於大氣平衡水的坯體，要從大氣中吸收水分，產生回潮。當人窯磚坯乾濕不勻，而窯內水汽又未能及時排出，以致煙氣濕度增大，很可能使剛開始進入預熱帶的較干磚坯回潮。同理，已經很乾的磚坯在進人預熱帶時如遇上相對濕度接近飽和的煙氣也可能產生回潮，應予注意。

由於熱氣體質輕上浮，所以窯內氣流也常是上快下慢，坯垛升溫也如此，易造成頂部磚坯預熱過急，底部磚坯先是預熱不良，後又急劇升溫，以致產生裂紋。

萬一坯垛上下溫差太大，達到100℃以上時，同時預熱帶的煙氣的相對濕度又接近飽和，濕氣集中從哈風口排出時，將會造成其附近坯垛底部磚坯嚴重吸潮松解、軟化散架，最後坍塌，這種現象稱為潮塌。

凝露與回潮均將使磚坯表層吸水膨脹，乾燥時再次收縮。這種循環變化破壞了磚體結構，產生裂紋，嚴重時出現啞音磚。

應當指出，磚瓦在焙燒過程中產生的裂紋，多為預熱操作不當造成，應充分注意。

二、焙燒帶

焙燒帶通常把從開始加煤的一排火眼起到停止加煤的一段叫焙燒帶。應該是只有坯垛上下溫度都已達到燃點以上，細煤投人在坯垛各部都能燃燒起來的那一排火眼才算數。否則，不得納人焙燒帶。

焙燒帶的溫度範圍是從700℃起直到其應有的燒成溫度(900～1150℃〕。當窯室斷面、碼窯密度和單塊磚體積都較大時，應選用較慢的升溫速度，常為40～70℃/h，以確保坯體均勻升溫和內部的充分反應。其中，在坯體溫度已達900℃並繼續升溫時，更應減緩為20～30℃/h，以免因升溫過急，坯體表層迅速熔融燒結堵住氣孔，內部氣體排不出來，造成表面鼓泡。

在焙燒帶，當磚坯溫度已達到其燒成溫度範圍的下限時，泥料顆粒進入半熔融狀態，互相交錯咬住，同時泥料中的易熔顆粒熔化流人到未熔融的顆粒之間，使互相粘結成一個整體，成為製品。此時如仍繼續升溫，一旦超過其燒成溫度範圍的上限，泥料顆粒過度軟化，甚至成為半流體狀態，將造成嚴重過燒甚至坯垛坍塌的「倒窯」事故。空心磚孔大壁薄強度低，危險更大，其所允許的燒成溫度範圍更窄，只有50℃左右。焙燒時只能把溫度控制在其燒成溫度範圍的中間偏下，較為穩妥。

焙燒帶的長度以能保證製品燒熟燒透為原則，在焙燒帶，內燃磚主要靠坯體內燃料燃燒發熱，坯體溫度常高於周圍氣流的溫度，故燒成快、耗煤低。而外燃磚完全靠外投煤燃燒加熱空氣後再傳給坯體，所以坯體溫度總是低於周圍氣流的溫度，因此燒成慢、耗煤多，需要的焙燒帶也長。

如焙燒帶太短，可加高風閘，尤其是遠閘，以加強通風，並注意強化底風。如果焙燒帶太長，並出現高溫，應適當降低風閘，尤其是遠閘減小窯內通風，以及部分遮擋出窯端磚垛，減小進風面積，控風限氧、抑制燃燒。同時，應在預熱帶後部揭火眼灌風，以保證干操預熱所需的風量。

三、保溫帶

從停止加煤的一排火眼起約10～15排是保溫帶，作用是使焙燒時的物理化學反應趨於完全，以徹底燒熟燒透而減少磚體中的孔隙，使其具有良好的聲音、顏色及足夠的強度。切忌快速降溫，以免因急冷收縮不勻而在磚面上生成髮狀裂紋或爆裂。特別是當溫度從600℃降到550℃的階段，遊離的二氧化硅又要產生晶型轉化，顆粒體積收縮，更易產生裂紋。空心磚的塊大、壁薄、體弱、更要謹慎。

保溫帶還同時負有控制進入焙燒帶的空氣數量、溫度及進人預熱帶的煙氣的溫度的任務。保溫帶太長，坯垛阻力大，風量減少，焙燒帶供氧不足；反之，過剩空氣太多，又可能使焙燒帶溫度下降。恰如其份的保溫帶長度可使冷風通過時吸收磚體熱量，在到達焙燒帶時已有足夠高的溫度和適宜的風量，焙燒就正常。保溫帶應有的長度還和製品的形狀、原料對降溫速度的敏感程度及當時的氣候有關；如燒平瓦及薄壁的空心磚時適當放長；原料為沙質粘土時可以稍短；窯爐的抽力好時可適當延長；對於輪窯，順風前進的火頭可以稍長，逆風前進的火頭則宜稍短。通常以焙燒帶尾部磚垛的底層不出現暗紅或黑色的火情，成品沒有因急冷而造成的髮狀裂紋或啞音磚等缺陷為適宜。

四、冷卻帶

從保溫帶終結到出窯的一段叫冷卻帶，目的是為便於出窯操作，在保證製品質量的前提下，冷卻帶越短，進風的阻力越小，也越有利於焙燒。

）——焙燒後成品的常見問題和防治

炸裂，當入窯磚坯的殘餘水分過高，預熱帶初期的升溫速度又超過了25～35℃／h時，坯體中迅速汽化了的蒸汽來不及排出，擠炸磚坯。殘餘水分越高，情況也越嚴重，甚至窯頂可聽到炸裂聲，尤其在蹲火後剛進人預熱帶的磚坯。因這時該段溫度較高，更易產生炸裂。如果只是預熱帶升溫較急，殘餘水分並不太高，水汽常只擠破磚坯表層，形成蛛網般的細裂紋。對此，除應控制人窯坯的殘餘水分低干8％外，還應適當延長預熱帶，使緩慢升溫均勻脫水，以及在蹲火及輪窯燒紙擋後緩慢提遠閘，慢慢加高。

髮狀裂紋，磚面上出現淺細而基本上沒有分岔近似直線的裂紋，是保溫不夠急冷造成。為此，應有10～15排長度的保溫帶，輪窯不可近打窯門，隧道窯不許把保溫帶推到窯門上，和焙燒帶後不許長時間揭火眼灌冷風。

本來沒有裂紋的磚坯燒成後大面上出現大裂紋，有時裂紋還延伸到條面或頂面。這大多是成型時留下的隱患，焙燒又用閘不當，裂紋擴大。為此，應適當降低原料的塑性指數，調整磚機螺旋絞刀的轉速和螺旋角，採用分離式螺旋絞刀，並在泥缸上加打泥棒以減輕泥料分層；或採用熱水、蒸汽攪拌、真空擠泥等措施來減少泥料中的水、氣來消除分層。另外焙燒應正確用閘，均勻排潮以及分次落實門前閘等。

泛霜，磚面上生出一層白色粉末。這是磚體殘留有硫酸鎂、硫酸鈉等可溶無機鹽，吸水後滲出表層蒸發後的殘留物。由於坯體含有一定數量的結晶水，脫水後膨脹，因此，在泛霜時還會崩裂磚的表層。為此，應控制泥料中氧化鎂的含量低於3％。強化粉碎，提高細度和適當延長焙燒及保溫時間，使生成不溶於水的硅酸鹽，減輕或杜絕危害。

石灰爆裂，原料中的石灰石焙燒後變成生石灰，出窯後吸收空氣中的水分生成熟石灰，體積劇烈膨脹而破壞磚體，叫石灰爆裂。空心磚壁薄，危害更大。為此，除要求原料中氧化鈣的含量應少於10％以外，還必須粉碎到粒徑小於2mm，以化整為零減輕危害。在焙燒時把燒結溫度提高到允許的最高燒成溫度，並充分保溫，使生成不溶的硅酸鈣。實驗和實踐都已證明：粒徑在0.85mm以下的氧化鈣顆粒在保持1000℃的一定時間內，將會完成一系列的化學反應，與二氧化硅化合生成硅酸鈣（CaSiO3）。但此時泥料的燒結溫度範圍的上限應高於1000℃，並充分保溫。最後一個方法是：磚出窯後立即用水淋透，不等其吸水膨脹即已變成石灰漿而被沖走，避免危害。

磚面燒焦起泡原因是焙燒帶升溫太快，表層迅速熔融燒結，堵住了孔隙，內部還在進行的理化反應所產生的氣體無路可走，在磚面鼓成氣泡。因此，焙燒帶的升溫速度應低於40～70℃/h，尤其在坯體已達到900℃以上溫度時，繼續升溫的速度更低於20℃～30℃／h，以防磚面燒焦起泡。

欠火磚是燒結溫度、時間和保溫時間不足所致。其顏色比正品磚淡、聲啞、比正品磚的外形尺寸稍大並稍重。斷面顏色從表層到心部大不相同，心部常是泥料本色，強度極低，吸水率高、耐久性差、是廢品，常出現在輪窯窯門、哈風口、坯垛頂部及兩側。因此，除應保證焙燒溫度及保溫時間外、還應注意封好窯門、強化外火，碼窯時注意下稀上密、中稀邊密以及不可近打窯門，杜絕哈風漏氣。隧道窯還應注意坯垛和窯牆的間隙，應小於8cm，並嚴防窯車接頭及沙封漏氣。

啞音磚除因欠火造成的啞音磚外，成型時造成的隱形裂紋和因原料土中雜質太多、攪拌不勻留下的隱形分層，濕坯在預熱升溫太急，已被霜凍的磚坯和磚坯在預熱帶吸潮凝霹等均會形成微裂紋，造成啞音磚。此外，如焙燒不當，過早打窯門，隧道窯把冷卻帶推到了窯外造成磚體突冷形成微裂紋等，也可能造成啞音磚。對此，除應強化原料處理，剔除雜質，充分混勻，改善磚機的有關參數外，還應注意不燒高濕坯、霜凍坯，同時應保證預熱良好，有足夠長的保溫帶。

黑頭磚多發生在炕腿處，磚的一部或全部呈煤一樣的黑色，全是欠火磚。這是磚坯被未燃盡的煤及煤灰封住，在缺氧的情況下高溫的碳原子滲人磚坯使磚染黑。

對此，焙燒時應勤添少加外投煤，不使窯底積炭，火眼坯垛應碼好爐條坯，以打散外投煤，使均勻撒向坯垛各部而均勻燃燒，及加足內燃，力爭少投或不投外燃煤。

壓花，高內燃及煤矸石磚常在兩坯疊壓處出現蘭黑色的疤痕，有時黑疤還略有凹陷，叫壓花。是因疊壓處缺氧燃燒，泥料中的三氧化鐵被還原為蘭黑色的氧化亞鐵，因氧化亞鐵對粘土類有較強的助熔性，焙燒產生收縮形成凹陷。但並不影響其強度。因此，磚坯的內摻熱量不可太高。對高內燃的煤砰石磚可採用平裝密碼的碼窯形式，把壓花轉移到不影響砌體外觀的大面上去；成型時強化撤沙，使疊壓面可以流過一定數量的空氣；干坯入窯，防止上下磚坯「壓花粘連」；焙燒採用低溫長燒，盡量充分氧化，減輕壓花。

黑心磚的斷面從表層到心部明顯有別，表層顏色正常，越向心部越黑。其中，欠火黑心暗而無光，黑色染手而不刮手，在黑心和已燒好的表層之間有一條明顯的紅白色帶。磚啞音，比正品稍重，屬欠火磚。原因是焙燒溫度及時間都不夠。

另一種是過火黑心，黑心為蘭黑色，有光澤，刮手而不染手，為缺氧燃燒而生成的氧化亞鐵，聲清脆，強度較高，有時略有變形，欠美觀。原因是焙燒帶升溫較快，表層過早燒結，氧氣進不去，焙燒溫度也偏高。

因此，焙燒時須保持合理的升溫速度，科學地選擇燒結溫度範圍和焙燒保溫時間，從而使磚坯燒熟燒透而不過燒。

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