CN1850695A - 以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法，它依次按计量备料、堆放陈化、真空制坯、晾干脱水、装窑烧制、封窑焖烧、吸收水雾和成品出窑的步骤进行，它突出的实质性特点和显著进步在于：它是用开山放炮炸取的页岩作原料替代粘土，采用真空制坯和内燃外烧的方式生产的仿古青砖瓦产品具有强度高、耐寒抗冻、抗风化、防渗透性能好和附加值极高的显著优点，产品外型青泽纯正、豪华美观，深受用户的青睐，本发明构思新颖、工艺简捷，符合国家“禁用粘土”的产业政策和环保要求，具有十分显著的经济效益和社会环保效益，有极好的市场前景。

Description

以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法

技术领域：

本发明涉及青砖瓦的生产技术，属于建筑陶瓷类砖瓦烧制的技术领域，具体地说是一种以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法，特别适用于生产制造仿古青筒瓦、青屋面瓦和青墙地砖等青瓷类系列产品。

背景技术：

随着我国国民经济的的高速发展和广大人民群众生活水平的不断提高，大大促进了我国城市化建设的进度，特别是我国当前正掀起建设社会主义新农村运动，建设部门增大了对建材的巨大需求，客观上有力地推动了我国建材市场的迅猛发展。就目前来说，在我国建材系统中众多的砖瓦生产企业，大都是采用传统的以粘土为原料、制坯成型后再经过入窑焙烧烧制的方式制成砖瓦产品供使用的。这种传统的以粘土为原料生产砖瓦的方式潜藏着巨大的土地资源生存危机。据调查：我国每年将有近万亩的耕地良田被众多的砖瓦生产企业无情地挖掉了。这种“以土地换取砖瓦”的恶劣行为，不仅造成了我国宝贵的不可再生的土地资源严重流失，而且严重破坏了当地的生态环境，事实上将酿成无法挽回的巨大的灾难性后果。正因为如此，为切实保护和紧急挽救十分宝贵的耕地资源，我国政府已采取相关的强制措施命令禁止以粘土为原料生产建材。我国制砖行业的科技人员和制砖厂的企业家们正积极寻找和研发能够替代粘土的生产原料，为建设部门生产提供更高质量的砖瓦建材制品。近年来，在建材市场上出现了一批仿古青砖瓦产品，特别受到人们的关注和青睐。这种仿古青砖瓦与传统的红砖瓦相比较，不仅外型古朴、色彩优美、青泽纯正、豪华美观，而且在硬度、抗拉、抗剪、抗折等方面还具有特别优异的性能，它具有质地紧密、机械强度高、耐寒抗冻性能好、抵抗风化渗透能力强和产品附加值很高的显著优点。但是，迄今为止，在建筑行业销售看好、使用中倍受人们喜爱的仿古青砖瓦大都仍然还是采用粘土为原料来烧制生产的，这是违反我国有关行业政策的行为，它仍将对我国的土地资源造成非常严峻的威胁。

发明内容：

本发明是在现有烧制红砖瓦的传统生产技术的基础上提出一种以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法，它的生产工艺流程简捷，生产操作和运行管理方便，它突出的实质性特点和显著进步在于：它是以开山放炮炸取的页岩作原料替代粘土来生产建材产品，完全符合国家“禁用粘土”的产业政策，满足“资源节约型、环境友好型的可持续性发展”的环保要求，所生产的仿古青筒瓦、青屋面瓦和青墙地砖等青瓷类系列产品具有外型豪华美观、青泽纯正、机械强度高、耐寒抗冻、抗风化、防渗透性能好和附加值极高的优点，具有十分显著的经济效益和社会环保效益。它是通过如下技术方案来实现的：

它依次按以下的步骤进行：

(1)计量备料：按重量计称取原料：

页岩                    1份，

煤                      0.1～0.35份，

将分别计量称取的原料送入粉碎机内粉碎成块度为3～10mm的混合物料，再将混合物料送入雷磨机球磨成混合粉料，控制混合粉料的粒度为200～320目。

(2)堆放陈化：将制成的混合粉料堆放于室内进行自然堆放陈化处理，堆放陈化时间为1～3天，使混合粉料内部的水份在自然堆放状态下尽量充分地趋于均衡一致。

(3)真空制坯：计量称取经过堆放陈化处理的混合粉料放入搅拌机内并按混合粉料重量的10～20％加水后进行充分搅拌，即制成搅拌均匀的制坯泥料，再在真空负压的环境条件下将制坯泥料挤压成型制成按设计要求的坯件，在挤压成型的制坯过程中，控制真空度为0.9～0.5×10⁵Pa，在真空负压的环境条件下可使所制坯件内部的空气在制坯过程中尽量充分地排出坯件体外，能使所制成的坯件质地更加紧密，有效地提高坯件的致密度，这将对提高产品内在质量起到关键作用。

(4)凉干脱水：将制得的坯件放入室内码坯存放，进行自然凉干脱水处理1～3天，使坯件进一步固型。

(5)装窑烧制：将凉干脱水后的坯件装入窑炉内，点火后采用缓慢升温法进行焙烧烧制，在焙烧烧制的过程中，均匀混配于坯件内的煤粉将在坯件内部的缺氧状态下形成内燃的烧制方式，使坯件在窑炉内的焙烧烧制全过程处于内燃外烧的双重还原气氛中进行，坯件能内外均衡地彻底烧透，将页岩中含有的红色高价氧化铁Fe₂O₃全部还原成青色的低价氧化铁FeO，同时，坯件内部的煤粉在内燃后形成的余烬灰分将均匀分布留存于坯件内部并成其为所生产产品的物质组成成份，这样能够使所烧制坯件的内部整个断面全部转变为青色，所述的采用缓慢升温法是指用红外线测温仪精确控制窑炉内焙烧烧制温度的升温温段为：点火后在60～64小时内缓慢升温至55～65℃、继之又在46～50小时内继续缓慢升温至95～105℃、继之又在28～32小时内继续缓慢升温至345～355℃、继之又在46～50小时内缓慢升温至895～905℃、继之又在18～22小时内继续缓慢升温至1080～1120℃，采用如此缓慢的升温温段来控制窑炉内的焙烧烧制温度，是为了使所烧制的坯件在内燃外烧的双重还原气氛中能最大程度地保证坯件内部的实际烧制温度尽量地处处都趋于一致，使坯件整体烧制反应在平缓稳定的过程中进行，确保所烧制的产品内外色质青纯光泽、均匀一致。

(6)封窑焖烧：在严密封闭窑门、隔绝空气的缺氧环境中焖烧5～7小时，控制窑炉内的焖烧温度为1080～1120℃，能彻底防止坯件内部已还原的青色低价氧化铁和沉积于坯件表面的石墨化的碳素薄膜重新再次氧化而转红，能使所烧制的产品内外色质更加均匀牢固稳定，产品整体外观具有转青纯正自然流畅的天然美感。

(7)吸收水雾：在严密封闭窑门、隔绝空气的缺氧环境中，由设置于窑炉顶部的窑池向窑炉内徐徐地下水2～4天，控制下水量为1～1.5t/天，向窑炉内所下的水将吸收热量使窑炉内温度缓缓下降，同时在窑炉内生成浓密雾化状的缺氧水蒸汽并形成一定的蒸汽气压，使雾化状的缺氧水蒸汽在蒸气汽化和压力的双重作用下渗透进入所烧制的产品内部，即是说所烧制的产品处于缺氧环境缓缓降温的过程中饱和态地充分吸收雾化状的缺氧水蒸汽，能进一步使所烧制产品内部整个断面能完全彻底地转青，确保产品内外色质青泽纯正、均匀一致，这对牢固稳定产品转青成色、彻底防止日后出现“翻红”现象、提高产品外观质量具有明显作用。

(8)成品出窑：待窑炉内温度降低后，打开窑门即可取出已烧制合格的产品。

本发明还有如下技术特征：

在真空制坯的步骤中，所述的制坯泥料是按放入搅拌机内混合粉料重量的10～20％加入含NaCl为4～6％的盐水，进行充分搅拌制成的，所述的真空状态下将制坯泥料挤压成型是将制坯泥料送入配装有模具的真空挤压成型机内挤压成型制得坯件，控制真空挤压成型机的真空度为0.9～0.5×10⁵Pa，可制得内部质地紧密、外观质量稳定的坯件。

在装窑烧制的步骤中，所述的用红外线测温仪精确控制窑炉内焙烧烧制温度的最佳升温温段为：点火后在62小时内缓慢升温至60℃、继之又在48小时内继续缓慢升温至100℃、继之又在30小时内继续缓慢升温至350℃、继之又在48小时内继续缓慢升温至900℃、继之又在20小时内继续缓慢升温至1100℃。

在封窑焖烧的步骤中，在封密窑门、隔绝空气的缺氧环境中最佳焖烧时间为6小时，最佳焖烧温度为1100℃。

附图说明：

附图是本发明的生产工流程图。

具体实施方式：

实施例一：

本发明所提出的以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法，是依次按以下的步骤进行的：

(1)计量备料：用开山放炮方式炸取页岩，经过人工选料运回车间备用，配用市购煤料，并按如下重量计称取原料：

页岩                1份，

煤                  0.25份，

将称取的原料送入粉碎机内粉碎制成块度为6mm的混合物料，再将混合物料送入雷磨机球磨制成粒度为260目的混合粉料。

(2)堆放陈化：将制成的混合粉料堆放于室内进行自然陈化处理3天，即可使混合粉料内部的水份完全趋于均衡一致。

(3)真空制坯：将经堆放陈化的混合粉料放入搅拌机内并按混合粉料重量的15％加水进行充分搅拌，制成制坯泥料，再将制坯泥料送入配装有模具、真空度为0.9×10⁵Pa的真空挤压成型机内挤压即可制得内部质地紧密、外观质量稳定、符合设计要求的坯件。

(4)凉干脱水：将制得的坯件放入室内码坯存放，进行自然凉于脱水处理3天，能使坯件进一步固型。

(5)装窑烧制：将凉干脱水后的坯件码入“蒙古包式圆顶形”窑炉内，用红外线测温仪精确控制窑炉内焙烧烧制温度的升温温段为：点火后在62小时内缓慢升温至60℃、继之又在48小时内继续缓慢升温至100℃、继之又在30小时内继续缓慢升温至350℃、继之又在48小时内继续缓慢升温至900℃、继之又在20小时内继续缓慢升温至1100℃，能最大程度地保证坯件内部的烧制温度尽量地趋于一致，所烧制的产品内外色质青纯光泽、均匀一致。

(6)封窑焖烧：严密封闭窑门，在隔绝空气的缺氧环境中继续焖烧6小时，控制窑炉内的焖烧温度为1100℃，能使所烧制的产品内外色质更加均匀稳定，产品整体外观具有转青纯正、自然流畅的天然美感。

(7)吸收水雾：严密封闭窑门，在隔绝空气的缺氧环境中，由设置于窑炉顶部的窑池向窑炉内徐徐地下水3天，控制下水量为1.3t/天，使所烧制的产品在缺氧环境下缓缓降温的过程中饱和态地充分吸收雾化状的缺氧水蒸汽，能进一步促使所烧制产品的内部能完全彻底转青，确保产品内外色质青泽纯正、均匀一致，可牢固稳定产品转青成色、彻底防止日后出现“翻红”的现象。

(8)成品出窑：待窑炉内温度降低后，打开窑门即可取出合格的产品。

实施例二：

本发明所提出的以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法，是依次按以下的步骤进行：

(1)计量备料：用开山放炮方式炸取页岩，经过人工选料运回车间备用，按照如下规定的重量比称取原料：

页岩                1份，

煤                  0.35份，

将称取的原料送入粉碎机内粉碎制成块度为10mm的混合物料，再将混合物料送入雷磨机球磨制成粒度为320目的混合粉料。

(2)堆放陈化：将混合粉料在室内堆放陈化2天。

(3)真空制坯：称取经过堆放陈化处理的混合粉料放入搅拌机内，并按混合粉料重量的20％加入含NaCl为5％的盐水进行充分搅拌，制成制坯泥料，再将制坯泥料送入真空度为0.7×10⁵Pa的真空挤压成型机内挤压成型，即可制得内部质地紧密、外观质量稳定的坯件。

(4)凉干脱水：将制得的坯件放入室内码坯自然凉干2天，使坯件进一步固型。

(5)装窑烧制：将凉干脱水后的坯件装入窑炉内，用红外线测温仪精确控制窑炉内焙烧烧制温度的升温温段为：点火后在64小时内缓慢升温至65℃、继之又在50小时内继续缓慢升温至105℃、继之又在32小时内继续升温至355℃、继之又在50小时内继续缓慢升温至905℃、继之又在22小时内继续缓慢升温至1120℃，使坯件整体烧制反应尽量平缓稳定地进行，确保所烧制的产品内外色质青纯光泽、均匀一致。

(6)封窑焖烧：在严密封闭窑门隔绝空气的环境中焖烧7小时，控制窑炉内的焖烧温度为1080℃，能彻底防止坯件内部已还原的青色低价氧化铁再次氧化而转红，能使所烧制的产品外观具有转青自然流畅的天然美感。

(7)吸收水雾：在严密封闭窑门、隔绝空气的缺氧环境中，由设置于窑炉顶部的窑池向窑炉内徐徐地下水4天，控制下水量为1t/天，所烧制的产品在缺氧环境中缓缓降温的过程中饱和态地充分吸收雾化状的缺氧水蒸汽，能进一步促使所烧制产品的内部能完全彻底转青，确保产品内外色质青泽纯正、均匀一致。

(8)成品出窑：待窑炉内温度降低后，打开窑门即可取出烧制合格的产品。

实施例三：

本发明所提出的以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法，是依次按以下的步骤进行：

(1)计量备料：按如下重量计称取原料：

页岩                    1份，

煤                      0.1份，

将原料送入粉碎机内粉碎制成块度为4mm的混合物料，再将混合物料送入雷磨机球磨成粒度为220目的混合粉料。

(2)堆放陈化：将混合粉料堆放于室内自然陈化处理1天。

(3)真空制坯：将经堆放陈化处理的混合粉料放入搅拌机内并按混合粉料重量的12％加水后进行充分搅拌，即制成搅拌均匀的制坯泥料，送入真空挤压成型机内挤压即可制成坯件，控制真空度为0.5×10⁵Pa。

(4)凉干脱水：将成型的坯件码坯存放1.5天。

(5)装窑烧制：将凉干脱水后的坯件装入圆形窑炉内，点火后用红外线测温仪精确控制窑炉内焙烧烧制温度的升温温段为：在60小时内缓慢升温至55℃、继之又在46小时内继续缓慢升温至95℃、继之又在28小时内继续缓慢升温至345℃、继之又在46小时内继续缓慢升温至895℃、继之又在18小时内继续缓慢升温至1080℃，即可使坯件整体烧制反应尽量平缓稳定地进行。

(6)封窑焖烧：封闭窑门，在隔绝空气的缺氧环境中焖烧5小时，控制窑炉内的焖烧温度为1120℃，能彻底防止沉积于坯件表面的石墨化的碳素薄膜重新再次氧化而转红，能使产品整体外观具有转青自然流畅的天然美感。

(7)吸收水雾：在严密封闭窑门、隔绝空气的缺氧环境中，由设置于窑炉顶部的窑池向窑炉内徐徐地下水2天，控制下水量为1.5t/天，所烧制的产品在缺氧环境中缓缓降温的过程中饱和态地充分吸收雾化状的缺氧水蒸汽，能进一步促使所烧制产品的内部能完全彻底转青。

(8)成品出窑：待窑炉内温度降低后，打开窑门即可取出已经烧制合格的产品。

Claims (5)

1.一种以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法，它依次按以下的步骤步骤进行：

(1)计量备料：将分别计量称取的原料球磨成混合粉料，控制混合粉料的粒度为200～320目，

(2)堆放陈化：将制成的混合粉料堆放陈化处理1～3天，

(3)凉干脱水：将制得的坯件码坯存放，凉干脱水1～3天，

(4)成品出窑：待窑炉内温度降低后，打开窑门即可取出烧制合格的产品，

其特征在于：

在计量备料的步骤中，分别计量的原料是指按重量计称取：

页岩              1份，

煤                0.1～0.35份，

在堆放陈化与凉干脱水的步骤之间还有真空制坯的步骤：计量称取经过堆放陈化的混合粉料放入搅拌机内并按混合粉料重量的10～20％加水后进行搅拌制成制坯泥料，在真空负压环境下将制坯泥料挤压成型制成坯件，控制真空度为0.9～0.5×10⁵Pa，

在凉干脱水与成品出窑的步骤之间还依次有装窑烧制、封窑焖烧和吸收水雾的步骤：

装窑烧制：将凉干脱水后的坯件装入窑炉内，控制窑炉内烧制温度的升温温段为：点火后在60～64小时内升温至55～65℃、继之又在46～50小时内升温至95～105℃、继之又在28～32小时内升温至345～355℃、继之在46～50小时内升温至895～905℃、继之在18～22小时内继续缓慢升温至1080～1120℃，

封窑焖烧：在封闭窑门、隔绝空气的缺氧环境中焖烧5～7小时，控制窑炉内的焖烧温度为1080～1120℃，

吸收水雾：在封闭窑门、隔绝空气的缺氧环境中，向窑炉内下水2～4天。

2.根据权利要求1所述的以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法，其特征在于：在真空制坯的步骤中，所述的制坯泥料是按放入搅拌机内混合粉料重量的10～20％加入含NaCl为4～6％的盐水，进行搅拌制成的。

3.根据权利要求1或2所述的以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法，其特征在于：在真空制坯的步骤中，将制坯泥料送入真空挤压成型机内挤压成型制成坯件。

4.根据权利要求1所述的以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法，其特征在于：在装窑烧制的步骤中，控制窑炉内焙烧烧制温度的最佳升温温段为：点火后在62小时内升温至60℃、继之在48小时内升温至100℃、继之在30小时内升温至350℃、继之在48小时内升温至900℃、继之在20小时内升温1100℃。

5.根据权利要求1或4所述的以页岩为原料真空内燃式烧制青砖瓦的方法，其特征在于：在封窑焖烧的步骤中，最佳焖烧时间为6小时，最佳焖烧温度为1100℃。

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