燒結磚擠出成型要素分析

隨著我國墻體材料改革的不斷深入，現階段制磚行業已廣泛采用頁巖、煤矸石制作燒結磚。但磚坯在擠出成型過程中，易出現坯體強度低、坯條四棱爛角等影響成品質量的狀況。現筆者根據自己多年的生產實踐經驗，就提高產品質量的主要要素進行淺析，供探討。

1、 原料的處理

原料的處理適當與否會直截影響成品的品質。如原料的顆粒粗大，混合不均，磚的斷面會粗糙不平，切割困難，影響鋼絲使用壽命等，還會帶來焙燒困難，煤耗增高。

1.1 加強原料的制備

用頁巖、煤矸石為原料制磚，原料必須要經過破碎、篩分處理。滿足原料擠出成型要求。

1.2 原料顆粒級配處理

將破碎后的原料篩分，粒徑組成應滿足：<0.05 mm（塑性顆粒）占25%～30%，0.05 mm～0.5 mm（填充顆粒）占40%～45%，0.5 mm～2.5 mm（瘠性顆粒）占25%～30%。

1.3 原料增塑處理

將經過顆粒級配后的原料及內摻燃料（內摻燃料顆粒也需粉碎至3mm以下，按比例均勻摻配至原料中），加水至原料含水率11%～13%，攪拌均勻后，送至陳化庫，原料陳化時間不少于48 h。

1.4 原料均化處理

將陳化后的原料再次攪拌后，送入真空擠出機擠出成型。

2、 合理選擇真空擠出機的擠出壓力和真空度

真空擠出機擠出壓力的大小和真空度的高低，會對原料的擠出成型、磚的焙燒造成影響。

a.擠出機的壓力與螺旋絞刀擠壓段的螺旋角、絞刀葉片的線速度、機頭的長度、機口的壓縮系數、芯模的壓縮系數、原料的含水率等有關。

螺旋絞刀擠壓段螺旋角選用15.5°～21°（原料塑性低、磚孔洞率大時取小值）；絞刀葉片線速度選用0.6～0.8m/s（塑性低、孔洞率大取小值）。

真空擠出機螺旋絞刀的使用對原料擠出成型的穩定性帶有周期性影響。在正常情況下，每套絞刀的使用周期，可分為三個階段：初使階段，即自然磨合階段、穩定階段、維持階段。

絞刀的初使階段，擠出機的負荷較重。因此，要求制作、修復絞刀時，絞刀葉片的兩平面應平整光滑，或在初使階段先生產一個班次的實心磚，讓絞刀磨合至穩定階段。

絞刀的穩定階段是擠出機的優質高效階段。此階段生產高孔洞率的薄壁制品最為適合。

絞刀的維持階段，即絞刀通過一段時間穩定期后，由于絞刀葉片外圓的磨損，葉片外圓與泥缸襯套的內壁間隙過大。外圍坯料在螺旋推進的過程中，會通過間隙返流（返缸）。坯料在返流的過程中，原料密度、可塑性發生變化，這種變化導致原料整體結構不均衡并由此產生內應力。與此同時會產生大的剪應力和摩擦力，造成泥缸和坯條的溫升過高，此應力大部分尚存于坯體中，造成坯體斷面應力不均，坯體在擠出、干燥過程中開裂。因此，發現坯條溫升過高時，應及時修復絞刀外圓和泥缸襯套內壁的阻旋條（膛線）。

b.機頭的長短和方圓位置度的偏差，會影響擠出機的壓力和坯體的成型質量。
坯料在螺旋推進的過程中，當坯料脫離絞刀頭前端時，瞬間其截面形狀是中空的。在推力和阻力的作用下，坯料受機頭內空形狀的制約，坯料向中心合攏而前行。坯料在前行的過程中，在多個外力的作用下，進行著劇烈而復雜的運動，使內應力和結構逐漸著趨于均衡，應力相應減少。因此，為使坯料間的應力降低，機頭的長度和幾何形狀至關重要。

機頭的長度，一般為擠出機擠壓段泥缸內徑的40%～60%（原料塑性低時取大值）。機頭的進口軸線與機頭的機口軸線偏差<1.5mm，機頭內壁上與下和左與右與軸線的對稱度<2 mm。

c.口的壓縮系數，即機口的進出口截面積之比（壓縮系數）為1.5～2（原料塑性低取大值）。

d.芯模的壓縮系數，即芯頭大端截面積之和與芯桿截面積、大（主）、小（副）刀臂截面之和之比系數為1.5～3（原料塑性低、孔洞率大取大值）。芯模應具有足夠的強度和剛度，并具有足夠的耐磨性，以延長使用壽命。在充分考慮芯具對機頭內部坯料的阻力與機口內壁阻力和坯料的摩擦阻力相平衡的前題下，盡量簡化芯架結構，以減輕坯料對芯架的作用力，提高坯體的二次愈合能力。

e.原料含水率（原料的成型水分）根據選擇的擠出機類型而決定。硬塑擠出機原料的含水率可選擇在11%～14%（原料塑性低取大值）。半硬塑擠出機原料的含水率可選擇在14%～18%（原料塑性低取大值）。

f.真空壓力，即真空擠出機的真空表顯示的壓力。當擠出實心坯條時，真空壓力可選擇在-0.06 MPa～-0.07MPa，如果真空度太高，坯體太密實，坯體透氣性下降，會影響干燥和焙燒。當要擠出空心坯條時，真空壓力可選擇在-0.08MPa～-0.092 MPa（坯體的孔洞率越高則真空度越高）。

3、 合理調整坯條截面擠出速度

坯條的擠出成型參數，盡管對原料、絞刀、機頭、機口與芯具等結構進行了優化組合，若沒有切實可行的輔助措施來進行隨機補償與調整，要保證成型質量的持續穩定也是不可能的。因為還存在著原料性能的波動和芯具的磨損不均等，這些因素會導致坯條截面的擠出速度不均。如果坯條截面的擠出速度不均，坯體內會潛伏應力，坯體在干燥或焙燒時顯現裂紋，甚至造成坯體開裂，影響產品質量。

為使坯條截面擠出速度均衡，從而在機口進口處和芯具間設置調速板（阻力板）和調速棒（阻力棒），可達到較好地使用效果。根據安裝方式，不同阻力板和阻力棒可分為固定式和活動式兩種。選擇活動式較好，其調整范圍大、調整方便。

3.1 調速板

調速板配置在機口的入料端的特定位置，以促使坯條四棱與中部擠出速度一致。

3.2 調速棒

調速棒配置在芯具間特定位置，以促使坯條中部擠出速度一致。

綜上所述，利用頁巖、煤矸石為原料生產燒結磚，其產量和質量的穩定性，有賴于半成品生產的穩定。在半成品的生產過程中，必須把握好原料處理、擠出成型過程中的關鍵要素，這樣才能保證穩定的產量和質量。

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