磚坯順利干燥的基礎(chǔ)

把磚坯中的水分排出的過程叫作“干燥過程” 在燒結(jié)磚的生產(chǎn)過程中，干燥和焙燒是緊密相聯(lián)的 兩道工序，而干燥則是焙燒的“先行官”。只有“先 行官逢山開路，遇水架橋”開辟出一條暢通的大道， 三軍才可以順利前進(jìn)。磚的生產(chǎn)也是一樣，只有干 燥工序能及時提供數(shù)量足夠，質(zhì)量合格，已經(jīng)完全 干透了的磚坯，焙燒才有可能順順當(dāng)當(dāng)。

在燒結(jié)磚的生產(chǎn)過程中，干燥和焙燒又很難徹底分開。因為，在焙燒窯的預(yù)熱帶的開始階段，磚坯在預(yù)熱升溫的同時還要繼續(xù)排出其殘余水份，兩者同步進(jìn)行。是即干燥又焙燒。

在一次碼燒的生產(chǎn)工藝中，干燥和焙燒所占用的窯爐長度以及需要的時間通常是一樣多 實踐證明：燒結(jié)磚生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢次品中，大多是在磚坯干燥過程中的某些環(huán)節(jié)處理不當(dāng)而造成的。這些已經(jīng)帶有“殘疾”的磚坯進(jìn)入焙燒工序以后繼續(xù)發(fā)展終成廢次品。因為焙燒工序不是“醫(yī)院”，不可能治愈已經(jīng)傷殘了的磚坯。

在實際生產(chǎn)中，磚坯的干燥和焙燒對窯內(nèi)小環(huán)境的要求也不完全一樣。焙燒只要求各帶的風(fēng)量和溫度必須適當(dāng)；干燥則除要求其各個階段的風(fēng)量和溫度必須適當(dāng)以外，還對各個階段的風(fēng)的相對濕度有一定的嚴(yán)格要求，條件比焙燒還要苛刻。因為不適當(dāng)?shù)南鄬穸鹊娘L(fēng)正是干燥裂紋、吸潮、凝露 直至磚坯潮塌、爆坯的罪魁禍?zhǔn)祝∵@是因為濕坯就像出生不久的嬰兒，抵抗力弱，需要細(xì)心呵護。那種重焙燒輕干燥的生產(chǎn)管理模式是注定要吃虧的。

磚坯的干燥包括兩個過程：先是磚坯中的水受熱汽化變成水蒸汽，然后這些溢出來的水汽脫離磚坯排入大氣，這一過程在教科書上稱為“蒸發(fā)”。在干燥窯里面，這些都要依靠風(fēng)來幫忙。先是風(fēng)把從焙燒窯獲得的熱量傳遞給比它溫度低的磚坯，使磚坯里的水份受熱汽化，然后再把這些“擠到”磚坯 表面的水蒸汽帶走，排入大氣。所以風(fēng)就是干燥過程中的熱量、傳熱、水分蒸發(fā)等物理現(xiàn)象的介質(zhì)(載體)，起到非常關(guān)鍵的作用。因此要想把磚坯干燥得很好，就必須先充分了解風(fēng)、水、水蒸汽、泥料之間的關(guān)系，掌握磚坯的“脾氣”，以便揚長避短使三者 達(dá)到最佳組合。

先談風(fēng)，風(fēng)攜帶熱量的本事可以說是無限的， 在冶金行業(yè)、熱風(fēng)爐里的風(fēng)溫可達(dá)1000℃C~2000℃ 或更高，在熱電廠，過熱水蒸汽的溫度也能夠達(dá)到 1000℃左右或更高，而人工干燥室的氣溫大多在 120℃以下，這對于風(fēng)來說，簡直是“小菜一碟”。但 風(fēng)攜帶水汽的能力就十分有限，總體來看，是溫度越高每Nm3(標(biāo)準(zhǔn)立方米，下同)所能帶走的水汽也越多。下表列出每Nm3的風(fēng)在0℃-100℃時的飽和含水量，單位是g/ Nm3 。

從表中可以看出，同樣是1Nm3的空氣其在 100℃時所能搭載的水蒸汽的重量是0℃時的180.2倍。

必須注意的是空氣在搭載水蒸汽時還有兩個 倔脾氣”，一是絕對不許超載，多0.1g也不行。二是搭載了水汽的空氣當(dāng)其溫度下降時搭載能力也隨之迅速下降。一旦降到其搭載的水汽已達(dá)到其飽和含水量時就成了“飽和濕度”或稱相對濕度已達(dá) 100%。此時如果溫度持續(xù)下降，它就會毫不客氣的 把多出來的水汽“擠出艙外”甩掉！

舉個例子來說，如果進(jìn)入干燥窯的熱風(fēng)溫度為 100℃，其每m3空氣中的含水量為89.09g，則其相對濕度僅為10%，還有90%的“空位”。滿打滿算還可以再搭載792.81g水！但當(dāng)它走到干燥窯的進(jìn)車端 (干燥窯中磚坯的預(yù)熱段)時熱量已大部分傳遞給了溫度較低的磚坯，本身溫度已降到50℃，此時空氣的飽和含水量為98.13gm3，就算它一路上沒有另外搭載磚坯排出來的水汽(注：這在實際上是不可能的)僅其原來所含有的88.09g水，其相對濕度已升 至89.768%！只剩下約10%的空位，滿打滿算也只能再搭載100g水！如果此時其溫度已降到40℃ 那就更麻煩了，由于40℃時空氣的飽和含水量只有 3862gm，則此時其相對濕度將達(dá)到150.2729%！這是絕對不可能的，它早已把多余的50.2729%即 2947g水?dāng)D出門外，而這些被遺棄的水汽將會依附在比它溫度更低的磚坯表面，造成磚坯吸潮、凝露 甚至潮塌！

水和水蒸汽有一個同樣的“脾氣”，就是溫度越高，能量越大，“跑得也越快”。水在吸收了足夠 的熱量(蒸發(fā)熱)以后轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵猓潴w積會膨脹 22.4倍以上，溫度越高，膨脹的倍數(shù)也越多。早年的蒸汽機車正是靠水蒸汽所產(chǎn)生的巨大膨脹力推動蒸汽機才能拖動數(shù)以千噸計的列車奔馳。

俗話說：“水往低處流”，這是事實，但并非水一定要往低處“走”。如果把一塊干毛巾和一塊濕毛巾放在一起，不管是濕毛巾在上面還是在下面，你都會發(fā)現(xiàn)很塊干毛巾變濕了，濕毛巾則干了一點 直到兩塊毛巾的干濕度一致。這種情況，我們叫它濕傳導(dǎo)”。這是因為干毛巾疏散，纖維之間有很多孔隙，水就會“擠”過去“填平補齊”。如果濕毛巾是熱的，你還會發(fā)現(xiàn)：干毛巾濕得更塊，即濕傳導(dǎo)的速度也更快。這又告訴我們，水的溫度越高水也跑 得更快，所以從熱水中擰干了的毛巾和在冷水中同樣擰干了的毛巾在同一條件下晾曬，熱水中擰出來的毛巾干得更快。

都知道水在0℃時結(jié)冰,100℃時沸騰，轉(zhuǎn)化為水蒸汽，其任何一點變化都必須有“熱”來幫忙 實驗表明:1kg液態(tài)水每升高1℃要吸收1kCal的熱 當(dāng)其由0℃升至100℃時累計要吸收100kCa的熱量 而當(dāng)其由100℃的水轉(zhuǎn)化為100℃的水蒸汽時則要吸 收574Cal的熱量(蒸發(fā)熱，是前者的5.74倍。

磚坯是水和泥料的組合體，在剛被擠出成型的磚坯里，泥料顆粒之間都隔著一層水膜而結(jié)合成團，在干燥窯里，風(fēng)把磚坯里的水汽帶走了，相鄰的泥料顆粒互相靠攏，坯體收縮，這種脫水顆粒互相擠攏和坯體收縮基本是同步進(jìn)行的。

在干燥窯里，磚坯只有表層和窯里的熱風(fēng)直接接觸，升溫和表層泥料中的水份吸熱、汽化并被流動的熱風(fēng)帶走使表層泥料顆粒互相靠攏產(chǎn)生收縮而坯體內(nèi)部的泥料還是冷的，沒有吸收到熱，水份也沒有汽化脫去，泥料顆粒之間仍保持原有距離沒有收縮，即坯體內(nèi)外產(chǎn)生了溫度差異，濕度致收縮差異。而泥料的彈性系數(shù)極小只有1%左右，一旦差異擴大，越過了泥料的容忍程 磚壞表面被“拉裂”出現(xiàn)不規(guī)則的干燥裂紋。

如果此時磚坯已經(jīng)內(nèi)外全部受熱升溫 外一樣熱則坯體內(nèi)部的水份也會因溫度升，活動越高，能力加大，根據(jù)前述，“濕傳導(dǎo)”的原理而依次遞補前面水份脫出的空位，使坯體內(nèi)外溫度、濕度和收縮基本一致，就和日常排隊購物一樣，前面走了一個，后面依次跟上，消除差異，磚坯表面也就不會出現(xiàn)干燥裂紋了。要想實現(xiàn)這種狀態(tài)，就必須要磚坯 內(nèi)外同步升溫，但這又是不可能的，在鍋里煮肉也 是表面先熟，里面后熱后熟，有個過程呢！于是就只剩下最后一招就是叫磚坯表層“只許升溫，不許脫水”或升溫而很少脫水，等磚坯內(nèi)部溫度升高到內(nèi)外一樣了，才開始大量脫水，由于此時坯體內(nèi)外 水份都已升溫活動能力大增，表層水份脫出一個后面會立即依次緊跟補上，于是坯體內(nèi)外同步升溫、脫水、收縮，大家都一樣，就不可能“撕破臉”產(chǎn)生裂紋了，辦法就是讓磚坯在進(jìn)入干燥窯的一段時 間里處于相對濕度較高的環(huán)境里，使其“悶熱而出不來汗”，并把干燥窯的這一段稱為“磚坯預(yù)熱段 在這一階段里的磚坯“主要升溫，極少脫水”直到 坯內(nèi)外泥料水份溫度都同樣升高到一定程度坯體內(nèi)的水分都“躍躍欲試”急著想趕快脫離“悶熱 環(huán)境時才進(jìn)入磚坯干燥的第二個階段“干燥段”。

的干燥段，磚坯基本上處于大量脫水而很少升溫的狀態(tài)。此時窯內(nèi)熱風(fēng)所攜帶的大量熱主要被磚坯中的整裝待發(fā)的水份作為其蒸發(fā)時的蒸發(fā)熱“吃掉了”。由于此時，坯體表里的泥料和 水的溫度都高，水份的活動能力也高。只要表層脫 去一個水汽后面的水份就緊跟補上，不僅脫水快而且始終保持坯體各部的溫度、濕度、收縮表里如一不致產(chǎn)生干燥裂紋。對單獨的和烘燒并列的隧道窯，磚坯在通過干燥段后還要經(jīng)過一段冷卻段才出干燥窯，以便工人將其轉(zhuǎn)運到焙燒窯，通常這種干燥窯中預(yù)熱段和干燥段各占總長的五分之二，余下為冷卻段。而在干燥焙燒一體化的直通式隧道 窯中則沒有“冷卻段”經(jīng)過干燥段的磚坯直接進(jìn)入焙燒窯的預(yù)熱帶，節(jié)能又省事。