燒結(jié)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(xiàn)階段制磚行業(yè)已廣泛采用頁巖、煤矸石制作燒結(jié)磚。但磚坯在擠出成型過程中，易出現(xiàn)坯體強度低、坯條四棱爛角等影響成品質(zhì)量的狀況。現(xiàn)筆者根據(jù)自己多年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，就提高產(chǎn)品質(zhì)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(zhì)。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(jīng)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(yīng)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(jīng)過顆粒級配后的原料及內(nèi)摻燃料（內(nèi)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(shù)、芯模的壓縮系數(shù)、原料的含水率等有關(guān)。

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(wěn)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(wěn)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(fù)絞刀時，絞刀葉片的兩平面應(yīng)平整光滑，或在初使階段先生產(chǎn)一個班次的實心磚，讓絞刀磨合至穩(wěn)定階段。

絞刀的穩(wěn)定階段是擠出機的優(yōu)質(zhì)高效階段。此階段生產(chǎn)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(wěn)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(nèi)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(fā)生變化，這種變化導(dǎo)致原料整體結(jié)構(gòu)不均衡并由此產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。與此同時會產(chǎn)生大的剪應(yīng)力和摩擦力，造成泥缸和坯條的溫升過高，此應(yīng)力大部分尚存于坯體中，造成坯體斷面應(yīng)力不均，坯體在擠出、干燥過程中開裂。因此，發(fā)現(xiàn)坯條溫升過高時，應(yīng)及時修復(fù)絞刀外圓和泥缸襯套內(nèi)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(zhì)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(nèi)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(fù)雜的運動，使內(nèi)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)逐漸著趨于均衡，應(yīng)力相應(yīng)減少。因此，為使坯料間的應(yīng)力降低，機頭的長度和幾何形狀至關(guān)重要。

機頭的長度，一般為擠出機擠壓段泥缸內(nèi)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(nèi)壁上與下和左與右與軸線的對稱度<2 mm。

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

d.芯模的壓縮系數(shù)，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(shù)為1.5～3（原料塑性低、孔洞率大取大值）。芯模應(yīng)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(nèi)部坯料的阻力與機口內(nèi)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(jié)構(gòu)，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(jù)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(diào)整坯條截面擠出速度

坯條的擠出成型參數(shù)，盡管對原料、絞刀、機頭、機口與芯具等結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化組合，若沒有切實可行的輔助措施來進行隨機補償與調(diào)整，要保證成型質(zhì)量的持續(xù)穩(wěn)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(dǎo)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(nèi)會潛伏應(yīng)力，坯體在干燥或焙燒時顯現(xiàn)裂紋，甚至造成坯體開裂，影響產(chǎn)品質(zhì)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(shè)置調(diào)速板（阻力板）和調(diào)速棒（阻力棒），可達到較好地使用效果。根據(jù)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(diào)整范圍大、調(diào)整方便。

3.1 調(diào)速板

調(diào)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(diào)速棒

調(diào)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(chǎn)燒結(jié)磚，其產(chǎn)量和質(zhì)量的穩(wěn)定性，有賴于半成品生產(chǎn)的穩(wěn)定。在半成品的生產(chǎn)過程中，必須把握好原料處理、擠出成型過程中的關(guān)鍵要素，這樣才能保證穩(wěn)定的產(chǎn)量和質(zhì)量。

內(nèi)容來源于百度