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烧结砖的冷却阶段是确保砖体质量的关键环节,需严格控制降温速率、气氛、压力及操作规范,避免因温度骤变或环境因素导致砖体开裂、变形或性能下降。以下是冷却阶段的详细注意事项:
一、控制降温速率,避免热应力损伤
分段冷却策略
高温急冷阶段(止火温度至700℃):
目的:快速冷却至石英晶型转换点(573℃)以上,利用液相缓冲热应力,防止砖体开裂。
操作:可保持窑内通风或轻微开启冷却风门,但需避免冷风直接吹拂砖体。
中温缓冷阶段(700℃至450℃):
目的:缓慢降温通过石英晶型转换点(573℃),避免体积突变导致开裂。
操作:严格控制降温速率在每小时20-30℃以内,必要时关闭部分风门减少空气流动。
低温快冷阶段(450℃至出窑):
目的:砖体已固化,可加速冷却以提高生产效率。
操作:完全打开窑门或启用强制通风,但需避免砖体表面温度骤降导致局部收缩不均。
避免温度骤变
禁止在高温阶段(如800℃以上)直接打开窑门或喷水冷却,否则砖体表面与内部温差过大,易引发开裂。
若需紧急降温(如设备故障),应采用分段降温法,先降至500℃左右再逐步加速冷却。
二、维持窑内压力平衡,防止冷空气侵入
压力控制原则
冷却带应保持零压或微正压(通常+5Pa至+10Pa),避免冷空气吸入导致砖体冷却不均。
负压过大(如超过-10Pa)会导致同一截面温差加大,引发产品阴阳色或尺码不统一。
压力调节方法
通过调整窑尾排烟风机转速或风门开度,控制窑内压力。
在冷却带设置压力监测装置,实时反馈数据并联动调整通风系统。
三、优化冷却气氛,避免还原反应
氧化气氛维持
冷却初期(700℃以上)需保持氧化气氛,防止砖体中的铁元素被还原为低价氧化物(如FeO),导致砖体发黑或出现色斑。
通过调整通风量确保氧气充足,避免局部缺氧。
特殊砖种的冷却气氛控制
仿古砖:需在冷却后期(500℃以下)短暂引入还原气氛(如关闭部分通风口),使砖体表面形成还原色斑,增强装饰效果。
透水砖:需在冷却过程中保持通风,促进孔隙结构稳定,避免因还原气氛导致孔隙闭合。
四、操作规范与设备维护
操作规范
“看砖调温”:根据砖体颜色、硬度等实时表现调整冷却参数。例如,若砖体表面出现裂纹,需立即减缓降温速率。
避免频繁操作:冷却阶段应减少风门、排烟机等设备的频繁调整,维持温度场稳定。
记录冷却曲线:通过温度记录仪跟踪降温过程,为后续工艺优化提供数据支持。
设备维护
定期检查窑门密封性、冷却风机运行状态,确保无漏风或故障。
清理窑内积灰、杂物,避免影响气流分布和温度均匀性。
检查热电偶、压力传感器等监测设备,确保数据准确可靠。
五、针对不同砖种的冷却调整
高强度砖:需延长中温缓冷阶段时间,确保砖体内部应力充分释放。
薄壁砖:降温速率需更缓慢,避免因壁厚差异导致开裂。
彩色砖:需在冷却后期控制气氛和温度,防止颜料褪色或变色。
特殊功能砖(如保温砖、隔音砖):需根据孔隙结构特点调整冷却速率,避免孔隙塌陷或闭合。