烧结砖企业技术改造中一个成功的实例

贵州省某烧结砖企业，原生产线具备年产1800~2000万块烧结普通砖生产能力，原料为自备矿山，页岩为主，采用发电厂粉煤灰作为内燃掺配料，外投煤原煤。2014年6月，鉴于贵州省新型墙体材料产业政策规范要求，年产量低于5000万块（折标砖）的页岩烧结砖生产线，已不适应墙材企业可持续发展的要求，同时，原生产线不能生产烧结空心砖，产品档次较低，市场覆盖率有限。因此，该企业决定进行技术改造。

现将技改前后概况和部分经济指标分析简介如下。

1、技术改造前工艺及经济指标概况

1.1技术改造前工艺概述

该烧结砖企业采用页岩和粉煤灰为主要原料，外投原煤。

页岩经箱式给料机、锤式破碎机、回转筛筛分后，与粉煤灰混合，通过搅拌机由一台50双级真空挤砖机挤出成型，切条、切坯，皮带输坯机输送，人工检码在干燥车上，干燥车经顶车机送入6条正压排潮干燥室，合格干坯通过架子车送入22门轮窑，人工码窑，人工看火，补充外投煤，焙烧合格后，人工出窑，人工堆码和装车。

轮窑烟气采用12号离心风机引出，送入干燥室作为干燥介质使用，干燥室尾气由45米烟囱扩散排放。

工艺设备详见下表。

技术改造前设备表

序号	名称规格	电动机功率	数量	备注
1	80箱式给料机	7.5kw	1
2	90锤式破碎机	90kw	1
3	1400mm回转筛	5.5kw	1
4	2400双轴搅拌机	37kw	1
5	JZK50双级真空挤砖机	上级：75kw 下级：132kw	1套
6	1100mm切条机	2.2kw	1
7	18切坯机	5.5kw	1
8	30皮带输坯机	5.5kw	1
9	3吨顶车摆渡机	11+2.2kw	1
10	1.1米干燥车		400辆
11	61米隧道式干燥室		6条
12	轮窑、门距5米、顶高2.7米		22门
13	12号锅炉送热风机	22kw	1
14	45米烟囱		1座
15	420kVA变压器		1台

1.2经济技术指标

技改前主要经济技术指标见下表。

技改前主要经济技术指标表

序号	名称	单位	指标	备注
1	产品规格	mm	240*115*53	普通砖
2	年产量	万块	1800~2000
3	页岩年消耗量	万吨	4.41~4.90
4	粉煤灰年消耗量	万吨	1.89~2.10
5	原煤年消耗量	吨	2277~2530
6	万砖电耗	KWh	420
7	万砖煤耗	吨	1.14~1.27
8	万砖生产成本	元	2200.00
9	员工平均月工资	元	3200.00
10	全厂员工人数	人	52 其中生产工人44 其他8

1.3技改前原生产线状况

该生产线自2002年建设以来，连续生产了2亿多块优质的烧结墙体材料，满足了地区建设的需要。随着页岩矿山原料消耗，厂区面积增加，达到技术改造的基本要求。加之2014年我省出台新型墙体材料产业政策规范，技术改造时间紧迫。

照片1~4分别是原生产线中主要生产环节。技术改造方案确定后，将全部拆除，在原址上建设年产5000万块（折标砖）烧结空心砖生产线。

2、技术改造方案及实施

2.1技术改造方案

该烧结砖企业技术改造方案采用“一次码烧”工艺，流程概述如下。

页岩采用装载机、1米箱式给料机给料，经鄂式破碎机、一次锤式破碎机、回转筛筛分后，合格粉料进入搅拌机加水搅拌，然后经皮带输送机送入陈化库。筛上料单独经二次锤式破碎机后，与一次锤式破碎机破碎料再次进入回转筛筛分。

原煤料仓下，设置电子皮带秤，计量后，与页岩混合。共同进入一次锤式破碎机破碎。

页岩箱式给料机的电动机采用变频调速，控制给料量。

页岩破碎系统设置布袋除尘器。

混合料进入陈化库陈化。陈化时间普通砖为24小时，空心砖为48小时。

陈化库内多斗取土机取土，皮带机输送出的混合料，经箱式给料机，搅拌机搅拌，搅拌机设置自动配水装置，根据不同产品要求，控制成型水分。

合格混合料进入55/50双级真空挤砖机挤出成型，泥条经自动切条、切坯，自动编组后，由机械码坯机，码放3.7*3.5米窑车。湿坯码放高度为16层，每辆窑车码放普通砖容量为6912块。

码好湿坯的窑车，需要在室内2条车道上进行静停，时间约为40小时，然后送入2条干燥窑。

干燥窑尾气，经18号轴流风机集中送入原45米烟囱，尾气进入烟囱前，需要经脱硫装置处理，除尘和脱硫后，达标排放。

干燥坯进入1条烧成隧道窑焙烧，得到合格产品。烧成过程中设置窑温、压力、风量监测仪，对焙烧进行自动监测。

烧成隧道窑烟气，全部经16号、12号两台离心风机送入干燥隧道窑，作为干燥介质使用。

成品出窑后，分别停放在三条停车线，其中2条线的成品，可由员工直接从窑车卸砖，码放到汽车运输出厂。另1条停车线的成品，可采用机械化卸砖叉车专用抱夹转运、堆放和装车运输。

2.2工艺设备表

工艺设备表见下表。

技术改造设备表

序号	名称规格	电机功率	数量	备注
1	1000板式给料机	7.5kw	1
2	500*700鄂式破碎机	37kw	1
3	1100锤式破碎机	132kw	1	一次破碎
4	90锤式破碎机	75kw	1	筛下料二次破碎
5	1800mm回转筛	7.5kw	1
6	3600双轴搅拌机	55kw	1
7	可逆布料皮带机	5.5kw	2
8	多斗取土机	22kw	1
9	80箱式给料机	7.5kw	1
10	3600双轴搅拌机	55kw	1	设置自动配水
11	JZK55双级真空挤砖机 产量：2.2万块/时	上级：55kw 下级：200kw	1套
12	自动切条机	2.2kw	1	泥条长：2.3米
13	自动切坯机	11kw	1	一次切坯36块
14	自动编组皮带输坯机	7.5+2.2kw	1
15	机械码坯机	22kw	1	一次夹码432块
16	30吨液压步进机	18.5kw	1
17	3.7*3.5米窑车		150辆
18	3.48-77米隧道式干燥室		2条	容车数量21
19	3.48-123米烧成隧道窑		1条	容车数量35
20	3.7米摆渡车	7.5kw	3台
21	30吨液压顶车机	22kw	3台
22	16号锅炉引风机	55kw	1台	送热风风机
23	12号锅炉送热风机	22kw	1	送热风风机
24	18号排潮轴流风机	75kw	1台	排潮风机
25	1.1米冷却风机	7.5	1台
26	45米烟囱		1座	原有设备
27	8吨卸砖用叉车		1辆	专用抱夹
28	420+300kVA变压器		各1台

2.3生产线运行后工艺参数

技术改造实施和生产线运行后，生产线工艺技术参数如下。

技术改造实施和生产线运行后工艺参数表

序号	名称	单位	指标	备注
1	产品规格	mm	240*115*53	普通砖
2	月产量	万块	450
3	页岩月消耗量	万吨	1.57
4	原煤月消耗量	吨	252	发热量5000Kcal/kg
5	万砖电耗	KWh	460
6	万砖煤耗	kg	600
7	成型水分	%	12.5~15
8	内燃掺配	Kcal/kg	220~270
9	干燥隧道窑进车时间	分钟	120~160
10	烧成隧道窑进车时间	分钟	60~80	每天出车20~22车
11	烧成温度	℃	910
12	干燥介质温度	℃	110
13	干燥残余水分	%	5
14	排潮烟气温度	℃	45	进烟囱
15	成型车间生产班制	班	1
16	原料制备生产班制	班	1.5~2
17	万砖生产成本	元	2200.00
18	平均月工资	元	3700.00
19	全厂员工人数	人	53其中生产工人：46其他：7	生产：24人/班
20	技术改造投资	万元	800
21	技术改造工期	月	6	含拆出原生产线

2.4技改后生产环节

技改后，生产线主要环节见照片1~6。

3、关于技改实施后的讨论

3.1生产规模

根据《贵州省墙体材料行业规范》限制，技术改造实施方案中“一次码烧”工艺流程，全年产量需要达到5000万块。该企业技改后，生产实践表明，主要热工设备2条截面为3.48米、长度77米干燥隧道窑和1条截面3.48米、长度123米烧成隧道窑，月产量达到450万块普通砖，按照当地年生产时间11个月计算，能够实现我省墙材产业规范要求。当安排空心砖的生产时，生产规模能够超过规范要求。

烧结砖年产量能够满足或超过规范要求，以下几点技术措施，值得分析总结。

首先，实施方案中提出低成型水分成型要求，因此，采用55双级真空挤砖机，挤砖机下级电动机为200kw，能够实现12.5~15%的成型水分，每分钟泥条挤出速度达到14~15个，泥条强度较高，外观质量较好，为缩短干燥周期、降低干燥废品率，提供有力保证。更为重要的是，低成型水分，能够确保“一次码烧”工艺中，窑车湿坯砖垛最下一层湿坯不会变形，也为确定码高16层的技改决策创造先决条件。（“一次码烧”工艺中，确定湿坯码高16层，其决策具有较大的风险，如因原料性能等不利因素，造成湿坯只能码高14层或12层时，此时，窑炉底平面距窑车平面的高度已不能随意改变，使得砖垛与窑顶间隙过大，当采用窑车上增加垫砖来调整时，哈风口的通风效率又会受到不利影响。因此，窑顶间隙过大，必然使得烧成产量、质量、燃料消耗等均会受到较大影响）。

其次，码高达到16层，增加窑车码坯容量，与相同规格窑车码放14层相比，每辆窑车普通砖装载量达到6912块。码坯容量提高，相同的进车时间，每天净增产量达到1.7~1.9块，最高月产量净增达到57万块。可见，增加2层码坯量，对提高烧成隧道窑的产量，意义较大。

第三，需要关注实施方案中静停的作用。

技术改造中，2条湿坯静停段长度与77米干燥隧道窑长度相同，每条静停段停放21辆窑车，湿坯静停时间约40小时。此外，区域环境平均气温13.7℃-16.2℃之间。在此气温条件下，室内湿坯静停过程中，坯体内固有的干、湿颗粒之间水分，能够由较湿颗粒向较干颗粒进行迁移，使得坯体内水分不均匀颗粒的数量，逐渐降低。坯体内水分均匀程度提高。同时，由于环境气温内水蒸气分压与坯体表面水蒸气分压的差异，坯体表面能够缓慢脱水，湿坯强度增加。湿坯总水量的降低，进入干燥隧道窑后，有利于适当提高干燥速率。当干燥周期较长时，干坯残余水分能够更低一些，有利烧成隧道窑产量的提高。

第四，设置2条干燥隧道窑。

烧结砖生产工艺中，提高干燥产量，是提高烧成窑产量的基础，也是提高企业效益的基本条件。技改将干燥环节作为重点，设置2条干燥隧道窑，确保干燥产量达到或超过生产规模要求。此外，干燥隧道窑采用一台16号、一台12号锅炉离心引风机联合为2条干燥窑的送热风，一台18号轴流风机排潮，三台风机共同工作，加强了窑内通风能力，提高了干燥效率，避免干燥窑进车端水蒸气冷凝结露，出现垮坯。由于码坯高度达到16层，如砖垛内残余水分不均匀，将使烧成合格品率降低，废品增加。因此，干燥窑送热风孔的结构，必须与机械码坯的码垛形式紧密配合，热风才能够均匀地到达砖垛中部，保证砖垛内外干坯残余水分基本一致。

第五，烧成隧道窑外墙厚。

隧道窑在运行中，热量由内向外散发，因此，需要强调窑炉维护结构的保温，纤维类松软质轻的材料相比密实的材料导热系数小，可作为窑炉保温材料使用，但由于使用时厚度较薄，经过一段时间运行，窑炉保温可靠性较差，煤耗增加。普通烧结砖材料，其导热系数与墙体厚度成反比，窑外墙维护结构越厚，其传热系数越小。技改中，烧成隧道窑的烟道系统被设计在窑墙内，窑墙结构厚度增加，窑炉保温性能提高。生产实践中，内燃掺配仅为220~270Kcal/kg，窑面外投少量原煤，出窑砖垛火色、成品强度基本一致，极少出现欠火砖。

第六，技改中采用了行业内实用可靠的自动配料、自动配水，窑炉焙烧自动窑温监测仪等先进技术，成型车间实现机械化、自动化。采用专用叉车抱夹机械化卸砖和堆码，一系列措施，极大地提高劳动生产率和产品质量，大幅度减少岗位工人员数量，避免人为因素对生产的不必要影响。

以上六条技术措施，成为完成技改目标产量的基础，生产实践表明，生产线产品质量较高，煤耗较低，生产计划安排灵活、顺畅。

3.2技改规划

技术改造建设中，烧成、干燥隧道窑，回车卸砖线，成型车间和双陈化库采用平行布置。原料制备车间根据地形条件，独立安排在紧靠页岩矿山边，减少了地坪高差的土石方开挖量，实现总图布置紧凑和节约用地的目标，提高了总图效益。

规划中，强调了机械码坯、人工干燥、隧道窑焙烧、窑炉保温、风机变频调速等技术措施，满足GB50528-2009《烧结砖瓦工厂节能设计规范》标准中有关节能的要求。

建立了原料和产品部分检验检测，满足《烧结砖瓦企业质量管理规程》和《烧结砖瓦企业检验室基本条件》要求。

3.3产品质量及能耗标准

技术改造后，普通砖的生产，产品质量符合GB5101-2009《烧结普通转》标准的规定。

烧结普通砖单位产品能耗能够满足GB30526-2014《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》的标准中，烧结实心制品≤51kgce/t【折算能耗为357kcal/kg】的要求。

目前，空心砖市场需求较少，不便组织规模化生产。

3.4污染物排放

技术改造后，原料破碎及制备车间，设置了一台自制布袋收尘器，根据观察，生产中，一次锤式破碎机进料口处，还有少量扬尘，含尘气体颗粒物污染物的排放还不能满足GB29620-2013《砖瓦工业大气污染物排放标准》要求。已准备对布袋收尘器管路做进一步改进。

烧成隧道窑热烟气，全部进入干燥隧道窑，作为干燥介质，其中包含的大气污染物有颗粒物、二氧化硫和氮氧化物。烟气热交换后，由18轴流风机送入烟囱。在风机出口管道及烟囱底部，设置了脱硫装置，采用石灰作为脱硫剂，针对含尘气体颗粒物和二氧化硫进行处理，处理后的尾气，经烟囱扩散排放。

生产中，为了二氧化硫大气污染物的达标排放，已经有选择地采用湖南省及省内的优质低硫煤，发热量达到5000Kcal/kg以上，硫含量低于1%。减少烟气中SO₂总量，提高脱硫效率。

3.5技术改造投资

企业本次技术改造，将原生产线全部拆除，建设一条完整的年产5000万块（折标砖）页岩空心砖生产线，采用“一次码烧”工艺，2条干燥隧道窑、1条烧成隧道窑，机械化程度较高，岗位工人数较少，全厂员工总数仅为53人，与原生产线员工人数基本一样。然而，劳动强度大幅度降低，全员劳动生产率达到94万块/年.人,劳动生产率大幅度提高。

目前，因空心砖市场需求较少，不便组织规模化生产，因此，企业决定利用原50双级真空挤砖机成型、切条切和坯机组，建立一条独立的空心砖生产线。作为本次技改的补充，以利灵活安排空心砖的生产。

预计完成本次技术改造的投资，将达到800万元。每万砖投资仅为1600元。与同类型规模的烧结砖技改项目相比，总投资降低一半以上。

4、结束语

本次技术改造实施前，企业组织多次工艺、设备调研，对“一次码烧”工艺进行了细致、深入的分析总结，结合已有的生产经验和原料条件，提出实用的技术改造路线和隧道窑结构，较好的实现了本次技术改造目标。

方案实施后，企业生产规模由年产2000万块普通砖，提升到年产5000万块以上，实现规模化生产，产品结构优化，产品档次提高，满足了贵州省2014年4月颁布实施的《贵州省墙体材料行业规范》要求，企业效益和社会效益同步提高。

其次，根据市场产品需求和原料条件，采用的“一次码烧”工艺流程，技术措施完备，能够满足不同产品的市场需求。扩大了产品市场覆盖率，有利于企业效益的提高。

第三，技改规划较好地与企业场地条件结合，工艺、道路、绿化、辅助设施等布置紧凑，节约用地。

第四，技改投资约800万元，较好地实现了投资省、规模化、机械化等预定目标。

此外，技术改造实施后，产品能耗、产品质量等指标满足相关国家标准要求。同时，企业员工月工资收入提高16%。

随着《砖瓦工业大气污染物排放标准》实施，生产线中环保设施，还需要进一步满足生产过程中大气污染物的达标排放。干燥隧道窑尾气中二氧化硫的脱硫处理，需采用更为完善的措施，实现达标排放。

该企业生产实践表明，本次技术改造是一个成功的实例。值得条件相类似的中小型烧结砖企业借鉴。

参考文献：

[ 1 ] 西北建筑设计院，烧结砖瓦厂工艺设计

北京：中国建筑工业出版社， 1982.

[ 2 ] 邓智勇 建筑设计原理16讲

北京：中国建筑工业出版社， 2014.4.

作者：陈荣生　　发布于：2015-11-12 10:29:06