生产线改造
把二次烧成生产线改成一次烧成,除了施釉线改动外,最大的改动在于釉烧窑炉的改进。对原来的二次烧成素烧窑基本上不作大的改动,对釉烧窑则新增一段预干燥带。在窑头增设一个大型储坯器,减少空窑概率,可补偿30分钟。新建一座双层干燥窑,以干燥坯体,其他部分与二次烧成工艺相同。
坯釉配方
1 坯体
与二次烧成相比,一次烧成的坯体与釉同时成熟,要求严格很多,主要体现在以下几点:
(1) 具有足够的坯体强度,降低破损率;
(2) 低的烧成收缩率,提高产品的尺寸规整度;
(3) 低的烧失率,并且在950℃之前气体基本排除完毕,以免釉面起针孔;
(4) 较低的成本,尽量采用本地原料。
考虑以上几个方面的要求,根据金华地区的矿产资源情况,我们选择粘土—叶蜡石─硅灰石系配方,取得了满意的效果。
2 釉料
前面已经提到,一次烧成的最大特点是坯釉一起反应成熟,这就要求坯体在釉成熟之前,排除所有的挥发成分,尤其是结晶水。一般挥发分在950℃左右才完全排除,这就要求釉料熔块具有高的始熔点。为保证质量,我们选用三水大鸿制釉的熔块。
缺陷的产生原因和克服方法
改为一次烧成后,出现了原二次烧成时不太严重甚至没有的缺陷,最常见的缺陷是破角、裂纹、釉面针孔和尺寸偏差,这四大缺陷占有相当大的比例。
1 破角
一次烧成工艺中,破角(边)占有相当大的比例。产生的主要原因是:
(1) 坯体的强度不够,特别是淋釉后强度更低,导致破角和震裂等缺陷。
(2) 生产线调整不合理,发生碰撞。
一般比较容易发生破损的地方有:
a、 干燥窑的窑头、窑内,表现为窑内砖走偏或辊棒速度配置不合理,产生挤压现象。
b、 釉线上由于砖走斜,致使砖与砖之间,砖与导向挡板之间发生角部碰撞,严重时发生生产线塞砖现象。
c、 洗边机的松紧、角度未调整合理,造成砖坯圆角或破角。另外,洗边时砖坯角部吸水过多,致使角部强度大幅下降,破损增加。
d、 窑头进砖速度过快,造成砖坯之间相互碰撞挤压,造成破角。
这些问题的解决方法:
a、 提高坯体的强度。这是解决坯体破角问题的根本措施。
提高坯体强度的途径有:
一是采用优质的粘性好的粘土;
二是适当加大配方中粘土的用量;
三是加入坯体增强剂。在金华地区没有好的粘土的情况下,我们主要是通过坯体增强剂来提高强度。
b、 在保证淋釉质量的前提下,适当提高坯体的干燥温度,减少喷水量,降低坯体的含水量。
c、 减少洗边机的进水量,从而减少洗边时坯体角部的吸水量。
d、 加强管理,提高员工的责任心,勤巡查,发现有碰撞,及时调整相关的设备。
2 针孔
针孔是一次烧成中最棘手的问题之一,特别是在生产高光泽产品时尤为严重。产生针孔的原因如下:
(1) 坯体中挥发分过多,并且在950℃之前未能充分排除,当釉面开始熔化时还在排出气体,在釉面留下针孔。这是产生针孔的最主要的原因。
(2) 喷雾干燥的粉料中含有燃油杂质和焦碳颗粒。这些杂质在高温下继续氧化排出气体,产生针孔。
(3) 淋釉时砖坯温度过高,喷水过少,喷水不均匀等都会导致针孔产生。
(4) 烧成曲线不合理。
针对上面缺陷,我们采取了下列措施来解决:
(1) 合理调整坯体配方,减少含挥发性气体物质的含量。并与烧成曲线相匹配。
(2) 合理设置烧成曲线。重点是在预热分解带把气体排完。即控制面温的升温速度,开下层喷枪,不开上层喷枪,并且把上层未开喷枪的助燃风开起来,强制冷却降低釉面的温度,使气体在釉面熔融之前充分排除。
上面两条是解决针孔的最重要手段。
(3) 控制好喷雾塔热风炉操作,避免重油结焦。
(4) 调整坯体温度和喷水量,保证在底釉刚好干时淋面釉。
3 裂纹
一次烧成的裂纹主要有两种形式:一是坯釉一起裂,这种裂纹一般较大;另一种是釉面的小边裂,一般不过底,裂纹也短。
前一种裂纹一般是坯体强度不够,在釉线上遇到较大的震动时产生,还有一种可能是印花机调整不好导致压裂。后一种裂纹是进窑时升温速度过快所致。
解决裂纹的主要措施是提高坯体的强度,合理设置烧成曲线,防止窑头温度过高。
4 尺寸规整度差
尺寸规整度问题是一次烧成中常见的问题,产生的主要原因如下:
(1) 坯体的烧成收缩率过大,当窑炉的横向温差偏大时,会导致同一排砖的尺寸不一致。
(2) 压机布料不均匀,会造成不同模腔压出的砖尺寸不一致或同一片砖出现大小头。
(3) 不同时间的洗边量不同。
克服方法:
(1) 调整好坯体配方,尽量减小坯体的烧成收缩率。
(2) 调整好窑炉,尽量缩小窑炉的左右温差。
(3) 调整好压机的布料装置,使布料均匀。同时合理控制粉料的颗粒级配,提高粉料的流动性,提高布料均匀性。
(4) 经常检查洗边机的工作情况,使洗边量保持一致。
结语
把二次烧成改成一次烧成,是釉面砖生产技改的一个方向。根据我们的经验,技改时要抓住以下几点:
(1) 生产线及配置、设备配置要合理,否则很容易产生破角、震裂等多种缺陷。
(2) 坯体的配方极为重要,很多缺陷都与坯体的配方紧密相关,要足够重视。
(3) 烧成曲线很关键,针孔、变形等缺陷与烧成曲线密切相关。
(4) 进一步加强现场生产管理,采用ISO9002管理模式组织生产。
混和型PLC在窑炉控制系统中的应用
用户资料及系统方案
①该隧道窑全长106米,共有43个温度采集点,14个温度控制区,采用开关信号控制助燃风电磁阀以此实现对烧嘴的燃烧控制。
②该窑共有76点开关量信号(39入37出),58路模拟量信号(55入,3出)。
③用三台变频器风机分别控制排烟压力,助燃压力和急冷温度,另外还有其他一些辅助控制,比如气幕,推车,抽热,缓冷控制等,并且该窑所有电机都是热备连锁。
如此多的I/O,A/D信号如果采用进口PLC及A/D模块将会给系统成本带来很大压力。如果采用原有现场仪表和计算机控制系统将会使系统的稳定性,可维护性和可操作性大打折扣
。基于以上分析,控制部分采用了科威第二代现场总线产品,选用了10台科威自产的第二代现场总线模块,分别是2台40点开关量PLC EASY-M2416R,5台24点混合型PLC EASY –M0808R-A44NB和2台热电偶型AD1216A模块,一台0-10V型AD1216模块。由于CAN总线技术及嵌入式PLC芯片组技术的应用,系统中的10台设备既能集中控制又能分散协作,主PLC除处理CAN网络通讯及与上位PC机通讯外还与另外一台40点EASY-M2416 PLC一起处理开关量信号。整个系统的运行状态通过人机界面(HITECH PW3261)监视,同时预留了中控PC接口。
科威EASY-M0808-A44NB混和型PLC在系统中的应用
系统中采用了五台科威混和型PLC,其基本参数为16点开关量I/O(8I,8O),8点模拟量A/D,4AI(0-55mv),4DO(0-20ma)其中四台用来控制14组控温区,每一组控温区分别对应有1路K,S或者B分度热电偶mv AD输入信号,两路燃气阀正,反转开关量输出信号。另外一台混合型PLC控制三台变频器 ,即两路排烟、助燃压力,一路急冷温度.系统中EASY-M0808-A44NB的输入信号有两类:热电偶0-50MV温度信号和0-20MA,量程-50—0KPA,0-50KPA压力信号。所有模拟量输入后经过PID运算,输出信号分别为每路燃气阀正反转开关量信号和4-20MA变频器控制信号。由上可知这五台混合型PLC的输入,输出信号类型多样,既有K,S,B分度热电偶mv信号,也有不同量程的压力ma信号,既有开关量,也有模拟量输出信号。下面就来介绍这款产品对以上信号的适应及控制功能的实现。
由于EASY –M0808R-A44NB是建立在高速CAN总线和公司自主研发的嵌入式PLC芯片组技术的应用基础之上,所以产品除了具有CAN总线连网功能外还具有梯形图编程设置功能。产品在底层编程设计时留有功能函数接口和系统控制字,用户可以结合自己工艺及设备要求通过对输入输出口串并联电阻及用梯形图编程来设置AI,DO为0-10V,4-20ma等标准信号,从而可以适应大多数传感器,执行器的输入输出要求。对于该窑温度控制,由于可以输入各通道分度号及温度---毫伏非线性表使得EASY-A44NB不仅适用常见的K,S,B分度热电偶,也可适用于其他一些不常用分度热电偶,比如T分度等。对于该窑压力信号通过对零点,量程设置及调用线性转换程序也满足了其不同量程的输入,输出要求。
结合梯形图PID及顺控,功能指令使得这台混合型PLC在各类型,各量程的模拟量信号控制中大显身手,并且其价格只相当于一台控制仪表,从而可以向下兼容覆盖部分控制仪表市场,增加了其广泛实用性和性价比 。据调查在一款控制产品上集成如此多的功能在国内市场尚属空白。