烧结砖应力控制与工艺系统性分析
发布时间:2025-07-15
一、烧结阶段收缩与应力特点
1. 在高温烧结过程中,部分细微颗粒发生熔融,形成液相,从而引发烧结收缩。这一现象与前期干燥收缩共同构成制品的总收缩。相较于干燥收缩,烧结收缩的表现更为温和,且在液相存在时,收缩应力可被部分释放,降低了对制品结构的破坏风险。
2. 液相的出现使砖坯在高温阶段具备一定的柔韧性,类似于湿坯状态,具备“以柔克刚”的应力缓冲效果。这也是为何高温收缩过程中较少出现明显裂纹或结构损伤的核心原因。

二、急冷工艺的利与弊
1. 陶瓷行业常采用“打红不打黑”的冷却工艺。所谓“打红”,是指在制品高温(大于800℃)发红阶段可适度急冷,以改善制品表观质量和表层色泽,并促进内部致密化。然而,低于800℃后,急冷极易引发裂纹,应严格避免。
2. 典型急冷应用如钧瓷“开片”工艺,通过急冷制造釉面裂纹形成装饰效果。但对烧结砖而言,急冷带来的收缩应力超过砖体强度,极易导致产品炸裂。因此,在隧道窑红砖生产中,急冷工艺不适宜广泛采用。
3. 隧道窑生产红砖过程中,砖垛密度高,内外温差大,冷风分布难以均匀控制,急冷操作存在较大工艺风险。此外,冷却段余热对于干燥系统和焙烧热回收具有重要作用,不宜过度降低窑内温度。

三、烧结过程中的物理与化学应力
1. 焙烧窑前的应力大多为物理应力(干燥收缩、码坯应力等),而在烧结过程中,随着温度的升高,化学反应成为主导。烧结砖的形成依赖于一系列复杂的高温物理化学反应,包括:
(1)液相生成与固相转化
(2)颗粒间隙收缩与气孔结构演变
(3)开孔与闭孔比例控制
2. 合理控制液相含量(通常2-3%)对于烧结砖强度至关重要。液相过多形成过火砖,过少则易出现欠火砖。气孔结构的优化尤其关键,若能形成闭孔气孔,将有助于提升砖体强度、降低吸水率、改善保温性能。
四、烧结应力与工艺协调的重要性
1. 良好的烧结过程强调合理的焙烧曲线设计,在确保液相适度、收缩应力可控的前提下,生产高质量的砖瓦产品。虽然烧结应力难以实时观测,但必须通过系统性的工艺控制予以掌握。
2. 需要特别指出,部分生产管理者容易将产品缺陷完全归因于烧窑环节,而忽视了原料、配料、陈化、成型、静停、干燥等前置工艺的重要影响。行业中常有“得干燥者得天下”、“七分码,三分烧”的说法,实际则应当理解为全过程质量控制。
3. 优质制砖工艺的基础在于原料。随着各类工业废弃物进入制砖体系,原料复杂性显著增加,不合理原料进入生产线,将导致后续各环节频繁调整而效果有限。
简而言之,若原料工艺适配性不足,即便窑炉调整到极致,产品质量仍难以保障。这种将责任单方面推给烧窑工艺的观念是当前部分砖厂存在的系统性误区。

五、总结
高品质烧结砖的生产,必须依赖全流程、全系统的科学工艺管理。任何工序的失误都会在后续放大,单靠烧窑调整无法解决根本问题。制砖工艺链是紧密联动的系统工程,只有确保原料、配料、陈化、成型、干燥、烧成各环节相互匹配,才能实现稳定、高质量的制品输出。





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