專利名稱：以頁巖為原料真空內(nèi)燃式燒制青磚瓦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及青磚瓦的生產(chǎn)技術(shù)，屬于建筑陶瓷類磚瓦燒制的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種以頁巖為原料真空內(nèi)燃式燒制青磚瓦的方法，特別適用于生產(chǎn)制造仿古青筒瓦、青屋面瓦和青墻地磚等青瓷類系列產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟的的高速發(fā)展和廣大人民群眾生活水平的不斷提高，大大促進了我國城市化建設(shè)的進度，特別是我國當前正掀起建設(shè)社會主義新農(nóng)村運動，建設(shè)部門增大了對建材的巨大需求，客觀上有力地推動了我國建材市場的迅猛發(fā)展。就目前來說，在我國建材系統(tǒng)中眾多的磚瓦生產(chǎn)企業(yè)，大都是采用傳統(tǒng)的以粘土為原料、制坯成型后再經(jīng)過入窯焙燒燒制的方式制成磚瓦產(chǎn)品供使用的。這種傳統(tǒng)的以粘土為原料生產(chǎn)磚瓦的方式潛藏著巨大的土地資源生存危機。據(jù)調(diào)查我國每年將有近萬畝的耕地良田被眾多的磚瓦生產(chǎn)企業(yè)無情地挖掉了。這種“以土地換取磚瓦”的惡劣行為，不僅造成了我國寶貴的不可再生的土地資源嚴重流失，而且嚴重破壞了當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，事實上將釀成無法挽回的巨大的災難性后果。正因為如此，為切實保護和緊急挽救十分寶貴的耕地資源，我國政府已采取相關(guān)的強制措施命令禁止以粘土為原料生產(chǎn)建材。我國制磚行業(yè)的科技人員和制磚廠的企業(yè)家們正積極尋找和研發(fā)能夠替代粘土的生產(chǎn)原料，為建設(shè)部門生產(chǎn)提供更高質(zhì)量的磚瓦建材制品。近年來，在建材市場上出現(xiàn)了一批仿古青磚瓦產(chǎn)品，特別受到人們的關(guān)注和青睞。這種仿古青磚瓦與傳統(tǒng)的紅磚瓦相比較，不僅外型古樸、色彩優(yōu)美、青澤純正、豪華美觀，而且在硬度、抗拉、抗剪、抗折等方面還具有特別優(yōu)異的性能，它具有質(zhì)地緊密、機械強度高、耐寒抗凍性能好、抵抗風化滲透能力強和產(chǎn)品附加值很高的顯著優(yōu)點。但是，迄今為止，在建筑行業(yè)銷售看好、使用中倍受人們喜愛的仿古青磚瓦大都仍然還是采用粘土為原料來燒制生產(chǎn)的，這是違反我國有關(guān)行業(yè)政策的行為，它仍將對我國的土地資源造成非常嚴峻的威脅。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在現(xiàn)有燒制紅磚瓦的傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上提出一種以頁巖為原料真空內(nèi)燃式燒制青磚瓦的方法，它的生產(chǎn)工藝流程簡捷，生產(chǎn)操作和運行管理方便，它突出的實質(zhì)性特點和顯著進步在于它是以開山放炮炸取的頁巖作原料替代粘土來生產(chǎn)建材產(chǎn)品，完全符合國家“禁用粘土”的產(chǎn)業(yè)政策，滿足“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的可持續(xù)性發(fā)展”的環(huán)保要求，所生產(chǎn)的仿古青筒瓦、青屋面瓦和青墻地磚等青瓷類系列產(chǎn)品具有外型豪華美觀、青澤純正、機械強度高、耐寒抗凍、抗風化、防滲透性能好和附加值極高的優(yōu)點，具有十分顯著的經(jīng)濟效益和社會環(huán)保效益。它是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的它依次按以下的步驟進行(1)計量備料按重量計稱取原料頁巖1份，煤 0.1～0.35份，將分別計量稱取的原料送入粉碎機內(nèi)粉碎成塊度為3～10mm的混合物料，再將混合物料送入雷磨機球磨成混合粉料，控制混合粉料的粒度為200～320目。
(2)堆放陳化將制成的混合粉料堆放于室內(nèi)進行自然堆放陳化處理，堆放陳化時間為1～3天，使混合粉料內(nèi)部的水份在自然堆放狀態(tài)下盡量充分地趨于均衡一致。
(3)真空制坯計量稱取經(jīng)過堆放陳化處理的混合粉料放入攪拌機內(nèi)并按混合粉料重量的10～20％加水后進行充分攪拌，即制成攪拌均勻的制坯泥料，再在真空負壓的環(huán)境條件下將制坯泥料擠壓成型制成按設(shè)計要求的坯件，在擠壓成型的制坯過程中，控制真空度為0.9～0.5×105Pa，在真空負壓的環(huán)境條件下可使所制坯件內(nèi)部的空氣在制坯過程中盡量充分地排出坯件體外，能使所制成的坯件質(zhì)地更加緊密，有效地提高坯件的致密度，這將對提高產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量起到關(guān)鍵作用。
(4)涼干脫水將制得的坯件放入室內(nèi)碼坯存放，進行自然涼干脫水處理1～3天，使坯件進一步固型。
(5)裝窯燒制將涼干脫水后的坯件裝入窯爐內(nèi)，點火后采用緩慢升溫法進行焙燒燒制，在焙燒燒制的過程中，均勻混配于坯件內(nèi)的煤粉將在坯件內(nèi)部的缺氧狀態(tài)下形成內(nèi)燃的燒制方式，使坯件在窯爐內(nèi)的焙燒燒制全過程處于內(nèi)燃外燒的雙重還原氣氛中進行，坯件能內(nèi)外均衡地徹底燒透，將頁巖中含有的紅色高價氧化鐵Fe2O3全部還原成青色的低價氧化鐵FeO，同時，坯件內(nèi)部的煤粉在內(nèi)燃后形成的余燼灰分將均勻分布留存于坯件內(nèi)部并成其為所生產(chǎn)產(chǎn)品的物質(zhì)組成成份，這樣能夠使所燒制坯件的內(nèi)部整個斷面全部轉(zhuǎn)變?yōu)榍嗌?，所述的采用緩慢升溫法是指用紅外線測溫儀精確控制窯爐內(nèi)焙燒燒制溫度的升溫溫段為點火后在60～64小時內(nèi)緩慢升溫至55～65℃、繼之又在46～50小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至95～105℃、繼之又在28～32小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至345～355℃、繼之又在46～50小時內(nèi)緩慢升溫至895～905℃、繼之又在18～22小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至1080～1120℃，采用如此緩慢的升溫溫段來控制窯爐內(nèi)的焙燒燒制溫度，是為了使所燒制的坯件在內(nèi)燃外燒的雙重還原氣氛中能最大程度地保證坯件內(nèi)部的實際燒制溫度盡量地處處都趨于一致，使坯件整體燒制反應在平緩穩(wěn)定的過程中進行，確保所燒制的產(chǎn)品內(nèi)外色質(zhì)青純光澤、均勻一致。
(6)封窯燜燒在嚴密封閉窯門、隔絕空氣的缺氧環(huán)境中燜燒5～7小時，控制窯爐內(nèi)的燜燒溫度為1080～1120℃，能徹底防止坯件內(nèi)部已還原的青色低價氧化鐵和沉積于坯件表面的石墨化的碳素薄膜重新再次氧化而轉(zhuǎn)紅，能使所燒制的產(chǎn)品內(nèi)外色質(zhì)更加均勻牢固穩(wěn)定，產(chǎn)品整體外觀具有轉(zhuǎn)青純正自然流暢的天然美感。
(7)吸收水霧在嚴密封閉窯門、隔絕空氣的缺氧環(huán)境中，由設(shè)置于窯爐頂部的窯池向窯爐內(nèi)徐徐地下水2～4天，控制下水量為1～1.5t/天，向窯爐內(nèi)所下的水將吸收熱量使窯爐內(nèi)溫度緩緩下降，同時在窯爐內(nèi)生成濃密霧化狀的缺氧水蒸汽并形成一定的蒸汽氣壓，使霧化狀的缺氧水蒸汽在蒸氣汽化和壓力的雙重作用下滲透進入所燒制的產(chǎn)品內(nèi)部，即是說所燒制的產(chǎn)品處于缺氧環(huán)境緩緩降溫的過程中飽和態(tài)地充分吸收霧化狀的缺氧水蒸汽，能進一步使所燒制產(chǎn)品內(nèi)部整個斷面能完全徹底地轉(zhuǎn)青，確保產(chǎn)品內(nèi)外色質(zhì)青澤純正、均勻一致，這對牢固穩(wěn)定產(chǎn)品轉(zhuǎn)青成色、徹底防止日后出現(xiàn)“翻紅”現(xiàn)象、提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量具有明顯作用。
(8)成品出窯待窯爐內(nèi)溫度降低后，打開窯門即可取出已燒制合格的產(chǎn)品。
本發(fā)明還有如下技術(shù)特征在真空制坯的步驟中，所述的制坯泥料是按放入攪拌機內(nèi)混合粉料重量的10～20％加入含NaCl為4～6％的鹽水，進行充分攪拌制成的，所述的真空狀態(tài)下將制坯泥料擠壓成型是將制坯泥料送入配裝有模具的真空擠壓成型機內(nèi)擠壓成型制得坯件，控制真空擠壓成型機的真空度為0.9～0.5×105Pa，可制得內(nèi)部質(zhì)地緊密、外觀質(zhì)量穩(wěn)定的坯件。
在裝窯燒制的步驟中，所述的用紅外線測溫儀精確控制窯爐內(nèi)焙燒燒制溫度的最佳升溫溫段為點火后在62小時內(nèi)緩慢升溫至60℃、繼之又在48小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至100℃、繼之又在30小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至350℃、繼之又在48小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至900℃、繼之又在20小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至1100℃。
在封窯燜燒的步驟中，在封密窯門、隔絕空氣的缺氧環(huán)境中最佳燜燒時間為6小時，最佳燜燒溫度為1100℃。


附圖是本發(fā)明的生產(chǎn)工流程圖。
具體實施例方式實施例一本發(fā)明所提出的以頁巖為原料真空內(nèi)燃式燒制青磚瓦的方法，是依次按以下的步驟進行的(1)計量備料用開山放炮方式炸取頁巖，經(jīng)過人工選料運回車間備用，配用市購煤料，并按如下重量計稱取原料頁巖1份，煤 0.25份，將稱取的原料送入粉碎機內(nèi)粉碎制成塊度為6mm的混合物料，再將混合物料送入雷磨機球磨制成粒度為260目的混合粉料。
(2)堆放陳化將制成的混合粉料堆放于室內(nèi)進行自然陳化處理3天，即可使混合粉料內(nèi)部的水份完全趨于均衡一致。
(3)真空制坯將經(jīng)堆放陳化的混合粉料放入攪拌機內(nèi)并按混合粉料重量的15％加水進行充分攪拌，制成制坯泥料，再將制坯泥料送入配裝有模具、真空度為0.9×105Pa的真空擠壓成型機內(nèi)擠壓即可制得內(nèi)部質(zhì)地緊密、外觀質(zhì)量穩(wěn)定、符合設(shè)計要求的坯件。
(4)涼干脫水將制得的坯件放入室內(nèi)碼坯存放，進行自然涼于脫水處理3天，能使坯件進一步固型。
(5)裝窯燒制將涼干脫水后的坯件碼入“蒙古包式圓頂形”窯爐內(nèi)，用紅外線測溫儀精確控制窯爐內(nèi)焙燒燒制溫度的升溫溫段為點火后在62小時內(nèi)緩慢升溫至60℃、繼之又在48小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至100℃、繼之又在30小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至350℃、繼之又在48小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至900℃、繼之又在20小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至1100℃，能最大程度地保證坯件內(nèi)部的燒制溫度盡量地趨于一致，所燒制的產(chǎn)品內(nèi)外色質(zhì)青純光澤、均勻一致。
(6)封窯燜燒嚴密封閉窯門，在隔絕空氣的缺氧環(huán)境中繼續(xù)燜燒6小時，控制窯爐內(nèi)的燜燒溫度為1100℃，能使所燒制的產(chǎn)品內(nèi)外色質(zhì)更加均勻穩(wěn)定，產(chǎn)品整體外觀具有轉(zhuǎn)青純正、自然流暢的天然美感。
(7)吸收水霧嚴密封閉窯門，在隔絕空氣的缺氧環(huán)境中，由設(shè)置于窯爐頂部的窯池向窯爐內(nèi)徐徐地下水3天，控制下水量為1.3t/天，使所燒制的產(chǎn)品在缺氧環(huán)境下緩緩降溫的過程中飽和態(tài)地充分吸收霧化狀的缺氧水蒸汽，能進一步促使所燒制產(chǎn)品的內(nèi)部能完全徹底轉(zhuǎn)青，確保產(chǎn)品內(nèi)外色質(zhì)青澤純正、均勻一致，可牢固穩(wěn)定產(chǎn)品轉(zhuǎn)青成色、徹底防止日后出現(xiàn)“翻紅”的現(xiàn)象。
(8)成品出窯待窯爐內(nèi)溫度降低后，打開窯門即可取出合格的產(chǎn)品。
實施例二本發(fā)明所提出的以頁巖為原料真空內(nèi)燃式燒制青磚瓦的方法，是依次按以下的步驟進行(1)計量備料用開山放炮方式炸取頁巖，經(jīng)過人工選料運回車間備用，按照如下規(guī)定的重量比稱取原料頁巖1份，煤 0.35份，將稱取的原料送入粉碎機內(nèi)粉碎制成塊度為10mm的混合物料，再將混合物料送入雷磨機球磨制成粒度為320目的混合粉料。
(2)堆放陳化將混合粉料在室內(nèi)堆放陳化2天。
(3)真空制坯稱取經(jīng)過堆放陳化處理的混合粉料放入攪拌機內(nèi)，并按混合粉料重量的20％加入含NaCl為5％的鹽水進行充分攪拌，制成制坯泥料，再將制坯泥料送入真空度為0.7×105Pa的真空擠壓成型機內(nèi)擠壓成型，即可制得內(nèi)部質(zhì)地緊密、外觀質(zhì)量穩(wěn)定的坯件。
(4)涼干脫水將制得的坯件放入室內(nèi)碼坯自然涼干2天，使坯件進一步固型。
(5)裝窯燒制將涼干脫水后的坯件裝入窯爐內(nèi)，用紅外線測溫儀精確控制窯爐內(nèi)焙燒燒制溫度的升溫溫段為點火后在64小時內(nèi)緩慢升溫至65℃、繼之又在50小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至105℃、繼之又在32小時內(nèi)繼續(xù)升溫至355℃、繼之又在50小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至905℃、繼之又在22小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至1120℃，使坯件整體燒制反應盡量平緩穩(wěn)定地進行，確保所燒制的產(chǎn)品內(nèi)外色質(zhì)青純光澤、均勻一致。
(6)封窯燜燒在嚴密封閉窯門隔絕空氣的環(huán)境中燜燒7小時，控制窯爐內(nèi)的燜燒溫度為1080℃，能徹底防止坯件內(nèi)部已還原的青色低價氧化鐵再次氧化而轉(zhuǎn)紅，能使所燒制的產(chǎn)品外觀具有轉(zhuǎn)青自然流暢的天然美感。
(7)吸收水霧在嚴密封閉窯門、隔絕空氣的缺氧環(huán)境中，由設(shè)置于窯爐頂部的窯池向窯爐內(nèi)徐徐地下水4天，控制下水量為1t/天，所燒制的產(chǎn)品在缺氧環(huán)境中緩緩降溫的過程中飽和態(tài)地充分吸收霧化狀的缺氧水蒸汽，能進一步促使所燒制產(chǎn)品的內(nèi)部能完全徹底轉(zhuǎn)青，確保產(chǎn)品內(nèi)外色質(zhì)青澤純正、均勻一致。
(8)成品出窯待窯爐內(nèi)溫度降低后，打開窯門即可取出燒制合格的產(chǎn)品。
實施例三本發(fā)明所提出的以頁巖為原料真空內(nèi)燃式燒制青磚瓦的方法，是依次按以下的步驟進行(1)計量備料按如下重量計稱取原料頁巖1份，煤 0.1份，將原料送入粉碎機內(nèi)粉碎制成塊度為4mm的混合物料，再將混合物料送入雷磨機球磨成粒度為220目的混合粉料。
(2)堆放陳化將混合粉料堆放于室內(nèi)自然陳化處理1天。
(3)真空制坯將經(jīng)堆放陳化處理的混合粉料放入攪拌機內(nèi)并按混合粉料重量的12％加水后進行充分攪拌，即制成攪拌均勻的制坯泥料，送入真空擠壓成型機內(nèi)擠壓即可制成坯件，控制真空度為0.5×105Pa。
(4)涼干脫水將成型的坯件碼坯存放1.5天。
(5)裝窯燒制將涼干脫水后的坯件裝入圓形窯爐內(nèi)，點火后用紅外線測溫儀精確控制窯爐內(nèi)焙燒燒制溫度的升溫溫段為在60小時內(nèi)緩慢升溫至55℃、繼之又在46小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至95℃、繼之又在28小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至345℃、繼之又在46小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至895℃、繼之又在18小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至1080℃，即可使坯件整體燒制反應盡量平緩穩(wěn)定地進行。
(6)封窯燜燒封閉窯門，在隔絕空氣的缺氧環(huán)境中燜燒5小時，控制窯爐內(nèi)的燜燒溫度為1120℃，能徹底防止沉積于坯件表面的石墨化的碳素薄膜重新再次氧化而轉(zhuǎn)紅，能使產(chǎn)品整體外觀具有轉(zhuǎn)青自然流暢的天然美感。
(7)吸收水霧在嚴密封閉窯門、隔絕空氣的缺氧環(huán)境中，由設(shè)置于窯爐頂部的窯池向窯爐內(nèi)徐徐地下水2天，控制下水量為1.5t/天，所燒制的產(chǎn)品在缺氧環(huán)境中緩緩降溫的過程中飽和態(tài)地充分吸收霧化狀的缺氧水蒸汽，能進一步促使所燒制產(chǎn)品的內(nèi)部能完全徹底轉(zhuǎn)青。
(8)成品出窯待窯爐內(nèi)溫度降低后，打開窯門即可取出已經(jīng)燒制合格的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種以頁巖為原料真空內(nèi)燃式燒制青磚瓦的方法，它依次按以下的步驟步驟進行(1)計量備料將分別計量稱取的原料球磨成混合粉料，控制混合粉料的粒度為200～320目，(2)堆放陳化將制成的混合粉料堆放陳化處理1～3天，(3)涼干脫水將制得的坯件碼坯存放，涼干脫水1～3天，(4)成品出窯待窯爐內(nèi)溫度降低后，打開窯門即可取出燒制合格的產(chǎn)品，其特征在于在計量備料的步驟中，分別計量的原料是指按重量計稱取頁巖 1份，煤0.1～0.35份，在堆放陳化與涼干脫水的步驟之間還有真空制坯的步驟計量稱取經(jīng)過堆放陳化的混合粉料放入攪拌機內(nèi)并按混合粉料重量的10～20％加水后進行攪拌制成制坯泥料，在真空負壓環(huán)境下將制坯泥料擠壓成型制成坯件，控制真空度為0.9～0.5×105Pa，在涼干脫水與成品出窯的步驟之間還依次有裝窯燒制、封窯燜燒和吸收水霧的步驟裝窯燒制將涼干脫水后的坯件裝入窯爐內(nèi)，控制窯爐內(nèi)燒制溫度的升溫溫段為點火后在60～64小時內(nèi)升溫至55～65℃、繼之又在46～50小時內(nèi)升溫至95～105℃、繼之又在28～32小時內(nèi)升溫至345～355℃、繼之在46～50小時內(nèi)升溫至895～905℃、繼之在18～22小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至1080～1120℃，封窯燜燒在封閉窯門、隔絕空氣的缺氧環(huán)境中燜燒5～7小時，控制窯爐內(nèi)的燜燒溫度為1080～1120℃，吸收水霧在封閉窯門、隔絕空氣的缺氧環(huán)境中，向窯爐內(nèi)下水2～4天。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以頁巖為原料真空內(nèi)燃式燒制青磚瓦的方法，其特征在于在真空制坯的步驟中，所述的制坯泥料是按放入攪拌機內(nèi)混合粉料重量的10～20％加入含NaCl為4～6％的鹽水，進行攪拌制成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以頁巖為原料真空內(nèi)燃式燒制青磚瓦的方法，其特征在于在真空制坯的步驟中，將制坯泥料送入真空擠壓成型機內(nèi)擠壓成型制成坯件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以頁巖為原料真空內(nèi)燃式燒制青磚瓦的方法，其特征在于在裝窯燒制的步驟中，控制窯爐內(nèi)焙燒燒制溫度的最佳升溫溫段為點火后在62小時內(nèi)升溫至60℃、繼之在48小時內(nèi)升溫至100℃、繼之在30小時內(nèi)升溫至350℃、繼之在48小時內(nèi)升溫至900℃、繼之在20小時內(nèi)升溫1100℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的以頁巖為原料真空內(nèi)燃式燒制青磚瓦的方法，其特征在于在封窯燜燒的步驟中，最佳燜燒時間為6小時，最佳燜燒溫度為1100℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以頁巖為原料真空內(nèi)燃式燒制青磚瓦的方法，它依次按計量備料、堆放陳化、真空制坯、晾干脫水、裝窯燒制、封窯燜燒、吸收水霧和成品出窯的步驟進行，它突出的實質(zhì)性特點和顯著進步在于它是用開山放炮炸取的頁巖作原料替代粘土，采用真空制坯和內(nèi)燃外燒的方式生產(chǎn)的仿古青磚瓦產(chǎn)品具有強度高、耐寒抗凍、抗風化、防滲透性能好和附加值極高的顯著優(yōu)點，產(chǎn)品外型青澤純正、豪華美觀，深受用戶的青睞，本發(fā)明構(gòu)思新穎、工藝簡捷，符合國家“禁用粘土”的產(chǎn)業(yè)政策和環(huán)保要求，具有十分顯著的經(jīng)濟效益和社會環(huán)保效益，有極好的市場前景。
文檔編號C04B14/02GK1850695SQ20061002103
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者李石牛 申請人:李石牛