2.5　耐火材料的干燥

磚坯干燥是耐火材料工藝必不可少的過程。無論采用何種成型方法，磚坯中均含有一定量的水分，磚坯的強度較低，在運輸和裝窯的過程中容易造成損壞。為了降低磚坯的水分，提高磚坯強度，保證磚坯在燒成初期快速升溫，縮短燒成時間，提高制品合格率，磚坯需經過干燥過程。坯體經干燥后留有2%左右的水分，對于大型磚坯有時要求水分的含量在0.2%以下。

2.5.1　干燥過程

耐火材料的干燥過程可以分為三個階段。

第一個階段為等速干燥階段，在此階段水分大量排出，當周圍環境的溫度、濕度等條件不變時，水分的排出速率近似是恒定的，故稱為等速干燥階段。此時，水分的蒸發僅發生在坯體的表面上，干燥速率等于水分的蒸發速率，故凡是影響表面蒸發速率的都能影響干燥速率。因此，在等速干燥階段，干燥速率與坯體的厚度及最初含水量無關，而與干燥介質的溫度、濕度和運動速率有關。

第二個階段是降速干燥階段，隨著干燥時間的增加，坯體中的水分減少，坯體中的有效蒸發面積減少，干燥速率逐漸降低。此時，水分從表面蒸發的速率超過自坯體內部向表面擴散的速率，因此干燥速率受空氣的溫度、濕度和運動速度影響較小。水分向表面擴散的速率取決于含水量、坯體內部結構、水的黏度及物料性質等。通常非塑性和弱塑性料水分的內擴散作用較強，粗顆粒比細顆粒強，干燥溫度越高，擴散也越容易。

第三個階段為平衡干燥階段，此時干燥速率逐漸趨近于零，最終坯體中的水分不再減少，留在坯體中的水分等于固體顆粒所吸附的平衡水。平衡水的含量取決于物料的性質、顆粒大小和干燥介質的溫度和濕度。根據工藝條件的要求確定最終的含水率，過高則降低磚坯強度和爐窯效率，過低則在大氣中增濕，浪費干燥能量。

2.5.2　干燥的方法

干燥方法可分為常溫干燥和加熱干燥兩種方法。

（1）常溫干燥　一般堆放在空氣流通的廠房內風干或陰干。可塑法和手工法成型，或機壓成型水分含量較大的磚坯先風干，有一定強度后再進入其他干燥器中繼續干燥。有一些小型企業利用太陽光進行自然干燥。

（2）加熱干燥　耐火材料生產過程中常用以下干燥方法。

①干燥坑干燥　把磚坯碼放在鋪有砂子的坑上，用火箱加熱，煙氣經坑下面的煙道加熱砂子，使磚坯干燥。接近火箱處溫度較高，離火箱越遠，溫度越低，干燥不均勻，勞動條件惡劣，耗熱量大，間隙作業。

②室式干燥　用磚砌成小窯，干燥熱源一般采用空氣預熱，也有的在干燥室內壁安設暖氣管道或暖氣片，直接加熱干燥室內的空氣。被干燥的磚坯碼在干燥車上，推入進行干燥。干燥器載熱體的溫度和濕度是可以調整的，氣流分布較均勻，一般適用于干燥大型和特異型制品，也是間隙作業。

③隧道干燥　是由若干條隧道并聯組成，長度為24～36m，寬為0.95m，凈空高為1.65m，每條隧道內鋪設軌道，軌道上放置干燥車。載磚坯的干燥車依次由隧道干燥器的一端推入，從另一端推出。在隧道干燥器中，干燥介質為預熱器加熱的熱空氣，或隧道窯的熱廢氣，或凈化后的廢煙氣，用鼓風機逆進車方向鼓入，由另一端抽出，經煙筒排入大氣中。

④電熱干燥　特大型磚坯可在磚坯兩端粘貼金屬箔通電干燥。利用220V交流電源，用變壓器調節不同干燥階段的電壓，從而使干燥速率得到精確地控制。

此外，還有紅外干燥，超聲波干燥等方法。

2.5.3　干燥制度的確定

為了保證磚坯在干燥過程中不產生裂紋或變形，達到提高坯體強度的目的，必須建立嚴格的干燥制度。干燥制度是磚坯進行干燥時的條件總和。它包括干燥時間、進入和排出干燥介質的溫度和相對濕度，磚坯干燥前的水分和干燥終了后的水分等。

干燥時間的確定一般應考慮如下因素：物料的性質和結構，磚坯的形狀和大小，坯體中的最初含水量和干燥后殘余水分要求，干燥介質的溫度、濕度和流速以及在干燥器的結構等。

磚坯干燥殘余水分根據下列因素確定：①磚坯的強度應滿足運輸裝窯的要求；②滿足燒成初期快速升溫的要求；③制品的大小和厚度，通常形狀復雜的大型和異型制品殘余水分應低些；④不同類型的燒成窯有不同的要求。

殘余水分過低是不必要的，因為要排出最后的一部分水分，在干燥器中進行不但是不經濟的，而且過干的磚坯因脆性而給裝窯和運輸帶來困難。干燥磚坯殘余水分的含量一般為黏土制品：2.0%～1.0%；高鋁制品：2.0%～1.0%；硅質制品：0.5%～1.0%；鎂質制品：小于1.0%。