【推荐】中国二次码烧干燥技术的现状与发展江西振大工业机器人有限公司

银行理财阅读 131 2025-03-03 14:22:37

梁家琪（

贵州省建筑材料科学研究设计院）

一、前言

在业内同行中，不少人对“二次码烧”工艺的认识要么还停留在传统的人工码坯小断面干燥室层面上，要么以为对“二次码烧”生产工艺就是“上下架系统”。其实，传统的二次码烧工艺与现在的二次码烧工艺已经完全不能同日而语。“二次码烧”已经是烧结墙体材料行业最重要的生产技术之一。而且也是世界上采用最多、最广泛的生产技术。

最近几年间，“二次码烧”工艺在我国发展非常迅速，大型工程资源综合利用项目、烧结保温砌块、清水砖等高档制品，以及利用淤泥、污泥和建筑垃圾为原料的项目，都广泛采用了二次码烧生产工艺和相关的技术装备。2014年到现在仅仅才一年半的时间里。据不完全统计，我国开工建设的二次码烧项目就达20亿块之多，在砖瓦行业处于低迷状态的形势下，二次码烧的发展确实不得不令人刮目相看。

现代的二次码烧生产工艺已经发展成为集先进热工技术、自动化控制技术和机械化装备技术为一体的、高科技的综合体。研究它的发展过程，与大家一起分享最新的技术信息，希望能够帮助大家对“二次码烧”工艺有一个深入的了解，从而对我院的设计和科研工作起到一定的帮助和促进作用。

二、二次码烧干燥技术的主要形式与发展过程

我国二次码烧干燥主要有以下六种形式：

1、自然晾晒方式的“自然干燥”方式；

2、小断面隧道式干燥室“人工干燥”方式；

3、干燥车与托板连为一体的“上下架”隧道干燥室；

4、干燥车与托板分离的“上下架”隧道干燥室；

5、指状叉车与“上下架”、托板结合的室式干燥室；

6、“体内循环”的新型干燥方式。

、自然干燥

“自然干燥方法”是砖瓦行业最古老的生产工艺，在我国已经有5000多年的历史，它与陶瓷的有着十分密切的关系。目前，我国许多地方还能看到自然晾晒砖坯的砖厂还在生产。从经济发达的珠三角，到风景秀丽的桂林，再到边远山区的云南，都还能看到自然干燥的生产厂家。

“自然干燥”虽然古老，但却是一种利用自然资源——太阳能、风能的最简洁的方法，因此也是烧结砖瓦干燥能耗最低的一种方法。

但是，“自然干燥方法”干燥周期很长，干燥周期需要一周以上的时间，还要占用很大的面积作为晾晒场，耗费大量的人力搬运这些砖坯，气候的变化对干燥周期影响非常大，“靠天吃饭”是这种干燥方式的最大特点。所以，这种方法被淘汰是历史的必然。

、小断面隧道式干燥室的人工干燥

小断面隧道干燥室最早是在上世纪50年代初从前苏联引进的。上世纪70年代，原国家建委在河南商丘召开会议，推广北京南湖渠砖厂搞出来的小断面隧道式干燥室，“商丘会议”以后这种简单易行的干燥方法子在国内大力发展起来，迄今为止小干燥室已经走过了60多年的历史，为我国砖瓦行业发展做出了巨大的贡献。80年代后期，四川资阳砖厂又在此基础上派生出不用排潮风机的“正压排潮干燥室”，1990年我院将正压干燥室列入科研课题加以完善和改进，同年获得省级科技进步三等奖，使小断面隧道式干燥室进一步得到大面积推广，至今依然在很多砖厂发挥重要作用。但是隧道式小断面干燥室存在难以自动化、需要大量的人力资源和烟气排放难以治理等弊端，被淘汰只是肯定得。

不过，人工干燥室在发展过程中，并非停滞不前，一无是处。在解决小干燥车的自动化码坯方面，成功的案例很多，特别是欧帕自动化机器人公司，在解决二次码烧小干燥室的码坯方面，无论用大螳螂码坯机还是机器人码坯机，都很好地解决了小干燥车自动化码坯的难题。河南、山东、江西、湖南等地还有其他形式的码坯方式。

但是，码坯干燥以后如何实现自动化码窑车的问题，至今没有解决。

、干燥车与托板连为一体的“上下架”系统

我国最早出现的上下架系统是干燥车与托板连为一体的干燥系统（一下简称“一体系统” ）。80年代中期，在安徽省肥西县引进了一条西班牙的“机械化直通道轮窑”生产线，其中就有一套以干燥车为运载工具的上下架切码运系统。1987年根据原国家建材局安排，由西安墙体材料设计研究院与振华贵阳建新机械厂对其测绘翻版。1990年“消化吸收”后的第一套上下架系统在哈尔滨第一砖厂进行安装调试。从此，开创了中国砖瓦行业拥有自己的上下架系统的新纪元。

当时这套“翻版消化”的上下架系统就是采用干燥车与托板为一体的方式，生产能力虽然仅为3000万块（折标砖）/年，甚至还有企业对这套上下架系统再次仿制，可见当时的影响力有多大。到了2000年，贵州省建材设计院接到一单设计任务，需要年产量达到6000万块的上下架切码运系统，于是贵州院与贵阳建新机械厂合作，通过技术革新和改造，加大了隧道干燥室的结构尺寸，将“一体系统”上下架系统扩容到年产量6000万块，大大提高了“一体系统”的适应性，并首先应用到江苏淮阴华能发电厂高参量粉煤灰烧结砖生产线上。

从此，从呼伦贝尔草原到青藏高原上的拉萨、从江苏、山西、到陕西、四川和浙江等地，都能见到干燥窑车与托板连为一体的干燥系统的影子，甚至还出口到马来西亚、俄罗斯、哈萨克斯坦等国家。

干燥车与托板连为一体上下架系统存在的问题

虽然“一体系统”创造了一定的成绩，但是以干燥车为运载工具的上下架系统，一直表现并不理想，主要问题是托板在干燥车连为一体的方式对产品的适应性差，系统过于发杂，运行可靠性低、维护工作量大；同时，干燥车腐蚀严重，运行成本很高。

可观地讲，这种好看不好用的系统，终于走到尽头，被淘汰是必然的结果。

、干燥车与托板分离的“上下架”上下架系统

干燥车与托板分离的上下架系统（以下简称“分离”系统）是二次码烧干燥工艺发展的必然。事实上，在“一体系统”上下架走入困境的时候，国内一些知名的砖瓦机械厂家从2009年开始，不约而同地投入“分离”上下架系统的研究与开发了。

最早开发“分离”系统的是山东矿机迈科建材机械有限公司，该公司秉承意大利考斯麦克（COSMEC）公司的血统，引进考斯麦克的上下架二次码烧系统，该系统由切条、切坯、湿坯上盘、托盘转运、托盘暂存码放、托盘上架、干坯下盘、干坯编组、分坯运坯、码坯…等系统组成，从这一串名字你就知道够复杂的。

双鸭山东方公司最初从仿制“一体系统”上下架尝到不少甜头，但也深知其中存在的缺陷，于是通过不断的努力，果断开发出全新的采用大型隧道式干燥室的“分离”式上下架二次码烧干燥工艺系统。

悄无声息埋头做大事的是天津某机械制造有限公司，虽然最初也是仿制别人的东西，但是很快调整了思路，利用自己具有的意大利企业血统的优势，很快推出了都是重量级的“分离系统”，并且在市场上取得了不错的业绩。

、指状叉车与室式干燥室结合的上下架系统

5.1我们在二次码烧装备开发中存在的问题

1、我院开发的“室式干燥室与指状叉车的二次码烧干燥系统”是一个还需要进一步完善的“初级系统”，不仅需要进一步优化，而且托板向托条、室式干燥室向隧道式干燥室、指状叉车向新上板机构转化等，都是下一步需要重点研究的方向。

2、客观上讲，由于我院缺乏装备开发的技术人才，“室式干燥室与指状叉车的二次码烧干燥系统”研发初期不得不走了一条联合开发的路子，但是着这种方式带来的副作用是明显的，那就是以牺牲我们院的部分利益为代价，例如存在专利技术为共同享有，核心技术的设备图纸不在我们的手上，技术开发（或转让）存在互相牵制的问题。

3、与我们合作的两家机械制造企业由于各种原因，均i村咋依赖与我们开拓市场的问题，有“坐享其成”的问题，但利益的大单（设备销售）却被企业拿走，我们反而只能拿到小头（设计费），核心技术的价值很难体现。

4、我们自身存在重设计、轻服务的倾向，设计后的服务成为薄弱环节，“只管播种，不管收割”是外界对我院的评价。我院不仅不能及时掌控生产过程中出现的变化，收集各种宝贵的数据、发现设计存在的问题，反而让“第三者”趁虚而入反客为主，我们还落下“不管不问”的坏名声。

、“体内循环”的新型干燥方式

“体内循环”干燥系统是在当前国内最新的干燥系统，相对于“体外循环”干燥系统而言，它的区别在于砖坯运载工具（干燥车或者吊篮等）始终在干燥室内循环，而之前的“体外循环”系统的干燥车（或托盘、托架等）需要离开干燥室，运转到专门的生产线上作业。目前我国多数采用“体外循环”的干燥方式，只有少数企业掌握“体内循环”干燥方式的技术，两种方式各有优缺点。

6.1 安卓（ANJOU fast dryer）快速干燥器

安卓快速干燥器（（ANJOU fast dryer）是法国赛力克（CERIC）公司最新的快速干燥系统，是典型的“内部循环”干燥系统，在欧洲以及世界各地已经有近100条生产线，是当今世界一流的快速干燥系统。

安卓干燥器工作简单、可靠，维修费用低，它适用要求快读干燥的空心制品和高档制品，是最佳的干燥方案之一。干燥周期仅2～4小石，规模从250吨～1200吨制品/小时，均有相应的生产线实例。

“安卓”快速干燥器的特征为：

Ø可适应多规格产品的干燥（空心砖、空心砌块、楼板空心砌块、隔墙空心砌块、保温隔热砌块等）；

Ø产量高：干燥周期仅为2～4小时（250～1200t/天成品；当孔洞率为40%时，相当于中国普通砖17～80万块/天）；

Ø干燥质量均匀，残留含水量低（小于3%）；

Ø最佳化的均匀通风效果：连续的纵向通风、可根据不同产品调解热空气流速、热空气可通过坯体上的孔洞使干燥过程达到最佳化。

Ø能源利用效率高：与单层干燥的隧道干燥室比总装机容量低，能源消耗低于9kwh/t产品；

Ø占地面积小，厂房建造投资低；

Ø维护成本低：干燥器内没有电动机，风机安装在干燥器外部；非常简捷的驱动装置,仅有一台驱动电机；没有大体量的金属通风管道（上下通道通风）；

Ø更易于实现自动化控制；仅有少量的控制点以及变频器。

Ø基本尺寸：长度范围：65～120m，取决于坯体混合料的干燥特性；干燥器的宽度范围：3～10m，取决于产品的种类和产量。

这种干燥室（快干）的原理是充分利用了“穿流”方式，使每一个都暴露在气流中制品的孔洞都可以有气流通过，不仅仅只是干燥制品的外表面。

6.2 现代隧道式干燥窑

现代隧道式干燥室已经与我们之前了解的隧道式干燥室不是一个概念了，目前国内的隧道式干燥室，主要采用了法国赛力克公司（CERIC，FRANCE）和德国凯乐公司的先进的技术，二者除布风器不同以外，其他大同小异。由于采用了最新形势的旋转送风器，使得干燥室中温度、风速、湿度分布更均匀，干燥质量高。坯体残留水分低。该隧道干燥室，与新型切坯机、编组上托盘装置、新型摆臂式上下架设备相配套，可根据原材料干燥性能、产量、产品种类等，有着不同的长度、高度与数量的组合形式，可适应于年产量从1.2～2.4亿块（折普通砖）的各种规模的需要。

三、“体内循环”干燥方式的工艺设计

“体内循环方式”又分为“立体循环”和“平面循环”两种方式，例如前面介绍的法国安卓快速干燥窑，属于“立体循环”的方式，而隧道式干燥室属于“平面循环”方式。

无论是“立体循环”或者是“平面循环”的干燥方式，上下架系统都必须集中布置在一起，这是新型干燥系统特有处理方法，因为不论是安卓快速干燥室或者隧道式干燥室，砖坯的进口和出口均在同一位置。安卓快速干燥室只能布置在进口端，而隧道式干燥室可以布置在干燥室的顶端，也可以布置在干燥室的一侧，显得更加灵活。

事实是，当前欧洲还流行一种先进的单层/双层快速干燥窑和单层/双层快速焙烧隧道窑系统，这些系统要么是立体循环的，要么是平面循环的。完全颠覆了我们砖瓦行业传统的“窑车”、“码垛”、“编组”等基本的概念，由垂直切割机和输送皮带组成切和运，利用机器人动态抓取的功能，完美的实现码坯的全过程，不仅工艺更加简洁，而且投资更加节省。这种单层干燥与焙烧组成的新系统，使烧砖隧道窑与陶瓷隧道窑之间的界线越来越模糊，同时也代表了我们发展方向。

典型“内循环干燥工艺”的切码运系统，注意看整个工艺过程中，干燥车始终在干燥室内循环的，而不像传统布置的要在外面（生产线上）储存相当数量的干燥车。关于这一点业内有些人可能很难接受。其实，纵观整个系统，再结合自动化过程一起考虑，你就发现这样布置的妙处了。

安徽某机电有限公司为山西阳煤集团太原项目招标文件中的设计方案中的一部分，也是典型“内循环干燥工艺”的切码运系统。被我们津津乐道的“上、下架”、“指状叉车”和“室式干燥室”全都没有了，整个工艺过程简单明快，让人耳目一新。

该公司在山西阳煤集团太原项目部中标的设计方案，是根据法国赛力克（CERIC）公司提供的设计方案而制作的，整个生产线仅仅为180×60米。如此小的占地面积，国内没有哪一种设计方案能与之相比。

四、我国烧结墙体材料现状与欧洲的差距

、现状

我国烧结墙体材料通过10年来的发展，总体来讲发展还是比较迅速的，无论是产品结构和产品档次，都有了很大的提高，限制粘土实心砖、发展烧结空心砖的墙材革新工作深入人心，新型墙体材料的比例逐年提高。在全部墙体以材料的比例里，烧结制品依然是龙头老大，稳坐70%的“头把交椅”（2014年数据）。

装备制造业发展迅速，2014年全国从事烧结墙体材料装备制造的企业多达450多家，相关企业更是多达近千余家。从数量上居所有建材行业之最。但由此也可以看出，粗糙和低水平是这个行业的特点。2014年产值超过1个亿的制造企业仅仅只有双鸭山东方公司一家。

低水平的发展现象十分严重，一次码烧、内燃焙烧是我国烧结墙体材料行业采用最多的工艺，在产品档次普遍偏低的情况下，低水平的窑炉、设备大行其道，新建的企业项目中，80%以上为低水平的一次码烧工艺，欧洲已经看不到的“移动式隧道窑”在我国很有市场，2014年，从事移动式隧道窑建设的公司多达50余家。

二次码烧生产工艺和装配式隧道窑技术得到很快发展，除我们前面提到的几家单位以外，加入到“二次码烧俱乐部”的厂家还有：陕西宝深、济南金牛、武汉箫瑞、江西振大和宜兴恒大等公司。山东环美设计院和江西院顾加入到“二次码烧”的设计队伍中来。不仅如此，到目前为止，已经建成的装配式隧道窑达到20多条，从事这项业务的单位超过了10家。

、欧洲的情况

今年四月，受法国赛力克的邀请，与科达公司一起，对欧洲的烧结砖行业进行了为期12天的考察访问。考察访问期间，我们先后赴法国和德国，访问了法国CERIC（赛力克）公司和德国KELLER（凯乐）公司，考察了Wienerberger（维也纳山）下属的生产企业，和CERIC（赛力克）公司与KELLER（凯乐）公司设计制造的装备。考察的内容涉及原料处理，切码运技术、干燥与焙烧、产品包装、生物质燃料、产品种类及其运用等等，并且与欧洲劲旅赛力克公司和凯乐公司进行桌游成效的谈判。

欧洲是世界上经济最发达的地区之一，烧结墙体材料不论是产品结构，还是技术装备都是处于世界先进水平。

2.1 原料处理精细，讲究搭配、很少使用单一的原料，轮碾机和对辊机是常见的设备，陈化库每厂必配。

2.2 产品档次高，几乎全部是空心砌块、保温填充砌块和清水砖。

2.3 几乎全部都是二次码烧生产工艺、装配式隧道窑和外然烧砖。燃料是天然气。

2.4 自动化程度非常高。从原料进厂到产品装车，全过程均实现了自动化和机械化。