2.5　耐火材料的干燥

砖坯干燥是耐火材料工艺必不可少的过程。无论采用何种成型方法，砖坯中均含有一定量的水分，砖坯的强度较低，在运输和装窑的过程中容易造成损坏。为了降低砖坯的水分，提高砖坯强度，保证砖坯在烧成初期快速升温，缩短烧成时间，提高制品合格率，砖坯需经过干燥过程。坯体经干燥后留有2%左右的水分，对于大型砖坯有时要求水分的含量在0.2%以下。

2.5.1　干燥过程

耐火材料的干燥过程可以分为三个阶段。

第一个阶段为等速干燥阶段，在此阶段水分大量排出，当周围环境的温度、湿度等条件不变时，水分的排出速率近似是恒定的，故称为等速干燥阶段。此时，水分的蒸发仅发生在坯体的表面上，干燥速率等于水分的蒸发速率，故凡是影响表面蒸发速率的都能影响干燥速率。因此，在等速干燥阶段，干燥速率与坯体的厚度及最初含水量无关，而与干燥介质的温度、湿度和运动速率有关。

第二个阶段是降速干燥阶段，随着干燥时间的增加，坯体中的水分减少，坯体中的有效蒸发面积减少，干燥速率逐渐降低。此时，水分从表面蒸发的速率超过自坯体内部向表面扩散的速率，因此干燥速率受空气的温度、湿度和运动速度影响较小。水分向表面扩散的速率取决于含水量、坯体内部结构、水的黏度及物料性质等。通常非塑性和弱塑性料水分的内扩散作用较强，粗颗粒比细颗粒强，干燥温度越高，扩散也越容易。

第三个阶段为平衡干燥阶段，此时干燥速率逐渐趋近于零，最终坯体中的水分不再减少，留在坯体中的水分等于固体颗粒所吸附的平衡水。平衡水的含量取决于物料的性质、颗粒大小和干燥介质的温度和湿度。根据工艺条件的要求确定最终的含水率，过高则降低砖坯强度和炉窑效率，过低则在大气中增湿，浪费干燥能量。

2.5.2　干燥的方法

干燥方法可分为常温干燥和加热干燥两种方法。

（1）常温干燥　一般堆放在空气流通的厂房内风干或阴干。可塑法和手工法成型，或机压成型水分含量较大的砖坯先风干，有一定强度后再进入其他干燥器中继续干燥。有一些小型企业利用太阳光进行自然干燥。

（2）加热干燥　耐火材料生产过程中常用以下干燥方法。

①干燥坑干燥　把砖坯码放在铺有砂子的坑上，用火箱加热，烟气经坑下面的烟道加热砂子，使砖坯干燥。接近火箱处温度较高，离火箱越远，温度越低，干燥不均匀，劳动条件恶劣，耗热量大，间隙作业。

②室式干燥　用砖砌成小窑，干燥热源一般采用空气预热，也有的在干燥室内壁安设暖气管道或暖气片，直接加热干燥室内的空气。被干燥的砖坯码在干燥车上，推入进行干燥。干燥器载热体的温度和湿度是可以调整的，气流分布较均匀，一般适用于干燥大型和特异型制品，也是间隙作业。

③隧道干燥　是由若干条隧道并联组成，长度为24～36m，宽为0.95m，净空高为1.65m，每条隧道内铺设轨道，轨道上放置干燥车。载砖坯的干燥车依次由隧道干燥器的一端推入，从另一端推出。在隧道干燥器中，干燥介质为预热器加热的热空气，或隧道窑的热废气，或净化后的废烟气，用鼓风机逆进车方向鼓入，由另一端抽出，经烟筒排入大气中。

④电热干燥　特大型砖坯可在砖坯两端粘贴金属箔通电干燥。利用220V交流电源，用变压器调节不同干燥阶段的电压，从而使干燥速率得到精确地控制。

此外，还有红外干燥，超声波干燥等方法。

2.5.3　干燥制度的确定

为了保证砖坯在干燥过程中不产生裂纹或变形，达到提高坯体强度的目的，必须建立严格的干燥制度。干燥制度是砖坯进行干燥时的条件总和。它包括干燥时间、进入和排出干燥介质的温度和相对湿度，砖坯干燥前的水分和干燥终了后的水分等。

干燥时间的确定一般应考虑如下因素：物料的性质和结构，砖坯的形状和大小，坯体中的最初含水量和干燥后残余水分要求，干燥介质的温度、湿度和流速以及在干燥器的结构等。

砖坯干燥残余水分根据下列因素确定：①砖坯的强度应满足运输装窑的要求；②满足烧成初期快速升温的要求；③制品的大小和厚度，通常形状复杂的大型和异型制品残余水分应低些；④不同类型的烧成窑有不同的要求。

残余水分过低是不必要的，因为要排出最后的一部分水分，在干燥器中进行不但是不经济的，而且过干的砖坯因脆性而给装窑和运输带来困难。干燥砖坯残余水分的含量一般为黏土制品：2.0%～1.0%；高铝制品：2.0%～1.0%；硅质制品：0.5%～1.0%；镁质制品：小于1.0%。