Línea de producción de ladrillos de arcilla al vacío VP75 con horno túnel

En la producción de ladrillos sinterizados, el secado es clave para obtener beneficios empresariales. Sin el rendimiento y la calidad de los ladrillos verdes secos, no hay beneficios comerciales. La preparación y el moldeado de la mezcla al inicio del proceso de secado, así como la cocción al final, tienen un gran impacto en la mejora de la eficiencia empresarial, pero el secado se ha convertido en el proceso más importante en la actualidad.

Ya sea una pequeña empresa que utiliza un horno Hoffman de secado natural, una línea de producción de horno de túnel con cocción secundaria o una moderna línea de producción de horno de túnel de cocción primaria a gran escala, el proceso de secado de las piezas en bruto húmedas sigue siendo clave para limitar la producción y la calidad de los ladrillos sinterizados. Diversos factores influyen decisivamente en la eficiencia empresarial. Por lo tanto, el factor clave para aumentar la producción de las empresas de ladrillos sinterizados debe implementarse en el secado, no en el tostado.

(1) Fuente y forma de la humedad

El proceso de eliminar la humedad del cuerpo verde se llama secado.

El agua en el cuerpo verde se compone principalmente de tres partes: agua libre, agua adsorbida y agua químicamente unida.

El agua libre, también llamada agua mecánica o agua libre, se distribuye entre las partículas y en los capilares, y su unión se relaja, facilitando su eliminación. Durante la etapa de secado, el agua libre se drena y su volumen disminuye.

Agua adsorbida: adherida a la superficie de las partículas, su cantidad está relacionada con la temperatura y la humedad ambiente, y tiene una cierta relación de equilibrio, es decir, cambia reversiblemente con las condiciones del medio circundante y el volumen permanece sin cambios.

Agua químicamente ligada: Está presente en la estructura molecular de los minerales, presenta una fuerte unión y requiere una gran cantidad de energía para su eliminación. El contenido de agua químicamente ligada es menor, y la temperatura de descarga en la sección de precalentamiento del horno de tostación suele estar entre 430 °C y 750 °C.

Bajo la premisa de condiciones de secado fijas, la humedad en el cuerpo verde se puede dividir en humedad libre y humedad de equilibrio, y la humedad libre debe eliminarse al máximo en la etapa de secado.

Desde un punto de vista tecnológico, la humedad del ladrillo proviene de la propia materia prima que contiene agua, la primera y segunda agitación, y la adición de agua en la extrusora. El contenido de humedad de los ladrillos producidos mediante diferentes procesos de moldeo varía considerablemente. En la práctica, se tiende a buscar un rendimiento excesivo, lo que reduce la presión de extrusión del adobe, lo que resulta en una disminución de su resistencia y un aumento de su contenido de humedad.

Algunos códigos ciegos son altos, lo que excede considerablemente la capacidad de carga de los ladrillos inferiores, y el rendimiento de los productos cocidos es muy bajo. Para ello, se debe buscar un proceso de moldeo con bajo contenido de humedad, que garantice que los ladrillos no se deformen ni agrieten tras su colocación en la vagoneta del horno, y que los ladrillos inferiores puedan soportar la presión de la vagoneta superior.

(2) Mecanismo de secado del cuerpo verde

En la cámara de secado, el medio de secado (calor residual y gases de combustión calientes) transfiere calor a la superficie del cuerpo verde mediante intercambio térmico. Tras calentarse la superficie del cuerpo verde, el calor se transfiere al interior por conducción, lo que constituye un proceso de transferencia de calor. Tras calentarse la superficie del cuerpo verde, el agua superficial se vaporiza y se evapora, y el agua del interior del cuerpo verde asciende a la superficie debido a la diferencia de humedad del material, evaporándose desde la superficie hasta que el cuerpo verde se seca, lo que constituye un proceso de transferencia de masa.

Se puede observar que todo el proceso de secado es tanto un proceso de transferencia de calor como de transferencia de masa. El proceso de transferencia de masa se puede dividir en dos: el proceso de vaporización y evaporación del agua superficial al aire, denominado difusión externa, y el proceso de movimiento del agua interna hacia la superficie, denominado difusión interna. En todo el proceso de secado, la transferencia de calor, la difusión externa y la difusión interna están interconectadas y se llevan a cabo simultáneamente.

Cuando el medio de secado es estable y el cuerpo verde no sufre cambios químicos, el secado del cuerpo verde se puede dividir en cuatro etapas:

①Etapa de aceleración

Constantemente entran autos nuevos a la cámara de secado. En esta etapa, la superficie de la carrocería verde se calienta a una temperatura igual a la temperatura de bulbo húmedo del medio de secado, y la tasa de evaporación del agua aumenta rápidamente. Esta etapa es corta y la cantidad de agua eliminada no es grande. El medio de secado presenta la temperatura más baja y la humedad más alta.

②Etapa de secado isocinético

El agua evaporada de la superficie del cuerpo verde se repone continuamente desde el interior hacia la superficie, manteniéndola siempre húmeda. En esta etapa, la velocidad de secado se mantiene constante, la temperatura superficial del cuerpo verde se mantiene constante y el agua se evapora libremente. La humedad del medio de secado aumenta gradualmente.

③ Etapa de secado lento

La superficie deja de contraerse y el secado continuo solo aumenta los poros dentro del cuerpo verde. La velocidad de secado disminuye, el consumo de energía térmica disminuye y la temperatura superficial del cuerpo verde aumenta.

④Etapa de equilibrio

Cuando la humedad superficial del material verde alcanza la humedad de equilibrio, la velocidad de secado es cero. La humedad final del secado depende de la temperatura y la humedad del medio de secado. Las etapas de secado no son fijas y se ajustan según la temperatura y la humedad del medio. En la práctica, es necesario determinar la curva de secado adecuada a las características de la materia prima según la situación específica.

Al estudiar el mecanismo y la velocidad de secado, se observa que los factores que afectan la velocidad de secado son, esencialmente, los que afectan la tasa de transferencia de calor y la tasa de difusión. Estos factores son la temperatura, la humedad y el caudal del medio de secado. En general, la unidad determina la cantidad de calor que se envía a la cámara de secado a lo largo del tiempo.

En la práctica, este fenómeno ocurre con frecuencia. Algunas líneas de producción envían aire caliente a la sala de secado a alta temperatura, pero la velocidad de secado es muy lenta y el efecto es deficiente. Esto se debe a que el volumen de aire aspirado por el ventilador es demasiado pequeño y no hay suficiente aire en la sala de secado. Consuma suficientes calorías. En algunas líneas de producción, la temperatura del aire de suministro es menor, pero el efecto de secado es muy bueno. Esto se debe a que el volumen de aire es grande y la sala de secado ha obtenido suficiente calor.