隧道窯製磚

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  由於彰化縣花壇地區的土質適合燒磚,且燒製出來的紅磚品質優良,廣受各地客戶的喜愛,所以在民國六十年時,八卦窯日夜加工生產的紅磚,已無法滿足市場的大量需求。因此,磚窯業者又再度的投資,引進了新穎而生產快速的隧道窯,提升製磚技術之外,並將原來的機械式作業,改為自動化的操作,減少人力,增加產能,使得花壇的紅磚製作技術,又向前跨進了一大步。

  隧道窯的燒磚方法和窯型,一改以往的傳統方式,窯形改為方正的長條狀,其長度可依窯場的場地及配套而定,一般可長達五十公尺以上。在隧道窯的窯室內區分為預熱帶、燒成帶、冷卻帶等三個階段。而隧道窯不僅設置了燒製紅磚的隧道主窯,並且也會在主窯的旁邊,設置一道平行於主窯的「副窯」,做為烘乾窯。烘乾窯內的熱源,則來自於主窯內的冷卻區裡的剩餘熱氣,充分的利用熱源的剩餘價值,減少成本。烘乾窯能將磚坯預熱烘乾,使磚坯內豐富的含水率,經過烘乾窯之後,降到約百分之六的適當入窯含水率,以避免燒磚過程中磚坯迸裂提高生產效率,並且維持燒磚過程的品質穩定,所以隧道窯的製磚產能,已足足的比傳統的八卦窯提升了上百倍。

  尤其到了民國八十年後的全自動隧道窯,更是一改以往半自動的操控,而完全改用靈敏度相當高的微動開關和紅外線感應器,配合自動操控的配電盤,做全系統的自動操作控制,使整座磚廠的生產動線,完全自動化。從黏土的供料到混合攪拌、擠壓製磚、自動機械手臂夾磚機的疊坯,進入烘乾窯、燒製隧道窯,一直到燒製完成後的成品貯放區,這一段繁複而漫長的產製過程,都是由電子自動掌控。所以到了民國八十年後的製磚工程,已經不是當年日據時代的草創時期,所生產的數量可以比擬,亦可說是花壇磚窯業製造技術的最高成長時期。

  隧道窯的紅磚製造過程係將配製後之原料經由製磚機製成磚坯後,堆置於台車上,再送入乾燥室乾燥,使磚坯降低水份含量,接著再送入隧道窯,隧道窯內部概分為預熱帶、燒成帶、冷卻帶,其燒成溫度約950∼980℃左右,磚坯在此溫度下進行化學反應而成紅磚。使用之燃料以煤炭為主,經粉碎後送至隧道窯頂部投入,另外為了維持燒成帶溫度均勻,於燒成帶側面噴入重油或粉煤為輔助燃料。

  在磚的燒製過程中,需要有許多的設備、原料及人力的投入,才能生產出成品。以下我們就從設備與材料、人力投入及生產流程來加以說明:

(一)設備:

1. 土地:一座磚窯工廠所需要的土地大小,要視規劃之產量及客戶需求而定。一般劃分為:黏土堆置區、燃料堆置區、磚坯製成區、磚坯乾燥區、窯、成品區、配電室、環保設備區及辦公室等區塊。

參考圖片

參考圖片

工作區規劃及功能

燒磚原料

參觀堆土場

黏土堆置區

儲存製磚原料

燃煤乾燥場

堆放燃煤

燃料乾燥及堆置區

儲存隧道窯的燃料煤炭,先將煤炭鋪曬乾燥後,再堆放於煤炭堆置區。

磚胚製作

機械疊磚

磚坯製成區

將黏土經練土、攪拌製成磚坯,再以二五堆疊方式,疊放於台車上。

磚坯於台車上風乾

磚塊乾燥區

磚坯乾燥區

磚坯首先置於台車上隨著台車前進進行風乾,再經乾燥窯烘乾。

磚塊出窯

紅磚成品堆放區

磚窯、成品區

磚坯經烘乾後就可以送入隧道窯燒製磚塊。磚塊出窯後,經包紮捆綁存放於成品區。

機械控制盤

控制電盤

機械控制電盤

在全自動隧道窯內所有製磚過程全部採用機械操作,只需少數人員來監控機械運作。

廢氣洗淨器

環保設備

環保設備區

隧道窯燃煤所產生的廢氣,需經鹽酸水洗濾淨之後,才能由煙囪排放。

辦公室

磚窯工會證書

辦公室

處理原料進貨、客戶訂單、磚塊成品出貨以及對外聯絡等事項。

2.窯體:隧道窯分為預熱帶燒成帶冷卻帶三段。其長度亦視規劃之產量而定。

3.機械:

參考圖片

機械名稱及主要用途

碎土機

碎土機、鋼網式碎粉機

 

粉碎原土、磚坯(不良品)及燃料(煤炭)

製磚機

供料機、攪拌機、製磚機、疊胚機

 

將碎土機處理過之原土,製成磚坯並堆疊至台車上。

送炭機

送炭機、噴炭機

 

將煤炭粉送至隧道窯內燃燒。

載磚台車

台車、推送機(油壓、鏈條)、絞盤機

 

製磚過程中移動台車運輸磚坯及成品磚。

抽風機

抽氣設備

 

將隧道窯內磚塊燃燒後熱氣送至乾燥窯(乾燥磚坯)同時吸引冷空氣進入冷卻成品磚。

廢氣清洗過濾設備

環保設備、清洗過濾設備

 

將燃燒後的煤灰,經鹽酸水洗過濾之後

再由煙囪排出。

(廢氣處理、餘熱再生等)

(二)材料:

1.原料:黏土,緻密而結實,是燒磚的上好材料。砂質土或軟沃土缺乏黏性,瓷土或陶土收縮率大,均不適合製作磚塊。

2.燃料:燃料所產生的熱能,能化土坯為磚,為磚業所依賴之能源。早期以木料、菅蓁、花生殼、煤、甘蔗葉、甘蔗渣等為燃料。自採用隧道窯後,則以煤炭為主。

在早期,磚的燒製過程需要相當多的人力,自從採用隧道窯後,人力需求即大幅減少,大致上包括下列人員:

1.廠長:綜理全廠事務,委由專人或事業主自行擔任。

2.辦公助理:協助廠長,處理原料進貨、客戶訂單、磚塊成品出貨等事項。

3.機電師傅:專責廠內機電設備之操作及維修,需有專業訓練及經驗。

4.窯工:負責廠內台車調度,及搬運成品。

其概況如下:

1.練土將黏土放入攪拌機中攪拌,至土料勻稱,水分適中,軟硬合度,易於擠壓成形的泥團為止(區分為硬性擠出與半硬性擠出)。

2.成型將攪拌機處理過之泥團送入製磚機全自動疊坯機,即可將磚坯成型並堆疊於台車上,堆疊的形式要能引導火焰燒透磚坯,通常採用二五堆疊法,且磚坯的堆疊必須穩固。

3.乾燥將磚坯推送至乾燥室排放,並利用燒窯之熱氣乾燥。坯體太濕則難以燒成(易破裂),太乾則燒成的顏色太淡。

4.入窯利用推送機,將堆疊磚坯之台車,推送入隧道窯內。

5.窯燒在隧道窯內,溫度及燃料之投放,均採自動控制,操作人員僅需監控機器的運作狀態即可。

6.出窯台車出窯後,窯工即可將成品磚搬運至成品區堆放,並不需特別的技術。

 

張經、林瑜哲整理製作