青砖为啥青？红砖为啥红？ / 开普饭

烧结砖瓦的颜色是原料中铁化合物引起的。原料中铁化合物在氧化焰中焙烧成髙价氧化铁。例如：

Fe304 —Fe203

即转化成为三氧化二铁而呈现红色。现在的砖瓦厂普遍生产红色砖瓦。

青砖具有蓝青色的主要原因是，在焙烧还原阶段中，铁被还原成氧化亚铁和制品颗粒表面形成碳素薄膜所致。而饮窑过程与呈色无关，它的作用在于加速窑的冷却，并在窑内造成大于外界空气压力的蒸汽压力，杜绝空气进入窑内，以保证已经形成的低价铁和碳素薄膜不致氧化和燃烧。

当烧成过程在还原阶段以前，窑内处于氧化气氛。升温到lOOO℃左右，氧化铁和氧化钙等形成硅酸复盐，但这种作用只能发生在颗粒的表面，大部分铁仍以红色Fe203存在。

在还原阶段，Fe203被还原为Fe0,消失了红色。由于窑内处于还原状态，空气缺乏，由燃料所产生的碳氢化合物气体不能燃烧而在髙温中分解，生成炭黑，在制品颗粒表面形成碳素薄膜（渗碳)。由于碳素薄膜的存在，对水化作用的抗蚀性很强，提高了青砖的耐久性。

所谓炭黑是含碳燃料经不完全燃烧而产生的微细黑色石墨状粉末，不溶于水、酸、碱，其主要物质是碳元素。

数千年来，烧青砖都在土窑（马蹄窑）中进行，这种窑型虽易于密封，但由于它间歇作业，余热和烟热不能利用（在焙烧后期外排烟气达900℃左右），加之烧一块普通砖需在窑内饮约一kg的水。这些水变成水蒸气又要吸热2500 ~3000kJ/块。故这种窑型烧青砖的热耗为隧道窑烧红砖热耗的3倍以上。

笔者曾参与对四川省雅安市某烧砖土窑（马蹄窑）进行测试、统计，其结果是：烧一块普通实心青砖平均总热耗约为13167kJ。其中：饮窑水加热、蒸发热耗为2671kJ，占总热耗的20.3%;烟气带走的热为5810kJ，占总热耗的44.1%，其余各项热耗为4686kJ，占总热耗的35.6%。

淸华大学和北京西六里屯砖厂曾初步试制成功在燃煤隧道窑中烧青砖。国外在研究轮窑中注入氮气烧青砖。

值得一提的是，英国威尔耐砖公司采用燃油隧道窑烧青砖。坯垛采用较高比例的平码，以防止青砖粘结在一起。窑内共容纳44辆窑车。预热带占17辆，在8 ~14车位处设两台再循环风机，它将坯垛下部的废气流再引人窑顶孔洞内。在18〜21车位处采用“热型”烧嘴，它创造良好的氧化条件，且使横断面热量分布均勻。在18车位处温度为875℃：，到21 车位处温度为1000℃,继续升温至顶峰在28车位，为1140℃：。在这一带采用顶烧脉冲烧嘴，主要为了获得和控制还原反应，方法是变更油量和喷油频率。配合这些烧嘴的还有粗糙的喷雾式侧烧嘴，它们用来控制温度和在较小范围内控制还原反应。在这些侧烧嘴内，使用的一次空气量是可以变动的，而二次空气量是可以调整的，如是过量的空气，可以减少至最小蛩以获得高度的还原条件，而同时仍要维持窑的平衡。“热型”烧嘴和侧烧嘴用控制热电偶来调整（用高压油和低压油来变动）。

从28〜44车位，砖被出口处的冷空气流冷却至可取温度。这样有双重作用：①冷却砖制品；②在窑的尾端创造正压条件，促使该区段横断面温度趋于均勻。采用在适当位置抽气以控制窑的平衡，测压记录仪和一具携带式的压力和真空记录仪用来经常复核窑内任何部位的技术数据。

在窑处于还原条下，最困难的是在一辆窑车进窑后，就需要保持恒定不变的条件。在每一次进车时温度变了，还原条件也变了，解决的办法是：①依靠变化空气和油的用量；② 操作人员的观察，以调整出现的变动。因此需要恒常的高标准的检查，控制水平也要比通常的隧道窑精确得多。

附：空心砖（砌块）组图