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     螺旋挤出机是烧结砖瓦塑性挤出成型最主要的设备。螺旋挤出机可以将没有定形的松散泥料,挤压成致密的、具有一定断面形状的连续泥条。接着用切条机将泥条切割成泥段,再用切坯机将泥段切割成单块的坯体,从而完成了成型作业。
    (1)普通螺旋挤出机成型
     将经过加工处理(粉碎、湿化、混合)的泥料加入螺旋挤出机受料斗,由于打泥板或压泥辊的作用,使泥料进入挤出机泥缸中,被旋转着的螺旋绞刀推动前进,并受螺旋绞刀的压力作用和稍许拌和,使泥料通过机头时被挤压密实,而由机口挤出成为符合规定尺寸和形状的连续的泥条。泥条由专门设备切割成一定长度,最后由切割机械切成单块坯体。为了减少泥料与机口四壁之间的摩擦力,机口的四个角与四壁要镶上薄铁皮制作的鳞片,注入清水或油使其产生润滑作用(亦有不用润滑剂的干挤出)。机口的尺寸与形状要适应泥料的性质,使其除符合所需断面尺寸外,还要考虑干燥、焙烧的收缩率。
     螺旋挤出机的生产能力,受泥缸的尺寸所制约,在其它条件相同时,挤出机的泥缸直径越大,生产能力越高。因此经常是以泥缸内径来表示挤出机的规格。除了内径之外,泥缸的形状对生产能力和动力消耗也有直接关系。泥缸形状,有圆柱形和圆锥形。圆锥形泥缸泥料进入端的直径大于输出端,造成阻力增大,产量降低;另外泥料在向前推进时由于受到较大的阻力,极易造成一部分泥料沿着螺旋绞刀与泥缸衬套的间隙向后返泥。圆柱形泥缸,泥料的压密靠螺旋绞刀的变螺距来完成。它的优点是:泥料在其中向前移动时动力消耗较小;较圆锥形泥缸生产能力高。
     为了防止泥缸因受所挤压的泥料的摩擦而迅速磨损,将泥缸内壁衬上一个可拆卸的金属衬套,并将衬套制做成带有沟槽的,以防止在螺旋绞刀旋转时泥料随之旋转。
    最普通的衬套有方格或饼干型,还有直槽或螺旋槽型以及楔槽型等。
     方格衬套是最常用的一种类型,它可将土拦在方格中,使方格中的泥料与绞刀上的泥料间产生足够的摩擦力而向前运动。方格衬套最适用于粘附力不太强的泥料。直槽或螺旋槽衬套更适合于粘附力较强的泥料。
    为了安装和拆卸方便,可将泥缸做成水平或垂直分开的两半。水平分开的泥缸,可用螺栓连接;垂直分开的泥缸,可用绞链悬在受料斗的机座上。
     螺旋绞刀的主要功能是输送并且加压于泥料。绞刀的结构决定了绞刀的效率以及生产单位产品的动力消耗。绞刀的螺距、螺旋导角、绞刀外径及绞刀轴直径是最重要的技术参数。一般采用等螺距绞刀和变螺距绞刀两种形式。等螺距绞刀受料部分,输送部分和挤压部分各段的螺距均相等。决定等螺距绞刀效率的主要因素是绞刀的螺旋导角。经验表明,螺旋导角平均为23°左右时,能获得最大挤出速度和最大挤出效率。螺旋导角平均为23°左右的等螺距绞刀,其螺距与绞刀外径相等是经常采用的结构形式。变螺距绞刀的螺距自受料部分逐步减小,即每经过绞刀的一个螺距,泥料的体积都会减小。变螺距绞刀是一种逐级加压绞刀。变螺距绞刀比等螺距绞刀有更高的效率。
     绞刀转速影响制品的质量和产量。挤出机挤出速度既是绞刀转速的函数,又是泥料含水率的函数。在某一特定的含水率下,都有一相应的最佳绞刀转速,使其能获得最大的挤出产量。适应某种特定泥料的最佳转速只有靠试验来确定。最常用的绞刀转速是20~35r/min。现代化的挤出机常有多种转速,以适应多用途和高效率的要求。
     机头是挤出机泥缸与机口之间的连接部分,它的作用在于最终使泥料紧密,调整泥料的运动速度,改变泥料横断面的大小及形状,以及将泥料均匀地供给机口。
    为了达到泥料的紧密和横断面的均匀变化,以及尽可能均匀地把泥料供给机口,机头应当具有适当的长度。机头的长短,根据泥料的性质和加工润湿程度来确定。加工处理均匀的、塑性较高的泥料比含水分少、塑性较低的泥料容易改变形状。故塑性较高的泥料挤出时机头可适当短些。一般机头长度应为机头最大宽度的1.5~2倍,通常为120~250mm。
     泥料在机头内的紧密程度,还与机头的断面积由泥缸向机口逐渐缩小程度有直接关系。为了使挤出机能量消耗低,生产效率高,泥条质量好,还应合理选择机头断面积缩小的比值(即泥缸和机口有效断面积之比),即压缩系数一般为1.5~2。压缩系数过高,电能消耗增高,但泥料的质量和密实度却得不到改善,相反,还会因挤出机机头内泥料的过度压缩,引起泥料发热而降低泥条质量。
    机头同绞刀的相对位置,影响泥条横断面挤出速度的平衡。当机头靠近绞刀时,泥流边部比中心部位挤出得要快。
     机口(又称出口)是使挤出的泥料形成所需要的断面尺寸,并具有一定紧密程度的泥条的最后工序。
    机口尺寸的选择(长度及内表面的锥度)随泥料性质,成型水分,加工均匀程度及成型挤压力而异。当机口长度为100~250mm,锥度一般为4~8%,效果较好。如果锥度过大,泥条在挤出时会受到很大的摩擦力而形成棱角上的锯齿形裂口。
     塑性较高的原料成型时,机口可短些,在保证泥条紧密和表面光滑的前提下,采取最短的机口和最小的锥度,以便尽量减少泥料和机口壁的摩擦,从而提高挤出机的生产效率。
    为了减少摩擦阻力并使泥条具有光滑的表面,可以通过水或油润滑机口内壁。应着重说明的是,有的砖厂用油机口取代水机口后,收到较好的效果:(1)切坯时,不需要再在切坯台上抹油了;(2)由于油的流动性能比水差,故用油量很少,万块砖坯耗油仅1kg左右;(3)用油机口后,机口内衬铁皮的使用寿命明显延长了;(4)用油机口挤出的泥条比用水机口光洁得多,质量明显有所提高。也可用热水、蒸汽进行润滑。与冷水相比,热水的润滑效果更好。在条件允许的情况下,亦可采用无润滑剂的干挤出。
    机口外口的尺寸,决定着产品的规格,因此要考虑到湿坯在干燥和焙烧过程中的收缩。机口的外口尺寸应等于成品尺寸和收缩尺寸的总和。为消除因泥条滑行、切坯及运输震动产生的大底现象,外口底边长度应比上边短1~3mm。机口可用铸铁或硬质木料制成。
    (2)真空螺旋挤出机成型
     用普通挤出机制成的砖坯,由于泥料内部所含的空气和加工过程中进入的空气,被挤压在泥条内,会造成坯体分层和裂纹等缺陷,降低产品质量。
    真空螺旋挤出机的特点是能将泥料中的空气在挤压过程中大部分排出。经真空处理的泥料,增加了泥料颗粒间的接触面积,提高了其结合性和可塑性,改善了泥料的成型性能。真空挤出机挤出的泥条密度较大,其成品也具有较高的机械强度。
     真空挤出机设有专用的真空室和真空泵。常用的有带栅隔板的(单级)真空挤泥机和带有搅拌机的(双级)组合真空挤泥机两种。
     单级式真空挤出机和普通挤出机不同的是有一个比较长的泥缸,在泥缸的中部,被带有孔的栅隔板分成两部分,形成了栅隔板旁边的真空室。当泥料由于挤压通过栅隔板时,被分成许多单独的细泥条,为加速空气的排除提供了条件。泥料中的空气通过真空室内由真空泵排除。
    真空室内泥料的下层不易排尽空气,而且泥料通过栅隔板后很快被绞刀推向机头,以至在真空室内停留时间很短,造成抽气不均匀和真空度不高的缺陷。另外,该真空挤出成型对泥料的要求较严格,如果黏土中含有石块、植物根等杂物,在生产过程中往往发生栅隔板堵塞,造成停机清理而影响生产。
    普通螺旋挤泥机的上方设置一台搅拌机,其间由真空室连接,就构成双级真空挤出机。
    (3)双级真空挤出机的工作原理
     双级真空挤出机的工作过程:泥料进入加料口后,首先受到单轴搅拌机的搅泥刀的破碎、揉练、混合并在锥形泥缸内受到挤压。由于缸筒是锥形的,泥料流通面积逐渐减少,起到密封真空室的作用。泥料被推进真空室时,切割成泥条或泥片并靠自重落到室底。此时,泥料夹杂的和吸附的气体被真空泵吸出排走。经脱气后的松解泥料又靠螺旋的作用,被推向前端并逐渐加压。最后在挤压螺旋的强力推动下,泥料被挤向机头,经机口挤出。
     挤出机处理的泥料既不是刚性体,也不是液体,而是微小固体物料颗粒混合物和一定的水(有时还有一点添加料)所组成的弹塑性体。它的主要固体特征是可塑性,有一定的形状和体积;它的主要液体特征是有一定的体积,但抵抗变形的能力低,几乎近于有流动性。泥料在螺旋挤出机内受到破碎、剪切、混合、输送和挤压作用,所有这些作用均与泥料的流动有关。

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