在陶瓷、耐火材料制品的生產(chǎn)過程中,燒成是一道重要工序。常見的燒成設(shè)備有兩大類。一類是連續(xù)加熱窯,如隧道窯;另一類為間歇加熱窯,如倒焰窯。
隧道窯(1384規(guī)格7223)的主要優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量大、燃料消耗低、熱效率以及勞動(dòng)條件好,其缺點(diǎn)是基建投入資金大、熱工制度不易經(jīng)常調(diào)整。鋼材用量以及附屬設(shè)備較多,故多用于產(chǎn)量大、品種單一的制品。間歇窯主要包括倒焰窯、梭式窯、鐘罩窯、蒸籠窯等。具有熱工制度易調(diào)整、靈活性大、窯內(nèi)溫度分布均勻、基建投入資金少等特點(diǎn)。傳統(tǒng)倒焰窯由于砌筑蓄熱式熱量大、煙氣帶走熱量多,熱效率低,單位產(chǎn)品燃料消耗高,且裝窯出窯操作勞動(dòng)強(qiáng)度大,因此這些窯爐常用于中小型工廠以及小批量、多品種制品的燒成。但高等耐火材料的出現(xiàn)、高速燒嘴(1384規(guī)格7223)的應(yīng)用以及微處理機(jī)對(duì)窯溫、窯壓及氣氛的自動(dòng)控制,使得新型間歇窯比傳統(tǒng)間歇窯更具有高的熱效率、適應(yīng)性強(qiáng)、燒成時(shí)間短、勞動(dòng)強(qiáng)度小等優(yōu)點(diǎn)。
一.隧道窯
隧道窯有各種不同的分類方法,大致歸納為:
① 按燒成溫度分
⑴ 低溫隧道窯(1000~1350℃)。
⑵ 中溫隧道窯(1350~1550℃)。
⑶ 高溫隧道窯(1550~1750℃)。
⑷ 非常高溫隧道窯(1750~1950℃)。
② 按燒成品種分
⑴ 耐火材料隧道窯;
⑵ 陶瓷隧道窯;
⑶ 紅磚隧道窯。
③ 按熱源分
⑴ 火焰隧道窯;
⑵ 電熱隧道窯;
④ 按火焰是否進(jìn)入隧道分
⑴ 明焰隧道窯;
⑵ 隔焰隧道窯;
⑶ 半隔焰隧道窯。
⑤ 按窯內(nèi)運(yùn)輸設(shè)備分
⑴ 車式隧道窯;
⑵ 推板隧道窯;
⑶ 輥底隧道窯;
⑷ 輸送帶隧道窯;
⑸ 步進(jìn)式隧道窯;
⑹ 氣墊式隧道窯;
⑥ 按通道多少分
⑴ 單通道隧道窯;
⑵ 多通道隧道窯。
二.工作系統(tǒng)
隧道窯(1384規(guī)格7223)因類似鐵路中洞的隧道而得名,目前多采用單通道明焰式隧道窯。隧道窯屬于逆流操作的熱工設(shè)備。即窯車上的坯體,由推車機(jī)的推動(dòng),在隧道內(nèi)與氣流依舊相反方向連續(xù)或間歇移動(dòng),并完成預(yù)熱、燒成、冷卻過程。因此將隧道窯沿窯長(zhǎng)分為預(yù)熱、燒成、冷卻三帶。
窯車進(jìn)入預(yù)熱帶后,車上的坯體首先與來自燒成帶的燃燒的煙氣接觸,并逐漸加熱;進(jìn)入燒成帶后,坯體借助燃料燃燒放出的大量熱量,達(dá)到所要求的較高燒成溫度,再經(jīng)過一段時(shí)間的保溫,坯體被焙燒成制品;高溫?zé)傻闹破愤M(jìn)入冷卻帶,與窯尾鼓入的大量冷空氣進(jìn)行熱交換,制品冷卻后被退出窯外。
被加熱的空氣一部分作為助燃空氣,被送往燒成帶,另一部分抽出供坯體干燥或氣幕用。燃料在燒成帶燃燒后所產(chǎn)生的高溫?zé)煔,沿窯內(nèi)通道流入預(yù)熱帶,在加熱坯體時(shí)本身被冷卻,較后自預(yù)熱帶排煙口、支煙道經(jīng)排煙機(jī)、煙囪內(nèi)排出。
從上述分析可以看出,制品與氣流按照逆流方向運(yùn)動(dòng),熱量得到充分利用,因此熱效率較間歇窯爐高。
三.隧道窯的規(guī)格
不同制品的隧道窯常見的規(guī)格有:
黏土磚:預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶分別為41.8m、22.0m、37.4m。
高鋁磚:預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶分別為72m、24m、60.6m。
日用瓷:預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶分別為:38.52m、28.0m、50.07m。
衛(wèi)生瓷:預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶分別為30m、22m、40m。
釉面磚釉燒:預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶分別為13.47m、6.9m、13.51m。
四.隧道窯溫度制度
合理而穩(wěn)定的熱工制度對(duì)所有的熱工設(shè)備都很重要。熱工制度主要包括溫度制度、壓力制度和氣氛制度。這些制度相互影響,且與窯車磚垛碼放及推車制度密切相關(guān)。
溫度制度是核心,對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量非常重要。其中燒成帶的溫度十分關(guān)鍵。影響溫度制度的因素有兩類:一類為工藝方面的,如原料、品種、配方、加工工藝各過程直至半成品的強(qiáng)度、水分等;另一類是窯爐方面的,如結(jié)構(gòu)、燃料種類及性能、空氣過剩系數(shù)、燃燒室和燒嘴(1384規(guī)格7223)的結(jié)構(gòu),以及一次、二次的空氣的比例及余熱溫度等。
實(shí)踐證明,沿窯車前進(jìn)方向要求考慮磚垛溫度的合理性,在預(yù)熱至燒成帶要求前部高后部低、上部高下部低、中間高兩邊低。造成預(yù)熱帶溫差形成的原因有:①熱氣體的浮升力;②負(fù)壓形成的冷熱氣體分層;③磚垛碼放不合理;④窯車蓄熱。
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