梭式窑窑炉的节能措施与方案

鉴于整个世界性的能源紧张形势，国家已经指定了多项节能减排法规。因此，陶瓷企业节能降耗的任务更加急迫。据有关资料介绍，目前我国建筑卫生陶瓷工业的燃料消耗，大约占总生产成本的30%~40%。如何采取措施，降低生产中的能源消耗、提高产品市场的竞争力已成为急待解决的问题。间歇式梭式窑炉，由于结构简单、建造费用低、窑内温差小及节能效率高等特点，正在成为国内外中小型陶瓷企业的首选炉型，得到大规模普及。现在许多建筑卫生陶瓷企业使用了先进的梭式窑窑炉，进行产品烧成。现就梭式窑窑炉的结构、以及装烧操作方法等几个方面，浅谈一些节能措施与方案。

1.选择良好的窑炉结构

陶瓷烧成使用的窑炉，它的结构是否合理，不但直接涉及到燃料消耗，而且同产品的质量有密切关系。一座内部结构合理的梭式型窑炉，如果能够实现气流循环顺畅，窑内压力适当，将大大延长窑炉的寿命。现在，陶建筑卫生陶瓷生产所用的窑炉，它的结构不断改进，显示出更加合理化的特点。如新型的节能型梭式窑炉，视窑炉容积大小，在窑内同一水平面交错布设四条或六条喷射式高速火道，用液化石油气作燃料的梭式窑，其燃烧室已由窑的墙外移到墙内制品旁，改变了燃烧窑的结构，有利于高速喷射下火焰直接进入窑内，打破传统陶瓷窑炉以自然流动为主的工作状态，利用压力造成高速气流的引射作用，使气流再循环，形成率流，强化烟气对流传热过程，使窑内温度均匀上升，使制品出现快速、均匀的加热，大大地节约了燃料的消耗，取得明显的节能效果。

其次，选择窑炉时，窑炉的结构要有合理的尺寸。因为窑炉的尺寸大，单位产品占有的散热面积小、热耗小。如果窑炉的尺寸过大，窑内温度不易均匀，烧成时间长，热耗增大。再者，若产品结构、装烧方法不变窑的长、宽、高比例不同的同样容积窑炉，其烧成时间和燃料消耗大不相同。依据实际测算，若梭式窑的高度增高50mm，则上下温差加大30℃、烧成时间增加并小时，燃料消耗每窑次增加5-8%。反之，同样容积，若窑的长、宽增加，高度降低，烧成效果不会出现上述的情况。所以，在进行窑炉设计时，在不影响烧成产品品种、生产规格等条件下，窑的长、宽尺寸可适当增加，其高度应偏低为宜。这样既可减少窑内上下温差，又能缩短烧成时间，达到节约燃料的目的。

2.提高窑炉的密封性

众所周知。建筑卫生陶瓷窑炉的密封性能好坏，直接影响燃料的消耗。窑炉砌筑时用轻质泡沫隔热砖和硅酸铝耐火纤维毡的蓄热量仅为耐火砖的10%左右。采用上述隔热保温材料砌筑窑墙、窑顶，窑的保温性能好，高温阶段外表铁板燃烧室处，经WREA-890M表面温度计实测，温度仅50~80℃，可使燃料消耗减少10~15%。而采用了轻质泡沫隔热砖和硅酸铝耐火纤维毡砌筑的梭式窑炉，虽然说一次性的工程费用较多，但由于显著的节能效果，在投产之后几个月内，即可收回建造时的成本费用。

陶瓷梭式窑的窑车与窑体密封为曲折封闭和砂封结构，窑车的接头、周边、窑内的周边与窑体接触处，用30mm厚硅酸铝耐火纤维毡粘贴，有效阻止了窑内烟气升温与冷空气渗入，增加窑的密封性能，缩小窑炉的上下温差，减少热损失，缩短高火保温时间，促进燃料消耗的减低。

3.推广低温烧成

建筑卫生陶瓷产品的烧成温度，因为坯釉配方、生产工艺、窑炉结构、烧成制度等沿用旧的传统习惯，长期以来烧成温度一直在1200—1250℃以上。现在完全可以通过使用低温烧成的陶瓷原料降低成建筑卫生陶瓷产品的烧成温度。一切依据理论计算，陶瓷制品在高温中烧成时，温度每升高100℃时，就必须增加10~15%的燃料消耗。而且，由于高温烧成，也会严重影响窑炉的寿命与使用的窑具的使用次数。

4.制定合理操作方案

建筑卫生陶瓷产品的烧成，应该根据坯、釉的特性、窑炉结构、燃料种类等制定合理的烧成制度与操作方案。在烧成时，应注意掌握好氧化焰、还原焰、中性焰三个烧成阶段。因各种不同火焰要求，温度气氛不一，燃料用量不同。若过早烧还原焰或燃料用量过大，不单会造成产品烟薰等缺陷，而且造成不必要的燃料浪费。因此，在实施产品烧成的操作方面，应根据窑炉结构、窑内温差情况以及制品的大小、厚薄、干湿、烧结温度范围的要求、高火保温时间等因素，决定各阶段的燃料用量，具体操作应注意以下几点。

(1)在点火~1050℃的阶段，应为氧化阶段，升温速度应该以210℃/小时为宜。在此阶段的燃料用量由小到大，控制全氧化烧成，从观火孔观察不应有一氧化碳，窑内火焰应该呈现完全清亮状态，升温时间4.5~5小时。

(2)在1050℃~1360℃阶段，应为还原焰阶段。这时，燃料的用量控制在现火孔观察有250~300mm长火焰(液化石油气窑火焰稍短)，说明窑内还原气氛足够。在窑顶温度达到1250℃以上时，可转为高火保温。高火保温时，采用较高温度下(即烧结范围上限)短时间烧成，可以节约燃料。一般还原时间2~2.5小时，高火保温时间半小时，即可达到烧成产品的要求。

5.实现快速烧成

目前，在实现快速烧成时，必须需要解决两个方面的问题。第一，应该研制出适应快速烧成的陶瓷坯、釉配方，以保证在短时间内坯、釉物化反应完全;第二，采用结构合理、上下温差小的梭式窑烧成，以保证热量迅速传递，制品均匀受热与冷却，可以避免在烧成过程产生废次品。梭式窑炉由于坯体烧成过程是在同一空间的不同时间进行，其烧成制度随时间的变化而变化。了解陶瓷制品烧成过程的物化变化，结合窑内温度均匀、温差不大于5℃等窑炉情况，掌握好三个烧成阶段，才能实现快烧。比如，要求坯体入窑水分<3%，在500℃以前提高气体流速，加强窑内通风，有利于结晶水的排除、分解，缩短烧成时间。高火保温后，可以强化冷却。升温和冷却速度直接影响烧成周期，烧成周期的缩短不仅能提高窑炉的生产率，而且能节省燃料，从而达到降低产品成本的目的。

6.推广无匣烧成

过去，烧成建筑卫生搪瓷产品，许多企业采用了匣钵装烧制品的方法，由于匣钵本身的重量比制品还要大上数倍，而且其导热性不良，传热速度缓慢，吸热和散热大。匣体的存在不但占去装窑空间，而且使火焰不能把热量直接辐射给制品，增大了燃料消耗，延长烧成时间。目前，建筑卫生陶瓷产品的烧成，一般均已经取消了匣体，而采用了无匣装烧、明焰裸烧的方法。根据有关测试，无匣装烧比有匣装烧需延长烧成时间可以缩短一小时，而且每窑次燃料消耗量节省15%左右。现在，旁边采用的碳化硅棚板具有良好的热传导性，已经成为建筑卫生陶瓷烧成用梭式窑的最理想的窑具。

另外，应该研究产品烧成时的装窑密度问题。产品装得过于密时，可以减少单位热耗，但装窑太密时，会直接导致窑内气流阻力大，不利于通风，窑内温度不均匀。坯体与坯体空隙最小距离应控制在5mm左右。装坯时以棚板支柱结构明焰裸烧，每块棚板由三根支柱支撑。上下棚板保持平、直、稳，均匀排列，每层的制品尽量做到高度基本一致，形状大小不一。全车装坯，应以最矮小的坯体装在中间位置;坯体高，用立柱长的放在最下部或最上部，这样，有利于保持坯体在高温气流下获得热量平衡，从而缩短烧成时间，减少燃料消耗;还有，放在棚板上的产品坯体，在装坯时适当码密，防止气流过快被烟囱抽走，以提高热的利用率。

7.加强余热回收利用

在陶瓷烧成时，加强余热回收利用、降低离窑烟气温度、减少漏气、减少离窑烟气的空气过剩系数，是节能工作的一项重要措施。在防止急冷造成制品炸裂的条件下，可在窑顶拱砖面上埋设1.5英寸直径镀锌管，抽出热风，用于干燥坯体或预热助燃空气。另外，温度降至150~200℃时，在制品不出现冷惊的前提下，打开窑门，缓慢分二三次将成品推出窑体至窑外轨道上，再将已装好坯体的窑车推进窑内，窑门与窑墙用手轮紧固之。半小时后，才点火烧窑，这样，可使坯体干透，前期升温速度可适当加快，利用了余热，缩短烧成时间，节约燃耗。根据实际工作经验，如果制品、装码方法不变的情况下，热窑比冷窑，每窑次可节约10~15%燃料费用，是毫无疑问的。

总之，建筑卫生陶瓷产品烧成使用的梭式窑，是近年来大力推广的一种新型间歇式窑炉。、它的优点是资金投资小，周转快，操作掌握灵活、方便，大大改善了操作者的劳动条件。又适合多品种、小批量的生产方式。因此，目前已经成为国内外许多中、小型建筑卫生陶瓷烧成厂很手欢迎的窑炉设备。梭式窑的节能措施需要多方面、综合性地考虑，至于采用那种措施最佳，则应明确各个陶瓷企业的使用条件和要求，还要尽量与其它措施相互配合，以期达到节能效果。