第七章间歇窑

1、第七章 陶瓷间歇窑 传统间歇窑：倒焰窑 1、窑的容积可大可小；烧成制度容易变更， 生产灵活性大。适用于多品种、多规格生产。 2、窑内上下温度分布比较均匀。 3、基建投资费用少等。 4、窑产量低，单位制品燃料消耗量大； 装、出窑劳动条件差、强度大。 新型的间歇窑：梭式窑、钟罩窑 1、在窑外装、卸制品，减轻了劳动强度，改 善了劳动条件； 2、采用了高速调温烧嘴，加强窑内传热，缩 短了制品的烧成时间，从而增加了窑的产 量，降低了单位制品的燃料消耗； 3、采用高温轻质隔热材料砌窑，降低了窑体 的蓄热量，便于快速烧成和冷却； 4、制品在烧成和冷却过程中实现自动控制， 提高了产品的质量。 大容积的梭式窑，

2、其生产经济指标可以和 现代的隧道窑相比。 第一节 倒焰窑的流程与结构 倒焰窑的结构如图21，工作流程如图22。 倒焰窑的工作流程： 加煤燃烧室炉栅上（一次空气灰坑炉栅 上）燃烧烟气喷火口喷至窑顶经制品倒 流向窑底（对流和辐射的方式传给制品）吸火 口支烟道主烟道烟囱 因为火焰在窑内是自窑顶倒向窑底流动的， 所以称为倒焰窑。 倒焰窑的结构： 窑体、燃烧设备和通风设备 一、窑体 倒焰窑的窑体结构形式有圆形和矩形两种。 圆窑和方窑 （一） 圆窑和矩形窑（方窑）的比较 1、温度均匀性： 圆窑没有死角，扇形加热，比矩形窑温度更易均匀。 2、热效率： 在相同的条件下，圆窑窑墙侧面积较少，窑体向外界 散失和积

3、聚的热量较少，即单位制品的燃料消耗量相 应低。 3、容积 圆窑的直径增大时，增加了截面上的温度差。 方窑维持宽度不变，通过加长窑的长度来增大 窑的容积，保证每个火箱所控制的加热面积不 变。无温度差，窑大也能均匀；100m3以上多 用方窑。 4、圆窑砌筑要用大量的异形砖，砌筑困难， 方形用标准砖，砌筑容易。 （二）窑墙、窑顶、窑门 1、窑墙 窑墙总厚度为0.81.2m， 其中：内层粘土质345 m m； 中间为轻质砖115345mm。 外层红砖490mm； 2、窑顶： 总厚度为0.3m左右，可做成弧形。 对于升温快，烧成时间短的窑，窑墙的厚度 可以适当减薄。 3、窑门： 数量：有一个或两个窑门，

4、 作用：进窑装、卸制品。 尺寸：高为1m，宽为0.8mm 密闭窑门：避免吸入冷空气、减少向外散热量。 留观察小孔：可观察窑内制品的焙烧情况。 窑门车：窑门砖墙砌筑在小车上，封门时，把小 车推进，窑门周边涂以耐火泥；出窑时，把小车 拉出。 （三）窑的高度、直径（或宽度）和容积 1、高度： 内高一般不超过4.5m。 太高： 上下温差太大； 制品装卸不便； 底层匣钵（或制品）负荷太大，容易发生倒塌事故。 圆窑的拱高为直径的1/61/4， 矩形窑的拱高为宽度的1/31/2。 2、直径（或宽度） 窑的直径（或宽度）是根据窑内横截面上的温 度均匀性来决定的。 烧烟煤或重油时，火焰喷出后能控制的距离约 为3

5、m左右； 烧无烟煤时，火焰喷出后能控制的距离约 2 m 左右。 圆窑的直径一般在 46m左右， 矩形窑宽度是46m。 3、容积 容积大： 产量大，热耗小，火焰达不到中心，温度不易均匀； 容积小： 产量小，热耗大。但火焰容易充满全窑，窑的温度和 气氛容易均匀。 容积过小：不容易密封窑门，可能引起窑内的温度和 气氛不均匀。 窑的容积既不是越大越好，也不是越小越好。 目前圆窑最大容积在100 m3左右， 即窑的高度约 4 m，直径约 6m。 矩形窑可比圆窑的容积大，容积可达200 m3 因为火箱设于窑的两侧，窑的长度可大些， 其长度与宽度之比一般在125范围内。 二、燃烧设备：火箱、挡火墙及喷火口

6、（一）燃烧室（火箱） 烧煤、油：设置燃烧室，在加煤口上安装油烧嘴 即可。 烧煤气：可不设燃烧室，煤气和助燃空气 混合后直接由窑墙上的通道喷火窑内进行燃烧。 一般设置10个以内的燃烧室 炉栅面积：0.51.5m2/个。 燃烧室的间距：一般在23m，圆窑取大的数值， 矩形窑则取小的数值，甚至为1.5m。 接近窑门处的燃烧室间距应适当小些，或是燃烧室 的炉栅面积、燃烧室的空间稍大些，以保证窑内温 度的均匀。 目前，倒焰窑一般使用烟煤作燃料， 采用阶梯状炉栅、梁状炉栅两种。 炉栅的通风面积为炉栅总面积的2530。 （二）挡火墙及喷火口 挡火墙的作用： 使火焰具有一定的方向和流速，合理地送至窑内； 防止

7、煤灰入窑沾污制品。 太低：火焰大部分不到窑顶，直接进入窑下部 窑上部温度低，下部温度高。 太高：火焰全部送至窑顶，集中在窑的最顶点，向下流动 时把热量传给制品上下温差大，上部过烧，下部生烧。 挡火墙一般比窑底高出0.51m左右。图2-2。 喷火口：挡火墙与火箱上面的窑墙之间的长 方形截面空间。 截面积过大：火焰喷出速度小，火焰喷出无力。 喷火口过小：火焰喷出阻力太大，喷出困难， 易造成窑内下部制品生烧的现象。 一般喷火口截面积为炉栅水平面积的1/41/5。 三、通风设备 窑底吸火孔、支烟道、主烟道和烟囱 （）吸火孔 吸火孔的作用：相当于隧道窑排烟口的作用。 热底窑：吸火孔设在窑底。 冷底窑：吸

8、火孔设在窑墙下部，支烟道在窑墙 夹层中，窑墙夹层中几条垂直支烟道通到烟囱。 吸火孔总面积的大小和分布 总面积太大：火焰在窑内停留时间短火焰 一喷出很快就由吸火孔跑掉不能充分 地把热量传给制品，烟气离窑温度过高，热 利用差，燃料消耗量大。 总面积太小：排烟阻力大，燃烧慢，窑内甚 至无法升温。 总面积约为窑底面积的37。 吸火孔分布 一般是均匀地分布在窑底上。 吸火孔多是圆形孔，以免产生局部回流现象， 孔的直径一般为60100m m， 用异型砖砌筑窑底。 用标准砖砌窑窑底，矩形（或方形）的吸火孔。 （二）支烟道、主烟道及烟囱 支烟道（均衡烟道） 分布在窑底吸火孔的下面，连接吸火孔和 主烟道，主烟道

9、连接支烟道和烟囱。 圆窑支烟道：蜘蛛网形，图23（b）、（C）。 矩形窑支烟道：“非”字形，图23（ a）。 第二节第二节 倒焰窑的工作原理倒焰窑的工作原理 一、窑内气体流动 （一）窑内气体的运动 图2-4 （二）窑内压强分布 窑顶的静压为正压，零压面一般在窑底平面。 如果窑底为负压，从窑下部不严密处吸入冷空 气，窑内下部温度降低，影响制品的烧成。 如果窑底为正压,热气体向外漏出，损失热量。 二、窑内传热 （一）窑内传热特点 不稳定的传热。 在低温阶段， 燃烧产物 对流传热匣钵外表面传导内 表面热辐射和自然对流制品。 在高温阶段， 燃烧产物 辐射传热匣钵外表面传导内 表面热辐射制品。 窑墙、窑

10、顶的内壁与制品间温度相同，不传热。 （二）窑内温度均匀的原因 烧窑时，热气体流动符合垂直方向气流法 则，倒焰窑内温度分布会自动达到均匀。 冷窑时，打开窑顶上的放冷小烟囱闸门，冷 空气由窑底部进入窑后上升至窑顶排 出，本身被加热。也符合垂直方向气流法 则，窑内也会自动达到均匀冷却。 （三）单位制品热耗大的原因 窑墙、窑顶积聚的热量占燃料总耗约1015， 匣钵带走的热，约占燃料消耗量的2030， 废气带走热量，约占燃料消耗量的3050。 这些热量损失，是单位制品燃料消耗量大的主要原 因。 三、燃料燃烧的操作控制 200以下的低温阶段升温要求慢，氧化气氛 200900中温阶段升温速度较快，氧化气氛

11、保温一段，使窑内温度差减少； 900 1300 高温阶段升温又漫；还原气氛 1300高温阶段制品接近烧熟时，还要有一段 高温保温时间，中性气氛。 低温氧化阶段时，控制煤层薄些，加煤间隔时 间长些。 高温还原阶段时，则控制煤层厚些，加煤间隔 时间短些， 块煤600700 m m，细小碎煤、 200300 m m左右。 第三节 新型间歇窑 窑外装、卸制品， 采用高速调温烧嘴， 应用高温轻质隔热材料砌窑 烧窑操作自动控制 新型梭式窑、钟罩窑等。 一、梭式窑（抽屉窑） 图25 （一）梭式窑的结构 窑车式的倒焰窑，结构与矩形倒焰窑基本相同。 烧嘴：在两侧窑墙上，一层或数层烧嘴； 窑底：砌筑在窑车钢架结构

12、上； 窑底吸火孔、支烟道：设于窑车上，窑墙下部的烟 道和窑车上的支烟道相连接； 推车设备：卷扬机或其它牵引； 密封：窑车之间以及窑车与窑墙之间曲封和砂封。 窑车数： 小容积：窑车一、二辆； 大容积：在宽度方向可并排放两辆窑车，在长度方 向上可排四辆或更多的窑车。 窑门： 两端设窑门： 在窑外码装好制品窑车由一端窑门推入窑内，制 培烧、冷却窑车从窑的另一端窑门拉出。 一端设窑门：同一 窑门进出窑车，又称为抽屉窑。 （二）采用高速调温烧嘴 采用高速调温烧嘴，燃烧产物高速（ 100 m/s以 上）喷射入窑。燃烧产物的对流传热速率大 大地提高，整窑制品更易达到均匀加热。缩短了 生产周期，提高了窑的生产

13、能力，提高了产品的 质量，节省燃料消耗量。 使用高速调温烧嘴应注意： 制品码装时要留有适当的火焰通道， 烧嘴在同一平面上应交错布置，防止互相干扰，减弱 高速喷射的作用， 如图26。 在高速调温烧嘴上采用“文丘里”耐火砖，循环效果 更好，窑温更均匀。图27 （三）应用高效能耐火材料 高效能陶瓷纤维砌筑窑炉， 窑体的重量为一般耐火材料窑体重量的10 窑体蓄热量为一般耐火材料窑体蓄热量的10 表25为几种耐火材料性能对比， 表26为几种耐火材料蓄热量的比较。 二、钟罩窑 窑顶构成整体象一个钟罩，并可移动的间歇 窑，故称为钟罩窑。 结构与圆形倒焰窑相同。 烧嘴沿窑墙圆周安设一层或数层，火焰喷出 方向与窑横截面的圆周成切线方向。 有两个或数个窑底，每个窑底上都设有吸大 孔以及与主烟道相连接的支烟道。 窑底的结构分窑车式和固定式两种。 窑车式： 液压设备钟罩提升装载制品的窑车推入 窑罩下降下窑罩密封开始烧窑。 固定窑底式： 液压设备钟罩提升移至装载好制品的一 个固定窑底密封窑罩与窑底烧窑烧 成并冷却至一定温度之后窑罩提升推 出窑车。 特点： 取消通常窑炉所需的窑门， 由于窑墙、窑顶是整体可移动的结构，故窑 的容积受到窑罩结构和起吊设备的限制而不 能太大。 蒸笼窑 窑墙、