徐培勛

摘 要：本文以蜂窩陶瓷蓄熱體和催化劑載體兩類產(chǎn)品的燒成工藝為主要考察對(duì)象，對(duì)窯爐選型進(jìn)行了相應(yīng)探索，綜述了隧道窯、側(cè)燒式梭式窯和底燒式梭式窯的燒成特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，并重點(diǎn)介紹了隧道窯的技術(shù)參數(shù)、封閉氣幕、燃燒系統(tǒng)等相關(guān)特性。研究發(fā)現(xiàn)，在燒制蜂窩陶瓷時(shí)，隧道窯產(chǎn)量大、質(zhì)量穩(wěn)定、能耗低；側(cè)燒式梭式窯能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但存在低溫還原操作困難、集中排放黑煙等缺點(diǎn)；底燒式燃?xì)馑笫礁G低溫還原操作容易、投資小、節(jié)能，但無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、產(chǎn)量小。

關(guān)鍵詞：蜂窩陶瓷；隧道窯；選型

1 前言

蜂窩陶瓷是一種結(jié)構(gòu)似蜂窩的新型陶瓷產(chǎn)品。從早期的小型汽車尾氣凈化，到如今的石化、電力、冶金、電子電器、制藥、汽車等，蜂窩陶瓷應(yīng)用經(jīng)歷了不斷的發(fā)展。蜂窩陶瓷按用途可以分為蓄熱體、填料、催化劑載體和過濾材料四大類。其材質(zhì)主要有：堇青石、莫來石、鈦酸鋁、活性炭、碳化硅、活性氧化鋁、氧化鋯、氮化硅及堇青石-莫來石、堇青石-鈦酸鋁等復(fù)合基質(zhì)。

本文以蜂窩陶瓷蓄熱體和催化劑載體兩類產(chǎn)品的燒成工藝為主要考察對(duì)象，對(duì)窯爐選型進(jìn)行了相應(yīng)探索，以期對(duì)業(yè)內(nèi)人士和有關(guān)生產(chǎn)廠家提供參考和幫助。

2 隧道窯

隧道窯是現(xiàn)代化的連續(xù)式燒成的熱工設(shè)備，廣泛用于陶瓷產(chǎn)品的焙燒生產(chǎn)。適用于生產(chǎn)產(chǎn)量大，質(zhì)量要求高而穩(wěn)定的制品。隧道窯與間歇式窯爐相比，除了生產(chǎn)連續(xù)化，產(chǎn)量大，質(zhì)量穩(wěn)定外，最大的優(yōu)點(diǎn)是能耗低，余熱利用好。

然而用于燒成蜂窩陶瓷的隧道窯，其節(jié)能效果不如燒制其它產(chǎn)品。分析其原因如下：蜂窩陶瓷生坯含有大量的有機(jī)可燃物，在間歇式窯爐中燒至500 ℃左右時(shí)，這部分可燃物可替代部分燃料。而在隧道窯中燒制蜂窩陶瓷時(shí)，這部分可燃物基本無助于節(jié)能。

用隧道窯燒制蜂窩陶瓷最大的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量穩(wěn)定。由于蜂窩陶瓷在600 ℃以前需要還原氣氛，而在間歇式窯爐中還原氣氛不易控制，氣氛或多或少都會(huì)有所波動(dòng)，難免影響燒成質(zhì)量的穩(wěn)定。而隧道窯能很好地解決這一問題。

另外，間歇式窯爐燒制蜂窩陶瓷時(shí)，在升溫前期會(huì)出現(xiàn)集中排放黑煙的現(xiàn)象，考慮到環(huán)保要求，需對(duì)黑煙進(jìn)行處理，這無疑增加了生產(chǎn)成本。但用隧道窯燒制蜂窩陶瓷不會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象，排煙濃度大幅度降低，處理起來也比較容易，從而降低環(huán)保成本。

筆者為廣州南海益環(huán)新材料有限公司設(shè)計(jì)安裝的，用于燒制蜂窩陶瓷的隧道窯已投產(chǎn)多年，使用效果一直不錯(cuò)。下面以這條隧道窯為例進(jìn)行介紹。

（1）主要技術(shù)參數(shù)

主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

另外，進(jìn)出車方式是油壓頂車機(jī)進(jìn)車，窯頭窯尾各1部電動(dòng)渡車，每部渡車均能電動(dòng)推拉單部窯車。風(fēng)機(jī)的配置為所有風(fēng)機(jī)均一開一備，所有高溫風(fēng)機(jī)均為非水冷卻方式。控制方式則是溫度自控、壓力自控、進(jìn)出車人工電動(dòng)控制，集中顯示。

（2） 窯體結(jié)構(gòu)

該爐全長(zhǎng)46 m，主要包括窯爐主體、窯頭封閉氣幕及排煙系統(tǒng)、攪拌氣幕、燃燒系統(tǒng)、窯尾冷卻風(fēng)和抽熱風(fēng)系統(tǒng)、窯車、自動(dòng)控制系統(tǒng)等，見圖1。

窯爐采用金屬型鋼框架式結(jié)構(gòu)，外表面為鋼板包封。

窯體高溫帶主要耐火材料為輕質(zhì)莫來石磚。其它熱面材料依次為高鋁聚輕磚、輕質(zhì)粘土磚。其它隔熱材料有無石棉硬硅鈣板、多晶莫來石纖維、硅酸鋁耐火纖維等。

窯頂結(jié)構(gòu)為拱形結(jié)構(gòu)，窯墻與窯車曲封為單曲封。傳統(tǒng)高溫隧道窯大多采用雙曲封結(jié)構(gòu)，理論上認(rèn)為阻擋火焰下竄的效果好，其實(shí)能有效阻擋火焰下竄的只有依靠合理調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力制度。為避免產(chǎn)品碎塊落入曲封造成堵車停窯事故的發(fā)生，曲封間隙大小和曲封形式采取了特殊設(shè)計(jì)。

（3） 窯頭封閉氣幕及排煙系統(tǒng)

為了保持窯內(nèi)壓力穩(wěn)定，避免燒成溫度波動(dòng)，該窯的窯頭窯尾均不設(shè)窯門，而是在窯頭兩側(cè)墻及窯頂各設(shè)置一道氣幕風(fēng)罩，采用吹風(fēng)和抽風(fēng)形式作為封閉氣幕，改變傳統(tǒng)的窯門封閉形式，也有利于產(chǎn)品干凈入窯燒成。

排煙系統(tǒng)采用窯內(nèi)多點(diǎn)排煙、窯外風(fēng)機(jī)集中排煙形式。在預(yù)熱帶的兩側(cè)窯墻上，設(shè)置多對(duì)排煙口，排煙口位于窯墻靠近窯車臺(tái)面處，這樣熱煙氣在排出前多次向下流動(dòng)，有效改善預(yù)熱帶氣流分層。同時(shí)通過調(diào)節(jié)排氣口的開度，調(diào)整預(yù)熱帶的溫度曲線。每個(gè)排煙口的外側(cè)設(shè)有冷風(fēng)稀釋口。

（4） 攪拌氣幕

傳統(tǒng)隧道窯預(yù)熱帶因氣流分層導(dǎo)致上下溫差較大。該窯在預(yù)熱帶前段無燒嘴區(qū)域設(shè)置10組循環(huán)風(fēng)攪拌氣幕，從窯墻一側(cè)底部抽出熱煙氣，再?gòu)捻敳看等敫G內(nèi)，攪拌氣流，阻止氣流分層和“偏流”，縮小預(yù)熱帶上下溫差，也易于控制預(yù)熱段的升溫曲線。

（5） 燃燒系統(tǒng)

蜂窩陶瓷的高溫恒溫時(shí)間要求較長(zhǎng)，因而本方案燒成帶占窯體全長(zhǎng)比例略大，布置的燒嘴數(shù)量也略多。全窯共設(shè)30只高速燒嘴，燒嘴布置于燒成帶兩側(cè)墻下部，且正對(duì)窯車臺(tái)面與料垛下部之間的燃燒通道，每個(gè)燒嘴均配有燃?xì)忾y門和助燃風(fēng)閥門，通過改變點(diǎn)燃的燒嘴數(shù)量和部位來調(diào)節(jié)燒成帶高溫點(diǎn)的位置和高溫恒溫時(shí)間，可以適應(yīng)不同配方的燒成工藝要求，具有更大的燒成工藝適應(yīng)性和調(diào)節(jié)的靈活性。

該窯的燃燒方式與傳統(tǒng)陶瓷隧道窯有很大的區(qū)別。傳統(tǒng)陶瓷隧道窯助燃風(fēng)全部是通過燒嘴進(jìn)入窯內(nèi)助燃的。助燃風(fēng)的換熱主要通過金屬換熱器來實(shí)現(xiàn)，助燃風(fēng)的換熱溫度只有200～300 ℃。而該窯只有極少部分冷風(fēng)通過燒嘴進(jìn)入窯內(nèi)，起冷卻燒嘴和助吹作用，絕大部分助燃風(fēng)來自冷卻帶鼓入的冷卻風(fēng)。冷卻制品后的熱風(fēng)，除少部分排出窯外用于干燥外，大部分運(yùn)動(dòng)到燒成帶助燃。這部分熱風(fēng)到達(dá)燒成帶后，其溫度接近或達(dá)到最高燒成溫度，因而，節(jié)能效果顯著，并且高溫升溫和高溫恒溫操作變得容易。

（6） 窯尾冷卻風(fēng)和抽熱風(fēng)系統(tǒng)

該窯在窯尾兩側(cè)墻及窯頂各設(shè)置一道冷風(fēng)口，由風(fēng)機(jī)向窯內(nèi)鼓入大量冷風(fēng)冷卻制品。冷卻制品后的熱風(fēng)除大部分運(yùn)動(dòng)到燒成帶助燃外，剩余部分經(jīng)冷卻帶窯墻排風(fēng)口由抽熱風(fēng)機(jī)抽出送至干燥窯用。endprint

（7） 窯車

窯車底盤采用型鋼制作加工而成，兩側(cè)設(shè)有砂封板，砂封板鑲有隔熱層。

窯車耐火材料中車臺(tái)面磚選用抗熱震性好的大塊平枚磚，干砌擺放；周邊選用嚙合磚砌筑；中間選用隔熱磚砌筑。車臺(tái)面磚干砌的優(yōu)點(diǎn)在于可大大減少窯車檢修次數(shù)，延長(zhǎng)窯車使用壽命。窯車砂封板上隔熱層使用效果也很好，起到了隔熱、保護(hù)砂封板的作用。

（8） 自動(dòng)控制系統(tǒng)

該窯自動(dòng)控制系統(tǒng)包括溫度控制、壓力控制和安全報(bào)警。

全窯30只燒嘴共分4區(qū)控制溫度。通過AI人工智能儀表、燃?xì)夤苈飞系碾妱?dòng)執(zhí)行器和閥門來控制窯內(nèi)溫度。

窯內(nèi)壓力控制，是通過變頻排煙風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，助燃風(fēng)壓力通過變頻高壓風(fēng)機(jī)來控制。窯尾冷卻風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)抽出風(fēng)機(jī)也均采用變頻控制。

在安全控制方面，燃?xì)饪偣艿郎显O(shè)有電磁閥和高低壓壓力開關(guān)、燒嘴控制器（火焰檢測(cè)、自動(dòng)點(diǎn)火、熄火保護(hù)）、油壓頂車機(jī)過載保護(hù)報(bào)警等。

該窯控制系統(tǒng)配備有觸摸屏處理器。觸摸屏處理器能實(shí)現(xiàn)對(duì)窯爐溫度壓力的自動(dòng)控制，還能根據(jù)燒成要求模擬并儲(chǔ)存多種燒成制度曲線和參數(shù)，同時(shí)燒成曲線參數(shù)可按需要隨時(shí)修改。

3 側(cè)燒式梭式窯

梭式窯（又稱抽屜窯）屬于間歇式窯爐，既可滿足連續(xù)化大生產(chǎn)，又能用于小規(guī)模間斷性生產(chǎn)，生產(chǎn)方式和時(shí)間安排非常靈活，是近年來許多陶瓷和耐火材料生產(chǎn)廠家普遍采用的熱工設(shè)備。隨著燃料結(jié)構(gòu)和自控程度的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了一些結(jié)構(gòu)新穎、裝配先進(jìn)的新型梭式窯，使產(chǎn)品質(zhì)量上了一個(gè)新臺(tái)階。

側(cè)燒式梭式窯的高速燒嘴安裝于窯體兩側(cè)墻上，上下交錯(cuò)布置，對(duì)準(zhǔn)窯內(nèi)制品垛之間的火道，將火焰水平吹入窯內(nèi)，見圖2。高速調(diào)溫?zé)靽姵龌鹧嫠俣雀?，席卷窯內(nèi)氣體循環(huán)，加強(qiáng)窯爐的對(duì)流換熱，使窯內(nèi)溫度均勻。在窯車臺(tái)面每個(gè)制品垛中心部位留有排煙口，地面基礎(chǔ)上與窯車排煙口相對(duì)應(yīng)處也設(shè)置排煙口，與地下煙道相通。燒成過程中產(chǎn)生的熱氣流經(jīng)過制品間的空隙，同時(shí)加熱制品，由窯車臺(tái)面排煙口進(jìn)入車底地下支煙道，匯總后由總煙道引入排煙機(jī)排空。在地下總煙道內(nèi)，裝有助燃風(fēng)不銹鋼換熱器，助燃風(fēng)換熱溫度可達(dá)300 ℃以上。在排煙機(jī)和換熱器入口前各裝有熱電偶，檢測(cè)煙道溫度，并設(shè)有冷風(fēng)配入口，根據(jù)煙氣溫度調(diào)節(jié)配風(fēng)量，使排煙機(jī)和換熱器在安全工作溫度下運(yùn)行。排煙機(jī)采用電機(jī)變頻控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力。

側(cè)燒式梭式窯的溫度、壓力、燒成氣氛均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。尤其適于高溫?zé)珊椭懈邷剡€原氣氛燒成，自動(dòng)化控制手段日臻成熟。然而對(duì)于燒制蜂窩陶瓷制品，側(cè)燒式梭式窯的應(yīng)用效果不太理想。由于蜂窩陶瓷的還原過程是在600 ℃以下的低溫完成的，這期間的燒嘴配風(fēng)量較小，火焰吹入窯內(nèi)的力度不大，火焰發(fā)飄，因此窯內(nèi)溫差較大。并且低溫還原自動(dòng)控制較麻煩，大多還需人工操作。

如前所述，用側(cè)燒式梭式窯爐燒制蜂窩陶瓷時(shí)，在升溫前期會(huì)出現(xiàn)集中排放黑煙的現(xiàn)象，并且每窯次的燒成質(zhì)量會(huì)有所波動(dòng)。

4 底燒式梭式窯

底燒式燃?xì)馑笫礁G目前在國(guó)內(nèi)使用較為普遍，投資小、操作簡(jiǎn)便、無需動(dòng)力設(shè)備。但底燒式燃?xì)馑笫礁G無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，只能靠人工操作。

底燒式燃?xì)馑笫礁G的燃料為液化石油氣或天然氣，采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的文丘里式燒嘴，燒嘴在窯爐兩側(cè)墻底部對(duì)稱排列，噴口垂直向上對(duì)準(zhǔn)窯體進(jìn)火孔，整個(gè)噴燃裝置都設(shè)置在窯體底部以下的空間，見圖3。高溫燃?xì)饬饔蛇M(jìn)火孔噴入窯內(nèi)后，沿窯體兩側(cè)墻與窯車制品垛之間的火道向上噴射擴(kuò)散，至窯頂轉(zhuǎn)向下，穿過窯車上的所有制品，經(jīng)窯車臺(tái)面蓋板之間預(yù)留的條縫狀或圓孔狀吸火孔進(jìn)入車臺(tái)面水平煙道，經(jīng)窯體后端墻排煙口進(jìn)入垂直煙道引出窯體，由煙囪排空。端墻垂直煙道設(shè)有閘板調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力，控制升溫速度。這種結(jié)構(gòu)屬于倒焰式，高溫氣流的走向提高了傳熱效率，加上文丘里式燒嘴燃燒空氣過剩系數(shù)不大，因此節(jié)能效果較為理想。

用底燒式燃?xì)馑笫礁G燒制蜂窩陶瓷，低溫還原燒成人工操作較容易控制，其能耗也明顯低于側(cè)燒式梭式窯。 同樣，用底燒式燃?xì)馑笫礁G燒制蜂窩陶瓷時(shí)，也存在集中排放黑煙的現(xiàn)象，需要在煙道里焚燒黑煙，以達(dá)到環(huán)保要求。

另外，底燒式燃?xì)馑笫礁G因其本身結(jié)構(gòu)原因，容積不能過大，一般最大不超過5 m3為宜。而側(cè)燒式梭式窯沒有此限制，可以做到100 m3以上。

5 結(jié)語

上述幾種窯型用于燒制蜂窩陶瓷各有優(yōu)缺點(diǎn)：隧道窯產(chǎn)量大、質(zhì)量穩(wěn)定、能耗低；側(cè)燒式梭式窯能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但存在低溫還原操作困難、集中排放黑煙等缺點(diǎn)；底燒式燃?xì)馑笫礁G低溫還原操作容易、投資小、節(jié)能，但無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、產(chǎn)量小、也需采取措施集中處理排放黑煙問題，以達(dá)到環(huán)保要求。

因此，有關(guān)廠家在新建窯爐時(shí)，應(yīng)根據(jù)自身經(jīng)濟(jì)能力、生產(chǎn)實(shí)際情況和產(chǎn)品工藝要求，有針對(duì)性地合理選擇窯型，以免造成經(jīng)濟(jì)損失。這也是有關(guān)窯爐設(shè)計(jì)制造單位應(yīng)充分考慮的。endprint

（7） 窯車

窯車底盤采用型鋼制作加工而成，兩側(cè)設(shè)有砂封板，砂封板鑲有隔熱層。

窯車耐火材料中車臺(tái)面磚選用抗熱震性好的大塊平枚磚，干砌擺放；周邊選用嚙合磚砌筑；中間選用隔熱磚砌筑。車臺(tái)面磚干砌的優(yōu)點(diǎn)在于可大大減少窯車檢修次數(shù)，延長(zhǎng)窯車使用壽命。窯車砂封板上隔熱層使用效果也很好，起到了隔熱、保護(hù)砂封板的作用。

（8） 自動(dòng)控制系統(tǒng)

該窯自動(dòng)控制系統(tǒng)包括溫度控制、壓力控制和安全報(bào)警。

全窯30只燒嘴共分4區(qū)控制溫度。通過AI人工智能儀表、燃?xì)夤苈飞系碾妱?dòng)執(zhí)行器和閥門來控制窯內(nèi)溫度。

窯內(nèi)壓力控制，是通過變頻排煙風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，助燃風(fēng)壓力通過變頻高壓風(fēng)機(jī)來控制。窯尾冷卻風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)抽出風(fēng)機(jī)也均采用變頻控制。

在安全控制方面，燃?xì)饪偣艿郎显O(shè)有電磁閥和高低壓壓力開關(guān)、燒嘴控制器（火焰檢測(cè)、自動(dòng)點(diǎn)火、熄火保護(hù)）、油壓頂車機(jī)過載保護(hù)報(bào)警等。

該窯控制系統(tǒng)配備有觸摸屏處理器。觸摸屏處理器能實(shí)現(xiàn)對(duì)窯爐溫度壓力的自動(dòng)控制，還能根據(jù)燒成要求模擬并儲(chǔ)存多種燒成制度曲線和參數(shù)，同時(shí)燒成曲線參數(shù)可按需要隨時(shí)修改。

3 側(cè)燒式梭式窯

梭式窯（又稱抽屜窯）屬于間歇式窯爐，既可滿足連續(xù)化大生產(chǎn)，又能用于小規(guī)模間斷性生產(chǎn)，生產(chǎn)方式和時(shí)間安排非常靈活，是近年來許多陶瓷和耐火材料生產(chǎn)廠家普遍采用的熱工設(shè)備。隨著燃料結(jié)構(gòu)和自控程度的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了一些結(jié)構(gòu)新穎、裝配先進(jìn)的新型梭式窯，使產(chǎn)品質(zhì)量上了一個(gè)新臺(tái)階。

側(cè)燒式梭式窯的高速燒嘴安裝于窯體兩側(cè)墻上，上下交錯(cuò)布置，對(duì)準(zhǔn)窯內(nèi)制品垛之間的火道，將火焰水平吹入窯內(nèi)，見圖2。高速調(diào)溫?zé)靽姵龌鹧嫠俣雀?，席卷窯內(nèi)氣體循環(huán)，加強(qiáng)窯爐的對(duì)流換熱，使窯內(nèi)溫度均勻。在窯車臺(tái)面每個(gè)制品垛中心部位留有排煙口，地面基礎(chǔ)上與窯車排煙口相對(duì)應(yīng)處也設(shè)置排煙口，與地下煙道相通。燒成過程中產(chǎn)生的熱氣流經(jīng)過制品間的空隙，同時(shí)加熱制品，由窯車臺(tái)面排煙口進(jìn)入車底地下支煙道，匯總后由總煙道引入排煙機(jī)排空。在地下總煙道內(nèi)，裝有助燃風(fēng)不銹鋼換熱器，助燃風(fēng)換熱溫度可達(dá)300 ℃以上。在排煙機(jī)和換熱器入口前各裝有熱電偶，檢測(cè)煙道溫度，并設(shè)有冷風(fēng)配入口，根據(jù)煙氣溫度調(diào)節(jié)配風(fēng)量，使排煙機(jī)和換熱器在安全工作溫度下運(yùn)行。排煙機(jī)采用電機(jī)變頻控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力。

側(cè)燒式梭式窯的溫度、壓力、燒成氣氛均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。尤其適于高溫?zé)珊椭懈邷剡€原氣氛燒成，自動(dòng)化控制手段日臻成熟。然而對(duì)于燒制蜂窩陶瓷制品，側(cè)燒式梭式窯的應(yīng)用效果不太理想。由于蜂窩陶瓷的還原過程是在600 ℃以下的低溫完成的，這期間的燒嘴配風(fēng)量較小，火焰吹入窯內(nèi)的力度不大，火焰發(fā)飄，因此窯內(nèi)溫差較大。并且低溫還原自動(dòng)控制較麻煩，大多還需人工操作。

如前所述，用側(cè)燒式梭式窯爐燒制蜂窩陶瓷時(shí)，在升溫前期會(huì)出現(xiàn)集中排放黑煙的現(xiàn)象，并且每窯次的燒成質(zhì)量會(huì)有所波動(dòng)。

4 底燒式梭式窯

底燒式燃?xì)馑笫礁G目前在國(guó)內(nèi)使用較為普遍，投資小、操作簡(jiǎn)便、無需動(dòng)力設(shè)備。但底燒式燃?xì)馑笫礁G無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，只能靠人工操作。

底燒式燃?xì)馑笫礁G的燃料為液化石油氣或天然氣，采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的文丘里式燒嘴，燒嘴在窯爐兩側(cè)墻底部對(duì)稱排列，噴口垂直向上對(duì)準(zhǔn)窯體進(jìn)火孔，整個(gè)噴燃裝置都設(shè)置在窯體底部以下的空間，見圖3。高溫燃?xì)饬饔蛇M(jìn)火孔噴入窯內(nèi)后，沿窯體兩側(cè)墻與窯車制品垛之間的火道向上噴射擴(kuò)散，至窯頂轉(zhuǎn)向下，穿過窯車上的所有制品，經(jīng)窯車臺(tái)面蓋板之間預(yù)留的條縫狀或圓孔狀吸火孔進(jìn)入車臺(tái)面水平煙道，經(jīng)窯體后端墻排煙口進(jìn)入垂直煙道引出窯體，由煙囪排空。端墻垂直煙道設(shè)有閘板調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力，控制升溫速度。這種結(jié)構(gòu)屬于倒焰式，高溫氣流的走向提高了傳熱效率，加上文丘里式燒嘴燃燒空氣過剩系數(shù)不大，因此節(jié)能效果較為理想。

用底燒式燃?xì)馑笫礁G燒制蜂窩陶瓷，低溫還原燒成人工操作較容易控制，其能耗也明顯低于側(cè)燒式梭式窯。 同樣，用底燒式燃?xì)馑笫礁G燒制蜂窩陶瓷時(shí)，也存在集中排放黑煙的現(xiàn)象，需要在煙道里焚燒黑煙，以達(dá)到環(huán)保要求。

另外，底燒式燃?xì)馑笫礁G因其本身結(jié)構(gòu)原因，容積不能過大，一般最大不超過5 m3為宜。而側(cè)燒式梭式窯沒有此限制，可以做到100 m3以上。

5 結(jié)語

上述幾種窯型用于燒制蜂窩陶瓷各有優(yōu)缺點(diǎn)：隧道窯產(chǎn)量大、質(zhì)量穩(wěn)定、能耗低；側(cè)燒式梭式窯能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但存在低溫還原操作困難、集中排放黑煙等缺點(diǎn)；底燒式燃?xì)馑笫礁G低溫還原操作容易、投資小、節(jié)能，但無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、產(chǎn)量小、也需采取措施集中處理排放黑煙問題，以達(dá)到環(huán)保要求。

因此，有關(guān)廠家在新建窯爐時(shí)，應(yīng)根據(jù)自身經(jīng)濟(jì)能力、生產(chǎn)實(shí)際情況和產(chǎn)品工藝要求，有針對(duì)性地合理選擇窯型，以免造成經(jīng)濟(jì)損失。這也是有關(guān)窯爐設(shè)計(jì)制造單位應(yīng)充分考慮的。endprint

（7） 窯車

窯車底盤采用型鋼制作加工而成，兩側(cè)設(shè)有砂封板，砂封板鑲有隔熱層。

窯車耐火材料中車臺(tái)面磚選用抗熱震性好的大塊平枚磚，干砌擺放；周邊選用嚙合磚砌筑；中間選用隔熱磚砌筑。車臺(tái)面磚干砌的優(yōu)點(diǎn)在于可大大減少窯車檢修次數(shù)，延長(zhǎng)窯車使用壽命。窯車砂封板上隔熱層使用效果也很好，起到了隔熱、保護(hù)砂封板的作用。

（8） 自動(dòng)控制系統(tǒng)

該窯自動(dòng)控制系統(tǒng)包括溫度控制、壓力控制和安全報(bào)警。

全窯30只燒嘴共分4區(qū)控制溫度。通過AI人工智能儀表、燃?xì)夤苈飞系碾妱?dòng)執(zhí)行器和閥門來控制窯內(nèi)溫度。

窯內(nèi)壓力控制，是通過變頻排煙風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，助燃風(fēng)壓力通過變頻高壓風(fēng)機(jī)來控制。窯尾冷卻風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)抽出風(fēng)機(jī)也均采用變頻控制。

在安全控制方面，燃?xì)饪偣艿郎显O(shè)有電磁閥和高低壓壓力開關(guān)、燒嘴控制器（火焰檢測(cè)、自動(dòng)點(diǎn)火、熄火保護(hù)）、油壓頂車機(jī)過載保護(hù)報(bào)警等。

該窯控制系統(tǒng)配備有觸摸屏處理器。觸摸屏處理器能實(shí)現(xiàn)對(duì)窯爐溫度壓力的自動(dòng)控制，還能根據(jù)燒成要求模擬并儲(chǔ)存多種燒成制度曲線和參數(shù)，同時(shí)燒成曲線參數(shù)可按需要隨時(shí)修改。

3 側(cè)燒式梭式窯

梭式窯（又稱抽屜窯）屬于間歇式窯爐，既可滿足連續(xù)化大生產(chǎn)，又能用于小規(guī)模間斷性生產(chǎn)，生產(chǎn)方式和時(shí)間安排非常靈活，是近年來許多陶瓷和耐火材料生產(chǎn)廠家普遍采用的熱工設(shè)備。隨著燃料結(jié)構(gòu)和自控程度的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了一些結(jié)構(gòu)新穎、裝配先進(jìn)的新型梭式窯，使產(chǎn)品質(zhì)量上了一個(gè)新臺(tái)階。

側(cè)燒式梭式窯的高速燒嘴安裝于窯體兩側(cè)墻上，上下交錯(cuò)布置，對(duì)準(zhǔn)窯內(nèi)制品垛之間的火道，將火焰水平吹入窯內(nèi)，見圖2。高速調(diào)溫?zé)靽姵龌鹧嫠俣雀?，席卷窯內(nèi)氣體循環(huán)，加強(qiáng)窯爐的對(duì)流換熱，使窯內(nèi)溫度均勻。在窯車臺(tái)面每個(gè)制品垛中心部位留有排煙口，地面基礎(chǔ)上與窯車排煙口相對(duì)應(yīng)處也設(shè)置排煙口，與地下煙道相通。燒成過程中產(chǎn)生的熱氣流經(jīng)過制品間的空隙，同時(shí)加熱制品，由窯車臺(tái)面排煙口進(jìn)入車底地下支煙道，匯總后由總煙道引入排煙機(jī)排空。在地下總煙道內(nèi)，裝有助燃風(fēng)不銹鋼換熱器，助燃風(fēng)換熱溫度可達(dá)300 ℃以上。在排煙機(jī)和換熱器入口前各裝有熱電偶，檢測(cè)煙道溫度，并設(shè)有冷風(fēng)配入口，根據(jù)煙氣溫度調(diào)節(jié)配風(fēng)量，使排煙機(jī)和換熱器在安全工作溫度下運(yùn)行。排煙機(jī)采用電機(jī)變頻控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力。

側(cè)燒式梭式窯的溫度、壓力、燒成氣氛均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。尤其適于高溫?zé)珊椭懈邷剡€原氣氛燒成，自動(dòng)化控制手段日臻成熟。然而對(duì)于燒制蜂窩陶瓷制品，側(cè)燒式梭式窯的應(yīng)用效果不太理想。由于蜂窩陶瓷的還原過程是在600 ℃以下的低溫完成的，這期間的燒嘴配風(fēng)量較小，火焰吹入窯內(nèi)的力度不大，火焰發(fā)飄，因此窯內(nèi)溫差較大。并且低溫還原自動(dòng)控制較麻煩，大多還需人工操作。

如前所述，用側(cè)燒式梭式窯爐燒制蜂窩陶瓷時(shí)，在升溫前期會(huì)出現(xiàn)集中排放黑煙的現(xiàn)象，并且每窯次的燒成質(zhì)量會(huì)有所波動(dòng)。

4 底燒式梭式窯

底燒式燃?xì)馑笫礁G目前在國(guó)內(nèi)使用較為普遍，投資小、操作簡(jiǎn)便、無需動(dòng)力設(shè)備。但底燒式燃?xì)馑笫礁G無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，只能靠人工操作。

底燒式燃?xì)馑笫礁G的燃料為液化石油氣或天然氣，采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的文丘里式燒嘴，燒嘴在窯爐兩側(cè)墻底部對(duì)稱排列，噴口垂直向上對(duì)準(zhǔn)窯體進(jìn)火孔，整個(gè)噴燃裝置都設(shè)置在窯體底部以下的空間，見圖3。高溫燃?xì)饬饔蛇M(jìn)火孔噴入窯內(nèi)后，沿窯體兩側(cè)墻與窯車制品垛之間的火道向上噴射擴(kuò)散，至窯頂轉(zhuǎn)向下，穿過窯車上的所有制品，經(jīng)窯車臺(tái)面蓋板之間預(yù)留的條縫狀或圓孔狀吸火孔進(jìn)入車臺(tái)面水平煙道，經(jīng)窯體后端墻排煙口進(jìn)入垂直煙道引出窯體，由煙囪排空。端墻垂直煙道設(shè)有閘板調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力，控制升溫速度。這種結(jié)構(gòu)屬于倒焰式，高溫氣流的走向提高了傳熱效率，加上文丘里式燒嘴燃燒空氣過剩系數(shù)不大，因此節(jié)能效果較為理想。

用底燒式燃?xì)馑笫礁G燒制蜂窩陶瓷，低溫還原燒成人工操作較容易控制，其能耗也明顯低于側(cè)燒式梭式窯。 同樣，用底燒式燃?xì)馑笫礁G燒制蜂窩陶瓷時(shí)，也存在集中排放黑煙的現(xiàn)象，需要在煙道里焚燒黑煙，以達(dá)到環(huán)保要求。

另外，底燒式燃?xì)馑笫礁G因其本身結(jié)構(gòu)原因，容積不能過大，一般最大不超過5 m3為宜。而側(cè)燒式梭式窯沒有此限制，可以做到100 m3以上。

5 結(jié)語

上述幾種窯型用于燒制蜂窩陶瓷各有優(yōu)缺點(diǎn)：隧道窯產(chǎn)量大、質(zhì)量穩(wěn)定、能耗低；側(cè)燒式梭式窯能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但存在低溫還原操作困難、集中排放黑煙等缺點(diǎn)；底燒式燃?xì)馑笫礁G低溫還原操作容易、投資小、節(jié)能，但無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、產(chǎn)量小、也需采取措施集中處理排放黑煙問題，以達(dá)到環(huán)保要求。

因此，有關(guān)廠家在新建窯爐時(shí)，應(yīng)根據(jù)自身經(jīng)濟(jì)能力、生產(chǎn)實(shí)際情況和產(chǎn)品工藝要求，有針對(duì)性地合理選擇窯型，以免造成經(jīng)濟(jì)損失。這也是有關(guān)窯爐設(shè)計(jì)制造單位應(yīng)充分考慮的。endprint