巖板窯爐的技術(shù)特點(diǎn)及窯爐選擇淺談

上官輝龍

摘 要：巖板窯爐與普通窯爐在設(shè)計(jì)上各有側(cè)重點(diǎn)，巖板窯爐需根據(jù)巖板的生產(chǎn)特性做針對(duì)性的設(shè)計(jì)。巖板生產(chǎn)企業(yè)也應(yīng)根據(jù)巖板的市場(chǎng)需求特性來選定巖板窯爐。巖板窯爐是多樣化的，不存在某一種窯型具備不可替代的優(yōu)越性，各陶企應(yīng)根據(jù)需求來選定合適的窯爐。

關(guān)鍵詞：巖板;雙層窯爐

1 前 言

2019～2020年全國(guó)各陶瓷廠區(qū)新上線的巖板生產(chǎn)線非常多，使得設(shè)備制造商出現(xiàn)難以準(zhǔn)時(shí)供貨或工程難以按時(shí)完工的情況。在這一輪上巖板生產(chǎn)線熱潮之后，對(duì)巖板窯爐做技術(shù)總結(jié)很有必要的。

2巖板特質(zhì)

巖板主要使用范圍是在家具、廚衛(wèi)、家裝（裝飾）等方面。它必須具備以下幾個(gè)特質(zhì)：

（1）易加工（要求加工不得開裂或者開裂比例要少，強(qiáng)度不能太高）;

（2）平整度要求高;

（3）表面效果要好，要細(xì)膩，有一定的好的觸感。

3巖板生產(chǎn)難點(diǎn)及解決措施

3.1巖板生產(chǎn)難點(diǎn)

巖板的使用范圍決定了巖板的生產(chǎn)有如下特點(diǎn)或者是難點(diǎn)：

（1）按訂單生產(chǎn)，訂單批量少，品種多;

（2）巖板訂單的厚度范圍大。

3.2巖板生產(chǎn)需解決的技術(shù)難題

2018～2019年的巖板生產(chǎn)線以使用進(jìn)口皮帶壓機(jī)居多，基本是單機(jī)一線，因產(chǎn)品轉(zhuǎn)換或者更換壓機(jī)皮帶時(shí)而產(chǎn)生的空窯稀疏的狀況也較常規(guī)瓷磚的生產(chǎn)線多，非?？简?yàn)窯爐的性能。針對(duì)巖板特質(zhì)和生產(chǎn)特性，巖板燒成窯爐在設(shè)計(jì)上旨在解決三個(gè)主要技術(shù)問題：

（1）燒成高品質(zhì)產(chǎn)品（平整度好、色差少，表面效果好）;

（2）解決‘切割裂問題。

（3）解決因頻繁空窯導(dǎo)致的色差和切割裂不穩(wěn)定問題。

3.3解決巖板生產(chǎn)難題的技術(shù)措施

3.3.1落臟方面的控制

（1）排煙區(qū)輥上下內(nèi)空，橫向內(nèi)寬的合理布置，可以使煙氣流速下降，底抽與側(cè)抽的使用也可以是坯粉，底漿粉盡量保持在輥下通道，能有效減少窯頂積灰而造成的落臟;

（2）排煙區(qū)、預(yù)熱區(qū)窯頂材質(zhì)的升級(jí)，保溫加厚，加強(qiáng)窯頂?shù)臍饷苄?，可以延長(zhǎng)窯頂掛灰落灰的時(shí)間;

（3）助燃風(fēng)管、燃?xì)夤艿赖募庸?，如機(jī)械切割開孔，打砂及燃?xì)夤軆?nèi)部電鍍的工藝，能最大限度降低鐵屑的落臟;

（4）使用‘空窯管理系統(tǒng)能有效解決產(chǎn)品因空窯而產(chǎn)生的前后批次色差。

3.3.2平整度方面的控制

使用超高溫高強(qiáng)度輥棒，棒距盡量排密。在生產(chǎn)薄而大的產(chǎn)品時(shí)，直徑36～45mm的輥棒經(jīng)常被選用以用來解決巖板表面‘輥棒紋的問題。

3.3.3‘切割裂和空疏窯導(dǎo)致的‘切割裂不穩(wěn)定方面的控制

（1）加長(zhǎng)冷卻（緩冷）占全窯的比例，比例達(dá)到28%或以上，使產(chǎn)品能有足夠的時(shí)間在緩冷區(qū)域充分消除產(chǎn)品在急冷冷卻時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力;

（2）急冷與緩冷之間設(shè)置較長(zhǎng)的過渡段，減少產(chǎn)品外表面的熱量損失，使產(chǎn)品內(nèi)部擴(kuò)散到表面熱量大于產(chǎn)品表面散發(fā)的熱量，形成一個(gè)溫度再‘勻化的過程;

（3）采用縱向的熱交換管結(jié)構(gòu)以調(diào)節(jié)冷卻段的橫截面溫差;

（4）加強(qiáng)冷卻段的窯爐保溫和蓄熱;

（5）余熱零排放系統(tǒng)、急冷加熱系統(tǒng)、空窯管理系統(tǒng)的應(yīng)用。

3.3.4空窯管理系統(tǒng)

摩德娜公司窯爐的空窯管理系統(tǒng)起初是針對(duì)國(guó)外陶瓷廠的生產(chǎn)管理特性而開發(fā)，它們（歐美、南美）陶瓷廠的生產(chǎn)訂單很小（幾百方/批次），排產(chǎn)多，還有周末降溫，周一自動(dòng)升溫到生產(chǎn)溫度的情況。這套系統(tǒng)則是要求窯爐能在這樣的生產(chǎn)狀況下，保證產(chǎn)品質(zhì)量，更不能出現(xiàn)裂磚的情況。其界面如圖1。

它的工作原理是：根據(jù)窯頭的電眼探頭探測(cè)到的進(jìn)磚情況，間隔時(shí)間判斷出窯爐是大空窯還是空稀窯，窯爐工控機(jī)已編輯好的邏輯程序根據(jù)兩種情況分別制定出不同的反應(yīng)機(jī)制，根據(jù)磚坯在進(jìn)入到窯內(nèi)的位置進(jìn)行預(yù)控制窯爐燃燒控制組的開關(guān)度，以控制產(chǎn)品的燒成制度，能實(shí)現(xiàn)空稀窯時(shí)產(chǎn)品顏色，不產(chǎn)生色差。同樣的作用機(jī)制也用在冷卻段，使產(chǎn)品在進(jìn)入冷卻區(qū)域的時(shí)候，冷卻區(qū)域的溫度場(chǎng)，溫度梯度就已經(jīng)預(yù)設(shè)好為正常生產(chǎn)的狀態(tài)。在巖板的燒制冷卻過程中，這套系統(tǒng)恰恰非常適用，再匹配上針對(duì)巖板窯冷卻區(qū)域的特殊設(shè)計(jì)（見切割裂以及空疏窯導(dǎo)致的切割裂方面的控制的描述）。巖板的切割裂（屬窯爐方面因素引起的）缺陷已經(jīng)基本得到全面解決。摩德娜窯爐也從未出現(xiàn)過‘切割裂缺陷無法控制的情況。

4 窯爐的選擇

隨著巖板生產(chǎn)線的增多，巖板的生產(chǎn)難點(diǎn)都逐步得到了克服，巖板的生產(chǎn)不再是一個(gè)很高的門檻。想進(jìn)入巖板產(chǎn)業(yè)的陶瓷廠，在生產(chǎn)線選擇（產(chǎn)品選擇），特別是窯爐的選擇上有諸多的疑問。比如：舊窯能否改造成生產(chǎn)巖板的窯爐、是上寬體窯還是窄體窯、產(chǎn)量怎么定位等等。對(duì)此，我們給出的以下幾點(diǎn)選擇依據(jù)：

（1）根據(jù)巖板的規(guī)格分類來做選擇：

1）3～6（兼9）mm巖板：窄體窯爐為佳;

2）9～18mm小規(guī)格巖板：寬體窯爐為佳;

3）大規(guī)格巖板，如1500mm×3000mm，1600mm×3200mm等規(guī)格磚，以窄體窯為佳;

（2）根據(jù)不同的陶企的具體情況進(jìn)行選擇：陶企有較多舊生產(chǎn)線，想轉(zhuǎn)型生產(chǎn)巖板的，建議以舊窯爐舊生產(chǎn)線改造為主，先把巖板做出來，如有必要?jiǎng)t上一到兩條新線用來補(bǔ)充舊設(shè)備所不能生產(chǎn)的特殊產(chǎn)品。如果是新工廠，則有可能需要建2條以上巖板生產(chǎn)線才能應(yīng)對(duì)巖板生產(chǎn);

（3）產(chǎn)量選擇方面：以目前巖板的生產(chǎn)趨勢(shì)來看，產(chǎn)量的競(jìng)爭(zhēng)在所難免，性價(jià)比是永恒的話題?，F(xiàn)在單線單窯產(chǎn)量為12000平方/天以上的巖板（厚）非常常見，新有些陶企甚至已經(jīng)在規(guī)劃30000平方/天的生產(chǎn)線。所以新上線的巖板線窯爐在產(chǎn)量上要有足夠的前瞻性以應(yīng)對(duì)未來的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。

（4）可以選擇雙層窯爐：做3～6mm的薄巖板時(shí)，最好選擇的窄體窯，但容易遇到產(chǎn)量瓶頸，產(chǎn)能沒有優(yōu)勢(shì)。采用雙層窄體窯爐生產(chǎn)巖板，既能保證產(chǎn)品的品質(zhì)，又能保證產(chǎn)量（比同樣長(zhǎng)度的寬體窯多1/3的產(chǎn)量，品質(zhì)還更好控制）

摩德娜雙層窯爐出現(xiàn)的時(shí)間很早，早在2007年就已出口了雙層窯爐，應(yīng)用在瓷片，釉面地磚等產(chǎn)品的燒成上。已實(shí)施的雙層窯爐最寬3550mm，長(zhǎng)度330m。雙層窄體窯爐的特性比較適合現(xiàn)有舊廠房升級(jí)改造的巖板項(xiàng)目，它有占用窯爐指標(biāo)少、同樣空間內(nèi)產(chǎn)能提升一倍、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。雙層窯爐用在生產(chǎn)巖板生產(chǎn)線上，有如下幾個(gè)天然的優(yōu)勢(shì)：

1）可同時(shí)生產(chǎn)2種產(chǎn)品。生產(chǎn)線布置雙壓機(jī)，雙釉線，產(chǎn)品分別進(jìn)入上下層窯爐，可以減少一半的轉(zhuǎn)產(chǎn)，提升產(chǎn)品的交付效率;

2）可節(jié)約一半的燒成車間空間。巖板的燒成周期比較長(zhǎng)，單窯產(chǎn)量相對(duì)較小，故只已有限制的空間只布置一條窯爐，不但產(chǎn)能比較低，還會(huì)導(dǎo)致因訂單多而產(chǎn)生的生產(chǎn)轉(zhuǎn)換次數(shù)過高，使得排產(chǎn)困難，雙層窯爐能更有效地解決此類問題;

3）能耗表現(xiàn)好。雙層窯是兩條窯爐疊加在一起，減少了窯爐的散熱表面積，可節(jié)約能源;

4）對(duì)切實(shí)實(shí)現(xiàn)巖板的冷卻制度有完美的體現(xiàn)。雙層窯是兩條獨(dú)立的窯爐疊加一起，故冷卻區(qū)域的散熱較普通窯減少40%，再加上其雙層窯爐特有的窯墻結(jié)構(gòu)等因素，使窯爐在生產(chǎn)過程中，保溫蓄溫的效果較好，產(chǎn)品‘切割裂的缺陷出現(xiàn)的概率比普通窯爐表現(xiàn)要少。實(shí)際的案例也證明這點(diǎn)。

5結(jié)語

隨著巖板生產(chǎn)的普遍，巖板窯爐的技術(shù)也日趨完善。已經(jīng)能應(yīng)付大產(chǎn)量的巖板生產(chǎn)需求。寬體和雙層窄體巖板窯爐的組合可以作為陶企巖板生產(chǎn)線的合理選擇，特別是雙層巖板窯爐無論在產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)量、能耗和排產(chǎn)的便捷性上都有很大的優(yōu)勢(shì)，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。