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      窯爐雜志

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      陶瓷窯爐節能技術措施淺析

      發布日期:2017-03-21    瀏覽次數:1051

          現代建筑衛生陶瓷行業使用的窯爐,具有許多先進、有效的技術特點。其措施主要表現在:1.潔凈高熱效能源提升了燒成效率;2.采用了全自動化控制高速噴嘴;3.大量采用輕質隔熱耐材;4、普遍流行低溫快燒方式等四個方面。

          1. 潔凈能源提升了燒成熱效

          目前,建筑衛生陶瓷產品的燒成,清潔高熱效能源已成為陶瓷燒成燃料的主流?v觀國內外陶瓷燒成史,適宜于陶瓷燒成的能源種類很多,曾經有固體燃料、液體燃料及氣體燃料等。它們有木柴、煤炭、重油、輕質油、電力、天然氣、液化石油氣等等。隨著歷史前進,燒成技術不斷提高,有的能源地位上升,有的則被淘汰出局。例如,用于傳統陶瓷制品燒成的木柴與煤炭等固體燃料,由于熱效低及對環境污染嚴重等原因,在建筑衛生陶瓷生產方面已經基本完成了其歷史使命。重油與液化石油氣熱值高,便于低溫快速燒成,尤其是液化石油氣在新興建筑衛生陶瓷行業成為最受青睞的能源種類。由于液化石油氣熱值高,燃氣內雜質含量少,且容易快速升溫與降溫,非常方便于陶瓷的低溫快燒工藝。

          明焰裸燒方法是近10幾年來建筑衛生陶瓷燒成最引人注目的成果。其特點就是采用了清潔能源。明焰裸燒方法作為最先進的燒成方法在窯溫的均勻性、窯容積、生產強度和單位耗能方面均表現出最佳效果,成為現代建筑衛生陶瓷燒成的首選窯型,因此能在很短的時間內推廣普及。明焰裸燒方式窯溫均勻性高,這是由于此種燒成方式的產品垛阻力小、窯內壓力降低、預熱帶負壓低,因此漏入冷空氣少。因而取得了很好節能效果。產品實物質量也大大提高。采用明焰裸燒燒成方式時,窯容積生產強度最高,由于產品不需要裝入匣缽內,避免了間接傳熱造成的浪費性熱消耗。又由于產品是直接裸露于焰氣中,非常利于快速傳熱燒成。由于窯溫均勻,傳熱迅速,窯具與產品重量比小,明焰裸燒的燒成時間大大低于明焰裝匣燒方法。明焰裸燒由于不使用匣缽,增加了產品的裝載密度。

          2.采用了全自動化控制高速噴嘴

          清潔能源的使用,有利于等溫高效均勻燃燒噴嘴的革新與推廣,其中的利好是極大地降低了能源消耗。新型全自動化控制高速噴嘴由于強力的噴燃系統,可以降低窯內溫差,迅速提高窯溫,實現快速等溫燒成效率。因此,陶瓷窯爐的節能今后將取決于新型全自動化控制高速噴嘴的不斷改進。傳統的窯爐如隔焰露燒窯由于其加熱方式僅為固體間產品柱的輻射傳熱,而不能形成劇烈的熱攪動與熱循環,因此降低了燒成熱效。此外,其窯內的窯溫均勻性也很差,窯溫均勻性低直接導致產品燒成溫度不一及廢品率增加。 采用了全自動化控制高速噴嘴之后, 由于燒嘴的噴射作用,窯爐內的氣流強烈循環、熱焰劇烈擾動,對于均勻和平衡窯內溫度非常有利,F在許多新型窯爐在預熱帶都設置了高速調溫噴嘴,更加有利于直接減少窯內預熱帶上下的溫差,很早即開始保證窯內的低溫差燒成。極大地提升了燒成的節能效果。

          3.采用輕質隔熱保溫材料

          輕質隔熱窯爐的先進性表現在按照模數設計成輕型裝配式外型,然后再以耐高溫輕質隔熱耐火材料進行嚴密的砌筑。窯爐的內襯采用了耐高溫的陶瓷氈,外加陶瓷棉或其他隔熱保溫板,總厚度為450毫米。內襯為輕質高鋁磚,中間及其外側也都采用了陶瓷棉,總厚度達到600毫米。窯墻的外表為金屬板,這種設計與制作保證了窯爐的耐高溫實用性與節能性。由于陶瓷纖維熱穩定性好,在高溫燒成中不變形、不熔融,又由于其導熱率低、蓄熱少、密度小、重量輕,因此具有明顯的節能效果。

          輕質隔熱窯爐的窯頂采用Z型纖維預制塊組合吊掛,減輕了窯體重量,增加了保溫隔熱效果。在設置噴嘴和急冷風部位的窯頂加設有金屬換熱器(占窯頂面積的65%以上),用以預熱助燃空氣及急冷風。窯墻則采用澆注搗打成型的U型耐火材料砌塊(高鋁、粘土質),砌塊內填充有耐火纖維棉,外面采用耐火材料纖維氈或硅鈣板,U型砌塊與外部鋼架相連接,這種結構比較穩定,熱穩定性好且節能效果高。據計算,當窯內壁溫度達到1250℃時,窯外壁溫度僅為50℃左右,說明窯體的密封性極好。窯車上的耐火材料也全部采用了耐火纖維材料,這同樣降低了熱能的無謂消耗。

          澳大利亞通用公司(簡稱澳通公司)的纖維吊頂節能窯爐,具有窯體寬、裝載能力大、燒成周期短等特點。該窯爐的有效寬度達到2.65米,由于燒成批量大且燒成效率高,滿負荷燒成時可以使窯爐的總體能耗大為減少。目前,此類窯爐在我國經過引進與吸收消化,已成為國內許多地方的主要窯型之一。

          4.普遍推行了低溫快燒技術措施

          目前,建筑衛生陶瓷產品越來越多采用了低溫快燒技術。近10年來。陶瓷釉面磚的燒成溫度從1180℃~1200℃降低到現在的1050℃~1100℃左右。衛生瓷燒成溫度已經從過去的1300℃降低到了現在的1150℃~1200℃左右。根據陶瓷熱工學計算原理,越是高溫燒成時,能源消耗越多。據此,從1200℃燒成到1300℃時,耗費的能源大約是產品燒成總能耗的約40%左右。這樣看來,節能效果就非常明顯。低溫快燒方法除了節能外,還可以縮短生產周期,節約人力物力。

          推行低溫快燒技術,除了對窯爐有特別技術要求外,還必須研制與開發出更好的適宜于低溫快燒的陶瓷原料。目前,此類原料有硅灰石原料、珍珠巖原料、透輝石原料、葉蠟石原料等。國外為了降低燒成溫度與降低產品的成本,則大量使用了含鐵量較多的紅土原料、紫砂原料等,也有使用工業廢料制作瓷磚坯體的。此類原料生產的產品經過優質釉色覆蓋后,仍然有不菲的賣價。在利用劣質原料生產優質瓷磚方面,恕我直言,我國許多陶企做的還遠遠不夠。

          科技進步在推動著建筑衛生陶瓷工業的發展,產品燒成節能工作越來越重要。這就需要繼續提升新型窯爐設計水平,積極研制開發新型高效節能耐火材料,不斷推廣低溫快燒技術等方面的工作,使陶企的節能技術不斷登上新臺階。

          3.采用輕質隔熱保溫材料

          輕質隔熱窯爐的先進性表現在按照模數設計成輕型裝配式外型,然后再以耐高溫輕質隔熱耐火材料進行嚴密的砌筑。窯爐的內襯采用了耐高溫的陶瓷氈,外加陶瓷棉或其他隔熱保溫板,總厚度為450毫米。內襯為輕質高鋁磚,中間及其外側也都采用了陶瓷棉,總厚度達到600毫米。窯墻的外表為金屬板,這種設計與制作保證了窯爐的耐高溫實用性與節能性。由于陶瓷纖維熱穩定性好,在高溫燒成中不變形、不熔融,又由于其導熱率低、蓄熱少、密度小、重量輕,因此具有明顯的節能效果。

          輕質隔熱窯爐的窯頂采用Z型纖維預制塊組合吊掛,減輕了窯體重量,增加了保溫隔熱效果。在設置噴嘴和急冷風部位的窯頂加設有金屬換熱器(占窯頂面積的65%以上),用以預熱助燃空氣及急冷風。窯墻則采用澆注搗打成型的U型耐火材料砌塊(高鋁、粘土質),砌塊內填充有耐火纖維棉,外面采用耐火材料纖維氈或硅鈣板,U型砌塊與外部鋼架相連接,這種結構比較穩定,熱穩定性好且節能效果高。據計算,當窯內壁溫度達到1250℃時,窯外壁溫度僅為50℃左右,說明窯體的密封性極好。窯車上的耐火材料也全部采用了耐火纖維材料,這同樣降低了熱能的無謂消耗。

          澳大利亞通用公司(簡稱澳通公司)的纖維吊頂節能窯爐,具有窯體寬、裝載能力大、燒成周期短等特點。該窯爐的有效寬度達到2.65米,由于燒成批量大且燒成效率高,滿負荷燒成時可以使窯爐的總體能耗大為減少。目前,此類窯爐在我國經過引進與吸收消化,已成為國內許多地方的主要窯型之一。

          4.普遍推行了低溫快燒技術措施

          目前,建筑衛生陶瓷產品越來越多采用了低溫快燒技術。近10年來。陶瓷釉面磚的燒成溫度從1180℃~1200℃降低到現在的1050℃~1100℃左右。衛生瓷燒成溫度已經從過去的1300℃降低到了現在的1150℃~1200℃左右。根據陶瓷熱工學計算原理,越是高溫燒成時,能源消耗越多。據此,從1200℃燒成到1300℃時,耗費的能源大約是產品燒成總能耗的約40%左右。這樣看來,節能效果就非常明顯。低溫快燒方法除了節能外,還可以縮短生產周期,節約人力物力。

          推行低溫快燒技術,除了對窯爐有特別技術要求外,還必須研制與開發出更好的適宜于低溫快燒的陶瓷原料。目前,此類原料有硅灰石原料、珍珠巖原料、透輝石原料、葉蠟石原料等。國外為了降低燒成溫度與降低產品的成本,則大量使用了含鐵量較多的紅土原料、紫砂原料等,也有使用工業廢料制作瓷磚坯體的。此類原料生產的產品經過優質釉色覆蓋后,仍然有不菲的賣價。在利用劣質原料生產優質瓷磚方面,恕我直言,我國許多陶企做的還遠遠不夠。

           科技進步在推動著建筑衛生陶瓷工業的發展,產品燒成節能工作越來越重要。這就需要繼續提升新型窯爐設計水平,積極研制開發新型高效節能耐火材料,不斷推廣低溫快燒技術等方面的工作,使陶企的節能技術不斷登上新臺階。

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