建筑材料热工设备-3-陶瓷窑-N1 (2)

1、建筑材料热工设备过程装备与控制工程系严晗第三章 陶瓷工业热工设备近代陶瓷窑炉（18501950年） 1919年，我国出现倒焰窑，窑温更加均匀； 1898年，法国人福基罗创建了机械化的隧道窑； 1958年，山东博山瓷厂建成我国第一条煤烧 日用陶瓷隧道窑60M 现代陶瓷窑炉（1950年至今） 代表性的窑型有：梭式窑 现代隧道窑 辊道窑 倒焰窑 是烧造陶瓷的常见窑炉中的一种，它是以燃料燃烧后火焰在窑内的流动情况而命名的。烧窑时火焰燃烧后产生的热烟气先喷升至窑顶，因窑顶没有出路，加之窑底有吸火孔、烟道通向烟囱，产生一种抽力，火焰便又转折朝下倒向窑底，并流经坯体（煤烧窑是匣钵柱）间空隙，传热给坯体，然后

2、通过吸火孔、烟道、烟囱排出窗外。这种窑由于火焰有一段自上而下的过程，故而称为倒焰窑。倒焰窑的优点是窑内温度较均匀，易于灵活变更烧成温度；缺点是间歇（烧一窑，停一窑，再装再烧，称为间歇）操作，燃料消耗比较大。主要表现在三个方面促进了陶瓷窑炉技术的发展： 能源技术的进步，净化发生炉煤气、天然气和液化石油汽； 耐火材料工业的进步，纤维制品，高级合成原料轻质砖，高档窑具等；烧成技术的进步，高速烧嘴，明焰烧成技术。 窑炉中需要解决的中心问题 1窑温更加均匀 ；2操作更简便 ；3传热更合理，节能降耗 ；4更加环保 。 第一节 隧道窑隧道窑是一个长长的、由耐火材料、保温材料和建隧道窑是一个长长的、由耐火材料

3、、保温材料和建筑材料砌筑而成的在内装有窑车等运载工具的隧道筑材料砌筑而成的在内装有窑车等运载工具的隧道。隧道窑工作时，运载工具隧道窑工作时，运载工具( (窑车窑车) )上装载有待烧的制上装载有待烧的制品以及一些必要的待烧的制品坯体，随运载工具从品以及一些必要的待烧的制品坯体，随运载工具从隧道窑的一端隧道窑的一端( (窑头窑头) )进入，在窑内完成制品的烧制进入，在窑内完成制品的烧制以后，从隧道窑的另一端以后，从隧道窑的另一端( (窑尾窑尾) )随运载工具随运载工具( (窑车窑车等等) )输出，而后卸下烧制好的产品，卸空的运载工输出，而后卸下烧制好的产品，卸空的运载工具具( (窑车窑车) )返回

4、窑头继续装载新的坯体后再入窑内煅返回窑头继续装载新的坯体后再入窑内煅烧。烧。连续式窑炉，可大规模的生产卫生洁具制品和较大的坯件连续式窑炉，可大规模的生产卫生洁具制品和较大的坯件。 一、分类 隧道窑有各种不同的分类方法，大致归纳为：隧道窑有各种不同的分类方法，大致归纳为：1 按照按照烧成温度的高低烧成温度的高低可分为：可分为：（1）低温隧道窑）低温隧道窑(1000)；（2）中温隧道窑）中温隧道窑(11001500)；（3）高温隧道窑）高温隧道窑(15001800)；（4）超高温隧道窑）超高温隧道窑(18001900)。2按照按照烧成品种烧成品种可分为：可分为： （1）耐火材料隧道窑；）耐火材料隧

5、道窑； （2）陶瓷隧道窑；）陶瓷隧道窑； （3）红砖隧道窑。）红砖隧道窑。3按按热源热源可分为：可分为： （1）火焰隧道窑；）火焰隧道窑； （2）电热隧道窑。）电热隧道窑。 4按按火焰是否进入隧道火焰是否进入隧道可分为：可分为： （1）明焰隧道窑；）明焰隧道窑； （2）隔焰隧道窑；）隔焰隧道窑； （3）半隔焰隧道窑。）半隔焰隧道窑。5按按窑内运输设备窑内运输设备可分为：可分为： （1）车式隧道窑；）车式隧道窑； （2）推板隧道窑；）推板隧道窑； （3）辊底隧道窑；）辊底隧道窑； （4）输送带隧道窑；）输送带隧道窑； （5）步进式隧道窑；）步进式隧道窑； （6）气垫式隧道窑。）气垫式隧道窑。 6

6、按按通道多少通道多少可分为：可分为： （1）单通道隧道窑；）单通道隧道窑； （2）多通道隧道窑）多通道隧道窑隧道窑属于逆流操作的热工设备，即窑车上的坯体在窑内逆气隧道窑属于逆流操作的热工设备，即窑车上的坯体在窑内逆气流方向连续移动流方向连续移动目前最多用的为单通道明火焰隧道窑。目前最多用的为单通道明火焰隧道窑。 隧道窑尽管类型不同，其构造也会有一些差别，但是其基本隧道窑尽管类型不同，其构造也会有一些差别，但是其基本结构和工作原理都是一样结构和工作原理都是一样二、隧道窑的分带三带：三带：预热带、烧成带、冷却带，预热带、烧成带、冷却带，划分方法划分方法 (三种）三种） 以温度为界以温度为界以窑体长

7、度分以窑体长度分预热带占窑总长的预热带占窑总长的3045%烧成带占窑总长的烧成带占窑总长的1033%冷却带占窑总长的冷却带占窑总长的3846%预热带的温度范围：室温预热带的温度范围：室温950烧成带的温度范围：烧成带的温度范围：950 最高温度最高温度冷却带的温度范围：最高温度冷却带的温度范围：最高温度 制品出窑温度制品出窑温度按燃烧室设置位置分（常用）按燃烧室设置位置分（常用）l预热带预热带预热过程：预热过程：车上坯体与来自烧成带燃料燃烧产生的烟气接车上坯体与来自烧成带燃料燃烧产生的烟气接 触，逐渐被加热，完成坯体的预热过程触，逐渐被加热，完成坯体的预热过程 1）室温）室温300300坯体中

8、残余水分排出，坯体预热升温。坯体中残余水分排出，坯体预热升温。 2） 300 950 氧化分解和晶形转变，碳和一些氧化分解和晶形转变，碳和一些有机物的氧化，结有机物的氧化，结 构水的排出和碳酸盐的分解，坯体的继续升温且构水的排出和碳酸盐的分解，坯体的继续升温且有晶型转变有晶型转变l烧成带烧成带烧成过程：烧成过程：坯体借助燃料燃烧所释放出的热量，达坯体借助燃料燃烧所释放出的热量，达到所要求的最高烧成温度，完成坯体的烧成过程到所要求的最高烧成温度，完成坯体的烧成过程 。 9501300：烧成和高温保温阶段：有固相反应和液相：烧成和高温保温阶段：有固相反应和液相出现。最终产物为玻璃相、莫来石晶体和未

9、融解的石英颗粒。出现。最终产物为玻璃相、莫来石晶体和未融解的石英颗粒。 l冷却带冷却带冷却过程冷却过程： 高温烧成的制品进入冷却带，与从窑尾高温烧成的制品进入冷却带，与从窑尾鼓入额的大鼓入额的大 量冷空气进行热交换量冷空气进行热交换 ，完成坯体的冷却过程，完成坯体的冷却过程 1）1300700：急冷阶段。可以保持玻璃相，防止低：急冷阶段。可以保持玻璃相，防止低价铁被氧化，从而提高产品的光泽度、价铁被氧化，从而提高产品的光泽度、 半透明度和白度。半透明度和白度。 2) 700400 慢冷阶段：进行慢冷以适应晶型转变，慢冷阶段：进行慢冷以适应晶型转变，从而防止因冷却速度过快而导致陶瓷产品的开裂。从

10、而防止因冷却速度过快而导致陶瓷产品的开裂。 3）快冷阶段）快冷阶段(400C室温室温)：快冷可以提高陶瓷产品的：快冷可以提高陶瓷产品的烧制速度，从而缩短其烧制周期。烧制速度，从而缩短其烧制周期。 隧道窑供风系统与比较隧道窑供风系统与比较三、流程气体气体： 空气空气:窑尾鼓入的大量冷空气在冷却带被预热，一部分作为助窑尾鼓入的大量冷空气在冷却带被预热，一部分作为助燃空气，送往烧成带，另一部分抽出供坯体干燥或气幕用。燃空气，送往烧成带，另一部分抽出供坯体干燥或气幕用。 烟气烟气：燃料在烧成带燃烧后所产生的高温烟气，沿窑内通道：燃料在烧成带燃烧后所产生的高温烟气，沿窑内通道流入预热带，在加热坯体时本身

11、被冷却，最后自预热带排烟流入预热带，在加热坯体时本身被冷却，最后自预热带排烟口、支烟道、主烟道经排烟机、烟囱被排除。口、支烟道、主烟道经排烟机、烟囱被排除。物料物料：四、隧道窑的工作系统组成 由以下几部分组成：由以下几部分组成：1、产品烧成部分：即窑体部分，是隧道窑系统的主要部分，、产品烧成部分：即窑体部分，是隧道窑系统的主要部分， 窑体上设有各种气流进出口窑体上设有各种气流进出口2、窑内输送设备：窑车与窑具、窑内输送设备：窑车与窑具3、排烟系统：包括支烟道、主烟道、烟囱等各种排烟通道。、排烟系统：包括支烟道、主烟道、烟囱等各种排烟通道。4、燃料燃烧系统：包括燃料输送管道、燃料预热、燃烧器等。

12、、燃料燃烧系统：包括燃料输送管道、燃料预热、燃烧器等。5、气幕搅动系统：输送风管、风机、及各种调节阀、气幕搅动系统：输送风管、风机、及各种调节阀6、冷却系统：包括急冷、缓冷、快冷。、冷却系统：包括急冷、缓冷、快冷。7、推车系统：、推车系统：为窑车运动提供动力，有液压型推车机和螺旋推车机为窑车运动提供动力，有液压型推车机和螺旋推车机8、窑车回路系统：包括窑内轨道和窑外轨道以及驱动设备、窑车回路系统：包括窑内轨道和窑外轨道以及驱动设备1、窑主体、窑主体窑顶窑顶窑墙窑墙窑底：窑车衬砖窑底：窑车衬砖拱顶拱顶平顶平顶作用作用：将工作隧道与外界分隔开；：将工作隧道与外界分隔开； 支撑窑顶；保温支撑窑顶；保

13、温要求要求：耐高温、高温下具有一定机械强度、隔热保温：耐高温、高温下具有一定机械强度、隔热保温性好（蓄热量、散热量要少）性好（蓄热量、散热量要少）组成：组成：工作层工作层直接接触火焰（耐火砖）直接接触火焰（耐火砖） 保温层保温层用于窑直墙保温用于窑直墙保温(保温砖保温砖) 保护层：保护窑体、并起到密封作用保护层：保护窑体、并起到密封作用(建筑红砖建筑红砖)砌筑要求砌筑要求:每隔每隔4-10m距离，要预留一个热膨胀缝（距离，要预留一个热膨胀缝（20-40mm），），窑墙隧隧 道道 窑窑 横横 剖剖 面面窑顶作用作用：类似于窑墙：类似于窑墙要求要求：除窑墙的要求外，还有结构要好，不漏气、坚：除窑墙

14、的要求外，还有结构要好，不漏气、坚 固耐用；质量轻；尽量减轻窑内气流分层固耐用；质量轻；尽量减轻窑内气流分层结构结构：拱顶拱顶传统窑多采用，一般用楔形砖砌筑而传统窑多采用，一般用楔形砖砌筑而 成，拱顶的横推力通过拱角砖传递给立柱，立柱成，拱顶的横推力通过拱角砖传递给立柱，立柱 上端用拉杆拉紧。留有上端用拉杆拉紧。留有膨胀缝膨胀缝（纵向），砌筑时（纵向），砌筑时 有有锁砖锁砖。 拱顶的拱顶的砌筑结构砌筑结构：错砌（较常用）：错砌（较常用） 环砌环砌 拱顶的拱顶的砌筑方法砌筑方法：干砌、湿砌（较常用）：干砌、湿砌（较常用） 平顶平顶 要采用吊顶结构，现代隧道窑常采用。要采用吊顶结构，现代隧道窑常采

15、用。检修坑道作用作用：便于清扫隧道窑内落下的碎屑、砂粒：便于清扫隧道窑内落下的碎屑、砂粒冷却窑车和发生倒垛事故时，便于推出窑车冷却窑车和发生倒垛事故时，便于推出窑车进行事故处理。进行事故处理。2.窑内输送设备窑车和有关的窑具金属车架：金属车架：作用作用用以支托耐火衬体，用以支托耐火衬体， 类型类型：铸铁车架铸铁车架优点刚度好、热变形小、抗优点刚度好、热变形小、抗氧化性好、经久耐用，缺点对铸造工艺要求较高，氧化性好、经久耐用，缺点对铸造工艺要求较高，笨重、不适宜宽隧道窑。旧式窑笨重、不适宜宽隧道窑。旧式窑 轻型钢车架轻型钢车架车轮直径较小，使车架质量车轮直径较小，使车架质量减轻，高度降低，便于装

16、卸，且窑体高度降低，降减轻，高度降低，便于装卸，且窑体高度降低，降低了造价。低了造价。 半承重型和非承重型车架半承重型和非承重型车架车架上的耐火材料：车架上的耐火材料：又称窑车衬料，实际是窑底，又称窑车衬料，实际是窑底，处于非稳定的传热状态，因此要求较高。目前，特处于非稳定的传热状态，因此要求较高。目前，特点：点：轻质化轻质化（最大限度降低窑车的蓄热能力）（最大限度降低窑车的蓄热能力）窑车窑车密封系统密封系统砂封砂封：隔断窑车上下空间，使冷空气不漏入，隔断窑车上下空间，使冷空气不漏入， 热气体不漏出热气体不漏出曲折密封曲折密封：阻止窑内外高温废气窜入窑车下部，：阻止窑内外高温废气窜入窑车下部，

17、 对窑车对保护作用。对窑车对保护作用。n窑车两侧装有钢制群板，窑车在窑内移动时，群板插入两侧窑车两侧装有钢制群板，窑车在窑内移动时，群板插入两侧 砂封槽内构成砂封，预热带有加砂管，窑尾有漏砂槽）。砂封槽内构成砂封，预热带有加砂管，窑尾有漏砂槽）。n窑车与窑墙、窑车与窑车之间曲折密封窑车与窑墙、窑车与窑车之间曲折密封窑具窑具要有一定的高温承载力。窑具要有一定的高温承载力。类型类型：匣钵：匣钵传统传统 棚架结构棚架结构如棚板、支柱、垫砖等，是现如棚板、支柱、垫砖等，是现代的明焰裸烧方式的主要窑具代的明焰裸烧方式的主要窑具发展发展：轻型化轻型化（目的：降低窑具的蓄热量）（目的：降低窑具的蓄热量）窑内

18、报警装置装载物的倾斜报警装置装载物的倾斜报警装置光电检测装置光电检测装置排排烟烟通通风风系系统统主烟道：汇总各支烟道的烟气，并将其引入烟囱主烟道：汇总各支烟道的烟气，并将其引入烟囱烟囱：将来自主烟道的废气送入高层大气空，减少废气烟囱：将来自主烟道的废气送入高层大气空，减少废气 对工作环境的污染对工作环境的污染排烟口排烟口：主要在预热带，其目的是将隧道窑内的燃烧废：主要在预热带，其目的是将隧道窑内的燃烧废 气引向支烟道气引向支烟道支烟道：引导来自排烟口的排出废气进入主烟道支烟道：引导来自排烟口的排出废气进入主烟道3、排烟通风系统注：注：排烟口、支烟道、主烟道的布置应避免急剧转弯，保证尽量减小废排

19、烟口、支烟道、主烟道的布置应避免急剧转弯，保证尽量减小废气的流动阻力损失，使废气在烟道内顺利排出。气的流动阻力损失，使废气在烟道内顺利排出。排烟口的布置：窑墙上方或下方排烟口的布置：窑墙上方或下方 分散排烟分散排烟：约占预热带：约占预热带70% 的长度，目的的长度，目的便于控制窑内各点的烟气流量，来进行温便于控制窑内各点的烟气流量，来进行温度调节，以保证所需烧成温度制度，同时控制度调节，以保证所需烧成温度制度，同时控制气体的流向，减弱气体的分层。这种温度调节气体的流向，减弱气体的分层。这种温度调节方式称为方式称为“负调节方式负调节方式” 。 集中排烟集中排烟：排烟口集中布置在窑头，目的：排烟口

20、集中布置在窑头，目的是充分余热利用。温度调节采用许多小功率的是充分余热利用。温度调节采用许多小功率的高速调温烧嘴高速调温烧嘴来完成，称为来完成，称为“正调节方式正调节方式”。作用作用：保证燃料合理燃烧并将燃烧产物送入窑内后高效：保证燃料合理燃烧并将燃烧产物送入窑内后高效地传递给制品。地传递给制品。燃料燃料：现代窑多用液体或气体燃料：现代窑多用液体或气体燃料燃料燃烧方式燃料燃烧方式：在燃烧室内燃烧：在燃烧室内燃烧 直接喷入窑内燃烧（温度更均匀，热效直接喷入窑内燃烧（温度更均匀，热效 率更高，但料垛间要留有足够的燃烧空间）率更高，但料垛间要留有足够的燃烧空间） 燃烧室的布置燃烧室的布置：从：从90

21、0-950开始到最高温均布置燃烧室开始到最高温均布置燃烧室和烧嘴，且要和烧嘴，且要先稀后密，先稀后密，分布在两侧窑墙，布置在靠近分布在两侧窑墙，布置在靠近窑车的台面上。窑车的台面上。 4、隧道窑燃烧系统燃烧系统(分布在分布在烧成带）烧成带）燃烧室的布置方式燃烧室的布置方式： 集中布置集中布置：有：有1-2对燃烧室，易于操作和调节，但温度对燃烧室，易于操作和调节，但温度分布的均匀性、温度制度、气氛制度难以保证。用于分布的均匀性、温度制度、气氛制度难以保证。用于小断面、较短的窑。小断面、较短的窑。 分散布置分散布置：在烧成带自低温起，先稀后密地布置多对：在烧成带自低温起，先稀后密地布置多对烧嘴（烧

22、嘴（5-10对），调节灵活，能很好的满足温度分布对），调节灵活，能很好的满足温度分布的均匀性、温度制度、气氛制度的要求。用于大断面的均匀性、温度制度、气氛制度的要求。用于大断面、较长的窑。、较长的窑。 相对布置相对布置：砌筑简单，调节方便，但长度方向易出现：砌筑简单，调节方便，但长度方向易出现温度差，且火焰会相互干扰，不利生产的正常进行。温度差，且火焰会相互干扰，不利生产的正常进行。 相错布置相错布置：气体循环使温度均匀。常采用。：气体循环使温度均匀。常采用。 一排布置一排布置：在靠近窑车台面处，提高下部温度。：在靠近窑车台面处，提高下部温度。 两排布置：两排布置：上、下两层布置烧嘴，避免温度

23、差的出现上、下两层布置烧嘴，避免温度差的出现。若采用棚板装车，因气体上下流动困难，造成分层。若采用棚板装车，因气体上下流动困难，造成分层，应用二排布置。还有顶烧式隧道窑。，应用二排布置。还有顶烧式隧道窑。 燃烧室的类型：燃烧室的类型：烧重油的燃烧室一般将燃烧室建得要大一些，烧重油的燃烧室一般将燃烧室建得要大一些，以降低燃烧室的空间热力强度。以降低燃烧室的空间热力强度。烧气体燃料时，可以不设立燃烧室，直接在窑烧气体燃料时，可以不设立燃烧室，直接在窑墙上布置燃烧通道将全部燃料喷入。墙上布置燃烧通道将全部燃料喷入。 5、冷却系统（即为冷却带的通风装置）注意：鼓入冷却带的冷空气必须在烧成带之前抽出，使

24、鼓入和注意：鼓入冷却带的冷空气必须在烧成带之前抽出，使鼓入和抽出的风量达到平衡，不使冷空气流入烧成带，保证烧成带能抽出的风量达到平衡，不使冷空气流入烧成带，保证烧成带能烧到高温并维持还原气氛，保证烧成带烟气不倒流入冷却带使烧到高温并维持还原气氛，保证烧成带烟气不倒流入冷却带使产品熏烟。产品熏烟。冷冷却却系系统统急冷部分缓冷部分快冷部分急冷气幕（传统隧道窑）急冷喷嘴（现代隧道窑）间接冷却（传统隧道窑）间接与直接冷却相结合（现代隧道窑）在在400以下，靠近隧道窑出以下，靠近隧道窑出口端鼓入一定量的空气时烧口端鼓入一定量的空气时烧好的产品快速冷却，以缩短好的产品快速冷却，以缩短烧成周期。烧成周期。作

25、用作用:保留玻璃体保留玻璃体 防止防止Fe2+重新被重新被氧化氧化 阻隔烧成带和冷阻隔烧成带和冷却带却带作用作用：适应：适应石英石英石英的晶型转变石英的晶型转变5736、气幕、气幕概念：气幕是指在隧道窑横截面上，自窑顶及两侧窑墙上喷概念：气幕是指在隧道窑横截面上，自窑顶及两侧窑墙上喷射多股气流进入窑内，形成一片气体帘幕。射多股气流进入窑内，形成一片气体帘幕。气幕分类：（按照其在窑上作用和要求的不同分）气幕分类：（按照其在窑上作用和要求的不同分） 预热带（窑头）预热带（窑头）-封闭气幕，封闭气幕， 预热带预热带-循环气幕和搅动气幕循环气幕和搅动气幕 烧成带烧成带-气氛气幕（即氧化气幕），气氛气幕

26、（即氧化气幕）， 冷却带冷却带-急冷气幕（也是阻挡气幕）急冷气幕（也是阻挡气幕） 封闭气幕封闭气幕 （窑尾）（窑尾）封闭气幕封闭气幕：位于预热带窑头位于预热带窑头目的：窑头形成目的：窑头形成12Pa的微正压，的微正压， 避免了冷空气漏入窑内。避免了冷空气漏入窑内。将将气体以一定的速度自窑顶及气体以一定的速度自窑顶及两侧墙喷入，成为一道气帘，两侧墙喷入，成为一道气帘，n该热空气一般是抽车下该热空气一般是抽车下热风或冷却带热风。热风或冷却带热风。n气幕气体送入方式：气幕气体送入方式：1）与窑车运动方向相垂直）与窑车运动方向相垂直 2）与出车方向成）与出车方向成45n设为两道：设为两道：第一道：用冷

27、空气第一道：用冷空气第二道：用热空气第二道：用热空气 搅动气幕：搅动气幕：位于预热带，一般设置位于预热带，一般设置2-3道扰动气幕道扰动气幕工作过程：以一定量的热气体以较大的流速和一定工作过程：以一定量的热气体以较大的流速和一定的角度自窑顶一排小孔喷出，迫使窑内热气体向下的角度自窑顶一排小孔喷出，迫使窑内热气体向下运动，产生扰动，使窑内温度均匀。气流喷出角度运动，产生扰动，使窑内温度均匀。气流喷出角度垂直向下，或以一定角度逆烟气流动方向喷出。垂直向下，或以一定角度逆烟气流动方向喷出。n扰动气幕作用：为了克服预热带气体分层扰动气幕作用：为了克服预热带气体分层 现象而采取的措施现象而采取的措施n气

28、体分层原因：隧道窑预热带处于负压，易漏入冷风，冷风气体分层原因：隧道窑预热带处于负压，易漏入冷风，冷风密度大，沉在下部，迫使热气体向上，产密度大，沉在下部，迫使热气体向上，产 生气体分层现象。生气体分层现象。n气体分层结果：气体分层导致上下温差最大可达气体分层结果：气体分层导致上下温差最大可达300300400400。这样就必须延长预热时间，等待下部制品。这样就必须延长预热时间，等待下部制品 预热好，反应完预热好，反应完全，因此降低了窑的产量，增加了燃料消耗。全，因此降低了窑的产量，增加了燃料消耗。要求：要求：（1 1）作为搅动气幕的热气体温度应尽量与该断面处温度相近作为搅动气幕的热气体温度应

29、尽量与该断面处温度相近，否则易使窑内局部温度下降造成制品炸裂。，否则易使窑内局部温度下降造成制品炸裂。（2 2）作为搅动气幕的热气来源可以是烟道内的烟气，烧成带）作为搅动气幕的热气来源可以是烟道内的烟气，烧成带窑顶二层拱内的热空气或冷却带抽来的热空气。喷出速度应窑顶二层拱内的热空气或冷却带抽来的热空气。喷出速度应在在10m/s10m/s以上才起作用。国外隧道窑搅动气幕喷出速度大，以上才起作用。国外隧道窑搅动气幕喷出速度大，超过超过100m100ms s，使窑内气流达到激烈的搅动，上下温度均匀，使窑内气流达到激烈的搅动，上下温度均匀，达到快速烧成。，达到快速烧成。（3 3）气流喷出角度可以使）气

30、流喷出角度可以使9090垂直向下，也可以垂直向下，也可以120-180120-180角度喷入。角度喷入。现代隧道窑在预热带靠近烧成带的一端附近设置现代隧道窑在预热带靠近烧成带的一端附近设置高速调温烧高速调温烧嘴嘴来代替搅动气幕。其喷出速度大，烧嘴喷出的气体温度可来代替搅动气幕。其喷出速度大，烧嘴喷出的气体温度可以调节到该处所需的温度，达到快速烧成。以调节到该处所需的温度，达到快速烧成。循环气幕循环气幕（与搅动气幕作用与搅动气幕作用相同）相同）是利用轴流风机或喷射泵是利用轴流风机或喷射泵使窑内烟气循环流动，以使窑内烟气循环流动，以达到均匀窑温的目的。达到均匀窑温的目的。轴流风机装在窑顶洞穴中轴流

31、风机装在窑顶洞穴中，叶片不超出拱顶面，机，叶片不超出拱顶面，机轴后面有夹道通向侧墙车轴后面有夹道通向侧墙车台面处的吸气口，将同一台面处的吸气口，将同一截面上的烟气抽吸并自窑截面上的烟气抽吸并自窑顶吹向下部。顶吹向下部。 采用喷射泵时，用压缩采用喷射泵时，用压缩空气自喷口高压喷出，空气自喷口高压喷出，在该处造成负压，将同在该处造成负压，将同一截面上的烟气抽出后一截面上的烟气抽出后又送入，形成烟气循环又送入，形成烟气循环，减少上下温差。，减少上下温差。注：在烧成带因火焰的扰动作用注：在烧成带因火焰的扰动作用，使断面温度分布较为均匀，无，使断面温度分布较为均匀，无明显的分层现象，因此不需搅动明显的分

32、层现象，因此不需搅动气幕和循环气幕。气幕和循环气幕。气氛气幕气氛气幕（结构同封闭气幕）结构同封闭气幕）位置：位于气氛改变的地方。位置：位于气氛改变的地方。 隧道窑在隧道窑在95095010501050处设气氛幕处设气氛幕氧化气幕，即在该氧化气幕，即在该处由窑顶及两侧窑墙喷入热空气，使之与烧成带来的含一处由窑顶及两侧窑墙喷入热空气，使之与烧成带来的含一氧化碳的烟气相遇而燃烧成为氧化气氛。氧化碳的烟气相遇而燃烧成为氧化气氛。说明：说明：(1)(1)气幕的气体量要足够，空气过剩系数在气幕的气体量要足够，空气过剩系数在1.51.52.02.0之间，之间， 空气不能过多，以免该处温度过低，氧化反应不完全

33、，引空气不能过多，以免该处温度过低，氧化反应不完全，引起坯泡。起坯泡。(2)(2)作为氧化气氛幕的空气温度也不能过低，一般是从冷却作为氧化气氛幕的空气温度也不能过低，一般是从冷却带内，或窑顶二层拱中、间接冷却壁中抽出的热空气，再带内，或窑顶二层拱中、间接冷却壁中抽出的热空气，再经烧成带二层拱进一步加热提高温度。经烧成带二层拱进一步加热提高温度。(3)(3)要求整个断面气氛均匀，较好地起分隔气氛的作用，窑要求整个断面气氛均匀，较好地起分隔气氛的作用，窑顶和两侧窑墙都设有喷气孔，上部密些，下部稀些，均以顶和两侧窑墙都设有喷气孔，上部密些，下部稀些，均以9090角喷出。角喷出。急冷气幕（阻挡气幕）急

34、冷气幕（阻挡气幕） 位置位置：急冷气幕设于冷却带始端：急冷气幕设于冷却带始端 作用作用：1)1)坯体在坯体在700700以前应急冷，缩短烧成时间。提高制品质量以前应急冷，缩短烧成时间。提高制品质量。2)2)阻挡气幕，防止烧成带烟气倒流至冷却带，避免产品熏阻挡气幕，防止烧成带烟气倒流至冷却带，避免产品熏烟。烟。 结构结构：同封闭气幕：同封闭气幕 说明说明： （1 1）急冷气幕的喷入应对准料垛间隙，入窑后能迅速急冷气幕的喷入应对准料垛间隙，入窑后能迅速循环，起到均匀急冷作用。循环，起到均匀急冷作用。 （2 2）喷入的冷空气应在不远的热风抽出口抽出，必须）喷入的冷空气应在不远的热风抽出口抽出，必须调

35、节好急冷气幕和热空气抽出量，保持平衡，否则会影调节好急冷气幕和热空气抽出量，保持平衡，否则会影响窑的正常操作，并降产品质量。响窑的正常操作，并降产品质量。主要特点：主要特点：一是调温方便一是调温方便二是高温烟气高速喷出，喷出的速度通常在二是高温烟气高速喷出，喷出的速度通常在70m/s以上，有的以上，有的高达高达200300m/s（传统的烧嘴为（传统的烧嘴为3040m/s）。）。属无焰烧嘴，它是指燃气属无焰烧嘴，它是指燃气和空气在烧嘴内和空气在烧嘴内“完全完全”进行燃烧，再与二次空气进行燃烧，再与二次空气（调温空气（调温空气)混合来调节所混合来调节所喷出的气体温度，喷出的气体温度，高速调温烧嘴高

36、速调温烧嘴分类分类预混式高速调温烧嘴：指燃气与一次空气先在预混预混式高速调温烧嘴：指燃气与一次空气先在预混室内混合后再进入烧嘴燃烧，室内混合后再进入烧嘴燃烧，预混方式用引射介质利用喷射器的原理来吸入空气预混方式用引射介质利用喷射器的原理来吸入空气 非预混式高速调温烧嘴：将燃气与空气分别送入烧嘴非预混式高速调温烧嘴：将燃气与空气分别送入烧嘴 内，而后混合燃烧内，而后混合燃烧.现代高速调温烧嘴的优点现代高速调温烧嘴的优点（与传统的气体燃料烧嘴相比）与传统的气体燃料烧嘴相比）： (1)燃烧室的容积热力强度非常高燃烧室的容积热力强度非常高，最高可以达最高可以达2.1X102.1X108 8W/mW/m

37、3 3，因此高速调，因此高速调温烧嘴的温烧嘴的燃烧室体积小燃烧室体积小，其，其散热量也较小散热量也较小，因而其燃烧热效率较高，而且，因而其燃烧热效率较高，而且还有利于简化窑体的结构，这对于发展高温窑炉和节约燃料都是十分有利还有利于简化窑体的结构，这对于发展高温窑炉和节约燃料都是十分有利的；的； (2)高速烟气能够带动窑内气体在整个窑内作循环流动高速烟气能够带动窑内气体在整个窑内作循环流动，从而起到强烈的从而起到强烈的搅拌作用，这就使得窑内的温度和气氛都非常均匀，这样可以对制品进行搅拌作用，这就使得窑内的温度和气氛都非常均匀，这样可以对制品进行均匀、快速的加热来提高产品的质量和产量以及节约燃料；

38、均匀、快速的加热来提高产品的质量和产量以及节约燃料；(3)能够燃烧低热值的燃气能够燃烧低热值的燃气现代高速调温烧嘴的优点现代高速调温烧嘴的优点（与传统的气体燃料烧嘴相比）与传统的气体燃料烧嘴相比）：(4)烟气中生成的烟气中生成的NOx含量较低含量较低。由于在高速烧嘴内燃料燃烧过程中氧气的由于在高速烧嘴内燃料燃烧过程中氧气的浓度可以控制到最小需要量，且在高温区的停留时间较短。高速的高温烟浓度可以控制到最小需要量，且在高温区的停留时间较短。高速的高温烟气喷入窑内大量卷吸温度较低的窑气以后其温度又迅速下降，而且由于窑气喷入窑内大量卷吸温度较低的窑气以后其温度又迅速下降，而且由于窑内烟气与制品的之间的

39、热交换加强，又使得内烟气与制品的之间的热交换加强，又使得烟气的温度进一步下降，烟气的温度进一步下降，这些过程对于这些过程对于NOxNOx的生成都有抑制作用；的生成都有抑制作用； (5)节省燃料节省燃料。高速烧嘴的燃烧热效率高，燃烧室的体积小、高速烧嘴的燃烧热效率高，燃烧室的体积小、散热量小，且窑内温度均匀，这样有利于消除窑内的过热部位散热量小，且窑内温度均匀，这样有利于消除窑内的过热部位，减小窑体的蓄热损失和散热损失。同时在窑内，温度均匀气，减小窑体的蓄热损失和散热损失。同时在窑内，温度均匀气流的强烈循环与搅拌作用又强化了烟气对制品的传热，这样既流的强烈循环与搅拌作用又强化了烟气对制品的传热，

40、这样既可以实现安全快速的加热，又可以降低烟气排出的温度，因此可以实现安全快速的加热，又可以降低烟气排出的温度，因此使窑炉的燃料消耗量明显下降使窑炉的燃料消耗量明显下降。 脉冲脉冲(高速调温高速调温)烧嘴简介烧嘴简介工作原理：燃料与助燃空气的混合气脉冲地喷入燃烧室内，工作原理：燃料与助燃空气的混合气脉冲地喷入燃烧室内，在一个适当的高温气氛中爆炸燃烧，从而形成脉冲的高速高在一个适当的高温气氛中爆炸燃烧，从而形成脉冲的高速高温气流温气流a 点火点火 b爆炸燃烧爆炸燃烧 c脉冲地喷入燃料脉冲地喷入燃料各种窑炉及制品5、隧道窑用耐火材料简介 隧道窑对耐火材料的选用原则：(1)根据耐火材料的常温性能和高温

41、性能来选用耐火材料 (2)选用耐火材料要考虑到其隔热保温性能 (3)选用耐火材料要考虑到成本隧道窑用耐火材料隧道窑用耐火材料u 窑墙：窑墙：所用耐火材料及其结构以传统型、组合型和全陶瓷纤维型传统型的特点:1)是依靠加厚窑墙的厚度来达到保温隔热之目的2)适于现场砌筑的筑炉方式3)具有坚固耐用。其耐火砖为:重质耐火材料，一般为粘土砖、高铝砖和刚玉砖等耐火砖；保温砖为:硅藻土砖、轻质粘土砖等传统型组合型特点组合型特点：1）适合于装配式砌筑的隧道。2）窑墙的厚度薄、自重轻、保温效果较好(即散热量和蓄热量 较小)，热效率高。其耐火材料为其耐火材料为：轻质耐火砖、耐火浇注料预制板等耐火材料，保温材料保温材

42、料有：硅酸钙保温板、岩棉(矿渣棉)，膨胀珍珠岩，膨胀蛭石等隔热保温材料组合型全陶瓷纤维型特点全陶瓷纤维型特点（现代陶瓷隧道窑的一个发展方向）。现代陶瓷隧道窑的一个发展方向）。1）窑墙厚度薄、自重轻、隔热保温效果好、蓄热量少、耐火度高。2）安装方便，安装时只需要用耐火螺栓将耐火纤维砌块直接联接在钢板。主要缺点：主要缺点：1）耐火纤维的粉尘或熔渣掉到陶瓷制品上会污染陶瓷制品，影响到陶瓷产品的外观质量。可在耐火纤维的热表面漆刷一层耐火涂料解决这一问题。2）价格高全陶瓷纤维型全陶瓷纤维型u窑顶窑顶拱顶：现场砌筑而成施工周期较长吊顶：轻质砖型、组合式、全耐火纤维型u窑具：窑具： 传统传统明焰隧道窑的窑具

43、主要是匣钵，并辅以少量的垫砖。传统明焰隧道窑的窑具主要是匣钵，并辅以少量的垫砖。传统窑具常用粘土质耐火材料窑具常用粘土质耐火材料 现代现代隧道窑所用的窑具有方柱、横梁、棚板、垫板、高质量和隧道窑所用的窑具有方柱、横梁、棚板、垫板、高质量和高档次的匣钵等。其窑具常常是合成堇青石一莫来石质耐火材料高档次的匣钵等。其窑具常常是合成堇青石一莫来石质耐火材料以及重结晶碳化硅质耐火材料等。以及重结晶碳化硅质耐火材料等。u窑车：传统型、窑车：传统型、半承重型半承重型和和非承重型非承重型P2673.2 辊道窑辊道窑（用于墙面砖、釉的面砖等建筑陶瓷制品以及一些日用陶瓷制品的生产）（用于墙面砖、釉的面砖等建筑陶瓷

44、制品以及一些日用陶瓷制品的生产）分类分类烧轻质柴油的辊道窑烧轻质柴油的辊道窑烧燃气的辊道窑烧燃气的辊道窑电热辊道窑电热辊道窑按使用能源分按使用能源分按通道单数分按通道单数分单层辊道窑单层辊道窑双层辊道窑双层辊道窑多层辊道窑多层辊道窑辊道窑主要优点有：辊道窑主要优点有：、温差小：、温差小：l由于断面呈扁平形，制品一般为单层烧成，故基本上不存由于断面呈扁平形，制品一般为单层烧成，故基本上不存在上下温差。在上下温差。l辊子的上下能同时加热，制品裸烧不装匣钵。传热速率加辊子的上下能同时加热，制品裸烧不装匣钵。传热速率加快，窑内断面温度均匀，故大大缩短了烧成时间。快，窑内断面温度均匀，故大大缩短了烧成时

45、间。l由于没有窑车，没有车下漏风，所以也保证了窑内上下温由于没有窑车，没有车下漏风，所以也保证了窑内上下温度的均匀；度的均匀；、节能：、节能： 由于辊道窑广泛采用新型轻质耐火材料，取消了窑车和由于辊道窑广泛采用新型轻质耐火材料，取消了窑车和匣钵，辊道窑属中空窑，窑内阻力小，压降小，故窑内的正匣钵，辊道窑属中空窑，窑内阻力小，压降小，故窑内的正负压都不大，加上无曲封、车封、砂封等空隙，窑体密封性负压都不大，加上无曲封、车封、砂封等空隙，窑体密封性好，大大提高了热利用率；好，大大提高了热利用率；辊道窑辊道窑最突出的特点最突出的特点（与隧道窑相比较）与隧道窑相比较） 采用有许多平行排列的，转动着的棍

46、子来代替窑车作为采用有许多平行排列的，转动着的棍子来代替窑车作为运载工具。坯件可直接放在辊道上，也可放在垫板上。运载工具。坯件可直接放在辊道上，也可放在垫板上。、机械化、自动化程度高：不仅降低了工人的劳动强度，而、机械化、自动化程度高：不仅降低了工人的劳动强度，而且保证了产品质量的稳定，辊道窑能与前后工序连成完整的生且保证了产品质量的稳定，辊道窑能与前后工序连成完整的生产线，大大提高效率；产线，大大提高效率；、经济效益高：辊道窑占地面积小，结构简单，建造快（一、经济效益高：辊道窑占地面积小，结构简单，建造快（一般不超过三个月），因而见效快，经济效益十分明显。般不超过三个月），因而见效快，经济效

47、益十分明显。5、使用的燃料为清洁燃料环境污染程度降低。、使用的燃料为清洁燃料环境污染程度降低。工作流程：工作流程：）窑体：窑墙、窑顶、）窑体：窑墙、窑顶、窑底窑底2）燃烧装置：主要由烧嘴、燃料供应设备及管线组成；）燃烧装置：主要由烧嘴、燃料供应设备及管线组成； 现代辊道窑广泛使用是烧气体燃料（天然气、发生炉煤气等）的现代辊道窑广泛使用是烧气体燃料（天然气、发生炉煤气等）的明焰裸烧式和烧轻质柴油的明焰裸烧式。烧嘴在窑墙两侧，垂直、水平明焰裸烧式和烧轻质柴油的明焰裸烧式。烧嘴在窑墙两侧，垂直、水平交错排列。交错排列。3）排烟装置：包括排烟风机、烟囱及排烟管道等；）排烟装置：包括排烟风机、烟囱及排烟

48、管道等；p现代化明焰裸烧式辊道窑的排烟系统则多采用集中排烟现代化明焰裸烧式辊道窑的排烟系统则多采用集中排烟的排烟系统。集中排的排烟系统。集中排 烟的辊道窑排烟系统通常是在离窑头不远处的窑顶及窑底烟的辊道窑排烟系统通常是在离窑头不远处的窑顶及窑底设置设置23排的排烟排的排烟 口，排烟口可为矩形，也可为圆形。口，排烟口可为矩形，也可为圆形。p具体的排烟过程为：废气自烧成带流向预热带，从窑头具体的排烟过程为：废气自烧成带流向预热带，从窑头的排烟口抽出，再经的排烟口抽出，再经 排烟总管、排烟风机、大烟囱排向大气。排烟总管、排烟风机、大烟囱排向大气。p由于辊道窑不设置窑门，一部分排出的废气可以进行循由于

49、辊道窑不设置窑门，一部分排出的废气可以进行循环来作为封闭气幕用环来作为封闭气幕用辊道窑的结构辊道窑的结构（单层结构的辊道窑） 4）冷却系统：包括助燃风机、急冷、缓冷风机、窑尾冷却）冷却系统：包括助燃风机、急冷、缓冷风机、窑尾冷却风机及相应的管道系统；风机及相应的管道系统；5）传动系统：包括辊子及驱动装置、窑炉的进、出窑机构）传动系统：包括辊子及驱动装置、窑炉的进、出窑机构及必要的储坯系统；及必要的储坯系统；6）自控装置：包括窑炉的温度、压力检测装置、自动控制）自控装置：包括窑炉的温度、压力检测装置、自动控制及调节装置。及调节装置。辊道窑的操作控制：辊道窑的操作控制：辊道窑用耐火材料：辊道窑用耐

50、火材料：分为窑体材料和辊子材料，所选用分为窑体材料和辊子材料，所选用耐火材料以轻质耐火砖和耐火材料为主。耐火材料以轻质耐火砖和耐火材料为主。 分类根据分类根据 窑的名称窑的名称 窑的特点窑的特点 备备 注注 按隧道窑所按隧道窑所用热源用热源 (1)火焰隧道窑火焰隧道窑 (2)电热隧道窑电热隧道窑以煤、煤气、天然气或重油等燃料为燃料。以煤、煤气、天然气或重油等燃料为燃料。利用电热元件进行加热。利用电热元件进行加热。按火焰是否按火焰是否进入隧道窑进入隧道窑 (1)明焰式隧道窑明焰式隧道窑 (2)隔焰式隧道窑隔焰式隧道窑 (3)半隔焰式隧道窑半隔焰式隧道窑 火焰直接进入隧道。火焰直接进入隧道。在火焰

51、与制品之间有隔焰板，火焰加热隔焰在火焰与制品之间有隔焰板，火焰加热隔焰板，隔焰板再将热能以热辐射的方式传给制板，隔焰板再将热能以热辐射的方式传给制品。品。隔焰板上有孔口，让部分燃烧物与制品相接隔焰板上有孔口，让部分燃烧物与制品相接触，或者只有隧道窑的烧成带隔焰，其预热触，或者只有隧道窑的烧成带隔焰，其预热带明焰。带明焰。 电热隧道窑也有隔电热隧道窑也有隔焰式焰式(或称为马弗或称为马弗式式)，用隔焰板将电，用隔焰板将电热元件与制品隔开。热元件与制品隔开。按隧道窑内按隧道窑内运输设备来运输设备来分分 (1)窑车式隧道窑窑车式隧道窑 (2)非窑车式隧道窑非窑车式隧道窑 推板式隧道窑推板式隧道窑 辊底式隧道窑辊底式隧道窑 输送带式隧道窑输送带式隧道窑 步进粱隧道窑步进粱隧道窑 气垫式隧道窑气垫式隧道窑 窑车式隧道窑，简窑车式隧道窑，简称为隧道窑，而辊称为隧道窑，而辊底式隧道窑即辊道底式隧道窑即辊道窑，窑， 按隧道窑的按隧道窑的使用使用 用途用途 (1)烧制日用陶瓷的隧道窑烧制日用陶瓷的隧道窑 (2)烧制建筑陶瓷的隧道窑烧制建