升降窑

科技工作者之家 2020-11-17

升降窑,是一种与梭式窑具有相同功能的的高效节能型间歇式窑或半连续式窑。与梭式窑的主要区别在于开、闭窑的方式以及装、卸窑的方式有所不同。升降窑开、闭窑时,窑体可以上、下移动1。

结构性能升降式窑的构造与罩式窑基本相同,只是窑罩固定在高于地面的钢架上,而窑车由升降机举与窑罩对接。升降式与罩式窑的区别在于:罩式窑升降窑罩,而升降式窑则升降窑车。它们的共同优点是取消了窑门,改善了窑车的密封,使窑体有很好的气密性,使窑温和气氛均匀性得以改善。2

窑车比窑罩的结构简单坚固,因此对窑车的升降技术和升降设备的要求比较低。固定的窑罩不易损坏,使用寿命长。但是,升降式窑窑车上码垛的稳定性要好,窑车升降的平衡性也要好。升降式窑的窑军固定,故将排烟口设置在顶部或侧墙较为合宜,从而热回收设备也就装在窑顶上。因为小型容的密罩及其上的设备的重量比窑车及其装载的重量要大得多,所以小型窑采用升降式窑比较经济。升降式窑的有效容积从0.5到20m³。但1~2m³以下的较多。升降式窑用于烧制精细陶瓷、特种陶瓷等,烧成温度可达1800摄氏度,助燃空气预热温度可达600摄氏度,可实现快烧(总烧成时间3~6h或更短)。

相关炉窑梭式窑梭式窑是一种车底式窑,其结构如图所示。梭式窑可以在窑车长度的两个方向设有窑门,也可以设一个窑门,窑车进出都通过此窑门,所以又称为抽屉窑。由于梭式窑在窑外装卸制品,因此,大大减轻了劳动强度,改善了劳动条件,也加快了窑的周转率。

梭式窑的容积视烧成产品产量、烧成制度和燃烧装置的特性来决定。耐火材料工业用梭式窑目前为1~30m³左右,日用陶瓷梭式窑容积在0.5~15m³左右,由于等温高速烧嘴的出现,大截面梭式窑相继出现,如电瓷行业梭式窑容积可达64~80m。

梭式窑窑内烟气的排出有几种不同形式,最简单的为在窑车台面上、窑的端墙或侧墙上设排烟孔,这种排烟方式使窑内温度、压力都不够均匀,另一种是在窑车上设吸火孔,窑车面以下设水平支烟道,烟气由支烟道进入车面以下窑墙上设置的排烟孔,或是在窑车上设有吸火孔、支烟道,再进入窑车上的竖直烟道而进入车下的总烟道。梭式窑在结构的处理上要做到密封性能好,特别是窑车车下的密封及窑门处的密封更要处理好,以避免因漏气而影响窑内热工制度。

梭式窑烧成周期短,因此要求窑门开闭简单、迅速,关闭后气密性要好。窑门有多种形式,可以将窑门直接砌筑在装载制品的窑车上,也可以砌筑单独的窑门车,如图所示。当采用全轻质材料内衬时,还可采用倾斜升降式窑门,即在窑门升起或降落前,必须使窑门倾斜一定的角度,以使窑车、窑门的曲缝结构彼此脱开,脱开后的窑门在两侧油缸压力的作用下自动升降。3

罩式窑由于梭式窑窑门及窑车四周不可避免地会漏入冷空气,加之窑门保温较差,就会造成器室靠近窑门处温度偏低,并使料垛下部温度偏低。对于温度和气氛均匀性要求较严的陶瓷烧成,梭式窑就显得不太理想。罩式窑在这方而有较大的优越性。

罩式窑一般为矩形窑室,也有圆形的。罩式窑的墙和窑顶构成可上下升降的罩子,扣在窑底上。窑底固定不动。窑底由耐火砖砌成,有排烟口。窑底也可以是可移动的窑车。罩式也称为钟罩窑或高帽窑,用窑车的也称为车罩窑。罩式窑的窑罩为刚性好的钢框架结构,覆以薄钢板,内村以轻质耐火砖或耐纤制品。烧嘴、风机及部分管道都安装在窑罩上。因此应尽可能减轻窑罩的总重量。窑罩的升降一般是用液压缸来实现。

罩式窑的窑底四周有沙封槽,窑罩下沿有沙封刀(类似隧道窑窑车裙板)。当窑罩扣在窑底上时,沙封刀插入沙封槽中,构成密封。也有用密封垫构成密封。车罩窑可用两辆窑车,一辆则用于装卸。罩式窑下的烟道内也可设置热回收设备预热助燃空气。罩式窑没有窑门,窑罩与窑底密封严密。因此罩式窑窑室内温度和气氛的均匀性都优于梭式窑,窑的金属部件也不会因高温烟气外泄而烧损。由于考虑到升举设备的升举力有限。罩式窑窑罩的重量不能太大,故罩式窑的容积受到限制。罩式窑的有效容积通常为1~20m³。罩式窑的设备投资比较高。

罩式窑的主要用于烧制电子陶瓷、特种瓷等精细瓷,也用来烧制高级耐火制品。例如,烧制氧化物陶资1.5~3.0m³最高窑温可达1750℃~1800℃的罩式窑;烧制陶瓷基片3.0m³的窑温可达1800℃的罩式窑;烧制高级耐火制品的1.5~3.0m³窑温达1800℃的罩式窑;烧制陶瓷辊子5.0~8.6m³窑温最高1800℃的罩式窑等。2

几种典型现代梭式窑(1)美国 Bickley公司烧电瓷的一种梭式窑

该窑型使用15个 Bickley Iso-Jet高速调温烧嘴,烧嘴分布在两侧的窑墙上(一侧8个,另一侧7个),分上、中、下三排交错设置。窑内空间划分为9个区,各区有单独的自动温控回路系统。排烟口在车台面中部,其下面联通地下烟道。用管式换热器来预热助燃空气,预热温度最高可达640℃。据称,某64m³的该窑型,用发生炉冷煤气作燃料,窑内可容2辆窑车,使用液压倾降式窑门,烧成合格率可达96.65%,烧成周期为92h,最高使用温度为1270℃。

(2)意大利 Sacmi公司的一种烧卫生陶壳的梭式窑

该窑型内村全部为耐火纤维,使用不同数目的模块可装配成不同长度的窑体。窑体前、后设两个倾升降式门,这样可以省去托车。窑内可有1~3排并列的窑车,窑车之间用矮墙隔开,矮墙上有向上喷射的高调调温烧嘴,以天然气或液化石油气为燃料,废气从窑顶排出。该窑型的烧成周期为12~15h。

(3)意大利Colt公司的一种烧卫生陶壳洁具的梭式窑

该窑型最高使用温度为1300℃,烧成周期为12h。

(4)北京工业大学研制开发的一种梭式窑

该窑型使用喷速均为100m/s的高速调温烧嘴,调温范围为250~1500℃。10支烧嘴呈立体交错的方式布置在两侧窑墙上,于是,烟气在窑内就呈立体交错的方式高速喷向坯件。废气分散地进入10个较小的分散型高效喷流辐射对流换热器,预热后的空气再一对一地为烧嘴助燃1。

本词条内容贡献者为:

程鹏 - 副教授 - 西南大学

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