陶瓷窑炉烧成技术是什么?
陶瓷窑炉烧成技术是我国的传统文化重要的组成部分。
陶瓷烧成窑分类如下:
(一)隧道窑
隧道窑因其产量高,燃耗低,劳动条件好,易机械化、自动化,是目前陶瓷及耐火材料工业应用较多的现代化窑炉。
隧道窑的窑顶用耐火砖砌筑,或用耐火浇注料预制块砌筑。窑底则由多台窑车组成。窑车沿固定的导轨移动。料坯放在窑车上由窑头推入窑内,经过预热、烧成和冷却,最后从窑尾出窑而获得成品。
(二)倒焰窑
倒焰窑是陶瓷工业目前常用的一种火焰窑炉,亦是烧制耐火制品的热工设备。因为火焰在窑内是自窑顶倒向窑底的,所以叫倒焰窑。
倒焰窑为间歇操作。其容积随生产的需要和工艺条件而变化,容量小的只有几立方米,大的可达200?300立方米。其外形可以分为圆窑和方窑两种。圆窑窑内上下温差较小,约20℃左右,上下温度分布比较均匀,目前使用较多。窑的烧成制度、亦随烧成制品的材质而变动。
(三)梭式窑
梭式窑是一种窑车式的倒焰窑,其结构与传统的矩形倒焰窑基本相似。
梭式窑烧嘴安设在两侧窑墙上,窑底用耐火材料砌筑在窑车钢架结构上,即窑底吸火孔、支烟道设于窑车上,并使窑墙下部的烟道和窑车上的支烟道相连接;窑车在窑室底部轨道移动,窑车数视窑的容积而定;窑车之间及窑车与窑墙之间设有曲封和砂封。
烧结陶瓷的窑炉炉型有多种,常见的分类如下:
按其外形和操作分,有间歇式和连续式。间歇式窑如倒焰窑,连续式窑如隧道窑。
按热源分,有使用燃料的火焰窑(烧煤、煤气或重油等)及电热窑炉。
按火焰是否接触产品分,有明焰窑及隔焰窑(马弗窑)。
每种陶瓷窑炉炉型所有的耐火材料不尽相同,以下给出常见的三种:
隧道窑。隧道窑的窑顶用耐火砖砌筑,或用耐火浇注料预制块砌筑。窑底则由多台窑车组成。窑车沿固定的导轨移动。
倒焰窑。倒焰窑是陶瓷工业目前常用的一种火焰窑炉,亦是烧制耐火制品的热工设备。倒焰窑的砌体遭受高温和燃烧气流的冲刷作用,以及温度变化的影响,所以,窑衬材料应具有较髙的高温力学性质、良好的抗热震性,如高铝砖等。
梭式窑。梭式窑是一种窑车式的倒焰窑,其结构与传统的矩形倒焰窑基本相似。窑体具有耐高温、隔热和一定的机械强度,宜选用热导率低、热容量小和抗热震的耐火材料(如高效能陶瓷纤维等)来砌筑窑炉。
1.重点工业
1)电力工业
采用先进的输、变、配电技术和设备,逐步淘汰能耗高的老旧设备,降低输、变、配电损耗;采用天然气发电机组替代燃油小机组,优化电源布局,适当发展以天然气、煤层气和其他工业废气为燃料的小型分散电源,加强电力安全;减少电厂自用电。
2)钢铁工业
加快淘汰落后工艺和设备,提高新建、改扩建工程的能耗标准。实现技术装备大型化,生产流程连续化、紧凑化、高效化,最大限度地综合利用各种能源和资源。
3)有色金属工业
主要包括铝生产行业节能技术改造、铝冶炼行业节能技术改造、铜冶炼行业节能技术改造和其他有色金属冶炼行业节能技术改造。
4)石油石化工业
油气开采应用采油系统优化配置技术、稠油热采配套节能技术、注水系统优化运行技术、油气密闭集输综合节能技术、放空天然气回收利用技术。石油炼制提高装置开工负荷和换热效率,优化操作,降低加工损失。乙烯生产优化原料结构,采用先进技术改造乙烯裂解炉,优化急冷系统操作,加强装置管理,降低非生产过程能耗。以洁净煤、天然气和高硫石油焦替代燃料油(轻油),推广应用循环流化床锅炉技术和石油焦气化燃烧技术,采用能量系统优化、重油乳化、高效燃烧器及吸收式热泵技术回收余热和地热。
5)化学工业
大型合成氨装置采用先进节能工艺、新型催化剂和高效节能设备,提高转化效率,加强余热回收利用;以天然气为原料的合成氨推广一段炉烟气余热回收技术,并改造蒸汽系统;以石油为原料的合成氨,加快以洁净煤或天然气替代原料油改造;中小型合成氨采用节能设备和变压吸附回收技术,降低能源消耗。煤造气采用水煤浆或先进粉煤气化技术替代传统的固定床造气技术。烧碱生产逐步淘汰石墨阳极隔膜法烧碱,提高离子膜法烧碱比重。纯碱生产淘汰高耗能设备,采用设备大型化、自动化等措施。
6)建材工业
水泥行业发展新型干法窑外分解技术,提高新型干法水泥熟料比重,积极推广节能粉磨设备和水泥窑余热发电技术,对现有大中型回转窑、磨机、烘干机进行节能改造,逐步淘汰机立窑、湿法窑、干法中空窑及其他落后的水泥生产工艺。玻璃行业发展先进的浮法工艺,淘汰落后的垂直引上和平拉工艺,推广炉窑全保温技术、富氧和全氧燃烧技术等。建筑陶瓷行业淘汰倒焰窑、推板窑、多孔窑等落后窑型,推广辊道窑技术,改善燃烧系统;卫生陶瓷生产改变燃料结构,采用洁净气体燃料无匣钵烧成工艺。积极推广应用新型墙体材料以及优质环保节能的绝热隔音材料、防水材料和密封材料,提高高性能混凝土的应用比重。
7)煤炭工业
逐步淘汰技术落后、效率低、浪费资源严重和污染环境的小煤矿,建设大型现代化煤矿,实现高效高产。采用新型高效通风机、节能排水泵,对设备及系统进行节能改造,完善煤炭综合加工体系,提高煤炭利用效率。
8)机械工业
淘汰落后的高能耗机电产品,发展变频电动机、稀土永磁电动机等高效节能机电产品,促进风机、水泵等通用机电产品提高用能效率,提高节能型机电产品设计制造水平和加工能力。
2.交通运输
1)公路运输
加速淘汰高耗能的老旧汽车;加快发展柴油车、大吨位车和专业车;推广厢式货车,发展集装箱等专业运输车辆;改善道路质量;加快运输企业集约化进程,优化运输组织结构;减少单车单放空驶现象,提高运输效率等。
2)新增机动车
未来用油增长最快的是机动车。根据美国、日本、欧洲等国家的经验,机动车节油最经济有效的措施就是制定和实施机动车燃油经济性标准并实施车辆燃油税等相关制度,促进汽车制造企业改进技术,降低油耗,提高燃油经济性,引导消费者购买低油耗汽车。
3)城市交通
合理规划交通运输发展模式,加快发展轨道交通等公共交通,提高综合交通运输系统效率。在大城市建立以道路交通为主,轨道交通为辅,私人机动交通为补充,合理发展自行车交通的城市交通模式;中小城市主要以道路公共交通和私人交通为主要发展方向。
4)铁路运输
加快发展电气化铁路,实现铁路运输以电代油;开发“交—直—交”高效电力机车,推广电气化铁路牵引功率因数补偿技术和采取其他节电措施,提高用电效率。内燃机车采用高效柴油添加剂和各种节油技术和装置;严格机车用油,收、发计算机集中管理;发展机车向客车供电技术,推广使用客车电源,逐步减少和取消柴油发电车,加强运输组织管理,优化机车操纵,降低铁路运输燃油消耗。
5)航空运输
采用节油机型,加强管理,提高载运率、客座率和运输周转能力,提高燃油效率,降低油耗。
6)水上运输
通过制定船舶技术标准,加速淘汰老旧船舶;采用新船型和先进动力系统;发展大宗散货专业化运输和多式联运等现代运输组织方式;优化船舶运力结构,提高船舶平均载重吨位等。
3.建筑、商业、民用及农用
1)建筑物
“十一五”期间,新建建筑物严格实施节能50%的设计标准,其中北京、天津等少数大城市率先实施节能65%的标准。供热体制改革全面展开,居住区及公共建筑集中采暖按热表计量收费方式在各大中城市普遍推行,在小城市试点。结合城市改建,开展既有居住区和公共建筑节能改造,大城市完成改造面积25%,中等城市达到15%,小城市达到10%。鼓励采用蓄冷、蓄热空调及冷热电联供技术,中央空调系统采用风机水泵变频调速技术,采用节能门窗、新型墙体材料等。加快太阳能、地热等可再生能源在建筑物中的利用。
2)家用及办公电器
推广高效节能电冰箱、空调、电视机、洗衣机、电脑等家用及办公电器,降低待机能耗,实施能效标准和标识,规范节能产品市场。
3)照明器具
推广稀土节能灯等高效荧光灯类产品、高强度气体放电灯及电子镇流器,减少普通白炽灯使用比例,逐步淘汰高压汞灯,实施照明产品能效标准,提高高效节能荧光灯使用比例。
4)农业、渔业机械
淘汰落后农业机械;采用先进柴油机节油技术,降低柴油机燃油消耗;推广少耕免耕法、联合作业等先进的机械化农艺技术;在同等作业场地更多地使用电动机;开发水能、风能、太阳能等可再生能源在农业机械上的应用。通过淘汰落后渔船,提高渔业机械的利用效率,降低渔业油耗。
这里秦王所击的缶,就是窑字里面的缶,它是古代的一种陶器,用来盛酒的。春秋战国时候曾经拿它当作乐器。我国的文字最早是象形文字,"窑"字形成这样的结构,有它一定的依据。这使我们从某一个侧面考证到,最原始的窑炉是利用现成的山洞,或者挖掘洞穴,用石头砌成,在里面焙烧"缶"一类的陶器。直到后来的龙窑,阶级窑,甚至今天的倒焰窑,隧道窑,也都有一个"洞穴",这就是烧成室,在里面焙烧各种制品,它是用各种耐火材料砌筑的;里面焙烧的制品不是古老的简单的"缶",而是各式各样的精致的陶瓷制品。
隧道窑一般是一条长的直线形隧道,其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶,底部铺设的轨道上运行着窑车。燃烧设备设在隧道窑的中部两侧,构成了固定的高温带--烧成带,燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用下,沿着隧道向窑头方向流动,同时逐步地预热进入窑内的制品,这一段构成了隧道窑的预热带。在隧道窑的窑尾鼓入冷风,冷却隧道窑内后一段的制品,鼓入的冷风流经制品而被加热后,再抽出送入干燥器作为干燥生坯的热源,这一段便构成了隧道窑的冷却带。
隧道窑与间歇式的旧式倒焰窑相比较,具有一系列的优点。
1、生产连续化,周期短,产量大,质量高。
2、利用逆流原理工作,因此热利用率高,燃料经济,因为热量的保持和余热的利用都很良好,所以燃料很节省,较倒焰窑可以节省燃料50-60%左右。
3、烧成时间减短,比较普通大窑由装窑到出空需要3-5天,而隧道窑约有20小时左右就可以完成。
4、节省劳力。不但烧成时操作简便,而且装窑和出窑的操作都在窑外进行,也很便利,改善了操作人员的劳动条件,减轻了劳动强度。
5、提高质量。预热带、烧成带、冷却带三部分的温度,常常保持一定的范围,容易掌握其烧成规律,因此质量也较好,破损率也少。
6、窑和窑具都耐久。因为窑内不受急冷急热的影响,所以窑体使用寿命长,一般5-7年才修理一次。