新型高温隧道窑的设计

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1、新型高温隧道窑的设计2007-04-1918:17S随着高技术陶瓷和优质耐火材料的迅速发展，国内高温烧成技术亦得到了相应的发展。而一些新型高温窑炉的问世，不仅使烧成产品质量上了一个新台阶，单位产品热量消耗也大大降低。我公司为东北奥光新材料有限公司设计建造的50m高温隧道窑在窑体结构、燃烧系统和控制系统均进行了优化设计，采用了部分独特的新技术，投产后运行正常，节能效果显著。1主要技术参数与经济指标该隧道窑为明焰间隙燃烧、间歇进车，烧成产品为刚玉莫来石砖及同类耐火材料，全窑长度50m，窑内宽度1.5m，窑车台面至窑顶高度0.95/0.75m，窑内容车25辆，每辆窑车码装2个砖垛，烧成温度1650

2、℃，烧成周期46h，燃料为天然气，能耗为1500kcal/kg，温度窑压自动控制，温控精度≤±2℃，2窑炉主体结构及工作系统整个窑炉主要包括窑炉主体结构、窑头封闭气幕及排烟系统、搅拌风系统、燃烧系统、窑尾冷却系统、车下冷却风系统、余热利用系统、窑车、自动控制系统等，见图1。本窑在窑体结构、高温热风助燃、余热利用和自动控制方面采用了部分新技术，与传统高温窑炉相比较，具有高温烧成控制精度高、节能效果显著等特点。2.1窑炉主体结构窑体钢结构采用型钢加固立柱，外表面装饰为优质钢板烤漆处理。本窑按结构布置，全长50米，根据材料、温度及工艺流程共划分为预热带、烧成带和冷却带三部分。烧成带内衬耐火砌体材料

3、采用刚玉莫来石砖，向外依次是高温轻质隔热砖、隔热填料、无石棉硬硅钙板等。窑顶结构为拱形结构。为了减少拱顶高温膨胀，烧成带内衬选用比重略低、膨胀系数较小的同质耐火砖。在预热带拱顶砌筑3道交错式折流板，使拱脚以上部分的热气流向下折流，既减少了预热带上下温差，又不过多影响排烟抽力。由于拱顶横推力较大，传统隧道窑拱脚砖外侧均用重质砖砌筑，此部位隔热性较差。本设计拱脚砖外侧采用重质平板砖间隔一定距离侧立放置，平板砖之间填充轻质隔热砖和散状隔热料，可有效提高该部位的隔热性能。高温窑对烧嘴砖的要求比较苛刻。由于烧嘴砖冷热端温差较大，使用过程中易产生开裂现象，使用寿命短，更换比较麻烦。该窑烧嘴砖在制作时分割

4、成4块，然后砌筑拼凑成整体，这样大大延长了烧嘴砖的使用寿命。传统高温隧道窑在生产运行一段时间后，其高温带两侧内墙因高温膨胀会不同程度地向窑内凸出。为了克服这一问题，我们将高温带窑墙内衬耐火砖设计成啮合结构，使用结果证明，窑墙基本无内凸现象。2.2窑头封闭气幕及排烟系统为了保持窑内压力稳定,避免烧成温度波动,该窑的窑头窑尾均不设窑门,而是在窑头两侧墙及窑顶各设置一道气幕风罩,采用抽风形式作为封闭气幕,改变传统的窑门及吹风封闭气幕形式,也有利于产品干净入窑烧成。排烟系统采用窑内多点排烟、窑外风机集中排烟形式。在预热带的两侧窑墙上，设置多对排烟口，排烟口位于窑墙靠近窑车台面处，这样热烟气在排出前多

5、次向下流动，有效降低预热带气流分层。同时通过调节排气口的开度，调整预热带的温度曲线。每个排烟口的外侧设有冷风稀释口，必要时可吸入部分室外空气，降低排烟温度。2.3搅拌风系统传统隧道窑预热带因气体分层导致上下温差较大。本设计除了窑顶折流板和窑内多点排烟措施外，在预热带两侧墙上部还设有搅拌风系统。通过风机打入环境冷风，经总管、支管、球阀后进入窑的上部通道，搅拌气流，阻止气流分层，减少预热带上下温差。入风口小而多，两侧交错布置。2.4燃烧系统高温制品的高温恒温时间要求较长，因而本方案烧成带占窑体全长比例略大，布置的烧嘴数量也略多，通过改变点燃的烧嘴数量和部位来调节烧成带高温点的位置和高温恒温时间，

6、可以适应不同配方的烧成工艺要求，具有更大的烧成工艺适应性和调节的灵活性。烧嘴沿窑的两侧交错布置且正对窑车砖垛之间的燃烧通道，因此燃烧气体的高速气流不会相对流动互相干扰，而是在窑内的水平和垂直方向产生一定的循环，使窑内温度均匀一致。不在窑体侧墙上设置燃烧室，采用在窑内制品间直接燃烧的方式。这样侧墙结构简单，能充分采取隔热措施。需要说明的是该窑的燃烧方式与传统隧道窑有很大的区别。传统高温隧道窑即使不设燃烧室，烧嘴砖的内腔也较大，助燃风绝大部分甚至全部是通过烧嘴或燃烧室烧嘴砖进入窑内助燃的。助燃风的换热主要靠通过金属换热器或窑体空心拱和空心墙来实现，助燃风的换热温度最高达到1000℃，低的只有20

7、0-300℃，并且采用窑炉砌体换热方式，助燃风压力不高，还容易造成窑体透风漏气现象。该窑无燃烧室，烧嘴砖也较短且内腔较小，只有极少部分冷风通过烧嘴进入窑内，起冷却烧嘴和助吹作用，绝大部分助燃风来自冷却带鼓入的冷却风。冷却制品后的热风，除少部分排除窑外用于干燥外，大部分运动到烧成带助燃。这部分热风到达烧成带后，其温度接近或达到最高烧成温度，显而易见，节能效果是显著的，并且高温生温和高温恒温操作变得容易。2.5窑