高温隧道窑的设计与应用

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1、高温隧道窑的设计与应用    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质耐火砖，全窑长度50m，窑内宽度1.5m，窑车台面至窑顶高度0.95/0.75m,窑内容窑车25辆，每辆窑车码装2个砖垛，烧成温度1650℃，烧成周期46h，燃料为天然气，吨砖能耗为1500kcal，窑温及压力为自动控制，控温精度≤±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，如图1所示。本

2、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。本窑全长50m，分为预热带、烧成带和冷却带3部分。烧成带内衬采用刚玉莫来石砖，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，为了减少拱顶的高温膨胀，其内衬应选用密度略低、膨胀系数较小且与烧成带同质的耐火砖。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，既减少了预热带的上下温差，又

3、不会过多地影响排烟抽力。由于拱顶的横推力较大，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。由于整体式烧嘴砖冷热端温差较大，使用过程中开裂，使用寿命短，更换比较麻烦。该窑的烧嘴砖在制作时分割成4块，然后砌筑拼凑成整体，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，其烧成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。将烧成带的窑墙内衬耐火砖设计成

4、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和窑外风机集中排烟的形式。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。同时，通过调节排气口的开度来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，必要时可吸入部分窑外空气来降低排烟温度。2．3搅拌风系统　　传统隧道窑

5、预热带因气体分层而导致上下温差较大。本设计除了采取窑顶板流析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，通过风机抽入环境冷风，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，从而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　　由于烧成制品的高温恒时间要求较长，因而本设计中烧成带占窑体总长度的比例略大，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，可以适应不同配方产品的烧成工艺要求，具有更大的烧成工艺适应性和灵活性。　　烧嘴沿窑的两侧交错布置且

6、正对窑车砖垛之间的燃烧通道，因此，高速燃烧气流不会相对流动，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，而采用在窑内制品间直接燃烧的方式，可使侧墙结构更简单，能充分隔热保温。　　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，换热温度最高达到1000℃，低的只有200~300℃；而且采用窑炉砌体换热方式的

7、助燃风压力不高，还容易造成窑体透风、漏气。本设计的新型高温窑无燃烧室，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。冷却制品后的热风到达烧成带后，其温度接近或达到最高温度。显而易见，此窑的节能效果是显著的，并且高温升温和高温恒温操作较容易。2．5窑尾冷却系统　　该窑在窑尾两侧墙及窑顶各设置一道冷风口，由风机向窑内鼓入大量冷风冷却制品。此外，还在冷却带两窑车接头处两侧窑墙的上下交错布置数对高速低流量冷风吹管，吹入的冷风在窑车接头处形成一个冷却断面，有助于整个制品

8、横断面均匀冷却。冷却制品后的热风大部分运动到烧成带助燃，剩余部分经冷却带窑墙排风口由抽热风机抽出，送至干燥窑用。2．6车下冷却风系统　　该窑属高温窑，为防止车下温度过高，车下设有冷却风系统。在烧成带和冷却带窑车下部设置吹风管，向车下吹