陶瓷干燥技术.doc

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1、景德镇陶瓷学院《创新设计》题目：梭式窑炉的余热设计院专姓学（系）:材料科学与工程学院业：热能与动力工程名：地方号：201210610215指导教师：孙健时间2014年12月8H梭式窑是i种以窑车做窑底的倒焰（或半倒焰）间歇式生产的热工设备,也称车底式倒焰窑，因窑车从窑的一端进出也称抽屉窑，是国内近十年来发展最为迅速的窑型之一。梭式窑除具有一般倒焰窑操作灵活性大，能满足多品种生产等优点外，其装窑、出窑和制品的部分冷却可以在窑外进行，既改善了劳动条件，又可以缩短窑的周转时间。但由于间歇烧成，窑的蓄热损失和

2、散热损失大，烟气温度高，热耗量较高，所以我们耍好好利用余现在电瓷制造业中使用的烧成窑炉有许多种，烧成所采用的燃料也不尽相同。其中采用煤气燃料进行烧成的抽屉窑属于现代化的间歇窑，它具有烧成周期短，窑内温差小的特点，因为采用的燃料是煤气，又具有燃料清洁的优点，但因为高温烟气大量流失，所以造成了能源的浪费。这种能源浪费现象在拥有多座抽屉窑的规模较大的电瓷制造公司尤其明显，为此研究烧成窑炉余热再利用这…课题已成为电瓷人关注的焦点。1.用窑炉余热进行坯件干燥的优势采用煤气燃料进行烧成的间歇式抽屉窑，烧成过程分为

3、干燥阶段、氧化分解阶段、高温还原阶段、冷却阶段。在烧成的全过程都属于机械式排烟，少量烟气余热用于加热烧成用空气，大部分热烟气随烟道排空，特别是高温阶段和冷却阶段，高温烟气大量流失，热能没有丝毫加以利用，不但能量造成大量浪费，而且烟气还污染环境。同时传统湿法成型中坯件干燥需要消耗大量的热蒸汽，热蒸汽本身不能用来直接加热坯体，必须通过热交换的形式加热坯体，所以热利用率低且干燥周期长。而烧成窑炉余热可以玄接用来干燥坯体，因此，用窑炉余热进行坯件干燥不仅除去了烧成阶段高温烟气大量流失的弊端，还解决了坏体干燥阶

4、段热利用率低的问题，可谓一举两得。2.改造流程耍想把窑炉热烟气通过管道引入到干燥室中干燥坯件，热烟气的供应必须保证充足且连续。由于抽屉窑所提供的烟气是间断的，为了保障成型干燥过程的连续性，必须把每座抽屉窑的烟气管道通过收集管道连结起来，利用自动控制阀门控制每座窑的烟气管道与收集管道打开和关闭，从而保证烟气的连续供应。为了保证烟气的能量损失尽可能少，还要用保温材料把收集管包裹起来。由于烧成燃料使用的是烟气粉尘含量相当低的清洁能源煤气，又因为不使用还原焰阶段的烟气，故一氧化碳含量符合排放标准，因此烧成余热

5、烟气是相当好的干燥热源。传统干燥坯件所用的能源是热蒸汽，改造时要去掉所有的暖气管道，在干燥室内加装风盒，以便使干燥室内热风排放均匀，温差小。干燥窑顶要加装进风和排风管道等设备，中央控制室设一台工控机，采集窑内的温度和湿度，通过计算机内预先编译的系统程序进行分析，根据坯件干燥控制曲线和窑内的气氛要求，发出指令控制窑顶风机的开启和关闭及执行器的开度。整个干燥控制系统是一套全自动化智能控制系统，操作者仅需在坏体入T-燥室后开启系统、根据坯件型号选择干燥工艺曲线即能实现无人职守操作。3・坯件「燥过程原理和干燥

6、方法的选择坯件干燥过程就是坯体水分排除过程，它分为三个阶段：加热阶段、等速干燥阶段和降速干燥阶段（o加热阶段就是在很短时间内，使坯体温度达到等速干燥阶段的温度，这一阶段水分排除不多；等速阶段就是在温度不变，干燥速率不变的前提下，大量排出坯体内的自由水,此阶段中由于自由水蒸发，坯体急剧收缩；降速干燥阶段主要是排出坯体内的空隙水，I古I体颗粒不再显著靠近，收缩甚微，空隙被空气所占有。三个阶段中，由于等速干燥阶段坯体收缩最显著，从而最容易使坯体产生开裂缺陷。通过分析窑炉烟气的含水量得知，烟气基本上是高温低湿

7、风。现在大多数电瓷产品属于高铝制瓷，坯体是大型厚壁产品，原料中瘠性料含量较高，适用的干燥方法有高湿低温至高温低湿和低湿低温干燥法两种，前一种方法干燥初期空气湿度如果过高，坯体表面易凝结水份而引起表面开裂，温湿度控制要求严格且工艺较复杂，后…种方法是最安全最可靠的干燥方法，但干燥周期长。因此最好的干燥方案是把这两种干燥法结合起来，一般湿法成型的坯体水分大约为11—14%,经过三天左右的低湿低温的干燥过程，坯体含水量达到6-7%,这时坯体大部分收缩已经完成，坯体内部只剩下少部分自由水和大部分空隙水，此时釆

8、用高温低湿风干燥，不但减少了大量的开裂缺陷，而且缩短了干燥周期。为了控制窑内的干燥气氛，要通过传感器釆集每个T燥室内的温湿度,通过微机分析控制进入干燥室的烟气量，以达到自动控制干燥过程的目的。1—坯体内水份与时间的关系2—干燥速率与时间的关系3—坯体本身温度与时间的关系4.余热利用系统的构成窑炉烟气余热利用系统分为三部分：余热供应、坯体干燥和智能化控制。：窑炉烟气分为还原焰阶段和其他阶段产生的烟气，还原焰产生的烟气由于一氧化碳含量超过排空标准，因此不能作