窯爐的產(chǎn)能即產(chǎn)出能力,產(chǎn)能的大小在很大程度上決定著企業(yè)的效益,其他方面的生產(chǎn)條件都可以經(jīng)過(guò)改造后得以完善,唯有火行速度常常制約著窯爐的產(chǎn)能。如何提高焙燒時(shí)的火行速度,其重要性不言而喻。在保障制品質(zhì)量、降低能耗的前提下,怎樣才能把火行速度提高至一個(gè)較佳狀態(tài),下面簡(jiǎn)述本人在窯爐調(diào)試中的一些體會(huì)。
火行速度的快慢是綜合性的事情,它涉及到多個(gè)方面的問(wèn)題。只有把這些環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)妥當(dāng)了,偏低的火行速度就會(huì)有所提高。再加上各企業(yè)的窯爐從設(shè)計(jì)構(gòu)造到管理、操作等燒成狀況的差異化較大,在這里只好把影響火行速度的因素列舉出來(lái),供大家參考使用。
1預(yù)熱
碼放好的坯垛﹙并列式窯爐﹚在剛出干燥室的狀態(tài)下被推入焙燒窯內(nèi),到坯垛由常溫下升溫達(dá)到內(nèi)燃的燃燒,直至到達(dá)最高燒成溫度,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)之為預(yù)熱。預(yù)熱狀況的好壞在很大程度上決定著火行速度的快慢以及制品的品質(zhì)。
預(yù)熱的時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),坯垛中的各個(gè)坯體才能充分的受熱、升溫,排除殘余的水分,進(jìn)行一系列的理化反應(yīng),進(jìn)而有力的保障了火行的速度。預(yù)熱的時(shí)間長(zhǎng)短一般以窯爐預(yù)熱帶的長(zhǎng)短或頂推窯車(chē)的頻率,使用風(fēng)閘的形式以及坯垛的結(jié)構(gòu)形態(tài)等來(lái)決定的。
多數(shù)情況下熱氣流在預(yù)熱帶受上升力的影響向斜上方向運(yùn)動(dòng),這樣坯垛的上部升溫就快,出現(xiàn)了上部先燃燒而中下部燃燒遲緩的狀態(tài)。那么就要加強(qiáng)坯垛中下部位的預(yù)熱,為底火的快速行走做好鋪墊。應(yīng)采取以下措施:比如多數(shù)窯爐的哈風(fēng)砌筑在窯墻兩側(cè)下部,并呈扁平外形;坯垛碼放時(shí)中下部位要偏稀一些,并且要排列的整齊有序。由于多數(shù)窯爐是一次碼燒工藝,濕磚坯的強(qiáng)度有限,所以就不能象輪窯那樣碼置炕腿,但可以將其整齊排列、杜絕雜物﹙爛坯塊等障礙物﹚堆放的方法起到下稀的作用。有條件的企業(yè)最好在窯車(chē)上鋪設(shè)特制孔形墊磚,以強(qiáng)化坯垛下部的預(yù)熱效果。
當(dāng)干燥缺陷或其他原因造成的坯垛倒塌時(shí),未加整理就推入窯內(nèi)強(qiáng)燒;或坯垛在窯內(nèi)兩側(cè)的縫隙與頂部縫隙距離大于8㎝時(shí),這兩種情況都會(huì)影響到坯垛中下部位的預(yù)熱效果。
焙燒帶、保溫帶的熱能在完成磚坯自身燒成反應(yīng)的同時(shí),又把部分熱能在風(fēng)的作用下輸向預(yù)熱帶,由坯體的表面?zhèn)鲗?dǎo)至內(nèi)部,在這樣的過(guò)程中完成了對(duì)坯塊的預(yù)熱。當(dāng)保溫帶、焙燒帶溫度較高,長(zhǎng)度(高溫區(qū)域)越長(zhǎng)時(shí),也就是熱量較高時(shí),所產(chǎn)生的預(yù)熱效果就越好,但是焙燒溫度應(yīng)保持在合理范圍以內(nèi)。
窯內(nèi)的風(fēng)在風(fēng)機(jī)的作用下完成對(duì)坯體的預(yù)熱過(guò)程。較大的風(fēng)速不但加快了焙燒帶火焰流動(dòng)速度,并且把保溫帶、焙燒帶的熱能快速帶向預(yù)熱帶,提高了坯體熱交換速率。實(shí)踐證明具有較高熱交換速率的坯垛,火行速度相對(duì)也快。但是風(fēng)速的增大要在保障能燒足窯溫,兩側(cè)和頂部等部位不會(huì)出欠火磚的前提下,同時(shí)還要兼顧到窯下的壓力平衡和干燥室的供熱量。穩(wěn)妥的方法是每次只增加5%~10%的風(fēng)量,待燒上兩天如果沒(méi)有什么副作用了,再逐漸的增加風(fēng)量,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索,就可以得出自己窯爐的產(chǎn)能與風(fēng)速的最佳數(shù)據(jù)。
使用哈風(fēng)閘的方式不同也會(huì)造成火行速度的快慢不一。在用閘數(shù)量上提倡多開(kāi)啟些,這樣給垛體的中下部充分預(yù)熱營(yíng)造了空間。常用的閘形有橋形與梯形兩種,尤其梯形閘能更充分的利用好熱能,形成較長(zhǎng)的預(yù)熱時(shí)間和較大的預(yù)熱范圍。抽風(fēng)機(jī)與窯爐左右煙道的銜接處位置不一致也會(huì)改變用閘的方式,以及造成左右抽力的不平衡,會(huì)影響到整體或一側(cè)的火行速度。
橋形閘在焙燒裂紋敏感性強(qiáng)的坯體時(shí)才會(huì)使用,比如:薄壁類(lèi)的空心磚。逐步提升的閘形有利于給坯體營(yíng)造一個(gè)溫和、徐徐漸進(jìn)的升溫環(huán)境,讓坯體緩慢的受熱膨脹,減少了升溫過(guò)急造成的應(yīng)力,有效的緩解了裂紋、啞音等燒成缺陷的出現(xiàn)。有種錯(cuò)誤的用閘方式——倒梯形閘,使用者認(rèn)為加強(qiáng)了預(yù)熱帶末端下部的抽力,對(duì)火行速度有利。這樣只會(huì)提前排放掉熱能,既縮短了坯體預(yù)熱的時(shí)間,又閑置了前面較長(zhǎng)的預(yù)熱通道。
從上世紀(jì)九十年代末期,攪拌氣幕技術(shù)就被用在對(duì)坯垛的預(yù)熱上,只是那時(shí)以輪窯為主的燒成方式讓這項(xiàng)技術(shù)推廣起來(lái)有難度,就按每座窯至少一部火計(jì)算,其相關(guān)配套設(shè)施就得有80~125m左右的長(zhǎng)度,另外在操作中伴隨著焙燒帶的移動(dòng)還需要不斷的調(diào)節(jié),從而使這項(xiàng)技術(shù)被擱置起來(lái)。近年來(lái),隧道窯逐漸的普及使這項(xiàng)技術(shù)重新被提上了議事日程。就是在預(yù)熱帶或保溫帶抽取熱風(fēng),通過(guò)高溫風(fēng)機(jī)送入預(yù)熱帶坯垛底部,起到均勻坯垛斷面(上、下、左、右、中)溫度,縮小溫差。攪拌與氣幕的使用改變了原有僅靠哈風(fēng),單一的調(diào)節(jié)模式,坯垛預(yù)熱更充分。2窯爐的氣密性與保溫
窯爐的氣密性與保溫性能如何直接關(guān)系到火行的速度、制品的質(zhì)量、熱能的消耗等多方面。窯爐的密封設(shè)施有:砂封、曲封、窯車(chē)上下壓力平衡、窯內(nèi)墻壁、窯頂?shù)认到y(tǒng)組成。砂封設(shè)施須堅(jiān)固耐用。在砌筑砂封槽時(shí),槽內(nèi)側(cè)距窯車(chē)裙板應(yīng)在8㎝以上,以防窯車(chē)裙板輕微的變形就剮塌了砂封槽。砂封槽砌筑高度以窯車(chē)裙板插入砂內(nèi)深度6~8㎝為佳,并且頂部有窯車(chē)和車(chē)底風(fēng)壓順暢通過(guò)的空間,空間高度一般在8~12㎝為宜。密封砂以綠豆大小的干砂粒,要用篩網(wǎng)篩去較大的顆粒或大塊雜物,以防密封不嚴(yán)實(shí)和頂壞砂封槽或窯車(chē)裙板。
曲封分為窯墻、窯車(chē)砌筑墊磚,并分布在窯兩側(cè)與窯車(chē)的連接處。窯墻上的曲封設(shè)施要避免個(gè)別窯車(chē)墊磚砌筑的過(guò)高或倒塌的磚塊對(duì)其造成的損壞。墊磚曲封易受到每次進(jìn)出窯時(shí)的熱冷交替或卸磚、碼坯時(shí)的踩踏,窯車(chē)與窯車(chē)排在一塊時(shí)的擠撞等造成損壞。鋼材焊制的窯車(chē)之間曲封最好要制作在窯車(chē)的下部,以減少熱對(duì)其造成的損壞。
窯爐內(nèi)的窯車(chē)上下壓力平衡設(shè)施和操作,在一些企業(yè)中不重視或使用的不妥當(dāng),導(dǎo)致窯爐的生產(chǎn)性能一般或低劣。當(dāng)窯底的冷風(fēng)被吸入窯內(nèi)時(shí),造成預(yù)熱帶下部預(yù)熱不良,尤其兩側(cè)下部較為突出,以及焙燒帶邊沿下部欠火,許多窯爐的焙燒工只好多投入燃料以提高該處的溫度。當(dāng)焙燒帶和保溫帶熱氣向下串流時(shí),又對(duì)窯車(chē)形成了熏烤,從而縮短了窯車(chē)使用年限。有些設(shè)計(jì)合理的窯爐在進(jìn)車(chē)端下面的檢查道內(nèi),預(yù)設(shè)有一對(duì)或兩對(duì)抽風(fēng)閘,該抽風(fēng)閘連接著總煙道,可根據(jù)情況調(diào)節(jié)開(kāi)啟的大小。再制作6~9塊阻流鐵板,分別安放在預(yù)熱帶、焙燒帶、保溫帶的檢查道內(nèi),并且強(qiáng)化兩側(cè)的流量,讓風(fēng)壓集中起來(lái)從窯車(chē)底部30㎝內(nèi)通過(guò),然后使用測(cè)風(fēng)儀校正好各段的最佳風(fēng)量。那么怎樣得知窯爐內(nèi)窯車(chē)上下壓力差別不大呢?可在預(yù)熱帶、焙燒帶、保溫帶火眼下面兩輛窯車(chē)的連接處投下一些油布或燃煤,觀察火焰若向車(chē)縫下鉆入,說(shuō)明窯下抽力過(guò)大;如果火焰直立向上則說(shuō)明窯內(nèi)抽力過(guò)大,冷風(fēng)已被吸入窯內(nèi);如果火焰平匍著向前則說(shuō)明窯內(nèi)外抽力基本相當(dāng)。
當(dāng)砂封、曲封、壓力平衡這三者聯(lián)合使用時(shí),才能產(chǎn)生更好的密封效果。水密封式的窯爐在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有,據(jù)一些文獻(xiàn)報(bào)道密封效果是非常良好的,但施工工藝、生產(chǎn)操作及防滲漏方面比較復(fù)雜。
窯爐的保溫設(shè)施主要表現(xiàn)在窯墻、窯頂、窯車(chē)墊磚這幾個(gè)方面,如果在施工時(shí)處理的欠缺,則直接影響到火度不足,保溫帶降溫過(guò)快,進(jìn)而影響火行的速度。窯爐在施工時(shí)應(yīng)在窯墻夾層中填入硅酸鋁纖維氈,與外墻之間的回填材料要求細(xì)顆粒、較為干燥的土類(lèi)為好。窯頂、窯車(chē)也要鋪設(shè)硅酸鋁纖維氈、珍珠巖等保溫材料。
3坯垛
垛體的結(jié)構(gòu)形態(tài)對(duì)火行的速度也有不可忽視的作用。“上密下稀,邊密中稀”是坯垛碼放的大原則。這樣在焙燒時(shí)磚垛的中部溫度才不會(huì)過(guò)高,邊沿處才不會(huì)溫度過(guò)低。另外還要兼顧到預(yù)熱帶坯垛的預(yù)熱等。具體稀密程度如何,不能一概而論,這要視各自企業(yè)情況才能定奪。在設(shè)計(jì)坯垛時(shí)先要丈量窯車(chē)的長(zhǎng)寬尺寸,坯體的類(lèi)型、規(guī)格,盤(pán)算好縱橫排數(shù)的多少,稀密的程度,火道與坯垛之間的距離比例大小,坯體材料的焙燒溫度范圍大小等,然后確定坯垛形式。機(jī)械碼坯的坯垛結(jié)構(gòu)原則上和手工碼坯是相同的,但在投產(chǎn)前期,碼坯機(jī)生產(chǎn)廠家必須要與客戶方溝通好窯爐的碼坯數(shù)量,窯爐內(nèi)部形狀構(gòu)造、斷面大小、窯車(chē)的長(zhǎng)寬尺寸,以及坯垛高度、坯體類(lèi)型、規(guī)格、縱橫火道的數(shù)量以及尺寸多少、坯距等方面的事宜。
4內(nèi)燃
許多企業(yè)認(rèn)識(shí)到了內(nèi)摻燃料對(duì)焙燒的重要性。在焙燒時(shí)當(dāng)內(nèi)摻熱量高時(shí)火行的速度就會(huì)快。但是受到坯體高溫軟化點(diǎn)和內(nèi)摻燃料價(jià)格等因素的限制,那么只有在摻配量高低合理、攪拌均勻上多下功夫。當(dāng)內(nèi)燃摻配合理時(shí),火行速度相對(duì)快而且穩(wěn)定。火行越快時(shí)每塊坯體所需用的內(nèi)摻熱量就會(huì)減少一些,溫度曲線起伏幅度也小,制品質(zhì)量以及節(jié)能效果都很理想。需要摻入多高熱量,這要依情況而定。從制坯原料、窯型、窯爐構(gòu)造、坯體類(lèi)型、坯垛狀況到管理、操作、氣候等因素都會(huì)左右熱量的高低。內(nèi)燃摻配量的忽大忽小,攪拌的又不均勻是不少企業(yè)管理的通病。平時(shí)要把好內(nèi)燃料關(guān),從源頭上控制住熱量差別過(guò)大的苗頭。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)制坯材料的配比、攪拌、熱量化驗(yàn)方面的管理,在改進(jìn)陳舊落后的設(shè)備,完善用人制度等環(huán)節(jié)下工夫,比如可采取引進(jìn)多斗挖掘機(jī)、責(zé)任到人等措施。5其他因素
影響火行速度的因素是多方面的,例如:﹙1﹚窯爐總長(zhǎng)度的多少以及各帶的分布狀況。國(guó)內(nèi)隧道窯的長(zhǎng)度在86m~160m之間居多,相對(duì)來(lái)說(shuō)長(zhǎng)窯比短窯的火行速度要快些,而且溫度曲線也平和得多,更適宜焙燒大塊、薄壁類(lèi)的多孔制品。并且還要看預(yù)熱帶、焙燒帶、保溫帶、冷卻帶這四帶在窯體中所處的位置、長(zhǎng)度等是否合理;(2)窯車(chē)與窯車(chē)墊磚的平面高低誤差超過(guò)1㎝以上時(shí),較低的窯車(chē)就會(huì)產(chǎn)生底部預(yù)熱不良的后果,并且伴隨著高低幅度的增加,預(yù)熱效果會(huì)越差;墊磚被雨水淋濕或剛砌筑的窯車(chē)含水率過(guò)高,也會(huì)影響火行速度;(3)窯門(mén)密封性太差時(shí)導(dǎo)致漏入的冷風(fēng)量大;(4)窯爐的附屬設(shè)施、設(shè)備(窯門(mén)、擺渡車(chē)、風(fēng)機(jī)、)損壞;(5)電力供應(yīng)不穩(wěn)定,時(shí)常的跳閘停電;(6)天氣寒冷或陰雨連綿淋濕了窯體;(7)焙燒人員違背了定點(diǎn)焙燒的操作原則,致使高溫窯段前后移位頻繁,幅度又過(guò)大;(8)向窯內(nèi)裝入坯車(chē)時(shí)窯門(mén)敞開(kāi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),或拉出制品窯車(chē)時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的未開(kāi)啟窯尾風(fēng)機(jī)等。以上幾條因素會(huì)不同程度影響到窯爐的預(yù)熱效果以及正常運(yùn)作,使火行速度變緩,產(chǎn)能低劣或倒退。當(dāng)火行速度越快時(shí)坯體對(duì)內(nèi)摻熱量的需求量相對(duì)變小,節(jié)能效果顯著。通過(guò)對(duì)幾家火行速度在4.8m/每小時(shí)以上的窯爐調(diào)研后得到證實(shí),在全內(nèi)燃焙燒模式、原料為頁(yè)巖、煤矸石的情況下,內(nèi)燃摻配熱值在240kca1/㎏~280kca1/㎏之間居多。這是因?yàn)榕鞫庠陬A(yù)熱帶的末端時(shí)上部、中部先燃燒,如果火行較慢的坯垛被推至焙燒帶時(shí),坯垛中的內(nèi)燃已被燃燒了一些,火行越慢被燃燒的坯垛面積越大,移動(dòng)至焙燒帶時(shí)已處于敗火降溫狀態(tài),坯垛出現(xiàn)了沒(méi)有同步燃燒的現(xiàn)象,原有的熱量被分散消耗掉了。相反當(dāng)火行速度越快時(shí)在焙燒帶以前燃燒的坯體是有限的,另外這時(shí)保溫帶的溫度相應(yīng)也較高,自然襯托了焙燒帶的火溫正常化,焙燒帶會(huì)被延伸至18m~32m左右的長(zhǎng)度,形成了一個(gè)低溫長(zhǎng)燒的狀態(tài)。由于內(nèi)摻熱值的降低使磚垛中部過(guò)燒現(xiàn)象也減少許多,從而就降低了過(guò)火磚的產(chǎn)生,為窯爐的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能打下了基礎(chǔ)。內(nèi)容來(lái)源于百度
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