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梭式窑在卫生陶瓷中的应用
hc360慧聪网卫浴洁具行业频道 2004-07-06 08:25:22
    1、前言
     在卫生陶瓷的生产技术中，窑炉是关键设备之一。目前窑车式隧道窑、辊道窑和梭式窑等三种窑型都有应用，并且相互取长补短、互为补充。本文将重点对梭式窑及其在卫生陶瓷行中的应用淡几点看法。
    2、梭式窑及其在卫生陶瓷行业中的应用
    2．1、关于窑型
    目前，在卫生陶瓷行业中应用最多的是三种窑型，即窑车式隧道窑、辊道窑和梭式窑。在这三种窑型中，辊道窑的产品单耗通常是最低的。到20世纪90年代中期，三种窑型烧成卫生陶瓷的产品单耗大致水平为：
    辊道窑  3.76-4.18  MJ／kg产品(900-1000 kcal／kg产品)
    窑车式隧道窑  5.02-6.27 MJ／kg产品(1200-1500 kcal／kg产品)
    梭式窑  8.36-10.45  MJ／kg产品(2000-2500 kcal／kg产品)
    目前，华窑中亚公司研发的各种规格的梭式窑，产品单耗更进一步降至7.53MJ／kg产
品(1800kcal／kg产品)以下。
    总的说来，梭式窑更适合卫生陶瓷行业  中的以下情形：
    (1)作为主力生产窑炉——窑车式隧道和辊道窑的补充。既可用于重烧，也可用于  (一次)烧成，特别是对于小批量、多品种或产量及产品方案需经常调整的情形。
    (2)用于特型大件产品的生产：特型大件产品如连体座便器、立式小便器等，其烧成制度与一般产品有别。而连续式窑炉的烧成制度不易经常改变，梭式窑则有这方面的优势。
    (3)用于高档产品的生产，特别是高档发色釉产品的生产。
    (4)更适合于中小型企业窑炉改造：由于梭式窑具有基建规模小，投资少且回收快，上马容易、见效快，灵活性强，利于企业适应客观形势的变化，各座窑彼此独立，互不干扰，可以滚动地分期改造建设和投产。
    2．2、关于燃料选择
    燃料结构是窑炉发展的主要制约因素之一。燃料的选择对于窑炉的技术经济特性，尤其是自动控制特性和操作条件的影响之大是人所尽知的。首先，选用洁净燃料是第一要务。另外，从使用经验上看，气体燃料是优于液体燃料的，应优先选用。在陶瓷行业中，不宜提倡以轻柴油等为燃料。
    2．3、关于燃烧——排烟系统及余热利用
    在窑炉的诸工作系统中，燃烧——排烟工作系统最为关键，对于制品的烧成过程及其质量是至关重要的。
    目前，在梭式窑的燃烧工作系统中，按所选用的燃烧器，即烧(喷)嘴及其燃烧控制技术，大致可分为三类：
  (1)底烧式大气扩散式烧嘴或文丘里管式烧嘴；
  (2)高速调温烧(喷)嘴；
  (3)脉冲燃烧——控制系统。
  脉冲燃烧是一种间断燃烧或大小火交替燃烧的方法。对提高产品质量、降低燃耗、减少污染可以发挥更大的作用。它是窑炉自动控制的一次革新，并将成为燃烧控制技术的一个发展方向。  在梭式窑中，烧(喷)嘴的布置主要有以下几种方式，而且为了使喷出气流在窑膛内形成循环气流，多采用平面或立面上的交错布置：(1)底烧式；(2)侧烧式；(3)顶烧式。
    由不同的烧(喷)嘴的布置方式与排烟方式相互组合可以构成不同的燃烧——排烟工作系统，即“燃烧模式”。各国的不同的窑炉厂商按各自的习惯开发出不同的“模式”，例如：
    (1)日本梭式窑采用侧烧，窑车底部中心排烟方式。
    (2)意大利SITI公司梭式窑采用底烧，窑顶排烟方式。
    (3)澳大利亚梭式窑采用侧烧，窑体侧墙经下部烟道排烟方式。
    (4)德国梭式窑采用底烧与顶烧结合，窑顶排烟方式。
    目前对于以液化石油气为燃料的小型梭式窑，有利用烟囱热烟气加热水用于温热贮气钢瓶，促合气化，减少剩余残液。或将热烟气、热空气送往成型车间干燥坏体的。但在烧成阶段，若控制失当，余热利用有时会对烧成产生某些干扰，另外余热利用设备比较庞大，热效率也不高，因此一些国外的现代梭式窑不再设置余热利用装置。
    2．4、关于自动控制系统
    目前在梭式窑中，对于温度、压力、流量等被调参数通常都采用闭环调节。尤其是对温度的调节已能达到很高的精度，例如±5℃，甚至可以做到±2℃以内。但对于气氛的控制则比较困难。虽然可以测量烟气中的残余氧和一氧化碳含量， 以燃料和助燃空气流量作为控制参数进行闭环调节，但因测量仪表和流量控制环节存在的问题很难做到长期正常运行。另外，被调参数温度与气氛之间还存在耦合，在调节控制过程中容易互相干扰。因此，目前在梭式窑的气氛控制中，多还是采用开环调节，而且间接地用对燃料和助燃空气压力的测控代替对其流量的测控，从而取得较好的效果。国外一些梭式窑在自动控制方面大致都是这样做的。
    2．5、关于窑体结构、砌筑材料及炉材(窑具)
    一般地讲，对于窑体的要求有：(1)耐火；(2)隔热；(3)结构坚固，且具有结构稳固性；(4)不因挥发、落渣等影响产品质量。
     对于间歇式窑炉，如梭式窑，窑体、窑车衬砌全都处于不定常传热过程，正常工况下还是周期性热过程。这时对窑体和窑车衬砌的要求就要复杂得多，需要进行专门的研究和讨论。
    全纤维内衬窑顶使用一段时间后，因纤维老化容易掉渣(粉)造成裸装产品釉面落脏。可采用内面加吊“重质”堇青石——莫来石薄板作成“天花板”结构，以解决这一问题。由于该“重质”层较薄，一般仅15毫米厚，因与背后的“轻质”纤维层的“背衬效应”，不致使蓄热明显增加。
    炉材与制品的质量比，对于窑炉的运行和产品单耗影响很大。因此，选用最优质的炉材(窑具)，并精心码装制品是非常重要的。
    2．6、关于卫生陶瓷重烧技术
    卫生陶瓷重烧是指对那些存在局部的可修复的表面缺陷(如针孔、细裂纹等)的卫生陶瓷件进行修补再次烧成的过程。 
    重烧技术需要考虑修补用坯釉料与原坯釉料的烧成收缩率、热膨胀系数、釉的熔融温度、颜色等的匹配问题，希望填补料有较宽的熔融温度范围，并与原来的釉具有尽可能小的色差，还需要制定重烧温度、气氛制度和修补工艺规程。
    相对来讲，重烧技术对窑炉装备的标示并不太苛刻，适合于(一次)烧成的窑炉基本上都可以用于重烧。
    梭式窑与窑车式隧道窑、辊道窑相比具有更大的灵活性，温度、气氛均匀且易于调整，因此可能更适合于卫生陶瓷重烧。当然如能很好地组织生产，也可以在连续式窑炉中集中一段时间，适当调整烧成制度后对产品进行重烧。若能进一步研究出与(一次)烧成相同温度、气氛的修补料配方，则可将重烧产品与(一次)烧成产品在同一座连续式窑炉中混装。那样的话，既可不必另建专门用作重烧的窑炉，而且生产组织管理也很方便。
    3、结束语
    经过国内陶瓷窑炉产业许多公司的共同努力，已经研究开发出了各种用途、规格的梭式窑，其中有些已接近或达到上世纪90年代初期的国际先进水平，基本可以满足卫生陶瓷行业的要求。今后还应继续加强研发，尽早实现规格化和系列化，并不断吸收、开发新技术，以合我国的陶瓷窑炉产业在这一领域中更上一层楼。
信息来源：陶城报 
 

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