隧道窑快速烧成各方面的技术要求

隧道窑快速烧成各方面的技术要求

近年来,随着天然气、液化气清洁燃料的广泛应用及煤制气技术成熟,陶瓷窑炉基本实行了燃料气体化、能源清洁化:在轻质耐火材料与纤维耐火材料发展的推动下陶瓷窑炉实行了轻型化并更加保温节能;自动控制技术的进步使陶瓷窑炉基本实行了温度、压力等参数的全线自动控制。上述科技进步为窑炉快速烧成创造了条件，同时窑炉控制应加强如下几个方面的技术控制：

1 烧成带截面温度分布和均衡措施

随着陶瓷工业整体技术水平的不断发展,它也逐步由初期的精陶发展为强度高、吸水率低、性能优良的瓷质产品,但这会在一定程度上增加高温烧成的难度。通常,由预热带向烧成带的转换温度为 900~950 C，此后窑内的传热方式便既有对流传热又有辐射传热,在高温带窑内温差超过 15 C时就有可能导致桔釉、针孔、釉泡及至变形等欠烧或过烧缺陷,故在烧成带更应采取必要的温度均衡措施。为了减少烧成带的温差,首先应确定适宜的窑炉断面结构。为了使来自窑墙和窑顶火焰的热辐射作用得到相互补充,应在窑顶与被烧制品的上边缘之间选择上部烧嘴的最佳位置,并应通过改进烧嘴结

构避免窑内局部温度过高。在高温烧成带,烧嘴控制区的长度以及烧嘴控制形式对窑内温度分布具有较大影响。烧嘴控制形式主要有燃烧气体和助燃空气的温度控制:燃烧气体与助燃空气的比例控制;烧嘴的脉冲操作控制。在烧成带未端的烧成带与急冷带的交界处由窑顶上吊持耐火纤维挡板以阳碍烟气逆流至急冷带;同时,由烧嘴喷射出脉冲气流如同-道“屏障”可有效地遏制急冷带冷空气对烧成带的冲击作用。

2急冷带截面温度分布和均衡措施

从烧成温度到 800C,由于坯体内液相尚处于热塑性状态，故可以实施快速冷却。这样既可防止坯体中因液相析晶、晶体长大而影响制品的机械性能，又可防止制品因釉面析晶而失去光泽，同时还可满足快烧需要，缩短烧成周期。但是,如果急冷速度过快会导致窑内局部温度过低、温差太大,可能引起处在窑内不同部位的制品的不同部位结晶程度的差异,急冷过快还可能超过窑具所承受的冷却应力极限,影响到窑具的使用寿命。为了防止急冷带温差过大可采取如下措施:1)由于急冷带传热主要是对流传热，因此它具有与预热带相似的窑炉断面,而且在隧道窑的急冷带设置“屏障”有助于遏制来自高温烧成带的热辐射作用。2)通过设置在制品上方和下方的多个喷孔向冷却带横向鼓入冷风或低温热风可达到预期急冷效果。但为避免窑内局部过冷,应注意喷孔的合理选位及其结构形状

设计。3)喷孔宜采用脉冲气流,这种脉冲气流可在一定程度上遏制通过车面间隙来自冷却带的较冷气流的冲击作用

4)在窑体急冷带设置分散、可变的热风抽出系统可减少热风向烧成带的流动,并利于窑炉面温度的分布。

3. 缓冷带和终冷带截面温度分布和均衡措施当制品冷却到 800 C以下时,坏体中液相已基本凝结为脆性固态而失去其热塑性,制品只能靠弹性抵抗热应力。尤其是卫生陶瓷制品,在冷却到 573 C时还会发生石英的晶型转变并导致坏体体积发生急剧变化，会产生一定破坏应力,故在常规烧成中这一阶段宜采用缓冷工艺。但是,在卫生陶瓷快速烧成的冷却阶段,如果还体中的温度分布愈均衡则愈有利于制品安全、快速地通过这一关键阶段。为缩短冷却时间并保证窑炉冷却带截面温度分布均衡,可采取如下几项措施:1)在冷却带的起始阶段，为减少自然升力对热气流分布和截面温度均匀的影响,窑顶可设计为具有较小间隙的低矮、扁平悬顶结构。2)在急冷后采用较缓慢、均匀的冷却,它有利于石英晶型转变的顺利完成。

3)在冷却带中、后期增设上，下冷风鼓入和热风抽出装置，这既有利于截面温度均匀又有利于实现快速烧成4)在坯体的造型设计方面,坏体的造型越简单、厚度及厚度的变化愈小,则越有利于实现快速冷却。所以,在能够保证产品使用性能要求的前提下，应尽量减小制品厚度,以便实现快速冷却并保证产品的冷却质量。在终冷阶段，应将制品冷却至可安全进行徒手出窑操作为止。

4.对装窑方式、窑车台面结构及窑具的要求

关于料垛的码放,原则上应尽量减小料垛和窑顶、窑墙及窑车台面间所形成的外通道与垛中的内通道之比。首先应当通过采用平吊顶以便减小顶部外通道,然后通过合理码放制品来减小顶部间隙，优化装窑密度并可采用上密下疏的码装方式,亦可采用混装方式并将热容较大的制品置于上部,由此使上，下温差减小。窑车台面结构应采用轻质或中空、耐热、保温材料制作,窑具宜采用轻质、薄壁、抗热震性能好、荷重软化温度高的耐火材料窑具与产品质量比控制在 2 以内。