隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备,广泛用于陶瓷产品的焙烧生产,在磨料等冶金行业中也有应用。
隧道窑始于1765年,当时只能烧陶瓷的釉上彩,到了1810年,有可以用来烧砖或陶器的,但是,都不够理想。从1906年起,才用来烧瓷胎。最初著名的隧道窑,是福基伦式,到了1910年以后,就渐渐有了许多改进的方式,其中苏联列宁格勒地方设计的最新式隧道窑,较为先进。
隧道窑一般是一条长的直线形隧道,其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶,底部铺设的轨道上运行着窑车。燃烧设备设在隧道窑的中部两侧,构成了固定的高温带--烧成带,燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用下,沿着隧道向窑头方向流动,同时逐步地预热进入窑内的制品,这一段构成了隧道窑的预热带。在隧道窑的窑尾鼓入冷风,冷却隧道窑内后一段的制品,鼓入的冷风流经制品而被加热后,再抽出送入干燥器作为干燥生坯的热源,这一段便构成了隧道窑的冷却带。
在台车上放置装入陶瓷制品的匣钵,连续地由预热带的入口慢慢地推入(常用机械推入),而载有烧成品的台车,就由冷却带的出口渐次被推出来(约1小时左右,推出一车)。
隧道窑与间歇式的旧式倒焰窑相比较,具有一系列的优点。
1、生产连续化,周期短,产量大,质量高。
2、利用逆流原理工作,因此热利用率高,燃料经济,因为热量的保持和余热的利用都很良好,所以燃料很节省,较倒焰窑可以节省燃料50-60%左右。
3、烧成时间减短,比较普通大窑由装窑到出空需要3-5天,而隧道窑约有20小时左右就可以完成。
4、节省劳力。不但烧火时操作简便,而且装窑和出窑的操作都在窑外进行,也很便利,改善了操作人员的劳动条件,减轻了劳动强度。
5、提高质量。预热带、烧成带、冷却带三部分的温度,常常保持一定的范围,容易掌握其烧成规律,因此质量也较好,破损率也少。
6、窑和窑具都耐久。因为窑内不受急冷急热的影响,所以窑体使用寿命长,一般5-7年才修理一次。
但是,隧道窑建造所需材料和设备较多,因此一次投资较大。因是连续烧成窑,所以烧成制度不宜随意变动,一般只适用大批量的生产和对烧成制度要求基本相同的制品,灵活性较差。
耐火材料用隧道窑按使用温度可分为三类:
1)低温隧道窑-烧成温度约1000℃,主要用于焙烧滑板砖和其它一些有特殊工艺要求的制品。
2)中温隧道窑:烧成温度1300℃~1650℃,主要用于烧成普通碱性砖、粘土砖、高铝砖、滑板砖、水口砖、硅砖等制品。
3)高温隧道窑:烧成温度大于1700℃,一般介于1800℃~1900℃,主要用于烧成中档镁砖、高纯镁砖、直接结合镁铬砖、镁铝质及刚玉质等制品。
也有人按照烧成制品名称进行分类,这是因为不同的制品,烧成工艺不一样,窑的长短、高矮也不一样。比如,硅砖隧道窑一般长150m~180m,车台面至窑顶的高度为1.6m~1.9m;碱性砖隧道窑一般长80m~100m,车台面至窑顶的高度~1m等。
镁钙质耐火材料
镁钙质耐火材料是一种碱性耐火材料,从上世纪60年代初被用做炼钢转炉的炉衬材料,为我国转炉炼钢工业的发展做出了贡献。到上世纪80年代末,由于镁碳砖的推广应用,使镁钙质耐火材料的用量急剧减少,几乎被淘汰,只有极少数厂家使用。进入本世纪以来,随着我国不锈钢和洁净钢生产的快速发展,各种镁钙质耐火材料以其特有的使用性能、较低的价格和在环保方面的优势重新受到重视。目前,已被大量地应用到不锈钢和洁净钢等高级钢种的精炼设备上,并且以较快的速度发展。生产厂家不断增多,产品品种和产量不断增加,产品质量不断提高,应用领域不断扩大,使用效果越来越好。
镁钙质耐火材料的生产和使用
目前,我国生产和使用的镁钙质耐火材料包括各种烧成镁钙砖、不烧镁钙(碳)砖和镁钙质中间包涂料及干式捣打料等。
1 烧成镁钙砖的生产和使用
目前,我国正式生产烧成镁钙砖的主要企业有3家,分别位于辽宁省、山西省和浙江省。另外,河南省某企业新建的烧成镁钙砖生产线在试生产中。各厂家的生产工艺除了所使用的原料有区别外,其它方面基本相同,基本上是沿用了以前烧成油浸镁白云石砖的生产工艺。以石蜡做结合剂,采用热态混料,热态成型,在隧道窑内烧成,烧成制度也没有大的变化。只是在对烧成后砖的处理方法上有所不同。原烧成油浸镁白云石砖的生产工艺是,将烧成后的砖在抽真空条件下进行沥青浸渍,目的是降低砖的气孔率,以提高砖的强度和抗渣性能。现在的生产工艺是,将烧成后的镁钙砖在常压下进行浸蜡处理,目的是将镁钙砖密封,使其与外界水分隔绝,防止其水化。
在生产设备方面,现在多数生产厂家采用加热式混合机混料,混料前不再单独对颗粒料进行加热,而是在混料过程中,边混合边加热,简化了生产工艺。
在原料方面,辽宁省某厂用的是高温竖窑煅烧的合成镁钙砂,而山西、浙江和河南的生产厂家采用的是高温隧道窑煅烧的合成镁钙砂。
某厂生产的烧成镁钙砖的理化指标见表1。
表1 烧成镁钙砖理化指标
表2 不烧 |