深圳市偉科達(dá)電熱設(shè)備有限公司
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產(chǎn)品類別?
燒制耐火磚的幾種高溫窯爐介紹：隧道窯、梭式窯、倒焰窯……
來源:
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作者:pmo5edd31
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發(fā)布時(shí)間: 2019-10-12
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普通的耐火磚燒制過程溫度的變化：
一、常溫至200℃：此時(shí)升溫不宜過快，以防耐火磚坯體開裂，在隧道窯中燒成時(shí)，前4號車位溫度不應(yīng)超過200℃。
二、200~900℃：本階段升溫應(yīng)加快速度，以利于耐火磚坯中有機(jī)物物和雜質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。在600~900℃期間，應(yīng)在窯中保持較強(qiáng)氧化氣氛，避免出現(xiàn)黑心耐火磚廢品。
三、900℃至最高燒成溫度：在高溫階段應(yīng)溫計(jì)平穩(wěn)，繼續(xù)保持氧化氣氛，使耐火磚坯體受熱均勻，也要防止耐火磚坯開裂。由于在1100℃以上高溫時(shí)，燒結(jié)收縮非常強(qiáng)烈，收縮率達(dá)2～5%,因此保持溫度梯度平緩，消除內(nèi)部應(yīng)力非常重要。
耐火磚的止火溫度一般要高于燒結(jié)溫度100~150℃，如果所用燒結(jié)粘土的燒結(jié)溫度范圍較窄，則止火溫度適當(dāng)?shù)托?，?0~150℃左右較適宜。耐火磚燒成溫度應(yīng)保正使結(jié)合粘土充分軟化，使其與熟料細(xì)粉及粗顆粒表層的反應(yīng)充分進(jìn)行。達(dá)到粘結(jié)熟料。使耐火磚制品獲得合適的強(qiáng)度和體積穩(wěn)定的目的。燒成溫度般在1350~1470℃。如Al2O3含量高，則制品的燒成溫度應(yīng)適當(dāng)提高，大約在1350℃~1490℃。燒成保溫時(shí)間一般為2~10h,以保證制品中的反應(yīng)進(jìn)行充分，而且使耐火磚制品表里質(zhì)量一致。
四、冷卻階段：根據(jù)耐火磚制品在冷卻段中的品格變化，在800~1000℃以上高溫階段應(yīng)快速降溫，在800℃以下，則應(yīng)減緩冷卻速度，實(shí)際上，在生產(chǎn)實(shí)際中，實(shí)際采用的冷卻速度不會(huì)對耐火磚制品造成冷裂危險(xiǎn)。
特種耐火材料的燒成與普通的耐火材料大致相同。
一、燒成的目的
特種耐火材料制品燒成的目的：是使坯體在一定的高溫下，進(jìn)行氣相反應(yīng)、液相燒結(jié)和固相 燒結(jié)的反應(yīng)下，使坯體內(nèi)部能形成牢固的陶瓷結(jié)合、反應(yīng)結(jié)合或直接結(jié)合，使制品具有體積密度 高、耐壓強(qiáng)度大、晶體重聚好、同時(shí)能承受各種不同苛刻使用條件的特種耐火材料制品。
二、燒結(jié)過程
特種耐火材料制品的燒結(jié)過程與普通耐火材料制品的燒結(jié)過程有很大的相似之處。反應(yīng)過程可分?為4個(gè)階段：第一是燒結(jié)的低溫階段;第二 是開始燒結(jié)階段;第三是反應(yīng)階段(保溫階段); 第四是降溫緩冷階段。根據(jù)不同需要，在燒成制 品時(shí)使用氣體或液體燃料加熱時(shí)，可保持控制氧化、中性、還原性火焰燒成;在采用電(電阻式、感應(yīng)式)加熱時(shí)，可保持控制在氧化、保護(hù)氣氛、真空條件下燒成。
氧化物與硅酸鹽化合的燒成(燒結(jié))溫度與其熔點(diǎn)有直接關(guān)系，即：
燒成過程的變化以硅酸鋁質(zhì)耐火材料為例，在燒成各階段的變化如圖2-27所示。
三、影響燒結(jié)過程的因素
影響燒結(jié)過程的因素有以下幾點(diǎn)：
(1) 原料的熔點(diǎn)及其結(jié)晶結(jié)構(gòu);
(2) 原料的純度及雜質(zhì)的類型(品種及含量);
(3) 原料的配比(包括外加物或助燒劑)，成型方法，樣塊大小及物理化學(xué)反應(yīng);
(4) 燒成條件：燒成溫度、燒成時(shí)間和保溫時(shí)間、氣體介質(zhì)、氣體壓力等。
四、熱工窯爐
(一)燃油或燃?xì)獾母邷馗G爐
1.高能燃料
為了保證特種耐火材料制品的優(yōu)良性能，在燒成時(shí)需要使用高能燃料和潔凈能源，現(xiàn)使用的高能燃料有天然氣、石油液化氣、柴油、重油等，其理化性能見表2-54。
2.過?？諝庀禂?shù)對重油燃燒溫度的影響
過?？諝庀禂?shù)小于1.0 時(shí)，屬于中性或還原性燃燒火焰，過?？諝庀禂?shù)大于1.0 時(shí)屬于氧化性燃燒火焰。隨著過?？諝庀禂?shù)的提高，燃料的燃燒溫度也隨之降低。以重油為例，對燃燒溫度的影響見表2-55。
3.富氧燃燒對燃料燃燒溫度的影響
實(shí)行富氧助燃可以提高燃料的燃燒溫度。當(dāng)富氧達(dá)到60%的程度時(shí)，提高燃料的燃燒溫度比較明顯。富氧程度對幾種燃料燃燒溫度的影響，如圖 2-28 所示。
4. 空氣預(yù)熱溫度對燃料燃燒溫度的影響
提高助燃空氣溫度可以有效提高燃料燃燒溫度。采用空氣預(yù)熱器，特別是利用煙道廢氣的空氣預(yù)熱器不僅可以降低能耗，還可以提高燃燒溫度，同時(shí)減少對環(huán)境的污染。提高空氣溫度對重油提高燃燒溫度的關(guān)系，見表2-56。
5. 燃燒器(燒嘴)
北京神霧公司生產(chǎn)燃油式燃燒器的牌號為WDH-XJ，其中A1型的霧化介質(zhì)壓力為0. l~0.3MPa，A2 型霧化介質(zhì)壓力不小于0.35MPa。兩種燃燒器的安裝結(jié)構(gòu)圖如圖2-29所示。燃燒器的技術(shù)性能見表2-57。
北京神霧生產(chǎn)的燃?xì)馊紵鞯呐铺枮閃DH-YJ-C型的安裝結(jié)構(gòu)圖如圖2-30所示，其技術(shù)性能見表2-58。
(二)高溫爐窯
1.隧道窯
隧道窯是燒制建材陶瓷、普通耐火材料等制品常用的連續(xù)式燒成設(shè)備。隨著高溫和超高溫隧道窯的發(fā)展，已成為燒制特種耐火材料的窯爐。
隧道窯是一種逆流式熱工設(shè)備，沿窯長方向有預(yù)熱帶、燒成帶和冷卻帶。根據(jù)制品類型和工藝要求：有普通隧道窯和高溫隧道窯兩大類型。黏土磚隧道窯系統(tǒng)圖如圖2-31所示。一種不加氧的高溫隧道窯的燒成制度如圖2-32所示。日本幾種高溫隧道窯的技術(shù)性能見表2-59。
2.倒焰窯
倒焰窯是一種間歇式燒成設(shè)備，從結(jié)構(gòu)上看，有圓形窯或方形窯兩種。容積較大的倒焰窯多以圓形窯為主。由于使用優(yōu)質(zhì)煤固體燃料，燒成溫度在1500 - 1600℃。容積較小的倒焰窯多以方形窯為主，由于使用高能的、潔凈的重油，柴油，天然氣或液化氣等燃料，燒成溫度可達(dá)到 1600 ~ 1800℃ ，而且對燒成制品不會(huì)構(gòu)成污染源。
倒焰窯的結(jié)構(gòu)和氣流運(yùn)行路線如圖2-33所示。通過裝窯方法，即調(diào)節(jié)火道寬度，裝窯密度可以達(dá)到調(diào)節(jié)窯內(nèi)溫度分布均勻化的目的。
煅燒高級耐火制品的小形方形高溫倒焰窯的結(jié)構(gòu)如圖2-34所示。
3. 梭式窯
梭式窯是一種配有窯車的倒焰窯。以重油、柴油、石油液化氣、天然氣為燃料，燒成溫度可達(dá)到1800℃。由于制品在窯車上燒制，可以提高窯車的周轉(zhuǎn)率，達(dá)到提高產(chǎn)能的目的。
燃?xì)馐剿笫礁G是使用天然氣或石油液化氣做燃料，其特點(diǎn)是占地面積小、燃燒完全、 熱能利用率高、產(chǎn)品質(zhì)量好。一種強(qiáng)制式燃燒的3m3梭式窯結(jié)構(gòu)如圖2-35所示。
淄博向鼎窯爐技術(shù)公司設(shè)計(jì)施工的WDS 系梭式窯內(nèi)襯選材及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，燃燒和控制先進(jìn)，燒成溫度為1750℃，窯爐升降溫快，節(jié)能效果明顯。
4. 高溫試驗(yàn)爐
日本以天然氣、石油液化氣等為氣體燃料的燃?xì)馐礁邷卦囼?yàn)爐，其規(guī)格性能見表 2-60。
5. 電熱式高溫爐
通用的各種電加熱方式的電爐
一、常溫至200℃：此時(shí)升溫不宜過快，以防耐火磚坯體開裂，在隧道窯中燒成時(shí)，前4號車位溫度不應(yīng)超過200℃。
二、200~900℃：本階段升溫應(yīng)加快速度，以利于耐火磚坯中有機(jī)物物和雜質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。在600~900℃期間，應(yīng)在窯中保持較強(qiáng)氧化氣氛，避免出現(xiàn)黑心耐火磚廢品。
三、900℃至最高燒成溫度：在高溫階段應(yīng)溫計(jì)平穩(wěn)，繼續(xù)保持氧化氣氛，使耐火磚坯體受熱均勻，也要防止耐火磚坯開裂。由于在1100℃以上高溫時(shí)，燒結(jié)收縮非常強(qiáng)烈，收縮率達(dá)2～5%,因此保持溫度梯度平緩，消除內(nèi)部應(yīng)力非常重要。
耐火磚的止火溫度一般要高于燒結(jié)溫度100~150℃，如果所用燒結(jié)粘土的燒結(jié)溫度范圍較窄，則止火溫度適當(dāng)?shù)托?，?0~150℃左右較適宜。耐火磚燒成溫度應(yīng)保正使結(jié)合粘土充分軟化，使其與熟料細(xì)粉及粗顆粒表層的反應(yīng)充分進(jìn)行。達(dá)到粘結(jié)熟料。使耐火磚制品獲得合適的強(qiáng)度和體積穩(wěn)定的目的。燒成溫度般在1350~1470℃。如Al2O3含量高，則制品的燒成溫度應(yīng)適當(dāng)提高，大約在1350℃~1490℃。燒成保溫時(shí)間一般為2~10h,以保證制品中的反應(yīng)進(jìn)行充分，而且使耐火磚制品表里質(zhì)量一致。
四、冷卻階段：根據(jù)耐火磚制品在冷卻段中的品格變化，在800~1000℃以上高溫階段應(yīng)快速降溫，在800℃以下，則應(yīng)減緩冷卻速度，實(shí)際上，在生產(chǎn)實(shí)際中，實(shí)際采用的冷卻速度不會(huì)對耐火磚制品造成冷裂危險(xiǎn)。
特種耐火材料的燒成與普通的耐火材料大致相同。
一、燒成的目的
特種耐火材料制品燒成的目的：是使坯體在一定的高溫下，進(jìn)行氣相反應(yīng)、液相燒結(jié)和固相 燒結(jié)的反應(yīng)下，使坯體內(nèi)部能形成牢固的陶瓷結(jié)合、反應(yīng)結(jié)合或直接結(jié)合，使制品具有體積密度 高、耐壓強(qiáng)度大、晶體重聚好、同時(shí)能承受各種不同苛刻使用條件的特種耐火材料制品。
二、燒結(jié)過程
特種耐火材料制品的燒結(jié)過程與普通耐火材料制品的燒結(jié)過程有很大的相似之處。反應(yīng)過程可分?為4個(gè)階段：第一是燒結(jié)的低溫階段;第二 是開始燒結(jié)階段;第三是反應(yīng)階段(保溫階段); 第四是降溫緩冷階段。根據(jù)不同需要，在燒成制 品時(shí)使用氣體或液體燃料加熱時(shí)，可保持控制氧化、中性、還原性火焰燒成;在采用電(電阻式、感應(yīng)式)加熱時(shí)，可保持控制在氧化、保護(hù)氣氛、真空條件下燒成。
氧化物與硅酸鹽化合的燒成(燒結(jié))溫度與其熔點(diǎn)有直接關(guān)系，即：
燒成過程的變化以硅酸鋁質(zhì)耐火材料為例，在燒成各階段的變化如圖2-27所示。
三、影響燒結(jié)過程的因素
影響燒結(jié)過程的因素有以下幾點(diǎn)：
(1) 原料的熔點(diǎn)及其結(jié)晶結(jié)構(gòu);
(2) 原料的純度及雜質(zhì)的類型(品種及含量);
(3) 原料的配比(包括外加物或助燒劑)，成型方法，樣塊大小及物理化學(xué)反應(yīng);
(4) 燒成條件：燒成溫度、燒成時(shí)間和保溫時(shí)間、氣體介質(zhì)、氣體壓力等。
四、熱工窯爐
(一)燃油或燃?xì)獾母邷馗G爐
1.高能燃料
為了保證特種耐火材料制品的優(yōu)良性能，在燒成時(shí)需要使用高能燃料和潔凈能源，現(xiàn)使用的高能燃料有天然氣、石油液化氣、柴油、重油等，其理化性能見表2-54。
2.過?？諝庀禂?shù)對重油燃燒溫度的影響
過?？諝庀禂?shù)小于1.0 時(shí)，屬于中性或還原性燃燒火焰，過?？諝庀禂?shù)大于1.0 時(shí)屬于氧化性燃燒火焰。隨著過?？諝庀禂?shù)的提高，燃料的燃燒溫度也隨之降低。以重油為例，對燃燒溫度的影響見表2-55。
3.富氧燃燒對燃料燃燒溫度的影響
實(shí)行富氧助燃可以提高燃料的燃燒溫度。當(dāng)富氧達(dá)到60%的程度時(shí)，提高燃料的燃燒溫度比較明顯。富氧程度對幾種燃料燃燒溫度的影響，如圖 2-28 所示。
4. 空氣預(yù)熱溫度對燃料燃燒溫度的影響
提高助燃空氣溫度可以有效提高燃料燃燒溫度。采用空氣預(yù)熱器，特別是利用煙道廢氣的空氣預(yù)熱器不僅可以降低能耗，還可以提高燃燒溫度，同時(shí)減少對環(huán)境的污染。提高空氣溫度對重油提高燃燒溫度的關(guān)系，見表2-56。
5. 燃燒器(燒嘴)
北京神霧公司生產(chǎn)燃油式燃燒器的牌號為WDH-XJ，其中A1型的霧化介質(zhì)壓力為0. l~0.3MPa，A2 型霧化介質(zhì)壓力不小于0.35MPa。兩種燃燒器的安裝結(jié)構(gòu)圖如圖2-29所示。燃燒器的技術(shù)性能見表2-57。
北京神霧生產(chǎn)的燃?xì)馊紵鞯呐铺枮閃DH-YJ-C型的安裝結(jié)構(gòu)圖如圖2-30所示，其技術(shù)性能見表2-58。
(二)高溫爐窯
1.隧道窯
隧道窯是燒制建材陶瓷、普通耐火材料等制品常用的連續(xù)式燒成設(shè)備。隨著高溫和超高溫隧道窯的發(fā)展，已成為燒制特種耐火材料的窯爐。
隧道窯是一種逆流式熱工設(shè)備，沿窯長方向有預(yù)熱帶、燒成帶和冷卻帶。根據(jù)制品類型和工藝要求：有普通隧道窯和高溫隧道窯兩大類型。黏土磚隧道窯系統(tǒng)圖如圖2-31所示。一種不加氧的高溫隧道窯的燒成制度如圖2-32所示。日本幾種高溫隧道窯的技術(shù)性能見表2-59。
2.倒焰窯
倒焰窯是一種間歇式燒成設(shè)備，從結(jié)構(gòu)上看，有圓形窯或方形窯兩種。容積較大的倒焰窯多以圓形窯為主。由于使用優(yōu)質(zhì)煤固體燃料，燒成溫度在1500 - 1600℃。容積較小的倒焰窯多以方形窯為主，由于使用高能的、潔凈的重油，柴油，天然氣或液化氣等燃料，燒成溫度可達(dá)到 1600 ~ 1800℃ ，而且對燒成制品不會(huì)構(gòu)成污染源。
倒焰窯的結(jié)構(gòu)和氣流運(yùn)行路線如圖2-33所示。通過裝窯方法，即調(diào)節(jié)火道寬度，裝窯密度可以達(dá)到調(diào)節(jié)窯內(nèi)溫度分布均勻化的目的。
煅燒高級耐火制品的小形方形高溫倒焰窯的結(jié)構(gòu)如圖2-34所示。
3. 梭式窯
梭式窯是一種配有窯車的倒焰窯。以重油、柴油、石油液化氣、天然氣為燃料，燒成溫度可達(dá)到1800℃。由于制品在窯車上燒制，可以提高窯車的周轉(zhuǎn)率，達(dá)到提高產(chǎn)能的目的。
燃?xì)馐剿笫礁G是使用天然氣或石油液化氣做燃料，其特點(diǎn)是占地面積小、燃燒完全、 熱能利用率高、產(chǎn)品質(zhì)量好。一種強(qiáng)制式燃燒的3m3梭式窯結(jié)構(gòu)如圖2-35所示。
淄博向鼎窯爐技術(shù)公司設(shè)計(jì)施工的WDS 系梭式窯內(nèi)襯選材及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，燃燒和控制先進(jìn)，燒成溫度為1750℃，窯爐升降溫快，節(jié)能效果明顯。
4. 高溫試驗(yàn)爐
日本以天然氣、石油液化氣等為氣體燃料的燃?xì)馐礁邷卦囼?yàn)爐，其規(guī)格性能見表 2-60。
5. 電熱式高溫爐
通用的各種電加熱方式的電爐
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