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精诚一意,格致创新
梭式窑详细介绍
梭式窑装窑出窑都在窑外进行,对烧成制品适应性强,能适应不同尺寸、形状和材质制品的烧成。它既可用作生产的主要烧成设备,特别适合小批量多品种的生产,满足市场多样化的需求,又可作为辅助烧成设备,例如产品的重烧和新产品的试生产使用,应是陶瓷行业不可缺少的烧成设备。
此外,梭式窑结构紧凑,占地面积小,大型梭式窑的投资要比相同产量的中、小型隧道窑低。
梭式窑的热耗要比辊道窑和隧道窑高一些。由于轻质耐火砖,特别是耐火纤维技术的发展,燃烧技术和余热利用技术以及窑炉设计水平的提高,梭式窑向节能化和大型化发展,其热耗也在逐渐下降,优于一些隧道窑。因此,对中、小批量陶瓷的生产,高效节能梭式窑应该是一种合理的窑型。在西方发达国家,梭式窑得到迅速的发展,它是近年欧美采用较多的窑型。
一、结构
梭式窑是一种窑车式的倒焰窑。烧嘴安设在两侧窑墙上,并视窑的高矮设置一层或数层烧嘴。窑底用耐火材料砌筑在窑车钢架结构上,窑底吸火孔、支烟道设于窑车上,并使窑墙下部的烟道和窑车上的支烟道相连接。利用卷扬机或其它牵引机械设备,使装载制品的窑车在窑室底部轨道上移动。
为充分利用梭式窖的生产能力,通常配备窑内可容纳2倍,甚至3倍以上的窑窑车数量的车。
制品的装卸都是在窑外进行。装好坯体的窑车被推入窑内后开始点火燃烧,经过预热、烧成、冷却这三个阶段以后再将窑车拉出窑外,卸下烧好的产品,再准备下一个循环的烧制过程。
梭式窑具结构多种多样,采用的材料也各不相同。通常使用堇青石莫来石质或碳化硅质的空心长立柱、棚板及薄形多孔板,和使用重结晶碳化硅质或氮化硅结合碳化硅质的横梁、各种形状的支凳、棚板联锁件等窑具来支承和固定制品。
梭式窑由于常是多层码装,故棚架多层,高度较大,因此棚架的稳固性十分重要。
二、燃烧系统
梭式窑的燃烧系统:布置在两侧的窑墙上,燃烧室的结构及布置方法视所用的燃料而异。
烧油或烧煤气时,可视窑体的高矮而设置一层或多层烧嘴;火焰进入梭式窑内以后,是从上而下加热坯体。
1.燃料通过烧嘴燃烧产生的高温热烟气从窑车两侧与窑墙之间的缝隙流到窑车的顶部以后,在烟囱抽力的作用下再通过窑车上坯体之间的缝隙向下流动;在此过程中,热烟气把热量传给窑车上的坯体,使其烧制为产品。
2.烟气完成传热后的热烟气其本身变为废气,最后从排烟系统和烟囱排向大气。由于热烟气从上向下的流动符合流体力学中使气流均匀分布的“分散垂直气流法则“,所以梭式窑内的温度比较均匀,没有像隧道窑内那样的气流分层现象,这也是梭式窑的一大优点。
三、传热特点
火焰窑炉内,燃烧产物是以对流传热和辐射传热的形式把热量传给制品。
1.对流传热:烟气和制品之间的温差成正比,与窑内烟气的流速的0.8次方成正比。
2.辐射传热:烟气和制品的绝对温度的4次方之差成正比。
①若通过增大烟气与制品之间的温度差来提高传热效率,从传热的观点来说是好的,但从造成制品内外温差来讲是不好的。
②如果通过增大烟气的流速,就能使整窑制品都较均匀而迅速地加热。采用高速调温烧嘴,烟气与制品间的温差不大,而窑内烟气的流速却比使用一般的烧嘴增大致十倍,从而在保证制品的烧成质量的同时提高了传热速率,实现制品允许的尽可能快的烧成目的。
③现代间歇式梭式窑炉,采用了高速调温烧嘴,燃烧产物以很高的进度(100米/秒以上)。喷射入窑。这样,存整个烧成过程中,燃烧产物的对流传热速率就大大地提高;即使在高温阶段,对流传热的作用也大。
④但在使用高速调温烧嘴时,制品码装时要留有在料垛间要留出100-400mm的火焰通道,通常其宽度随窑炉宽度尺寸的增大而增大。最好使窑内气流能造成一个旋转气流,避免高速的火焰直接冲刷到局部的制品上,影响火焰的流动,造成较大的温差。烧嘴在向一平面上应交错布置,以免互相干扰,减弱高速喷射的作用。
四、高速调温烧嘴喷出速度和烟气温度对窑内温度分布、综合换热系数、热效率的影响
1.对窑内温度分布的影响:高速调温烧嘴通过提高燃烧产物的喷射速度,使得窑内烟气的流速大大增加,从而提高了对流传热速率。这种高速喷射不仅保证了整窑制品能够较均匀而迅速地加热,而且缩短了生产周期,提高了窑的生产能力及产品质量,同时也节省了燃料消耗量。
2.对综合换热系数的影响:高速烧嘴的应用加快了窑内焰气的运动速度,使得焰气对坯件的对流传热系数显著提高。特别是在中低温阶段,由于高速烧嘴的使用,对流传热量约占全窑的很大比例,从而提高了窑内的综合换热系数。
3.对热效率的影响:高速调温烧嘴通过提高燃烧产物的喷射速度,不仅提高了对流传热效率,还有助于提高窑炉的热效率。此外,通过优化烧嘴的布置和采用特定的技术措施,可以进一步改善窑内温度的均匀性,提高热效率。
五、安全管理
1.窑炉操作人员须经安全技术培训,熟悉可燃气体基本性质和各种设备性能,熟悉使用消防器材,能排除设备常见故障,按操作规程进行操作。
2.使用单位必须选派熟悉燃气安全知识的专业技术人员负责安全管理工作,制订以岗位责任制为中心的安全操作规程和操作记录表卡,制订事故预案和救援方案,定期对设备进行巡回检查,发现事故隐患及时整改,确保安全运行。
3.操作人员应经培训上岗,坚守岗位,做好运行检查和记录,加强设备保养,发现重大事故隐患时,及时向安全管理人员汇报。
4.非操作人员不得随意动用设备或开启阀门,主气阀(或电磁阀)在每次开启前,都应检査窑炉各燃烧嘴燃料阀门,并确认其处于关闭状态(燃烧嘴安装熄火自动切断燃料的除外)。在开启后,各烧嘴单独打开阀门分别点火。
5.作业场所应加强通风,按消防法的有关规定配备消防器材。
6.作业场所发生漏气时,严禁使用一切用电设备,避免金属碰击,并杜绝一切火源火种。
7.发生火灾或爆炸事故,操作人员应迅速切断供气、供电,采取有效措施扑灭火灾,保留现场并迅速上报。
梭式窑,抽屉窑
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