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辊道窑窑道挡火板及挡火墙的作用及设置

发布时间:2018/6/12 17:19:07 点击率:

  虽然窑道窑中挡火板和挡火墙对窑炉的操作控制有许多积极作用,但如果在数量和位置上设置不合理,也会给控制上带来负面影响,故提出几个原则供参考。

  1、窑道挡火板及挡火墙的作用

  窑道上的挡火板与挡火墙所起的作用基本是一样的。挡火板负责对窑内上半窑道的控制,一般采用耐高温硬质陶瓷纤维板制成,可以通过在窑顶外部调整位置的高低。挡火墙负责对窑内下半窑道的控制,一般采用耐火砖砌筑,高低位置相对固定。设置窑道挡火板和挡火墙往往在同一横截面位置上。

  1.1 上下导流作用

  从流体力学运动原理可知,由于受几何压头作用的影响,窑内热气体总是有由下向上运动的趋势,加上在烧成带烧嘴上下设置的差异,窑内上下通道水平气流速度差异及温度差异是难以避免的,这时可以利用窑道挡火板和挡火墙的空隙调整气流的上下运动分布,以平衡好产品在烧成过程中的受热效应。

  1.2 水平导流作用

  窑道内受窑头主风机的作用,高温带、预热带的气体总是从水平方向向窑头运动,此时,窑道内就相当于一条密封流通管道?拷で搅奖叩钠迨苎爻棠Σ亮Φ挠跋,流速总比中间的气流速度低,特别是预热带,是明显的层流状态,从而影响了产品水平方向的均匀受热。这时,可以通过窑道挡火板及挡火墙的形状调整气流的水平运动分布,以平衡好产品在烧成过程中的受热效应。

  1.3 调整升温曲线作用

  辊道窑的升温曲线很大程度取决于产品烧成过程中所发生的物理化学变化,也与产品的规格大小和烧成周期有关,即主要考虑坯体对升温速度的适应性。窑炉为了满足工艺要求,一般在高温带采用调整烧嘴数量及燃料燃烧量来控制,在预热带采用窑头主风机抽力来控制,主风机抽力大,预热带温度升高。

  在调整温度曲线的时候,经常会出现当窑头号主风机抽力增大,高温带温度相应下降,预热带的温度整体上升,排烟温度也将上升,却不能实现指定的某个区域温度升高。这样就难以使陶瓷制品实现工艺上温升快、慢的要求,影响了整体的快速烧成。如果在需要温度急升的位置前设置一道挡火板和挡火墙,就可以实现这一目的。

  1.4 截流作用

  作为在窑道上设置的挡火板和挡火墙,能直接对气流运动起截流作用。对于预热带所设置的挡火板和挡火墙在一定程度上可以对窑头主风机、抽烟主风管、抽烟支风管的挡火板调节起到辅助作用,在保温带和急冷带的挡火板和挡火墙所起的截流作用就更加重要了。

  正常情况下,保温带应该处于微正压或负压状态,急冷带应该处于较大的正压状态,在保温与急冷交界处仍有少量的气流向窑头方向运动是正常的。但在生产中,由于主风机和抽热风机调整平衡时不一定都能实现这种状态,经常出现有保温带气流向急冷带方向运动的趋势,这时,窑道挡火板与挡火墙则起到关键的保障作用。

  2、窑道挡火板及挡火墙的设置

  根据其所起的作用不同,窑道上挡火板及挡火墙设置方式应该有所不同,还应该结合产品类型、配方烧结特点以及窑体规格、烧嘴压力等情况综合考虑,才能使窑道挡火板和挡火墙充分发挥作用,挡火板和挡火墙的设置包括形状、数量、位置、开度间隙等方面。

  2.1挡火板及挡火墙的形状

  2.1.1 一字式设置

  所谓一字式是指挡火板和挡火墙端部外形呈直线形状,并垂直于窑炉长度方向横列设置。

  这种设置方式比较简单,一般适用于横截面积较小的窑炉,或烧成速度较慢的窑炉,可以在预热带作为上下导流调节,在高温带作为蓄热辐射或都急冷前起阻挡截流作用。

  2.1.2 锯齿式设置

  所谓锯齿式是指窑道挡火板和挡火墙端部外形呈凹凸锯齿形状,并垂直于窑炉长度方向横列设置。

  2.1.3 八字式设置

  所谓八字式是指沿窑炉长度方向,挡火墙呈八字形状排列,端部外形一般采用锯齿式的较多。这种设置较为复杂,而且一般只有挡火墙上使用,因为如果挡火板也采用这种方式,则其结构和操作都会变得很复杂。

  这种设置更加具有立体性,既可以调节上下导流作用,也可以调节水平导流作用,而且加强了气流水平方向的调整能力。但不足之处是挡火墙不是一个截面,与上半窑道挡火板不是完全处于一个截面上,气流必然后产生上下湍动,如果没有这个调整目的,就会造成气流上下运动分布的相互影响。

  2.2 挡火板和挡火墙的数量及位置

  2.2.1 数量设置

  挡火板和挡火墙的设置毕竟造成了窑道内气流运动阻力的增加,如果设置数量过多,会直接造成窑头抽力不足,预热带升温困难,坯体湿气排除困难,容易使产品出现黑心、坯裂等缺陷,或者会造成烧成带正压过大,烟气向冷却带倒流现象。一般设置窑道挡火板和挡火墙数量可以考虑以下几个原则:

  1)窑炉长度长,设置数量应该多些,以便有多些手段来调整各段的温度状态。

  2)产品烧成周期越长,进窑速度越慢,这时设置的数量可以多些。因为周期长,产品在窑内所受辐射传热比对流传热的比例会更多些,所需窑头抽力相对小些,挡火板及挡火墙设置数量多些有利于窑内温度稳定。

  3)坯体配方中粘土用量多,或者坯体饱水性大、有机物多时,设置数量应该少些。一般在这种情况下必须加大预热带的对流效果,才能避免产品黑心、坯裂等缺陷的出现。

  4)排烟主风机抽力余量大,设置数量可以考虑多些。只有这样才能保证窑炉调节能力的余地较大。

  2.2.2 设置位置

  窑道挡火板和挡火墙设置位置主要取决于坯体的工艺要求,一般考虑以下几个位置:

  1)急冷带与保温带交接位置设置。这里的设置主要对烟气起阻挡截流作用,要求挡火板和挡火墙预留空隙要尽量小,端部距离产品表面10~12cm为宜,采用"一字式"形状。值得注意的是此处间隙控制要严格,否则会使产品出现"飘角"现象。因为此时砖坯高度软化,受高温气流局部冲击后极易产生变形。

  2)高温保温带前设置。设置主要是对高温保温带的温度起稳定作用,确保这段温度曲线平缓上升。这里挡火板和挡火墙的间隙(距产品表面)一般控制在15~25cm为宜,如果窑体较宽,水平温差大,可以通过挡火板、挡火墙的形状进行补偿调整。

  3)烧成带其他位置设置。如果窑炉高温带较长,烧成周期也较长,可以考虑在高温带设置2~3道间隙较大的挡火板和挡火墙,目的是起蓄热稳定作用,端~~部到砖面间隙一般控制在20~30cm为宜。

  4)预热带600~700℃段设置。在此阶段,坯体内的石英晶型转变已完成,机械水、层间水排除已较彻底,结构水,有机物等已大量排出,快速升温比较安全。因此,此处设置挡火板、挡火墙的作用和要求与烧成带、保温带前的设置道理是一样的。

  5)预热带其他位置设置。该位置挡火板和挡火墙的设置是为了调整控制水平温差和上下温差,根据预热带的长短,一般可设置1~2道,间隙不宜太小,20~30cm为宜,通常下半窑道挡火墙间隙比上半窑道挡火板间隙大些好。


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