陶瓷燒成的節(jié)能途徑有哪些？

陶瓷燒成的節(jié)能途徑有哪些？

答：節(jié)能減排是一個不老的話題，尤其是在當(dāng)代，陶瓷窯爐是否節(jié)能，它不單是窯爐的一項(xiàng)主要指標(biāo)，也是一條窯爐是否先進(jìn)的標(biāo)志，下面從幾方面總結(jié)窯爐的節(jié)能途徑。

1 燃燒系統(tǒng)方面

1.1 合理選用燃料

目前，先進(jìn)的輥道窯一般都選用氣體燃料，因?yàn)闅怏w燃料燃燒完全，熱利用率高，有利于自動控制溫度。用煤作燃料雖然成本低一些，但無論是在熱能利用率，還是在產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)保方面均不如氣體燃料，目前我國的陶瓷窯爐已很少用煤作燃料，就是用天然氣、液化石油氣不方便的地方，也是將煤轉(zhuǎn)化成煤氣，液化燃料也很少使用，因?yàn)橐后w燃料需充分霧化才能燃燒完全。

1.2 合理選擇燃燒設(shè)備

窯爐中的燒嘴是燃料燃燒的關(guān)鍵設(shè)備，也是決定輥道窯橫斷面溫度是否均勻的重要設(shè)備，結(jié)構(gòu)不好會造成火焰不穩(wěn)定，產(chǎn)品出現(xiàn)變形和色差。一個好的燒嘴能在助燃空氣過剩系數(shù)較低的情況下燃燒充分，火焰穩(wěn)定，易于調(diào)節(jié)，能達(dá)到節(jié)能之目的。

目前國內(nèi)的燒嘴供應(yīng)商一般都缺乏基礎(chǔ)研究，靠在實(shí)踐中摸索一些數(shù)據(jù)，有一定的局限性，當(dāng)一些條件發(fā)生變化時，就不知如何應(yīng)對了。表現(xiàn)形式是熱功率不合適，燃?xì)鈬娍缀椭硷L(fēng)噴孔的面積比相差大。所以，陶瓷企業(yè)每次在訂購燒嘴時，都進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，對助燃風(fēng)和燃?xì)忾_孔的具體尺寸和數(shù)量提出要求，以確保運(yùn)行良好。

1.3 合理選擇空氣過剩系數(shù)

不同的燃料在保證充分燃燒時，所需的助燃空氣量不同。在窯爐調(diào)試時，應(yīng)將過剩空氣量控制在最小，超過這個范圍就會起到消耗燃料的作用。

1.4 提高助燃風(fēng)的溫度

將助燃風(fēng)預(yù)熱到一定的溫度有助于節(jié)能。據(jù)測算，助燃風(fēng)達(dá)到100℃時，可節(jié)能4%。，另外也使燃燒速度加快，燃燒過程穩(wěn)定，提高了燃燒效率，促進(jìn)其完全燃燒。好多窯爐設(shè)計(jì)者在以下幾方面進(jìn)行過嘗試：①將助燃風(fēng)管埋在窯爐四角，用吸收窯墻所散發(fā)的熱量來提高助燃風(fēng)的溫度，大約達(dá)到60℃。②將冷卻帶的余熱風(fēng)作為助燃風(fēng)用，可達(dá)200℃。③在窯爐的急冷帶設(shè)置熱交換器，將助燃風(fēng)管通過熱交換器換取一部分熱以提高溫度，可達(dá)120℃。以上3種方法的第1種好一些，溫度較穩(wěn)定，但溫度較低，節(jié)能不明顯。第2種溫度高，節(jié)能明顯，但需增加穩(wěn)定措施。第3種效果不理想，會影響磚的正常冷卻，還有可能引起緩冷區(qū)的炸磚。

1.5 減排的一種新理念

降低產(chǎn)品出窯溫度。降低產(chǎn)品出窯溫度有兩個好處：一是優(yōu)化工人操作環(huán)境，它是先進(jìn)國家比較注重的一方面，也是我們大多數(shù)企業(yè)所忽略的一方面，隨著時代的進(jìn)步，這方面的要求肯定越來越嚴(yán)格，我們做設(shè)計(jì)的工作者，頭腦一定要有這個超前意識。二是它可以將盡量多的熱換出來再利用。當(dāng)然，降低產(chǎn)品出窯溫度，需要加大產(chǎn)品成本，才能加強(qiáng)緩冷區(qū)的冷卻效果，這樣就可以縮短緩冷區(qū)長度，加長尾冷區(qū)的長度，從而降低產(chǎn)品出窯溫度。某窯爐公司目前的設(shè)計(jì)采取這個措施之后，產(chǎn)品出窯溫度比一般窯爐可降低50℃左右。

2 合理設(shè)計(jì)窯爐的結(jié)構(gòu)

2.1 合理選擇耐火保溫材料

判斷窯爐是否節(jié)能的另一個標(biāo)志是窯爐外表溫度，在窯壓一定的前提下，窯爐外表溫度低說明窯爐散熱少，窯爐外表溫度與窯墻厚度和耐火保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，窯爐窯墻厚度大，外表溫度可降低，但也不是窯墻越厚越好，因?yàn)楦G墻厚了，輥棒的長度也跟著增加，這就會增加企業(yè)的后期運(yùn)行成本；同時輥棒長了，兩側(cè)的支點(diǎn)距離大了，走磚情況也會趨于變壞，會使磚坯在燒成區(qū)變形。

在保證使用溫度的前提下，應(yīng)盡量選擇導(dǎo)熱系數(shù)低的耐火材料，根據(jù)窯墻從里到外的溫度梯度合理配置耐火保溫材料，就可以既能減小窯墻厚度又能保證保溫性能的目的。目前國外先進(jìn)窯爐窯墻厚度為380mm，而國內(nèi)有的窯爐公司已做到500mm，這樣我們不得不嚴(yán)肅地考慮這個問題了。

在重視窯墻保溫性能的同時，也不能輕視窯底和窯頂?shù)纳幔械母G爐公司認(rèn)為窯底不重要，把窯底設(shè)計(jì)的很薄，選擇的保溫材料密度又大，造成大量的熱從窯底散掉。如果窯底按不同的工作溫度選擇一些低導(dǎo)熱系數(shù)的材料，如在低溫區(qū)使用體積密度為0.6g／m3的硅藻土磚等，則可大大提高窯爐的保溫性能。

2.2 事故處理孔的設(shè)計(jì)

事故處理孔一般選擇過橋磚是重質(zhì)高鋁磚，但是除孔的底之外的其它三面就有講究了，如果都選大塊的重質(zhì)磚，勢必會散熱嚴(yán)重。一般認(rèn)為既然是作為處理事故的孔，應(yīng)該越結(jié)實(shí)越好，但同時也增加了熱耗，這是一對矛盾，看我們怎樣去考慮這個問題，因?yàn)楝F(xiàn)在的窯爐很少堵窯，有的處理孔，可能永遠(yuǎn)也用不到，所以設(shè)計(jì)上還是應(yīng)以保溫為重點(diǎn)考慮。

2.3 觀察孔的設(shè)計(jì)

有的公司將觀察孔做成本積密度較大的一個整體磚，窯墻有多厚，它就有多長，這樣它本身散熱很厲害。目前有的窯爐公司這種結(jié)構(gòu)較好，在砌好的墻上直接打孔，整體性好，散熱小。

另外一個問題就是觀察孔大小的問題，有的公司將觀察孔設(shè)計(jì)的很大，也會引來散熱大的不良后果，因?yàn)闊蓭俏⒄龎哼\(yùn)行，如果操作工使用觀察孔后忘記了放塞子或塞子壞了沒及時更換，則會有大量熱氣從此孔跑出窯外。

2.4 燒嘴磚的設(shè)計(jì)和選擇。

2.5 合理設(shè)計(jì)窯爐內(nèi)空高度

窯爐內(nèi)腔太大會造成煙氣積聚于窯頂層空間內(nèi)，不僅會造成上下溫差加大，還會使煙氣與產(chǎn)品熱交換量變小，熱效率降低，從而加大能耗。

2.6 窯爐長度的選擇

目前陶瓷企業(yè)要求單條窯的日產(chǎn)量越來越大，2000年前后，要求日產(chǎn)600mm×600mm拋光磚5 000m2，窯長是130m左右；2006年前后，要求日產(chǎn)10 000m2以上，窯長220m左右；目前要求是日產(chǎn)15 000～18 000m2，窯長在320m左右，現(xiàn)在最長的窯爐已做到了400m，有的陶瓷企業(yè)欲將拋光磚窯爐做到日產(chǎn)25 000 m2的水平。窯爐真的越長越好嗎？答案是否定的。我們知道無論多長的窯爐，排煙風(fēng)機(jī)都設(shè)置在窯頭，窯爐在燒成帶是微正壓運(yùn)行，為了保證燒成帶微正壓5Pa，越長的窯爐窯頭負(fù)壓就越大，預(yù)熱帶吸進(jìn)冷風(fēng)越多，而吸進(jìn)冷風(fēng)越多，會造成預(yù)熱區(qū)升溫困難，從而所用燃料增多。

2.7 合理施工

可以肯定，選擇再好的材料，如果沒有一個好的施工隊(duì)伍，不能規(guī)范施工，窯爐保溫效果也會大打折扣。

3 工藝配方方面

3.1 開發(fā)低溫快燒工藝

節(jié)能不僅要在窯爐上挖潛力，是否采用低溫快燒也是很重要的一個環(huán)節(jié)，目前600mm×600mm的拋光磚的燒成周期在國內(nèi)已達(dá)到40min，它的能耗是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以前55min的燒成周期。

3.2 減小瓷磚的厚度

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為600mm×600mm拋光磚的厚度是10mm是正常的。如果降到8mm的厚度，就可以減少20%的用料，還可以縮短燒成周期，大約可減少燒成時間10min左右，節(jié)約熱能15%以上。

科達(dá)公司在蒙娜麗莎承建的陶瓷大薄板800mm×1 800mm生產(chǎn)線，成品磚的厚度僅有5mm，僅原料就可以節(jié)約一半。

4 開發(fā)寬體窯爐

利用寬體窯增加產(chǎn)量是節(jié)能的又一個途徑。近年來對于開發(fā)寬體窯，尤其是燒拋光磚的寬體窯，人們欲進(jìn)又止，有一些陶瓷廠在使用寬體窯燒制拋光磚上吃了一些苦頭，其主要原因是沒有切實(shí)可行的措施解決寬體窯帶來的難題，或者根本不知道寬體窯有哪些難題，就貿(mào)然上寬體窯，肯定會失敗的。

本欄目責(zé)任編輯 于 倩