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耐火材料行业知识

工业窑炉节能方法

  由于工业窑炉是集发热、传热,反应的功能于一身,有的还兼有输送物料的功能。因此,从满足锻烧制品要求考虑选择窑炉类型时,需要分析的因素有:热能来源、供热方法、传热方式,余热利用,炉内气氛性质及运料方法等。
  1、热能来源
  硅酸盐工业中,燃料费用在生产总成本中所占比例较大,例如生产普通硅酸盐水泥时,以煤粉作为燃料,其燃料费用约占成本的13%?14%。如果以油作燃料,则燃料费用在成本中的比例还要高。
  使用何种燃料需要进行比较,选用燃料首先要根据国家的燃料政策,其次所选用的燃料不仅要能满足生产制品的工艺要求,而且要求在总成本中所占比例尽可能低。
  2、供热方法
  工业窑炉内产品在烧成时,均希望获得尽可能均匀的加热。为此,人们曾设想过多种均匀供热的方法。常用的有四种:
  ①内部供热:根据烧成制品性质和窑炉结构的许可,将燃料混入物料中进行燃烧供热。例如烧制轻质耐火材料时,在泥料中加入锯末、焦炭粉、无烟煤粉等,此时,不仅供热均勻,还由于可燃物的燃尽,使制品具有一定的气孔率。例如用立窑煅烧水泥熟料时采用黑生料球法,燃料(无烟煤粉)与生料粉紧密接触,不仅传热速度高,热利用也好,其热有效利用率可达50%。但是由于燃料混入物料内部,燃料与空气接触不良,燃烧不集中,温度不髙,容易出现燃料未尽、熟料欠烧。特别是当料球大小过分不均勻时,更加严重。
  ②底部供热:由于热气流有向上浮升的趋势,因而易造成加热室内温度分布不均匀。并且由于底部燃烧烧嘴维修困难,烧嘴覆盖面不大,所以底部燃烧应用并不多。
  ③侧面供热:是硅酸盐工业使用最为广泛的供热方法,如倒焰窑、梭式窑、隧道窑、池窑等。由于侧面燃烧的横焰植盖面大,能够在较大面积的窑炉底部上获得较均匀的温度分布。为了避免火焰直接冲刷在物料上引起在物料上结焦或过烧变形,可采用火焰对准燃烧通道或采用挡火墙的办法。在侧面燃烧中,如在一般隧道窑中那样,由于受到烧嘴喷射力的限制,窑不宜太宽。
  ④顶部供热:窑的宽度可不受限制。烧嘴设在顶部,数目可不受限制,从而可以采用小流量、多点分散的配置方式,进一步改善窑内温度分布的均匀性和火焰气体对制品的传热条件。
  3、传热方式
  明焰传热:火焰直接进入窑内进行传热;
  半隔焰传热:部分火焰直接进入窑内进行传热;隔焰传热:火焰不进入窑内进行的传热。
  4、余热利用
  工业窑炉的预热利用主要是指排出的燃烧产物的显热与加热制品带走的显热的利用。这些显热所带走的热量数量较大,如果能很好地加以利用,其经济效益、社会效益都是显著的。
  例如:硅酸盐工业余热回收主要用于:料粉或生坯的预热;煤气、燃油及助燃空气的预热;余热发电及其他供热。
  5、回收余热的方式
  ①有的余热是在窑炉内茛接加以利用的,如回转窑及隧道窑的预热带;②有的采用通用的换热设备,如换热器、蓄热器、热管等固收热量;③有的则采用专用的预热器,冷却机等设备加以回收。一些专用设备将结合具体窑炉加以叙述。
  6、物料的输送方式
  对于粉状和块状物料已有多种加料和出料设备可供选用,如螺旋输送机、皮带输送机,气力提升泵等,就是对于单机日产几千吨水泥熟料的回转窑实现加料和出料的机械化和自动化也已经不成问题。
  值得讨论的是具有-定形状的制品,如陶瓷制品、耐火材料制品的装窑与出窑。在运送制品方面,减轻劳动强度的装罝分为两大类:一类是用于间歇式窑的装窑与出窑;一类为连续式窑上的进料和使制品穿过窑炉运行的装置。
  间歇式窑是分批地装料和出料的工业窑炉。目前国内主要还是靠人工进行装、出窑,及利用一些简单的器械减轻劳动强度,如可放置托盘的小车、可升降的叉车等。对于大型制品,可用窑车送入间歇式窑,窑车即间歇式窑的窑底,制品烧成后,再将窑车拉出,从而大大简化装、出窑的操作,梭式窑(或称抽屉窑)即为此类间歇窑。
  窑车可以平稳而连续地向窑内运送成型制品,是很有效的一种运料方法,广泛用于隧道窑。采用合适的推车机构,可满足一定烧成制度的需要。
  辊道输送装置这种装置由一系列平行排列的辊子构成辊道。每组辊子横穿窑墙支承在窑外的两侧支座上。辊子的传动有四种形式:链条链轮式传动、斜齿轮传动、伞型齿轮传动以及涡轮传动等。


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