改善工艺制度，实现隧道窑烧成节能

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当前，能源的应用日益紧张，价格不断上涨，开展节能工作势在必行。它不仅可以降低成本，更能增加经济效益。寻找其节能的途径非常必要。本文在改善工艺制度，实现隧道窑烧成节能方面，进行了详细的探讨。





合理控制燃料与助燃空气的比例
在实际生产过程中，为求稳妥，燃料与助燃空气量的比例存在着过大或过小的现象。过大表现在还原焰烧成的产品上，为保证气氛制度的工艺要求，使燃料供给过量；而过小则是用氧化焰烧成时，为了防止窑内出现冒烟或不完全燃烧的现象，过量加大助燃空气。还原焰烧成的产品燃料过量时，虽然能够适应气氛的工艺要求，但会造成较大的能源浪费。


  每增加一份CO，就要多消耗一份C。若C的来源是煤炭(一般煤炭含C为50%)，那么多消耗一份C就意味着多用二份煤炭。对连续生产的隧道窑来说，这种情况下，多消耗的燃料相当多。因此，在确保产品不出现阴黄的前提下，还原气氛不必过浓。

  氧化焰烧成的产品，加入过量的助燃空气时，要使这部分空气量达到产品所需要的烧成温度，就必须额外增加燃料量。曾有人计算过，隧道窑烟气中每增加1%的O2，燃料消耗就要增加2.62%。因此，氧化烧成的隧道窑，空气过剩系数应严格控制，严禁过量空气入窑造成耗能浪费。从以上分析可知，严格控制燃料和助燃空气的比例对节能有重大意义。在实际操作上，应经常对窑炉的热工状况进行巡视，及时了解燃料的工作参数(压力、入窑前的温度、在燃烧室的雾化效果)变化，并作出相应调整，以达到节能的效果。

   适当调整冷却带进口端压力
隧道窑冷却带进口端的压力必须与烧成带末端的压力相适应。合理的控制应为:还原焰烧成时，为防止冷却带空气流向烧成带，影响烧成带的气氛和温度，适当使该处的压力微低于烧成带末端的压力，让烟气略有倒流；氧化焰烧成时则相反，该处的压力应略高于烧成带末端，允许少量冷却带热风进入烧成带作助燃空气。

   此外，应避免还原焰烧成时现有的烟气倒流过多，氧化焰烧成时进入烧成带的热风过大的情况。烧还原焰时的烟气倒流过多，一方面延长了高温保温时间和区域，使能耗增多；另一方面为了保证急冷的工艺要求，不得不增大急冷风机和抽热风机的风量。这样电机使用功率增大，增加了耗电量，且影响电机的使用寿命；

   同时，延缓了产品在冷却带的停留时间，影响快速烧成，降低了窑炉产量，间接增大了能耗。因此，建议适当减小冷却带热风抽出量，稍微提高冷却带进口端的压力，相应地减少烟气倒流量。进行调整时要注意烧成带最高温度点和温度值是否有变化，如果出现这种情况，则应调整烧成带末端几个燃烧室的燃烧量，必要时还可调整预热带排烟总闸的开度。

     一般在氧化焰烧成的情况下，急冷时的热风进入烧成带的量会过大。为了保证最高温度和高温保温区域的稳定，使进入的那部分热风能够满足温度上的要求，必须加大燃料的投入量，这样就增加了能耗。为避免这一现象，建议适度加大冷却带的热风抽出量，尽可能减少进入烧成带的热风。同样，进行此工艺调整时，也要注意烧成带最高温度点及高温保温区域是否有变化，并根据变化作适当调整。

   加大急冷风侧面的比例
冷却带急冷段风量，大部分集中在窑顶，只有不到40%的风量分配在两侧，有的窑炉甚至不用两侧的冷却风。陶瓷产品在冷却带冷却时，窑车下部制品的温度要比上部的温度高得多。因此，在现有的冷却制度下，为了保证下部产品在冷却时，尤其是在冷却带中部缓慢冷却阶段不出现惊裂的现象，推车速度一般不能轻易加快。因此，笔者认为适当加大急冷风在两侧的比例，尤其是侧下部的比例，使下部产品经急冷后的温度同上部产品的温差尽可能减小。

  这样相应延长了500～700℃之间的缓冷区域长度，为进一步实现多烧快烧、加快推车速度创造了条件，从而使提高产量、降低产品能耗、间接实现节能成为可能。

   合理保留窑车面通道实现稀装快烧隧道窑窑内工艺制度一般不会改变，因此，窑内的传热量大体是一个定值。如进行快速烧成、增加进车量，就能达到既增产又节能的目的。合理地保留窑车车面的通道、适当的稀装是实现这一目的的最佳途径，德国、意大利等国的经验已经证明了这一点。但是，有人担心这样做会减少产量，所以实行见缝插针的窑装，就连原设计的车面通道也塞满了小件产品。
   实际上，适当加大窑车面通道和合理的稀装，一方面可以加快窑车中部的传热速度，有利于缩小水平温差；另一方面，窑车车面有了更大的空间，有利于热烟气更多地下行，缩小了上下温差；同时可以尽快排除水汽和坯体由于物化反应生成的气体。这样就可以实现快烧，稀装造成的产量减少可以由快烧来弥补。更为重要的是，稀装对产品的针孔及桔釉缺陷的减少有很大帮助，冷却时由于急冷较快使光泽度提高，这样就提升了产品品质，进而可提高经济效益。
   控制入窑产品的水分适当提高预热带中后段温度，实现快烧适当缩短隧道窑烧成的周期，是节能增效的最佳途径。而能否缩短隧道窑烧成周期的关键因素，是确保在预热带初期使坯体快速升温、在氧化分解及晶型转化期保证各种物理、化学反应快速进行、预热带上下温差不大。为缩短隧道窑烧成的周期，建议控制入窑产品的水分，适当提高预热带中后段的温度。现在大多存在这样一个问题:在半成品还没有充分干燥或只是表面干燥的情况下，直接上釉，然后装窑烧成。
    这样一来，势必造成坯体开裂或针孔缺陷的出现。为了避免这样的情况出现，一般需降低窑头温度或减慢推车速度，有时二者兼用。降低窑头温度，意味着相当一部分热烟气从预热带中后部被提前抽走，热能未被充分利用；减慢推车速度，就延长了生产周期，降低了产量。这都造成了产品烧成耗热量的增大。
  改善途径                     (1)必须严格控制入窑产品的水分在3%以下，充分保证在预热带初期能使坯体快速升温，确保整条隧道窑烧成的工艺制度；
(2)适当提高预热带中后段温度。因为半成品氧化分解、晶型转化期及各种物理、化学反应均在预热带中后段进行。
预热带中后段温度不同区域分别提高50～100℃，可以进一步促使这些反应早一点完成；此外，适当提高预热带中后段温度，可使该段的窑内压力有所提高，迫使更多的热烟气下行，从而缩小上下温差，有利于加快推车速度。这样不但能实行快烧、增加产量、节约能源，还能减少产品缺陷，提高产品品质，增加经济效益。