为什么要引进美国低码层节能隧道窑技术 一

admin

为什么要引进美国低码层节能隧道窑技术    一
在我国的工业体系中，砖瓦行业就整体而言虽然在改革开放后取得了显著进步，但仍然是劳动强度高、技术薄弱、工艺设备落后的一个行业。时至今日这个行业正经历着淘汰落后工艺、转型升级的阵痛。目前国内砖瓦生产线上，在原料制备、挤出成型、干燥焙烧三道重要工序中，干燥焙烧是最薄弱的环节。因为我国砖瓦行业普遍使用的焙烧隧道窑是内燃隧道窑，该种窑型只能满足烧制一般的烧结制品，且脱硫脱硝工艺投资不小，达到环保标准十分费力。如果要烧制高档烧结制品，例如装饰清水墙砖、铺地砖等，并且要一定达到环保排放标准，那就非外燃隧道窑莫属。传统的外燃隧道窑一般采用高码层焙烧方式，已经成功地使用了近百年，无论从烧成合格率和焙烧品质，都是令人满意的。以下给大家介绍的是一种美国新型的低码层节能隧道窑技术，这是目前世界上同行业内最先进和最节能的外燃隧道窑。这种低码层节能隧道窑比传统的外燃隧道窑更节能、更容易操作、更节省人工、更能提高效率。1、低码层节能隧道窑技术低码层隧道窑是从英文“Low Set”翻译而来，是相对于高码层隧道窑而提出的。多少年来在世界上的烧结砖厂普遍使用的是高14码层左右的一次码烧或者二次码烧外燃隧道窑，中国也使用类似的10~14层码烧隧道窑，不妨称之为传统的高码层隧道窑，如图1所示。

图1 传统高码层隧道窑低码层节能隧道窑技术最早由美国SD国际窑炉技术公司发明。该公司将该项技术注册为“Low Set”（低码层隧道窑工艺技术），并在美国申请了发明专利。实际上该项技术是对码坯、干燥、焙烧和卸坯等多道工序进行重新整合、优化设计后而产生的成果。他们将窑车上的码层降低到2~4层，将窑车结构大胆革新，将窑体上的烧嘴布局和结构进行了彻底改变，其结果出人意料的满意。与过去同等产量的高码层隧道窑相比，新的低码层隧道窑的燃料消耗大大降低，干燥时间和焙烧时间大幅减少，仅是传统隧道窑的1/4，码坯和卸坯设备大大简化，整条生产线的运行成本大幅降低等等，将外燃隧道窑的各种技术指标提高到了一个新的水平，这是近几十年世界砖瓦行业的一项重要发明。低码层节能隧道窑如图2、图3所示。美国 SD 国际窑炉技术公司已有百年的历史，创建于1912年，是美国专门从事窑炉技术历史最长、规模最大、技术力量最雄厚的公司。总部设在美国匹兹堡市，并在墨西哥和澳大利亚设有分公司，世界各地设有代表处。

图2 两码层节能隧道窑

图3 三码层节能隧道窑该公司在行业内有多项“第一”的头衔，显示了他们对该行业的贡献，更显示了他们对新技术的刻苦钻研和精心专注：1912年在英国设计建造了世界上第一条商业隧道窑；1939年设计建造了世界上第一条辊道窑；20 世纪 70 年代在世界上首次研发成功燃烧器的关键部件高速喷嘴，从而使脉动燃烧能够在焙烧窑上使用，也使窑炉的能耗指标达到世界一流水平；20世 纪80年代在世界上首次研发成功制砖用低码层窑车；
20世纪90年代在世界上首次研发成功制砖用低码层节能隧道窑。美国SD国际窑炉技术公司为世界各地提供了各种各样的先进窑炉，包括生产烧结空心砖、铺地砖、外墙砖、瓦、排污管等产品所需要的干燥窑和隧道窑，以及生产日用陶瓷所需要的干燥窑和隧道窑，和生产高技术陶瓷、精密陶瓷、电子陶瓷和工业耐火材料所需要的高温隧道窑、钟罩窑、梭式窑和各种特种窑（例如碳素项目所需的车底式焙烧窑）。到目前为止，在世界各地使用该公司设计建造的各种窑炉，包括隧道窑、钟罩窑、梭式窑和特种窑等有1700多条（台）。美国 SD 国际窑炉技术公司从 20 世纪 80 年代就开始进入中国，但是那时只限于卫生洁具和日用陶瓷行业，还没有涉及其他行业。近些年，已经开始将其先进的窑炉技术引进到砖瓦行业中。2010年签署合同、2011年正式投产的长沙经沣建材有限公司烧结砖生产线成功地使用了该公司的外燃隧道窑技术烧制高档铺地砖和外墙砖。2010年签署合同、2011年正式投产的阳泉金隅通达高温材料有限公司的年产15万t均质耐火材料生产线成功地引进了该公司的外燃高温（最高温度达1700℃）隧道窑技术。2、低码层节能隧道窑的独到之处外燃隧道窑在欧美工业发达国家是普遍使用的窑型。虽然该种窑型使用天然气、重油等价格较贵的燃料，但是它能生产高档的烧结制品，能实现环保达标，很容易实现自动化无人值守。这些优势是内燃隧道窑所无法做到的。而低码层节能隧道窑是目前外燃隧道窑当中最具发展优势的窑型。低码层节能隧道窑与同等产量的传统高码层隧道窑相比，具有一系列令人惊奇的优点，下面一一列出。2.1 干燥和焙烧周期短低码层节能隧道窑的干燥和焙烧周期仅是高码层窑的1/4时间。例如传统高码层隧道窑的焙烧周期是48 h，低码层节能隧道窑仅是12 h。当然干燥焙烧的精确时间与原料、产品品种尺寸和码坯方式都有关系。2.2 综合能耗低低码层节能隧道窑的制品综合能耗明显降低，相比高码层隧道窑可以节约能耗约 20%。对于铺地砖和外墙砖，低码层节能隧道窑的综合能耗一般在350 kcal/kg~480 kcal/kg，而传统外燃隧道窑的综合能耗在 450 kcal/kg~580 kcal/kg。按每天生产 10 万标块铺地砖的低码隧道窑计算，可比同等产量的高码层外燃隧道窑每天可节省1.2万元，一年就可以节省300多万元，这可是纯利润。2.3 降低排放低码层节能隧道窑能有效地控制窑内的温度均匀性，再加上干燥焙烧周期短，根据实际测量，可减少氟化氢排放量80%。2.4 烧结制品成品率高由于低码层节能隧道窑窑车上的码层低，底部砖坯无过多外部载荷，干燥焙烧过程中都不会产生裂纹，烧结制品成品率可接近100%。2.5 运行成本降低低码层节能隧道窑由于低码层，使码坯设备和卸坯设备大大简化，从而使投资成本和运行费用大大降低。由于低码层，载荷轻，窑车的支撑耐火砖和钢结构都发生了巨大变化，窑炉的地基建设成本大大降低，窑车的运行寿命增加，维护费用降低。这可使全厂的电力消耗降低 40% 左右；可节省人力成本 50%，几个人可操控全厂。干燥窑焙烧窑与窑车转运系统在自动控制系统的指挥操作下，能够做到24h无人值守。由于低码层节能隧道窑的窑炉运行更可靠、更稳定、停产次数少、干燥和焙烧周期短、能耗低、节省人力，全厂的运行费用大大降低了，这些能使烧结制品成本降低25%。也就是说，假如按每天生产10万标块铺地砖和每块砖的高码层隧道窑成本是1元的话，那么低码层隧道窑每天可以节省2.5万元，一年就可以节省750多万元。2.6 投资没有增加虽然低码层节能隧道窑的窑车建设成本比传统高码层隧道窑的窑车建设成本高一些，但是就整个工厂来说，由于其他项目（例如码坯机、卸坯机、窑炉地基、窑体等）的投资减少，其总投资与传统高码层外燃隧道窑的全厂投资差不多。低码层节能隧道窑既然干燥焙烧的周期短，砖坯码层低，那么是否将会占用很大的厂房呢？我们以事实来回答这个问题。图 4 列出了美国一个年产 4000万块路面砖（200 mm×100 mm×50 mm）的工厂实际布局图，不包括原料车间，厂房面积 4 600 m2，窑车宽5m，四码层，干燥周期 14 h，焙烧周期 12 h，燃料消耗350 kcal/kg，电力消耗：每吨烧结制品32.5 kWh。该实例基于每周工作7 d，窑炉自动运行每天24 h，窑炉之外的工序每天工作1班。从这些数据可以看出其先进之处。综上所述，在同等产量情况下，低码层节能隧道窑与传统的高码层隧道窑相比有许多突出的优点。因此，随着我国对环保和节能减排要求越来越高，对产品质量要求越来越高的情况下，低码层节能隧道窑一定很快会被大家所认识和接受。

图4 低码层节能隧道窑典型布局

内容来源于百度