教你如何克服窑炉水平温差

孟贺

1  窑炉水平温差产生的原因
根据窑炉断面温度分布的特征，可将窑炉的水平温差分为独峰型（中间温度高）、V型（中间温度低）和双驼峰型（有两个温度峰值）。很多瓷片素烧窑出窑产品的尺寸分布是两边尺码大，中间尺码小。这通常是因窑内水平温差呈独峰型（即中间温度高于两侧温度）所致。现做如下分析：

（1）烧嘴的喷射角度过小造成火焰刚性大。当烧嘴的调节范围与窑内设计压力降不匹配时很难实现较小的水平温差；
（2）烧成区正压过大，造成中间窑位的烟气量远远大于窑炉两侧的烟气量；
（3）烧成区窑体散热量过大，满足不了整个窑炉的动态热平衡；
（4）挡火墙过高，特别是挡火板过低，会进一步加剧烧成带后段面火的滞留；
（5）采用自动控制方式的窑炉，热电偶在各个自控单元中相对位置的改变也会导致窑炉水平/垂直温差。
2  窑炉水平温差的克服
（1）保证烧嘴选型、窑炉内宽（高）、窑炉运行产量的一致性；
（2）加强窑炉的保温性能，如加棉板或加大孔砖塞棉密度；
（3）适当加大窑内抽力，但要保证窑体从预热带开始就有较好的密封性，不然的话，仅仅加大排烟抽力对后面窑压的影响不大；
（4） 挡火墙/板要起导流作用，保证两侧的烟气流量大于或接近中间烟气流量，改进后挡火墙的高度原则上不能高于改进前，改进后挡火板的高度不能低于改进前，否则会加大窑炉正压；
（5）更换烧嘴，使更换后烧嘴的喷射角度更大。火焰长度更短、火焰刚性更小；
（6）一定要在调试时保证烧成带有“烧成后端的保温期”，保温段最好能实现手动控制。经对该种烧嘴的枪火性能比较熟悉的炉工调节后，也可以使两边有较强的火力；
（7）由于减少窑炉的烧嘴密度有利于减少水平温差，如果进行了以上（1）~（6）项措施后还存在中间尺码偏小的问题，可采取以下措施：
1）在烧成区的适当位置，最好是每个控制单元的最后一组枪实现手动操作，或强制性地调试到火焰靠边，小火燃烧。该法对烧成热电偶设在烧成控制单元前部烧嘴之间的窑炉特别有效；
2）在高温区全部实现手动控制，通过手动调节烧嘴的燃气和助燃风压来控制水平温差；
3）仿照龙窑的横截面原理，窑底挡火墙/板全部采用中间高的形式；
4）在烧成区前面的上下两侧增加4个辅助排烟口，通过加强排烟来增加两侧的烟气流量。
窑炉的水平、垂直温度差异的大小，是目前陶瓷窑炉设计、控制的最重要因素。在设计方面，风机选型、内宽/内高设计、油路设计、烧嘴设计和选型都要经过缜密计算；风压调整、油压调整、烧嘴调试和生产产量也是窑炉控制者在实际生产中需要注意的环节。