隧道窑操作中温度、气氛和压力的控制

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隧道窑操作中温度、气氛和压力的控制
隧道窑操作控制包括温度、气氛和压力控制三部分。其中压力制度是温度控制和气氛制度的保证。

1、各带温度的控制
根据制品的原料性质、制品的形状和大小以及入窑水分等工艺要求，制定一条合理的烧成温度曲线，焙烧时就按照这条曲线来保证一定的升温、保温和冷却制度。隧道窑大致分为预热带、烧成带和冷却带三个部分。下面分别简述各带的温度控制。
1.1预热带的温度控制
预热带是指制品入窑到第一燃烧室止，一般为十几个车位。温度控制是指按升温曲线均匀加热，一般在窑顶板上都安装有热电偶来监控温度。如果窑头温度过高，易使入窑水分高的制品炸裂，入窑水分低于0.5%，则窑头温度可高一些。500℃左右是石英昌型转变温度，有体积变化，应保持温度稳定。所以，不但要控制窑顶温度，还要控制窑车台面温度，使上下温差减少。预热带的温度控制手段主要是通过调节风闸和排烟风机的变频器来控制气体流量。风闸开启大，则预热带负压大，易漏入冷空气，加剧气体分层，增大了上下温差，风闸开启小，则抽力不足，烟气量小，升温慢。高档焙烧窑采用变频柜来控制制品的升温。风闸调好后锁定，如果预热带未端风闸开启大，则大量烟气过早排出，热利用率低，窑头温度低，制品升温慢。如预热带风闸不开，则大量烟气涌向窑头，致使窑头温度过高，不利于制品预热。窑头的风闸也不能开启过大，以免该处负压大，从窑门涌入大量冷空气。
总之，要保证制品在一定的温度下预热，并保证上下温差小，窑车接头处必须严密不漏气，砂封板接头要靠紧，砂封板要埋入砂中4-6cm。另外，合理的码歪也能减少制品上下温差，根据内燃和外燃的不同情况，坯体要合理码放，坯垛与窑墙间距不能太大，内部要有足够和畅通的气体通道，增加气流阻力，减少上部和周边气流，使气流在坯垛中分布均匀，达到上下内外温度均匀。
1.2烧成带的温度控制
烧成带的温度控制是指要控制实际燃烧温度和高烧成温度。一般火焰温度应高于制品烧成温度50℃-100℃，火焰温度的控制通过调节单位时间内燃料消耗量和空气的配比来实现，单位时间内燃料的燃烧的彻底而空气量又恰当，则火焰温度高。对内燃制品要根据制品的热值来控制燃料和需氧量。最高温度点的控制是很重要的，一般控制在烧成带的后2个车位。最高温度点前移使保温时间太长，易使制品过烧变形；而后移则保温不足，形成欠火砖。
1.3冷却带的温度控制
制品在烧成后进入冷却阶段，窑尾直接鼓入冷风，进行冷却，自700℃-400℃为缓冷阶段，靠分布在该段的风机将热风抽出，使制品由400℃冷却至80℃左右出窑。制品在700℃以前可以急冷，应根据制品性质、装车情况和推车速度来决定高温急冷风的位置和风量。2、烧成带的气氛控制烧成带的气氛可分为氧化和还原两种气氛。氧化气氛容易控制，控制空气过剩系数大于1，但不要过大，以节约燃料，提高温度。在氧化过程中要有充分的空气烧尽残余CO，还要维持一定的温度（自900℃-1050℃）。气氛的控制和温度的控制密切相关，例如：在氧化气氛时，由于原来空气过多，如果维持原料不变而减少过多空气，则火焰温度提高；当减少空气至空气过剩系数接近1时，此时温度最高。如果空气不足，则温度又降低而过入不完全燃烧的还原气氛。相反，还原气氛时，由于空气不足，则温度降低而进入不完全燃烧的的状态，如果维持燃料不变而增加空气时，由于燃烧更趋完全，火焰温度升高，继续增加空气至理论需要量时，燃烧温度最高，如再增加空气，则温度降低而变为完全燃烧而又有过多空气的氧化气氛，所以从温度的变化也可以判断气氛的变化。3、各带的压力控制压力制度是为了保证温度制度和气氛制度的实现。窑内最重要的是控制烧成带两端的压力稳定。如果窑内负压过大，漏入的冷空气过多，一方面降低了窑内温度，气体分层严重，上下温差大；另一方面，烧成带难以维持焙烧气氛。如果窑内正压过大，则大量热气向外界冒出，损失热量，恶化劳动条件，热串入窑下还会烧毁窑车，造成事故。理想的操作是维持零压。但全窑维持零压是不可能办到的，只能在烧成带维持零压和微正压。因为预热带要抽走烟气，心然处于负压，而冷却带要鼓入冷空气冷却制品，必然处于正压，由正压到负压要经过零压，由冷却带到预热带要经过烧成带，所以烧成带处于零压附近操作，控制零压面很重要，一般控制在预热带和烧成带的交界面附近，使烧成带处于微正压，因为烧成带会漏入冷空气，尤其是预热带负压大，漏入冷风多，上下温差大。冷却带鼓入的冷风必须和抽出的热风相平衡，这样才不致有冷风流入烧成带，使烧成带能控制最高烧成温度和焙烧气氛，如果需急冷，制品在700℃之前可急冷，在窑上或窑侧吹入冷风，形成气幕。如果急冷处正压过大，大大超过烧成带末处的正压，说明急冷鼓入的冷风过多而末抽走，大量低温空气进入烧成带，可能引起保温不足，如果急冷处于正压不足而呈现负压，由于热风抽出过多，则烧成带有烟气倒流至保温带、冷却带，使制品熏烟而成废品，所以急冷气幕难于控制。
除了控制窑内的压力制度外，还要控制车下的压力，最好维持与窑内压力接近平衡，冷却带车下维持正压、预热带车下维持负压，烧成带在零压附近，这样预热带没有冷空气漏入窑内，冷却带也无热风冒向坑道，如果控制有困难，则宁愿预热带及烧成带车下压力小于窑内压力，避免漏进大量冷风，增大窑内上下温差。冷却带车下坑道压力应大于窑内的压力，避免烧坏窑车。
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