耐热震 、导热系数 、高温抗折强度等性能指标对窑炉的热工性 1 现代窑炉的性能特点与传统窑炉的比较
能 、升温速率 、维修周期和使用寿命将产生重要的影响 。因此
进一步加深认识现代陶瓷窑炉与新型耐火材料的关系 ,选择性 表 1 现代陶瓷窑炉的特点与传统窑炉的比较
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
导热系数是材料的一种属性 ,在单位温度梯度下通过材料 单位面积的热流速率是陶瓷窑炉设计者选择筑炉材料的重要 依据 。根据热流速率的大小可以定义导热和绝热两种属性的 材料 ,了解检验不同属性材料的导热系数随温度变化的情况 , 对设计建造窑炉有着十分重要的意义 。
由占总能耗的 20. 6 %降到 9. 02 % ,节能 16. 67 %。 ③某条隧道 窑分别用硅酸铝纤维毡 、轻质高铝砖对窑墙 、窑顶进行综合保 温 ,窑墙厚度由原来的 2 m 减到 1. 53 m ,窑体的散热由原来占总 能耗的 25. 27 %下降到 7. 93 % ,仅此每年可节约标准煤 400 t 。 ④某公司改造一条烧成温度为 1 140 ℃的素烧隧道窑 ,用 50 厚的陶瓷纤维作内衬 ,燃料消耗减少 18 % ,烧成周期缩短 6 h。 由此可见 ,采用新型耐火材料 ,其中陶瓷纤维的大量应用 ,是陶 瓷窑炉的一场革命 。随着新型耐火材料的迅速发展 ,必定推动 现代陶瓷窑炉向更高的水平发展 。
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全国性建材科技期刊 ———《陶瓷》 2001 年 第 4 期 总第 152 期
现代陶瓷窑炉特点及耐火材料的选择
刘永先
(山东工业陶瓷研究设计院 淄博 255031)
摘 要 介绍了现代陶瓷窑炉的特点并与传统窑炉进行了比较 ;指出了现代陶瓷窑炉与筑炉材料的关系 ;叙述了耐火材料的基本性质给现 代陶瓷窑炉的热工性能 、使用寿命 、能源消耗等带来的影响以及在耐火材料的选择上要遵循的基本原则 。 关键词 现代陶瓷窑炉 耐火材料 选择
4 结语
3 耐火纤维的应用
由于各种原因使我国的热源利用率比较低 ,热工窑炉的热 源利用率只占发达国家的 50 %～60 %。耐火纤维的面世以其 轻质 、高耐火度 、低导热系数 、低蓄热 、耐热震 、耐腐蚀 、抗机械 振动和吸音性能好等优异性能受到广大窑炉工作者的青睐 。 大量应用陶瓷纤维制品 ,毡 、毯 、板等作炉内衬和窑体 ,可以大 幅度地提高窑炉的热效率 。有资料报导 : ①某厂建一座陶瓷纤 维内衬梭式窑 ,烧成温度为 1 250 ℃,窑墙外表温度为 50 ℃,窑 顶温度为 60 ℃,每吨成品的热效率为 13 % ,能量利用率为 48. 1 %。原来窑车的积热和散热损失占全部热耗的 20 %～25 % , 应用陶瓷纤维后则可降低到 8 %～15 %。 ②某厂用轻质高铝 砖 、陶瓷纤维等轻质耐火材料砌筑的隧道窑 ,散热降低 69. 9 % ,
该书内容翔实的工作原理 ,压砖机的结构 ,液压系统及相关 的一些基本计算 。对国内外有代表性的厂家如德国莱斯公司 、意大利萨克米公司 、西蒂公司 、娜塞提公司 、唯高公司 ;国内力泰 公司 、海源公司 、科达公司的压砖机结构和液压系统均做了较详细的分析 ,对压砖机模具和压砖机的正确使用 、故障诊断与维 护等也作了较详细介绍 。该书价 :38. 00 元 (含邮资) 。
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匣钵和窑具与制品重量比高 ,装窑密度小 ,热耗大 以重质耐火材料为主 ,轻型筑炉材料用量极少 高速烧嘴应用很少 ,因此不能解决温差大这一难题
2 耐火材料的基本性质
2. 1 荷重软化温度 荷重软化温度是表示制品对高温和荷重共同作用时的抵
抗性能 ,在一定程度上表示耐火材料在与使用情况相近条件下 的结构强度 ,是选用耐火材料的重要依据 ,而且要慎之又慎 。 耐火材料的荷重软化度从常规上考虑高于工作温度 100 ℃以上 为宜 。选用材料时应在对材料生产企业认真考察的基础上 ,多 抽一些样品进行检验 ,看其数值波动幅度情况 ,因为我国目前 的耐火材料生产现状是产品质量波动大 ,不稳定 。
仪器 、仪表简单 ,人工控制 ,温差大 ,劳动强度大
装配式结构 ,维修方便 ,周期长 ,使用寿命长达 15 年
维修费时 、费力 ,周期短 ,故障率高 ,使用寿命短
不用匣钵 ,窑具与制品重量比大大减小 ,采用明焰裸烧 ,热损失 减少 ,极大提高热利用率 大量采用轻质隔热材料如高铝聚轻球砖 、陶瓷纤维等 ,使窑炉 轻型化 高速烧嘴的应用是大容量 、宽截面窑炉的保证条件之一 ,新型 燃烧器在现代陶瓷窑炉中得到推广应用
窑炉是陶瓷行业投资较大的设备 ,它的性能好坏不仅决定 陶瓷制品品质的优劣 ,而且还关系到企业的经济效益 。作为窑 炉关键材料之一的耐火材料对窑炉的设计指标起着重要的保 证作用 ,随着陶瓷工业的发展和窑炉技术水平的不断提高 ,对 耐火材料提出了更高的要求 。其荷重软化温度 、重烧线变化 、
能优良 、质量上乘 、节能效果好的耐火材料是设计建造一座好 的陶瓷窑炉的前提 。当代窑炉工作者在窑炉的设计中除了要 应用先进的全自动控制技术 ,还必须采用新型的 、具有节能型 的筑炉材料 ,以推进窑炉的轻体化 。
2. 2 热震稳定性 这一特性是影响窑炉使用寿命的重要因素 。也是窑炉设
计者及生产厂家关注的重要指标 。陶瓷窑炉特别是间歇式窑 炉为多 ,经常看到裂纹 、剥落 、掉角等现象 ,虽然此现象不应全 归于热稳定性不好 ,与窑炉使用前的烘烤 、升温情况 、气氛 、压 力等多种因素有关 ,但热稳定性存在问题也是主要原因之一 。 2. 3 高温抗折强度
1) 选择那些体积密度小 、蓄热少 、热震性能好 、重烧线变化 小 、机械强度好的耐火材料 。
2) 选择轻质耐火材料如耐火纤维及其制品时 ,应重点考察 其耐久性及抗化学腐蚀性能 。
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联系人 陈双华
评价内容 燃料 环保
烧成品质 生产能力 自动化控 制水平 窑炉质量
寿命 单位耗能
筑炉材料
燃烧系统
现代陶瓷窑炉 均使用清洁燃料如柴油 、天然气 、液化石油气 、煤气等 排放的烟尘 、废气如 SO2 、SO3 、NOx 、CO、CO2 ,不会对环境造成污 染 ,其他指标如噪音符合环保要求 烧成性能优良 ,截面温度均匀 ,成品合格率高
梭式窑单座窑容量大 ,辊道窑 、隧道窑截面宽 ,产量大
采用先进的仪器 、仪表 ,产品从进窑 、出窑 、温度 、压力 、排烟 、急 冷 、点火 、自动报警等都可以自动控制 ,测量精度高
传统窑炉 几乎全部烧煤 ,少量窑炉烧重油 排放的烟尘 、废气严重污染环境 ,其他指标如噪音 也超标 烧成性能差 ,截面温度不均匀 ,成品合格率低 单座窑容量小 ,辊道窑 、隧道窑断面小 ,大都在 1 . 1 ～1. 6 m 之间 ,产量低
随着耐火材料生产技术的不断发展 ,性能各异的新型耐火 材料不断问世 。运用科学的热工技术 、合理的结构设计和适当 选材来完成陶瓷窑炉的设计 ,使其工程造价降低 ,使用寿命延 长 ,并满足烧成制度的需要 ,提高产品的烧成合格率 。窑炉用 耐火材料的选择综合性强 ,涉及面广 ,根据窑炉的类型及使用 条件 ,依照经济 、耐用的原则 ,以基本性质为基础 ,综合考虑使 用特性 ,体现合理 、经济 、实用 ,不盲目追求高特性 、高标准 。在 选择耐火材料时 ,除了要符合设计要求 ,基本上从两个方面选 择材料 。
这一特性的优劣与材质晶体结构有关 。现代陶瓷窑炉都 用莫来石 —堇青石 、碳化硅等材质作棚板 、横梁取代重质耐火 材料 ,就因为这些材料都具有较好的高温抗折强度 。 2. 4 重烧线变化
全国性建材科技期刊 ———《陶瓷》 2001 年 第 4 期 总第 152 期
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重烧线变化是影响窑炉使用寿命的又一关键因素 。窑炉 所用耐火材料在高温状态下都会产生一定的重烧收缩 ,只是耐 火材料的材质不同 ,重烧线变化大小也不同 。所选用的筑炉材 料应有良好的体积稳定性 ,重烧线变化只能在 + 0. 3 %～ - 0. 6 %范围内 。 2. 5 导热系数