烧成所需设备在硅酸盐工业中称之为窑炉。.ppt

* 1． 热能来源 硅酸盐工业中，燃料费用在生产总成本中所占比例较大，例如生产普通硅酸盐水泥时，以煤粉作为燃料，其燃料费用约占成本的13~14%。如果以油作燃料，则燃料费用在成本中的比例还要高。 使用何种燃料需要进行比较，选用燃料首先要根据国家的燃料政策，其次所选用的燃料不仅要能满足生产制品的工艺要求，而且要求在总成本中所占比例尽可能低。 * 2． 供热方法 硅酸盐产品在烧成时，均希望获得尽可能均匀的加热。为此，人们曾设想过多种均匀供热的方法。 常用的有四种： 内部供热； 底部供热； 侧面供热； 顶部供热。 * 内部供热：根据烧成制品性质和窑炉结构的许可，将燃料混入物料中进行燃烧供热。 例如烧制轻质耐火材料时，在泥料中加入锯末、焦炭粉、无烟煤粉等，此时，不仅供热均匀，还由于可燃物的燃尽，使制品具有一定的气孔率。又如用立窑煅烧水泥熟料时采用黑生料球法，燃料(无烟煤粉)与生料粉紧密接触，不仅传热速度高，热利用也好，其热有效利用率可达50%。 * 但是由了燃料混入物料内部，燃料与空气接触不良，燃烧不集中，温度不高，容易出现燃料未尽、熟料欠烧。特别是当料球大小过分不均匀肘，更加严重。 底部供热：由于热气流有向上浮升的趋势，因而易造成加热室内温度分布不均匀。并且由于底部燃烧烧嘴维修困难，烧嘴覆盖面不大，所以底部燃烧应用并不多。 * 侧面供热：是硅酸盐工业使用最为广泛的供热方法，如倒焰窑、梭式窑、隧道窑、池窑等。由于侧面燃烧的横焰覆盖面大，能够在较大面积的窑炉底部上获得较均匀的温度分布。为了避免火焰直接冲刷在物料上引起在物料上结焦或过烧变形，可采用火焰对准燃烧通道或采用挡火墙的办法。 在侧面燃烧中，如在一般隧道窑中那样，由于受到烧嘴喷射力的限制，窑不宜太宽。 * 顶部供热：窑的宽度可不受限制。烧嘴设在顶部，数目可不受限制，从而可以采用小流量、多点分散的配置方式，进一步改善窑内温度分布的均匀性和火焰气体对制品的传热条件。 图 6-10为一顶烧式隧道窑结构示意图。这种窑宽度较大，产量较高，节约投资。 * 3、传热方式 明焰传热---火焰直接进入窑内进行传热； 半隔焰传热---部分火焰直接进入窑内进行 传热； 隔焰传热---火焰不进入窑内进行的传热。 * 4． 余热利用 硅酸盐工业窑炉的余热利用主要是指排出的燃烧产物的显热与加热制品带走的显热的利用。这些显热所带走的热量数量较大，如果能很好地加以利用，其经济效益、社会效益都是显著的。 硅酸盐工业余热回收主要用于： (1) 生料粉或生坯的预热； (2) 煤气、燃油及助燃空气的预热； * (3) 余热发电； （4） 其他供热。 回收余热的方式： a. 有的余热是在窑炉内直接加以利用的，如回转窑及隧道窑的预热带； b. 有的采用通用的换热设备，如换热器、蓄热器、热管等回收热量； c. 有的则采用专用的预热器，冷却机等设备加以回收。一些专用设备将结合具体窑炉加以叙述。 * 5． 窑炉内的气氛 在工业窑炉内，煅烧物料或制品时，不仅有物理过程，还有化学反应。在窑内，除了原料之间的反应外，物料与周围介质之间也有反应。如果介质为气体，该气体所具有的性质称为窑内气氛。 窑炉内的气氛可以分为： “氧化气氛” 当窑炉内含有过剩的氧时，称氧化气氛。 此时窑炉内的气体中氧的分压较高，易使其中的物料发生氧化反应.氧化气氛是由工艺要求的 * 如烧日用瓷时，在低温阶段，为了有利于碳素和有机物的氧化，窑炉内需呈氧化气氛。在高温阶段是否应使用氧化气氛，取决于瓷坯的组成及对色泽的要求。陶器制品则一般都采用氧化气氛烧成。 又如金红石瓷，为了防止TiO2的还原，降低其电性能，烧成过程中应保持氧化气氛。 * 还原气氛 则是窑炉内气体中CO和H2等的分压较高，此种气氛可使物料中的氧化物发生还原反应。不仅如此，瓷坯中的硫酸盐、磁铁矿和云母等含铁物质的分解在还原气氛中可提前到坯、釉尚属多孔状态下完成，这时气体可自由逸出，过烧膨胀大为减轻。烧制日用瓷时， 当坯中含铁量多时，为使瓷色白里泛青和增加透光度，高温时需采用还原焰。烧制电瓷制品， 一般也采用还原焰。 * “中性气体” 当窑内的氧含量不过余也不缺少时的状态,这样的气氛就是中性气氛.这种气氛状态有利于节约能牦。 “种殊气氛” 特种陶瓷和特种耐火材料，需要从周围气体介质中摄取所需元素，如利用氮气作介质以制取氮化物(如氮化硅、氮化钛等)。也有由于某组成易于挥发，需要在气氛中增加该组成的分压以阻止其挥发，如钛酸铅陶瓷烧成时，需要造成Pb0气氛，以阻