CN102519242A - 一种竖式窑炉及其煅烧工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竖式窑炉，它包括用外壳和耐火层形成的炉膛，所述炉膛从下至上分为冷却区（13）、高温区（8）和预热区（7），所述冷却区设置有可向炉膛内通入压缩空气的送风装置，所述高温区设置有可向炉膛内通入可燃气体的送气装置，在进料口相对位置设置有烘干仓（2），所述烘干仓分别用尾气管（4）和余热管（23）与预热区和冷却区连接。本发明所述竖式窑炉占地面积小，结构紧凑，容积利用率高，能源消耗低，热效率高，温度分布均匀，煅烧质量稳定，且烧制周期短，特别适用大批量形状比较规则的小产品的连续烧制，能满足煅烧温度高的瓷产品烧制要求。与现有梭式窑炉相比：竖式窑炉容积利用率提高了30%以上，煅烧温度可达到1900℃，烧制周期可缩短一半以上，每吨产品消耗燃气量可降低50-80%。
Description
技术领域
本发明涉及工业窑炉，尤其涉及瓷制品煅烧的竖式窑炉及其煅烧工艺方法。
背景技术
工业窑炉在冶金、化工、建材、化肥、制药等工业中应用很广。其中工业窑炉在建材和化工工业中主要用来烧制具有耐火、耐酸碱和耐腐蚀以及具有吸附过滤的瓷砖、瓷砂、瓷球和瓷环等。目前用于化工和建材方面的工业窑炉大都是梭式窑炉，梭式窑炉虽然具有普通适用性强，安装维护简单，装卸料方便等特点，但它存在以下问题：占地面积大，结构庞大，容积利用率低，能源消耗大，能量损失多，热效率不高，温度分布也不大均匀，烧制过程呈间断性，产品质量不大稳定，且烧制周期长，生产成本高，特别是不大适用一些质量要求高和煅烧温度要求高的产品的烧制，其质量也难以保证。
发明内容
针对上述现有技术中梭式窑炉存在的问题，本发明提供了一种占地面积小，结构紧凑，容积利用率高，能源消耗少，热效率高，温度分布均匀，且烧制周期短，特别适用大批量形状规则的产品连续烧制，并能满足煅烧温度要求高的产品烧制质量的竖式窑炉及其煅烧工艺方法。
本发明所述竖式窑炉包括用金属制造的外壳和耐火层形成的炉膛，所述炉膛从下至上分为冷却区、高温区和预热区，所述冷却区设置有可向炉膛内通入压缩空气的送风装置，在冷却区下端设置有出料口，所述高温区设置有可向炉膛内通入可燃气体的送气装置，在预热区上端设置有进料口，在进料口相对位置设置有烘干仓，所述烘干仓分别用尾气管和余热管与预热区和冷却区连接。
为加速冷却区快速温度，在冷却区下端与出料口之间设置有循环的冷却水套。
本发明所述竖式窑炉最好采用天燃气作为燃料，本发明适用形状较简单且比较规则，生产批量大的瓷质产品烧制（如瓷球、瓷柱和瓷粒等），特别是适用煅烧温度在1700°以上的高铝瓷球、高铝瓷柱等产品的烧制。
本发明所述用竖式窑炉煅烧瓷制品的工艺方法是：先向炉膛送风通入天燃气，使天燃气在炉膛内燃烧，再将经过烘干成型的瓷制品提升至烘干仓中烘烤定型，然后将烘干定型的瓷制品倒入炉膛内，根据瓷制品的工艺要求，再调节送风量和天燃气量，使瓷制品在经过预热区预热后进入高温区内保温煅烧，经高温煅烧的烧制品再进入冷却区冷却出料。
本发明所述烧制原理是：向炉膛内下部通入压缩空气，使炉膛内形成正压，利用热风向上行的规律，把大部份热能带回高温区，使瓷制品在同一高度的横截面上的煅烧温度均匀分布。并充分将少部份向下流的热气送入烘干仓，使烘干仓内形成负压，对瓷制品进行烘干。
本发明所述竖式窑炉下端设置的冷却水套，一是可加快瓷制品冷却出炉，二是可产生热水应用，再是可降低炉膛下端温度，有利于延长窑炉使用寿命。
本发明所述竖式窑炉占地面积小，结构紧凑，容积利用率高，能源消耗低，热效率高，温度分布均匀，煅烧质量稳定，且烧制周期短，特别适用大批量形状比较规则的小产品的连续烧制，能满足煅烧温度高的瓷产品烧制要求。与现有梭式窑炉相比：竖式窑炉容积利用率提高了30%以上，煅烧温度可达到1900°，烧制周期可缩短一半以上，相同产品和相同煅烧温度下，竖式窑炉吨产品消耗燃气量（立方米）可降低50-80%。
附图说明
图1是本发明的剖视结构示意图，
图2是图1的A-A剖视结构放大示意图。
在图中，1、料斗 2、烘干仓 3、余热管 4、尾气管 5、工作平台 6、进料口 7、预热区 8、高温区 9、燃气室 10、热电偶 11、外壳 12、耐火层 13、冷却区 14、风箱 15、出料口 16、冷却水套 17、进风口 18、高铝瓷球 19、燃气进口 20、导轨 21、运料车 22、出风口 23、燃气管。
具体实施方式
下面结合附图1和图2，以高温烧制直径为25毫米的高铝瓷球18产品为例对竖式窑炉及其煅烧工艺方法进行具体说明：用普通钢板制作的外壳11和用锆质或刚玉材料制成的耐火层12形成炉膛，炉膛呈直立的圆柱形，所述炉膛内径为1000毫米，炉膛从下至上分为冷却区13、高温区8和预热区7，高温区高度大于预热区高度，预热区高度大于冷却区，所述冷却区设置有可向炉膛内通入压缩空气的送风装置，所述送风装置包括固定在炉膛上的环形的风箱14，在炉膛与风箱之间间隔设有四只进风口17，压缩空气压力为0.2Mpa（2kg/cm2），在冷却区下端设置有出料口15，在冷却区下端与出料口之间设置有循环的冷却水套16，所述高温区设置有可向高温区内通入天燃气的送气装置，所述送气装置包括固定在炉膛上燃气室9，燃气室为两排，每排燃气室设有四只燃气进口19，天燃气压力为1.5-2 kg/cm2，在燃气室附近设置有三只测温热电偶10，燃气室与燃气管23相连，在预热区上端设置有进料口6，进料口呈漏斗形，在与进料口相对的位置上设置有烘干仓2，所述烘干仓分别用尾气管4和余热管3与预热区和冷却区相通连接。炉膛分别固定在三层工作平台5上，高铝瓷球18通过运料车21沿导轨20运到料斗1内，再从料斗流入到烘干仓2内，在烘干仓上设置有出风口22。所述高铝瓷球直径为25毫米，三氧化铝含量为99%以上，炉膛总高度为15米，高温区最高煅烧温度为1900°，尾气管内热风温度为600-800°，余热管内热风温度为200-300°，从烘干仓上的出风口22出来的热风温度为50°左右。当高温区煅烧温度升至16007°时，天燃气消耗量为60-70立方米/吨，当高温区煅烧温度升至1700°时，天燃气消耗量为70-80立方米/吨，烧制周期为20小时，高铝瓷球煅烧生产效率为 1.8吨/小时。
根据烧制产品的大小、烧制温度要求，通过控制出料口大小和向上流动的风压，气压大小，使向下流动的高铝瓷球在预热区和高温区的下降速度符合工艺要求，既使高铝瓷球在规定时间内得到充分预热和保温煅烧，确保产品烧成质量，又能使高铝瓷球在规定时间内出炉，达到烧制生产效率。
利用上述竖式窑炉可用来煅烧普通瓷球，也可用来烧制瓷柱，当煅烧温度可降至1200-1300°，而其它条件相同时，天燃气消耗量为50立方米/吨，煅烧时间在20小时以内。
Claims (3)
1. 一种竖式窑炉，它包括用金属制造的外壳（11）和耐火层形成的炉膛，其特征是：所述炉膛直立设置，炉膛从下至上分为冷却区（13）、高温区（8）和预热区（7），所述冷却区设置有可向炉膛内通入压缩空气的送风装置，在冷却区下端设置有出料口（15），所述高温区设置有可向炉膛内通入可燃气体的送气装置，在预热区上端设置有进料口（6），在进料口相对位置设置有烘干仓（2），所述烘干仓分别用尾气管（4）和余热管（3）与预热区和冷却区连接。
2.根据权利要求1所述的竖式窑炉，其特征是：在冷却区下端与出料口之间设置有循环的冷却水套（16）。
3.一种竖式窑炉的煅烧工艺方法，其特征在于：先向炉膛送风通入天燃气，使天燃气在炉膛内燃烧，再将经过烘干成型的瓷制品提升至烘干仓中烘烤定型，然后将烘干定型的瓷制品倒入炉膛内，根据瓷制品的工艺要求，再调节送风量和天燃气量，使瓷制品在经过预热区预热后进入高温区内保温煅烧，经高温煅烧的烧制品再进入冷却区冷却出料。
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