CN102620559B - 一种新型坑道式折叠轨道连续烧成窑炉及其烧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型坑道式折叠轨道连续烧成窑炉及其烧制方法，包括窑炉本体，窑炉一端开口，一端封闭，窑炉内腔设置有折叠的上下两层相向运动的辊式或推板式等输送装置(3)、(2)，中间设有防落渣档板(6)，和上下往复运动的搬运机构(10)，窑炉下层内腔设置有加热装置(9)和燃气气幕隔离喷嘴(8)，本发明采用超快速单面加热烧成机制，利用了具有极高热交换和余热利用率的一对逆向输送装置，可使上下层温差在同一段位置上保持150-300℃左右，达到最经济的陶瓷连续烧成状态，使之成为具有超快速烧成、极高热效率和超短长度的新型连续烧成窑炉。
Description
技术领域
本发明涉及用于烧制陶瓷产品的工业窑炉，特别是一种新型坑道式折叠轨道连续烧成窑炉及其烧制方法。
背景技术
目前，工业上烧制陶瓷常采用辊轴窑，此外，还有隧道窑以及梭式窑等连续烧成窑炉，其为了提高烧成制品冷却时的余热利用率，通常以烧成窑炉简单搭配烘房的组合方式，通过回热抽风装置，将冷却部的余热回抽到预热部对待烧坯体进行干燥，节约能源。但是现有连续烧成窑炉由于清一色采用单一方向的输送烧成方式，窑炉长度较长，采用这种方式干燥坯体需要浪费大量的电能，同时大量的热流随抽风装置散热到大气中，热交换效果不理想，热能利用率低。所以目前的陶瓷烧制窑存在工人劳动强度大、占用空间大、余热利用率低、烧成时间长、能耗消费大的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、能耗低、烧成时间短的新型坑道式折叠轨道连续烧成窑炉及其烧制方法。
本发明的技术方案是：一种新型坑道式折叠轨道连续烧成窑炉，包括窑炉本体，所述窑炉一端开口，一端封闭，所述窑炉炉腔设置有折叠的上下两层相向运动的输送装置；中间设置有防落渣档板；所述窑炉炉腔封闭端设置有与输送装置相配合的上下往复运动的搬运机构；所述窑炉下层炉腔主加热区设置有加热装置和防对流保温隔热板；所述窑炉上层炉腔设置有单面加热快速脱水高梯度温度场控制罩和还原气氛控制装置兼烟囱；所述窑炉上下层炉腔依次设置有快速脱水段、氧化段、还原段、烧成段、保温段、急冷段、缓冷段、强冷段。
所述输送装置上平铺有栅格状通透棚板，所述通透棚板上摆放被烧制品。
所述加热装置设置在烧成段和保温段底部。
所述加热装置为电阻加热器或燃气烧嘴。
所述烧成段至保温段的两端设置有燃气气幕隔离喷嘴。
所述快速脱水高梯度温度场控制罩设置在脱水段顶部。
所述还原气氛控制装置兼烟囱设置在还原段顶部。
所述窑炉外包围设置有保温隔热墙。
上述窑炉的烧制方法，所述待加热制品从A端入窑至F端出窑获得制品，包括以下步骤：
①脱水：所述待加热制品通过输送装置从A端输送到B端过程中，利用快速脱水高梯度温度场控制罩和强冷段制品向上的热对流和辐射，以单面加热方式完成快速脱水工序；
②氧化：完成脱水的制品通过输送装置从B端输送到B’端过程中，利用缓冷段制品向上的热对流和辐射，完成氧化烧成工序；
③还原：完成氧化烧成的制品通过输送装置从B’端输送到C端过程中，利用还原气氛控制装置兼烟囱、急冷段制品向上的热对流和辐射、烧成段和保温段制品向上的热辐射以及燃气气幕隔离喷嘴附加产生的还原气氛完成还原烧成工序；
④转向：完成还原烧成的制品通过搬运机构从上层C端输送到下层C’端；
⑤烧成：到达C’端的制品通过输送装置从C’端输送到D端过程中，利用加热装置的电阻加热器或燃气烧嘴，完成烧成工序；
⑥保温：完成烧成的制品通过输送装置从D端输送到D’端过程中，利用加热装置的电阻加热器或燃气烧嘴，完成保温工序；
⑦急冷：完成保温的制品通过输送装置从D’端输送到E端过程中，利用还原气氛控制装置兼烟囱，完成急冷工序；
⑧缓冷：完成急冷的制品通过输送装置从E端输送到E’端过程中，利用热气流自然对流完成缓冷工序；
⑨强冷：完成缓冷的制品通过输送装置从E’端输送到F端过程中，利用快速脱水高梯度温度场控制罩，完成强冷工序。
所述输送装置上平铺有栅格状通透棚板。
本发明针对上述各种窑炉存在的各方面缺点而提供一种结构严谨简单、占地面积小、高热交换、余热利用率高、烧成时间短的连续快烧节能窑炉，巧妙的把传统窑炉的输送轨道一分为二的对折布置，将需降温散热的成瓷件布置在需加温的坯体下方，通过热辐射和对流让其充分高效的吸收热量，并以全新的坯体单面加热快速脱水机理结合起来从而达到高效、快捷、理想的烧成工艺效果。
附图说明
图1是本发明窑炉结构示意图。
其中：1、保温隔热墙；2、下层轨道装置；3、上层轨道装置；4、瓷件；5、上层棚板；6、防落渣档板；7、防对流保温隔板；8、燃气气幕隔离喷嘴；9、加热装置；10、上下往复运动的搬运机构；11、快速脱水高梯度温度场控制罩；12、还原气氛控制装置兼烟囱；13、下层棚板；14、坯体
具体实施方式
下面结合附图1和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如附图1所示，本发明窑炉的工作原理是，窑体呈一端开启一端封闭状，炉膛内腔设有折叠的上下两层相向传输的推板式轨道3、2，中间设防落渣档板6，工作时，上层的推板式轨道3将放置在其上的栅格状通透棚板5和待加热坯体14从A端开始经过快速脱水段A-B、氧化段B-B’、还原段B’-C输送到窑体另一端C处；当到达C处后，该坯体14连同其棚板5被升降机10搬运到下层逆向轨道入口C’处，由下层反向的推板式轨道2经过烧成段C’-D、保温段D-D’到达D’处，在此区间内经燃气气幕隔离喷嘴8和加热装置9加热烧至成瓷；然后该成瓷件4连同高温加热后的棚板13继续经过急冷段D’-E、缓冷段E-E’、强冷段E’-F至该窑体下层开口端F处，即完成了整个烧成循环过程。
为了提高坯体脱水速度在脱水段A-B顶部安装有单面加热快速干燥高梯度温度场控制罩11，为了调节窑内烧成气氛在还原段B’-C顶部安装有还原气氛控制装置兼烟囱12，窑炉烧成段C’-D、保温段D-D’上的档板6为防对流保温隔热板7，窑炉外围整体采用保温隔热墙1。
待加热坯体14从A处入窑经过单面加热快速脱水段A-B，坯体14温度快速升高到240℃在不炸裂的状态下完全脱水；再经过氧化段B-B’，坯体14温度升高到900℃；再经过还原段B’-C，坯体14温度升高到1150℃；之后经过升降机10将承载有坯体14的栅格状通透棚板搬运到窑腔下层的逆向轨道入口C’；再经过烧成段C’-D，坯体14温度升高到1220至1320℃的成瓷范围；再经过保温段D-D’后获得瓷件4；再经过急冷段D’-E，瓷件4温度降到1180℃；再经过缓冷段E-E’，瓷件4温度降到500℃；再经过强冷段E’-F，在F处出窑瓷件4温度降到室温。坯体14烧成的整个过程中瓷件4连同经过高温加热的棚板13在加热成瓷后的D’处回输至窑炉出口端F处过程中，其本身所含的高温热量，以最短距离路径，最理想的向上对流和辐射热交换方式，传输给上层棚板5和坯体14，上下层温差在同一段位置上保持150-300℃左右，达到最经济的陶瓷连续烧成状态。
本发明可以根据需烧成制品的种类、体积的不同，分别制定产品烧成制度，而且因为采用了上下两层的反向输送装置，创造了陶瓷或陶器烧成工艺中特定的超快速单面加热脱水，以及具有极高热交换和余热利用率的烧成工艺，使之本发明所述窑炉成为了具有超快速烧成，极高热使用率、超短长度和超高产效的新型连续烧成窑炉。
Claims (2)
1.一种坑道式折叠轨道连续烧成窑炉，包括窑炉本体, 其特征在于：所述窑炉一端开口，一端封闭，所述窑炉的炉腔设置有折叠的上下两层相向运动的输送装置（3、2）；中间设置有防落渣档板（6）；所述窑炉的炉腔封闭端设置有与输送装置（3、2）相配合的上下往复运动的搬运机构（10）；所述窑炉的炉腔的下层主加热区设置有加热装置（9）和防对流保温隔热板（7）；所述窑炉的炉腔的上层设置有单面加热快速脱水高梯度温度场控制罩（11）和还原气氛控制装置兼烟囱（12）；所述窑炉的炉腔的上下层依次设置有快速脱水段（A-B）、氧化段(B-B’)、还原段(B’-C)、烧成段（C’-D）、保温段（D-D’）、急冷段(D’-E)、缓冷段（E-E’）、强冷段（E’-F）。
2.根据权利1所述的连续烧成窑炉，其特征在于：所述输送装置（3、2）上平铺有栅格状通透棚板（5、13），所述通透棚板（5、13）上摆放被烧制品（14、4）。
3.根据权利1所述的连续烧成窑炉，其特征在于：所述加热装置（9）设置在烧成段（C’-D）和保温段（D-D’）底部。
4. 根据权利3所述的连续烧成窑炉，其特征在于：所述加热装置（9）为电阻加热器和燃气烧嘴。
5. 根据权利1所述的连续烧成窑炉，其特征在于：所述烧成段（C’-D）至保温段（D-D’）的两端设置有燃气气幕隔离喷嘴（8）。
6. 根据权利1所述的连续烧成窑炉，其特征在于：所述快速脱水高梯度温度场控制罩（11）设置在快速脱水段（A-B）顶部。
7. 根据权利1所述的连续烧成窑炉，其特征在于：所述还原气氛控制装置兼烟囱（12）设置在还原段(B’-C)顶部。
8. 根据权利1-7任一所述的连续烧成窑炉，其特征在于：所述窑炉外包围设置有保温隔热墙（1）。
9. 根据权利要求5所述窑炉的烧制方法，其特征在于：被烧制品从快速脱水段（A-B）首端入窑至强冷段（E’-F）尾端出窑获得制品，包括以下步骤：
①脱水：所述被烧制品通过输送装置（3）从快速脱水段（A-B）的首端到尾端过程中，利用单面加热快速脱水高梯度温度场控制罩（11）和强冷段（E’-F）制品向上的热对流和辐射，以单面加热方式完成快速脱水工序；
②氧化：完成脱水的被烧制品通过输送装置（3）从氧化段(B-B’) 的首端到尾端过程中，利用缓冷段（E-E’）被烧制品向上的热对流和辐射，完成氧化烧成工序；
③还原：完成氧化烧成的被烧制品通过输送装置（3）从还原段(B’-C) 的首端到尾端过程中，利用还原气氛控制装置兼烟囱（12）、急冷段(D’-E) 被烧制品向上的热对流和辐射、烧成段（C’-D）和保温段（D-D’）制品向上的热辐射以及燃气气幕隔离喷嘴（8）附加产生的还原气氛共同完成还原烧成工序；
④转向：完成还原烧成的被烧制品通过搬运机构（10）从还原段(B’-C)的尾端到烧成段（C’-D）的首端；
⑤烧成：到达烧成段（C’-D）首端的被烧制品通过输送装置（2）从烧成段（C’-D）首端到尾端的过程中，利用加热装置（9）的电阻加热器和燃气烧嘴，完成烧成工序；
⑥保温：完成烧成的制品通过输送装置（2）从保温段（D-D’）首端到尾端的过程中，利用加热装置（9）的电阻加热器或燃气烧嘴，完成保温工序；
⑦急冷：完成保温的制品通过输送装置（2）从急冷段(D’-E) 首端到尾端的过程中，利用还原气氛控制装置兼烟囱（12），完成急冷工序；
⑧缓冷：完成急冷的制品通过输送装置（2）从缓冷段（E-E’）首端到尾端的过程中，利用热气流自然对流完成缓冷工序；
⑨强冷：完成缓冷的制品通过输送装置（2）从强冷段（E’-F）首端到尾端的过程中，利用快速脱水高梯度温度场控制罩（11），完成强冷工序。
10. 根据权利9所述的窑炉的烧制方法，其特征在于：所述输送装置（3、2）上平铺有栅格状通透棚板（5、13）。
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