CN105403044A - 一种全自动快速节能梭式窑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及日用陶瓷、陈设陶瓷及工艺美术陶瓷行业技术领域，更具体地，涉及一种全自动快速节能梭式窑，包括窑炉，所述窑炉包括顶部和内壁，所述窑炉的内壁上设有两层交错分布的燃烧喷嘴，所述窑炉下方设有燃烧装置，所述窑炉的外壁一侧设有排烟通道，内壁的底部设有一通孔，所述通孔与所述排烟通道连通。本发明全自动快速节能梭式窑充分利用了窑炉节能燃烧技术，在窑炉的内壁上设有两层交错分布的燃烧喷嘴，提高窑炉内对流热交换能力，加强窑炉内热气流的搅动，大大提高了烧成效果，确保窑炉内温度的均匀一致，从而大幅度缩短烧成周期，提高了综合能耗利用率，适应世界低碳生活和绿色环保要求。

Description

一种全自动快速节能梭式窑

技术领域

本发明涉及日用陶瓷、陈设陶瓷及工艺美术陶瓷行业技术领域，更具体地，涉及一种全自动快速节能梭式窑。

背景技术

窑炉是陶瓷生产中最重要的烧成设备。我国生产陶瓷历史悠久，是最早发明和使用瓷器的国家，其高超的筑炉技术与精湛的烧成技巧发挥了极为重要的作用。我国陶瓷行业于20世纪80年代以前，全国各地都是延续使用古代传统窑炉结构和操作方法，致使能源利用率低、产品质量差、劳动强度高和环境破坏严重；80年以后，从国外引进了大量的陶瓷生产线，促进了我国陶瓷窑炉装备与烧成技术水平的巨大进步。综观目前我国陶瓷窑炉技术现状，仍然存在着土洋并举，先进与较落后相跻、中外技术相互融合或冲撞的复杂局面。我国陶瓷窑炉技术水平与国际先进水平尚存在较大差距。20年来在引进、吸收和消化国外先进技术装备的同时，也仿制了一些窑炉类型，但自身技术创新与发明的比例还很低。

梭式窑作为一种间歇性窑炉，具有占地面积小、一次性投资少和生产灵活等优点，受到广大中小型企业的青睐，被广泛应用于陶瓷、砖瓦、耐火材料、金属热处理行业和化工物料的烧成、焙烧和干燥，还可以用来烧结玻璃。现有一般的梭式窑在燃烧时都会产生大量的烟气废热，这部分烟气废热占总能耗的将近一半，但这部分烟气废热差不多都是通过烟囱向外排放到空气中，造成了能源的浪费，而且烟气的排放温度高，产生的氮氧化物的浓度高，污染了环境。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种全自动快速节能梭式窑，实现了窑炉内氧化、还原气氛的灵活自动控制和上下、左右温差一致，确保了烧成制品的质量稳定性，提高了综合能耗的利用率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种全自动快速节能梭式窑，包括窑炉，所述窑炉包括顶部和内壁，所述窑炉的内壁上设有两层交错分布的燃烧喷嘴，所述窑炉下方设有燃烧装置，所述窑炉的外壁一侧设有排烟通道，内壁的底部设有一通孔，所述通孔与所述排烟通道连通。

该全自动快速节能梭式窑采用高速快速燃烧喷嘴，分上下两层交错布置，不仅提高了窑炉内对流热交换能力，还加强了窑炉内热气流的搅动，大大提高了烧成效果，确保窑炉内温度的均匀一致，从而大幅度缩短烧成周期，解决了过去高速喷嘴使用时的温度控制容易出现偏差的问题，保证喷嘴燃气焰流均匀向前喷射燃烧状态，防止火焰流因上浮造成的温度偏差，解决了因热电偶受到过度加热造成热电偶仪表显示温度与窑内烧成制品的实际温度发生很大的偏差，出现烧成操作的失误；同时，排烟系统采用了底部排烟的方法，减少了窑炉内的上下温差，使窑炉内的温差控制在任意两点之间小于5℃的范围。

作为对上述技术方案的改进，改进之一，所述燃烧喷嘴处设有自控装置，所述自控装置与外置电控设备连接。自控装置可根据烧成温度、时间、气氛进行全自动调节，实现窑炉内氧化、还原气氛的灵活自动控制，解决了员工不愿上夜班和需要长时间全程跟踪烧成操作的问题，确保了烧成制品的质量稳定性，大幅度提高了烧成制品的质量。

改进之二，所述窑炉的顶部上设有燃气通道和助燃气通道，所述燃气通道和助燃气通道同时与一比例阀门连接。采用燃气通道和助燃气通道对燃气和助燃气进行分路控制，用精密的比例阀门来调节燃气和助燃空气的比例，一方面确保了燃气充分完全燃烧，另一方面尽量减少了助燃空气进入窑炉的数量。

改进之三，所述窑炉的顶部呈圆弧状，圆弧状拱部的高度小于等于所述窑炉宽度的一半。该设计能有效避免窑炉内在烧制过程中，窑炉的顶部热应力过度集中而导致的裂缝、坍塌现象。

优选地，所述窑炉的顶部采用80°拱形结构。

改进之四，所述排烟通道内设有排烟风机，所述排烟风机为变频控制风机，严格根据窑炉内压力的实际情况，及时调节风机的抽力，精确控制烟气的抽出，比普通传统窑炉靠闸板和人工控制的窑炉，烟气排放明显减少，降低了通过烟道带走的热能，抽出的烟气通过传热良好、抗腐蚀金属管道输引入成型车间，再经过配入冷风初步降温后，直接用于坯体的烘干和模具的干燥。窑炉冷却采用直接冷却，经过合理比例配入冷风降温，直接输入烘干房，进行陶瓷坯体和石膏模具的烘干，充分利用窑炉的余热。

改进之五，所述窑炉顶部为压缩陶瓷棉炉顶，所述窑炉内壁为耐热转贴陶瓷纤维棉和陶瓷纤维棉复合墙体。该技术方案尽可能加强窑炉的保温效果，并且在保证窑炉墙体外表温度尽可能低的情况下，选用最合理和最经济的材料达到最薄的窑炉墙体结构。其充分利用陶瓷纤维棉的蓄热少、热传导率低、绝热性能高的优点，采用间歇式轻体台车，在保证窑车强度要求的基础上，充分使用陶瓷纤维棉，最大限度降低窑车的蓄热散失；窑炉的顶部采用高温压缩陶瓷棉，体积密度达到220±10kg/m³，纤维棉理论导热系数（平均200℃）0.050~0.060w/(m·k)，一方面减少了窑炉顶部的热量传导散失，另一方面降低了窑炉顶部的蓄热散失；窑炉的墙体采用轻质耐热转贴陶瓷纤维棉和压缩复合高温陶瓷纤维棉的结构。

改进之六，所述窑炉内壁上设有一防落砂高温涂料层。窑炉的内表面采用防落砂高温涂料进行喷涂，解决了长期使用陶瓷纤维棉的粉化，造成烧成制品表面的落砂缺陷的产生，满足无匣钵直焰式烧成的条件，大大提高了热利用率，使梭式窑的热利用率提高到了30%左右，大幅度降低能耗成本。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明全自动快速节能梭式窑充分利用了窑炉节能燃烧技术，在窑炉的内壁上设有两层交错分布的燃烧喷嘴，提高窑炉内对流热交换能力，加强窑炉内热气流的搅动，大大提高了烧成效果，确保窑炉内温度的均匀一致，从而大幅度缩短烧成周期，提高了综合能耗利用率，适应世界低碳生活和绿色环保要求。该全自动快速节能梭式窑实现了全自动数控进行调节窑炉烧成制度，实现了窑炉内氧化、还原气氛的灵活自动控制和上下、左右温差一致，确保了烧成制品的质量稳定性。

附图说明

图1为实施例一全自动快速节能梭式窑的结构示意图。

图2为实施例二全自动快速节能梭式窑的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分（具体的种类和构造可能相同也可能不同），并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

实施例一

如图1所示为本发明全自动快速节能梭式窑的第一实施例，包括窑炉1，窑炉1包括顶部11和内壁12，窑炉1的内壁12上设有两层交错分布的燃烧喷嘴13，窑炉1下方设有燃烧装置14，窑炉1的外壁一侧设有排烟通道2，内壁12的底部设有一通孔15，通孔15与排烟通道2连通。

本实施例全自动快速节能梭式窑采用高速快速燃烧喷嘴13，分上下两层交错布置，不仅提高了窑炉1内对流热交换能力，还加强了窑炉1内热气流的搅动，大大提高了烧成效果，确保窑炉1内温度的均匀一致，从而大幅度缩短烧成周期，解决了过去高速喷嘴使用时的温度控制容易出现偏差的问题，保证喷嘴燃气焰流均匀向前喷射燃烧状态，防止火焰流因上浮造成的温度偏差，解决了因热电偶受到过度加热造成热电偶仪表显示温度与窑内烧成制品的实际温度发生很大的偏差，出现烧成操作的失误。

作为对本实施例的改进，如图1所示，燃烧喷嘴13处设有自控装置16，自控装置16与外置电控设备（图未示）连接。自控装置16可根据烧成温度、时间、气氛进行全自动调节，实现窑炉1内氧化、还原气氛的灵活自动控制，解决了员工不愿上夜班和需要长时间全程跟踪烧成操作的问题，确保了烧成制品的质量稳定性，大幅度提高了烧成制品的质量。

其中，本实施例中，如图1所示，排烟通道2内设有排烟风机21，排烟风机21为变频控制风机，严格根据窑炉1内压力的实际情况，及时调节风机的抽力，精确控制烟气的抽出，比普通传统窑炉靠闸板和人工控制的窑炉1，烟气排放明显减少，降低了通过烟道带走的热能，抽出的烟气通过传热良好、抗腐蚀金属管道输引入成型车间，再经过配入冷风初步降温后，直接用于坯体的烘干和模具的干燥。窑炉1冷却采用直接冷却，经过合理比例配入冷风降温，直接输入烘干房，进行陶瓷坯体和石膏模具的烘干，充分利用窑炉1的余热。本实施例的排烟系统采用了底部排烟的方法，减少了窑炉1内的上下温差，使窑炉1内的温差控制在任意两点之间小于5℃的范围。

实施例二

如图2所示为本发明全自动快速节能梭式窑的第二实施例，作为对实施例一的改进，本实施例在窑炉1的顶部11上设有燃气通道31和助燃气通道32，燃气通道31和助燃气通道32同时与一比例阀门33连接。采用燃气通道31和助燃气通道32对燃气和助燃气进行分路控制，用精密的比例阀门33来调节燃气和助燃空气的比例，一方面确保了燃气充分完全燃烧，另一方面尽量减少了助燃空气进入窑炉1的数量。

更进一步地，如图2所示，本实施例窑炉1的顶部11呈圆弧状，圆弧状拱部的高度H小于等于窑炉1宽度B的一半。该设计能有效避免窑炉1内在烧制过程中，窑炉1的顶部11热应力过度集中而导致的裂缝、坍塌现象。在本实施例中，采用较佳的方式，窑炉1的顶部11采用80°拱形结构，使窑炉1的使用烧制效果较佳。

实施例三

本发明全自动快速节能梭式窑的第三实施例，作为对实施例二的改进，本实施例的窑炉顶部为压缩陶瓷棉炉顶，窑炉内壁为耐热转贴陶瓷纤维棉和陶瓷纤维棉复合墙体。该技术方案尽可能加强窑炉的保温效果，并且在保证窑炉墙体外表温度尽可能低的情况下，选用最合理和最经济的材料达到最薄的窑炉墙体结构。其充分利用陶瓷纤维棉的蓄热少、热传导率低、绝热性能高的优点，采用间歇式轻体台车，在保证窑车强度要求的基础上，充分使用陶瓷纤维棉，最大限度降低窑车的蓄热散失；窑炉的顶部采用高温压缩陶瓷棉，体积密度达到220±10kg/m³，纤维棉理论导热系数（平均200℃）0.050~0.060w/(m·k)，一方面减少了窑炉顶部的热量传导散失，另一方面降低了窑炉顶部的蓄热散失；窑炉的墙体采用轻质耐热转贴陶瓷纤维棉和压缩复合高温陶瓷纤维棉的结构。

此外，在窑炉内壁上设有一防落砂高温涂料层。窑炉的内表面采用防落砂高温涂料进行喷涂，解决了长期使用陶瓷纤维棉的粉化，造成烧成制品表面的落砂缺陷的产生，满足无匣钵直焰式烧成的条件，大大提高了热利用率，使梭式窑的热利用率提高到了30%左右，大幅度降低能耗成本。

本发明实施例全自动快速节能梭式窑有如下优点：

1、烧成操作制度优化：优化烧成操作制度，提高实物质量，降低能耗；

2、燃烧系统：全封闭动力式高速燃烧喷嘴的燃烧系统，实现了窑炉内氧化、还原气氛的灵活自动控制；

3、控制系统：实现了智能全自动控制；

4、余热控制和利用技术：余热的再回收利用技术、窑炉采用变频强制排烟技术；

5、陶瓷制品实际热耗所占总热耗比例：20~30%，综合热利用率达到80%以上；

6、窑炉温差：窑炉内任意两点之间温差不大于5℃；

7、正常使用烧成温度：1380℃；

8、烧成周期：小于6小时；

9、最大窑炉有效容积：20m³。

本发明实施例全自动快速节能梭式窑充分利用了窑炉节能燃烧技术，在窑炉的内壁上设有两层交错分布的燃烧喷嘴，提高窑炉内对流热交换能力，加强窑炉内热气流的搅动，大大提高了烧成效果，确保窑炉内温度的均匀一致，从而大幅度缩短烧成周期，提高了综合能耗利用率，适应世界低碳生活和绿色环保要求。该全自动快速节能梭式窑实现了全自动数控进行调节窑炉烧成制度，实现了窑炉内氧化、还原气氛的灵活自动控制和上下、左右温差一致，确保了烧成制品的质量稳定性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全自动快速节能梭式窑，包括窑炉，其特征在于，所述窑炉包括顶部和内壁，所述窑炉的内壁上设有两层交错分布的燃烧喷嘴，所述窑炉下方设有燃烧装置，所述窑炉的外壁一侧设有排烟通道，内壁的底部设有一通孔，所述通孔与所述排烟通道连通。

2.根据权利要求1所述的全自动快速节能梭式窑，其特征在于，所述燃烧喷嘴处设有自控装置，所述自控装置与外置电控设备连接。

3.根据权利要求1所述的全自动快速节能梭式窑，其特征在于，所述窑炉的顶部上设有燃气通道和助燃气通道，所述燃气通道和助燃气通道同时与一比例阀门连接。

4.根据权利要求1所述的全自动快速节能梭式窑，其特征在于，所述窑炉的顶部呈圆弧状，圆弧状拱部的高度小于等于所述窑炉宽度的一半。

5.根据权利要求4所述的全自动快速节能梭式窑，其特征在于，所述窑炉的顶部采用80°拱形结构。

6.根据权利要求1至5任一项所述的全自动快速节能梭式窑，其特征在于，所述排烟通道内设有排烟风机，所述排烟风机为变频控制风机。

7.根据权利要求1至5任一项所述的全自动快速节能梭式窑，其特征在于，所述窑炉顶部为压缩陶瓷棉炉顶，所述窑炉内壁为耐热转贴陶瓷纤维棉和陶瓷纤维棉复合墙体。

8.根据权利要求7所述的全自动快速节能梭式窑，其特征在于，所述窑炉内壁上设有一防落砂高温涂料层。