CN108680011A - 一种窑炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种窑炉。该方案包括窑炉本体，窑炉本体内设置有空腔，空腔内设置有辊道上部、辊道下部，辊道上部、辊道下部烧成区域均设置有烧嘴，烧嘴连接有枪套，枪套包括第一套筒、第二套筒以及第三套筒，第一套筒与第二套筒设置于辊道上部，所述第二套筒与第三套筒设置于辊道下部，第一套筒与第二套筒、第二套筒与第三套筒均沿进坯件的方向上下交错且间隔分布，通过第一套筒、第二套筒以及第三套筒的交错间隔布置，缩小出口内径，从而加快火焰从枪嘴喷出的速度，通过设置调边温套筒，配合第一套筒、第二套筒以及第三套筒，有利于均匀窑炉内部的温度，缩小窑炉中部与侧边的温差，有利于提高窑炉内的烧成产品质量。

Description

一种窑炉
技术领域
本发明涉及陶瓷制造领域，具体涉及一种窑炉。
背景技术
陶瓷烧成工艺是陶瓷生产过程中一个重要的过程，陶瓷烧成是指坯体在高温下发生一系列物理化学反应，使坯体矿物组成与显微结构发生显著变化，使得坯体的外形尺寸固定，强度提高，最终获得某种特定使用性能陶瓷制品的过程。
陶瓷在烧成过程中分成低温阶段(常温～300℃)、氧化分解阶段(300～950℃)、高温阶段(950～烧成温度)以及釉熔冷却阶段(烧成温度～室温)，其中，高温阶段的主要作用是使得坯体发生氧化分解，产生液相，从而使得固定分解，形成新晶相和晶体长大，并使得釉熔融，从而有利于形成釉表面。
窑炉是陶瓷成型工艺中必不可少的设施，现有技术中，对于辊道式窑炉，窑炉内设置有一用于输送坯件的辊道，参见图1，窑炉每节2.16米，窑炉的内腔宽度为3～3.15米，在窑炉的高温段的烧成区域，辊道上部5与辊道下部6各布置8个烧嘴，具体地，采用出口孔径为φ40的第一碳化硅枪套1、出口孔径为φ50的第二碳化硅枪套2，每节左右交错布置，枪套长度均为395mm。在实际使用过程中，因枪套出口口径大，火焰喷射速度慢，且枪套短，使得火焰长度也短，从而使得窑炉中间达不到所需的温度，易使得产品出现变形、上翘等缺陷，优等率偏低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种窑炉，其包括窑炉本体，窑炉本体内设置有若干烧嘴，不同烧嘴上连接有直径与长度之比不一致的第一套筒、第二套筒以及第三套筒，该窑炉具有温度均匀、提高产品烧成质量的优点。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种窑炉，包括窑炉本体，所述窑炉本体内设置有空腔，所述空腔内设置有一用于运输坯件的辊道，所述空腔位于辊道上部与辊道下部的左、右两侧的内壁上均设置有若干烧嘴，所述烧嘴连接有枪套，所述枪套包括若干第一套筒、若干第二套筒以及若干第三套筒，若干所述第一套筒与若干第二套筒设置于辊道上部，若干所述第二套筒与若干第三套筒设置于辊道下部，位于所述辊道上部的第一套筒与第二套筒沿进坯件的方向左右交错且间隔分布，位于所述辊道下部的第二套筒与第三套筒沿进坯件的方向左右交错且间隔分布，所述第一套筒与第二套筒的长度均占空腔总宽度的10～11％，所述第一套筒的出口内径与长度之比为1:13.8～1:13，所述第二套筒的出口内径与长度之比为1:10.5～1:9.8，所述第三套筒的长度占空腔总宽度的18％～21％，所述第三套筒的出口内径与长度之比为1:23～1:24。
通过这样设置，针对于原窑炉的尺寸设计，当窑炉的内腔总宽度为3150mm时，第一套筒与第二套筒均为395mm，第三套筒的长度为700mm，第一套筒的出口内径为30mm，第二套筒的出口内径为40mm，第三套筒的出口内径为30mm，与现有的窑炉设计相比，辊道上部的第一套筒与第二套筒的出口内径更小，更小的出口可增加火焰喷射速度，从而使得烧嘴的火焰更快使得窑炉升温，维持窑炉的温度；另外，辊道下部的第二套筒与第三套筒间隔交错设置，因第三套筒的长度加长，从而从第三套筒喷射出的火焰长度更长，使得减小窑炉中部的温度与窑炉侧边温度的差值，从而使得窑炉内部的温度分布更加均匀，进而间接地，有利于提高产品的烧成质量，上述第一套筒、第二套筒以及第三套筒的尺寸设置还可适用于内腔总宽度为3850mm的窑炉，加宽的窑炉可适用于烧成更大尺寸的产品，而另一方面，枪套的适用性增强。
作为优选，所述辊道上部与辊道下部的侧面均设置有调边温烧嘴，所述调边温烧嘴位于进砖的一端，所述调边温烧嘴上连接有调边温套筒。
通过这样设置，调边温烧嘴可对辊道上部以及辊道下部的进砖的一端对窑炉内的侧面温度进行调节，进一步减小窑炉的中部与侧边的温差，有利于提高窑炉内产品的烧成质量。
作为优选，所述调边温套筒的出口内径与长度之比为1:18～1:19，所述调边温套筒的长度占空腔总宽度的14％～16％。
通过这样设置，针对于内腔总宽度为3150mm的窑炉，调边温套筒的设计长度为555mm，出口内径为30mm，从而使得调边温套筒与、第一套筒、第二套筒以及第三套筒配合使用后，对于窑炉中的温度调节效果较佳。
作为优选，所述调边温烧嘴设置至少两对，其中一对所述调边温烧嘴分布于辊道上部的左、右两侧，另一对所述温烧嘴分布于辊道下部的左、右两侧。
通过这样设置，两对调边温烧嘴可分别对辊道上部、辊道下部的左、右两侧边温度进行调节，从而使得辊道上部的左、右两侧以及辊道下部的左、右两侧的温差更小，使得窑炉内部的温度分布更加均匀，有利于提高窑炉内产品的烧成质量。
作为优选，所述调边温套筒外表面上设置有若干分火通孔，若干所述分火通孔位于调边温套筒出口的一端。
通过这样设置，调边温套筒中的火焰除了从出口喷射出外，还可从分火通孔喷射出，从而将调边温套筒中的火焰进行分散，扩大调边温套筒的温度调节范围，方便使用调边温套筒进行温度调节。
作为优选，若干所述分火通孔绕调边温套筒的中心间隔均匀设置。
通过这样设置，减少相邻的分火通孔喷射的火焰出现交叉的情况，有利于扩大调边温套筒的温度调节范围，方便调边温套筒的使用。
作为优选，若干所述分火通孔分布于调边温套筒半个圆周上。
通过这样设置，调边温套筒可集中于半个圆周进行调边温，使得调边温套筒对于温度的控制具有明确的方向性，方便使用。
作为优选，所述分火通孔为锥形孔，所述分火通孔与调边温套筒外表面的连通处的直径大于分火通孔与调边温套筒内表面的连通处的直径。
通过这样设置，分火通孔为锥形孔且分火通孔与调边温套筒外表面的连通处的直径大于分火通孔与调边温套筒内表面的连通处的直径，从而火焰从分火通孔排出时，火焰进入分火通孔受到的阻力大于火焰从分火通孔排出时受到的阻力，从而火焰从分火通孔排出时更易于分散，从而扩大调边温套筒的加热范围。
作为优选，所述第一套筒与第二套筒间隔均匀分布，所述第二套筒与第三套筒间隔均匀分布。
通过这样设置，有利于对窑炉内腔温度进行均匀分布，提高产品的烧成质量。
作为优选，所述第三套筒与调边温套筒的出口处均采用火焰分散结构，所述第三套筒与调边温套筒均包括筒体，所述筒体包括与烧嘴配合的筒部以及与筒部同轴设置的喷火套，所述筒体与喷火套之间固定连接有台阶面，所述台阶面与筒体的轴线垂直，所述筒部的内径D1是喷火圈内径d1的1.5～2.5倍。
通过这样设置，烧嘴向筒部输送的火焰从喷火套中喷出，筒部的内径D1是喷火圈内径d1的1.5～2.5倍，从而火焰输送至喷火套处时阻力急剧增加，而从喷火套喷出的火焰的阻力瞬间减小，从而使得从喷火套喷出的火焰更易于分散，从而扩大第三套筒、调边温套筒加热的范围，更易于均匀窑炉内部的温度。
相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：
1、通过第一套筒、第二套筒以及第三套筒的交错间隔布置，缩小出口内径，从而加快火焰从枪嘴喷出的速度，从而有利于均匀窑炉内部的温度，提高产品的质量。
2、通过设置调边温套筒，配合第一套筒、第二套筒以及第三套筒，进一步达到均布窑炉内部温度的目的，缩小窑炉中部与侧边的温差，有利于提高窑炉内的烧成产品质量。
3、通过设置于调边温套筒的分火通孔，有效提高调边温套筒的温度控制面积。
4、第三套筒与调边温套筒均采用火焰分散结构，从而加大火焰的分散效果，从而提高枪嘴的加热效果。
附图说明
图1是现有技术中辊道上部中的枪套布置俯视图；
图2是现有技术中辊道下部中的枪套布置俯视图；
图3是本发明实施例中辊道上部的枪套布置俯视图；
图4是本发明实施例中辊道下部的枪套布置俯视图；
图5是本发明实施例中调边温套筒的立体图；
图6是本发明实施例中调边温套筒的纵向截面示意图；
图7是本发明实施例中第二套筒的立体图；
图8是本发明实施例中第二套筒的纵向截面示意图。
其中，各附图标记所指代的技术特征如下：
1、第一碳化硅枪套；2、第二碳化硅枪套；3、窑炉本体；4、空腔；5、辊道上部；6、辊道下部；7、第一套筒；8、第二套筒；81、套接部；82、出口部；83、锥形套筒；9、第三套筒；10、调边温套筒；101、筒体；102、喷火套；13、台阶面；14、分火通孔；11、火焰分散结构；12、缩口过渡结构。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
参考图3以及图4，本实施例公开了一种窑炉，包括窑炉本体3，窑炉本体3内设置有空腔4，窑炉本体3内设置有一用于运输坯料的辊道(图中未标注)，窑炉本体3内以辊道为分界面，将空腔4分隔成辊道上部5以及辊道下部6，窑炉本体3的空腔4内壁上设置有若干烧嘴(图中未标注)，若干烧嘴布置于窑炉本体3的烧成区域，若干烧嘴分布于辊道上部5与辊道下部6的左、右两侧(本实施例中，为方便清楚的描述，统一定义：左侧为从俯视方向观察，位于进砖方向的左侧；右侧为从俯视方向观察，位于进砖方向的右侧)，烧嘴上连接有枪嘴(图中未标注)，枪嘴包括若干第一套筒7、若干第二套筒8以及若干第三套筒9，其中，若干第一套筒7与若干第二套筒8间隔均匀分布于辊道上部5，第一套筒7与第二套筒8位于辊道上部5的左、右两侧交错设置。
参考图3，若干第二套筒8与若干第三套筒9间隔均匀分布于辊道下部6，第二套筒8与第三套筒9位于辊道下部6的左、右两侧交错设置。
参考图3以及图4，辊道上部5以及辊道下部6上均设置有调边温烧嘴(图中未标注)，调边温烧嘴上连接调边温套筒10，调边温套筒10位于辊道上部5、辊道下部6各设置一对，其中一对调边温套筒10设置于辊道上部5的左、右两侧，另一对调边温套筒10设置于辊道下部6的左、右两侧，调边温套筒10均设置于辊道上部5以及辊道下部6进砖的一端。
本实施例中，窑炉内的枪套具体布置为：由俯视方向观察，辊道上部5的右侧沿进砖的方向依次设置有一调边温套筒10、一第一套筒7、一第二套筒8以及一第一套筒7，辊道上部5的左侧沿进砖的方向依次设置有一调边温套筒10、一第一套筒7、一第二套筒8以及一第一套筒7，辊道下部6的右侧沿进砖的方向依次设置有一调边温套筒10、一第三套筒9、一第二套筒8、一第三套筒9，辊道下部6的左侧沿进砖的方向依次设置有一调边温套筒10、一第三套筒9、一第二套筒8、一第三套筒9，调边温套筒10到第一套筒7的距离与第一套筒7到第二套筒8的距离相等，调边温套筒10到第三套筒9的距离与第三套筒9到第二套筒8的距离相等。
第一套筒7与第二套筒8的长度均占空腔4总宽度的10～11％，第三套筒9的长度占空腔4总宽度的18％～21％，第一套筒7的出口内径与长度之比为1:13.8～1:13，第二套筒8的出口内径与长度之比为1:10.5～1:9.8，第三套筒9的出口内径与长度之比为1:23～1:24。
本实施例中，窑炉本体3的空腔4总宽度为3150mm，第一套筒7与第二套筒8的长度均为395mm，第三套筒9的长度为700mm，第一套筒7、第二套筒8以及第三套筒9的出口内径依次为30mm、40mm、30mm，上述第一套筒7、第二套筒8以及第三套筒9的尺寸也适用于空腔4总宽度为3850mm的窑炉。
通过延长枪管的长度，从而使得火焰的输送距离增加，从而使得窑炉本体3的空腔4中部的温度与侧边处的温差减小，通过缩小枪管的出口内径，使用相同功率的烧嘴，火焰从较小出口的枪管中喷出的速度更快，火焰的加热效果更好。
调边温套筒10的出口内径与长度之比为1:18～1:19，调边温套筒10的长度占空腔4总宽度的14％～16％。
本实施例中，调边温套筒10的长度为555mm，调边温套筒10的出口内径为30mm。
参考图5以及图6，调边温套筒10与第三套筒9的出口处均采用火焰分散结构11，调边温套筒10与第三套筒9均包括与烧嘴连接的筒体101以及与筒体101连接的喷火套102，筒体101与喷火套102同轴设置且壁厚一致，筒体101与喷火套102之间设置有台阶面13连接，台阶面13一侧与筒体101固定连接，另一侧与喷火套102固定连接，台阶面13与筒体101的轴线垂直且台阶面的厚度与筒体一致。
筒体101的内径D1是喷火套102内径d1的1.5～2.5倍，台阶面13与筒体101的连接处采用圆弧R1过渡，台阶面13与喷火套102的连接处采用圆弧R2过渡，圆弧R1与圆弧R2满足：R1：R2＝3：5，R2：D1＝1：2，喷火套102的出口端端面与圆弧R2的圆心之间的间距为L1，圆弧R1与圆弧R2圆心间距为L2，L1:L2＝1:3，通过圆弧R1与圆弧R2将火焰进行汇集并将火焰导向至喷火套102的出口，采用上述参数，使得火焰能顺畅经过台阶面13与筒体101、喷火套102的连接处，减少裂缝的产生；因筒体101的内径D1是喷火套102内径d1的1.5～2.5倍，从烧嘴喷射的火焰经筒体101输送至喷火套102时，火焰受到阻碍较大阻力，因此，当火焰从喷火套102中喷射出时，火焰受到的阻力急剧减小，从而火焰可向四周扩散，从而提高烧嘴的加热效果。
参考图5以及图6，调边温套筒10的外表面上还设置有若干分火通孔14，若干分火通孔14绕调边温套筒10绕其旋转轴线均匀设置，若干分火通孔14均位于调边温套筒10出口的一端，本实施例中，分火通孔14设置5个，5个分火通孔14分布于调边温套筒10半个圆周上。
本实施例中，分火通孔14为锥形孔，分火通孔14与调边温套筒10外表面的连通处大于分火通孔14与调边温套筒10内表面的连通处，分火通孔14的最小直径为d2，d2：d1＝3：5，本实施例中，分火通孔14的最小直径d2为18mm，分火通孔14的内壁与分火通孔14的中心线所成的夹角为α，α的取值为30°～60°，本实施例中，α为45°，通过这样设置，使得火焰进入分火通孔14的阻力大于火焰从分火通孔14喷出的阻力，从而使得火焰从分火通孔14喷出后更易于分散，从而扩大调边温套筒10的加热范围。
调边温套筒10布置时，位于辊道上部5左、右两侧的调边温套筒10的分火通孔14均朝辊道下部6设置，位于辊道下部6左、右两侧的调边温套筒10的分火通孔14均朝辊道上部5设置。
参考图7以及图8，第一套筒7与第二套筒8的出口处均设置有缩口过渡结构12，第一套筒7与第二套筒8均包括套筒本体(图中未标注)，套筒本体包括与烧嘴连接的套接部81以及与套接部81连接的出口部82，套接部81与出口部82均为圆管结构，套接部81与出口部82之间通过锥形套筒83连接，本实施例中，出口部82与套接部81通过注浆成型一体形成，套接部81内径尺寸为D2，出口部82的内径尺寸为d3，套接部81内径尺寸与出口部82内径尺寸满足：D2/d3＝1.75～2.3，锥形套筒83的长度为L3，出口部82的长度为L4，L3与L4满足：L3：L4＝1：4，锥形套筒83的内壁与套筒本体中心线的夹角为β，β的设计范围在5°～15°之间，本实施例中，第一套筒的β值为7°，第二套筒的β值为11°。
通过这样设置，锥形套筒83的内壁与套筒本体中心线的夹角为通过弧形过渡结构，减小了枪套对火焰的阻力，从而减小火焰在经过枪套时的损耗，使得火焰从枪套喷出的速度较快，烧嘴的加热效果良好。
本发明实施例的使用过程：
第一套筒7、第二套筒8的出口分别设置为φ30mm、φ40mm，从而加快火焰喷射速度；辊道下部6一半数量的枪套设置为长度是700mm的第三套筒9，从而使得窑炉中部与侧边的温差减小，第三套筒9与第二套筒8交错布置，辊道上部5、辊道下部6布置有调边温套筒10，这样长、短枪套搭配、第三套筒9和调边温套筒10搭配使用，能有效的解决因窑炉内宽太宽而导致窑内温度不均匀的问题，提高产品合格率。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种窑炉，包括窑炉本体，所述窑炉本体内设置有空腔，所述空腔内设置有一用于运输坯件的辊道，所述空腔位于辊道上部与辊道下部的左、右两侧的内壁上均设置有若干烧嘴，所述烧嘴连接有枪套，所述枪套包括若干第一套筒、若干第二套筒以及若干第三套筒，若干所述第一套筒与若干第二套筒设置于辊道上部，若干所述第二套筒与若干第三套筒设置于辊道下部，位于所述辊道上部的第一套筒与第二套筒沿进坯件的方向左右交错且间隔分布，位于所述辊道下部的第二套筒与第三套筒沿进坯件的方向左右交错且间隔分布，其特征在于，所述第一套筒与第二套筒的长度均占空腔总宽度的10～11％，所述第一套筒的出口内径与长度之比为1:13.8～1:13，所述第二套筒的出口内径与长度之比为1:10.5～1:9.8，所述第三套筒的长度占空腔总宽度的18％～21％，所述第三套筒的出口内径与长度之比为1:23～1:24。
2.一种根据权利要求1所述的窑炉，其特征在于，所述辊道上部与辊道下部的侧面均设置有调边温烧嘴，所述调边温烧嘴位于进砖的一端，所述调边温烧嘴上连接有调边温套筒。
3.一种根据权利要求2所述的窑炉，其特征在于，所述调边温套筒的出口内径与长度之比为1:18～1:19，所述调边温套筒的长度占空腔总宽度的14％～16％。
4.一种根据权利要求2或3所述的窑炉，其特征在于，所述调边温烧嘴设置至少两对，其中一对所述调边温烧嘴分布于辊道上部的左、右两侧，另一对所述温烧嘴分布于辊道下部的左、右两侧。
5.一种根据权利要求2或3所述的窑炉，其特征在于，所述调边温套筒外表面上设置有若干分火通孔，若干所述分火通孔位于调边温套筒出口的一端。
6.一种根据权利要求5所述的窑炉，其特征在于，若干所述分火通孔绕调边温套筒的中心间隔均匀设置。
7.一种根据权利要求6所述的窑炉，其特征在于，若干所述分火通孔分布于调边温套筒半个圆周上。
8.一种根据权利要求6或7所述的窑炉，其特征在于，所述分火通孔为锥形孔，所述分火通孔与调边温套筒外表面的连通处的直径大于分火通孔与调边温套筒内表面的连通处的直径。
9.一种根据权利要求1所述的窑炉，其特征在于，所述第一套筒与第二套筒间隔均匀分布，所述第二套筒与第三套筒间隔均匀分布。
10.一种根据权利要求2、3、6、7或9任一项所述的窑炉，其特征在于，所述第三套筒与调边温套筒的出口处均采用火焰分散结构，所述第三套筒与调边温套筒均包括筒体，所述筒体包括与烧嘴配合的筒部以及与筒部同轴设置的喷火套，所述筒体与喷火套之间固定连接有台阶面，所述台阶面与筒体的轴线垂直，所述筒部的内径D1是喷火圈内径d1的1.5～2.5倍。
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