CN2741978Y - 用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑 - Google Patents
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Abstract
用于泡沫玻璃发泡的燃气隧道窑属于泡沫玻璃生产领域。本实用新型依次为预热段(4)、发泡段(5)、快冷段(6)，特征在于，在快冷段(6)后还有稳定段(7)；各段长度依据泡沫玻璃加热曲线确定；采用窑车传动结构；发泡段(5)两侧窑墙上上下交错均匀分布的燃烧器(11)；快冷段(6)包括布置在窑顶内侧和窑墙内侧的冷却风管(18)；稳定段(7)包括在两侧窑墙上上下交错均匀分布的燃烧器(11)，布置密度降低为发泡段(5)燃烧器布置密度的1/2－1/3；的燃烧器(11)采用气体燃料(22)作为加热能源，采用全自动燃气控制系统。本实用新型保证泡沫玻璃连续生产，形成一定的产量规模，克服电能作加热能源成本高的缺点。
Description
技术领域：
用于泡沫玻璃发泡的燃气隧道窑属于泡沫玻璃生产领域的生产设备。
背景技术：
目前，国内外泡沫玻璃发泡窑主要采用推板窑结构形式，可参见中国专利02215445.0中，其传动方式为典型的滑动摩擦传动，摩擦阻力较大，对导轨及滑道的材质和结构要求较高，两者在高温环境下易发生变形，大大影响传动效果，有时还会出现阻塞现象，不得不停窑维修，滑轨及滑道因磨损量大，需要在使用6～12月后更换，极大地影响工业生产的正常进行，并且使生产成本提高。因此，限于该种加热窑传动模式的弱点，其发泡窑长度一般仅有20～26米，很难延长发泡窑长度，提高生产规模，其主要原因在摩擦阻力和热变形的影响所致，并且加热窑内一般只能通过一列泡沫玻璃制品，泡沫玻璃毛坯的年生产量仅有为5000～7000立方米。因此，该类泡沫玻璃加热窑限制了泡沫玻璃产量规模的发展。该类泡沫玻璃发泡窑没有稳定段，并且更不会有相应的加热及控制手段，很难使已经泡沫化的毛坯稳定下来。
目前，绝大多数生产绝热型(闭孔结构)泡沫玻璃的发泡窑都是采用电能作为加热能源，电能作为二次能源，其成本相对较高。生产泡沫玻璃采用电能的主要原因在于生产绝热型(闭孔结构)泡沫玻璃采用炭素作为发泡剂，一般来说炭素在450℃以上开始发生氧化反应，而在此温度下玻璃体并没有软化，如果在加热窑内氧气浓度过大，将会使炭素提前发生氧化反应，因此会导致泡沫玻璃配合料很难发泡，不能形成多孔结构，为了克服发泡窑内氧化气氛的影响，一直以来主要采用电能作为加热源，电能可以保障窑内气氛处于中性气氛或弱氧化气氛，减少泡沫玻璃配合料的提前氧化问题。
目前，泡沫玻璃制品生产主要采用耐热钢金属模具作为泡沫玻璃热成型装置，一般泡沫玻璃配合料在800～900℃时形成多孔状发泡体，耐热钢模具在该温度条件下长时间作用后会发生变形，为了减小模具的变形，一般把模具尺寸控制在较小尺寸范围内，一般所采用的模具尺寸为L×B×H＝450～550×400～450×150～180mm，由于模具的变形会使生产出来的泡沫玻璃毛坯具有不规则外形，这样的毛坯在经过机械切割形成泡沫玻璃制品时，会因不规则外形降低泡沫玻璃毛坯的切材率。
将玻璃粉与发泡剂及各种助剂进行混合，经过预热段预热和发泡段的高温加热，玻璃粉被加热成熔融态，发泡剂发生反应产生气体，使玻璃体内部发泡并膨胀形成泡沫玻璃。普通结构的隧道窑结构的冷却段由于受发泡段的高温辐射、热传导和窑车蓄热的影响，已经发泡的泡沫玻璃在进入冷却段后，降温十分缓慢，甚至到泡沫玻璃毛坯运行到窑尾出口处，虽然泡沫玻璃外壳已经硬化，但泡沫玻璃毛坯的中心温度仍有700～800℃，玻璃体依然处于软化状态，这样脱模后的毛坯进入退火窑退火时，因固化的硬壳重新软化而产生龟裂，并且沿厚度方向上产生收缩，收缩尺寸达到20～30％，并使泡沫玻璃内的气孔形状变成扁圆，导致表观密度、抗压强度、导热系数等性能变差。在中国专利02215445.0中，采用了一种改进的冷却结构方式，将发泡段与冷却段衔接处的窑顶部分去除，其长度有0.4～1.0米长，通过其开放空间有效将炉内热量得以释放。
实用新型内容
本实用新型设计一种泡沫玻璃发泡用的窑车式燃气隧道窑，保证泡沫玻璃连续生产，形成一定的产量规模，克服采用电能作加热能源成本高的缺点。
本实用新型提供的用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑，依次为预热段4、发泡段5、快冷段6，其特征在于，快冷段6后还有稳定段7；各段长度依据泡沫玻璃加热曲线确定；各段之间的连接采用常规机械连接；
采用窑车传动结构；
其中发泡段5两侧窑墙上上下交错均匀分布的燃烧器11；
其中快冷段6包括布置在窑顶内侧和窑墙内侧的冷却风管18；
其中稳定段7包括在两侧窑墙上上下交错均匀分布的燃烧器11，布置密度降低为发泡段5燃烧器布置密度的1/2-1/3；
在发泡段5、稳定段7的燃烧器11采用气体燃料22作为加热能源，每个燃烧器11采用至少一个现有的全自动燃气控制系统。
各段长度依据泡沫玻璃加热曲线确定，各段长度比例为：预热段4∶发泡段5∶快冷段6∶稳定段7＝25～35％∶20～25％∶10～15％∶20～25％。
各段采用模块式设计，通过增加或减少模块来适应不同工艺曲线要求的各段长度。
发泡段5还包括布局在预热段4与发泡段5交汇处及发泡段5与快冷段6交汇处均设置用于减少发泡段5燃烧产生的热量向预热段4和快冷段6运动的调节闸板17。
发泡段5两侧窑墙上上下交错均匀分布的燃烧器11，下排燃气燃烧器11布置在碳化硅棚板8与台车面之间的位置上，上排燃烧器11布置在碳化硅围板9上沿至窑顶之间。
稳定段7两侧窑墙上上下交错均匀分布的燃烧器11，下排燃气燃烧器11布置在碳化硅棚板8与台车面之间的位置上，上排燃烧器11布置在碳化硅围板9上沿至窑顶之间。
稳定段7在窑顶布置使炉内温度场更加均匀的搅拌风扇19。
燃气隧道窑所用燃气燃烧器11是高速预混燃烧器，喷出速度可达100m/s，强化了窑内对流传热，使窑内空间温度更加均匀。
所用燃烧器11带有助燃空气/燃气比例调节器25，具有气氛可调性，能够保持火焰气氛处于弱氧化气氛，减少配合料中的炭黑提前发生反应。
发泡段5、稳定段7的燃烧器11采用气体燃料22作为加热能源，每个燃烧器11采用至少一个现有的全自动燃气控制系统。
在窑车1的立柱24上承托着由碳化硅板8、硅板8周围围着的碳化硅围板9和围板9上方表面覆盖的耐热钢隔离板16构成的模具。
燃烧器11均匀分布在发泡段5两侧窑墙上，其布置规律为上下交错布置，燃烧器11采用气体燃料，下排燃气燃烧器11布置在碳化硅棚板8与台车面之间的位置上，上排燃烧器布置在碳化硅围板9上沿至窑顶之间。这样使得配合料能够得到上下均匀加热，使配合料受热更加均匀。调节闸板17布局在预热段4与发泡段5交汇处及发泡段5与快冷段6交汇处，即发泡段5的前后各有一个调节闸板17，其由耐热钢焊接成中空厚板结构和吊绳组成，耐热钢内部填充耐火纤维，调节闸板17穿过窑顶预留出的缝隙，调整吊绳可以调节闸板的高度，调节闸板17的主要作用减少发泡段5燃烧产生的热量向低温处(预热段4和快冷段6)运动，能够使发泡段保持较高的温度。
快冷段6包括冷却风管18。冷却风管18布置在窑顶内侧和窑墙内侧，内部流动冷空气，用于吸收发泡后的泡沫玻璃毛坯及窑车1所带出的热量，将其热量置换给了冷空气，使其变成热空气，用于燃烧器11作为助燃空气21，提高能源利用效率。
本实用新型中快冷段6内冷却方式为间接式，即冷却风不与泡沫玻璃毛坯接触，是通过快冷段6窑体两内侧和窑顶内侧布置冷却风管18来吸收窑车1和泡沫玻璃所带出的热量，能够使泡沫玻璃毛坯充分冷却，使温度降低到较为合适的温度范围，并且泡沫玻璃的中心温度能够得到充分降低，是快有效减小泡沫玻璃毛坯在厚度方向的收缩，使泡沫玻璃表观密度、抗压强度、导热系数性能得到较大提高。
稳定段7包括燃烧器11、搅拌风扇19，燃烧器11布置密度降低为发泡段5的1/2-1/3，每个燃烧器11的供热能力减小。
本实用新型中在稳定段7中依然采用有效的加热控制，并且保障冷却定型的泡沫玻璃有充足时间恒温稳定，达到毛坯的内外温度一致。为了更好地实现毛坯恒温稳定，采用窑顶布置搅拌风扇19，使炉内温度场更加均匀。可以克服毛坯送入退火窑后表面凹陷。
为了克服采用电能作加热能源成本高的缺点，本实用新型采用燃气22作为能源，泡沫玻璃发泡窑采用窑车1式隧道窑结构形式可以有效克服传动阻力及磨损的影响，可以有效延长加热窑长度及宽度，使泡沫玻璃毛坯产量规模增大。
本实用新型的模具采用碳化硅板8作为承托板和碳化硅围护9结构，表面覆盖耐热钢隔离板16。而不采用易变形耐热钢模具，最大限度地降低了泡沫玻璃毛坯的变形问题，提高了泡沫玻璃的切材率。通过本实用新型可以有效地降低泡沫玻璃生产成本。
另外，不再使用易变形的耐热钢模具，而采用碳化硅板8作为承托板和碳化硅围护9结构，减少泡沫玻璃毛坯不规则变形，加大泡沫玻璃毛坯的切材率。通过本实用新型可以有效地降低泡沫玻璃生产成本，减少装备对泡沫玻璃生产的影响，提高生产效率。
本实用新型通过燃气控制系统，严格控制气氛，并且在配合料表面加了一层耐热钢板，作为隔离板，可以隔离气氛对配合料的氧化问题。
用气体燃料22作为加热能源，其可以有效降低泡沫玻璃的能源成本，采用全自动燃气控制系统达到对燃烧加热的控制，能够满足泡沫玻璃生产过程中对加热温度场均匀性的要求。常用的气体燃料一般包括发生炉煤气、水煤气、焦炉煤气、天然气、液化石油气等。
附图说明：
图1燃气隧道窑的主视图。
图2燃气隧道窑A-A剖面图。
图3燃气隧道窑B-B剖面图。
图4燃气隧道窑燃烧控制系统图。
1、窑车2、车轮3、轨道4、预热段5、发泡段6、快冷段7、稳定段8、碳化硅板9、碳化硅围板10、推车机11、燃烧器12、助燃空气调节阀13、燃气调节阀14、热电偶15、温度控制器16、耐热隔离板17、调节闸板18、冷却风管19、搅拌风扇20、燃烧控制器21、助燃空气22、燃气23、压力信号24、立柱25、助燃空气/燃气比例调节器
具体实施方式
窑车1采用车轮2结构，使传输运动阻力较小，窑车1作为配合料的运输工具，使配合料按工艺进行，实现配合料的泡沫化，形成多孔状泡沫玻璃。窑车1的车轮2沿着轨道3前进。
根据图1-图4所提供的技术方案和装备示意图，燃气隧道窑采用模块式设计，每一模块尺寸1～2米，这样便于运输和安装，可以通过增加或减少模块来适应不同工艺曲线。
采用燃气型隧道窑作为泡沫玻璃发泡窑，其生产线长度至少可达30米，内宽至少可达1800mm，如果设定每个窑车18长1000mm，依据泡沫玻璃在燃气隧道窑运行周期为2～3小时，其泡沫玻璃毛坯年(工作日300天)产量至少可达10000～20000立方米。
图2所示的燃气式隧道窑工作系统有预热段4、发泡段5、快冷段6、稳定段7组成。依据泡沫玻璃特有加热曲线，各段长度比例为：预热段4∶发泡段5∶急冷段6∶稳定段7＝25～35％∶20～25％∶10～15％∶20～25％。各段之间的连接采用常规机械连接。
将玻璃粉、发泡剂和助剂在球磨机球磨形成配合料，平铺在窑车上的碳化硅板8及碳化硅围板9，通过推车机10的推力作用使窑车1前进。在预热段4中进行预热，进入发泡段5使配合料形成熔融态，发泡剂开始反应，生成的气体被熔融的玻璃体所包裹，形成多孔状结构。然后进入快冷段6，使已经膨胀的玻璃体固定下来，然后进入稳定段7进行继续稳定固化。
预热段的烟囱位于整个燃气隧道窑的前端窑顶上部及窑体两侧，产生抽力，使发泡段燃烧器燃烧产生烟气余热通过烟囱抽力被吸引到隧道窑入口处，进行预热利于节能。
根据加热窑结构和尺寸，在发泡段燃烧器11布置和选用原则是：(1)达到泡沫玻璃发泡所需供热能力5000～40000kcal/个；(2)布置均匀，间距适中，500～750mm为宜；(3)采用上下交错布置；(5)每个燃烧器11可分别独立全自动控制燃烧控制系统。工作原理是，助燃空气21通过电动调节阀12输入，在燃烧器11前产生压力信号23，其大小作用于燃气调节器13，其同步开启阀门，达到助燃空气21和燃气22同比例燃烧。通过热电偶14采集加热空间温度，与温度控制器15设定温度比较，若低于设定温度，温度控制器15输出控制信号，开大助燃空气21电动调节阀12，燃气22同比例增大，使空间温度提高，反之亦然。
将燃烧器11安置在窑墙预留的安装孔中，旋紧螺钉，即可固定燃烧器11，燃烧控制器20安装于窑墙金属外壳上，距离燃烧器11周围300～500mm范围内。温度控制器15通过连线进入的控制室的仪表柜上。燃烧器11采用上下交错布局，有效地保证了供热均衡的合理性。燃烧器11喷嘴前端送入加热窑窑体上预留安装孔中，通过面板上的紧固螺钉将其固定。本实用新型中的燃气发泡窑余热利用率高，发泡段5的热烟气由窑头排烟抽力引出，可以预热配合料，急冷段6的热量被换热器内冷空气吸收，作为退火窑燃烧器的助燃空气。
此外，燃气隧道窑所用燃气燃烧器11是高速预混燃烧器，喷出速度可达100m/s，强化了窑内对流传热，使窑内空间温度更加均匀。再者所用燃烧器具有气氛可调性，能够保持火焰气氛处于弱氧化气氛，减少配合料中的炭黑提前发生反应。燃烧器型号及性能如下：产品名称：低压预混高速气体烧烧器；产品型号：size0；燃料压力0.02~0.5Mpa燃烧能力：0.58～3.5MW；助燃空气压力0.02～0.3Mpa；生产厂家：湖南吉祥燃烧器股份有限公司。
采用碳化硅板8作为泡沫玻璃成型用模具，摒弃了耐热钢作为模具。烧制以炭黑为发泡剂的配合料时，配合料表面覆盖耐热钢隔离板16，防止窑内的氧气与配合料中的炭黑发生接触反应。
为阻挡燃气隧道窑发泡段5高温区的热量向预热段4和快冷段6传递和辐射，在发泡段5与快冷段6和发泡段5与预热段4设置调节闸板17，快冷段6采用的快冷方式间接冷却方式，使用冷却风管18，利用冷的助燃空气21流经耐热钢管，耐热钢管位于快冷段窑顶下方和窑墙两侧，用于吸收窑车及泡沫玻璃制品所带出的热量，可以使已经发泡的玻璃结构快速固定下来。直接冷却会导致制品表面冷却过速，形成内外温差过大，而导致表面开裂，影响制品切材率。
本实用新型的燃气隧道窑传动稳定，不会出现普通推板窑和辊道窑在传动上的卡死现象。
本实用新型的燃气隧道窑燃烧控制系统稳定性好，采用自动控制系统，具有较好的可调节性强，控制精度高。所采用的燃烧控制系统为：产品型号：C2S型工业燃烧控制系统生产单位：合肥海科安全环境技术有限公司。
Claims (9)
1、用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑，依次为预热段(4)、发泡段(5)、快冷段(6)，其特征在于，在快冷段(6)后还有稳定段(7)；各段长度依据泡沫玻璃加热曲线确定；各段之间的连接采用常规机械连接；
采用窑车传动结构；
其中发泡段(5)两侧窑墙上上下交错均匀分布的燃烧器(11)；
其中快冷段(6)包括布置在窑顶内侧和窑墙内侧的冷却风管(18)；
其中稳定段(7)包括在两侧窑墙上上下交错均匀分布的燃烧器(11)，布置密度降低为发泡段(5)燃烧器布置密度的1/2-1/3；
在发泡段(5)、稳定段(7)的燃烧器(11)采用气体燃料(22)作为加热能源，每个燃烧器(11)采用至少一个现有的全自动燃气控制系统。
2、根据权利要求1所述的用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑，各段长度依据泡沫玻璃加热曲线确定，各段长度比例为：预热段(4)∶发泡段(5)∶快冷段(6)∶稳定段(7)＝25～35％∶20～25％∶10～15％∶20～25％。
3、根据权利要求1所述的用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑，各段采用模块式设计，通过增加或减少模块来适应不同工艺曲线要求的各段长度。
4、根据权利要求1所述的用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑，发泡段(5)还包括布局在预热段(4)与发泡段(5)交汇处及发泡段(5)与快冷段(6)交汇处均设置用于减少发泡段(5)燃烧产生的热量向预热段(4)和快冷段(6)运动的调节闸板(17)。
5、根据权利要求1所述的用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑，在发泡段(5)两侧窑墙上面上下交错均匀分布的燃烧器(11)，下排燃气燃烧器(11)布置在碳化硅棚板(8)与台车面之间的位置上，上排燃烧器(11)布置在碳化硅围板(9)上沿至窑顶之间。
6、根据权利要求1所述的用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑，在稳定段(7)两侧窑墙上面上下交错均匀分布的燃烧器(11)，下排燃气燃烧器(11)布置在碳化硅棚板(8)与台车面之间的位置上，上排燃烧器(11)布置在碳化硅围板(9)上沿至窑顶之间。
7、根据权利要求1所述的用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑，稳定段(7)在窑顶布置使炉内温度场更加均匀的搅拌风扇(19)。
8、根据权利要求1所述的用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑，，所用燃气燃烧器(11)是强化窑内对流传热的高速预混燃烧器，喷出速度可达30m/s以上；所用燃气燃烧器(11)带有能够保持火焰气氛处于弱氧化气氛的助燃空气/燃气比例调节器(25)。
9、根据权利要求1所述的用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑，在窑车(1)的立柱(24)上承托着由碳化硅板(8)、硅板(8)周围围着的碳化硅围板(9)和围板(9)上方表面覆盖的耐热钢隔离板(16)构成的模具。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CNU2004200929679U CN2741978Y (zh) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | 用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑 |
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| CNU2004200929679U CN2741978Y (zh) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | 用于泡沫玻璃生产的燃气隧道窑 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2741978Y true CN2741978Y (zh) | 2005-11-23 |
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ID=35477450
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107560438A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-01-09 | 芜湖市中瓷环保材料技术有限责任公司 | 陶瓷的烧制装置 |
| CN107576203A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-01-12 | 芜湖市中瓷环保材料技术有限责任公司 | 陶瓷的烧制方法 |
-
2004
- 2004-09-24 CN CNU2004200929679U patent/CN2741978Y/zh not_active Expired - Lifetime
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