1篇8章3节陶瓷烧成.docx

上传人:b****6 文档编号:3639079 上传时间:2022-11-24 格式:DOCX 页数:24 大小:189.40KB
下载 相关 举报
1篇8章3节陶瓷烧成.docx_第1页
第1页 / 共24页
1篇8章3节陶瓷烧成.docx_第2页
第2页 / 共24页
1篇8章3节陶瓷烧成.docx_第3页
第3页 / 共24页
1篇8章3节陶瓷烧成.docx_第4页
第4页 / 共24页
1篇8章3节陶瓷烧成.docx_第5页
第5页 / 共24页
点击查看更多>>
下载资源
资源描述

1篇8章3节陶瓷烧成.docx

《1篇8章3节陶瓷烧成.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《1篇8章3节陶瓷烧成.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。

1篇8章3节陶瓷烧成.docx

1篇8章3节陶瓷烧成

(四)生料成球

生料成球(rawmealnodule)质量是保证立窑煅烧极其重要的环节。

成球质量好、粒度均匀、大小适宜,才能使窑内通风均匀,煅烧良好,从而保证熟料质量,提高窑的产量,降低消耗。

生料成球质量,首先决定于原料质量,特别是粘土性能及生料细度。

生料细度细时,由于细颗粒生料和水结合较强,料球坚实,强度较大。

其次,生料球大小应适宜,粒度要均匀,有足够的孔隙率,这样既可降低阻力损失,又易于使料球烧透,缩短反应时间,提高煅烧速度。

成球水分与料球大小及强度有密切关系。

用水量多,球径增大;水分过少,物料润湿不充分,形成大量小球,既影响料层透气性,又易炸裂。

通常对生料球有如下要求:

(1)粒度:

8~15mm,球径大小要均匀;

(2)料球含水分:

12%~15%;

(3)料球强度:

从1m高处掉下不破裂;

(4)料球孔隙率:

30%~35%。

近年来开发推广的“预加水成球”,能显著改善成球质量,提高料层的透气性、通风的均匀性和料球强度,是提高立窑产量、质量,降低消耗的一项新的技术措施。

第三节陶瓷的烧成

一、烧成的动力机制及方法

从热力学观点来看,烧成(firing)是系统总能量减少的过程。

与块状物料相比,粉末有很大的比表面积,表面原子具有比内部原子高得多的能量。

同时,粉末粒子在制造过程中,内部也存在各种晶格缺陷。

因此,粉体具有比块料高得多的能量。

任何体系都有向最低能量状态转变的趋势,这就是烧成过程的动力。

即粉料坯块转变为烧成制品是系统由介稳状态向稳定状态转变的过程。

但烧成一般不能自动进行,因为它本身具有的能量难以克服能垒,必须加高到一定的温度才能进行。

烧成是一个复杂的物理、化学变化过程。

比如特种陶瓷的烧成,有人认为其烧成机制可归纳为:

①粘性流动;②蒸发与凝聚;③体积扩散;④表面扩散;⑤晶界扩散;⑥塑性流动等。

实践说明用任何一种机制去解释某一具体烧成过程都是困难的,烧成是一个复杂的过程,是多种机制作用的结果。

烧成大批量的普通陶瓷一般是在隧道窑、辊道窑或梭式窑等窑炉中进行的。

采用的是氧化或还原气氛。

特种陶瓷的烧成是在各种电炉(如管式炉、立式炉、箱式炉、电阻炉、感应炉、碳管炉等)中进行的,可用保护气体(如氢、氩、氮气等),也可在真空或空气中进行烧成。

如果侧重考虑高温下粉料填充空隙的过程,烧成又常称为烧结(sintering),这里介绍几种常见的烧成或烧结方法。

(一)热致密化方法(heatdensification)

热致密化方法包括热压、热等静压烧结等。

热挤压、热锻造等也属于热致密化方法,但陶瓷生产中较少使用。

热致密化方法价格昂贵、生产率低,但对于一些性能要求高又十分难烧结的陶瓷却是最常用的方法。

因为这种方法在高温下施压,有利于粘性和塑性流动,从而有利于致密化,可以获得几乎无孔隙的制品。

(二)反应烧结(reactionsintering)

目前反应烧结仅限于少量几个体系,如反应烧结氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(Si2ON2)和碳化硅(SiC)等。

反应烧结Si3N4是将多孔硅压坯,在1400℃左右与烧结气氛N2发生作用而形成Si3N4。

由于是放热反应,所以正确控制反应速度是十分重要的。

如果反应温度过高,将会使坯块局部温度超过硅的熔点。

这样,一方面将阻碍反应的进一步进行,另一方面使已反应的物料形成粗大的晶粒。

随着反应的进行,氮气扩散愈来愈困难,所以反应很难彻底,产品相对密度较低,一般只能达到90%左右。

反应烧结的特点是坯块在烧结过程中尺寸基本不变,可制得尺寸精确的制品,同时,工艺简单、经济,适于大批量生产。

缺点是材料力学性能不高,这是由于密度较低所造成的。

(三)液相烧结(liquidphasesintering)

通过完全的固相扩散对多数陶瓷物料来说是很难获得致密产品的,所以往往需引入某些添加剂,形成玻璃相和其他液相。

由于粒子在液相中的重排和粘性流动的作用,可获得致密产品并降低烧结温度。

如果液相在整个烧结过程中存在,通称为液相烧结。

如果液相只在烧结开始阶段存在,随后逐步消失,则称为瞬时液相烧结。

液相烧结不仅仅可以降低烧结温度,提高烧结坯密度,而且,有时玻璃相本身就是陶瓷材料的重要组成部分。

例如在ZnO压敏陶瓷中,ZnO颗粒之间的连续玻璃晶界相,具有高的电阻率,形成粒间的高能垒,它与主晶相ZnO共存构成压敏电阻器。

(四)高温自蔓延烧结(self-propagatinghigh-temperaturesynthesis)

这一技术简称SHS技术,其实质是利用燃烧反应所产生的热量进行烧结和致密化。

烧结可以在大气、真空和高压容器中进行。

产品的孔隙度一般为5%~70%。

制得的多孔陶瓷强度高。

例如,孔隙度55%的TiC制品抗压强度达100~120MPa,这一强度远远高于粉末烧结法制得的相应产品的强度。

已发展了多种获得全致密制品的SHS技术。

最有代表性的技术是在特殊压力容器内控制SHS过程。

二、坯、釉在烧成过程中的物理化学变化

以普通粘土质陶瓷为例,坯、釉随着温度的变化将发生一系列物理化学变化,并得到所需的微观结构、性能及外观。

了解这一变化,是制订烧成制度的基础。

(一)低温预热阶段(常温至300℃左右)

此阶段主要是排除坯体干燥后的残余水分。

也称小火或预热阶段。

随着坯体中残余机械水和吸附水的排出,坯体发生下列变化:

(1)质量减轻:

水分排出所致。

(2)气孔率增加:

水分排出,孔隙增多。

(3)体积收缩:

随着水分的排除,固体颗粒紧密靠拢。

低温预热阶段所发生的变化是物理现象,实际上是干燥过程的继续。

因此,要提高窑炉的生产效率,应当使坯体入窑水分尽量降低。

一般隧道窑的坯体入窑水分不能超过1%,辊道窑的坯体入窑水分要控制在0.5%以下。

(二)氧化分解阶段(300~950℃)

其主要反应是有机物及碳素的氧化、碳酸盐分解、结晶水排除及晶型转变。

坯、釉在这一阶段,随着物理化学变化会出现吸热及放热反应。

1.碳素和有机物的氧化

坯体中的碳素和有机物来源于结合粘土。

在低温阶段,由于坯体中碳素和有机物不能充分燃烧,火焰中往往也含有一定数量的碳素和一氧化碳。

这些碳素和有机物加热即发生氧化反应:

C(有机物)+O2

CO2

C(碳素)+O2

CO2

2H2+O2

2H2O

S+O2

SO2

2CO+O2

2CO2

这些反应要在釉面熔融和坯体显气孔封闭前结束。

否则,就会产生烟熏、起泡等缺陷。

2.硫化铁的氧化

FeS2+O2

FeS+SO2

4FeS+7O2

2Fe2O3+4SO2

Fe2(SO3)3

Fe2O3+3SO2

二硫化铁(FeS2)是一种有害物质。

若不在釉面熔融和坯体气孔封闭前氧化成氧化铁(Fe2O3),则易使制品起泡。

且生成的氧化铁又会使制品表面污染成黄、黑色。

3.碳酸盐、硫酸盐的分解

坯釉中都含有一定数量的碳酸盐、硫酸盐,当温度升高时,就进行分解:

MgCO3

MgO+CO2

CaCO3

CaO+CO2

4FeCO3+O2

2Fe2O3+4CO2

Fe2(SO4)3

Fe2O3+3SO3

FeSO4

FeO+SO3

4FeO+O2

2Fe2O3

4.结晶水的排出

陶瓷所用原料中的粘土及其他含水矿物(如滑石、云母等),随着温度的升高,其结晶水会逐步排出。

高岭石脱水:

Al2O32SiO22H2O

Al2O32SiO2(偏高岭石)+2H2O

滑石脱水:

3MgO4SiO2H2O

3(MgOSiO2)(原顽火辉石)+SiO2+H2O

蒙脱石脱水:

Al2O34SiO2nH2O

Al2O34SiO2+nH2O

5.晶型转变

石英在573℃时,-石英迅速地转变为-石英,体积膨胀0.82%;在870℃-石英缓慢地转变为-鳞石英,体积膨胀16%。

石英晶型转变造成的体积膨胀,一部分会被本阶段的氧化和分解所引起的体积收缩所抵消。

如果操作得当,特别是保持窑内温度均匀,这种晶型转变对制品不会带来多大的影响。

由粘土脱水分解生成的无定形Al2O3,在950℃时转化为-Al2O3。

随着温度的升高,-Al2O3与SiO2反应生成莫来石晶体。

(三)高温玻化成瓷阶段(从950℃到最高烧成温度)

高温成瓷阶段坯、釉主要发生以下变化:

(1)氧化分解阶段进行不够彻底的反应,继续进行。

(2)熔融长石与低共熔物,构成瓷坯中的玻璃相;粘土颗粒及石英部分地熔解在这些玻璃相中;未被熔解的颗粒及石英等物质之间的空隙,逐渐被玻璃态物质所填充;体积发生收缩,密度增加。

其变化率与组成有关。

如石英量多、长石量少的坯体收缩小;否则相反。

(3)在高温作用下,由粘土矿中的高岭石脱水产物,以及偏高岭石(由高岭石分解而来)的游离Al2O3在950℃左右开始转变为-Al2O3,-Al2O3与SiO2在1100℃可生成微量莫来石晶体。

Al2O32SiO2Al2O3+2SiO2

Al2O3(无定形)

-Al2O3

3(-Al2O3)+2SiO2

3Al2O32SiO2(一次莫来石)3(Al2O32SiO2)3Al2O32SiO2(二次莫来石)+4SiO2

(4)由于玻璃相及莫来石的生成,制品强度增加,气孔率减少,坯体急剧收缩。

强度、硬度增大。

(5)釉料熔融成为玻璃体。

(四)冷却阶段

冷却阶段是制品从烧成温度降至常温的全部过程,此阶段坯、釉发生以下变化:

(1)随着温度的降低,液相析晶,玻璃相物质凝固。

(2)游离石英晶型转变。

在573℃时-石英转变为-石英,体积收缩0.82%。

270℃时,方石英转变为方石英,体积收缩2.8%。

在一般情况下(特别在瓷器中),由于玻璃相多,而且玻璃相中SiO2含量并未达到饱和,因此在冷却阶段不会有方石英出现。

但在陶炻质坯体中,由于液相数量少,石英颗粒未被全部熔解,就可能有以固体状态存在的方石英。

因此,冷却时要特别注意。

三、烧成制度的制定

烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。

对一个特定的产品而言,制定好温度制度(建立温度与时间的关系)和控制好烧成气氛是关键。

压力制度起保证前两个制度顺利实施的作用。

三者之间互相协调构成一个合理的烧成制度。

(一)烧成温度曲线的制定

烧成温度曲线表示由室温加热到烧成温度,再由烧成温度冷却至室温的烧成过程全部的温度-时间变化情况。

烧成温度曲线的性质决定于下列因素:

(1)烧成时坯体中的反应速度。

坯体的组成、原料性质以及高温中发生的化学变化均影响反应的速度。

(2)坯体的厚度、大小及坯体的热传导能力。

(3)窑炉的结构、型式和热容,以及窑具的性质和装窑密度。

1.升温速度的确定

低温阶段:

升温速度主要取决于坯体入窑时的水分。

如果坯体进窑水分高、坯件较厚或装窑量大,则升温过快将引起坯件内部水蒸气压力增高,可能产生开裂现象;对于入窑水分不大于1%~2%的坯体,一般强度也大,在120℃前快速升温是合理的;对于致密坯体或厚胎坯体,水分排除困难,加热过程中,内外温差也较大,升温速度就应减缓。

氧化分解阶段:

升温速度主要取决于原料的纯度和坯件的厚度,此外,也与气体介质的流速和火焰性质有关。

原料较纯且分解物少,制品较薄的,则升温可快些;如坯体内杂质较多且制品较厚,氧化分解费时较长或窑内温差较大的,则升温速度不宜过快;当温度尚未达到烧结温度以前,结合水及分解的气体产物排除是自由进行的,而且没有收缩,因而制品中不会引起应力,故升温速度可快。

随着温度升高,坯体中开始出现液相,应注意使碳素等在坯体烧结和釉层熔融前烧尽;一般当坯体烧结温度足够高时,可以保证气体产物在烧结前逸出,而不致产生气泡。

高温阶段:

此阶段的升温速度取决于窑的结构、装窑密度以及坯件收缩变化的程度。

当窑的容积很大时,升温过快则窑内温差大,将引起高温反应的不均匀。

坯体玻璃相出现的速度和数量对坯件的收缩产生不同程度的影响,应视不同收缩情况决定升温的快慢。

在高温阶段主要是收缩较大,但如能保证坯体受热均匀,收缩一致,则升温较快也不会引起应力而使制品开裂或变形。

2.烧成温度及保温时间的确定

烧成温度必须在坯体的烧结范围之内,而烧结范围则须控制在线收缩(或体积收缩)达到最大而显气孔率接近于零(细瓷吸水率<0.5%)的一段温度范围。

最适宜的烧成温度或止火温度可根据坯料的加热收缩曲线和显气孔率变化曲线来确定。

但须指出,这种曲线与升温速度有关。

当升温速度快时,止火或者最适宜烧成温度可以稍高,保温时间可以短些;当升温速度慢时,止火温度可以低些。

操作中可采用较高温度下短时间的烧成或在较低温度下长时间的烧成来实现。

在高温下(即烧结范围的上限)短时间烧成,可以节约燃料,但对烧结范围窄的坯料来说,由于温度较高,液相粘度急剧下降,容易导致缺陷的产生,在此情况下则应在较低温度下(即烧结范围的下限)延长保温时间。

因为保温能保证所需液相量平稳地增加,不致使坯体产生变形。

3.冷却速度的确定

冷却速度主要取决于坯体厚度及坯内液相的凝固速度。

快速冷却可防止莫来石晶体变为粗晶,对提高强度有好处。

同时防止坯体内低价铁的重新氧化,可使坯体的白度提高。

所以高温冷却可以快速进行,但快速冷却应注意在液相变为固相玻璃的温度(约在750~800℃)以前结束。

此后,冷却应缓慢进行,以便液相变为固相时制品内温度分布均匀。

400~600℃为石英晶型转化温度范围,体积发生变化,容易造成开裂,故应考虑缓冷。

400℃以下,则可加快冷却,不会出现问题。

对厚件制品,由于内外散热不均而产生应力,特别是液相粘度由1012PaS数量级至1014PaS的数量级时,内应力较大,处理不当时易造成炸裂。

(二)气氛制度

气体介质对含有较多铁的氧化物、硫化物、硫酸盐以及有机杂质等陶瓷坯料影响很大。

同一瓷坯在不同气体介质中加热,其烧结温度、最终烧成收缩、过烧膨胀以及收缩速率、气孔率均不相同,故要根据坯料化学矿物组成,以及烧成过程各阶段的物理化学变化规律,恰当选择气体介质(即气氛)。

我国南北方瓷区因坯料的化学矿物组成,铁、钛等氧化物含量不同,选择了不同的气氛制度。

南方瓷区的烧成多采用还原焰烧成制度(即小火氧化,大火还原);北方瓷区采用全部氧化焰烧成。

陶瓷墙地砖一般采用氧化焰烧成。

气体介质的性质是根据燃烧产物中游离氧和还原成分的含量来决定的。

当游离氧含量为4%~5%时,为普通的氧化介质,称普通氧化焰;当游离氧含量为8%~10%时,称强氧化焰;当氧含量为1%~1.5%时,称中性焰;而游离氧含量在0%~1%(CO=4%~8%)时为还原焰。

1.氧化气氛的作用与控制

在水分排除阶段、氧化分解阶段,一般需要氧化气氛。

它的主要作用有两个:

(1)将前一阶段沉积在坯体上的碳素和坯体中的有机物及碳素烧尽。

(2)将硫化铁氧化,其反应式如下:

4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

为使碳素烧尽,空气过剩系数值和升温时间要适当。

对于用氧化焰烧成的瓷器以及精陶、普陶等,成熟(或瓷化)阶段中的值应控制在1.2~1.7。

氧化焰烧成的隧道窑,以重油为燃料时,值为1.1~1.3;以烟煤作燃料时,值为1.3~1.7;以煤气为燃料时,值为1.05~1.15;预热带汇总烟道中烟气的值为3~5。

实践证明,用氧化焰烧成的瓷器,在瓷化阶段如值过高,容易造成釉面光泽不好,甚至造成高火部位坯体起泡。

2.还原气氛的作用与控制

还原气氛主要有以下作用:

(1)含Fe2O3较高的原料,可以避免Fe2O3在高温时分解并放出氧,致使坯体发泡。

在氧化气氛下,Fe2O3在1250~1370℃分解产生氧气,造成坯体起泡。

而在还原气氛下:

2Fe2O3+2CO

4FeO+2CO2

在低于Fe2O3分解的温度下,即完成了还原反应,避免了析氧发泡。

(2)FeO与SiO2等形成亚铁硅酸盐,呈淡青的色调,使瓷器具有白如玉的特点。

影响还原气氛的主要介质是O2,其次是CO和CO2。

还原阶段应尽可能使O2的百分浓度小于1%或接近零,空气过剩系数宜小于1,CO的浓度可根据坯料组成控制在2%~7%(CO/CO20.45~0.37)。

O2含量高于1%,即使增加CO的含量,还原效果也不好,而CO含量过高,烟气过浓,釉表面就会发生沉碳,碳粒在釉熔融以后烧去就会产生针孔等缺陷。

在氧含量接近于零而CO含量不高时,延长还原时间,有利于提高坯、釉质量。

(三)压力制度

图1-8-16南方某厂油烧隧道窑烧成曲线图

窑内合理的压力制度是实现温度制度和气氛制度的保证。

油烧隧道窑还原焰烧成时,一般窑的预热带控制负压(29.42Pa以下),烧成带正压(19.61~29.42Pa),冷却带正压(0~19.61Pa),零压位在预热和烧成带之间;油烧隧道窑氧化焰烧成一般预热带为负压,烧成带为微负压到微正压(4.90~4.90Pa),冷却带为正压。

为保持合理的压力制度,可通过调节总烟道闸板,排烟孔小闸板来控制抽力,控制好氧化幕、急冷气幕以及抽余热风机的风量与风压,并适当控制烧嘴油量,调节车下风压和风量等办法。

四、陶瓷烧成设备——窑炉

窑炉是保证陶瓷制品质量和性能的关键设备。

陶瓷窑炉一般分为连续窑和间歇窑。

其他的分类方法见表1-8-4。

普通陶瓷多采用隧道窑、辊道窑、梭式窑(抽屉窑)等等。

特种陶瓷则多采用电炉,如管式炉、箱式炉、感应炉等。

一种陶瓷制品往往可以用几种窑炉设备来烧成。

如卫生陶瓷一般用隧道窑烧成,但也有使用梭式窑来烧成的。

近年来也开始使用辊道窑烧成卫生陶瓷。

采用何种窑型要视产品的具体要求,投资大小,当地条件等综合而定。

(一)隧道窑

隧道窑(tunnelkiln)是陶瓷生产使用较普遍的窑型,其基本特征是窑体外形像一条隧道。

制品用各种方式从这条隧道通过,实现烧成的目的。

其特点是连续性生产,产量高。

通常所说的隧道窑一般是指单通道窑车隧道窑,表1-8-5是隧道窑的分类。

表1-8-4陶瓷窑炉分类

分类方法

名称

主要特点

按使用燃料来

分类

柴窑

以木柴为燃料,如景德镇蛋形窑(古窑)

煤窑

以煤为燃料,有煤烧隧道窑、辊道窑、倒焰窑等

油窑

以重油、轻柴油等为燃料

气窑

以城市煤气、发生炉煤气、天然气、石油液化气等为燃料

电窑

用各种电发热体加热升温

按火焰流动方向分类

升焰窑

窑内火焰由窑底升起,窑顶排烟

平焰窑

火焰在窑内运动时大部分呈水平状

半倒焰窑

火焰由窑的前部上升,再倾斜流向窑后方下部,再由烟囱排出

倒焰窑

火焰由上向下,倒流窑底,再由烟囱排出

按形状分类

圆窑

外形为圆形,也称馒头窑,一般为升焰窑或倒焰窑

方窑

外形为方形,一般为升焰窑或倒焰窑

隧道窑

外形像条隧道,包括推板窑、辊道窑等

阶级窑

窑内分许多间,逐级倾斜向上

龙窑

外形像条龙,斜伏在山坡上

抽屉窑

窑车进出窑体时如抽屉运动,亦称梭式窑

钟罩窑

外形像钟罩,窑整体可升降平移,用于烧高大产品,亦称蒸笼窑

蛋形窑

外形像蛋壳形状,有弧度,属半倒焰窑,是古窑型的一种

按用途分类

干燥窑

用于坯体的干燥,可用余热或安装燃烧器,亦称干燥器

素烧窑

用于未施釉的坯体的预烧,如用于釉面砖的素烧窑

釉烧窑

用于素烧坯施釉后的烧成,亦称本烧窑

烤花窑

用于陶瓷贴花、彩绘后的彩烤

重烧窑

有缺陷的陶瓷经修补后重新入窑烧成,亦称修补窑

表1-8-5隧道窑分类表

分类根据

窑名

特点

备注

按热源分

①火焰隧道窑

②电热隧道窑

以煤、煤气或油为燃料

利用电热元件加热

按火焰是否进入隧道来分

①明焰隧道窑

②隔焰隧道窑

 

③半隔焰隧道窑

火焰直接进入隧道

在火焰和制品间有隔焰板(马弗板),火焰加热隔板,隔焰板再将热辐射给制品

隔焰板上开有孔口,让部分燃烧产物与制品接触,或只有烧成带隔焰,预热带明焰

电热窑炉也有隔焰式(马弗窑),用隔焰板将电热元件和制品分开

按窑内运输设备分

①窑车隧道窑

②推板隧道窑

③辊底隧道窑

④输送隧道窑

⑤步梁隧道窑

⑥气垫隧道窑

在隧道中托制品运动的是窑车

制品在运动的推板上

制品(或连同架子或托板)在辊道上运动

用耐热网带输送制品

亦简称隧道窑

简称推板窑

简称辊道窑

亦称网带窑

按通道多少分

①单通道隧道窑

②多通道隧道窑

1.一般隧道窑的工作系统

隧道窑的工作系统也称作工作流程,是指窑内气体的输送系统。

一般的隧道窑均有多个气体输送系统构成。

如排烟系统、冷却系统、助燃系统、气幕隔离和搅拌系统等。

隧道窑各部分的结构与工作系统的设置很有关系。

图1-8-17是一条明焰隧道窑的工作系统图。

图1-8-17一般隧道窑的工作系统图

1-封闭气幕送风;2-搅拌气幕;3-排烟机;4-搅拌气幕送风;

5-重油或煤气;6-烧嘴;7-雾化或助燃风机;8-急冷送风;

9-送干燥热风;10-热风机;11-冷风机

图1-8-18隧道窑拱顶结构示意图

1-拱顶;2-拱脚;3-拱脚梁;4-立柱;

5-拉杆;6-检查坑;R-拱半径;B-跨度;

-拱心角;s-拱厚;f-拱高

这个工作系统是将油或煤气自烧成带的燃烧室喷入,烧成带呈微正压。

烟气在预热带用排烟机抽走。

预热带有窑头封闭气幕,使窑内上下温差减少。

冷却带有急冷送风,窑尾送风和抽热风设备。

冷却带工作系统较完善,急冷风和窑尾直接鼓入的风都由热风机抽走,达到平衡,自成一个系统。

即很少或没有冷气进入烧成带,容易提高燃烧温度和维持还原气氛。

急冷风又有阻挡烧成带烟气倒流的作用,可以防止产品熏烟。

冷却带在微正压下操作,预热带负压不大,漏进窑内的冷空气较少,温度较均匀,为优质、高产、低热耗创造了条件。

焙烧日用瓷的隧道窑,要烧还原气氛,在烧成带的氧化炉和还原炉之间还设有氧化气氛幕。

2.隧道窑的结构

隧道窑包括四个部分:

窑体、窑内输送设备、燃烧设备和通风设备。

隧道窑沿窑长方向可分为三带:

预热带(入窑口至900℃区段)、烧成带(900℃至最高温度处)、冷却带(最高温度处至出窑口)。

(1)窑体窑体是由窑墙、窑顶所组成,其所围的空间(与窑车衬一道)即是燃烧产物与坯体进行热交换的隧道。

窑体一般是钢结构支架固定的。

窑墙与窑顶一起,将隧道与外界分隔,在隧道内坯体进行热交换被高温烟气加热,因此,窑墙必须经受高温的作用。

此外,还要支撑窑顶,承受一定的重量。

窑墙内壁温度约等于制品的温度,而外壁接触大气,因此有热量自内壁通过窑墙向外壁散失。

但窑顶的高温环境更为恶劣,因此,必须耐高温、轻质、积散热小及具有一定的强度,坚固耐用,此外,应尽可能减少窑内的气体分层。

窑顶一般采用拱顶,拱顶结构严密,砖形简单且节约钢材。

其剖面如图1-8-18。

一般拱心角=60°或90°。

设计隧道窑窑顶时可在相关手册中选用标准楔形砖及拱脚砖。

检查坑道是设在隧道窑下的通道,其作用是冷却窑车,清扫落下的碎屑和砂粒,,以及在发生倒垛事故时,便于拖出窑车进行事故处理。

其宽1m左右,深度一般在1.8m左右。

有时受地下水位的限制,隧道窑不要检查坑道或只在烧成带设置很短的一段检查坑道。

预热带窑门可保证窑内操作稳定,防止冷空气漏入以减少气体分层和上下温差。

冷却带窑门的作用是防止从冷却带出口端漏出大量空气,使产品能得到合理的冷却。

窑门有升降式和金属卷帘式等。

对一些用封闭气幕隔热较好的窑炉,有时也不设置窑门。

(2)窑内输送设备窑内输送设备指窑车及推车机等。

窑车是制品及匣钵等的承重载体,同时又要反复经受高温,故应有较高的机械强度和耐高温性能。

其底架一般是用钢材铆接或铸铁制成。

表面铺有轻质隔热材料、耐火砖或陶瓷棉毡等。

两侧装有钢制裙板,裙板插入窑内墙两侧的砂封槽。

砂封槽隔断了窑车上下空间,不会使冷空气漏入窑内。

为防止窑车高温变

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 高中教育 > 语文

copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1