高溫梭式設計、耐火材料選用及節能方式介紹

高溫梭式窯體(窯室)是由窯壁、窯頂和窯車襯構成的空間。采用具有良好的急冷性和急熱性的輕質耐火磚砌成的梭式窯內壁，其外壁采用硅酸鋁纖維制品.硅酸鈣板.巖棉等隔熱保溫材料用于保溫。絕緣層內表面可粘貼50mm厚的耐高溫耐火纖維，以延長絕緣和保溫材料的使用壽命。在窯壁外，經常用3~5mm厚的鋼板包覆以改善窯爐的強度和氣密性。然而，現代全纖自梭式窯爐則在其金屬殼內部采用耐火螺栓對其進行直接固定。

梭式窯節能方法由于它屬于間歇窯，故窯蓄熱損失大，熱量損失大，煙溫高，熱量消耗大。由于需增加排氣余熱利用裝置，這一缺陷得到了極大的改善。通常這類窯爐的溫度在1350-1650度，煙道出口溫度在1100-1400度之間，這樣就浪費了大量的熱量，熱能利用率僅為20-40%，如用熱交換器，可將煙道內的熱量回收，循環熱熱燃燒，干燥，或其它用途。
若采用金屬熱交換器，可回收余熱，但煙道溫度超過800度時，金屬熱交換器極易受高溫破壞，不能實現余熱回收。例如，一般情況下窯溫度高于800度，而煙道溫度在800度以下，這似乎是適合使用金屬熱交換器的情況，但若有停電.燃氣量偏大.助燃風量不足等情況，則會使金屬換熱器的溫度迅速高于800度。與陶瓷熱交換器相比，已經突破了這個難關，陶瓷熱交換器有如下特點：1.耐高溫、耐腐蝕，因此可將陶瓷換熱器放置在煙道出口附近.溫度越高，則其余熱利用率高，換熱效率高，節能效果好。但是，將金屬熱交換器放置在陶瓷熱交換器上，迅速燒壞。2.使用壽命方面，同樣的情況，陶瓷熱交換器是金屬熱交換器的數倍或數十倍。3.如不用換熱器，通常助燃風溫度是常溫(-10℃-40℃)，而通過陶瓷換熱器加熱的助燃風溫度可達300℃-800℃，既能達到節能的目的，又能提高環境效益。
對窯爐尺寸的設計以鍛燒品的產量要求、產品特性、噴嘴噴射能力、溫度分布均勻性等多個因素綜合確定梭式窯體的主要尺寸尺寸。(1)梭式窯內高是指從窯車臺面到窯頂的空間高度。按碼垛高度的多少來確定窯內高度。例如鎂磚因其加載軟化溫度與其燒成溫度相近，不宜過高，窯內高度一般在1米左右，而硅磚因其負載重軟化溫度高，它的窯內高度一般在1.9-2.1米；現有的粘土磚和高鋁磚窯的內部高度分別是1.5-1.9米和1.1-1.5米。磚跺腳上、下的溫差也是在窯內溫度升高時應注意的影響因素之一。窯的高度增大，上下溫差增大，易造成燒成質量不均。梭式內徑設計為1508毫米。(2)梭式窯的內部寬度是窯內兩壁間的距離。窯內寬度與窯的產量及溫差有關。隨著窯寬的增大，產量逐漸增加，過寬時中心溫度降低。近代梭式窯址多采用扁寬斷面設計，窯寬高比一般為HB？2、B是窯內寬，H是窯內高度；因此這種梭式窯內徑設計為3016mm。(3)拱心的選取。梭式窯爐頂可分為拱頂和吊頂。梭式耐火窯，燒成溫度高，多為拱頂窯。拱頂采用楔形磚砌筑，拱心角度的選擇十分重要，拱心角度過小，拱體受力過大，同時，在使用過程中也出現下陷現象，反之若拱中心角大，拱半徑小，受熱后拱磚膨脹，拱會被擠壓而產生開裂現象，同時拱過高，拱頂制品間的空隙增大，增加上下溫差。拱中心角度是半半60°~180°，其中拱中心角采用60°以上。這種梭式窯拱心角采用60°，半徑3016mm，矢高403mm。(4)梭式窯的橫截面積F=4.154m2，梭式窯長L=FV=7.222m。透過上述梭式窯主要尺寸設計的操作流程，認識到每一道工序的細節是不可忽視的。這樣就能安全操作高溫窯爐，保證人身安全。那樣做得更好。
高溫梭窯結構梭式窯是一種窯車式倒焰窯，它的結構與傳統矩形倒焰窯基本相同。在窯車鋼構架上設置一座梭式窯燒嘴，窯底以耐火材料砌筑在窯車鋼框架結構上，即窯底吸火孔.支煙道設在窯車上，并且將窯車底支煙道與窯車支煙通道相連，窯車沿窯車底軌道移動，窯車數根據窯量確定；窯車之間、窯車與窯車之間設置有封口、砂封。由于產品是在窯外裝車，且易于實現機械化作業，相對于傳統的間燃窯爐，改善了勞動條件，減輕了勞動強度。另外，梭式窯采用高速調溫燒嘴，燃燒產物以非常快的速度噴射到窯內，使燃燒產物的對流換熱率得到較大提升，從而使整窯制品比在舊式倒焰窯中更容易達到均勻加熱的目的。要使窯體耐高溫.保溫性能和一定的機械強度，宜選用熱導率低、熱容量小、抗熱震的耐火材料(如高能效陶瓷纖維等)砌窯。在梭式窯壁上還設置有用于冷卻噴嘴的燒嘴磚、觀察孔、溫度測量孔、壓力測量孔等。但是，在開孔時，要注意不讓它們影響砌筑強度和密封性。同其它窯爐一樣，梭式窯的頂部也可分為拱頂和吊頂兩類。拱頂為楔形磚，拱角一般為60°~180°，其中60度拱頂采用較多。普通拱頂耐火材料一般為輕質高鋁磚，上面再覆以硅酸鋁纖維、巖棉等輕質隔熱材料。自然有些梭式窯拱頂磚內部還貼上50mm厚的耐高溫耐火纖維，以減少窯頂的熱量.散失熱量，延長拱頂磚的使用壽命。對于寬大截面的現代窯爐，通常采用平頂式窯頂結構。平吊結構的梭式窯頂是由輕質異型磚或耐火纖維疊合而成，用吊桿吊在窯體的鋼梁上。因為梭式窯要經受不斷的溫度變化，特別是要經受頻繁的.急速加熱和劇烈冷卻的熱脹冷縮，同時也要承受窯內低熔揮發物的侵蝕，因此，如何正確選用梭式窯的砌筑材料是值得關注的問題。常規梭式窯內壁采用重質粘土磚或高鋁耐火磚，具有很高的蓄熱能力，而且現代梭式窯大量使用保溫性能好.蓄熱率小.體密度低的輕質粘土磚或輕質耐火、高鋁磚和耐火纖維。而現代全纖節能梭式窯的窯體則全部由耐火纖維疊片和其固定機花片組成。
高溫梭式窯用耐火材料的蓄熱節能方法1.窯口蓄熱節能是通過自身蓄熱式燒嘴來實現的，知身蓄熱式燒嘴主要由蓄熱體.燃料噴口.高溫空氣噴口.絕熱管道.換向閥等組成。一般情況下，燒嘴上安裝有四個回熱器及對應的四個獨立的氣路，相對的兩個回熱器和氣路形成了一個工作區。用這種方式，一個工作小組在噴火，另一個工作小組起排煙蓄熱的作用，過一段時間后通過換向閥換。2.自身蓄熱式燒嘴的工作過程：自身蓄熱燒嘴在工作時，高溫煙氣在引風機的作用下進入兩個蓄熱室，然后將熱量傳給蓄熱體。將煙氣溫度降至200℃以下進行排放。在回熱器接近飽和時，通過換向閥切換，將空氣從相反的方向進入這個蓄熱室，高溫回熱器將助燃空氣加熱，同時將儲熱體冷卻，這樣就可以實現燃料的燃燒和熱量回收。