陶瓷烧成的节能途径有哪些？

陶瓷烧成的节能途径有哪些？

答：节能减排是一个不老的话题，尤其是在当代，陶瓷窑炉是否节能，它不单是窑炉的一项主要指标，也是一条窑炉是否先进的标志，下面从几方面总结窑炉的节能途径。

1 燃烧系统方面

1.1 合理选用燃料

目前，先进的辊道窑一般都选用气体燃料，因为气体燃料燃烧完全，热利用率高，有利于自动控制温度。用煤作燃料虽然成本低一些，但无论是在热能利用率，还是在产品质量和环保方面均不如气体燃料，目前我国的陶瓷窑炉已很少用煤作燃料，就是用天然气、液化石油气不方便的地方，也是将煤转化成煤气，液化燃料也很少使用，因为液体燃料需充分雾化才能燃烧完全。

1.2 合理选择燃烧设备

窑炉中的烧嘴是燃料燃烧的关键设备，也是决定辊道窑横断面温度是否均匀的重要设备，结构不好会造成火焰不稳定，产品出现变形和色差。一个好的烧嘴能在助燃空气过剩系数较低的情况下燃烧充分，火焰稳定，易于调节，能达到节能之目的。

目前国内的烧嘴供应商一般都缺乏基础研究，靠在实践中摸索一些数据，有一定的局限性，当一些条件发生变化时，就不知如何应对了。表现形式是热功率不合适，燃气喷孔和助燃风喷孔的面积比相差大。所以，陶瓷企业每次在订购烧嘴时，都进行详细的计算，对助燃风和燃气开孔的具体尺寸和数量提出要求，以确保运行良好。

1.3 合理选择空气过剩系数

不同的燃料在保证充分燃烧时，所需的助燃空气量不同。在窑炉调试时，应将过剩空气量控制在最小，超过这个范围就会起到消耗燃料的作用。

1.4 提高助燃风的温度

将助燃风预热到一定的温度有助于节能。据测算，助燃风达到100℃时，可节能4%。，另外也使燃烧速度加快，燃烧过程稳定，提高了燃烧效率，促进其完全燃烧。好多窑炉设计者在以下几方面进行过尝试：①将助燃风管埋在窑炉四角，用吸收窑墙所散发的热量来提高助燃风的温度，大约达到60℃。②将冷却带的余热风作为助燃风用，可达200℃。③在窑炉的急冷带设置热交换器，将助燃风管通过热交换器换取一部分热以提高温度，可达120℃。以上3种方法的第1种好一些，温度较稳定，但温度较低，节能不明显。第2种温度高，节能明显，但需增加稳定措施。第3种效果不理想，会影响砖的正常冷却，还有可能引起缓冷区的炸砖。

1.5 减排的一种新理念

降低产品出窑温度。降低产品出窑温度有两个好处：一是优化工人操作环境，它是先进国家比较注重的一方面，也是我们大多数企业所忽略的一方面，随着时代的进步，这方面的要求肯定越来越严格，我们做设计的工作者，头脑一定要有这个超前意识。二是它可以将尽量多的热换出来再利用。当然，降低产品出窑温度，需要加大产品成本，才能加强缓冷区的冷却效果，这样就可以缩短缓冷区长度，加长尾冷区的长度，从而降低产品出窑温度。某窑炉公司目前的设计采取这个措施之后，产品出窑温度比一般窑炉可降低50℃左右。

2 合理设计窑炉的结构

2.1 合理选择耐火保温材料

判断窑炉是否节能的另一个标志是窑炉外表温度，在窑压一定的前提下，窑炉外表温度低说明窑炉散热少，窑炉外表温度与窑墙厚度和耐火保温材料的导热系数有关，窑炉窑墙厚度大，外表温度可降低，但也不是窑墙越厚越好，因为窑墙厚了，辊棒的长度也跟着增加，这就会增加企业的后期运行成本；同时辊棒长了，两侧的支点距离大了，走砖情况也会趋于变坏，会使砖坯在烧成区变形。

在保证使用温度的前提下，应尽量选择导热系数低的耐火材料，根据窑墙从里到外的温度梯度合理配置耐火保温材料，就可以既能减小窑墙厚度又能保证保温性能的目的。目前国外先进窑炉窑墙厚度为380mm，而国内有的窑炉公司已做到500mm，这样我们不得不严肃地考虑这个问题了。

在重视窑墙保温性能的同时，也不能轻视窑底和窑顶的散热，有的窑炉公司认为窑底不重要，把窑底设计的很薄，选择的保温材料密度又大，造成大量的热从窑底散掉。如果窑底按不同的工作温度选择一些低导热系数的材料，如在低温区使用体积密度为0.6g／m3的硅藻土砖等，则可大大提高窑炉的保温性能。

2.2 事故处理孔的设计

事故处理孔一般选择过桥砖是重质高铝砖，但是除孔的底之外的其它三面就有讲究了，如果都选大块的重质砖，势必会散热严重。一般认为既然是作为处理事故的孔，应该越结实越好，但同时也增加了热耗，这是一对矛盾，看我们怎样去考虑这个问题，因为现在的窑炉很少堵窑，有的处理孔，可能永远也用不到，所以设计上还是应以保温为重点考虑。

2.3 观察孔的设计

有的公司将观察孔做成本积密度较大的一个整体砖，窑墙有多厚，它就有多长，这样它本身散热很厉害。目前有的窑炉公司这种结构较好，在砌好的墙上直接打孔，整体性好，散热小。

另外一个问题就是观察孔大小的问题，有的公司将观察孔设计的很大，也会引来散热大的不良后果，因为烧成带是微正压运行，如果操作工使用观察孔后忘记了放塞子或塞子坏了没及时更换，则会有大量热气从此孔跑出窑外。

2.4 烧嘴砖的设计和选择。

2.5 合理设计窑炉内空高度

窑炉内腔太大会造成烟气积聚于窑顶层空间内，不仅会造成上下温差加大，还会使烟气与产品热交换量变小，热效率降低，从而加大能耗。

2.6 窑炉长度的选择

目前陶瓷企业要求单条窑的日产量越来越大，2000年前后，要求日产600mm×600mm抛光砖5 000m2，窑长是130m左右；2006年前后，要求日产10 000m2以上，窑长220m左右；目前要求是日产15 000～18 000m2，窑长在320m左右，现在最长的窑炉已做到了400m，有的陶瓷企业欲将抛光砖窑炉做到日产25 000 m2的水平。窑炉真的越长越好吗？答案是否定的。我们知道无论多长的窑炉，排烟风机都设置在窑头，窑炉在烧成带是微正压运行，为了保证烧成带微正压5Pa，越长的窑炉窑头负压就越大，预热带吸进冷风越多，而吸进冷风越多，会造成预热区升温困难，从而所用燃料增多。

2.7 合理施工

可以肯定，选择再好的材料，如果没有一个好的施工队伍，不能规范施工，窑炉保温效果也会大打折扣。

3 工艺配方方面

3.1 开发低温快烧工艺

节能不仅要在窑炉上挖潜力，是否采用低温快烧也是很重要的一个环节，目前600mm×600mm的抛光砖的烧成周期在国内已达到40min，它的能耗是远远低于以前55min的烧成周期。

3.2 减小瓷砖的厚度

传统观念认为600mm×600mm抛光砖的厚度是10mm是正常的。如果降到8mm的厚度，就可以减少20%的用料，还可以缩短烧成周期，大约可减少烧成时间10min左右，节约热能15%以上。

科达公司在蒙娜丽莎承建的陶瓷大薄板800mm×1 800mm生产线，成品砖的厚度仅有5mm，仅原料就可以节约一半。

4 开发宽体窑炉

利用宽体窑增加产量是节能的又一个途径。近年来对于开发宽体窑，尤其是烧抛光砖的宽体窑，人们欲进又止，有一些陶瓷厂在使用宽体窑烧制抛光砖上吃了一些苦头，其主要原因是没有切实可行的措施解决宽体窑带来的难题，或者根本不知道宽体窑有哪些难题，就贸然上宽体窑，肯定会失败的。

本栏目责任编辑 于 倩