日用陶瓷窑炉节能的相关研究＊

杨 倩 李 婷

（咸阳陶瓷研究设计院 陕西 咸阳 712000）

日用陶瓷窑炉节能的相关研究＊

杨 倩 李 婷

（咸阳陶瓷研究设计院 陕西 咸阳 712000）

笔者在对实际应用中的日用陶瓷窑炉进行分析探讨的基础上，重点对近几年发展起来的新型窑炉进行分析，并对其节能的目的进行深度的阐述。具体内容如下：首先，新型窑炉在国内的发展概况；其次，对正在运转的煅烧窑炉存在的主要问题以及节能途径进行阐述；再次，在已有的文献的基础上对我国开发研制并得到推广应用的几种节能型窑炉在结构、性能、节能效果方面进行分析评价；最后，对全文的研究内容作了简要的总结。

陶瓷窑炉 节能工作 窑炉结构 能源问题 陶瓷工业

前言

能源是人类赖以生存和发展以及推动社会前进的物质基础。国外将“材料、能源、信息”视为一个国家的3大支柱；又把“能源、粮食、人口和环境”看作人类面临的4大问题。能源问题不仅成为国际的重大经济问题，而且也成为国际重大的政治问题。我国是一个幅员辽阔、能源储量相当丰富的国家，但是，随着国民经济的发展，我国的能源消耗也相当惊人。就世界范围来说，当前我国已成为能源消费大国，各系统的能耗已经成为影响各个行业成本的主要原因之一。为了响应中国陶瓷行业提出的“节能降耗”要求，为了适应我国窑炉数量剧增，各行业用电状况紧张的局面，需要进一步克服常规窑炉的不足。我国正在研制出各种新型的节能窑炉来满足日益增高的节能要求。

1 新型窑炉在国内的发展概况

我国目前窑炉的运行效率低下，平均运行效率为25.96%，国外平均水平为30.05%，如果我国实行节能型窑炉，年节能潜力非常可观。陶瓷工业是大量消耗能源的行业之一。据轻工业部统计，20世纪90年代日用陶瓷工业仅日均消耗标煤约220万t、电4.5亿度，其总能耗大约折合296万t煤，相当于该年全国标煤消费量的千分之五。这个数字在整个国民经济中虽然算不了什么，但在轻工行业中却是一个耗能大户。因此，合理使用能源和节约能源也是我国陶瓷工业当前和今后的中心课题。

此外，各地在窑体保温、降低烧成温度、采用快速烧成以及改进窑炉结构、改革燃料管理等方面均进行大量的研究试验，采取了各种有效措施，从而使我国的窑炉节能工作取得了相当大的成就。通过不断的努力，可望在近期内达到较为明显的节能效果。

2 正在运转的煅烧窑炉存在的主要问题以及节能途径

2.1 烧成工艺不成熟

我国日用陶瓷不论高级细瓷或普通粗瓷，虽然一律采用一次烧成，国外一般均采用二次烧成，但是，我国烧成能耗却比国外高得多。据轻工业部2000年调查，我国细瓷烧成能耗最高达58.6～75.3kJ/kg制品，此数量约相当于国外20世纪80年代水平。国外近期的有匣隧道窑能耗为25.1～37.7kJ/kg制品之间，而快烧窑炉单位制品能耗就更低了。

2.2 燃料结构不合理

我国20世纪60年代日用陶瓷以烧煤为主，90年代开始局部改成烧油。日本20世纪70年代以后，大部分日用陶瓷厂采用石油液化气，仅有耐火材料工业及少数全马弗式素烧窑才使用A级重油。捷克陶瓷厂主要燃料有3种：城市煤气、发生炉煤气和电，其中电多用于烤花窑。英国陶瓷生产几乎全部使用天然气。西德则使用城市煤气，其热值为14.2～14.6kJ/m3。

2.3 焙烧高温技术尚未完善

我国高级细瓷烧成周期为21～30h，普瓷稍短些。国外生产用较大、中型隧道窑，烧成周期都比较长。我国近些年来采用的快烧窑，烧成周期可缩短到2～3h，但只用来烧面砖和低温瓷，而且一定要有高热值的燃料相配合，烧高温瓷技术尚未完善和成熟。

2.4 新型煅烧窑炉主要的节能途径

目前，在全国各主要产瓷地普遍进行改造测试工作的基础上，各式节能型新型窑炉都从以下几个方面加强节能改造：

1）将传统式倒焰窑逐步改造成节能型间歇式轻体窑。

2）现有隧道窑大多只有20世纪50年代水平，宜从各方面改进，达到节能隧道窑水平。

3）提高匣钵质量，采用薄壁匣钵。燃料结构多样化，加强煤气化建设，尽量做到优质优用。

4）建立节能技术服务中心，加强窑炉的研制改造和更新换代，加强节能工作的管理和服务工作。

3 新型窑炉的推广应用

咸阳陶瓷研究设计院已经用再结晶碳化硅研制成功了第三代窑具。这种窑具不仅导热性好，而且强度高，厚度仅5～8mm，比普通窑具轻60%，从而使得窑炉从窑具上实现部分节能。我院的热工装备中心近几年来对窑炉自控技术的应用发展很快，在窑炉生产上实现了全面普遍应用全自动气体分析仪、压力仪等，实现了微机单向控制窑炉各种参数，如窑温、窑压、窑内气氛、装载量、进出料量、排烟温度等，从而大大提高烧成质量，节约了燃料消耗。目前出现了研究窑内各参数之间的函数关系，用一个复杂函数公式，通过计算机全面计算，用数字进行控制，以期达到最佳焙烧状态。

新型节能窑炉还从缩短烧成时间，缩小窑内上下温差等方面进行了大量研究，取得了突出的成就，诸如快速烧成窑炉、多喷嘴系统装配式窑炉、新型间歇式窑炉以及高速喷嘴等的问世，也都相应地减少了烧成能耗，节约了开支，提高了产品质量，达到了可观的节能效果。

此外，窑炉整体结构已和英、日、西德等主要国家一样，现已向轻型窑炉方向发展，逐步以装配式所代替。

由咸阳陶瓷研究设计院承担的“工业煅烧节能型窑炉技术”项目于2011年12月27日通过陕西省科技厅组织的鉴定评议。该项目是咸阳陶瓷研究设计院根据我国能源政策的需要进行科研开发的，项目历时24个月，对国内外各式新型节能窑炉结构和材料等进行了综合分析，提出了今后我国窑炉技术改造和节能的发展方向。参加鉴定会的专家们一致认为该项目进展快、可行性高，经济前景广阔，编著项目书的技术性和实用性强，对科研、教学、设计和生产均有参考价值和指导意义。

1 虞雪琴，董来棋.国内外陶瓷窑炉节能现状和发展趋势.中国陶瓷，1985（1）：1～3

2 冯青，董剑辉，杨燕，等.陶瓷工艺窑炉节能技术的方向.中国陶瓷，2007（12）：5～7

3 郑乃章，苗立峰，曹春娥.陶瓷窑炉测温技术的发展.中国陶瓷工业，2007（3）：10～12

TQ174.73

A

1002－2872（2012）10－0029－02

杨倩 （1981－），本科，工程师；主要从事科研管理工作。