辊道窑烧成卫生陶瓷的实践＊

岳邦仁 刘合心 周满仓 廖 恩

（1 九牧集团有限公司 福建 南安 362300）（2 河南省建筑卫生陶瓷协会 郑州 450000）

（3 新郑市欧普陶瓷公司 河南 新郑 451100）（4 九牧厨卫股份有限公司 福建 南安 362300）

前言

自20世纪90年代，佛山等地的卫生陶瓷企业曾经从国外引进了卫生陶瓷烧成用辊道窑，在生产中取得了明显的节能效果。2000年，河南省新郑市大根陶瓷厂借鉴引进辊道窑和咸阳陶瓷研究设计院的粉煤燃烧墙地砖生产辊道窑的经验，自行设计、施工，建造了国内第一条长88m、宽1.5m，年产坐便器30万件的煤粉燃烧卫生陶瓷辊道窑。该窑在生产中使用5年后，取得了明显的节能和无黑烟排放的效果。2005年，该厂又将其改造为天然气烧辊道窑继续使用。2004年，新郑市欧普陶瓷公司自行设计、施工，建成了长106m、宽2.06m，生产坐便器煤烧卫生陶瓷辊道窑，2005年将其改造为天然气烧辊道窑后一直使用至今，取得明显的节能效果。2006年后，在河南省禹州市和长葛市先后有4家卫生陶瓷厂仿照该窑炉又建成了6条天然气烧辊道窑。

目前，河南省已有6条类似的天然气烧卫生陶瓷辊道窑在使用，部分已经连续、稳定、顺利地使用8年以上，解决了一些人们担心的辊道窑烧成卫生陶瓷可能出现的问题，取得了令人满意的效果。笔者现将河南省的新郑市欧普陶瓷公司和禹州市欧亚陶瓷公司的天然气烧卫生陶瓷辊道窑的情况整理总结如下，供同行们参考借鉴。

1 辊道窑结构

1.1 主要参数

辊道窑长度：106m；

内部宽度：2.06m；

内部有效高度：920mm；

外部宽度：3300mm；

外部高度：2250mm；

辊棒中心高度：550mm；

最高烧成温度：1250℃；

排烟预热带长度：24960mm（占23.53%）；

烧成带长度：41600mm（占39.22%）；

冷却带长度：39520mm（占37.25%）；

烧成周期：10～12h；

装机容量：192.5kW；

正常使用容量：119kW。

1.2 窑体

辊道窑为轻型装配式结构，每个标准节长度为2080 mm，全窑长106m，共有51个标准节。窑炉长度按温度及工艺要求分为7段，其中1～9节为排潮、排烟段，长18720mm；10～12节（共3节）为预热带，长6240mm；13～20节（共计8节）为烧成前段，长16640mm；21～32节（共计12节）为高温烧成段，长24960mm；33～35节（共计3节）为急冷段；长6240mm；36～50节（共计15节）为间接缓冷段，长31200mm；51节为出窑快冷段，长2080mm。

辊道窑与隧道窑的构造及材料基本相同，其窑体也是由窑墙、窑顶和窑底3部分组成，其结构如图1所示。

辊道窑窑墙砌筑部分全部采用高档轻质耐火保温材料砌筑，其中1100℃以下温度区段内衬全部选用聚轻高铝砖，中间采用轻质高铝隔热材料，外层墙砌体使用硅酸锆棉毯保温。1100℃以上温度区段内衬分别使用JM28（即耐温1400℃）和JM26（即耐温1300℃）型轻质莫来石砖，中间采用聚轻高铝隔热保温砖，外层墙体使用硅酸铝棉毯保温。这样设计，既使窑炉具有较好隔热性能，又使窑体外表温度低于40℃（环境温度≤20℃），而且使用寿命可长达15～20年。

窑顶采用平吊顶结构，分区段采用不同吊顶方式。高温段采用JM28型轻质莫来石砖（长度为250mm）、预热带和冷却带采用北京创导或江苏宜兴生产的厚度为15mm的堇青石－莫来石吊顶板和吊砖吊挂吊顶。同时，分区段设计吊顶高度，既能满足制品安全运行，又缩小了窑内上下温差，便于窑内气氛调节和温度控制。

为了控制窑体落脏，预热带窑顶采用厚度为15mm的堇青石－莫来石中空板和吊砖以及滑槽吊挂结构，吊板上部铺以陶瓷纤维毯保温。高温段窑顶采用厚度为300mm的JM28型轻质莫来石砖，顶部保温采用厚度为20mm的含锆纤维毯＋100mm高铝纤维毯，顶面层再铺砌厚度为30mm的保温材料，以有效防止窑体顶部热量的散出，使顶部温度低于50℃，窑底采用砖混砌筑。

图1 辊道窑结构

1.3 辊棒

辊棒长度均为3.2m，主要有3种材质：烧成温度在700℃以上区域使用反应烧结SiC辊棒（直径为45 mm），每米窑炉平均布置8根辊棒，共362根，其价格为700～800元／根；烧成温度在300～700℃时，使用不锈钢管；烧成温度在300℃以下时，使用无缝钢管（直径均为55mm），也均为每米8根。在使用过程中，SiC辊棒每年仅损坏十几根，且多为维护不善造成，其它材质的辊棒一般使用数年不会损坏。

1.4 辊棒传动装置

分组齿轮传动，每组长6m，共17组。减速机采用斜齿轮传动。

1.5 烧嘴

窑炉采用中压高速等温烧嘴。烧嘴布置在辊棒下方和上方，下方烧嘴间距为1m，上方烧嘴间距为2m，每侧60支，共120支。

2 烧制产品的情况

全部烧制连体坐便器，每排4个，烧成品单重为28.0～29.5kg。产品放在垫板上烧成，垫板为堇青－石莫来石质，尺寸为宽度420mm、长度760mm、厚度30mm。为了防止垫板之间的碰撞，垫物的4个角均切成斜角，斜角的长度为90mmm，宽度为45mm。进窑时，垫板在宽度方向是靠紧的，在长度方向保持4～5cm的间距，垫板使用寿命一年以上，价格为120元／块。接下来棚板返回，进行人工搬运（见图2）。

图2 辊道窑烧制

3 生产工艺参数

烧成合格率：95%；

烧成周期：10～12h；

烧成温度：1185℃；

天然气耗量：每日3500（夏天）～3800m3（冬天）；

天然气热值：8000kcal／m3。

经计算，该窑炉单位热耗为848～921kcal／kg瓷，日烧成数量1100件，年烧成数量（按300天／年计算）33万件，烧成品质量约1万t。

4 操作与维修

操作人员人数：出窑2人、装窑2人、烧窑1人、运送棚板1人。日常维修主要是辊棒清扫，维修费用每年约10万元。

5 优点与缺点

对于烧成卫生陶瓷产品，辊道窑与隧道窑相比具有以下优点与缺点：

5.1 优点

1）节能。与隧道窑相比，辊道窑的烧成周期可缩短2～4h，因窑车可以蓄热，所以热耗明显降低。

2）节省人力，降低出窑、装窑的劳动强度。由于没有了窑车，出装窑的工作量和强度有了明显的降低。

3）日常维修工作量减小，维修费用降低。

4）建造窑炉周期缩短。由于SiC质国产的辊棒完全合格因而节约了从国内运输的进口时间。同时，国产辊棒也没有发生因垫板行进不直而造成的卡窑现象。

5.2 缺点

1）适用于单一尺寸产品尤其是坐便器的烧成，生产效益好，但对于大小件产品混装，生产效益要差一些。

2）目前辊道窑的宽度只能做到2.06m，按辊棒直径不变估算加长500mm，可使窑炉的宽度增宽到2.5m。即便如此，窑炉的产量还是受到了一定的限制。

6 结论

河南省几家企业长期的使用实践表明，辊道窑烧成卫生陶瓷具有明显的优点，尤其是能耗低的特点十分突出，很适合于烧成单一类产品。国产辊棒和垫板的质量完全可以满足生产工艺的要求，实现了关键材料的国产化。在现有基础上，增加垫板的返回输送线后，即可形成完整的卫生陶瓷辊道窑的定型设计。

目前，卫生陶瓷烧成隧道窑的内部宽带一般为3～4 m，辊道窑要达到这个宽度关键是高温带使用的辊棒的直径要加大，长度要加长1～2m，强度也要提高，具有一定的难度。

辊道窑烧成卫生陶瓷提供了装窑、出窑，为生产的自动化实现了可能性，这是它的潜在的价值。