辊道窑结构

工作流程：辊道窑烧成制度烧成制度：烧成过程中各阶段气氛、温度及其温度变化速率的具体要求，包括温度制度、气氛制度和压力制度。温度制度：包括各阶段的升温速度、最高烧成温度和保温时间。气氛制度：各阶段所对应的气氛要求。（氧化、中性、还原）压力制度：为了保证温度、气氛制度的实现，对窑内压力的调节。烧成工序是陶瓷生产过程中最重要的工序之一，制定科学合理的烧成制度，并准确执行是产品质量的重要保证。温度制度烧成温度：为了达到产品的性能要求，应该烧到的最高温度。烧结温度：材料加热过程达到气孔率最小、密度最大时的温度。预热带预热带温度：室温～700℃(1)室温～350℃(窑头干燥阶段)1)主要特征(a)室温～350℃区域，此阶段利用窑头预热区的热烟气来对坯体进行加热。其整个反应过程基本集中在窑炉的第一和第二组排烟支管处。个别快速烧成或工艺条件有异时会往后推延1～2区：(b)此阶段反应主要是排除坯体中的吸附水。坯体不发生化学变化，只发生体积收缩、气孔率增加等物理变化。2)控温要点(a)此阶段要避免急速升温，以防止坯体内水分挥发过快，导致坯体内应力释放不均而引起裂纹或炸坯；(b)要保持负压状态，且压力分布要均匀，以利排气排湿；(c)控制好入窑坯体水分，不要过高，尽可能1.5％；(d)此阶段的控制主要是调整窑头相应区域的抽力、近窑头的挡火板的高度等(2)350～700℃(预热区)1)主要特征(a)此阶段利用窑头预热区的热烟气来对坯体进行加热。其整个反应过程基本集中在窑炉的后部排烟支管处及整个传统窑炉结构的低箱位处：(b)坯体中各种有机物开始排除、挥发；(C)坯体中的晶体重组，分子间的结晶水被排除，坯体收缩、气孔率增大，失重迅速增加，粘土结晶结构破坏，强度降低：(d)在573℃时坯体发生石英的晶型转变，并伴有急剧的体积膨胀，此阶段要严格控温(但没有缓冷要求高)，否则会产生裂纹。2)控温要点(a)在500~600℃之间应略为放慢升温速率，保证石英晶型安全转换：(b)保持负压；(c)此阶段的控制也主要是调整窑头相应区域的抽力、近窑头挡火板的高度、前后各支闸的合理开度分配、上下第一组烧嘴开度的位置等。烧成带烧嘴的布置：辊道窑烧嘴一般较密，同侧两烧嘴间距1~2m由于热气体有自然上升趋势，故一般下部烧嘴比上部安排较多烧成带温度：700～1050℃(氧化分解阶段)1)主要特征(a)该阶段的各种反应集中在高箱前部(上枪着火区域附近)，热能主要来自底枪燃烧产生的高温气体和高温区热气体，此阶段也是坯体反应过程的最大耗能阶段(通过观察。此区域的烧嘴压力较高。快烧窑炉生产时，有时局部较难升温)。坯体中的有机物、碳酸盐主要集中在该阶段进行分解和氧化。(b)有大量的CO、CO2、H2O等气体选出，坯体内有冒烟及燃烧现象：(C)坯体表面开始出现液相，颗粒重新排列并填充间隙，坯体逐渐致密。气孔率降低；(d)如果此阶段坯体内的碳素或有机物未完全燃烧和氧化就会产生发蓝或黑心．或固定位置的密集黑点杂质；(e)若此阶段辊道上层与下层的温度控制不合理，会导致坯体产生过度上弯或下耷的变形；(f)如果在正压及还原气氛中烧成，会导致坯体呈灰蓝或黑灰色．对色料的发色有影响。2)控温要点(a)一旦控制不合理，极易出现黑心、发蓝、针孔、变形、气泡、阴阳色等缺陷。为避免发蓝、针孔、黑心的产生。此阶段必须保证有较长的时间及充足的氧化气氛，使坯体得以充分的分解和氧化。其氧化的效果取决于坯体的大小和厚度及压制过程中的致密度；烧成操作中则取决于上下及两侧温度的均匀性。(b)必须在负压和氧化气氛中烧成，以利于坯体发色及排气通畅。(c)此阶段烟气温度大于坯体温度，坯体主要通过对流和辐射两种方式获得热量；(d)主要通过调节排烟总闸及各支闸的开度和各区域上下层的挡火板、挡火墙的高度来实现调控的目的;(e)此阶段要特别注意上层温度的控制，避免表层过早熔融使坯体内的气体不能排出而产生针孔或发蓝,砖坯表层张应力不同而产生上弯或下耷变形。(4)1050℃～最高烧成温度(高温区)1)主要特征(a)由于各种陶瓷性质及所用原料、配方不同。其最高烧成温度也不同；(b)此阶段坯体中的液相大量出现。并填充到石英骨架中，使坯体气孔率下降、强度增加，从而达到烧结，体积收缩最大；(c)如果此阶段玻璃相产生过多，会软化坯体中的石英骨架从而出现高温变形，因此要防止过烧。2)控温要点(a)由于墙地砖的使用性能很大程度上取决于坯体的烧结程度及最高温度，而烧成区是保证坯体出现足量液相。使产品达到足够机械强度和要求的关键区域，因此这个区域的控制至关重要：(b)为稳定色差并阻止坯体内继续排气而产生针孔。烧成带中部一般取零压或微正压。一般高温区的辊上零压住控制在开始高火保温区处。而下零压位则相对滞后2～5区，最高正压一般控制在3～5Pa，同时，在氧化气氛中操控有助于坯体发色和减少色差；(C)如果此阶段正压过大，易形成局部蓄热过高而造成断棒增多。且大量的热量向外逸出，使操作环境恶化，单位能耗增加。相反，如果为负压，过多的冷空气吸入窑内，将导致同一截面的温差增大。从而造成产品出现阴阳色或尺寸不统一的缺陷，同时也增加了能耗。(d)烧成带的温度控制主要是通过调节各区喷枪的风、气比例以及该位置的挡火板、墙的高度来实现的。(e)必须学会看砖烧砖，灵活及时地调整烧成制度，如采取产品上限温度烧成．则高火保温时间可适当缩短。达到快烧的目的；反之，保温时间要长些，以确保性能达标，否则极易产生过火、生烧及变形等现象；冷却带冷却带温度：止火温度～出窑温度(5)止火温度～650℃(急冷区)1)主要特征(a)坯体尚处于有较多液相的塑性阶段，受力必须均匀且避免撞压。否则极易产生变形。此阶段快速冷却所产生的热应力被坯体中的残余液相缓冲，快冷不会开裂。可达到100～150℃／min的降温速率：(b)这一阶段的目的是将处于高温状态的坯体快速冷却至石英晶型的转换点573℃附近。以形成一个过渡区。让晶体的转化有较长且缓和的时间。保证其不会因产生收缩应力而开裂。急冷断口特征：急冷是使砖坯从液相转化为固相的过程，也就伴有物理变化即体积收缩，对于厚而大的坯件，如急冷快，会由于内外散热不均匀而造成不均匀应力，引起开裂。这种开裂一般都有明显纹路，而且断口有些蜡质光泽。大规格瓷砖：急冷的上下温差过大，也会引起上下收缩不均匀，由于砖坯规格大，冷却散热时间长，所以，对于大规格砖来说，急冷缓冷区都应该长些。如果急冷段太短，为避免砖坯过高温进入缓冷，急冷风就要加大，急冷风的加大，砖坯四周热交换最快冷却最快，但中部分散热缓慢仍呈高温，这种温度差会引起应力差，再加上石英晶型转变开裂，由边部开始的风裂在所难免；对于辊道窑的箱体结构来说，窑墙的传导散热及窑边辊棒与石棉间隙密封性不好，以及事故处理口处的传导散热及密封性不好，窑体中间部位温度高于两边，如果出现窑两边砖风裂，除检查窑体密封外，可考虑适当提高急冷区温度。急冷区热电偶显示温度肯定低于砖坯的实际温度，一旦出急冷区，显示温度往往会反弹，砖坯规格越大越明显，窑冷速越快越明显。所以在实际控制上，热电偶显示的温度与实际砖坯温度的差值，需要很好的经验判断。2)控制要点(a)进入急冷前坯体温度不能过高，否则易导致坯体在进入缓冷区之前未能达到石英晶型转变的温度而出现热裂纹：(b)坯体降到650℃左右后，不能直接打冷风，否则易引起裂纹(急冷区的显示为冷风温度)；(c)无特殊要求，上下管的开度应均匀，避免收缩不一致而产生变形。一般情况下(有意识的调节外)，不要采用急冷管来调节砖坯的变形度。因为这样会导致坯体的变形不稳定。(d)此阶段必须保持在零压或正压状态下，以防止继续排气时产生针孔或吸入冷空气而造成坯体冷却不均，产生风裂(即冷裂纹)；(e)调整抽热支闸，使气流流向窑尾抽热方向，少量流向高温区。(f)挡火板一定要齐全。近高温区的挡火板、墙应尽可能离棒间隙小，否则易造成烧成区气流不稳定。现在一般都有二道挡火板、墙，中间有一缓冲区，可起到很好的隔离作用。(6)650~450℃(缓冷区)1)主要特征(a)坯体刚进入缓冷区时，脆性较大；(b)石英在573℃左右发生晶型转换，体积快速收缩，冷却速率不可超过30℃／min；(c)此阶段必须在正压一零压状态下控制，禁止负压。以免吸入冷空气产生冷裂：(d)此处坯体开始出现黑色。但仍保持微红色。禁止向坯体内直接打冷风．即俗语所讲的冷红不冷黑。2)控制要点(a)必须保证石英晶型转换点573℃在缓冷区中部，提前或推后都会对坯体产生有害影响；(b)使热空气缓慢流经坯体表面，从而达到自然缓慢降温的目的。禁止直接对产品吹冷风或提前抽过多的热气体，这样均会导致坯体因降温过快而开裂；(c)此处温度变化平缓。避免出现局部高低温现象；上下挡火板、墙同截面一定要一致。使气流一致，不要造成局部温度不同而出现风裂。(d)降温速率不能过慢。若坯体被送出缓冷区时，还未降到573℃以下，会使石英晶型转换点后移到快冷区。从而出现所谓的热脆现象。有些坯体出窑后，外表看来完整无损，但用力一敲，就很易破碎，这也是抛光线刮平机出现很多烂砖的原因之一。(e)此处的两头上挡火板要齐全，否则易使产品出现风裂．且稳定性不好。(7)450℃～出窑温度(强冷区)1)主要特征(a)坯体已完全固化。强度也随之增加。此阶段可直接对坯体吹冷风，快速冷却。(b)坯体温度高于此阶段的热空气温度。应在零压或微负压下操作。2)控制要点(a)窑炉的余热主要经此处抽走．热风抽出口的闸开度由前向后逐级开大．使冷却带的热气流向窑尾移动，并利用余热来干燥坯体或作其它用途；(b)避免热气流集中于强冷区首端抽走。造成局部温度降温过快而开裂：(c)强冷风管开度也应由始端向末端逐渐开大；(d)此外有些坯体的石英在270℃尚存在Q一方石英与B一方石英之间的晶型转换．易产生开裂。以上是坯体在辊道窑运行过程中所发生的各个结构阶段的变化情况．通过了解这些特点，可有针对性地分析生产中出现的问题。冷却带控制研究较少压力制度压力制度仅指窑内气压的制度，即窑内气体压力与外界大气压之问的差值。负压——所测点处窑内气体压力比外界大气压小，呈吸风式。正压——所测点处窑内气体压力比外界大气压大，呈外逸式。零压——所测点处窑内气体压力等于外界大气压压力。窑内压力主要是由所供入的空气和燃烧产生的烟气以及吸入的空气总量与排烟抽热所抽走的气体总量之间的差值所决定的。压力制度影响因素为：(1)烧嘴处燃烧的煤气量或压力(2)烧嘴处供入助燃风(3)急冷处打入的空气量(4)强冷处打入的空气量(5)排烟风机排走的烟气量(6)抽热风机抽走的气体量压力制度(7)影响排烟抽热的马弗板、挡火墙和挡火板以及窑体密封性(窑顶马弗板处、窑边多孔砖处、窑边炉门处)(8)外界天气。这是由于外界天气对排烟、抽热、助燃风有影响，所以正常情况下，外界天气变化也影响到压力制度的波动，从而影响了温度制度和气氛制度，出窑砖往往出现质量波动。压力制度窑内压力不管是正压还是负压，首先应清楚它是相对于大气压而言，相差很小。这个压差用压力传感器或倾斜式微压计测量反映出来的都是若干帕，相对大气压101325帕而言，只能说是微压，它对窑炉的损坏不是很明显，但长期状态下就不能忽视煤气压力控制在多少才合适，取决于窑炉烧成产品的产量和质量要求，如果煤气的热值能达到的话，压力应以控制得低些为好：(1)从可操控性来说，煤气压力太高，喷枪内产生的因喷射泵原理而导致的窑边温度降低的现象更为明显，加剧水平温差的出现。(2)从能耗角度来说，煤气压力太高，所需的氧气(空气)就要求越多，否则煤气没有充足的氧气则不能完全燃烧，但是煤气压力高，助燃风量大，在喷枪燃烧室(烧嘴枪胆砖)内也不能及时燃烧完全。(3)煤气压力太大，助燃风大，就会造成喷枪火焰长度加长的现象，而火焰的外焰温度最高、内焰温度最低，就加剧了窑炉水平温差的出现。当