眾所周知,建筑陶瓷行業(yè)其主導(dǎo)產(chǎn)品是生產(chǎn)各種規(guī)格的內(nèi)、外墻、地釉面磚及大板磚。素磚坯施釉通常采用澆淋法,而其釉料品種多選擇熔塊釉。該釉料具有擴(kuò)大厚料使用種類;通過高溫煅燒處理,使毒性原料消毒凈化;釉漿懸浮性能好,減少產(chǎn)品燒成氣泡幾率和克服釉漿分層等優(yōu)點(diǎn)。由于釉漿制備前需先生產(chǎn)質(zhì)量合格的熔塊,因此熔塊窯爐的工作情況就變得十分重要。
為了探討熔塊窯爐增產(chǎn)節(jié)能的技術(shù)途徑,我們針對(duì)窯爐的性能和特點(diǎn)進(jìn)行了以下幾項(xiàng)改進(jìn):
1.適當(dāng)降低燃燒室內(nèi)空高度、延長(zhǎng)爐池長(zhǎng)度。據(jù)資料介紹:爐體加長(zhǎng)1m,廢氣溫度可降低20~30℃,熱耗可降低5~8kcal/t(21~33.6kJ/t)。為此,將燃燒室內(nèi)空高度由0.90m降為0.76m,爐池長(zhǎng)度內(nèi)1.86m延長(zhǎng)至2.10m,以便于爐膛蓄熱和物料傳熱。
2.強(qiáng)化窯爐的保溫隔熱,降低窯墻表面輻射損失。在砌筑窯爐過程中采用了:內(nèi)襯———一級(jí)高鋁磚(AL203≥65%);隔熱層———黏土質(zhì)保溫磚;保溫層———輕質(zhì)保溫磚;窯墻表面———貼敷硅酸鋁纖維氈。經(jīng)過如此處理,窯外墻可用手觸摸,經(jīng)測(cè)量表面平均溫度只有39℃,比室溫略高,足以說明保溫隔熱效果良好。
3.采用筆者研究推出的“雙孔滴料法”。在滴料口磚同一平觀、同一直線上分別用金剛石鉆頭均布兩個(gè)Φ50mm圓孔,孔的排列與噴油方向呈900,滴料口磚材質(zhì)系由中國(guó)建材研究院耐火材料所研制的鋯英石熔鑄剛玉磚,耐火度≥1700℃,該磚具有抗化侵蝕能力強(qiáng)、高溫下磨損量小、工作壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。經(jīng)過125天連續(xù)使用,鋯英石磚厚度從63mm降至40mm,蝕損量?jī)H為23mm。但該材質(zhì)不足之處是耐溫度急變性能差,使用過程中應(yīng)緩慢升、降溫,否則,將會(huì)導(dǎo)致磚體炸裂,縮短其工作壽命。
4.采用預(yù)濕物料煅燒法。過去一直是將配制好的干粉物料直接入窯燒成,不僅飛揚(yáng)損失增大,污染工作環(huán)境,而且所熔制的物料中常夾少量白色斑點(diǎn)(生燒料)。改進(jìn)后的方法是將配料重量按15%比例均勻加水拌和,加水過程中要嚴(yán)格計(jì)量加水量,攪拌混合物料時(shí)可采用機(jī)械式混料,以達(dá)到水分均勻的目的。若無混料設(shè)備可采用澆花的水壺均勻噴灑,使用自來水或不污染熔塊質(zhì)量的水質(zhì)均可。如此處理過的含水物料需加蓋塑料薄膜,防止水分蒸發(fā)影響燒成效果,尤其夏季時(shí)更要注意。
5.將嘖嘴磚外口擴(kuò)大至Φ200mm,呈“V”字狀安裝在投料口處,以便于蓋板密封,防止竄火散熱。
6.嚴(yán)格控制風(fēng)油比例,減少重油的機(jī)械不完全燃燒。以嘖嘴口處不結(jié)焦及燃燒室不冒黑煙為原則,及時(shí)掌握排煙道閘門的開啟程度,確保排煙和熔料正常。
通過采取上述綜合技術(shù)措施,熔塊窯爐班產(chǎn)量(8h)從240kg穩(wěn)定提高至520kg,增產(chǎn)幅度280kg,增產(chǎn)率達(dá)117%,使產(chǎn)量翻了一番。重油消耗量從25L/h降至16.5L/h,節(jié)油8.5L/h,節(jié)油率達(dá)35%。按一年生產(chǎn)6000h來計(jì)算,可節(jié)省重油4.1t,節(jié)油價(jià)值達(dá)4100元。同時(shí)可增產(chǎn)熔塊210t,將增產(chǎn)的熔塊售出,每噸獲利按300元計(jì),可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益6.3萬元。
采取了行之有效的隔熱保溫措施,減少爐體散熱是提高熔塊窯爐熱效率的關(guān)鍵,也是增產(chǎn)節(jié)能最基礎(chǔ)而又最重要的工作之一。
“雙孔滴料法”是由設(shè)想到付諸實(shí)踐的成果。它實(shí)現(xiàn)了物料燒成后的快卸,比單孔滴料的生產(chǎn)效率提高1倍以上。
物料加水均勻混合后入窯煅燒,且在高溫(1350~1450℃)下,粉料中的水分被不斷蒸發(fā)產(chǎn)生孔穴,部分水受急熱發(fā)生“爆炸”顯出小空腔,增大了物料間的傳熱及傳質(zhì)效果,在煅燒過程中,由表及里實(shí)現(xiàn)了預(yù)先傳熱,改變了傳統(tǒng)燒干粉料時(shí)單一的且不均勻的傳熱方式,從而顯著提高了熔塊的燒成速率。此外,加水后的物料燒成質(zhì)量好、白色斑點(diǎn)少,磨制的釉漿懸浮性能優(yōu)良,施釉過程順利。經(jīng)釉燒工序證明,采用物料加水制得的熔塊釉,釉面平整光亮,面磚一級(jí)品率較過去提高10%左右。此外,燒干粉料時(shí),由于煙囪的負(fù)壓作用,常導(dǎo)致煙道堵塞。改燒加水物料后,不僅明顯地降低了飛揚(yáng)損失,改善了工作環(huán)境,而且減輕了煙道堵塞程度,過去兩個(gè)月就基本堵死,現(xiàn)3個(gè)月堵塞程度不足過去的1/2,降低了工人清理時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度。
綜上所述,物料加水促進(jìn)了高溫下的傳熱及化學(xué)反應(yīng)速度,實(shí)現(xiàn)了快燒,為增產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ),并且降低料耗和煙道堵塞程度。同時(shí),良好的保溫隔熱措施,為減少窯墻輻射熱損失,提高窯爐熱效率、節(jié)約重油創(chuàng)造了良好的條件。“雙孔滴料法”加快了燒成后的高溫玻璃液相及時(shí)排出爐外,避免了熔塊過燒,從而實(shí)現(xiàn)了熔塊窯爐的增產(chǎn)節(jié)能,促進(jìn)了良性循環(huán),是系統(tǒng)工程中多項(xiàng)技術(shù)組合實(shí)施的結(jié)果。
通過改造,雖然取得了顯著的增產(chǎn)節(jié)能效果,但同時(shí)也存在下述不足以待改進(jìn)。
1.窯爐工作壽命偏短。最長(zhǎng)達(dá)125天,最短則只有2~3周。主要是內(nèi)襯材料在高溫下抵抗低熔點(diǎn)物質(zhì)(如pbo、H3BO3等)的化學(xué)侵蝕能力差。建議采用機(jī)制磷酸鹽耐磨磚、AZS系列及抗剝落高鋁磚等理化性能優(yōu)良的高級(jí)耐火材料砌筑熔塊窯爐內(nèi)襯。
2.擴(kuò)大(加厚)窯爐內(nèi)保溫層。在內(nèi)襯磚和黏土磚之間留出150mm左右空間,搗實(shí)膨脹珍珠巖材料,進(jìn)一步增強(qiáng)保溫隔熱效果。
3.經(jīng)常清洗嘖油嘴,保持良好的霧化狀態(tài),降低重油的機(jī)械、化學(xué)不完全燃燒。
4.健全溫度監(jiān)控系統(tǒng),保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。