高温梭式设计、耐火材料选用及节能方式介绍

高温梭式窑体(窑室)是由窑壁、窑顶和窑车衬构成的空间。采用具有良好的急冷性和急热性的轻质耐火砖砌成的梭式窑内壁，其外壁采用硅酸铝纤维制品.硅酸钙板.岩棉等隔热保温材料用于保温。绝缘层内表面可粘贴50mm厚的耐高温耐火纤维，以延长绝缘和保温材料的使用寿命。在窑壁外，经常用3~5mm厚的钢板包覆以改善窑炉的强度和气密性。然而，现代全纤自梭式窑炉则在其金属壳内部采用耐火螺栓对其进行直接固定。

梭式窑节能方法由于它属于间歇窑，故窑蓄热损失大，热量损失大，烟温高，热量消耗大。由于需增加排气余热利用装置，这一缺陷得到了极大的改善。通常这类窑炉的温度在1350-1650度，烟道出口温度在1100-1400度之间，这样就浪费了大量的热量，热能利用率仅为20-40%，如用热交换器，可将烟道内的热量回收，循环热热燃烧，干燥，或其它用途。
若采用金属热交换器，可回收余热，但烟道温度超过800度时，金属热交换器极易受高温破坏，不能实现余热回收。例如，一般情况下窑温度高于800度，而烟道温度在800度以下，这似乎是适合使用金属热交换器的情况，但若有停电.燃气量偏大.助燃风量不足等情况，则会使金属换热器的温度迅速高于800度。与陶瓷热交换器相比，已经突破了这个难关，陶瓷热交换器有如下特点：1.耐高温、耐腐蚀，因此可将陶瓷换热器放置在烟道出口附近.温度越高，则其余热利用率高，换热效率高，节能效果好。但是，将金属热交换器放置在陶瓷热交换器上，迅速烧坏。2.使用寿命方面，同样的情况，陶瓷热交换器是金属热交换器的数倍或数十倍。3.如不用换热器，通常助燃风温度是常温(-10℃-40℃)，而通过陶瓷换热器加热的助燃风温度可达300℃-800℃，既能达到节能的目的，又能提高环境效益。
对窑炉尺寸的设计以锻烧品的产量要求、产品特性、喷嘴喷射能力、温度分布均匀性等多个因素综合确定梭式窑体的主要尺寸尺寸。(1)梭式窑内高是指从窑车台面到窑顶的空间高度。按码垛高度的多少来确定窑内高度。例如镁砖因其加载软化温度与其烧成温度相近，不宜过高，窑内高度一般在1米左右，而硅砖因其负载重软化温度高，它的窑内高度一般在1.9-2.1米；现有的粘土砖和高铝砖窑的内部高度分别是1.5-1.9米和1.1-1.5米。砖跺脚上、下的温差也是在窑内温度升高时应注意的影响因素之一。窑的高度增大，上下温差增大，易造成烧成质量不均。梭式内径设计为1508毫米。(2)梭式窑的内部宽度是窑内两壁间的距离。窑内宽度与窑的产量及温差有关。随着窑宽的增大，产量逐渐增加，过宽时中心温度降低。近代梭式窑址多采用扁宽断面设计，窑宽高比一般为HB？2、B是窑内宽，H是窑内高度；因此这种梭式窑内径设计为3016mm。(3)拱心的选取。梭式窑炉顶可分为拱顶和吊顶。梭式耐火窑，烧成温度高，多为拱顶窑。拱顶采用楔形砖砌筑，拱心角度的选择十分重要，拱心角度过小，拱体受力过大，同时，在使用过程中也出现下陷现象，反之若拱中心角大，拱半径小，受热后拱砖膨胀，拱会被挤压而产生开裂现象，同时拱过高，拱顶制品间的空隙增大，增加上下温差。拱中心角度是半半60°~180°，其中拱中心角采用60°以上。这种梭式窑拱心角采用60°，半径3016mm，矢高403mm。(4)梭式窑的横截面积F=4.154m2，梭式窑长L=FV=7.222m。透过上述梭式窑主要尺寸设计的操作流程，认识到每一道工序的细节是不可忽视的。这样就能安全操作高温窑炉，保证人身安全。那样做得更好。
高温梭窑结构梭式窑是一种窑车式倒焰窑，它的结构与传统矩形倒焰窑基本相同。在窑车钢构架上设置一座梭式窑烧嘴，窑底以耐火材料砌筑在窑车钢框架结构上，即窑底吸火孔.支烟道设在窑车上，并且将窑车底支烟道与窑车支烟通道相连，窑车沿窑车底轨道移动，窑车数根据窑量确定；窑车之间、窑车与窑车之间设置有封口、砂封。由于产品是在窑外装车，且易于实现机械化作业，相对于传统的间燃窑炉，改善了劳动条件，减轻了劳动强度。另外，梭式窑采用高速调温烧嘴，燃烧产物以非常快的速度喷射到窑内，使燃烧产物的对流换热率得到较大提升，从而使整窑制品比在旧式倒焰窑中更容易达到均匀加热的目的。要使窑体耐高温.保温性能和一定的机械强度，宜选用热导率低、热容量小、抗热震的耐火材料(如高能效陶瓷纤维等)砌窑。在梭式窑壁上还设置有用于冷却喷嘴的烧嘴砖、观察孔、温度测量孔、压力测量孔等。但是，在开孔时，要注意不让它们影响砌筑强度和密封性。同其它窑炉一样，梭式窑的顶部也可分为拱顶和吊顶两类。拱顶为楔形砖，拱角一般为60°~180°，其中60度拱顶采用较多。普通拱顶耐火材料一般为轻质高铝砖，上面再覆以硅酸铝纤维、岩棉等轻质隔热材料。自然有些梭式窑拱顶砖内部还贴上50mm厚的耐高温耐火纤维，以减少窑顶的热量.散失热量，延长拱顶砖的使用寿命。对于宽大截面的现代窑炉，通常采用平顶式窑顶结构。平吊结构的梭式窑顶是由轻质异型砖或耐火纤维叠合而成，用吊杆吊在窑体的钢梁上。因为梭式窑要经受不断的温度变化，特别是要经受频繁的.急速加热和剧烈冷却的热胀冷缩，同时也要承受窑内低熔挥发物的侵蚀，因此，如何正确选用梭式窑的砌筑材料是值得关注的问题。常规梭式窑内壁采用重质粘土砖或高铝耐火砖，具有很高的蓄热能力，而且现代梭式窑大量使用保温性能好.蓄热率小.体密度低的轻质粘土砖或轻质耐火、高铝砖和耐火纤维。而现代全纤节能梭式窑的窑体则全部由耐火纤维叠片和其固定机花片组成。
高温梭式窑用耐火材料的蓄热节能方法1.窑口蓄热节能是通过自身蓄热式烧嘴来实现的，知身蓄热式烧嘴主要由蓄热体.燃料喷口.高温空气喷口.绝热管道.换向阀等组成。一般情况下，烧嘴上安装有四个回热器及对应的四个独立的气路，相对的两个回热器和气路形成了一个工作区。用这种方式，一个工作小组在喷火，另一个工作小组起排烟蓄热的作用，过一段时间后通过换向阀换。2.自身蓄热式烧嘴的工作过程：自身蓄热烧嘴在工作时，高温烟气在引风机的作用下进入两个蓄热室，然后将热量传给蓄热体。将烟气温度降至200℃以下进行排放。在回热器接近饱和时，通过换向阀切换，将空气从相反的方向进入这个蓄热室，高温回热器将助燃空气加热，同时将储热体冷却，这样就可以实现燃料的燃烧和热量回收。