輥道窯燒成衛(wèi)生陶瓷的實踐＊

岳邦仁 劉合心 周滿倉 廖 恩

（1 九牧集團有限公司 福建 南安 362300）（2 河南省建筑衛(wèi)生陶瓷協(xié)會 鄭州 450000）

（3 新鄭市歐普陶瓷公司 河南 新鄭 451100）（4 九牧廚衛(wèi)股份有限公司 福建 南安 362300）

前言

自20世紀90年代，佛山等地的衛(wèi)生陶瓷企業(yè)曾經(jīng)從國外引進了衛(wèi)生陶瓷燒成用輥道窯，在生產(chǎn)中取得了明顯的節(jié)能效果。2000年，河南省新鄭市大根陶瓷廠借鑒引進輥道窯和咸陽陶瓷研究設(shè)計院的粉煤燃燒墻地磚生產(chǎn)輥道窯的經(jīng)驗，自行設(shè)計、施工，建造了國內(nèi)第一條長88m、寬1.5m，年產(chǎn)坐便器30萬件的煤粉燃燒衛(wèi)生陶瓷輥道窯。該窯在生產(chǎn)中使用5年后，取得了明顯的節(jié)能和無黑煙排放的效果。2005年，該廠又將其改造為天然氣燒輥道窯繼續(xù)使用。2004年，新鄭市歐普陶瓷公司自行設(shè)計、施工，建成了長106m、寬2.06m，生產(chǎn)坐便器煤燒衛(wèi)生陶瓷輥道窯，2005年將其改造為天然氣燒輥道窯后一直使用至今，取得明顯的節(jié)能效果。2006年后，在河南省禹州市和長葛市先后有4家衛(wèi)生陶瓷廠仿照該窯爐又建成了6條天然氣燒輥道窯。

目前，河南省已有6條類似的天然氣燒衛(wèi)生陶瓷輥道窯在使用，部分已經(jīng)連續(xù)、穩(wěn)定、順利地使用8年以上，解決了一些人們擔心的輥道窯燒成衛(wèi)生陶瓷可能出現(xiàn)的問題，取得了令人滿意的效果。筆者現(xiàn)將河南省的新鄭市歐普陶瓷公司和禹州市歐亞陶瓷公司的天然氣燒衛(wèi)生陶瓷輥道窯的情況整理總結(jié)如下，供同行們參考借鑒。

1 輥道窯結(jié)構(gòu)

1.1 主要參數(shù)

輥道窯長度：106m；

內(nèi)部寬度：2.06m；

內(nèi)部有效高度：920mm；

外部寬度：3300mm；

外部高度：2250mm；

輥棒中心高度：550mm；

最高燒成溫度：1250℃；

排煙預熱帶長度：24960mm（占23.53%）；

燒成帶長度：41600mm（占39.22%）；

冷卻帶長度：39520mm（占37.25%）；

燒成周期：10～12h；

裝機容量：192.5kW；

正常使用容量：119kW。

1.2 窯體

輥道窯為輕型裝配式結(jié)構(gòu)，每個標準節(jié)長度為2080 mm，全窯長106m，共有51個標準節(jié)。窯爐長度按溫度及工藝要求分為7段，其中1～9節(jié)為排潮、排煙段，長18720mm；10～12節(jié)（共3節(jié)）為預熱帶，長6240mm；13～20節(jié)（共計8節(jié)）為燒成前段，長16640mm；21～32節(jié)（共計12節(jié)）為高溫燒成段，長24960mm；33～35節(jié)（共計3節(jié)）為急冷段；長6240mm；36～50節(jié)（共計15節(jié)）為間接緩冷段，長31200mm；51節(jié)為出窯快冷段，長2080mm。

輥道窯與隧道窯的構(gòu)造及材料基本相同，其窯體也是由窯墻、窯頂和窯底3部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

輥道窯窯墻砌筑部分全部采用高檔輕質(zhì)耐火保溫材料砌筑，其中1100℃以下溫度區(qū)段內(nèi)襯全部選用聚輕高鋁磚，中間采用輕質(zhì)高鋁隔熱材料，外層墻砌體使用硅酸鋯棉毯保溫。1100℃以上溫度區(qū)段內(nèi)襯分別使用JM28（即耐溫1400℃）和JM26（即耐溫1300℃）型輕質(zhì)莫來石磚，中間采用聚輕高鋁隔熱保溫磚，外層墻體使用硅酸鋁棉毯保溫。這樣設(shè)計，既使窯爐具有較好隔熱性能，又使窯體外表溫度低于40℃（環(huán)境溫度≤20℃），而且使用壽命可長達15～20年。

窯頂采用平吊頂結(jié)構(gòu)，分區(qū)段采用不同吊頂方式。高溫段采用JM28型輕質(zhì)莫來石磚（長度為250mm）、預熱帶和冷卻帶采用北京創(chuàng)導或江蘇宜興生產(chǎn)的厚度為15mm的堇青石－莫來石吊頂板和吊磚吊掛吊頂。同時，分區(qū)段設(shè)計吊頂高度，既能滿足制品安全運行，又縮小了窯內(nèi)上下溫差，便于窯內(nèi)氣氛調(diào)節(jié)和溫度控制。

為了控制窯體落臟，預熱帶窯頂采用厚度為15mm的堇青石－莫來石中空板和吊磚以及滑槽吊掛結(jié)構(gòu)，吊板上部鋪以陶瓷纖維毯保溫。高溫段窯頂采用厚度為300mm的JM28型輕質(zhì)莫來石磚，頂部保溫采用厚度為20mm的含鋯纖維毯＋100mm高鋁纖維毯，頂面層再鋪砌厚度為30mm的保溫材料，以有效防止窯體頂部熱量的散出，使頂部溫度低于50℃，窯底采用磚混砌筑。

圖1 輥道窯結(jié)構(gòu)

1.3 輥棒

輥棒長度均為3.2m，主要有3種材質(zhì)：燒成溫度在700℃以上區(qū)域使用反應(yīng)燒結(jié)SiC輥棒（直徑為45 mm），每米窯爐平均布置8根輥棒，共362根，其價格為700～800元／根；燒成溫度在300～700℃時，使用不銹鋼管；燒成溫度在300℃以下時，使用無縫鋼管（直徑均為55mm），也均為每米8根。在使用過程中，SiC輥棒每年僅損壞十幾根，且多為維護不善造成，其它材質(zhì)的輥棒一般使用數(shù)年不會損壞。

1.4 輥棒傳動裝置

分組齒輪傳動，每組長6m，共17組。減速機采用斜齒輪傳動。

1.5 燒嘴

窯爐采用中壓高速等溫燒嘴。燒嘴布置在輥棒下方和上方，下方燒嘴間距為1m，上方燒嘴間距為2m，每側(cè)60支，共120支。

2 燒制產(chǎn)品的情況

全部燒制連體坐便器，每排4個，燒成品單重為28.0～29.5kg。產(chǎn)品放在墊板上燒成，墊板為堇青－石莫來石質(zhì)，尺寸為寬度420mm、長度760mm、厚度30mm。為了防止墊板之間的碰撞，墊物的4個角均切成斜角，斜角的長度為90mmm，寬度為45mm。進窯時，墊板在寬度方向是靠緊的，在長度方向保持4～5cm的間距，墊板使用壽命一年以上，價格為120元／塊。接下來棚板返回，進行人工搬運（見圖2）。

圖2 輥道窯燒制

3 生產(chǎn)工藝參數(shù)

燒成合格率：95%；

燒成周期：10～12h；

燒成溫度：1185℃；

天然氣耗量：每日3500（夏天）～3800m3（冬天）；

天然氣熱值：8000kcal／m3。

經(jīng)計算，該窯爐單位熱耗為848～921kcal／kg瓷，日燒成數(shù)量1100件，年燒成數(shù)量（按300天／年計算）33萬件，燒成品質(zhì)量約1萬t。

4 操作與維修

操作人員人數(shù)：出窯2人、裝窯2人、燒窯1人、運送棚板1人。日常維修主要是輥棒清掃，維修費用每年約10萬元。

5 優(yōu)點與缺點

對于燒成衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品，輥道窯與隧道窯相比具有以下優(yōu)點與缺點：

5.1 優(yōu)點

1）節(jié)能。與隧道窯相比，輥道窯的燒成周期可縮短2～4h，因窯車可以蓄熱，所以熱耗明顯降低。

2）節(jié)省人力，降低出窯、裝窯的勞動強度。由于沒有了窯車，出裝窯的工作量和強度有了明顯的降低。

3）日常維修工作量減小，維修費用降低。

4）建造窯爐周期縮短。由于SiC質(zhì)國產(chǎn)的輥棒完全合格因而節(jié)約了從國內(nèi)運輸?shù)倪M口時間。同時，國產(chǎn)輥棒也沒有發(fā)生因墊板行進不直而造成的卡窯現(xiàn)象。

5.2 缺點

1）適用于單一尺寸產(chǎn)品尤其是坐便器的燒成，生產(chǎn)效益好，但對于大小件產(chǎn)品混裝，生產(chǎn)效益要差一些。

2）目前輥道窯的寬度只能做到2.06m，按輥棒直徑不變估算加長500mm，可使窯爐的寬度增寬到2.5m。即便如此，窯爐的產(chǎn)量還是受到了一定的限制。

6 結(jié)論

河南省幾家企業(yè)長期的使用實踐表明，輥道窯燒成衛(wèi)生陶瓷具有明顯的優(yōu)點，尤其是能耗低的特點十分突出，很適合于燒成單一類產(chǎn)品。國產(chǎn)輥棒和墊板的質(zhì)量完全可以滿足生產(chǎn)工藝的要求，實現(xiàn)了關(guān)鍵材料的國產(chǎn)化。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，增加墊板的返回輸送線后，即可形成完整的衛(wèi)生陶瓷輥道窯的定型設(shè)計。

目前，衛(wèi)生陶瓷燒成隧道窯的內(nèi)部寬帶一般為3～4 m，輥道窯要達到這個寬度關(guān)鍵是高溫帶使用的輥棒的直徑要加大，長度要加長1～2m，強度也要提高，具有一定的難度。

輥道窯燒成衛(wèi)生陶瓷提供了裝窯、出窯，為生產(chǎn)的自動化實現(xiàn)了可能性，這是它的潛在的價值。