燒制發(fā)泡陶瓷用窯爐

熊燦光 王慧 曾令可

摘 要：當(dāng)前，我國累計(jì)堆存固體廢棄物總量約為600 ～ 800億噸。發(fā)泡陶瓷作為一種變廢為寶、環(huán)保節(jié)能的綠色建材，它的產(chǎn)業(yè)化可以消耗大量堆存的固體廢棄物。但由于生產(chǎn)工藝及關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)瓶頸，發(fā)泡陶瓷在大規(guī)格、高強(qiáng)度保溫材料的燒成方面還沒有完全突破。關(guān)鍵是新型大規(guī)格、高強(qiáng)度的發(fā)泡陶瓷用的窯爐產(chǎn)能還相對較低，燒成能耗仍較高。不論輥道窯或是隧道窯均有發(fā)展空間，所以本文重點(diǎn)概述了燒成發(fā)泡陶瓷用的兩種窯爐的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：輥道窯;隧道窯;發(fā)泡陶瓷;固體廢棄物利用

1 背 景

目前，我國的建材行業(yè)總體生產(chǎn)產(chǎn)能過剩，傳統(tǒng)建材產(chǎn)品占主導(dǎo)地位。其中多數(shù)產(chǎn)品耗能高，生產(chǎn)效率低，并在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢棄物，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。據(jù)報(bào)道，我國每年產(chǎn)生的工業(yè)固廢已超過30億噸，綜合利用率僅為50%左右，累計(jì)堆存的工業(yè)固廢物總量約600 ～ 800億噸。如何綜合高效處理利用這些固廢物，減少環(huán)境污染和推廣新型綠色建材已經(jīng)成為建材行業(yè)發(fā)展的迫切需要。發(fā)泡陶瓷作為一種變廢為寶、環(huán)保節(jié)能的綠色建材，與傳統(tǒng)的外墻保溫材料相比，具有質(zhì)輕、隔音、熱傳導(dǎo)率低、高抗拉、抗壓、防火、耐老化等的優(yōu)越性能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，以日產(chǎn)量200 m3為例，每條發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)線每年就可綜合利用工業(yè)廢渣約3萬噸?！鞍l(fā)泡陶瓷”并不是一個(gè)新興概念，其技術(shù)研究始于20世紀(jì)70年代，直至2000年前后才開始工業(yè)化量產(chǎn)，但由于生產(chǎn)工藝及關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)瓶頸，發(fā)泡陶瓷始終無法在大規(guī)格、高強(qiáng)度保溫材料方向取得突破。因此，急需研制出新型大規(guī)格、高強(qiáng)度的發(fā)泡陶瓷用的高效節(jié)能窯爐，這對優(yōu)化資源利用、節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境具有積極意義。近年來，國內(nèi)陶瓷行業(yè)開發(fā)研制發(fā)泡陶瓷用的陶瓷窯爐方面，注重應(yīng)用高科技與新技術(shù)，尤其在結(jié)合節(jié)能、提高燒成效率、縮短燒成周期、提升發(fā)泡陶瓷產(chǎn)品燒成質(zhì)量等方面，積累了許多成功經(jīng)驗(yàn)，形成了多項(xiàng)專利與技術(shù)發(fā)明。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)有已20多家發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)廠家25條生產(chǎn)線生產(chǎn)發(fā)泡陶瓷，其中用于外墻保溫釉面裝飾灰白色發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)廠家有4家，用于室內(nèi)外裝修的輕質(zhì)發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)廠家約有8家，供需相對旺盛。

2 發(fā)泡陶瓷燒制用輥道窯

2.1 發(fā)泡陶瓷燒制用輥道窯的技術(shù)性能參數(shù)[1]

2.2 發(fā)泡陶瓷燒制用輥道窯的主要結(jié)構(gòu)[1]

發(fā)泡陶瓷輥道窯是一種陶瓷產(chǎn)品的連續(xù)燒成設(shè)備，從長度上分為不同的功能帶：排煙帶、預(yù)熱帶、燒成帶、急冷帶、緩冷帶、尾冷帶。預(yù)熱帶、燒成帶合為氧化燒成段，急冷帶、緩冷帶、尾冷帶合為冷卻段。窯爐分段圖見圖1。

（1）排煙帶

在此工作段，坯體將蒸發(fā)殘留的表面水。本帶沒有布置燒嘴，窯內(nèi)的溫度通過調(diào)節(jié)各組排煙支管閥門開度來調(diào)節(jié)。窯內(nèi)溫度由窯頂?shù)臒犭娕紲y得，工作溫度在200 ～ 500℃范圍內(nèi)。

（2）預(yù)熱帶

坯體在預(yù)熱帶運(yùn)行過程中，隨著溫度的升高，坯體發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，主要有結(jié)晶水排除、有機(jī)物及碳素的氧化、碳酸鹽的分解、晶型轉(zhuǎn)變等。此帶需要充足的氧氣和合適的溫度，否則會(huì)使燒出的坯體氧化不均勻而發(fā)生黑芯現(xiàn)象。

預(yù)熱帶的前部一般沒有設(shè)置燒嘴，在預(yù)熱帶的后部箱體下部設(shè)置了燒嘴和燒嘴控制組。在實(shí)際生產(chǎn)過程中可根據(jù)工藝溫度曲線的要求點(diǎn)燃燒嘴或不點(diǎn)燃燒嘴。這樣調(diào)節(jié)更方便和靈活。

（3）燒成帶

燒成帶前部繼續(xù)進(jìn)行氧化分解反應(yīng)。隨著溫度的升高，坯體形成玻璃相及莫來石相并在高溫條件下燒結(jié)。此帶的燒成溫度由磚坯配方?jīng)Q定，窯內(nèi)的溫度要均勻，這樣才能很好地保證坯體發(fā)泡均勻。

此帶每個(gè)窯段設(shè)置9個(gè)燒嘴，每8個(gè)燒嘴由一個(gè)執(zhí)行器控制。執(zhí)行器自動(dòng)調(diào)節(jié)燃?xì)饬慷刂茻斓陌l(fā)熱量。

（4）急冷帶

急冷可防止液相析晶、晶體長大，從而提高坯體的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)可達(dá)到縮短冷卻時(shí)間的目的。

急冷帶分若干組，進(jìn)入窯內(nèi)總的風(fēng)量由風(fēng)機(jī)變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)，分組支管由手動(dòng)控制，方便調(diào)節(jié)入窯風(fēng)量的比例。急冷風(fēng)支管分上下打入窯內(nèi)，交錯(cuò)布置。

由于急冷段溫度比較高，窯內(nèi)急冷風(fēng)管需采用耐熱的不銹鋼材料制造。急冷風(fēng)機(jī)鼓出的冷空氣通過急冷管上的小孔進(jìn)入窯內(nèi)。每根急冷管前部設(shè)置調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)急冷風(fēng)量。

急冷第一段下部設(shè)置人孔方便檢修。

（5）緩冷帶

坯體600℃以下，坯內(nèi)液相開始凝固，石英晶型轉(zhuǎn)變引起體積收縮導(dǎo)致坯體內(nèi)部應(yīng)力集中，因此需控制冷卻速度。此帶采用間接冷卻的辦法。因?yàn)槔滹L(fēng)不直接打入窯內(nèi)，所以窯壓不受影響，同時(shí)也達(dá)到了使坯體緩慢降溫的目的。

窯外的冷空氣從間冷管的一端吹入，另一端抽出。根據(jù)燒成曲線，間冷分為若干段，可以根據(jù)要求自動(dòng)控制每段的風(fēng)量大小。

抽熱風(fēng)機(jī)通過上部吸風(fēng)罩將窯內(nèi)的熱風(fēng)排出，風(fēng)量的大小由風(fēng)機(jī)變頻器控制。每個(gè)吸風(fēng)罩的風(fēng)量可由閥門來調(diào)節(jié)。

（6）尾冷帶

此帶溫度范圍100 ～ 350℃。在每節(jié)框架側(cè)面交叉安裝冷風(fēng)管。一定的冷風(fēng)通過冷風(fēng)管進(jìn)入窯內(nèi)與緩冷帶或尾冷帶抽出的熱風(fēng)混合后均勻吹向坯體，使坯體在出窯前盡快冷卻下來。

2.3 發(fā)泡陶瓷燒制用輥道窯結(jié)構(gòu)的研究狀況

輥道窯是陶瓷工業(yè)中優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的先進(jìn)窯型，因此，很多陶瓷企業(yè)研制發(fā)泡陶瓷用的輥道窯，并積累了很多成功經(jīng)驗(yàn)。

廣東科達(dá)潔能股份有限公司研制出一種大規(guī)格發(fā)泡陶瓷用輥道窯裝置并申請了專利，其對輥道窯的優(yōu)化 [1-2]主要是以下幾點(diǎn)：

（1）窯爐三帶比例的優(yōu)化

常規(guī)的建筑瓷輥道窯分段比例為（%）：排煙段：氧化燒成段：冷卻段=15：45：40，科達(dá)潔能公司綜合考慮發(fā)泡陶瓷特性，設(shè)計(jì)出適用于發(fā)泡陶瓷燒成的溫度段分段比例為（%）：排煙段：氧化燒成段：冷卻段=5.7：39.6：54.7，使產(chǎn)品燒成周期由原來的24 h縮短至8 ～ 16 h，并提高了日產(chǎn)量和降低單位產(chǎn)品能耗。

（2）發(fā)泡陶瓷用的窯具

由于發(fā)泡陶瓷布料最大的規(guī)格達(dá)到了1860 mm×3080 mm，燒成用棚板需由多塊堇青石-莫來石板拼接而成。但窯爐輥棒運(yùn)行中存在跳動(dòng)，若直接放棚板至輥棒上滾動(dòng)，棚板易被拉開而影響產(chǎn)品規(guī)整度。為了克服這個(gè)難題，科達(dá)潔能公司設(shè)計(jì)了一套“雙層碳化硅梁+墊板”的窯具結(jié)構(gòu)，讓碳化硅梁托起整個(gè)窯具和產(chǎn)品在窯爐的長度方向上前進(jìn)。產(chǎn)品四周用堇青石-莫來石支撐板首尾相連圍成一個(gè)封閉的內(nèi)腔，這就可以生產(chǎn)更大規(guī)格的產(chǎn)品，改善產(chǎn)品運(yùn)行平穩(wěn)性，減少其通過窯內(nèi)而產(chǎn)生的故障率。為了使窯具能在窯內(nèi)不偏向，在碳化硅梁上設(shè)計(jì)一種小卡口結(jié)構(gòu)讓窯具平直地前進(jìn)。

（3）特殊燃燒系統(tǒng)

產(chǎn)品是放在棚板上燒成的，由于棚板吸熱快，發(fā)泡陶瓷制品吸熱慢，這就產(chǎn)生上下溫差，使得粉料中的有機(jī)物未分解完而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

為了克服這個(gè)問題，科達(dá)潔能公司設(shè)計(jì)了一套吻合發(fā)泡陶瓷工藝曲線的特殊燃燒系統(tǒng)。并在前面預(yù)熱段下部每節(jié)布置4支燒嘴，使氧化段底溫要高于面溫100℃以上。在中高溫段每節(jié)輥棒上下布置有8支燒嘴，且輥下底槍離輥棒面高度降低、輥上面槍離輥棒面升高以及燒成后段保溫過度段延長。通過這些設(shè)計(jì)，防止了因產(chǎn)品規(guī)格過長而使得前半部無燒嘴降溫過快，并減少了產(chǎn)品燒成時(shí)的上下溫差。

為了防止緩冷段冷卻過快而產(chǎn)生應(yīng)力，在急冷過渡到緩冷處布置多組燒嘴對產(chǎn)品進(jìn)行保溫。

（4）熱風(fēng)循環(huán)冷卻系統(tǒng)

在中部緩冷段上設(shè)置兩個(gè)抽熱風(fēng)機(jī)。抽熱風(fēng)機(jī)抽取一部分急冷段的熱風(fēng)和一部分快冷段的冷風(fēng)，通入中部緩冷段內(nèi)部，保證整個(gè)窯爐內(nèi)部的氣氛平衡和壓力平衡，一方面保證產(chǎn)品合理燒成的冷卻要求，實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)的循環(huán)使用，節(jié)約能源;另一方面，保證窯爐內(nèi)部壓力平衡，防止窯爐內(nèi)部的氣流倒流。

2.4 燒制發(fā)泡陶瓷保溫板用多段式輥道窯

洛陽北玻硅巢裝備技術(shù)有限公司[3-6]研制出燒制發(fā)泡陶瓷保溫板用多段式輥道窯，該多段式輥道窯由兩端具有開合爐門的燒成段、急冷段和緩冷段依次連接而成，且燒成段、急冷段和緩冷段均有若干節(jié)窯體拼接而成。這種設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)窯爐各段單獨(dú)調(diào)節(jié)參數(shù)。下面對多段式輥道窯各段分析如下：

（1）多段式輥道窯的燒成系統(tǒng)[4]

發(fā)泡陶瓷燒制用輥道窯燒成系統(tǒng)采用電加熱方式，包括依次連續(xù)的預(yù)熱升溫段和燒成段，且預(yù)熱升溫段和燒成段均由若干節(jié)窯體連接而成，每節(jié)窯體內(nèi)均具有中空腔室，腔室內(nèi)設(shè)置有用于盛放發(fā)泡陶瓷原料的匣體、用于傳輸匣體運(yùn)動(dòng)的輥棒輸送裝置（至少一組）以及用于加熱的電加熱裝置。這個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要有：省去了窯車和窯具，減少了能耗和污染物。

（2）多段式輥道窯的急冷段[5]

多段式輥道窯的急冷段由若干節(jié)窯體連接而成，每節(jié)窯體內(nèi)均具有中空的腔室，腔室內(nèi)設(shè)置有用于盛放發(fā)泡陶瓷原料的匣體、用于傳輸匣體運(yùn)動(dòng)的輥棒輸送裝置以及用于向窯體內(nèi)吹入冷卻風(fēng)的鼓風(fēng)裝置，輥棒輸送裝置至少兩組，每組輥棒輸送裝置的上方和下方均設(shè)置有一排與輥棒輸送裝置平行的吹風(fēng)管組。通過這些設(shè)計(jì)，這套裝置能夠使冷卻風(fēng)均勻吹散在各層匣體及發(fā)泡陶瓷坯體表面，使每一層發(fā)泡陶瓷坯體的各部分均勻快速降溫，也使多層發(fā)泡陶瓷坯體同時(shí)冷卻，提高發(fā)泡陶瓷產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。

（3）多段式輥道窯的緩冷段[6]

多段式輥道窯的緩冷段由若干節(jié)窯體連接而成，每節(jié)窯體內(nèi)均具有中空的腔室，腔室內(nèi)設(shè)置有用于盛放發(fā)泡陶瓷原料的匣體、用于傳輸匣體運(yùn)動(dòng)的輥棒輸送裝置以及用于向窯送裝置傳動(dòng)方向的兩側(cè)各設(shè)置有一套加熱元件，每組輥棒輸送裝置的上方和下方均設(shè)置有一排與輥棒輸送裝置平行的吹風(fēng)管組。通過冷卻管向緩冷段吹風(fēng)冷卻，通過兩側(cè)的加熱元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償，從而使冷卻風(fēng)氣流均勻吹散在各匣體以及發(fā)泡陶瓷坯體表面，形成擾動(dòng)流場，使各部位均勻降溫，提高冷卻效果和冷卻效率。

2.5 用微波熱輻射噴槍燒制發(fā)泡陶瓷輥道窯

廣西旭騰實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司[7]發(fā)明了高效節(jié)能自動(dòng)化輥道窯，該輥道窯由窯體、輸送裝置、供熱系統(tǒng)、助燃排煙系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng)等組成。窯體分為預(yù)熱區(qū)、氧化區(qū)、高溫?zé)蓞^(qū)和冷卻區(qū);輸送裝置為設(shè)于窯體內(nèi)由上至下設(shè)置的三層輸送輥道;供熱系統(tǒng)由位于窯體兩側(cè)的燃?xì)夤苈?、氧氣管路以及微波熱輻射噴槍組成;助燃排風(fēng)系統(tǒng)包括排煙單元、余熱利用單元以及抽氣降溫單元。通過集散控制系統(tǒng)對輸送裝置、供熱系統(tǒng)、助燃排煙系統(tǒng)中各個(gè)單元進(jìn)行自動(dòng)化控制，提高了能量利用率和溫控能力，從而解決發(fā)泡陶瓷制品產(chǎn)能低、溫度不均勻的技術(shù)問題。

2.6 金意陶集團(tuán)佛山三水基地輕質(zhì)發(fā)泡陶瓷磚生產(chǎn)基地

金意陶集團(tuán)佛山三水基地輕質(zhì)發(fā)泡陶瓷磚生產(chǎn)基地作為廣東省內(nèi)第一個(gè)輕質(zhì)發(fā)泡陶瓷磚生產(chǎn)線，目前從原料加工、布料、發(fā)泡燒成、冷加工到包裝均實(shí)現(xiàn)了高度智能化生產(chǎn)。

輕質(zhì)發(fā)泡陶瓷板材以陶土尾礦，陶瓷碎片、廢渣等摻入發(fā)泡劑等作為主要原料，采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和發(fā)泡技術(shù)，在高達(dá)1300℃高溫下焙燒而成高氣孔率的閉孔陶瓷材料。產(chǎn)品適用于建筑內(nèi)隔墻、外墻保溫、防火隔離帶等。產(chǎn)品具有保溫、隔熱、輕質(zhì)、體薄、隔音吸音、抗震、防水防潮、防火、無毒、無輻射、高強(qiáng)度、可釘可掛等優(yōu)勢。目前，金意陶公司在輕質(zhì)發(fā)泡陶瓷板材的研發(fā)、生產(chǎn)工藝水平均走在行業(yè)前端。如圖3所示。

2.7 燒制發(fā)泡陶瓷輥道窯能耗

在現(xiàn)有工藝方面，企業(yè)大多采用輥道窯生產(chǎn)工藝，產(chǎn)能約120 立方米/天，天然氣單位能耗約120 m3/m3左右。

3 發(fā)泡陶瓷燒制用隧道窯

隧道窯和輥道窯一樣都是連續(xù)式窯爐，但是其生產(chǎn)耗能遠(yuǎn)大于輥道窯。以一次燒成釉面磚為例，隧道窯的熱耗為5000 ～ 9000 kJ/kg，而輥道窯只需1500 ～ 2500 kJ/kg[7]。由于這個(gè)原因，比較少企業(yè)會(huì)專門開發(fā)專門燒制發(fā)泡陶瓷的隧道窯。

3.1 隧道窯的基本結(jié)構(gòu)

任何隧道窯都可劃分為三帶：預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶。干燥至一定的水分的坯體入窯，首先經(jīng)過預(yù)熱帶，受來自燒成帶的煙氣預(yù)熱，隨著溫度的升高，坯體發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，主要有結(jié)晶水排除、有機(jī)物及碳素的氧化、碳酸鹽的分解、晶型轉(zhuǎn)變等，然后進(jìn)入燒成帶，燒嘴噴出的火焰及燃料燃燒生成的產(chǎn)物加熱坯體。坯體在燒成帶中形成玻璃相及莫來石相并在高溫下燒結(jié)。燃燒產(chǎn)物自預(yù)熱帶的排煙口、支煙道、主煙道經(jīng)煙囪排出窯外。燒成的產(chǎn)品最后進(jìn)入冷卻帶，將熱量傳給入窯的冷空氣，產(chǎn)品本身冷卻后出窯。被加熱的空氣一部分作為助燃空氣，送去燒成帶，另一部分抽出去作坯體干燥或氣幕用。隧道窯的三帶比例會(huì)因產(chǎn)品、燒成工藝、窯爐結(jié)構(gòu)與工作系統(tǒng)的不同而有很大差別，三帶的比例范圍一般為：預(yù)熱帶35% ～ 45%，燒成帶20% ～ 35%，冷卻帶30% ～ 40%。隧道窯的結(jié)構(gòu)與工作系統(tǒng)既可以簡單也可以復(fù)雜，一般可分為五個(gè)部分：窯體、燃燒系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、冷卻通風(fēng)系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，目前的隧道窯預(yù)熱帶中后段上部裝有噴風(fēng)管，下部設(shè)置燒嘴，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的攪拌氣幕和循環(huán)氣幕，有效克服了預(yù)熱帶上下溫差的問題，且能靈活地調(diào)節(jié)預(yù)熱帶的升溫制度;冷卻帶有急冷送風(fēng)、窯尾送風(fēng)和抽熱風(fēng)設(shè)備，急冷風(fēng)除了起到冷卻坯體的作用外還有阻擋燒成帶煙氣倒流作用，急冷風(fēng)和窯尾鼓入的冷風(fēng)都由抽熱風(fēng)機(jī)抽走，達(dá)到平衡時(shí)，控制冷卻帶的冷風(fēng)進(jìn)入燒成帶，容易保持燒成帶的燒成溫度和氣氛。

3.2 發(fā)泡陶瓷燒制用隧道窯的研究狀況

（1）微波加熱隧道窯燒制發(fā)泡陶瓷

當(dāng)以煤炭類為發(fā)泡劑制備發(fā)泡陶瓷時(shí)，在燒成前期采用傳統(tǒng)的加熱方式（燃?xì)鈬娮欤ε黧w進(jìn)行加熱，無法將煤炭類發(fā)泡劑完全燒掉，發(fā)泡陶瓷制品易產(chǎn)生黑心、溶洞等缺陷。為了解決這個(gè)問題，遼寧利盟高科新材料有限公司[8]研制了一款制備發(fā)泡陶瓷的微波加熱隧道窯。該隧道窯在窯體外殼的頂部安裝若干微波源，用于對發(fā)泡陶瓷制品進(jìn)行微波加熱。由于微波具有穿透力強(qiáng)、利于內(nèi)部加熱及均勻加熱物件的特點(diǎn)，發(fā)泡陶瓷的內(nèi)外溫差較小，在低溫氧化期間陶瓷原料中的碳元素能有效地被燒掉，從而提高發(fā)泡陶瓷制品的質(zhì)量和產(chǎn)量，降低發(fā)泡陶瓷制品的燒結(jié)成本。

（2）隧道窯疊燒方法

在發(fā)泡過程中，由于發(fā)泡時(shí)間較長，且受到重力的影響，下層氣孔會(huì)被壓扁，使得產(chǎn)品的整體均勻性不好。此外，現(xiàn)有隧道窯都是單層堆燒，并且基本是手動(dòng)操作，需要大量的人力。 為解決上述問題，廣東科達(dá)潔能股份有限公司[9]發(fā)明了一種發(fā)泡陶瓷輕質(zhì)板材的隧道窯疊燒方法。該疊燒方法為：①將瓷磚拋光廢渣、粘土、長石、發(fā)泡劑、二氧化錳按配比混料，并經(jīng)球磨、噴霧干燥得到粉料;②隧道窯的窯車安裝了支架，支架上設(shè)有至少三層匣體，將粉料在匣體上進(jìn)行布料成型，窯車的結(jié)構(gòu)見圖4;③將窯車推入隧道窯進(jìn)行多層疊燒處理，燒成溫度為1150 ～ 1220℃，燒成周期為15 ～ 24 h。這種方法可實(shí)現(xiàn)低溫快燒，并且燒成的發(fā)泡陶瓷輕質(zhì)板材在同一斷面上，從上至下的氣孔無差異，氣泡均勻性高。

（3）微波熱輻射噴槍燒制發(fā)泡陶瓷

廣西旭騰實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司[10]發(fā)明了高效節(jié)能自動(dòng)化隧道窯，該隧道窯由窯體、窯車、窯車推送裝置、供熱系統(tǒng)、助燃排煙系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng)所組成。窯體分為預(yù)熱區(qū)、氧化區(qū)、高溫?zé)蓞^(qū)和冷卻區(qū);窯車由車身底座、立柱、橫梁、支撐梁、耐高溫隔板和擋板組成，其中，立柱和橫梁采用了耐高溫碳化硅/莫來石/堇青石/陶瓷材料制造，隔板和擋板采用莫來石/堇青石材料制成;供熱系統(tǒng)由位于窯體兩側(cè)的燃?xì)夤苈?、氧氣管路以及微波熱輻射噴槍組成;助燃排風(fēng)系統(tǒng)包括排煙單元、余熱利用單元以及抽氣降溫單元。通過集散控制系統(tǒng)對窯車推送裝置、供熱系統(tǒng)、助燃排煙系統(tǒng)中各個(gè)單元進(jìn)行自動(dòng)化控制，提高了能量利用率和溫控能力，從而解決發(fā)泡陶瓷制品產(chǎn)能低、溫度不均勻的技術(shù)問題。

德力泰認(rèn)為在發(fā)泡陶瓷方面的綠色化生產(chǎn)上，還有很大的發(fā)展空間。以德力泰在遼寧撫順罕王承建的第一條泡沫陶瓷生產(chǎn)線為例，該生產(chǎn)線采用了新型的高速等溫?zé)?，再加上DBS節(jié)能技術(shù)的配合，在能耗節(jié)省方面得到了實(shí)質(zhì)性的突破。此外，德力泰推出的三層隧道窯產(chǎn)能可達(dá)到300立方米/天，天然氣單位能耗為85 ～ 100 m3/ m3，在產(chǎn)能和能耗方面對發(fā)泡陶瓷的生產(chǎn)進(jìn)行升產(chǎn)降耗。德力泰公司針對發(fā)泡陶瓷專門推出了泡沫陶瓷整線設(shè)備和DFT系列三層超寬體泡沫陶瓷隧道窯。由于發(fā)泡陶瓷屬于粉料成型，在窯爐設(shè)計(jì)上選用了隧道窯提高裝載密度。窯爐配備的燒嘴能達(dá)到180 m/s，裝載式設(shè)計(jì)也使得這款新式窯爐比傳統(tǒng)窯爐節(jié)約20%的燃料和25%的電耗。

（4）摩德娜多功能隧道窯

摩德娜在今年陶博會(huì)展位上展出的多功能隧道窯是隨著發(fā)泡陶瓷和微晶玻璃一次燒成的技術(shù)興起而逐漸發(fā)展出的一種新型隧道窯。該種新型隧道窯可以用于各種多層燒制中的高溫工業(yè)陶瓷，如發(fā)泡陶瓷、微晶玻璃、蜂窩陶瓷、陶瓷膜等。窯爐長度根據(jù)產(chǎn)量要求最長可達(dá)300 m以上，窯爐寬度根據(jù)產(chǎn)品要求最寬可達(dá)4 m以上，裝載高度根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)最高可達(dá)2 m以上。用戶可以根據(jù)自己工廠的生產(chǎn)實(shí)際需要，增加或減少很多窯爐的功能模塊，以實(shí)現(xiàn)性能和價(jià)格的最優(yōu)搭配。特別在高耗能的發(fā)泡陶瓷領(lǐng)域，該型窯爐更憑借其裝載量大、裝載穩(wěn)定、產(chǎn)品合格率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)著不可撼動(dòng)的市場地位。

摩德娜的多功能隧道窯有以下三個(gè)方面的技術(shù)特點(diǎn)：

① 在運(yùn)轉(zhuǎn)方式上，該窯爐采用間歇式進(jìn)窯，即每次進(jìn)一車長度的距離，然后停下，根據(jù)產(chǎn)量和燒成周期的要求，停預(yù)定的時(shí)長，再進(jìn)行下一次動(dòng)作，窯車與窯車之間預(yù)留有火道，窯車停止時(shí)，燒嘴中心正好位于窯車與窯車間的火道中心，防止對產(chǎn)品的沖刷。為提高上下溫度的均勻性，窯內(nèi)窯壓設(shè)置較高，并且窯頭設(shè)有密閉室，使窯爐的壓力控制更加平穩(wěn)。

② 在控制方式上，窯爐的燒成控制采用流量比例控制，每個(gè)控制區(qū)域分上下兩個(gè)控制組分別進(jìn)行溫度、流量的采集和燃?xì)狻⒅硷L(fēng)流量大小的控制。并且在窯爐的排煙段、預(yù)熱段和燒成段都布置有在線式氧含量分析系統(tǒng)，對各段燒成效果進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并可通過自動(dòng)修正空燃流量比例來自動(dòng)調(diào)節(jié)燒成過程。

③ 在冷卻系統(tǒng)上，冷卻系統(tǒng)區(qū)別于以往的簡易冷卻，適當(dāng)延長了急冷段長度，將冷卻的降溫曲線納入控制系統(tǒng)，并采用上下分層冷卻控制和脈沖控制等各項(xiàng)新技術(shù)，以消除由冷卻不均或?qū)α鞑蛔阍斐傻膬?nèi)應(yīng)力釋放不充分、產(chǎn)品開裂等問題。循環(huán)冷卻系統(tǒng)應(yīng)用于急冷后的緩冷段，用合理溫度的空氣增加產(chǎn)品表面的對流，使產(chǎn)品內(nèi)部的應(yīng)力得以緩慢釋放。

（5）瑞朗陶瓷

廣東瑞朗陶瓷有限公司憑借積淀深厚的研發(fā)實(shí)力及快速響應(yīng)的先發(fā)優(yōu)勢，于2019年6月14日正式啟用“發(fā)泡陶瓷”生產(chǎn)線。生產(chǎn)線主要采用工業(yè)廢棄物、尾礦、石粉、粉煤灰、壓榨泥等原料，經(jīng)工藝配比后進(jìn)行生產(chǎn)，燒成設(shè)備采用國際上先進(jìn)的三層窯爐，窯長達(dá)428 m，日產(chǎn)能超300 m3，完全滿足發(fā)泡陶瓷連續(xù)式、大產(chǎn)量的生產(chǎn)需求，該生產(chǎn)線以“高產(chǎn)、高效、穩(wěn)定、低維護(hù)”為研發(fā)目的，克服了市場上現(xiàn)有產(chǎn)品穩(wěn)定性差、故障率高、不能滿足大批量生產(chǎn)需求的弊端。

在當(dāng)前比較慘淡的建陶市場環(huán)境下，大力提高自身生產(chǎn)技術(shù)水平，正是企業(yè)提升市場競爭力最有效的手段，加上政府優(yōu)惠政策的有力支持、媒體的推廣，發(fā)泡陶瓷正呈現(xiàn)出積極、強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。瑞朗陶瓷投入大量人力物力進(jìn)行研發(fā)，取得了重大技術(shù)突破，設(shè)備及工藝成熟穩(wěn)定，完全滿足客戶“穩(wěn)定高效高產(chǎn)”的需求。

4 結(jié) 語

一般來說，輥道窯的節(jié)能效果優(yōu)于隧道窯，而隧道窯又優(yōu)于梭式窯，而且對于生產(chǎn)大規(guī)格發(fā)泡陶瓷來說，選擇輥道窯和隧道窯來燒成是比較合適的，因此陶瓷企業(yè)主要開發(fā)研制發(fā)泡陶瓷用的輥道窯和隧道窯。

一條先進(jìn)的窯爐凝聚了燃燒技術(shù)、材料技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等多領(lǐng)域的研究成果，高新技術(shù)引領(lǐng)窯爐技術(shù)發(fā)展的新潮流。比如，窯爐的自動(dòng)化實(shí)際就是將DCS（集散控制系統(tǒng)）應(yīng)用到窯爐中。因此，對于窯爐的開發(fā)，必須重視基礎(chǔ)科學(xué)的研究，大膽吸收其它行業(yè)科研成果，并把這些成果運(yùn)用到新型窯爐設(shè)計(jì)與研制中來，從而保證窯爐設(shè)備的先進(jìn)性。

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