陶瓷辊道窑的三次革命性发展

时间：2022-09-15 16:39:22 类型：全屋定制浏览量：4920

在经济发展的浪潮下，陶瓷产业的壮大发展为丰富人民的物质文化生活及美化改善人居环境给予极大的助力，做出了不可估量的贡献，促进了国民经济的快步发展。目前新常态经济环境下，房地产行业的回落，陶瓷制品产能的暴增，国家环境整治政策下，燃料使用的限定与废气排放指标的控制，使得本来就生存困难的陶瓷产业更是雪上加霜，陶瓷产品的生产运用也陷入低迷与瓶颈之中。

笔者2000年初南下成为陶瓷墙地砖生产大军的一员，亲身经历了20多年陶业的进步与发展，在此总结下国内陶瓷辊道窑的几个革命性发展过程。

一

陶瓷窑炉的次节能革命性突破：

窑炉余热的利用

1、干燥窑利用窑炉余热。

上世纪90年代初直至2000年初，干燥窑结构相对落后，对于窑炉余热运用到干燥窑的利用率并不高，普遍存在单独使用热风炉为干燥窑主要的热源，窑炉余热（排烟、冷却段余热）绝大多数排空处理，对燃料的热能利用浪费很大。

自2001年开始，因燃料（重油、柴油等）价格的不断上涨，经陶瓷企业和窑炉公司共同研究，将干燥窑的供风管路系统、箱体内部结构以及对干燥窑窑体及供热管道加强保温措施等作了很大的改进，使干燥窑充分利用窑炉排烟段和冷却段供来的余热，使生坯能达到制品的干燥工艺要求，原本配置的干燥窑热风炉系统也就完全废弃不再使用，节能效果达18%以上，实现了辊道窑在陶瓷生产线的首次突破性的改革发展。

后来陶瓷墙地砖生产线引用双层、三层干燥窑设计，直至现阶段的五层干燥窑、七层干燥窑等都均不再考虑设计使用热风炉，使陶瓷墙地砖生产线能耗节能效果取得了突破性的发展。砖坯在辊道窑的冷却段（急冷段、缓冷段）降温所释放的热和对应产生的热风，是比较干净的热源，所以将该热源输送到干燥窑，是非常理想的节能方案。

2、助燃风加热，对窑炉节能有非常明显的效果。

遵守能量守恒定律，瓷砖在烧成过程中，有吸热和放热两个过程。气体燃料辊道窑炉生产中提供给瓷砖的热主要来源于燃料燃烧时释放的热能和燃料本身及助燃风带入的热能。

抛光砖产品辊道窑生产过程中，窑炉内高温度高达1200℃以上。在整个烧制过程中，燃料通过一定比例的的助燃风机、喷枪、气幕、气压等配合进入窑内，助燃风在风管内温度在20～40℃之间，经生产技术团队与窑炉公司的探讨研究，将助燃风加热之后再供入窑内，更进一步大大降低了能耗。助燃进行分级加热方式，充分利用窑炉冷却段抽取部分热风作为一级热源，通过在这些区域内布置的回绕管道进行二级加热，使助燃风温度迅速提高，通过各喷枪烧嘴进入窑内的助燃风第三次加热，有效提高助燃风的温度，从而达到更好的节能效果。

3、原料车间干燥塔利用窑炉烟气余热。

窑炉烟气通常两种做法：一是送至传统干燥窑作为干燥热源之一，满足干燥窑的需求，多余的窑炉烟气直接对外排空；第二种方式就是将窑炉烟气直接对外界大气释放。窑炉烟气外排即造成严重污染，也是严重的能耗浪费。从窑炉内抽出来的烟气，温度较高，特别是大产量的窑炉，有的排烟风机出风口的烟气温度达到400℃左右，这种高温烟气的排空都是能耗浪费，而将一部分热烟气通过管路引到原料车间，供作喷雾塔的热源之一，也是理想的余热利用方式，起到进一步的节能降耗作用。

4、余热用作生活用水加热等。

窑炉的强冷段，产品出窑口，这些位置的热风量充足，用这段的余热来加热水箱里的水，再将热水送到职工生活区满足职员清洗用热水。

另外，余热送往抛光线进行抛光后成品砖坯的烘干、送往瓷片的半成品烘干、送往抛釉砖釉线烘干等等类似的余热利用方式，均为陶瓷窑炉的节能带来突破性的发展。

二

陶瓷窑炉第二次革命性的突破

1、陶瓷窑炉生产的突破

2005年底，河北力马建陶投资4500万，筹建国内首条300米抛光砖烧成窑炉、河北首条抛光砖生产线，该窑由山东东信窑炉公司建造、由力马建陶总经理李世喜主持设计，该窑设计为拱顶结构，窑内净空高900mm，内宽24500mm，窑炉总长303.5米，生产600×600普通微粉抛光砖，设计日产量为15000平米，采用煤气发生炉供气作燃料。2006年5月下旬投产，实际日产量14500平米，烧成周期为50-51分钟，生产成本5.9元/片。

该生产线在行业内作出一下几个方面的首次突破：

（1）窑炉长度首次突破300米。同一时期，陶瓷墙地砖生产发达的佛山陶瓷产区烧成窑炉总长正在作220-240米的设计尝试；

（2）抛光砖产量的突破。日产600×600mm规格普通微粉抛光砖14500平米，同一时期，抛光砖生产发达的佛山陶瓷产区正作单窑日产10000平米的尝试；

（3）生产成本的突破。同一时期，抛光砖生产发达的佛山陶瓷产区600×600mm普通微粉抛光砖的可观成本控制为8.95元/片。

借鉴力马建陶烧成窑炉的设计理念，马可波罗首次在清远建造280米长烧成窑炉生产线。此后的2-3年内，佛山产区、肇庆金利、清远等相继多条280米及以上的窑炉生产线投产，掀起了陶瓷生产的又一轮高潮。产量的激增，生产成本的大幅度降低，房地产业的兴起繁荣，让建陶企业主们赚得盆满钵满。

同时，全国各地陶瓷墙地砖生产全面开花，广东佛山、清远、肇庆、云浮等，广西藤县以及云、贵、川等省，河北河南、湖北湖南、江西福建、山东山西、甘肃内蒙、辽宁、山西、新疆等省均大量兴建不同规模的陶瓷墙地砖生产基地，陶瓷墙地砖产业带来兴旺发达的局面。

2、生产工艺的突破。

2012年陶瓷牛人温远军入主河北力马建陶，结合低温快烧工艺配方技术，将高保温带的20区左右降至10个区以内，相应延长产品氧化时间，充分有效去除制品内的有机物质，为提高制品品质打下坚实基础，同时将烧成周期直接降至31分钟，产品吸水率仍保持在0.1%以下，原300米窑炉日产量直接倍增至28000平米左右，突破抛光砖烧成周期不低于45分钟的桎梏。烧成周期的缩短，直接激起陶瓷生产工艺的革命，全国各陶瓷产区风起云涌地响应，陶瓷墙地砖产量的激增蓄势待发。

3、窑炉结构的突破。

2013年，摩德娜窑炉公司在河北石家庄陶瓷产区，承建9条400米宽体辊道窑（内宽3.15米），9-10台压机供一条窑炉生产线生产800×800聚晶微粉系列抛光砖，单窑日产量达40000方。至此，达到陶瓷生产革命性的发展。

2014年，河北一带800×800聚晶微粉系列抛光砖生产成本低至10.8元/片，9条窑炉的年产量超过9500万方。

2015/2016/2017/这三年，加上国家环保政策的进一步严控，天然气燃料的强制推行，以及国家对房地产业的宏观调控与策略改变，在综合因素影响下，全国各地陶瓷墙地砖企业掀起一浪又一浪的倒闭风潮，建陶产业陷入低迷与瓶颈状态。

三

红外线辐射升温涂料的推广

可能带来的第三次革命性突破

（相关链接：解析新型窑炉节能材料，已在80多条窑炉应用）

红外线辐射升温涂料的推广与运用：

1、使用红外线辐射升温涂料与否的火焰效果对比：

（左图：施工升温涂料后火焰效果，右图：未施工升温涂料火焰效果）

在同等条件下，简易燃烧室内涂层红外线辐射升温涂料后：

1）火焰效果与未曾涂层红外线辐射升温涂料的火焰效果明显不同，涂层后火焰光亮、均匀，燃烧充分；未涂层的燃烧室内火焰暗淡，明显分布不均，燃料未充分燃烧；

2）简易燃烧室内涂层红外线辐射升温涂料后温度较未涂层的燃烧室内温度高80度左右。

2、陶瓷辊道窑窑墙、窑顶涂层红外线辐射升温涂料后的改变：

（1）从窑炉观火孔观察窑内的火焰

A、窑内的火焰明显明亮耀眼；

B、窑内火焰均匀一致，喷枪与喷枪之间的火焰名有明显的区分带；

C、制品在窑内运行中没有火焰间隔的缝隙，处于稳定的加热烧制过程；

D、在同等条件下，窑内温度明显提升。

（2）陶瓷窑炉窑墙与窑顶涂层红外线辐射升温涂料后生产效果的改变

A、使窑内各段温度趋于均衡化，整体窑内肉眼观察很难再有单支枪的明火呈现眼前，极大程度的保证了制品表变受热的均均性，对产品内在质量的稳定和提高提供了良好的保障；

B、窑内喷涂红外线辐射升温涂料后，可有效降低制品的窑顶落脏。

（上图示未施工窑顶状况）

C、优化了窑炉烧成的各项工艺参数，电耗随之得以有效降低；

D、降低环境温差对窑炉气氛的影响；

E、红外线辐射升温涂料后对窑顶窑墙的保温材料在高温下的氧化起到良好的保护作用，相应延长了窑炉的使用寿命；

F、节能降耗效果，明显，燃气可节能15-20%，水煤气可节能10-15%。

3、红外线辐射升温涂料与节能结合使用，节能效果更明显。

（1）新型喷枪的三大特点

A、新型喷枪有设计电子打火系统，并能自动监控，当火焰熄灭时，自动监控系统能立即反馈信息，并重新点火；

B、新型喷枪有设计严格的检测系统，通过测定参数，按照固定的过氧系数比例动态分配压力，大限度减少空气过剩量；

C、锥形碳化硅枪套保证了火焰的冲射力，火焰射出锥形嘴的窑炉空间内形成压力差“倒旋”，使在窑内充分燃烧，横截面温度均匀，烟气排放少。

（2）新型天然气喷枪应用于陶瓷生产中的优势

陶瓷窑炉所使用的水煤气燃烧器普遍存在燃烧速度较慢、混合不够充分、火焰射流喷射速度不够快，烟气中碳排放量大等缺点，造成窑炉中央温度较低的横向温差以及产品出现色差、阴阳色等质量问题，同时，大气中含有一氧化碳指标超标，严重污染环境，影响人们的身体健康；另外当前陶瓷窑炉内宽3.0m以上的宽体窑，窑炉长400多米，日产量非常大。

为了解决生产矛盾，许多陶瓷厂通过加大助燃风流量来提高火焰射流速度，增加了窑炉的耗气量、耗电量和排烟量，加大了窑炉正压，造成窑炉散热加大，使窑体本身易损坏。因此，新型天然气喷枪的各种特性在解决以上问题时优势相当明显。新型节能天然气喷枪在陶瓷生产中的优势：

A、燃烧反应速度快、混合和燃烧均匀充分，燃烧过程氧化充分，可有效减小截面温差、色差等问题；

B、目前，如果只采用一次燃烧系统，CO含量超标，新型节能喷枪烧嘴是直接在烧嘴内部形成二次燃烧系统，通过二次燃烧，废气含量大大减少，热效率明显提高；

C、降低助燃风机的运转频率，节约助燃风机、排烟风机、抽热风机的耗电量；

D、降低窑炉正压。窑炉正压太大，对成品的质量以及窑炉本身的寿命有直接的影响，通过降低窑炉正压，可以提高产品质量、延长窑炉寿命、节省维修费用。

实践证明，使用新型节能喷枪，结合红外线辐射升温涂料的运用窑炉天然气燃料节能效果可达25%以上。

4、新型窑炉节能材料可能带来的第三次突破性的革命

（1）窑炉设计理念的再次突破

窑炉在生产使用过程中，节能降耗是个永久性的命题，窑炉公司的各级精英也呕心沥血地为窑炉的技术更新做出了卓业的、不可磨灭的贡献。红外线辐射升温涂料的研发使用，必将更进一步激起致力于窑炉技术更新的研究者们更深入的对窑炉风机的配置与设计、风管的配置与设计、余热的进一步利用的设计、窑炉保温性密封性的提高甚至辊棒的使用等进行研究开发，造福窑炉的使用者。

（2) 窑炉建造材料的再次突破

红外线辐射升温涂料的研发使用，提醒传统的窑炉保温材料的已远远不能满足新形势下对窑炉节能保护的要求。另外红外线辐射升温涂料的运用有个明显的特征：

A、有明火的地方红外线辐射升温涂料才有明显的节能效果，对于只有热源而无明火的地段没有任何作用；

B、红外线辐射升温涂料的不适应窑底施工的特性，那么窑炉运行过程中窑底接受的大量的热辐射，也是热量损失的不可估量的损失。因此，由余热供给使用的干燥窑炉的热量损失、余热供给釉线段烘干器的热源保护、余热供给窑前预升温段的热源保护、余热供给管道的热源保护、抛光（深加工段）余热利用的热源保护等材料的研发将进一步加强窑炉余热利用，进一步提高节能降耗效果，有效降低陶瓷生产的综合成本，有着不可估量的作用和意义。

（3）窑炉使用管理的再次突破

A、红外线辐射升温涂料的施工中对窑体内部的观察情况体现陶瓷窑炉在日常的管理运用中有个致命的缺陷：停窑检修时只是注重了对窑炉外部表现出来的问题进行保养维护，对忽略了对窑炉内部状况进行及时的观察，并于停产期间及时修补、整改处理，以免对来年的生产或对窑炉的保护因管理不到位而造成重大损失，这个命题其实也是企业生产中节能降耗的一个重要命题。

B、管理的精细化。陶瓷生产管理按管理一直是粗放式管理模式，尽管企业生产管理要求中，有很精要的操作规程、管理制度、应知应会要求、工艺纪律、工作规范等要求，但进一步深化管理的要求是不但提高车间管理人员、技术人员的操作技能与管理水平，更重要的普通岗位上的每一个人在工作上的细心、认真和对岗位工作的钻研，在企业内部提出新的技术革命，这才是企业长久的根本之道。

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