(一)辊道窑烧成的陶瓷品种范围
从国内、外的生产情况看,辊道窑的应用范围日益扩大,已用于下列产品的生产:
1、日用陶瓷的彩烧、素烧、釉烧及一次烧成;
2、各类建筑卫生陶瓷(如建筑砖、瓦、墙地砖、卫生洁具等)的烧成;
3、磨具的烧成
4、特种陶瓷的煅烧 由于煅烧制品的不同,辊道窑的烧成温度也相应变化,按照陶瓷工业的习惯可将辊道窑区分为:
(1)低温辊道窑--彩烧用约800℃左右,建筑砖用1000℃左右;
(2)中温辊道窑--面砖用1020~1100℃;地砖、日用陶瓷、炻器约1150~1250℃;卫生洁具约1250~1280℃;
(3)高温辊道窑--日用瓷1300~1350℃,铁氧体1350℃左右,Al2O3基板1600℃左右。 辊道窑用的燃料种类也在扩大,除可采用煤炭外,各种液体、气体燃料及电均可应用。它还可以采用氧化或还原气氛煅烧制品。 表1列出日本NORITAKE公司所制造的各类辊道窑的主要性能。
表1 NORITAKE辊道窑的性能
煅烧的产品
|
气氛
|
烧成
温度 ℃ |
烧成
周期 min |
窑炉
尺寸 m |
烧成产量/日
|
瓷器(餐具) 瓷器(餐具) 炻器(釉烧) 骨灰瓷(釉烧) 瓷器(釉中彩烧) 釉面砖 地砖 浸渍陶瓷(cerdip) 软磁铁氧体 氧化铝基片 |
还原
还原 氧化 氧化 氧化 氧化 氧化 氧化 氧化+N2 氧化 |
1320
1320 1240 1240 1300 1050 1220 1460 1350 1610 |
300
180 240 300 100 22 100 150 480 240 |
0.78×29.16
0.78×29.16 0.78×29.16 0.78×21.00 0.78×24.30 1.60×34.02 1.50×48.60 0.70×19.44 0.85×38.88 0.70×21.87 |
2700kg
5800kg 2600kg 760kg 4200kg 2680kg 910m2 2130kg 2740kg 860kg |
(二)辊道窑的优点
辊道窑的迅速发展说明它具有其他窑不可比拟的优点。
1、温度均匀--辊道窑的窑道呈扁平状,辊棒上下均可加热,窑体结构轻巧便于采用全纤维炉衬,故窑内温差较许多窑炉小。
2、适于快速烧成--不同产品在辊道窑中烧成的时间分别为: 釉面砖35~50分钟;瓷质砖50~100分钟,卫生洁具8~10小时,铁氧化8小时;日用瓷12小时。
3、节约燃料--下面是一些产品在辊道窑中烧成的热耗: 建筑砖200kcal/kg 上釉锦砖420kcal/kg 一次烧成面砖510kcal/kg 卫生洁具750kcal/kg 以同一产品在辊道窑及其他窑中煅烧的燃耗比较,更能看出它的燃耗是低的(见表2)
表2 窑炉热效率的比较
煅烧的产品
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杯/碟(釉烧)
|
釉上彩烧
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煅烧温度℃ 煅烧周期h 窑长m 烧成产量kg/day 热耗kcal/kg 燃耗比例 |
隧道窑 1280 21.6 53 1200 24500 1.00 |
辊道窑 2.1 25 995 6500 0.27 |
隧道窑 820 5.0 18 2380 5050 1.00 |
辊道窑 1.3 21 3460 1660 0.33 |
4、不必用窑车、匣钵、有的仅用耐火垫板或不用垫板;
5、有利于实现烧成工序(包括装卸制品)的机械化和自动化,便于上下工序衔接,形成完整的连续生产线,提高生产效率。 另外,辊道窑还具有操作简便,有利于提高产品质量,降低成本,减少占地面积和投资少等优点。
(三)辊道窑的辊子
辊道窑中的一排辊子形成辊道,辊子的材质和煅烧温度适应性,决定着窑炉作业的稳定程度,因此辊子是辊道窑中很关键的组成部分。 辊子的材质,要求在高温和燃烧产物作用时应具有抗氧化作用,即有高的耐热性能,同时还要求,在高温连续运行时,在辊子的自重和制品的荷重作用下保持最小的变形,使制品在辊道上沿直线移动而不发生故障。 常用的辊棒有以下二种:
1、金属辊棒 铝合金辊子 可承受温度500℃ AISI304金属辊子 可承受温度800℃ AISI310合金辊子 可承受温度1000℃ 镍铬铁耐热合金 可承受温度1180℃
2、陶瓷辊棒
(1)高铝质辊棒,这是目前用量最大的一种,Al2O3含量一般在75%左右。
(2)碳化硅质辊棒 烧成温度达到1300℃以上的辊道窑一般都采用碳化硅辊棒。常见的是重结晶碳化硅棒,氧化气氛下可用于1600℃,但价格昂贵,德国五笔型产的渗硅碳化硅棒,属于反应烧结的碳化硅,可用于1300~1350℃,价格较低。
(四)辊道窑的层数
从结构来看,辊道窑有单层与多层之分。目前大量使用的是单层窑,2~3层窑用量不多。有人作过比较,认为2~3层窑更为优越。 多层窑可节约燃料,缩短窑长,减少用地,降低投资费用。但由于层增多,使人窑及出窑的运输线,连锁控制系统,窑炉本身的结构都复杂化了,尤其给清除砖坯碎片带来不少麻烦。 意大利SITI窑炉公司总结出确定辊道窑层数的原则有以下几点:
1、有效高度大的辊道窑(如煅烧卫生洁具用的窑高多为0.7~0.85m)最好用单层,矮窑(如有效高度≤0.15m)则可以选用多层;
2、宽窑宜用单层、窄窑可用多层;
3、产量不大、烧成温度高时宜用单层,反之可用多层;
4、不用垫板承烧时采用三层窑最为经济,而多层窑一般不用电作为热源。