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超宽窑在抛光地砖生产中的应用研究

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    2019-6-7 14:30
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2018-2-12 10:54:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
    陶瓷砖用宽截面辊道窑(简称宽体窑)以其节能、高效、产量大等优势获得了陶瓷企业的广泛认可。广东摩德娜科技股份有限公司(简称摩德娜)3.0 m的宽体窑自从2009年在越南ROYAL瓷砖公司成功投产以来,不断创新、升级,目前已研发出用于生产抛光地砖的3.85 m宽辊道窑(简称超宽窑),其产量大幅增加,单位能耗显著下降,管理成本明显减少。本文主要介绍了超宽窑的技术参数及其显著特点。

    2  超宽窑的主要技术参数
    超宽(辊道)窑的主要技术参数如表1所示。


    3  超宽窑的显著特点

    3.1  产量大
    目前,陶瓷企业用于抛光地砖生产的窑型主要有2.5 m内宽的辊道窑和3.0~3.1 m的宽体窑。
    3.85 m超宽窑每排可以进5片600 mm×600 mm规格的砖,或者每排进4片800 mm×800 mm规格的砖;3.1 m宽体窑每排可进4片600 mm×600 mm规格的砖,或者每排可进3片800 mm×800 mm规格的砖;而2.5 m内宽的窑炉每排仅进3片600 mm×600 mm规格的砖,或者每排仅进2片800 mm×800 mm规格的砖。在窑长和烧成周期相同的情况下,3.85 m超宽窑与3.1 m宽体窑相比,600 mm×600 mm规格的砖产量可以增加25%,800 mm×800 mm规格的砖产量可以增加33.3%;3.83 m超宽窑与2.5 m内宽的辊道窑相比,600 mm×600 mm规格的砖产量可以增加66.7%,800 mm×800 mm规格的砖产量可以增加100%。由此可见,在同等条件下,超宽窑的产能和效率大大提高了。
    3.85 m超宽辊道窑与其他抛光砖窑炉的产能比较情况如表2所示。


    3.2  温差小
    根据窑炉烧成冷却工艺特点,摩德娜设计出结构和功率不同的高速等温节能烧嘴、长短和喷口大小不同的燃烧室以及改变火焰流向的、纵横交错的多孔喷火分流器(摩德娜专利产品),缩小了烧成截面温差;并且研发出自由移动的“急冷弯管”(摩德娜专利产品)及纵向均布的间接冷却管(摩德娜专利产品)控制冷却带温差。这些创新结构和综合技术将窑内的截面温差控制在±2.5 ℃以内,解决了烧成过程因温差大带来的产品色差和变形问题以及冷却过程因温差大造成的开裂和变形等缺陷,提高了产品合格率,为超宽窑炉的正常生产提供了有力保证。

    3.3  传动优
    3.85 m超宽辊道窑采用超高温特种辊棒和精密加工的高强度辊棒轴套,利用“弧形”辊棒自动纠正运行中的砖坯走向,解决了因加宽窑体可能产生的中间砖慢、砖坯挤压造成的变形问题,为宽体窑的正常出砖奠定了坚实的基础。

    3.4  能耗低
    由于超宽窑研发出多项创新技术并进行了有效集成,因此超宽窑能耗低。以天然气烧成600 mm×600 mm抛光地砖为例,国内窑炉燃耗为1.4~1.5 Nm3/m2砖,而超宽窑约为1.2 Nm3/m2砖,同比节省15%。

    超宽窑主要的节能创新技术如下:
    (1) 余热全回收专利技术
    陶瓷砖窑炉尾冷区热风温度在100 ℃左右,而当今的窑炉大多不能回收,只能直接排入大气。目前,摩德娜发明了一套综合技术,一部分尾冷热风通过缓冷区、急冷区接力加热,将助燃风温度提高到350 ℃以上;另一部分多余的尾冷热风与缓冷区热交换的热风混合后全部用于干燥坯体。该技术将冷却产品的所有余热全部回收利用,不仅做到节能最大化,还降低了高温风对大气造成的污染。

    除此之外,超宽窑助燃风管融合于窑炉底部保温层内,并全部加强了保温,减少了助燃风输送过程中的温降和散热损失。

    以越南某厂日产22,000 m2抛光地砖窑炉为例来计算利用尾冷风加热助燃风的节能量。
    该厂生产的地砖规格为600 mm×600 mm(平均单重为23 kg/m2),使用热值为8300 kcal/Nm3的天然气,每小时耗气量约为1143 m3天然气,需要20 ℃(国内按20℃,国际按25℃)的空气约为16440 m3/h。

    与目前市场在用的助燃风温度为250 ℃的窑炉相比,该窑利用尾冷100 ℃热风后可省燃料5.53%,每年可节省费用为25.03万美元。

    利用尾冷热风加热后助燃的节能计算情况如表3所示。


    (2) 保温集成技术
    除了使用常规轻质材料并优化了保温结构外,超宽窑还大量应用新型纳米保温绝热材料。当温度为600 ℃时,该材料的导热系数仅为0.03 W/(m·℃),而普通棉板在此温度下的导热系数为0.11 W/(m·℃)(参考摩根热公司的资料),相比减少了72.73%;普通棉毯在此温度下的导热系数为0.15 W/(m·℃) (参考摩根热公司的资料),相比减少了80.0%。由于耐火保温结构的优化,窑体外表温度下降,散热明显减少。
    新型纳米保温绝热材料、普通棉板和普通棉毯三种保温材料的导热系数比较如图1所示。

    3.5  网络化、智能化
    超宽窑已经实现了仪表+电脑控制,温度、窑压、故障警报、单位能耗等主要数据在控制柜的电脑界面实时显示,具备“人机对话”功能。陶瓷企业如果使用网络版,内部可以实现网络化,领导、主管等管理人员不用到现场或控制室即可随时随地查阅相关数据。此外,结合国家“互联网+”战略,超宽窑也将推出远程监控系统,当窑炉出现问题时,在中国即可通过网络处理或针对具体问题告诉远在国外的用户技术人员处理方案,使问题得到快速解决,提高了效率,减少了用户损失;日常过程也可通过网络发现所提供设备存在的问题,提前将信息反馈给用户,达到防患于未然的目的。网络化、智能化、服务化、协同化是超宽窑的又一个创新点。

    4  结语
    自从3.1 m抛光砖宽体窑应用以来,经过陶瓷企业、行业内专家检验、论证,综合优势明显。相信笔者介绍的3.85 m超宽窑一经推出,其多种创新结构和集成技术一定会发挥出更大的功能,一定比3.1 m宽体窑更加节能、高效、高产、智能,并将进一步推动陶瓷企业更新现有窑炉,加快陶企转型升级。

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