鄒小芳，李真霖，程昭華

（佛山市佳韻窯業(yè)技術(shù)有限公司/佛山市佳窯陶業(yè)技術(shù)有限公司，佛山 528000）

1 前言

2014年，佛山佳窯從生產(chǎn)實(shí)踐角度上提出了陶瓷輥道窯方面“影響輥道窯節(jié)能效果的十大因素”這樣一個(gè)概念，并且分為 “窯爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作本身對(duì)窯爐能耗的影響”、“窯爐生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操作技術(shù)手法對(duì)窯爐能耗的影響”、“窯爐現(xiàn)場(chǎng)管理方法與力度對(duì)窯爐能耗的影響”這三個(gè)系列進(jìn)行分門別類地針對(duì)性闡述。鑒于篇幅所限，在《佛山陶瓷》雜志2014年《陶瓷環(huán)保與節(jié)能技術(shù)匯編》增刊中我們集中重點(diǎn)探討了第一系列——“窯爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作本身對(duì)窯爐能耗的影響”（影響輥道窯節(jié)能效果的十大因素之第1～4類因素）中的四類。

陶瓷輥道窯在實(shí)際生產(chǎn)操作過程中，不同的陶瓷產(chǎn)品，有不同的燒成特性；不同的燒成技術(shù)人員操作，操控手法也不一樣，所以現(xiàn)實(shí)中體現(xiàn)出來對(duì)窯爐的能耗影響各不相同。這并不奇怪，就如同一部新車，在不同的路況下行駛，需要的油耗不同。由不同的司機(jī)來開同樣的路線，產(chǎn)生的油耗也是不盡相同的，二者是同樣的道理。本文我們重點(diǎn)探討第二系列 “窯爐生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操作技術(shù)手法對(duì)窯爐能耗的影響——產(chǎn)品工藝特性與燒成制度控制對(duì)能耗的影響”。

2 產(chǎn)品工藝特性與燒成制度控制對(duì)能耗的影響

2.1 最高燒成溫度對(duì)能耗的影響

理論和生產(chǎn)實(shí)踐證明，窯爐溫度從1200℃升至1250℃時(shí)所需要消耗的熱量，比從1150℃升至1200℃時(shí)所需要的能耗更高。所以，我們降低燃耗成本的首選方式，就是想辦法在不影響產(chǎn)品品質(zhì)的情況下，盡可能將陶瓷產(chǎn)品的配方最高燒成溫度降下來，實(shí)現(xiàn)低溫快燒。當(dāng)然，我們這里所講的燒成溫度，并不是指窯爐上熱電偶測(cè)出來顯示的溫度，而是磚坯的實(shí)際燒成溫度，通常我們以進(jìn)口的“FERRO測(cè)溫環(huán)”行進(jìn)窯內(nèi)燒成周期所測(cè)出的溫度來定。

2.2 燒成周期長(zhǎng)短對(duì)能耗的影響

隨著中國(guó)近二十年陶瓷工業(yè)的快速發(fā)展，陶瓷產(chǎn)品發(fā)生了很大的變化，在燒成方式上也有了很大的改進(jìn)。早在上世紀(jì)九十年代，我們陶瓷廠的產(chǎn)品規(guī)格大多在300 mm×200 mm～600 mm×600 mm之間，燒成周期大多控制在70 min左右。而現(xiàn)如今，大規(guī)格800 mm×800 mm的拋光磚燒成周期有的產(chǎn)區(qū)都只用30 min左右，相對(duì)而言單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)能翻倍，這就是很明顯的節(jié)能方式?？梢钥隙ǖ氖牵鶕?jù)產(chǎn)品低溫快燒的燒成工藝要求，在生產(chǎn)實(shí)踐過程中輥道窯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較之前有了很大的改進(jìn)，調(diào)節(jié)手法也比之前多了不少措施。所以，在保證產(chǎn)品品質(zhì)不受影響的情況下，縮短燒成周期，就是很好的節(jié)能方式。當(dāng)然，縮短燒成周期，那么磚坯在窯爐內(nèi)各階段的物理化學(xué)反應(yīng)時(shí)間自然就縮短了，這很有可能影響到產(chǎn)品的內(nèi)在品質(zhì)。

2.3 大型輥道窯前段、后段煤氣分段壓力分布控制技術(shù)對(duì)能耗的影響

隨著單位產(chǎn)能提高和單位能耗降低的雙重要求，我們陶瓷企業(yè)現(xiàn)如今一方面在追求使用大型長(zhǎng)窯爐；另一方面在追求使用寬體窯，這兩種方式的節(jié)能效果都很好。寬體窯近幾年也在不斷地發(fā)展加長(zhǎng)為大型寬體長(zhǎng)窯 （當(dāng)然，這里是有極限的，過分追求存在一定的影響）。在生產(chǎn)過程中，窯爐前段預(yù)熱和氧化段，產(chǎn)品需要吸收大量的熱量以達(dá)到快速排水和氧化分解的工藝特性要求，加上窯爐本身噴槍設(shè)置較少，所以一般槍火燃燒都是偏大火的（噴槍過分大火燃燒還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品容易“發(fā)藍(lán)”）；而后段真正燒成瓷化過程中因前段吸熱累積以及窯爐本身噴槍設(shè)置比較密集，后段每只噴槍的火焰燃燒相對(duì)較小火。鑒于此，同樣助燃風(fēng)量的情況下，窯爐燃料分前后段供給，一方面保證前后兩段的燒成制度能有效達(dá)到要求；另一方面，避免高壓小火造成噴槍空氣過剩（甚至熄火）熱值沒有達(dá)到最佳狀態(tài)而造成能耗浪費(fèi)。

2.4 前段、后段助燃風(fēng)壓分布控制技術(shù)對(duì)能耗的影響

結(jié)合2.3內(nèi)容所述，通常輥道窯使用的助燃風(fēng)是常溫狀態(tài)或一般加熱到200～300℃，相對(duì)窯內(nèi)的1200℃左右的燒成溫度來說，絕對(duì)是低溫風(fēng)源，這種過量的低溫風(fēng)源送入窯內(nèi)，在被加熱成1200℃左右的溫度此過程中會(huì)吸收大量的熱量，而這個(gè)吸熱過程是無用的，屬于能耗浪費(fèi)。所以，對(duì)于窯爐燒成控制來說，在保證噴槍完全燃燒情況下，應(yīng)避免空氣過剩系數(shù)太大而造成能耗浪費(fèi)。

2.5 實(shí)際點(diǎn)槍使用分布技術(shù)對(duì)能耗的影響

我們?cè)诤芏嗵沾善髽I(yè)可以看到，很多窯爐上設(shè)置了過量的噴槍沒有使用，同樣有很多窯爐存在噴槍布置位置不合理導(dǎo)致無法滿足燒成工藝控制燒成制度的現(xiàn)象。這是與窯爐公司設(shè)計(jì)選型結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足密切相關(guān)的。如果窯爐中存在過多不使用的噴槍，會(huì)大大降低窯體的密封性和窯墻的隔熱性能，無形中導(dǎo)致能耗損失。這里還需要注意一點(diǎn)，不同的產(chǎn)品，有不同的燒成特性，窯爐布置足量的噴槍是滿足于窯爐的可調(diào)節(jié)范圍需要。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，不是全部噴槍點(diǎn)起就是好，相反有些區(qū)域的噴槍著火反而不利于生產(chǎn)控制。比如：面噴槍，全部的面槍點(diǎn)著火，會(huì)導(dǎo)致面溫過高，受溫度表自動(dòng)控制調(diào)溫作用，最終會(huì)有噴槍很小火甚至根本著不了火（助燃風(fēng)大導(dǎo)致“斷火”），這樣可能導(dǎo)致窯內(nèi)上下氣流不穩(wěn)定，產(chǎn)品燒成不穩(wěn)定，同時(shí)還造成能耗浪費(fèi)。同樣，受磚坯氧化還原反應(yīng)的物理化學(xué)變化工藝特性影響，有的窯爐在生產(chǎn)某特定產(chǎn)品時(shí)，也并不是所有的底噴槍要點(diǎn)燃，達(dá)到了燒成溫度和燒成氣氛要求時(shí)，其它過多的噴槍著火，起不到燒成作用反而增加了窯爐的煙氣量，增加排煙風(fēng)機(jī)的負(fù)荷。點(diǎn)燃噴槍，就必須配套送入低溫的助燃風(fēng)，過量的低溫助燃風(fēng)也就起到吸熱作用而浪費(fèi)能耗。所以在滿足生產(chǎn)需要的情況下，少點(diǎn)噴槍，是很好的節(jié)能降耗措施之一，這個(gè)需要在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)摸索得出規(guī)律才好操作控制。

2.6 零壓位控制技術(shù)對(duì)能耗的影響

窯爐的零壓位，是絕大多數(shù)窯爐技術(shù)人員和管理人員普遍關(guān)注的參數(shù)。零壓位除了影響到產(chǎn)品燒成的品質(zhì)外，還會(huì)影響到窯爐的外表散熱量，車間的作業(yè)環(huán)境以及窯爐的折舊率。燒成區(qū)正壓區(qū)越長(zhǎng)，相對(duì)窯內(nèi)高溫?zé)釟怏w通過窯體不絕對(duì)密封處（比如噴槍座位、事故處理口、看火口處、窯頂擋火板位置等）外竄的通道就越多，散失的熱量也就越大；正壓越大，那么熱氣體通過窯體隔熱層及不絕對(duì)密封通道處（比如噴槍座位、事故處理口、看火口處、窯頂擋火板位置等）強(qiáng)制外竄的動(dòng)力就越大，散失的熱量就越多。由此可見，從能耗的角度考慮，正壓越大，導(dǎo)致能耗越大。當(dāng)然，對(duì)于窯爐的負(fù)壓區(qū)，如果窯體不絕對(duì)密封處（比如噴槍座位、事故處理口、看火口處、窯頂擋火板位置等）人為密封效果不好的話，窯體會(huì)吸入過多的外界室溫空氣到窯內(nèi)，會(huì)降低窯內(nèi)的熱氣體溫度，不利于燒成過程中的水平溫差控制、氣流穩(wěn)定，以及溫度曲線調(diào)節(jié)之外，還不利于節(jié)能降耗。理論上講，在窯體絕對(duì)密封狀態(tài)下，窯爐正壓區(qū)越短，正壓越小甚至零壓的情況下，越有利于窯爐節(jié)能降耗，所以窯爐盡可能的密封很有意義。

2.7 外排熱風(fēng)溫度與風(fēng)量控制對(duì)能耗的影響

早期，由于輥道式干燥窯普通被忽視，干燥窯的窯體結(jié)構(gòu)和風(fēng)管路結(jié)構(gòu)比較落后，而且保溫性能很差，再加上干燥窯調(diào)控技能的不足，導(dǎo)致窯爐排煙風(fēng)機(jī)送來的熱煙氣和抽熱風(fēng)機(jī)送來的窯爐冷卻余熱還不能滿足干燥窯熱量需求。有的廠家甚至另點(diǎn)熱風(fēng)爐或者是燃燒棒、點(diǎn)噴槍燒火的形式來另外補(bǔ)熱，造成很大的能耗浪費(fèi)。而現(xiàn)如今，在生產(chǎn)技術(shù)實(shí)踐和熱工調(diào)試操作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的指導(dǎo)下，干燥窯結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)改良，現(xiàn)往往是窯爐送來干燥窯的熱量過多，需要外排，否則干燥窯內(nèi)的生坯干燥過程中容易出現(xiàn)產(chǎn)品缺陷。窯爐或者干燥窯，直接外排熱風(fēng)量到屋外大氣中，除了環(huán)保不合格外，能耗浪費(fèi)肯定較大。所以我們得根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)需要，盡可能通過窯爐組合干燥窯一并統(tǒng)籌兼顧，保證在產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量達(dá)標(biāo)的情況下，盡可能調(diào)整好窯爐排煙抽斗、余熱抽斗的開啟位置和對(duì)應(yīng)的開度，以及干燥窯抽濕斗、供熱分風(fēng)器的開啟位置和對(duì)應(yīng)的開度，以減少外排熱風(fēng)介質(zhì)的溫度和外排熱風(fēng)的風(fēng)量，這對(duì)窯爐節(jié)能同樣是很有意義的。