影响辊道窑节能效果的十大因素之五——产品工艺特性与烧成制度控制对能耗的影响

邹小芳，李真霖，程昭华

（佛山市佳韵窑业技术有限公司/佛山市佳窑陶业技术有限公司，佛山 528000）

1 前言

2014年，佛山佳窑从生产实践角度上提出了陶瓷辊道窑方面“影响辊道窑节能效果的十大因素”这样一个概念，并且分为 “窑炉结构设计制作本身对窑炉能耗的影响”、“窑炉生产现场操作技术手法对窑炉能耗的影响”、“窑炉现场管理方法与力度对窑炉能耗的影响”这三个系列进行分门别类地针对性阐述。鉴于篇幅所限，在《佛山陶瓷》杂志2014年《陶瓷环保与节能技术汇编》增刊中我们集中重点探讨了第一系列——“窑炉结构设计制作本身对窑炉能耗的影响”（影响辊道窑节能效果的十大因素之第1～4类因素）中的四类。

陶瓷辊道窑在实际生产操作过程中，不同的陶瓷产品，有不同的烧成特性；不同的烧成技术人员操作，操控手法也不一样，所以现实中体现出来对窑炉的能耗影响各不相同。这并不奇怪，就如同一部新车，在不同的路况下行驶，需要的油耗不同。由不同的司机来开同样的路线，产生的油耗也是不尽相同的，二者是同样的道理。本文我们重点探讨第二系列 “窑炉生产现场操作技术手法对窑炉能耗的影响——产品工艺特性与烧成制度控制对能耗的影响”。

2 产品工艺特性与烧成制度控制对能耗的影响

2.1 最高烧成温度对能耗的影响

理论和生产实践证明，窑炉温度从1200℃升至1250℃时所需要消耗的热量，比从1150℃升至1200℃时所需要的能耗更高。所以，我们降低燃耗成本的首选方式，就是想办法在不影响产品品质的情况下，尽可能将陶瓷产品的配方最高烧成温度降下来，实现低温快烧。当然，我们这里所讲的烧成温度，并不是指窑炉上热电偶测出来显示的温度，而是砖坯的实际烧成温度，通常我们以进口的“FERRO测温环”行进窑内烧成周期所测出的温度来定。

2.2 烧成周期长短对能耗的影响

随着中国近二十年陶瓷工业的快速发展，陶瓷产品发生了很大的变化，在烧成方式上也有了很大的改进。早在上世纪九十年代，我们陶瓷厂的产品规格大多在300 mm×200 mm～600 mm×600 mm之间，烧成周期大多控制在70 min左右。而现如今，大规格800 mm×800 mm的抛光砖烧成周期有的产区都只用30 min左右，相对而言单位时间内产能翻倍，这就是很明显的节能方式。可以肯定的是，根据产品低温快烧的烧成工艺要求，在生产实践过程中辊道窑的结构设计较之前有了很大的改进，调节手法也比之前多了不少措施。所以，在保证产品品质不受影响的情况下，缩短烧成周期，就是很好的节能方式。当然，缩短烧成周期，那么砖坯在窑炉内各阶段的物理化学反应时间自然就缩短了，这很有可能影响到产品的内在品质。

2.3 大型辊道窑前段、后段煤气分段压力分布控制技术对能耗的影响

随着单位产能提高和单位能耗降低的双重要求，我们陶瓷企业现如今一方面在追求使用大型长窑炉；另一方面在追求使用宽体窑，这两种方式的节能效果都很好。宽体窑近几年也在不断地发展加长为大型宽体长窑 （当然，这里是有极限的，过分追求存在一定的影响）。在生产过程中，窑炉前段预热和氧化段，产品需要吸收大量的热量以达到快速排水和氧化分解的工艺特性要求，加上窑炉本身喷枪设置较少，所以一般枪火燃烧都是偏大火的（喷枪过分大火燃烧还会导致产品容易“发蓝”）；而后段真正烧成瓷化过程中因前段吸热累积以及窑炉本身喷枪设置比较密集，后段每只喷枪的火焰燃烧相对较小火。鉴于此，同样助燃风量的情况下，窑炉燃料分前后段供给，一方面保证前后两段的烧成制度能有效达到要求；另一方面，避免高压小火造成喷枪空气过剩（甚至熄火）热值没有达到最佳状态而造成能耗浪费。

2.4 前段、后段助燃风压分布控制技术对能耗的影响

结合2.3内容所述，通常辊道窑使用的助燃风是常温状态或一般加热到200～300℃，相对窑内的1200℃左右的烧成温度来说，绝对是低温风源，这种过量的低温风源送入窑内，在被加热成1200℃左右的温度此过程中会吸收大量的热量，而这个吸热过程是无用的，属于能耗浪费。所以，对于窑炉烧成控制来说，在保证喷枪完全燃烧情况下，应避免空气过剩系数太大而造成能耗浪费。

2.5 实际点枪使用分布技术对能耗的影响

我们在很多陶瓷企业可以看到，很多窑炉上设置了过量的喷枪没有使用，同样有很多窑炉存在喷枪布置位置不合理导致无法满足烧成工艺控制烧成制度的现象。这是与窑炉公司设计选型结合生产实践经验不足密切相关的。如果窑炉中存在过多不使用的喷枪，会大大降低窑体的密封性和窑墙的隔热性能，无形中导致能耗损失。这里还需要注意一点，不同的产品，有不同的烧成特性，窑炉布置足量的喷枪是满足于窑炉的可调节范围需要。在实际生产中，根据生产工艺要求，不是全部喷枪点起就是好，相反有些区域的喷枪着火反而不利于生产控制。比如：面喷枪，全部的面枪点着火，会导致面温过高，受温度表自动控制调温作用，最终会有喷枪很小火甚至根本着不了火（助燃风大导致“断火”），这样可能导致窑内上下气流不稳定，产品烧成不稳定，同时还造成能耗浪费。同样，受砖坯氧化还原反应的物理化学变化工艺特性影响，有的窑炉在生产某特定产品时，也并不是所有的底喷枪要点燃，达到了烧成温度和烧成气氛要求时，其它过多的喷枪着火，起不到烧成作用反而增加了窑炉的烟气量，增加排烟风机的负荷。点燃喷枪，就必须配套送入低温的助燃风，过量的低温助燃风也就起到吸热作用而浪费能耗。所以在满足生产需要的情况下，少点喷枪，是很好的节能降耗措施之一，这个需要在生产现场摸索得出规律才好操作控制。

2.6 零压位控制技术对能耗的影响

窑炉的零压位，是绝大多数窑炉技术人员和管理人员普遍关注的参数。零压位除了影响到产品烧成的品质外，还会影响到窑炉的外表散热量，车间的作业环境以及窑炉的折旧率。烧成区正压区越长，相对窑内高温热气体通过窑体不绝对密封处（比如喷枪座位、事故处理口、看火口处、窑顶挡火板位置等）外窜的通道就越多，散失的热量也就越大；正压越大，那么热气体通过窑体隔热层及不绝对密封通道处（比如喷枪座位、事故处理口、看火口处、窑顶挡火板位置等）强制外窜的动力就越大，散失的热量就越多。由此可见，从能耗的角度考虑，正压越大，导致能耗越大。当然，对于窑炉的负压区，如果窑体不绝对密封处（比如喷枪座位、事故处理口、看火口处、窑顶挡火板位置等）人为密封效果不好的话，窑体会吸入过多的外界室温空气到窑内，会降低窑内的热气体温度，不利于烧成过程中的水平温差控制、气流稳定，以及温度曲线调节之外，还不利于节能降耗。理论上讲，在窑体绝对密封状态下，窑炉正压区越短，正压越小甚至零压的情况下，越有利于窑炉节能降耗，所以窑炉尽可能的密封很有意义。

2.7 外排热风温度与风量控制对能耗的影响

早期，由于辊道式干燥窑普通被忽视，干燥窑的窑体结构和风管路结构比较落后，而且保温性能很差，再加上干燥窑调控技能的不足，导致窑炉排烟风机送来的热烟气和抽热风机送来的窑炉冷却余热还不能满足干燥窑热量需求。有的厂家甚至另点热风炉或者是燃烧棒、点喷枪烧火的形式来另外补热，造成很大的能耗浪费。而现如今，在生产技术实践和热工调试操作经验总结的指导下，干燥窑结构不断改进改良，现往往是窑炉送来干燥窑的热量过多，需要外排，否则干燥窑内的生坯干燥过程中容易出现产品缺陷。窑炉或者干燥窑，直接外排热风量到屋外大气中，除了环保不合格外，能耗浪费肯定较大。所以我们得根据产品生产需要，尽可能通过窑炉组合干燥窑一并统筹兼顾，保证在产品品质和产量达标的情况下，尽可能调整好窑炉排烟抽斗、余热抽斗的开启位置和对应的开度，以及干燥窑抽湿斗、供热分风器的开启位置和对应的开度，以减少外排热风介质的温度和外排热风的风量，这对窑炉节能同样是很有意义的。