陶瓷行业各工序之间的节能技术及措施

马景馨

摘 要：目前，面对市场竞争的日渐加剧，陶瓷厂如何在竞争脱颖而出，如何有效地节约能耗降低成本，已成为当务之急的问题。本文从原料加工工序、成形工序、烧成工序等各个环节之间的节能技术加以分析，希望能给陶瓷企业节能环保提供一定的帮助。

关键词：陶瓷行业；原料加工工序；成形工序；烧成工序；节能

1 前言

陶瓷厂是高能耗企业，如：电耗高、燃耗高。这两项成本加起来在陶瓷生产成本中几乎占到接近一半或一半以上。面对市场竞争的日渐加剧，陶瓷厂如何在竞争脱颖而出，如何有效地节约能耗降低成本，是他们一直所关注的话题。本文针对陶瓷厂各工序之间的节能技术及措施加以探讨，以期起到抛砖引玉的作用。不当之处还望各位专家学者批评指正。

2 陶瓷企业各工序之间的节能探讨

2.1装磨原料

在原料的选择上也非常重要，瘠性原料颗粒度越小越好，可以有效降低球磨时间，有利于用电避峰，降低球磨电费成本。而原料颗粒度过大，球磨时间大大增加，西安齐安陶瓷厂装磨瘠性原料均经过雷蒙磨细碎，球磨时间达到3 h。而在粘土选择时，需要选择容易解胶的，有利于降低球磨时间。如果粘土或者解胶剂选择不好，有可能增加球磨时间，而且难以球磨，难以放浆。

2.2球磨机

2.2.1磨机的选型

磨机的选型很重要，选择一款节能型磨机是基础，建厂时磨机的选型及合理的配置极其重要。坯体球磨机有40T/60T/100T，还有连续磨。要根据本厂的实际需要来定，要选择一种最有利最适合本厂最节能的来实施。如果能采用连续磨，成本最低，泥浆比重也大，效率高，自动化程度高，节能效果非常显著。

2.2.2釉磨采用高铝球衬和高铝球石

坯料磨机球衬最好选择中铝质球衬，球石采用中铝球石，既能增加坯料装磨量，又能大幅度减少球磨时间。如果不选用中铝质球衬也可以选择橡胶衬，橡胶衬可以降低电机负荷，可以装更多的原料。也有些厂家选择燧石衬，一方面装磨原料就相应少了；另一方面，电机负荷相应增加了，这是最划不来的。不管哪种球衬，一定要选用中铝球，一般都会减少球磨时间至少在2～3 h以上，坯料球磨机的装机功率都在132 kW以上，节能效果明显。

2.2.3选择比重大的球石

在选择球石时，尽可能的选择比重大的，抗磨性能好，磨耗尽可能低的球石。球石比重越大，球磨效率越高。球石的磨耗越低越好，球石磨耗直接体现补球的成本。市场上出现一种含锆球石，比重在3.2～3.4，球磨时间比普通中铝球还能降低1～2h，磨耗只有0.03%不到。

2.2.4合理的球石入磨量及球石大小科学配比至关重要

阳城某陶瓷厂合理配球合理配料，致使内墙砖球磨时间达到5h（细度250目筛余5%～6%），而周围其它厂的情况是来料基本一样，250目的筛余为6%～8%时，球磨时间约7～9h。

2.2.5尽可能地增加入磨原料的重量

尽可能增加装磨原料的重量也是可以有效降低每吨原料球磨电耗。增加原料的装磨量如果过多，磨机电流也会相应增加，这需要找到临界点。优化过程必须要数据说话，超过临界点节能效果就差了。

2.2.6球磨细度是影响球磨工段能耗成本的关键因素

球磨细度筛余10%～11%比7%～8%的球磨时间要短1.5～2 h。放粗球磨细度要有三个保证措施，一是配方塑性足够好，不会降低成品率；二是倒浆过筛细度要控制在80目标准筛全通过；三是不影响产品内在质量和烧成周期。这对于吸水率极低（0.03%）的砖比如抛光砖、仿古砖是不太适用的。

2.2.7泥浆的比重指标尽可能定的高些

泥浆的比重指标尽可能定得高些，最好为1.70～1.73，越大越好。合理地增大泥浆比重，可以增加喷塔产量，有效降低喷塔燃耗、电耗，增加粉料的容重和改善颗粒性能、级配。泥浆比重越低，意味着喷塔的产粉量越低，燃耗和电耗就越高。球磨工段泥浆水份控制，每增加1%的水份，意味着喷塔同样能耗情况下的粉料产量降低3～4%，必然导致成本增高。装磨的水如果是有一定温度的热水也有利于提高球磨泥浆的活性、流动性，减少减水剂消耗，便于增大泥浆比重，利于减少球磨时间。

2.2.8选择最佳的球磨工段运行时间

陶瓷厂普遍实行峰、谷、平分时间段计费，三个时段大概都近于8h左右，不同地区略有差别。平段电价是谷段的两倍电价，峰段电价是谷段的三倍电价。球磨工段的运行尽可能做到避峰运行，最好是谷段运行，不足部分平段运行。这需要合理安排装磨时间、开磨和放浆时间。了解并优化球磨机的运行时间能给企业带来十分丰厚的回报。

2.2.9球磨机的无功补偿的选择

球磨机的无功补偿尽量做到0.95～0.98。不仅节能，还会得到供电公司的奖金。

2.2.10变频器的选择

磨机驱动要用变频器，变频器节能效果是比较好的，一般节能都在12%～14%左右，目前很多厂家都已采用。

综上所述，由于球磨机一般是陶瓷厂最难管理的工段，球磨工段如果在以上几个方面都做到位的话，降低能耗成本，增加效益，都是十分可观。

2.3泥浆池

（1） 泥浆池要尽可能大，能增大泥浆的均化陈腐效果，这会增加成品率和优级率。单一浆池不仅尽可能大，还一定要经过一次到两次的倒浆除铁。使用时最好规定泥浆液面的高度降低不能低于一定的范围，比如1/5或1/4。泥浆稳定就是最好的节能。

（2） 倒浆和除铁。中转倒浆最少是80目过筛。如果是抛光砖面料最好是120目过筛，至少是100目过筛。如果经过120目过筛，能够通过120目筛的铁点烧出来基本是淡黄色的，不会呈现黑色或红色。除铁最好选择除铁效果比较好的自动除铁机，工作稳定可靠。

（3） 搅拌机可以采用间歇工作的方式。泥浆如果不是很容易沉淀，就都可以这样做。泥浆比重越大，悬浮性越好，越不容易沉淀。用一种一天可以分16个控制时段的时间控制器就可以做到这一点。高邑某厂就采用这样的时间控制器来让总功率近110kW的搅拌机节约50%以上的电费，做到1～2h的间歇停机时间，甚至还考虑避峰因素，泥浆没有发生沉淀现象，产品质量没有负面影响。其实可以做到节约得更多，完全可以做到开20min停30～40min。泥浆池采取间歇工作的方式，最好配套故障声光报警器。这样就减少了人员检查的压力，增加了系统工作的可靠性。给喷塔供浆的浆池和倒浆的浆池、中转时的浆池最好在泵浆时不要间歇工作，以避免造成不必要的分层现象，从而导致质量的波动。

（4） 搅拌机电机采用变频器控制。

2.4喷雾干燥塔

（1） 喷干塔及供热系统的选型、结构参数确定对喷干塔影响很大。型号大些相对会比较节能。9000型塔身直筒部份高度一般在10.5 m或以上，现在有的公司就达到了创世界纪录的14.5 m，运行时排潮风管的潮气温度降到了61 ℃，由于排潮温度降低了，配套的排潮风机电机选择165 kW就够了。合理地降低排潮温度，风机也可以选小一些，电就节约很多。有的公司9000喷塔排湿风机选择320 kW电机，这其间的电费差别一定相当可观。塔内保持负压25～30 mm水柱就足够了，超出过高时，就增加了电耗和燃耗，还会浪费粉料，增加环保除尘负荷。

（2） 现有的喷塔也可以适当把喷枪提高0.6～0.8 m，当然要适当修改角度以防止喷壁，这也可以有效地增加喷塔产量，降低能耗。

（3） 适当提高塔顶温度也会提高产量降低能耗。最高的记录是塔顶温度是860 ℃，3200喷塔日产粉料达到360 t。这要把握一点，塔顶分风器和塔顶不锈钢的材质是什么？304耐热不锈钢极限最高工作温度是870～900 ℃，321耐热不锈钢极限最高工作温度是900～925 ℃，而0Cr13、1Cr13、2Cr13不锈钢极限最高工作温度是780～800 ℃。超过极限工作温度，一者长期会导致逐渐氧化、碳化，二者力学性能上的强度会大幅度降低，致使塔顶变形，甚至塌陷。

（4） 喷塔、热风管道的密封性不好不仅会减少粉料产量，还会增加能耗。

（5） 合理的配风，才能把热量合理地带入喷塔内。过多的冷风只会增加能耗，起副作用。理论上来讲，配风够用就行，越少越好。

（6） 泥浆变成粉料需要把把泥浆里的水份变成100 ℃或更高温度的蒸汽，这个变化需要消耗大量的热量。如果能用热管或热泵技术把排气的余热提取出来对泥浆在进入泥浆喷头之前进行加热升温，无疑会减少热风炉的热耗，增加喷塔产量。山东有一家陶瓷厂就进行过这样的尝试，曾经把泥浆温度提高到80 ℃，结果喷塔的产量提高特别大，节能效果非常好。

（7） 热风炉鼓风机、电机、排潮风机最好都用变频器控制。

（8） 窑炉余热的利用。大型窑炉二级排烟和急冷带的余热温度都很高，几乎都能达到400～550 ℃以上，完全可以用在喷干塔上以节约喷干塔的热耗。窑炉的余热如果能得到有效利用，则可节能30%～40%以上。

（9） 采用热管或热泵技术回收排潮湿气所带走的热量，在技术上是完全可行的，也是十分成熟的。回收的热量可以直接用来加热柱塞泵输送管道内的泥浆，当然也可以加热装磨的水或者用来发电。

（10） 喷塔尽可能想办法最大限度提高产量，注意泥浆比重，燃料热值尽可能高，操作科学，停塔时合理避峰，强化现场管理，加大节能奖罚力度，以便最大程度调动员工的责任心和创造性，挖掘潜力，不断改进节能工作，降低成本，增加效益。

2.5 压机

（1） 压机主油泵选择变量泵，会节约电费。一台90 kW的压机主泵改用变量泵一月能节约6000元以上。

（2） 压机主机、辅机、冷却泵、循环泵、输送带、冷却塔等电机都采用变频控制。

（3） 最大限度地减少压机工段粉料的落地浪费，减少模具漏料，及时清理这些落料使之不落地，并且循环使用起来，这也是节能的有效措施。料车及压机处采用落料自动收集装置，用压缩空气重新输送到上方料斗里，循环使用。

（4） 安排维护保养更负责任、技术更好的压机人员十分关键。最大限度地减少停机时间对于生产线来说就是最大限度地利用好了能源。想一想，压机工段包括料车是陶瓷厂的脖子，也容易出故障。压机故障停机时间多，经常空窑，整条生产线在空窑期间的电耗、煤耗、工资成本都是很昂贵的。对压机工段的停机时间严格考核，进行奖罚，是保证车间有效节能的必要手段。

2.6 干燥窑

（1） 利用窑炉烟气和冷却余热作为热源干燥砖坯，完全不使用燃气来加热或辅助加热。给干燥窑供的窑炉烟气、余热风温度最好不要超过300 ℃，200～280 ℃即可。特别是在入口处，温度过高砖坯容易炸裂或开裂，或热应力集中产生内部微裂纹缺陷，即便没有开口裂，砖坯的内部已经产生热应力，导致强度降低。

（2） 排潮风机是可以取消的，做得最好的厂家是西安某厂，日产12000 ㎡地砖，其干燥器没有排潮风机，完全用直径1 m以上的风管自然排风，完全节省了排潮风机的电耗和维护保养费用。

（3） 改善干燥窑的窑体保温层及干燥窑的密封性，加强改善热风管道的保温效果，用导热系数更小的保温棉毯，减少外表面热量损失。

（4） 不是干燥温度越高越好，而是既要合理设计温度曲线，又要兼顾能耗成本。高邑某厂生产普拉提，整条干燥器都是155 ℃左右，最高温度也是165 ℃，干燥出口砖坯含水率0.2%～0.4%。合理地使用热耗是最好的。过度的热量消耗一是浪费了余热，再者也会导致成本的增高。热量过多也是浪费，增加系统排风风量，风机电流也会增加。高邑某厂干燥窑裂坯一个月，最后发现是入窑口温度太高了，降了几十度，好了。

（5） 合理选择配方中的瘠性原料、粘土，改善坯体透气性，利于快速干燥，提高产量，降低能耗。

（6） 排潮的湿气温度还是很高的，带走的热量也十分巨大，可以用热管、热泵技术回收用来发电，也可以用于生产和生活（加热用于球磨机的水、加热喷塔的泥浆、冬季房间取暖和夏季制冷等等）。早期的火力发电厂是用有十几层楼高的大型双曲线断面的冷却塔来冷却循环水，热量白白排空浪废掉了。现在新上的火力发电厂都采用热泵技术，用氢气或二氧化碳作冷媒来回收余热给城市供暖和给小区供应热水。热泵和空调的原理相同，相当于一个大的空调，利用冷媒膨胀吸热的原理把热排放气体中的热量吸收进冷媒来，在冷媒进入压缩系统压缩时，冷媒就会把吸收的热释放出来，可以用水把这部分热量带走。当然干燥器排出的热气也可以直接通过一个效率好的换热器、热泵直接加热水或者泥浆，这是十分有意义的事。设计时，需要考虑检修维护的方便性。

（7） 如果从考虑砖坯减少破损的角度来说，干燥器的传动速度是越慢越好，这对于小砖无疑是适合的。针对大砖，进入干燥窑最好在前20～30 m就要显著提高砖坯的强度。这一点无非是干燥窑前部要高温高湿大正压操作，直接的结果也会导致排潮热气温度的升高，无疑也带走更多的热量。而早期最传统的干燥器的设计是在干燥窑中后部分别打入窑炉烟气和余热，烟气靠前余热靠后，而排潮主要集中在干燥窑入口，这样的排潮热气温度会低很多，这对大砖来说是很困难的。如何兼顾取决于整体的技术条件，粘土粘性，湿坯强度，砖坯的透气性。而对大砖就没有更多选择的余地，只能在具体实践上靠经验一点点总结来取得节能的实际效果。

（8） 窑炉公司的改良：在传统的坯体干燥基础上不断进行创新，采用独创的干燥技术，有的公司采用“低温低湿、双面干燥、分段抽湿”的设计技术，充分地利用了窑炉烟气和余热，不增加任何辅助热源，使窑炉的综合能耗得到降低。

（9） 采用二层至五层的多层干燥窑，一是节约土地使用面积，二是减少干燥窑散热面积，这也是比较好的节能方案。

2.7 窑炉

（1） 增加高温带耐火保温砖及保温层的厚度

有资料显示，窑炉砌体蓄热损失和炉体表面的散热损失要占到燃料消耗的20%以上。增加高温带耐火保温砖及保温层的厚度是有意义的。现在设计的窑炉高温带窑顶砖和窑墙保温层的厚度都有不同的增加，很多公司高温带的窑顶砖厚度由230 mm增加到260 mm，窑墙保温层由140 mm增加到200 mm。目前窑炉底部的保温没有得到相应的改善，普遍情况是高温带底部铺一层20 mm棉毯外加5层保温砖标砖来保温。这种情况一直没有改进。其实基于底部散热面积的巨大，底部的散热是十分可观的，有必要增加适当的底部保温层的厚度，用容重更低的保温砖和增加保温层的厚度来改善底部的保温，这样的投入是必要的。另外高温带窑顶部分如果采用拱顶，就十分方便增加保温层厚度、密封性，以减少散热。如果是用吊顶，最好吊顶用陶瓷件而不是用耐热钢板，再辅以耐热钢吊钩，这样也可以把吊件全部埋住，增加保温层的厚度和密封性。如果用的是耐热钢作吊顶砖挂板，如果挂板全部埋入保温层，挂板有可能在窑炉漏火时全部氧化掉而使吊顶砖掉入窑内，造成停窑事故。用陶瓷件作吊件，顶部保温也可以使用保温料进行浇注，使用保温材料变得灵活。这会大大改善窑顶保温性能和气密性，大幅度减少顶部散热。

（2） 选择更优质和保温性能更好的材料

更优质和保温性能更好的材料不断出现，也给窑炉工程设计人员带来了方便，完全可以用更好的保温材料，使保温层既比以前更薄，而保温效果可以做得比以前更好，以使能源浪费得到最大限度地减少。采用保温性能更优质的轻质耐火保温砖和保温棉毯保温板，经过优化采用更合理的结构改良设计，以期减少窑炉散热。有的公司选用容重0.6的轻质砖，有的公司采用异型轻质砖，在轻质砖与轻质砖的接触面上设置有一定尺寸的凹槽用空气进行隔热。事实上空气的导热系数在0.03左右，几乎比所有的保温材料都低很多，这肯定会有效减少窑炉表面的散热损失。同时加强窑体封闭严密，在事故处理口、膨胀缝、挡火板口、烧嘴砖周围、辊棒内和辊孔砖处用更耐高温更不易粉化弹性更好的陶瓷纤维棉充分填充，以减少窑体热量向外散失，保证窑内温度和气氛的稳定，提高热效率，减少能耗。国内窑炉公司在窑炉保温上都做得不错。

（3） 余热风管的好处

国内有的公司把余热风管埋在窑炉底部和窑炉顶部保温层的保温砖内，这会最大限度地改善余热风管的保温，大大地减少了窑炉的散热。也会增加保温层的厚度，数据显示和其它同行窑炉同工况相比综合节能率在33%以上。可以说，带来了一场节能革命。

（4） 高温带采用拱顶结构有利于减少断面温差

高温带采用拱顶结构有利于减少断面温差，利于节能。由于高温热传导主要以辐射为主，拱顶窑炉的中部空间大，容纳的高温烟气也多，加上拱顶弧形法向辐射热反射的作用，中部温度往往会比边上靠近窑墙的温度要高少许，有的公司反映会增高2℃左右，这样就要相应降低助燃风的压力来保证断面温度的一致性。而很多宽体平顶窑炉的高温带存在靠近窑墙两边温度高而中部温度低的现象，有的窑炉操作人员采用增大助燃风压力提高助燃风供风量的办法来解决断面温差。这会带来几个后果，一是窑炉正压过大，窑体散热增加；二是不利于气氛控制；三是助燃风和排烟风机的负荷都加大了，电耗增加；四是过多的空气进入窑内，需要消耗额外的热量，必然导致煤气消耗或燃气消耗直接增加，成本上升。正确的方法是：一是改用高燃烧速度高射速烧嘴；二是换长烧嘴砖；三改变烧嘴砖的出口尺寸使之减少，增大喷射速度，这要适应于烧嘴的燃气和空气的混合速度、燃烧速度。对于高速烧嘴是可以的，低速烧嘴效果就不大好；四是烧嘴砖口插入一截重结晶碳化硅辊棒，使燃气加强窑炉中部的加热，这样的烧嘴砖布置可以间隔布置；五是使用长短重结晶碳化硅喷枪套相结合的方式。最好的解决办法是不增加能耗，甚至能降低能耗的方式。在技术方案的选择上，一定要广泛听听专家、中低层专业技术骨干人员的意见，做一个更好的选择，以利于提高品质，降低能耗。保证品质和节能并不一定是矛盾的，是完全可以兼顾的。

（5） 采用高效节能烧嘴

有些公司改进了烧嘴，优化了空燃比，通过调整合理的空燃比，使烧嘴在使用过程中，由于没有输入过多的助燃风，从而提高了燃烧效率，做到节能。有些公司开发高射速等温烧嘴，以加强窑炉中部的热量供应，来改善断面温差，并且做到节能。有些公司开发了助燃空气与燃料多次混合从而提高燃烧速度和效率，使燃气燃烧更干净更完全，节能也是明显的。有的公司推广比例控制高温段每组支路的助燃风，使之供应的助燃风和燃气同步按比例调节，在PID调节仪调节温度的任何时间段，都保持合理的空燃比，使打入的燃气和助燃风都不会过量，从而节省了燃料和助燃风的消耗，并使燃料的利用率达到最佳。业界还有公司开发了预混二次燃烧烧嘴、预混三次烧烧嘴等节能烧嘴。有资料反映，使用预混二次烧烧嘴可以达到10%的节能效果。不断改进创新更加先进的燃烧技术，采用更优质的烧嘴，控制合理的空燃比，永远是最佳的节能途径。

（6） 助燃风加热

助燃风加热在上世纪90年代初引进的汉索夫、萨克米窑炉中都有使用，利用助燃风从急冷带窑内上方的耐热不锈钢换热器中穿过时得到加热，最高温度能达到250～350℃左右。现在国内的窑炉余热利用加热助燃风有两种方式，一种是采用汉索夫方式从急冷带窑内上方的耐热钢换热器中吸收热量加热助燃风，还有另外一种方式是利用缓冷带冷风管加热的空气输送给助燃风机作为助燃风。前一种方式利用余热的风温可以达到250～330 ℃，后一种利用余热的风温要低些，可以达到100～250 ℃，效果会比第一种差一些。事实上很多公司为了保护助燃风机避免过热，采用了掺一部分冷风，结果导致余热利用效果的降低。目前国内利用余热加热助燃风的厂家还是很少，但是此项技术充分利用的话，完全可以取得5%～10%的燃耗降低的节能效果，这也是十分可观的。在使用中有一个问题，就是根据理想气态方程“PV/T≈常数，T是绝对温度，T=摄氏温度+273（K）”，假设压力不变的情况下，助燃风温度从27℃升温到300℃时，体积膨胀为原来的1.91倍，这会导致同样体积的空气氧气含量的减少，所以风机的选型必须考虑热风助燃的加压和热风特性。如果不考虑这个因素的话，使用中就会出现问题。最新报告显示，国外已有厂家开始尝试使用500～600 ℃的助燃风，这会更加节能。燃气也是可以利用余热进行加热的，有的厂家已经开始这方面的尝试。燃气和助燃风带入的热量越多，意味着节省更多的燃料。

（7） 合理的助燃风配置

煅烧温度在1080 ℃前的助燃风要求完全过氧燃烧，窑炉氧化段需要给窑内打入更多的氧气，以加速坯体化学反应速度以实现快烧。此区段如果换成还原气氛，某些化学反应的温度就要提高70 ℃才能开始反应。而最高温段如果空气过多的话，就会使坯体发生过度的氧化反应，使FeO氧化成Fe2O3、Fe3O4，这会使坯体呈现发红或发黑而不白。如果最高温段是弱氧化气氛或刚好中性气氛，坯体里的铁质就会完全以FeO形式出现，使坯体更呈显青白，坯体也会更白。高温带不需要过量的氧气，也就要求高温带必须控制好过量的空气。室温的空气，不参加燃烧化学反应作为过量的助燃风打入窑内而达到1100～1240 ℃，无疑需要消耗巨大的能量，而且也会带来高温区更大的窑炉正压，导致热量过多散失。所以减少过量空气打入高温带，不仅会节约很多燃料，也使砖坯呈色更白。所以氧化段和高温带的助燃风最好分段独立供应，通过调节阀保证两段不同的使用压力。佛山陶瓷就有谢冰豪先生的专题文章证实，助燃风配风各区段经缜密合理地精细调配供给，最多导致15%燃料能耗的降低，还不算因为降低了助燃压力、风量而导致的助燃风机和排烟风机电流减少而取得的电费节省效益，看起来效益十分可观。这说明，在专家理论指导下的精细化管控，多么必要。

（8） 节能红外辐射涂料

节能红外辐射涂料涂在高温带窑内耐火保温砖的表面，有效封闭轻质耐火保温砖的开口气孔，能使高温带的红外热辐射强度明显提高，强化了加热效率，使用后能使烧成最高温度下降20～40 ℃，有效降低能耗5%～12.5%。苏州日上公司在佛山三水山摩公司两条辊道窑的使用证明，该公司HBC涂料经使用有效节能达到10.55%。涂料在不同的窑炉上使用会明显降低最高烧成温度20～50 ℃，辊道窑能达到降温20～30 ℃，隧道窑能达到降温30～50 ℃，排烟温度会降低20～30 ℃以上，因此需要部份调整烧成曲线，适当降低最高烧成温度，适当增加高火保温区的长度。高温黑体高效率红外辐射涂料是在全球节能做得好的国家推广很普及的技术。选择涂料时，一是涂料在高温时的辐射系数是否达到0.90以上或者0.95以上，二是要注意膨胀系数和耐火材料的匹配，三是长久适应陶瓷烧制的气氛而不减弱辐射性能，四是和耐火保温材料粘接良好，不出现裂纹，不出现剥离脱落，五是抗热震性能要达到莫来石的标准，1100 ℃加热保温，直接投放到冷水里多少次不开裂。高温黑体高效率红外辐射涂料在全球工业领域已经得到了大家的公认，是一项成熟、有效、立竿见影的节能技术，是值得大家关注、使用、推广的一项节能技术。

（9） 富氧燃烧

通过分子膜将空气中的部分或全部氮气分离出去，得到比空气更高含氧浓度的富氧空气或纯氧气，来作助燃风给烧嘴供应。由于氧气浓度提高了，烧嘴反应更迅速，温度更高，能节省燃料20%～30%以上，由于助燃风的氮气没有或减少了，烟气量也减少了，排烟风机电流也少了，环保需要除去的氮氧化物也更少或没有了。东莞珩信节能科技有限公司就提供纯氧气供应烧嘴的能源合同管理模式服务，该公司提供改造的设备投入，节约的按照双方的合同约定分享。这也使氮氧化物的排放得到最大程度的有效控制，从而降低了环保设施除去氮氧化物的昂贵成本。这项技术也可以用到喷干塔上。

（10） 更低的排烟温度

排烟温度越高意味着排烟带走的热量越多，合理地设计窑炉，降低排烟温度也是提高高炉热效率的一项重要指标。这取决于窑炉设计和投资单位的技术水平和综合考量。如果窑炉烟气的热量被用于给喷干塔利用，倒是不用这样考虑问题了。

（11） 窑炉压力和气氛控制

窑炉在高温带如果产生过大的正压，这会使产品带有还原气氛进而会影响表面釉层的镜面效果，更易呈现橘皮，也会迅速增加窑炉热量的散失损耗，导致消耗更多的燃料，燃气供应要给更高的压力，加压风机和排烟风机都要消耗更多的电力。合适的做法是高温带保持最多0～15Pa的正压就足够了。绝大多数的建陶产品都是氧化气氛或微氧化气氛下烧成，有些陶瓷需要还原气氛，比如滑石瓷就需要强还原气氛烧成。还原气氛意味着消耗更多的燃料，烟气要带有CO成份。带着节能的使命合理地调整还原气氛比随意的调整无疑会节省能耗，探索既保证最基本的还原气氛，又要合理地节能，小心细致操作和不断的总结很有必要。

（12） 窑炉余热利用

这个余热主要是指窑炉冷却产品时带走的热量。窑炉出砖温度越低，说明余热系统带走的热量越多。干燥窑干燥砖坯所需要的大部份热量都来自于窑炉的余热。如果余热的热量越大，越有利于利用起来。余热利用可以进行细分，高温部分可以打入喷干塔进行利用；中温部分可以当助燃风加以利用；其余部分可以打入干燥窑干燥砖坯。送热风的管道必须做到足够的保温，最大限度地减少热量散失，以提高利用效率。超过280 ℃的余热打入干燥器要十分小心，过高的温度会直接导致砖坯开裂。另外有很多工厂在冷却段安置有热水箱，用窑炉冷却段的余热给办公室、宿舍供暖，并且用于给员工洗澡供应热水。余热也可以用来发电。

（13） 烟气的余热利用

由于一级排烟的烟气带有一定的水汽，有一定湿度，用于干燥砖坯只能用来打入干燥窑的前半部，并且最好少用更高温度的二级排烟。二级排烟由于温度过高，使用起来很容易造成砖坯开裂。如果干燥器设计的足够长的话，窑炉的余热和烟气是用不完的。多余的高温烟气和高温余热一样可以打到喷干塔进行余热利用。二级排烟的温度基本都在380～550 ℃以上，可以帮助喷干塔节省很多的能耗。烟气也可以用来换热器或热泵技术把热量置换出来加热助燃风、球磨用水、泥浆加热、生活或工作取暖等等。烟气热量如果不提供给其它设备，可以用来取暖、制冷、发电。

（14） 采用低温快烧技术

配方上的改良是永无止境的，恩平沙湖浦桥陶瓷工业园生产规格为800 mm×80 mm的微粉、普拉提等抛光砖烧成周期达到了创纪录的28 min，600 mm×600 mm规格的砖达到了23 min，吸水率达到0.03%～0.04%。这与45 min烧成周期的相比，每平米的能耗会大大降低。采用的原料不仅低温而且烧失量小，采用的粘土适合快烧而不黑心，并且利用增强剂代替3%～6%的粘土。烧成曲线设置上大幅度提高中高温度区的长度，一进窑炉低箱第一节窑箱就有370～380 ℃，进入高箱下温就要到1000 ℃以上，上温就达到了980 ℃或1000 ℃以上，最高温度点有12～14个。有一个厂烧800 mm微粉抛光砖，烧成周期是28 min，1000～1100 ℃有9个温区，1100～1200 ℃有11个温区，最高温度点1205 ℃有12个，过渡温区4个，总共36个控制温区。从排烟温度上是肯定提高了，但是企业平米能耗下来了，产量大幅度提高导致的综合成本大幅度下降，效益非常好。这不仅需要配方上的技术突破，也需要窑炉烧成上的变革，二者缺一不可。对于每一个企业，配方工艺和烧成技术都需要相辅相成，都需要挖掘潜力，每一点一滴的进步，都会给企业带来更好的节能降耗效果，带来更好的经济效益。有一家广东惠州的陶瓷厂坯体配方中采用一定比例的废玻璃来降低烧成温度，只要960～980 ℃就可以成瓷了，节能效果超过30%以上。山西晋城有个陶瓷厂家做地板砖原来日产只有11500 m2，没有效益，通过调整配方使日产量达到15000 m2，吨料成本虽然上升了十几多元钱，但是由于快烧致使能耗综合成本大幅度降低，甚至煤气炉煤耗都没有增加，每天毛利在3万元以上。所以低温快烧，配方成本降低更好，但不见得非得降低配方成本，关键是能低温快烧，能拉大产量，使电耗燃耗都得到大幅度降低。

（15） 改善优化窑炉结构及参数

针对不同的产品，优化窑体结构，使之更利于提高产品的品质、产量、更低的能耗。不同温区的断面空高，挡火板和挡火墙的不同设置，窑炉不同温度段的合理配置，从节能的角度优化设计所有消耗电能和热能的每一个细节使之合理，窑体及保温管路做到更好的保温，所有可能漏风的局部都尽可能少地减少漏风，使窑体密封性更好，选用节能型风机，选用高效耐热节能型传动电机，所有风机和传动电机都使用变频器控制，管路转角部分的设计要使输送阻力更小，这些点点滴滴的细节考虑对于窑炉的节能都是十分必要的，也都是应该义无反顾去实施的。

（16） 双层窑炉的使用证明能耗比单层的能耗更低，节能在10%以上。

（17） 节能技术使用过程中的现场管理是所有节能工作能有效得到落实的基本保障。现场人员的培训，能耗的奖罚制度，现场走动式管理的加强，改进沟通，都会产生好的执行效果。

2.8 煤气发生炉

（1） 使用煤气发生炉给窑炉或喷干塔供热的单位都要关注这个十分影响能耗水平的设备。选择炉型就要选择一款节能效果好的煤气发生炉。两段式煤气炉比单段式煤气炉节能15%左右。

（2） 一段式煤气炉的饱和温度尽可能控制在56～61 ℃，合理地控制好这个温度会提高煤气的热值，提高煤气中CH4的含量，同时更不容易结渣不容易烧炉箅子。这样调节，CO未必更高，有可能只是28%～29%，但是煤气的热值提高了，意味着需要更少的煤气，生产所需的煤炭消耗就会降低，就会节约煤炭，降低成本。两段式煤气炉饱和温度一般控制在55～63 ℃，这要根据煤气质量和煤炭种类为依据进行调整，目的就是提高煤气热值，提高产气量，降低煤耗。饱和温度低了，氧化反应会剧烈，一是容易增加煤气出口温度带走过多显热；二是CO会提高，但是热值并不是最高；三是氧化层温度过高容易造成大块结渣，甚至大面积结渣，四是控制不好灰层时容易烧坏炉箅子。

（3） 一段式煤气炉的空高尽可能低，最好在1.5～1.6 m，而且最好是每次少加煤勤加煤。加煤的温度控制在460～480 ℃为好。煤炭在炉内的行程加长了，煤炭层加厚了，不仅造气能力强了，反应更充分，煤气热值更高更稳定，炉渣残碳含量更低。

（4） 灰渣残余热量最好能低到250 kCal，越低越好。

（5） 控制加压风机入口煤气温度，最好不要超过35 ℃。超过35 ℃，就会增加煤气中的水份含量，把多余的水份在窑炉烧掉自然会导致更多的煤气消耗。

（6） 煤炭验收指标控制很重要，煤炭热值要尽可能高，热值越高越省煤。煤炭机械强度要大，灰份要小，颗粒要均匀，外水要小，含硫低于0.5%以下。这些指标控制得越好，煤炭越省。

（7） 煤气站的煤气热值、残炭量、煤炭消耗、电耗要纳入制度化奖罚管理。选用更合格的煤气站站长、技术员、有经验的操作工都是极其重要的，缺一不可。

3 结语

（1） 在全厂集中排烟的处理过程中，烟气的热焓还是很大的，可以用热泵、热管等技术进行回收，也可以考虑进行发电。

（2） 全厂管理人员要有强烈的节能降耗意识，并且大家都愿意去落实去执行一切利于节能降耗的所有措施。节能降耗不是应付老板要求，不是迫不得已，而是成为企业文化的一部份，成为每个骨干管理人员考虑问题的基本出发点，成为大家的一种工作习惯。公司的高层一定要创造这样的氛围，在这种务实和卓有成效的氛围下，企业的竞争力，一定会在残酷竞争中脱颖而出。

（3） 做好现场管理工作是最好的保证。对于现场管理及能耗设备操作人员加强节能降耗知识技能方面的培训，同时落实并加大制度化奖罚激励手段，发动全员参与节能降耗，对合理化改良建议的奖励与落实，加强现场监督抽查管理，及时了解掌握现场动态，良好的上下沟通，都是至关重要的。没有现场操作人员的积极投入，很多的节能是无法落到实处的。让每一个员工都发动起来为节能降耗进行创新性思考和不停地改良，节能才能做到越来越好。

（4） 针对陶瓷厂的实际情况，在落实节能降耗的过程中，不同的企业会遇到不同的问题，笔者抱着求真务实的态度愿意和每个真诚的朋友进行分享，一起探讨解决之道。由于笔者的局限性，错漏之处在所难免，还望大家批评指正。

参考文献

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