陶瓷纤维范文

导语：如何才能写好一篇陶瓷纤维，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词 锆陶瓷纤维;应用技术;损坏机理

1 前言

陶瓷纤维作为耐火纤维的主要代表,广义上讲是指包括含氧化铝、二氧化硅、硅酸铝和氧化锆等耐火纤维的总称,狭义上讲是包括硅酸铝(Al2O3・SiO2)质熔融或溶胶纤维化的纤维[1]。陶瓷纤维常用的成形方法为熔融纤维化方法,即先将原料熔融,再通过喷吹和甩丝法使其纤维化。

陶瓷纤维具有耐高温、强度高、耐腐蚀性、抗剧烈温度变化、绝热性能好、密度小等特性,其主要用作炉墙砌砖的胀缝填料、高温保温内衬、增强复合材料、熔融金属或高温气液体的过滤材料和航空航天材料等[2]。陶瓷纤维及其制品性能的损坏或失效与一般陶瓷制品不同:一般陶瓷制品的损坏主要表现为开裂或脆性断裂,而陶瓷纤维及其制品的损坏主要体现在陶瓷纤维的粉化脱落,使用温度过高时,陶瓷纤维内部晶相转变会导致制品的收缩加剧,并使其逐渐断裂。

随着工业文明的不断进步,工程材料的需求在不断提升,对材料性能的要求也在不断提高。普通陶瓷纤维制品已经不能满足特定场合的应用条件,含锆陶瓷纤维制品作为从陶瓷纤维制品中发展出来的新型纤维制品,具有耐火度高、使用温度高、使用寿命长等优点,被广泛用于钢铁、铜及其合金冶炼中的配件、碱液过滤器、焦化厂保温部件等较高温的生产环境中[3,4]。

2 锆纤维制品的制备工艺

2.1 制备工艺流程

锆纤维制品(如浇口杯、转接管、堵套、流槽、分流盘等)的制备,较为普遍的是采用湿法挤压成形工艺,成形机采用自动加压成形机,模具一般采用多孔石墨质模具。图1为锆纤维制品制备的具体工艺流程。

2.2 关键工艺介绍

现将几个关键工序作逐一介绍。

(1) 配 料

锆纤维制品中采用的主原料为含锆10%～17%的硅酸铝陶瓷纤维棉,一般纤维棉中都含有一定量的渣球,而渣球含量直接影响耐火纤维制品的整体强度、体积密度和使用温度,故使用前需经过除渣处理,常采用湿法沉淀分离或干法悬浮分离将渣球清除。本工艺采用的是湿法沉淀分离法,操作简单且分离效果较好。

除主原料锆纤维外,配料中还加入了一定量的凝固剂和无机粘结剂,再配以水,调成棉质浆料。在水泥池中用真空搅拌机打浆,使浆料混合均匀。

(2) 挤压成形

将水泥池中陈腐好的浆料抽出,注入石墨多孔模具并加压,加压时棉浆中多余的水从孔中排出,成形后产品的含水率在18%～22%。

对同一配方而言,产品最后的比重取决于棉浆的加入量和加压的压力大小,棉浆加入量越大、加压力越大,产品比重就越大。为保证产品比重的均匀性,成形时用同一容积的容器取出棉浆,压力设定为一固定值,这样得到的产品比重均匀性较好,产品强度也较均一。

(3) 浸渍粘结剂

将烘干后具有一定强度的产品,浸渍在无机粘结剂中,浸渍时间约30min,以保证浸渍充分。

浸渍粘结剂是一个非常重要的工序,由于采用湿法加压工艺,粘结剂在成形过程中往往随着水分一同从孔中排出,产品中只留有少量的粘结剂。而粘结剂是保证产品强度的一个重要组分,同时还能起到填充压制产品中的部分空隙、易后续机加工及使产品表面光滑的作用,因此制品成形后需再浸渍粘结剂。如对产品强度和产品表面性能有特殊要求,还需反复浸渍、烘干几次。

(4) 培 烧

将浸渍、干燥后的产品放入培烧窑内煅烧,培烧温度为600～800℃,烧成周期10～12h。

由普通含锆陶瓷纤维制成的产品,其内部均为玻璃态相,具有较高的内能,培烧可适当降低其内部势能。经培烧后配方中的各原料发生物理化学反应,从而使制品结合紧密。

3 锆纤维制品应用技术及其失效机理

锆纤维制品内部的特殊晶相,使得其应用技术较为特殊,应用领域也更加广泛。由于锆纤维制品显微组织中ZrO2弥散在纤维基体内,起到抑制陶瓷纤维在加热过程中析晶和晶粒长大的作用,从而提高了制品的使用温度,延长了制品的使用寿命。一般硅酸铝陶瓷纤维最高使用温度为1260℃,连续使用温度为1100℃;而锆纤维制品最高使用温度为1400℃,连续使用温度1300℃,因而锆纤维制品被较多地运用在高温环境下,如铝合金熔液及钢铁水铸造行业、航天零部件、高温炉内保温件等。

虽然锆纤维具有良好的高温性能,但也存在使用损坏失效的情况。由于其内部为纤维状玻璃相,其抗剪切性能远不如抗拉伸性能。制品的损坏基本是由纤维缩短、粉碎、脱落造成的,其耐磨性能较普通陶瓷差,所以制品除了在使用过程中会出现断裂外,最易出现的问题就是锆纤维制品磨损严重,导致尺寸不能匹配使用。

根据张克铭提出的陶瓷纤维失效的主要机理[5],即基于一个原因造成的两个方面的破坏。一个原因指的是陶瓷纤维的失效永远是与使用温度和使用时间成正比关系。使用温度超过制品最高使用温度时,制品损坏具有骤然性;在使用温度范围内,其失效情况伴随着时间延长而严重,一般具有可评估性。两个方面是指:一是指制品在长时间高温加热下,纤维内部发生晶体析晶、晶粒长大和晶相转变而导致制品收缩,造成纤维杆自身断裂粉化;二是指制品收缩导致制品间隙扩大,火焰窜入后烧损炉壁、锚固件而使结构破坏。晶体态纤维主要是晶粒长大和晶相转变造成纤维制品损坏失效。

4 结论

(1) 含锆陶瓷纤维与普通陶瓷纤维一样,具有耐高温、比强度高、比重小、耐腐蚀性能好等特点,同时具有比普遍陶瓷纤维更高的使用温度,能满足更苛刻的使用条件。

(2) 锆纤维制品制备工艺较普通陶瓷纤维制品制备工艺差异不大,生产操作简单。利用锆废渣制备含锆陶瓷纤维制品,可大大节约原料成本。

(3) 锆纤维制品的失效机理为内部晶体析晶、晶粒长大和晶相转变,制品内部的单斜锆晶相在持续高温中变为四方相;莫来石晶体在高温中不断析出并且晶粒也慢慢长大;石英晶相富集并转变为方石英晶相,这些都导致制品收缩加剧、纤维变短,同时粉化脱落,致使制品失效。

参考文献

[1] 张克铭.耐火纤维应用技术[M].北京:冶金工业出版社,

2007.

[2] 傅正义,李建保.先进陶瓷及无机非金属材料[M].北京:

科学出版社,2007:91～93.

[3] 王英姿,候宪钦,陶文宏.氧化锆陶瓷纤维特点及制备方

法[J].河南建材,2005(1).

[4] 李建军.氧化锆基连续陶瓷纤维关键制备技术[J].无机化

学,2007,25(2).

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【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）05A-0096-01

德化县位于福建省泉州市北部，是我国陶瓷文化发祥地和著名三大古瓷都之一。改革开放以来，德化瓷业蓬勃发展，如今的德化已是瓷品荟萃、商贾往来的陶瓷世界。如何依托家乡特有的陶瓷资源，以“陶瓷”为主线，在幼儿园中开展一系列科技创新活动，对幼儿进行创造力和科学精神的开发和培养呢？我们做了以下有益尝试。

一、从陶瓷作品中探寻科学

不论是周围日新月异的大环境，还是各自生活的小环境，每天都有许多新鲜的、有趣的事刺激着孩子们的各种感官，令他们感到兴奋和激动。随着社会的发展，具有科技容量的陶瓷作品也层出不穷，而幼儿也在有意无意之中接触到与陶瓷有关的信息。如德化佳诚陶瓷有限公司新研制的自动茶具，只要把自流杯放到自流壶嘴下面，壶内水就会自动流出，把杯拿开后，水就会自动停止。自动茶具蕴含的科学原理是自流壶底座有磁石，利用磁化相吸原理，让茶水自动流出。我们及时盘活这一资源，在幼儿中开展《自动茶具用处大》《自动茶具真神奇》《自动茶具话自动》等一系列科技活动。又如，“紫砂小尿童”是利用热胀冷缩原理，将小尿童茶宠用开水浇热放入凉水中，它会自动将凉水吸入。将小尿童取出，拿开水或者热茶水浇一下小尿童，小尿童就喷出小水柱。开水的温度越高，小水柱就喷得越远。此玩意是一个幼儿家长的陶瓷创新作品。紫砂小尿童一登场，就引起小朋友的极大兴趣，于是，我们依据幼儿年龄特点，分别在各年段开展《紫砂小尿童真好玩》《紫砂小尿童总动员》《紫砂小尿童里的秘密》《紫砂小尿童我做主》等一系列科技创新主题活动。自动茶具和紫砂小尿童都是蕴含科技成分高的陶瓷产品，有许多值得幼儿探究的知识，我们对此进行挖掘和整合，设计成以幼儿探究为主的活动内容，让孩子感受其神奇的同时还与其他自动产品联系起来，在此基础上再鼓励幼儿大胆创新与设计，最大限度地满足幼儿探究和创造的需要。

二、从陶瓷材料中探寻科学

《幼儿园教育指导纲要》指出：“科学教育应密切联系幼儿的实际生活进行，利用身边的事物和现象作为科学探索的对象。”德化有几千年的制瓷历史，陶瓷文化源远流长，陶瓷文化氛围浓厚。生长在德化的孩子们耳濡目染陶瓷的生产和发展。在陶瓷的生产过程中，其陶瓷材料中蕴含着许多值得探究的科学内容。我们根据幼儿的年龄特点，充分挖掘，合理设计，有计划地实施科学教育活动。如瓷土，具有可塑性、易于吸水、有粘性等特性，据此，我们设计了《好玩的瓷土》《瓷土的秘密》《瓷土变变变》《瓷土陶土总动员》等一系列科学活动。又如石膏模具，蕴含很多可探索的科学因素，我们开展了《石膏模具里的秘密》《石膏模具真好玩》《石膏模具哪里来》《石膏模具我设计》等探索活动。瓷土、陶土、石膏模具等都是在陶瓷生产过程中的基本材料，这些材料不仅孩子们都很熟悉，而且容易获得。用这些材料作为科学活动的内容，孩子不仅感兴趣，而且体验到科学并不是什么神秘的事，它就在我们的身边，为我们的生活提供许多帮助，进而激发孩子不断地去发现、探索、创造。

三、从陶瓷话题中探寻科学

幼儿对世界充满了好奇，当一个新事物出现时，他们会有很强的探索欲，教师要抓幼儿的“灵光一闪”，及时投放相应材料供幼儿进行深入的探索。例如，在一次“餐前小喇叭播报”时，王琳小朋友在“大嘴巴谍报”节目中报道一则消息：德化电视台的“溪两岸”栏目播出了最新研制的一种陶瓷新产品“会唱歌的碗”――财神响碗，这种碗有一种神奇的“魔力”，只要你用手指轻轻地在碗沿划动，碗就会“奏出”优美动听的音乐……此消息一播出就引起了幼儿极大的兴趣和关注，于是，我们创造了一系列的条件让孩子们实际参加探究活动。从看录像，了解财神响碗的制作过程到通过探索发现了响碗的秘密、感受了响碗的神奇，了解响碗的由来，直至在陶瓷坊制作会唱歌的碗，孩子们都有着浓厚的兴趣和强烈的探索欲望。更可喜的是孩子们在探索中不断地进行创新创作。虽然幼儿设计的碗有点粗糙，但是当你面对画着音符的碗时，你不能不感叹孩子们的想象和创意是多么地奇特。教师还可以开展以“陶瓷”为话题的系列主题活动，让幼儿在活动中畅所欲言，引导幼儿在生活中关注陶瓷，走进陶瓷，“对话”陶瓷。

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酸铝纤维又叫陶瓷纤维是一种新型轻质耐火材料，以硬质粘土熟料为原料，经电阻或电弧炉熔融、喷吹成纤工艺生产而成。材料具有容重轻、耐高温、热稳定性好，热传导率低、热容小、抗机械振动好、受热膨胀小、隔热性能好等优点。

陶瓷纤维散棉是将高纯度的黏土熟料、氧化铝粉、硅石粉、铬英砂等原料在工业电炉中高温熔融，形成流体，然后采用压缩空气喷吹或用甩丝机甩丝成纤维状，经过集棉器集棉，形成陶瓷纤维棉，过程中，可以知道原材料中是不含有有毒物质的，它是石棉的代替产品，不含有致癌物质，但是进入人的身体肯定是有影响的，接触是没有毒的。

（来源：文章屋网 ）

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关键词 陶瓷，技术中心，研发，节能，减排

1前 言

近20年来，我国的建筑卫生陶瓷工业发展迅速，特别是近几年，陶瓷技术装备和工艺已接近或者达到世界先进国家的水平。2006年我国日用瓷、建筑瓷和卫生瓷的产量均位居世界第一，其中日用瓷产量高达140亿件，约占世界总产量的65%；建筑瓷砖年产量约为35亿m2，约占世界总产量的55%。

随着陶瓷企业的做大做强，企业都加快了技术研发队伍的建设，如何在激烈的市场竞争中，更快更好地研发出具有高附加值、有竞争力的产品，是摆在技术人员面前的一个重要课题。

2陶瓷工业设备现状

现代化的工艺装备技术是实现建筑卫生陶瓷工业可持续发展和产业化的基础。根据工艺流程，从原料的加工到产品的成形到烧制再到产品加工和分级，基本上已实现了自动化；大吨位球磨机、大规格喷雾干燥塔、大吨位全自动压砖机、二次或多次布料机、胶辊印花机、宽断面隧道窑、抛光磨边系统、污水废气处理系统、快速干燥器、压力注浆成形装备等全套技术已实现国产化并成功应用于企业生产，有力地推动了我国建筑卫生陶瓷工业的快速发展。

2.1大吨位球磨机

绝大部分生产厂家采用间歇式球磨机作细磨设备，生产能力从8t到16t再到40t，目前新建的生产线一般都采用40t球磨机。今后，陶瓷行业应大力推广使用连续式、大吨位球磨机，其球磨产量可提高10倍以上。

2.2大规格喷雾干燥塔

陶瓷行业大部分厂家采用4000型喷雾干燥塔，有些陶瓷厂采用5000型和6000型，最大的有SACMI研制的12000型，喷嘴达48个。型号越大生产能力越大，生产每吨粉能耗相对就少，厂家可根据具体情况进行型号选择。

2.3布料系统

布料设备对产品的花色和纹理效果起着决定性的作用。布料顺序、布料方式、布料速度等不同，其花色效果和纹理也就不一样。布料系统已从最初的简单布料，正打、反打，到多管道多次布料，再到垂直布料，设备从简单到复杂，陶瓷砖的表面纹理效果、质感和立体感等也得到了质的飞跃。

2.4大吨位全自动液压机

大吨位压砖机压力大、产量大，压制的砖坯质量好、合格率高、产品档次也高，投资和电耗可减少30%以下。国产吨位最大的压砖机是科达公司生产的YP7800型大吨位压砖机，目前陶瓷企业选用最多的还是YP7200型等自动压砖机。

2.5干燥窑和窑炉

干燥和烧成工序是耗能最大的环节之一，其发展趋势是窑体增长增宽。最近300m长的瓷质砖辊道窑已在广东三水试产成功，日产600mm×600mm瓷质砖14000m2；340m长的釉面砖辊道窑已在广东高要投产成功，日产釉面砖18000m2，窑炉综合耗能不断下降，经济效益明显提高。但在节能降耗和节能减排方面，还有待深入的研究和探讨。

虽然我国的陶瓷工业整体水平有了大幅度的提高，但是与国际领先水平相比尚有一定的差距，主要表现在产品性能和稳定性方面。因此必须拓展和优化产品性能，提高产品稳定性和节能降耗水平，提高新产品在企业的推广力度，使整体装备技术上一个新台阶。

3 工艺技术现状

我国建筑卫生陶瓷生产工艺技术发展迅速，整体水平接近世界先进水平。仿天然石材抛光砖纹理技术、微晶玻璃复合砖生产工艺技术、多孔陶瓷生产工艺技术、陶瓷表面纳米涂层自洁抗菌生产工艺技术等都已达到国际先进水平。随着企业技术中心的建立和高精度测试实验设备的完善，以及科研人才队伍的培养和建设，传统建筑卫生陶瓷生产将在技术领域有很大的突破。在企业做大做强的同时，建筑卫生陶瓷企业应注重向节约能源和资源、“三废”减排、产品设计等方面的发展。

3.1 节约能源和资源

建筑卫生陶瓷行业是油耗和电耗大户。目前，我国陶瓷工业的能源利用率为28～30%，与发达国家50～57%的能源利用率差距还比较大。虽然我国陶瓷产量在世界上遥遥领先，但总体上存在产品档次低、能耗高、资源消耗较大、综合利用率低、生产效率低等问题。因此必须对工艺技术装备进行重点攻关。本文主要从以下几点考虑：

3.1.1球磨机的改进

可从选用合适内衬、设定合理球磨转速、加入合理的介质球的大中小级配等方面考虑。陶瓷行业应该推广连续式、大吨位球磨机代替间隙式球磨机，这样可提高生产能力，降低能耗。

3.1.2窑炉的改进

在窑炉设备上，采用高效、轻质保温耐火材料及新型涂料。改善窑体结构,如增加窑长、窑宽，降低窑高。应使窑车窑具材料轻型化，窑车使用比热低、强度高、隔热性能好的材料来制备。加强窑体密封性、窑内压力制度以及窑体与窑车之间、窑车相互间的严密性，降低窑头负压，保证烧成带处于微正压，减少进入窑内的冷空气，从而减少排烟量，降低热耗。采用自控技术，使窑炉的调节控制更加精确，窑炉余热的利用更加充分等。

3.1.3喷雾干燥器节能

应从改善喷嘴结构来调节雾化效果，降低泥料水分等方面考虑。以上几方面是国内陶瓷工业节能研究课题的主要环节，国外已做得比较成熟。

3.1.4工艺配方改进

由于大量的优质原料日渐减少，因此在新产品的开发上，应使用最少的原料开发出高附加值的产品，如大规格超薄砖的成功开发，有利于资源的合理利用，具有明显的社会和经济效益。又如新明珠公司正在研究的环保型低质原料基底复合材质陶瓷墙地砖，表面使用一层优质原料，基底是环保型低质原料，该项目得到了政府的资助。采用低温快烧技术，在配方中适当地加入少量的添加剂，选用适于快烧的原料（如硅灰石、透辉石），实现低温快烧是烧成节能的有效途径；近年来，我国不少陶瓷企业在釉面砖、玉石砖、水晶砖、渗花砖、大颗粒和微粉砖的陶瓷工艺和烧成技术上取得了重大突破，实现了一次烧成新工艺，烧成的综合能耗和电耗下降了30%以上，大大节约了厂房和设备投资，同时也提高了产品的产量。

3.2 “三废”减排

“三废”指的是废气、废水和废物。“三废”的过量排放会严重污染空气、水资源并会占用空地。陶瓷行业是高污染、高能耗、运输量大的行业，在治理“三废”方面，应通过各种手段尽量减少三废的排放量。使用清洁燃油，减少窑炉废气的排放；喷雾干燥器废气、水煤浆发生器废气的排放量也要减少，控制压机粉尘，抛光污水回收利用等，特别是废气余热的利用要加强，以降低能耗；应用高科技装置降低粉尘，减少对环境有污染的废气（如SO2，NOx，CO，CO2及烟尘等）的排放，另外，陶瓷熟料的回收再利用等措施也将逐渐得到控制和改进。

3.3 个性化产品的设计

随着生活水平的不断提高，人们对大自然原生态的追求和回归大自然的愿望日益强烈，设计出极具个性化的产品，必将引领市场潮流。装饰设计是一门艺术，也是一门学问，产品的设计无疑是最重要的措施之一，企业家应该像当年重视工艺技术一样对待产品的设计，这将是企业做大做强的重要途径之一。目前这个领域在中国陶瓷行业才刚刚起步。

4技术中心未来发展的几点思考

在市场竞争日益激烈和原材料、燃料成本上涨的情况下，提高企业的技术力量和拥有产品的关键技术是企业做大做强的根本保证和基础。因此，许多企业纷纷申请成立了企业技术中心，新明珠、东鹏、欧神诺、鹰牌、博德精工等相继通过了省级企业技术中心的认定。技术中心是在企业集团决策层组建的，具有重大技术发展和产业发展投资决策咨询权的综合性机构，是企业技术创新体系的核心。技术中心应从战略的高度，健全企业创新机制和组织架构，营造有利于创新活动的环境氛围，加大资金和人才的投入力度，促进技术创新成果的产业化和收益最大化，增强企业核心竞争力。

4.1 开发具有明显社会和经济效益的多功能陶瓷新产品

以节能降耗和节约资源为主线，以增加新产品功能为目标，以配合生产对现有设备和工艺技术进行改造为辅助，提高现有工艺的生产水平，同时提升产品的附加值。具体如下：

4.1.1 陶瓷砖向薄型化发展

优质的泥砂原料日渐匮乏，研究大规格超薄砖是解决这一问题的有效途径之一。目前该技术在国外已经有成功的案例。早在2002年华厦陶研所、科达机电等几家单位已经立项联合研制此项目，由于涉及到技术装备和工艺技术的较大改进，研发有相当大的难度，但前景美好，企业技术中心应承担此重担，集合各部门信息、资源和科技优势，使项目早日取得成功。

4.1.2替代优质原料

在现有陶瓷砖的基础上，用劣质原料替代优质原料的方法将是一个热点领域。优质原料越来越少，劣质原料不但多而且价格低，利用劣质原料的社会意义巨大。新明珠与华南理工大学合作的项目《低品质原料基底复合材质陶瓷墙地砖》、《基于节能高性能免烧陶瓷研发及产业化》的研发具有很大的社会意义。

4.1.3陶瓷废物的再利用

利用陶瓷工业的废弃物生产陶瓷砖，不但可降低生产成本，变废为宝，同时也解决了废物处理的问题，一举两得。利用现有的陶瓷熟料当骨料，加入部分添加剂，研制开发一种可迅速渗水的陶瓷砖，不但可以解决因下雨而产生的路面积水问题，天晴时，渗入砖底下或保留在砖里面的水会蒸发到大气中，可起到调节空气湿度、降低大气温度、消除“城市热岛”作用。

4.2设备和工艺技改

设备方面的技改，一要以节能为出发点，二要保持设备工作的稳定性，三要改善产品的某种功能。具体如下：

4.2.1布料设备的研制与改进

改进的目的主要是提高布料效果，使其具有仿石纹理，立体感和质感达到天然石材的效果，这方面还有很大的潜力可挖。在设备的研制项目上，思路和方法很重要，必须考虑动作的稳定性、合理性、速度和产品的创新性，涉及的领域包括机械、电器和工艺等多方面，因此一个项目的投入周期较长，投资较大，但最能出新品。这也是能出新花色、新品种的关键工序，应重点对布料设备进行改进和研究。

4.2.2抛光线技改

抛光线的技改主要考虑怎样才能更节电节水。抛光工序的电耗和水耗相当大，在替代抛光磨头材料，减少磨头个数等方面有待改进。

4.2.3球磨机的技改

球磨机是耗电大户，球磨机内衬的选用、料球的配比、球磨介质的级配、利用变频球磨设置球磨转速等的研究，是节能和改善球磨效率方面值得研究和改进的环节，前景良好，国外在这一领域的节能措施和控制技术比较高，比国内提高近30%的节能水平。

4.2.4喷雾塔节能

改用水煤浆供热，降低泥浆的含水率等是节能的两个主要方向，目前，还可以在其它方面进行改进，如改进泥浆喷头，达到较高的雾化效果等。

4.3产学研合作项目

形成以企业为主体，产学研相结合的科研体系。利用学校的科研优势、信息优势、科研队伍和企业的场地，这样人力和物力优势相结合，可加快技术的产业化，把先进的技术更快的应用于企业，同时，可以培养人才，承担社会责任。

5结语

目前陶瓷行业的形势是节能降耗、“废气”减排，全面推行清洁生产达到政府环保要求，加快速度开发具有新功能、新花色、新特色的建筑陶瓷产品。制定创新战略，完善企业技术中心的规范管理，增强企业的竞争力，才能使建筑陶瓷技术含量更高，更能满足顾客的需求。

参考文献

1曾令可. 陶瓷工业的节能技术

Present of Building and Sanitary Ceramics in China and Research Methods of Corporation Technology Center

Jian Runtong Wu Xigui

(Guangdong Newpearl Ceramics Co., Ltd.FoshanGuangdong 528061)

篇5

英文名称：Advanced Ceramics

主管单位：

主办单位：山东工业陶瓷研究设计院

出版周期：季刊

出版地址：山东省淄博市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1005-1198

国内刊号：37-1226/TQ

邮发代号：

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1993

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

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联系方式

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火烧不容易坏的材料诸如：玻璃纤维、石棉、岩棉、矿渣棉、硅酸盐、硅藻土、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、发泡粘土、轻质混凝土、微孔硅酸钙、泡沫玻璃、陶瓷纤维、吸热玻璃、热反射玻璃、中空玻璃等。

石棉又称"石绵"，为商业性术语，指具有高抗张强度、高挠性、耐化学和热侵蚀、电绝缘和具有可纺性的硅酸盐类矿物产品。它是天然的纤维状的硅酸盐类矿物质的总称。下辖2类共计6种矿物(有蛇纹石石棉、角闪石石棉、阳起石石棉、直闪石石棉、铁石棉、透闪石石棉等)。石棉由纤维束组成，而纤维束又由很长很细的能相互分离的纤维组成。石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性，是重要的防火、绝缘和保温材料。但是由于石棉纤维能引起石棉肺、胸膜间皮瘤等疾病，许多国家选择了全面禁止使用这种危险性物质。

（来源：文章屋网 ）

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关键词：隧道窑 热平衡 检测 节能 途径

1 引言

窑炉是陶瓷生产能耗最大的设备，一般陶瓷产品烧成能耗占整个陶瓷生产总能耗的70%～80%；在陶瓷生产成本构成中，产品烧成能耗成本占企业生产总成本的40%左右。窑炉的热平衡检测是对正常运行中窑炉的设备性能、烧成控制的综合评定。通过对进出隧道窑的物料、热量收支项目进行检测，客观反映出窑炉的单位产品能耗、窑炉的热效率、余热利用等技术指标，并通过热量分布情况为提高热效率、减少热损失、节约能源提供科学依据，对陶瓷烧成节能技术研究有着重要的指导作用。笔者在枫溪瓷区日用陶瓷、陈设工艺陶瓷和卫生陶瓷企业中各选择一条燃气隧道窑，展开系统的热平衡测试，并根据检测数据进行综合分析，探讨了其燃气隧道窑的节能途径。

2 测试方法及其设备

2.1测试的技术标准

依据《陶瓷工业窑炉热平衡、热效率测定与计算方法》（GB/T23459-2009）进行测试。

2.2计算单位

计算单位采用国家法定计量单位（SI），以环境温度为温度基准，物料基准为1K（产品）。

2.3测试使用的仪器设备

测试使用的仪器设备如表1所示。

3 测试结果

3.1窑炉主要技术参数

窑炉的主要技术参数见表2。

3.2热平衡测试结果

热平衡测试结果见表3。

4 热平衡测试结果讨论

4.1单位产品烧成能耗

日用瓷隧道窑单位产品烧成能耗为0.547Kce/K，烧成产品综合能耗0.684Kce/K，对照《日用陶瓷单位产品能耗限额》（DB44588-2009），低于现有日用陶瓷单位产品能耗限额。日用瓷一次烧成产品综合能耗≤0.8Kce/K的限额值，基本达到新建的日用陶瓷生产企业一次烧成产品综合能耗≤0.680Kce/K的准入值。

工艺瓷隧道窑单位产品烧成能耗为0.514Kce/K瓷,烧成产品综合能耗≤0.643Kce/K。工艺瓷是二次烧成产品，对照《陈设艺术陶瓷单位产品能源消耗限额》（DB44/587-2009），低于陈设艺术瓷二次烧成产品综合能耗≤0.9Kce/K的先进值。

卫生瓷隧道窑单位产品烧成能耗为0.163Kce/K瓷，烧成产品综合能耗为0.262Kce/K,即4767.47kJ/K瓷。对照《建筑卫生陶瓷单位产品能源消耗限额》（GB21252-2007），低于卫生陶瓷烧成产品综合能耗≤0.55Kce/K的先进值，达到先进国家卫生陶瓷单位产品烧成能耗3350～8370kJ/K瓷的先进水平。

从上述三种隧道窑烧成产品能耗对比结果看，日用瓷隧道窑属于中等节能型隧道窑；工艺瓷、卫生瓷隧道窑属于国内先进节能型隧道窑；卫生瓷隧道窑还达到国外先进隧道窑的水平。隧道窑的烧成能耗与枫溪瓷区陶瓷生产现状有着密切的关系:

（1） 采用清洁能源如液化石油气和天然气等，这些气体燃料具有热值高、污染小、烧成稳定等优点，有利于自动化控制;

（2） 采取一系列节能措施，不断吸收先进窑炉技术，开展窑炉节能技术改造;

（3） 采用裸装明燃烧成技术;

（4） 应用低温烧成技术，改进卫生瓷传统工艺配方，降低烧成温度，从原来1280℃下降为1210～1220℃。

4.2窑炉热效率

日用瓷隧道窑热效率为19.01%，工艺瓷隧道窑热效率为26.08%，与国内先进窑炉热效率28%～30%相比明显偏低。卫生瓷隧道窑热效率45.47%，居于国内先进行列。

影响热效率的主要原因分析如下：

（1） 烧成带燃气燃烧的空燃比不合理，空气过剩系数过大，造成燃料的浪费，降低了热效率增大了排烟热损失。经检测，日用瓷隧道窑烧成带平均空气过剩系数为1.45；工艺瓷隧道窑烧成带平均空气过剩系数为1.41；卫生瓷隧道窑烧成带平均空气过剩系数为1.28，比日用瓷和工艺瓷隧道窑低。

（2） 烟气温度高，排烟热损失就大。日用瓷隧道窑排烟温度为240℃，离窑带走的热量1374.47MJ/h，占热量总支出的31.22%；工艺瓷隧道窑排烟温度为155℃，离窑带走的热量1136.77MJ/h，占热量总支出26.86%；卫生瓷排烟温度为100℃，离窑带走的热量为1696.19MJ/h，占热量总支出25.93%。

（3） 燃料燃烧采用冷空气助燃，增加了加热空气的燃料量。

（4） 隧道窑窑体和窑车积热和散热大。带出的显热占热支出的比例分别是：日用瓷隧道窑窑体为13.68%，窑车为4.45%；工艺瓷隧道窑窑体为12.12%，窑车为7.41%；卫生瓷隧道窑窑体为16.27%，窑车为4.39%。

4.3余热利用率

隧道窑余热包括冷却带抽热风和排烟余热两大部分，是可利用余热，其中日用瓷隧道窑占66.44%,工艺瓷隧道窑占67.04%,卫生瓷隧道窑占53.43%。已利用余热利用率：日用瓷隧道窑占35.22%；工艺瓷隧道窑占39.69%；卫生瓷隧道窑占35.66%。占可利用余热的比例为：日用瓷隧道窑为53.01%；工艺瓷隧道窑为59.20%；卫生瓷隧道窑61.85%。

从热平衡测试中发现，隧道窑的余热利用非常有限，余热利用率低、热损失大的原因是企业在余热利用认识上产生了误区，认为冷却带抽热风用于湿坯和模具的干燥，就是余热利用，而烟气的排放是隧道窑中废气的正常排放，忽视了烟气中包含着大量的热量，不经处理直接排出不仅影响环境，也造成了能源的损失。

5 节能途径建议

通过上述综合分析，对燃气隧道窑建议从如下几个方面采取节能措施。

5.1采用自动化控制技术

采用自动化控制技术，是节能的有效方法之一。它通过对隧道窑的烧成制度进行自动化控制，合理调节助燃风压、风量及以及空燃比例，降低空气过剩系数，提高燃气燃烧效率、传热效率和窑炉热效率，减少排烟热损失，节约能源。

5.2充分回收利用烟气余热

利用烟气余热最常用的方法：采用换热器装置回收烟气余热。利用烟气的热量加热，通过换热器中的冷空气形成热风，可以用作搅拌风、助燃风，以及入窑前坯体干燥的热源，减小坯体的入窑水分，同时可以提高坯体的入窑温度，加快进车速度，提高烟气余热的利用率。

5.3提高抽出热风的余热利用率

冷却带的热风是干净的热源。在确保产品出窑质量不受影响的情况下，可通过增大进出冷风量和热风量以提高冷却带余热利用率。具体的做法是：通过压力控制急冷气幕与最后一对烧嘴之间的压力，使之处于微正压或微负压，一般压力控制在（±1~2）Pa之间，使进出冷风量与热风量平衡，加速冷风与产品之间的热传递速度，提高产品的冷却效果，降低出窑温度，改善工作环境。

5.4窑车轻型化

在砌筑窑车衬砖耐火材料的选用上，根据资料介绍，轻质砖的蓄热能力只有重质耐火砖的50%，用轻质砖代替重质耐火砖时，可以节能15%，若采用陶瓷纤维可节约35%。窑车的轻型化，低蓄热化，是窑车节能的主要途径。采用容量小、强度高、隔热性能好的轻质砖代替重质耐火砖，砌筑窑车衬砖热面；陶瓷纤维作为窑车中间层保温材料，可以轻化窑车，实现窑车的低蓄热化，减少窑车蓄热和散热损失。同时也有利于提高预热带下部温度，减少上下温差，提高产品质量。

5.5加强窑体保温

选用高效保温材料――陶瓷纤维加强窑体的保温，是提高窑体保温效果、降低窑体外表面温度、减少散热损失最有效的方法之一，一般陶瓷纤维厚度应大于40L。

5.6采用余热风代替助燃空气

利用冷却带抽出的热风代替助燃空气，可以减少因加热空气所需的燃料量。根据资料介绍，当助燃空气温度每提高100℃时，可以节约燃料5%；提高到300～400℃时，节能15%～20%。

6 结 语

根据热平衡测试分析结果，目前枫溪瓷区燃气隧道窑单位产品烧成能耗在国内同行业中居于先进行列。但窑炉热效率和余热利用率有待进一步提高。隧道窑的节能潜力还比较大，节能措施有：

（1） 充分回收利用余热；

（2） 合理控制空气过剩系数；

（3） 提高助燃空气温度；

（4） 合理选择窑车耐火材料；

（5） 加强窑体保温。

参考资料

[1] 曾令可,邓伟强等.陶瓷工业能耗的现状及节能技术措施[J].陶瓷学报,2006,1.

篇8

关键词：建筑陶瓷， 墙地砖， 生产过程 ，节能管理

Abstract: building ceramic tiles is a of gas-guzzling industry, energy is not only a necessary condition of sustainable development of industry, improve the economic benefits of the industry is also key. This article from the production process of building ceramic tiles, analyses various stages of production of energy-saving management methods.

Keywords: building ceramic, wall &foor tiles, production process, saving energy management

中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：

陶瓷行业是一个高耗能的行业，特别是建筑陶瓷墙地砖工业，产量大，耗能为行业前列，而且，我国陶瓷工业的能源利用率与国外相比差距仍然较大。因此，提高能源的利用率，节约能源，不仅是国家可持续发展基本国策的要求，也是每一位建筑陶瓷工作者的艰巨使命。

建筑陶瓷墙地砖生产过程中的节能管理，主要从以下几个方面入手：

一、原料制备过程中的节能管理

有资料显示，原料制备部分的能耗在整个陶瓷墙地砖生产过程中占很大的比例。对于原料的制备，首先，采用连续式、大吨位球磨机进行细磨，既可大大提高产量，又可大辐降低电耗。同时，采用变频器改变电流频率来调速，找出球磨机的最佳工作转速以提高球磨机的研磨效率，缩短球磨周期，从而减少电耗。为了提高球磨机的效率，通过采用合理的球料比，根据工艺配方不同向泥浆中加入适量的减水剂、助磨剂和氧化铝球、氧化铝衬也可提高球磨效率，缩短球磨时间，又可节电。

其次，在喷雾干燥塔工序中，要保证理想的粉料质量，关键是供浆系统的进一步稳定，对于大型喷雾塔，可以通过采用双泵双管道供浆办法。这种供浆工艺可以使浆料的流量和压力充足，增大喷雾塔的产量，有利于供浆参数的稳定，并增加节能效果。提高喷雾干燥塔泥浆的浓度、降低泥浆的含水量可显著降低喷雾干燥热耗，这可以通过加入高效的减水剂来实现。浆池上装时间继电器，采用间歇式搅拌，泥浆不会沉淀，也可节约大量电耗。

另外，近几年流行的陶瓷墙地砖干法制粉工艺技术，以技术先进、投资少、节能显著等优点得到广泛的推广应用。由于其可以免去球磨加工、喷雾干燥等工序，因此可以节省大量的能源和劳动力，从节能减排的角度讲，具有非常大的发展前景，是陶瓷工业一项重大技术突破与创新，是建陶企业减少投资、节约能耗、降低产品成本、提高产品质量、增强市场竞争能力的一项重要举措。

二、产品成型过程和生产工艺方面的节能管理

1、选用大吨位压机

对于建筑陶瓷墙地砖行业，应选用大吨位、宽间距的压机，实现一机一窑。因为大吨位压机压力高，产量大，压制的砖坯质量好，合格率高。在同等产量的条件下，耗电少，节能效果明显。

2、压釉一体

在瓷砖成型过程中采用压釉一体的工艺设计，瓷砖的施釉和成型同时进行，采用干釉粉的优点是取消传统的施釉线，增加釉的稠度，提高釉的抗磨损性。

3、塑性挤压成型

墙地砖塑性挤压成型通常采用含水率约15%~18%的陶瓷泥料，挤压成型后得到含水率约14%的墙地砖坯体，最后干燥至1%~1.5%的入窑水份。此法较采用含水率约32%~40%的泥浆喷雾干燥，制得含水率5%~7%的陶瓷粉料，经压制成型为墙地砖再干燥至1%~1.5%的入窑水份，所耗能量大大地减少。此成型技术还有投资少、无粉尘污染、产品更换快等优点。

4、工艺配方方面

开发节能型新产品，调整工艺配方，从工艺技术上简化工艺流程。开发低温快烧的产品可以有效降低对资源能源的消耗，它要求坯釉料配方有较低的收缩率，尽量小的烧失量，很小的材料结构变化，快冷时需较低的热胀系数，且釉料的膨胀系数必须低于坯料等工艺技术问题。同时，对陶瓷砖产品进行适当的“廋身”，将陶瓷砖适当减薄与减轻，既可节省原料，又可缩短烧成周期，节约能源。

三、干燥过程中的节能管理

目前陶瓷墙地砖的干燥已经采用快速干燥器取代缓慢的常规干燥器，缩短干燥周期，节约能源。快速干燥器一般用微波作为唯一的能源或是微波与热空气结合。由于微波可以穿透至物料内部，使内外同时受热，蒸发时间比常规加热大大缩短，可以最大限度地加快干燥速度，极大地提高生产效率，由此而节约了大量的能源消耗。且微波能源利用率高，对设备及环境不加热，仅对物料本身加热，运行成本比传统干燥低。

在干燥器中可采用的节能技术有：优化干燥空气的循环，采用更复杂的通风技术和体系控制基本参数；废热利用，利用窑炉冷却带回收的干净热空气作干燥介质；用卧式快速辊道干燥器取代立式干燥器，可缩短干燥时间，节能效果显著；采用少空气干燥与控制除湿，利用排出气流的能量作为干燥器的非直接加热，用此气流作为热交换媒介，从而减少干燥时间和能量消耗，可控除湿系统能更有效地利用资源；以及采用微波干燥和红外干燥等。

四、烧成过程中的节能管理

烧成是陶瓷生产中能耗最高的工序，而窑炉作为最主要最关键的热工烧成设备，其节能技术备受关注。窑炉的节能水平主要取决于窑炉的结构和烧成技术。现代陶瓷墙地砖的窑炉已经向低消耗、低污染、低成本、高效率的节能环保型窑炉方向发展。

1、从窑炉的结构上：

陶瓷墙地砖的烧成设备辊道窑已经向宽断面、低内高、长窑长的方向发展。随着窑炉内的宽度增大，单位制品的热耗和窑墙的散热减少；而随着窑内高度的增加，单位制品的热耗和窑墙散热量也增加，故从节能的角度讲，窑内高度越低越好，在一定范围内，窑越宽越好。当窑内宽和窑内高一定的情况下，随着窑长的增加，单位制品的热耗和窑头烟气带走的热量均有所减少，而且可以整个窑体的温度更趋于均衡，保证产品的质量稳定，而且成倍地提高产量。

采用高效、轻质保温耐火材料及新型涂料。用耐高温的轻质陶瓷纤维作内衬，可以有效地提高陶瓷窑炉的热效率，由于陶瓷纤维导热系数比较小，隔热能力强，蓄热能力小，增强了窑内的保温，减少了热损失，改善了烧成环境。同时为了减少陶瓷纤维粉化脱落，采用新型涂层材料，还可以增加窑炉内传热效率，节能降耗，减少污染物的排放。

采用高速燃烧烧嘴。高速烧嘴能在窑炉内部产生强大的热量和气流搅动，因此提高了热量的传输，使燃烧更加稳定更加完全而被广泛应用。

2、从烧成技术上：

采用低温快烧技术。增加熔剂性成分，选用适用于快烧的原料和适当的窑炉，实现低温快烧是烧成节能的有效途径，不但可以增加产量，节约能耗，而且还可以降低成本。

采用一次烧成技术。一次烧成新工艺减少了烧成工序，降低了烧成的综合能耗和电耗，而且大大节约了厂房和设备投资，提高了产品质量。

3、从烧成控制上可采用自动控制技术。自动控制可以更加严格地控制烧成参数，使窑内的燃烧始终处于最佳状态，提高了烧成的稳定性，节省能源，提高了烧成质量。

4、充分利用窑炉余热。余热利用在陶瓷生产中越来越受到重视，不但可以利用窑炉冷却带的余热，还可以利用窑炉烟气的余热。目前，冷却带的余热一般可以直接利用，可用于干燥和加热助燃空气；窑炉烟气的余热除进行坯体干燥外，还可以间接利用，通过换热器对洁净的空气进行加热，以进行更广泛的应用。余热利用不但能改善燃料的燃烧，提高燃料的利用系数，降低燃料消耗，还提高了燃烧温度，具有积极的节能意义。

综上所述，建筑陶瓷墙地砖生产过程中的节能对降低能耗，降低产品成本，提高产品质量，提高经济效益有十分现实的意义，也是建筑陶瓷行业实现可持续发展的必要条件。这需要我们所有的建陶工作者从生产技术和管理方面着手，既自主科技创新，又博采行业成功经验，多快好省地达到节能的生产目标。

参考文献：

1.曾令可,邓伟强,刘艳春等.陶瓷工业能耗的现状及节能技术措施.陶瓷学报,2006,27(1):109-115.

篇9

【关键词】气化炉运行情况；原因分析；结论；预防措施

0.概述

我公司气化炉采用的是国内先进的德士古水煤浆加压气化技术，随着原料煤市场煤质的变化，3#气化炉和1#气化炉相继因支撑板温度高造成停车，经拆炉检查后发现损坏的原因，是因为下降管挂渣堵塞并有渣口增大的现象，包括目前运行的2#气化炉也有渣口增大和下降管挂渣的现象。

1.气化炉运行情况

1.1 1#气化炉运行情况

1.1.1更换炉砖时间

1#气化炉2010年5月20日大修开始，更换整套热面砖，热面砖由新乡伯马提供，8月投料运行。

1.1.2更换炉砖前的检查情况

大修之前进行检查，筒身上、中部最深1900mm下部1870mm，经计算筒身上、中部热面砖剩余80mm，下部剩余100mm，拱顶热面砖剩余130mm，椎底热面砖剩余170mm。此阶段筒身砖运行14798小时，拱顶砖运行9701小时，椎底砖运行6391小时，筒身砖平均每千小时侵蚀为8.69mm。本套砖由洛耐院提供。

2010年11月23日1#气化炉拱顶超温，抽出烧嘴观察炉膛内部情况，发现渣口封堵，工艺进行捅渣处理。

2011年2月1日1#气化炉进炉检查，筒身底部测量为1700mm，距离椎底一米处测量为1800mm。经计算锥底部筒身热面砖剩余216.8mm，距锥底1m处筒身热面砖剩余166.8mm。拱顶处炉口1459热面砖剩余148mm左右，椎底砖剩余151mm。

2011年4月9日1#气化炉超温停炉，渣口已经完全封堵，将炉口砖及1459号热面砖拆除后，进1#气化炉检查，筒身上中下部测量均为1860mm，计算后筒身热面砖剩余136mm，拱顶剩余160mm，椎底砖已经烧蚀脱落。

1.2 2#气化炉运行情况

1.2.1更换炉砖时间

3#气化炉2010年2月1日大修开始，更换整套热面砖，热面砖由洛耐院提供。4月投料运行。

1.2.2更换炉砖前的检查情况

大修前检查，将炉口砖及1459号热面砖拆除后进炉，气化炉积渣情况严重，渣口完全积渣，积渣深度距渣口1700mm。靠渣口的下部热偶管已被掩埋。热面砖使用时间未达到标准运行时间，此次运行时间为8376小时，气化炉热面砖标准运行时间为12000小时。此次运行，对热面砖磨耗较大，完整热面砖厚度为228mm。运行5533小时后热面砖剩余150mm，运行8376小时后热面砖整体剩余81mm，局部剩余20mm，且有烧透现象，已露出背衬砖。此次整体检查发现，内壁热面砖均挂渣30-60mm，且表面呈丘陵状，平方米内表面高低点高差平均100mm，局部最大高差200mm。露砖处，单个热面砖表面呈扁锥状，中间高四边低，且表面玻璃化。

2011年2月22日3#气化炉检查，因渣口封堵，拆除炉口砖及拱顶1459号砖对其进行检查，拱顶1459号砖已经烧蚀严重，筒身上部测量1850mm中部测量1820mm下部测量1800mm，筒身热面砖上部剩余为141.8mm中部为156.8mm下部为166.8mm，拱顶热面砖剩余180mm，椎底砖已经完全烧蚀脱落，筒身有贯穿至拱顶及渣口的裂缝。

2.气化炉渣口堵塞的原因分析

2.1气化炉操作温度偏低，渣的流动性就会变差，在锥形渣口处就会越积越多，导致渣口减小。

2.2煤质差，煤的粘温特性高，灰渣流动性缓慢在操作中没有及时发现，造成渣口堵。正常煤的粘温特性一般在1500--2500mpa.s。

2.3气化炉停车前未提炉温进行熔渣，在下次开车炉温提的较快，引起大量熔渣流至渣口导致渣口减小。

2.4另一方面是由于德士古烧嘴张角增大引起的。德士古烧嘴的张角有严格的设计尺寸，在运行较长的时间以后，烧嘴磨损，张角增大，燃烧不好，高压下带向炉壁的灰渣就会增加，当渣积到一定的程度，在重力和气体冲击力的双重影响下，积渣顺着炉壁流向渣口，渣在渣口处聚积，渣口随之变小。

2.5原料煤的灰含量变化大，目前无法实现在线监测煤浆的灰熔点，在原料煤含灰量变化时，不能及时调整石灰石的加入量，所以无法及时掌握煤浆的灰熔点，容易造成气化炉渣口不畅通。

3.气化炉拱顶超温的原因分析

3.1由于某个烧嘴偏喷导致局部温度高。

3.2负荷过高。

3.3耐火砖出现问题，一般是浇注料脱落，出现裂缝导致。

3.4渣口堵塞反火，造成拱顶温度超温。

3.5炉口的陶瓷纤维毡被烧坏串气，造成拱顶超温。

4.气化炉渣口增大的原因分析

4.1烧嘴火焰长，造成渣口的冲刷和烧损，气化炉渣口炉砖侵蚀，渣口变大。

4.2气化炉渣口堵塞后，只能通过提高操作温度来熔掉堵在渣口的灰渣，在熔渣的过程中由于操作温度高，造成渣口炉砖的侵蚀，渣口变大。

4.3煤浆泵波动或煤浆流量突然降低，气化炉会在短时间过氧，造成气化炉温度高，侵蚀渣口炉砖，渣口变大。

4.4炉砖本身质量问题。

4.5煤中的灰分增加，尤其是灰分超过20％时，对炉砖和渣口的冲刷严重。

5.气化炉下降管堵塞的原因分析

5.1气化炉温度高，造成挂在炉壁的灰渣被熔掉，大量的灰渣进入下降管被激冷挂在下降管内壁。

5.2激冷水管线堵塞或激冷环内部通道堵塞造成激冷环喷水不均匀或激冷环横喷水，容易造成下降管局部过热或烧穿下降管，灰渣容易挂在下降管内壁。

5.3渣口的炉砖被侵蚀后渣口增大，气化炉的炉渣延激冷环和下降管流动，灰渣容易挂在下降管内壁。

5.4煤的灰熔点变化（主要是煤种灰分的变化），导致煤浆的灰熔点不稳定，造成渣口堵塞，在提高温度熔渣的过程中，将原来挂在炉壁的灰渣一起熔掉，大量的灰渣流进下降管被激冷，容易结焦在下降管内。

6.结论

6.1综上所述气化炉渣口堵塞、拱顶超温、渣口增大、下降管挂渣，都和煤质的不稳定有直接的关系。

6.2气化炉操作温度偏高或偏低都对气化炉的渣口有一定的影响。

6.3炉砖和陶瓷纤维毡的质量好坏，也影响到气化炉的稳定运行。

6.4烧嘴本身张角增大，也会造成渣口堵塞。

7.建议

7.1控制源头，稳定进煤的质量，确保进煤的热值、水分、灰分、灰熔点的稳定。

7.2把握住炉砖和陶瓷纤维毡进货的质量，在砌筑炉砖时确保砌筑质量。

篇10

【关键词】阳极焙烧炉；施工方法；筑炉

0.工程概况

中铝抚顺铝业有限公司焙烧炉为半地下式构筑物，主要由炉底、侧墙、横墙、火道墙、炉顶板、连通火道、环形烟道等部分组成；由土建工程的混凝土挡墙分隔成左右各18个炉室，共36个炉室。每个炉室被火道墙隔成相同的9个料箱，10条火道墙组成。燃料为天然气（热值：约3.5X104KJ/NM3）。生块尺寸为1580mm×785mm×623mm。焙烧曲线28-36小时/室，每室9箱。装炉方案三层立装，每层6块、每箱18块，每室162块。炉子连续工作每个火焰系统6个炉室运转，火焰移动周期为24-30个小时，焙烧温度为1200度±20度，炭块温度>1080度。碳素焙烧炉是碳素厂焙烧车间的主要设备，布置在该车间专用单跨厂房内。各焙烧室沿车间纵向分两排排列。碳素焙烧炉的作用是将高压成型后的生阳极炭块在隔绝空气的条件下，按规定的焙烧温度进行间接加热，提高炭块的机械强度、导热性能、导电性能的一种热工设备。全部炉室共有324个料箱。炉本体主要结构尺寸如下：

焙烧炉全长： 121000mm

焙烧炉全宽： 34200mm

焙烧炉全高： 6920mm

炉室尺寸（长×宽×高） 103680×13870×6920mm

每个料箱尺寸（长×宽×高） 5760×780×5496mm

炉底总面积 3062.56㎡

焙烧炉两端紧靠炉室各有一条由耐火材料砌筑的连通火道。焙烧炉外侧为钢制环形长方形烟道。断面尺寸为2460×1160（高×宽）。内衬为74mm厚纤维浇注料。

1.施工条件

（1）筑炉工程开工前，厂房应基本封闭，防风防雨，工地的气温应不低于+5℃。

（2）焙烧炉基础应经验收合格，平整度达到设计要求公差。

（3）现场应有足够耐火材料仓库。面积为3000㎡左右。

（4）耐火材料应准备齐全，保证砌筑不间断进行。

（5）所有施工用材料均应有材料保证书、合格证，各种耐火砖外形尺寸必须符合设计要求的公差范围，并经现场验收合格。

（6）焙烧车间内为生产配备的天车运行正常，允许筑炉施工使用。

2.施工方法

针对本工程的特点以及对工艺流程和工期的要求，炉体砌筑方案拟采用以下施工方法。

2.1总体安排

将焙烧炉主体的纵向两列炉室（每列18个炉室）划分为两个大的流水施工段，炉体全高分五步架砌筑完成。施工中两列炉室轮流施工，每列炉室的砌体每砌至一步架的高度后，腾出工作面搭设下一步架的脚手架，砌筑人员则转入砌筑另一列的砌体，如此轮流砌筑，直至炉顶部浇注料块施工结束。每列炉室每步架高度的砌体依次按炉底、侧墙、横墙、火道墙的顺序进行流水施工。

连通火道内衬浇注料与横墙砌筑同时进行。环形烟道内衬的施工，根据钢烟道的安装进度来安排施工。

2.2测量放线

2.2.1纵横轴线控制

整个炉室纵横控制轴线按土建与筑炉图示的对应关系进行设置，用经纬仪投放在四周的混凝土壁上或炉体上，随着炉墙砌筑高度的上升逐渐将中心线向上引伸。

2.2.2标高控制

基础标高控制点用水准仪投设标记在四周壁上。保温砖墙的皮数画在与每个炉室横墙对应的四周的混凝土壁上，炉墙和横墙是在每个炉室的四角附近每隔10层投设标记四个基础点，砌筑过程中由筑炉工用随身携带的皮数杆控制标高。每砌完一步架检测一次标高，在墙体砌完后再全面检测一次标高，以便于炉顶浇注料块的标高控制。

2.2.3平面放线

平面放线全炉室进行七次，第一次是在底板找平层后按图放出架空层H1支墩砖边线，第二次是按施工所示尺寸放出炉底轻质粘土砖4-1的分隔线；第三次是在炉底轻质粘土砖4-1的表面，按施工图所示尺寸放出轻质砖3-5的分隔线；第四次是炉底轻质砖上表面放出炉底耐火砖的分隔线；第五次是在炉底耐火砖1-4的上表面放出炉室横墙、侧墙的边线；第六次是在炉底耐火砖上表面放出炉底板砖D1的分隔线；第七次是在炉底板砖。上表面放出火道墙外边线。

2.3材料运输及砌筑时间安排

2.3.1材料运输

车间外材料二次水平倒运由两台5T轮胎式叉车承运。车间内的材料垂直运输计划利用厂房内的5吨天车两台，以解决施工所需的材料运输问题。

2.3.2砌筑时间安排

砌筑均安排在白天进行，上砖搭脚手架等辅工作均安排在晚上。这样可避免砌砖和上砖在同一工作时间进行，减少天车紧张作业，及垂直交叉作业，有利于生产，充分利用有限的机械设备、空间和时间，保障安全生产。

2.4脚手架搭设

2.4.1侧墙、横墙砌筑采用钢管脚手架

在火道墙上铺设草袋或其它保护物，火道墙上满铺50mm厚木跳板，施工人员站在跳板上进行施工，每步架满铺一次（下次砌筑火道前，先检查火道砖是否有松动，松动砖即时重砌）。

2.4.2火道砌筑采用钢管脚手架

依据火道尺寸，用架子管及卡扣搭设井子架，架上放置专制木托盘，木托盘绑扎在架子管上，确保稳定。每砌筑一步架，两端横杆向上移动一次。此脚手架形式的特点是搭设方便，一物多用，安全可靠及整体吊移。

2.5焙烧炉各部位砌筑方法

2.5.1砌筑程序

（1）砌筑程序图中“第六次测量放线”以前的工作程序不能改变。

（2）侧墙每砌一步架高以后，组织横墙、火道墙砌一步架，如此循环流水施工至工程完毕。

（3）料箱底板的砌筑可在第一步架施工完成后统一安排集中砌筑，横墙、火道墙、连通火道墙的砌筑是阳极焙烧炉筑炉最关键、重要的工序，施工前必须编织作业指导书，并进行详细的技术交底。

（4）由于炉墙砌筑必然存在标高偏差，使得炉顶浇注料块厚度尺寸难以与设计尺寸一致，为保证炉顶标高和炉子质量，控制炉顶标高尤为重要，每砌筑一步架，侧墙、横墙、火道墙、连通火道标高必须一致。

（5）炉底架空层砌筑，首先根据设计图弹出通长纵向线，用经纬仪测定炉中心线，依图放出边线及各空间边线、支墩横线。

2.5.2选砖、预砌筑

（1）砖的分类、分选。

焙烧炉耐火砖规格、型号较多，进砖时应按不同材质、砖型分类堆放，并加以标识；注明产地、批次、规格型号及质量状态，并绘制存放平面图。选砖时按耐火材料标准及设计院提供的耐火材料技术条件及砖型图规定的公差标准严格分选。施工前，现场技术员应编制完成选砖作业指导书。

（2）预砌筑。

横墙、火道墙、连通火道等部位结构复杂，特异型砖砌体，正式砌筑之前均应进行预砌筑并做好记录，发现问题及时与设计建立联系，以达到设计要求。

所用各种耐火泥浆，砌筑前均应现场试配预砌筑，确保其施工使用性能满足砌缝要求。

2.5.3炉底架空层砌筑

炉底架空层每炉室设26道通风墙，由4层H1耐火砖纵向通长砌筑，每1560处设一条宽为14mm的胀缝，H1砖上砌G1、G2浇注料块满砌。设纵向缝2道，横向缝每1560处设1道，缝宽14mm。架空层全高512mm，填缝材料为14mm硅酸铝耐火纤维毡。

2.5.4炉底保温砖干砌

炉底保温砖设计采用两种材质，其一为炉底轻质砖4-1干砌4层，共268mm，砌缝为2mm；每层每隔1840mm留设一条宽度为10mm的胀缝，胀缝清理干净，并填塞12mm厚的陶瓷纤维毡；其二为炉底轻质砖3-4干砌 3层，共201mm，砌缝为2mm。每层每隔1610mm留设一条宽度为10mm的胀缝，胀缝清理干净，并填塞12mm厚的陶瓷纤维毡；每层横向留设8条胀缝。炉底保温砖与土建混凝土接触处铺设δ=20mm陶瓷纤维毡。炉底砌筑时关键是控制表面平整度及标高。施工中应层层打点，按胀缝留设位置拉双线。

2.5.5料箱底砌筑

料箱底一层，厚度80mm，用D7耐火粘土砖砌筑，当炉底D2耐火砖施工完毕后，测量出炉室纵、横中心线，并按纵、横中心线弹出各炉室、各火道及料箱的线尺寸。

2.5.6侧墙砌筑

侧墙壁砌筑以前，在炉子3-5砖面上测量测出炉堂中心线，由炉室中心线量出侧墙位置。侧墙宽度为132mm喷射耐火料、20mm耐火纤维毡、348mm高强轻质保温砖、40mm保温板、232mm高强轻质保温砖，总共772mm。侧墙高度5096mm。正确留设横墙凹槽口的位置。

侧墙砌筑先砌筑348mm厚高强轻质砖，砌到一架高时，再浇灌132mm喷射耐火料，往返重新至顶标高。每面侧墙上有46个不锈钢拉钩，与土建结构砼墙预埋件焊接，安装拉钩时应包一层10mm纤维毡，拉钩在C1、C2、C3拉钩砖上，然后浇注耐火浇注料，将拉钩周围填实。砖槽的受拉面应与拉钩靠紧，每炉室92个，共计3312个。

2.5.7横墙砌筑

横墙分为中间横墙与端部横墙。横墙砌筑是整个焙烧炉的主要结构部位，横墙与侧墙凹槽口连接，几何尺寸是关系到每个炉室的关键尺寸。

在砌筑时必须泥浆饱满（大于95%），砌筑从横墙的两端向中央逐块双面挂线进行。先在侧墙凹槽口铺一层纤维毡，铺设纤维毡时用粘结剂刮在侧墙槽口内，横墙上每层设置8条膨胀缝厚度9mm，内填纤维毡，从第一层一直砌到54层交错布置。横墙上的槽口尺寸应+4，不能出现负值，横墙宽度中间位463mm，端部为454mm，当横墙51层时，砌筑H11、H12砖时要注意砖的外观质量，看有无裂纹。当发现有裂纹的砖不得使用。横墙全高5096mm，56层砖，砖缝采用稀泥浆砌筑，应避免稀泥浆流出，外口采用干泥浆割口砌筑。

2.5.8火道墙砌筑

火道墙是炉料室的重要组成部分，也是焙烧炉室的主要部位，火道墙内按工艺流程设计成W形流向，与各个炉室通过横墙孔相连通。在砌筑火道时，先将砖进行干摆验缝，调整好砖的正负差，砌筑第一层火道砖时，下铺一层10mm厚铝矾土。

火道墙按下列要求砌筑：

（1）火道墙第1层、第50层、第51层的竖砖缝以及外火道墙靠侧墙的一面墙砌满，其余各层竖缝均为无浆砌筑，竖缝宽度为2-4mm。

（2）在两边火道靠侧墙一面留2mm空缝隙不打泥浆，但这一面火道砖立缝全部实砌。

（3）除规定不打泥浆的部位外，其他的泥浆应饱满。

（4）火道墙砌入横墙槽口内，距横墙壁槽口内1-38层为45mm空缝，39-51层部位贴硅酸铝纤维，并在该部位刮一层8-9粘结剂。

（5）当砌完火道墙第52层时，对火道墙内进行清扫，检查火道内无杂物后，再进行第53层封顶砌筑。

2.5.9连通火道的砌筑

由连通火道中部向两端砌筑，连通火道下半部的砌筑从钢框为导面，由外环至内环逐段逐层的方法进行，砌筑至上框后，按墙厚用木板进行支模。

当砌筑到每个排烟道处，按照图纸所规定的砖号进行砌筑，在砌筑连通火道时，应仔细加工好耐火砖。连通火道与火道口相接处，由里向外砌筑，边砌筑边后退，并填好所规定的伸缩缝隔热材料。

2.5.10炉顶浇注料

炉顶浇注料由现浇与预制件组成，安装在横墙、火道墙的顶面。应从炉中心线将纵横量准，并在炉墙上测好标高，按照测好的标高砌筑浇注料块。在火道墙上的浇注料块，每块都有燃烧孔及测温孔，这些孔洞上要安装铸铁金具件，安装时采用耐火泥浆坐浆法。