虽然窑道窑中挡火板和挡火墙对窑炉的操作控制有许多积极作用,但如果在数量和位置上设置不合理,也会给控制上带来负面影响,故提出几个原则供参考。
1、窑道挡火板及挡火墙的作用
窑道上的挡火板与挡火墙所起的作用基本是一样的。挡火板负责对窑内上半窑道的控制,一般采用耐高温硬质陶瓷纤维板制成,可以通过在窑顶外部调整位置的高低。挡火墙负责对窑内下半窑道的控制,一般采用耐火砖砌筑,高低位置相对固定。设置窑道挡火板和挡火墙往往在同一横截面位置上。
1.1 上下导流作用
从流体力学运动原理可知,由于受几何压头作用的影响,窑内热气体总是有由下向上运动的趋势,加上在烧成带烧嘴上下设置的差异,窑内上下通道水平气流速度差异及温度差异是难以避免的,这时可以利用窑道挡火板和挡火墙的空隙调整气流的上下运动分布,以平衡好产品在烧成过程中的受热效应。
1.2 水平导流作用
窑道内受窑头主风机的作用,高温带、预热带的气体总是从水平方向向窑头运动,此时,窑道内就相当于一条密封流通管道。靠近窑墙两边的气体受沿程摩擦力的影响,流速总比中间的气流速度低,特别是预热带,是明显的层流状态,从而影响了产品水平方向的均匀受热。这时,可以通过窑道挡火板及挡火墙的形状调整气流的水平运动分布,以平衡好产品在烧成过程中的受热效应。
1.3 调整升温曲线作用
辊道窑的升温曲线很大程度取决于产品烧成过程中所发生的物理化学变化,也与产品的规格大小和烧成周期有关,即主要考虑坯体对升温速度的适应性。窑炉为了满足工艺要求,一般在高温带采用调整烧嘴数量及燃料燃烧量来控制,在预热带采用窑头主风机抽力来控制,主风机抽力大,预热带温度升高。
在调整温度曲线的时候,经常会出现当窑头号主风机抽力增大,高温带温度相应下降,预热带的温度整体上升,排烟温度也将上升,却不能实现指定的某个区域温度升高。这样就难以使陶瓷制品实现工艺上温升快、慢的要求,影响了整体的快速烧成。如果在需要温度急升的位置前设置一道挡火板和挡火墙,就可以实现这一目的。
1.4 截流作用
作为在窑道上设置的挡火板和挡火墙,能直接对气流运动起截流作用。对于预热带所设置的挡火板和挡火墙在一定程度上可以对窑头主风机、抽烟主风管、抽烟支风管的挡火板调节起到辅助作用,在保温带和急冷带的挡火板和挡火墙所起的截流作用就更加重要了。
正常情况下,保温带应该处于微正压或负压状态,急冷带应该处于较大的正压状态,在保温与急冷交界处仍有少量的气流向窑头方向运动是正常的。但在生产中,由于主风机和抽热风机调整平衡时不一定都能实现这种状态,经常出现有保温带气流向急冷带方向运动的趋势,这时,窑道挡火板与挡火墙则起到关键的保障作用。
2、窑道挡火板及挡火墙的设置
根据其所起的作用不同,窑道上挡火板及挡火墙设置方式应该有所不同,还应该结合产品类型、配方烧结特点以及窑体规格、烧嘴压力等情况综合考虑,才能使窑道挡火板和挡火墙充分发挥作用,挡火板和挡火墙的设置包括形状、数量、位置、开度间隙等方面。
2.1挡火板及挡火墙的形状
2.1.1 一字式设置
所谓一字式是指挡火板和挡火墙端部外形呈直线形状,并垂直于窑炉长度方向横列设置。
这种设置方式比较简单,一般适用于横截面积较小的窑炉,或烧成速度较慢的窑炉,可以在预热带作为上下导流调节,在高温带作为蓄热辐射或都急冷前起阻挡截流作用。
2.1.2 锯齿式设置
所谓锯齿式是指窑道挡火板和挡火墙端部外形呈凹凸锯齿形状,并垂直于窑炉长度方向横列设置。
2.1.3 八字式设置
所谓八字式是指沿窑炉长度方向,挡