1 前言
两年前我院为国内某大学生产烧成温度为1650℃的高铝质过滤载体,而设计建造了一座2.5m3高温燃气梭式窑。该窑作为间歇式窑炉具有升温快、温差小、产品质量好、操作简单、劳动强度低等优点。是目前国内陶瓷及耐火材料行业较先进的热工设备之一。
高温窑炉所用燃料的选择是非常重要的。液化石油气燃烧热功当量值高，价格比与轻柴油相当，燃烧洁净，输送方便，是高温窑炉的首选燃料。
但是，对于窑炉内衬材料来说，1650℃在当时其性能，造价和使用寿命都是一个非常值得关注的问题。因此，合理的结构和恰当的选村是高温窑炉设计的关键环节。
2 窑炉的结构
2.1 窑体
窑体容积：长×宽×高：2100×1500×1340 如图1所示，窑顶为拱型结构。烧嘴在窑的两侧墙上，每侧8支交错排列，烧嘴对面有观火孔。烧嘴的喷射区为火道，其宽度为230mm，不设挡火墙。窑的顶部两列烧嘴蹭位置设一个测温孔。
窑墙的耐火保温材料由内至外依次为：刚玉莫来石轻质砖、高铝聚轻球砖、轻质高铝合金砖，硅酸鲜艳夺目纤维棉花做最外层的保温，窑墙总厚度675mm.
窑顶的保温材料层数，每层的村质与窑墙相同。
2.2 窑车砌体
窑车的表面积为：长×宽：2100×1300mm
该窑的传热方式为倒焰式。窑车的最上层是带孔的车面砖，村质是重质刚玉。车面砖下部是同三层刚玉莫来石重质砖支撑起一个空间为废烟气排出通道，通道出口在窑车的一端，截面积为600×201mm.
烟道走火面为刚玉莫来石轻质砖,以下几层分别为三级高铝砖、高铝聚轻球砖、轻质高铝合金砖。
2.3 窑门
窑门在窑车上与窑车同行，其砌体结构与窑体相同。
2.4 外接烟道
外接烟道在窑的端墙上，截面积为：600×201mm.烟道闸板设在中间部位，以便于工作调节。
2.5 烧嘴砖
烧嘴砖结构为旋流式，村质为重质刚玉，其比重2.9g/cm3.
3 燃烧系统与燃料系统
3.1 燃烧系统
燃烧系统包括燃气烧嘴、高压风机、风管路、空气蝶阀、针型阀等。烧嘴选用DT-12型旋流式燃气烧嘴，每支烧嘴的燃烧能力为24kg/h.在选择烧嘴时注意到流量的大小很关键，前提是必须能升温到1650℃，而且还要考虑到低温下易于控制而不灭火。因为600℃以前需要十几个小时，升温速度不能超过1℃/min。
助燃风机选用9-19高压离心式通风机，功率11.5kw.
风管路选用为3mm厚的钢板卷制而成（￠200mm)。经过的排烟口上一个空气预热器然后分支到烧嘴上。
3.2 燃料输送系统
燃料输送系统由容量为50kg的液化气钢瓶一组六个，由三个轮揣向上供气。整个系统由钢瓶、高压管、输气管、压力表、调压阀、阀门等组成。
钢瓶的加热方式采用水浴式加热，水温在50℃。
4 窑体外壳及窑车钢结构
（1）窑体耐火材料被金属外壳所保护。金属外壳由10#槽钢焊接成框架架，有500mm埋于地下，型号钢上焊有3mm厚的热轧钢板。
（2）窑车主梁有12#工字钢，边框为12#槽钢，其上钻孔固定沙封板，窑车上铺5mm厚钢板。窑车轮径￠75mm,有309轴承。使用效果不理想，因为该窑车总量11吨多，四个轴承的承重才10吨，虽然轴承有一定的过载系数，但不耐用，大约3-4个月需更换一次。
（3） 窑门在窑车上，有10#槽钢与3mm厚钢板组成。10#槽钢焊有长300mm不锈钢拉丁埋于窑门砌体内。
5 调试
产品的升温制度见表1，产品实际升温制度见表2。
第一次试烧一烘窑与产品同时进行，其产品的升温较慢也适用烘窑。
烘窑开始时，烧嘴前的燃气压力。0。1MPa。先点燃下部两支烧嘴，烧嘴助燃风的蝶泳阀开度约为1，为保证低温下窑内温度的均匀性，烟道闸板闸下170mm,窑内徽正压。40分钟后点燃蹭位置烧嘴，烧嘴压力降至0。04MPa,随着火烟囱的加强,增加烟囱抽力,闸板开度调至120mm.当温度到达106℃时闸板全部抽出,到208℃时闸板口处用砖块盖严,烟囱抽力达到最大.在80℃至200℃时烟囱排出大量的烟气(为产品所含有机物),到370℃基本排完.
在400℃左右时不增加燃气压力,靠调节闸板开度来控制窑内的升温、保温。在第570分钟时开始下闸板50mm，10分钟后下到100mm到第630分钟下闸板到160mm,使窑压力接近零压。600℃以后逐渐增加燃气量及风阀开度，同时也逐渐抽出闸板以便于工作增加烟囱抽力。到1400℃以后基本上是正压操作，直至1550℃烧成结束。全窑烧成时间26。5小时，燃气量750kg.
6 使用效果分析
（1）从升温快慢讲，该窑在1350℃以前，升温快慢可调，℃调以后，要想加快升温速度就有些困难，无论增加燃气量还是调节风量大小，都不能立竿见影。只是在较缓慢升温一段时间，窑内温度较均匀后，有一段较快的升温速度，但也不会超过10分钟，尔后升温又较缓慢。原因是烟囱弯头太多，阻力大，抽力小。胆该窑振荡器瘟过程比较稳定，升温速度平均50-60℃/h,窑内温度比较均匀，窑后产品质量好。
(2)该窑在经过十几窑的烧成后,就改烧1650℃.所需时间35小时,用气量950kg.说明该结构的窑炉能够烧高温。内衬材料选择合理，节能效果明显。
（3）烟道从端上开口比烟道貌岸然从窑车蹭位置开口结构简单、牢固，减少维修。烟道貌岸然从端墙上走火，可使热功当量的废烟气得到再次利用，有利于提高升温速度及节能。
（4）经过预热器的热风温度为60℃左右。说明使用液化石油气作燃料，有用加热风也可以升高温。
（5）经过两年多的使用，窑体与窑顶有不同程度的裂纹。窑车损坏较严重，蹭小修过2-3次，大修过一次。端墙走热功当量的废烟气一段耐火材料，虽然两面受热但未影响到端墙的使用寿命。
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