ＺＨＲＫ－Ⅱ型衛(wèi)生潔具輥道窯的研制與使用

摘要 經(jīng)過(guò)多年研制，中宏窯爐有限責(zé)任公司已成功設(shè)計(jì)、制造出適合衛(wèi)生潔具燒成的輥道窯，并經(jīng)過(guò)兩家企業(yè)1～3年的使用，證明該窯型的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與衛(wèi)生潔具隧道窯相比較先進(jìn)。本文介紹了ZHRK106/2-Ⅱ型衛(wèi)生潔具輥道窯的研制過(guò)程、技術(shù)特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)與不足，可供業(yè)內(nèi)人士參考。

關(guān)鍵詞 衛(wèi)生潔具，輥道窯，燒成

1引 言

黃岡市華窯中宏窯爐有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“中宏公司”）開發(fā)設(shè)計(jì)、制造的ZHRK106/2-Ⅱ型衛(wèi)生潔具輥道窯先后在河南兩家衛(wèi)生潔具生產(chǎn)企業(yè)投入使用，其中一家企業(yè)一年多的正常使用表明，中宏公司研制的ZHRK106/2-Ⅱ型衛(wèi)生潔具輥道窯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)衛(wèi)生潔具輥道窯設(shè)計(jì)與制造的空白（依據(jù)筆者收集到的窯爐資料），給衛(wèi)生潔具生產(chǎn)企業(yè)工藝設(shè)備配套提供了一個(gè)全新的選擇。

2ZHRK-Ⅱ型衛(wèi)生潔具輥道窯的開發(fā)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

在國(guó)家有關(guān)科研院所及相關(guān)衛(wèi)生瓷廠的支持下，中宏公司技術(shù)人員在消化吸收國(guó)外先進(jìn)的窯爐技術(shù)和設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上，結(jié)合該公司多年從事輥道窯及衛(wèi)生潔具隧道窯設(shè)計(jì)制造的經(jīng)驗(yàn)，于2002～2005年，根據(jù)用戶需要，開發(fā)設(shè)計(jì)出ZHRK-Ⅰ型衛(wèi)生潔具輥道窯，以煤粉為燃料，長(zhǎng)度為60～80m，內(nèi)寬1.5m，生產(chǎn)中低檔衛(wèi)生瓷，經(jīng)多家企業(yè)使用，獲得成功。在此期間，中宏公司攻克了1.5m內(nèi)寬情況下輥棒直徑、間距、選材、承重等技術(shù)難題。2006年以來(lái)，隨著國(guó)家“西氣東輸”工程的實(shí)施及環(huán)保工作的加強(qiáng)，中宏公司又根據(jù)用戶需要，在ZHRK-Ⅰ型衛(wèi)生潔具輥道窯的基礎(chǔ)上，成功地設(shè)計(jì)制造出內(nèi)寬達(dá)2m、長(zhǎng)度為106m，以天然氣為燃料的ZHRK-Ⅱ型衛(wèi)生潔具輥道窯，受到用戶好評(píng)，同時(shí)給用戶帶來(lái)了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

3 ZHRK-Ⅱ型衛(wèi)生潔具輥道窯主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

﹙1﹚ 窯長(zhǎng)：80～120m

﹙2﹚ 有效高度：0.76m

﹙3﹚ 窯內(nèi)寬：2m

﹙4﹚ 使用溫度：1200～1250℃

﹙5﹚ 高溫段最大溫差:≤±5℃

﹙6﹚ 燒成周期：10～13h

﹙7﹚ 燒成合格率：≥96%

﹙8﹚ 使用燃料：潔凈煤氣

﹙9﹚ 控制方式：PID程序控制+可編程控制

﹙10﹚輥棒材料：

高溫段：SiC質(zhì)

中溫段：高鋁質(zhì)

低溫段：無(wú)縫鋼管

﹙11﹚ 每排硼板數(shù)量：4塊

﹙12﹚ 硼板尺寸：800mm×440mm×20mm

﹙13﹚ 燒成氣氛：氧化焰

﹙14﹚ 日產(chǎn)量：800～1300件（按連體大件產(chǎn)品計(jì)）

4ZHRK-Ⅱ型衛(wèi)生潔具輥道窯的主要技術(shù)特點(diǎn)

（1） 窯頭設(shè)置有獨(dú)特的封閉氣幕，可大大減少窯外冷空氣的進(jìn)入，縮小窯頭的上下溫差。

（2） 預(yù)熱段設(shè)有攪拌氣幕，高速噴入的空氣經(jīng)過(guò)預(yù)熱后，可有效均勻預(yù)熱段的上下溫差，縮短產(chǎn)品的燒成周期。

（3） 燒成段設(shè)置了60～108支小流量等溫高速燒嘴。高溫段大量呈品字形布置的燒嘴，可在窯內(nèi)產(chǎn)品上下形成密實(shí)而均勻的火網(wǎng)，保證窯內(nèi)溫差不超過(guò)設(shè)計(jì)值。

（4） 助燃空氣經(jīng)過(guò)預(yù)熱（可達(dá)60～150℃），能夠有效降低燃料消耗。

（5） 冷卻段設(shè)有急冷、緩冷和直冷三個(gè)區(qū)，能夠完全適應(yīng)衛(wèi)生瓷產(chǎn)品單件大、器形復(fù)雜的冷卻制度，確保出窯產(chǎn)品溫度低、光澤好、無(wú)風(fēng)驚缺陷。

（6） 為了防止管道雜質(zhì)進(jìn)入窯內(nèi)造成產(chǎn)品落臟等質(zhì)量缺陷，除窯尾冷卻風(fēng)管外，窯爐所有進(jìn)風(fēng)主管道都采用不銹鋼材料，并且在風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，風(fēng)機(jī)底座安裝減震消音裝置。

（7） 窯爐采用輕型平吊頂結(jié)構(gòu)。窯體鋼結(jié)構(gòu)主體采用方形鋼管精工焊制而成，飾以彩色烤漆鋼板，外形美觀大方。

（8） 為了減少衛(wèi)生瓷的落臟缺陷，本窯的吊頂采用工字形耐火磚配平板結(jié)構(gòu)，上鋪高溫硅酸鋁纖維毯保溫。高溫段窯墻內(nèi)襯采用優(yōu)質(zhì)輕質(zhì)莫來(lái)石磚，確保窯爐使用壽命長(zhǎng)、保溫性能好。

（9） 窯爐測(cè)控系統(tǒng)：包括動(dòng)力控制、溫度控制（PID）、傳動(dòng)控制（PLC）等部分。

1） 動(dòng)力控制元器件如接觸器、空氣開關(guān)、繼電器等均選用天水二一三、正泰產(chǎn)品等國(guó)內(nèi)名牌產(chǎn)品，溫控儀使用日本生產(chǎn)的產(chǎn)品。溫度控制由熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、溫控儀等組成，溫度變化信號(hào)通過(guò)熱電偶進(jìn)入微電腦的溫控儀進(jìn)行處理，指令反饋信號(hào)進(jìn)入電動(dòng)調(diào)節(jié)閥指揮執(zhí)行器自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度。

2） 對(duì)于煤氣高溫?zé)傻母G爐，窯內(nèi)壓力控制相當(dāng)重要。本窯爐于最大負(fù)壓處、零壓處、最大正壓處設(shè)置了3～5對(duì)測(cè)壓取樣孔，通過(guò)測(cè)壓取樣孔將窯內(nèi)氣體導(dǎo)出，經(jīng)微壓變送器轉(zhuǎn)換處理后在顯示儀直觀地顯示窯內(nèi)壓力，另一側(cè)墻的三個(gè)測(cè)壓取樣孔將窯內(nèi)氣體導(dǎo)出，由窯壁的斜管微壓計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)壓，從而方便窯爐的調(diào)試與操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)窯爐運(yùn)行狀態(tài)的精確控制。

3） 控制柜采用冷軋鋼板裝配而成，柜體外觀經(jīng)噴塑處理，上設(shè)模擬屏直觀顯示全窯的工藝流程，煤氣、助燃風(fēng)及急冷風(fēng)主管均設(shè)有膜盒壓力表現(xiàn)場(chǎng)顯示壓力。

4） 本窯爐的傳動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)進(jìn)出窯機(jī)及回車線通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)了連鎖控制，自動(dòng)化程度高。為了滿足產(chǎn)品的裝卸要求，回車線分成數(shù)段，能實(shí)現(xiàn)局部停止運(yùn)行。

5） 為了更精確對(duì)窯爐進(jìn)行自動(dòng)控制，同時(shí)進(jìn)一步節(jié)省窯爐電耗，本窯爐可根據(jù)用戶需要，為排煙風(fēng)機(jī)、助燃風(fēng)機(jī)、急冷風(fēng)機(jī)等配置變頻器，另外還可根據(jù)用戶需要采用更為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)、模糊控制器、可編程控制器和智能儀表，實(shí)現(xiàn)高精度的雙回路串級(jí)自動(dòng)調(diào)節(jié)、控制和管理。

5 ZHRK-Ⅱ型衛(wèi)生潔具輥道窯的主要優(yōu)點(diǎn)與不足

5.1 與衛(wèi)生潔具隧道窯相比，本系列輥道窯的主要優(yōu)點(diǎn)

5.1.1節(jié)約燃料

由于生產(chǎn)工藝條件不同，兩家采用ZHRK-Ⅱ型衛(wèi)生潔具輥道窯的企業(yè)實(shí)際日耗天然氣為3200～3800m3，按日產(chǎn)量折算，每公斤瓷燃耗約為3800～4800kJ，比同產(chǎn)量隧道窯節(jié)能10%以上。

5.1.2 節(jié)約電能

由于輥道窯燃耗較低，無(wú)窯車吸熱散熱，并且窯外漏入的冷空氣及窯內(nèi)外泄的熱空氣都非常少，因此，本系列窯爐的節(jié)電效果非常明顯。其中一家企業(yè)的輥道窯風(fēng)機(jī)使用功率僅為50～55kW。

5.1.3 單線產(chǎn)能大

由于窯爐較長(zhǎng)、內(nèi)寬較大，本系列輥道窯單線產(chǎn)能較大，可以達(dá)到衛(wèi)生瓷企業(yè)單線經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。ZHRK-Ⅱ型衛(wèi)生潔具輥道窯的企業(yè)日產(chǎn)連體坐便器均可達(dá)1100件，若配以小件，則年產(chǎn)量可達(dá)50～70萬(wàn)件。

5.1.4 自動(dòng)化程度高

如前所述，本系列輥道窯可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的高度自動(dòng)化。當(dāng)然，若出于建設(shè)成本等方面的考慮，可不配備自動(dòng)回車線。

5.1.5 維護(hù)費(fèi)用低

輥棒是輥道窯最大的日常維護(hù)花費(fèi)，特別是價(jià)格較高的SiC輥棒。其中一家企業(yè)的輥道窯使用已一年，正常更換的SiC輥棒僅十幾支，費(fèi)用也僅一萬(wàn)余元。

5.1.6 基礎(chǔ)簡(jiǎn)單、建設(shè)周期短、投資較省

輥道窯沒有隧道窯那么復(fù)雜的前期基礎(chǔ)準(zhǔn)備，加之國(guó)內(nèi)SiC輥棒生產(chǎn)技術(shù)提高、產(chǎn)能擴(kuò)大、價(jià)格下降，據(jù)測(cè)算，產(chǎn)能相同的輥道窯比隧道窯投資可節(jié)省10％以上。

5.2本系列輥道窯存在的不足

（1）若能研制開發(fā)出與輥道窯快速燒成相匹配的衛(wèi)生瓷坯、釉配方及工藝，才可最大限度地發(fā)揮輥道窯快速燒成的優(yōu)勢(shì)。河南現(xiàn)有的兩家企業(yè)因技術(shù)力量等原因，其大件產(chǎn)品的燒成周期都為11h左右，這與資料上國(guó)外衛(wèi)生潔具輥道窯8～10h燒成周期相比尚有較大差距。

（2） 與隧道窯相比，衛(wèi)生潔具輥道窯由于受到輥棒承重能力的限制，裝窯不夠靈活。

6結(jié) 束 語(yǔ)

十幾年前，劉振群教授在談到陶瓷窯爐發(fā)展趨勢(shì)時(shí)，曾經(jīng)提出過(guò)“陶瓷窯爐輥道化”這個(gè)富有前瞻性的觀點(diǎn)。正是由于輥道窯在節(jié)能環(huán)保、投資總額、建設(shè)周期、增加效益等方面具有其它窯型無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，所以它一經(jīng)出現(xiàn)，就得到了廣泛應(yīng)用。尤其是近十年來(lái)，隨著輥棒材料技術(shù)的進(jìn)步、設(shè)計(jì)制造水平的提高，輥道窯更是在工業(yè)技術(shù)陶瓷（燒成溫度1350～1450℃）、日用陶瓷等領(lǐng)域大量應(yīng)用，并向更寬、更長(zhǎng)發(fā)展。但是，在衛(wèi)生潔具燒成設(shè)備中，卻鮮見輥道窯的影子（除了上世紀(jì)八、九十年代引進(jìn)的幾條外，尚未見其它報(bào)道）。筆者希望，中宏公司設(shè)計(jì)、制造的ZHRK-Ⅱ型衛(wèi)生潔具輥道窯的成功應(yīng)用，可以給衛(wèi)生潔具生產(chǎn)企業(yè)提供一個(gè)新的選擇。

參考文獻(xiàn)

1 宋耑主編.現(xiàn)代陶瓷窯爐[M].武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1996

2 杜衍海.衛(wèi)生陶瓷燒成窯爐技術(shù)淺析及消化吸收問(wèn)題