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蜂窝陶瓷烧成过程中低温排湿排焦的重要性
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蜂窝陶瓷烧成过程中低温排湿排焦的重要性

2019-09-09      阅读:
蜂窝陶瓷是精细陶瓷属环保节能产品,它有特殊成型方法,特殊烧成工艺要求,对烧成工艺要求极高。如何提高产品质量和产量,节能减排对蜂窝陶瓷企业非常重要。本文着重介绍蜂窝陶瓷在烧成过程中低温排湿排焦阶段重要性,以求与同行探讨。

一、前言
节能环保是当今世界科学发展的方向,目影响人类环境最大污染源之一是汽车尾气以及火电厂,钢铁厂排出的废气。而蜂窝陶瓷是治理汽车尾气以及火电厂,钢铁厂排出的废气最佳产品。为了治理人类环境,提高蜂窝陶瓷产品质量和产量尤为重要。

蜂窝陶瓷在生产过程中它具有特殊工艺配方,特殊成型方法和特殊烧成工艺。它与其他产品在生产过程中如日用陶瓷,艺术陶瓷,卫生陶瓷,建筑陶瓷,耐火材料,磨具磨料等产品成型和烧成要复杂得多,且难以控制。生产蜂窝陶瓷时为了便于成型,在配方中需要添加不少羟丙基甲纤维素,桐油,石蜡等有机结合剂。正是因为蜂窝陶瓷在配方中添加了不少有机物结合剂,使蜂窝陶瓷产品在烧成过程中的难度大大增加。 

影响蜂窝陶瓷产品质量和产量的关键问题在烧成,而要解决蜂窝陶瓷在烧成过程中的问题就必须要掌握和了解蜂窝陶瓷特殊烧成工艺,其特殊烧成工艺关键就在低温阶段排湿排焦。低温阶段排湿排焦不合理产品就会出现面开和皮开,成为废品,严重影响产品的质量和产量。所以解决蜂窝陶瓷在低温阶段排湿排焦问题是一项重大课题。江西省开发中心科技人员经过近二十年,在为全国几大蜂窝陶瓷生产企业(萍乡陶瓷化工填料厂)的各种窑炉(引射式间歇窑、动力式间歇窑、连续式隧道窑)设计、施工、制作、调试中,勇于开拓,潜心研究,在结构创新上做了很多工作,取得了不少成功经验,彻底解决了蜂窝陶瓷在低温阶段排湿排焦难题。本人通过多年的生产实践,得到以下一点体会,介绍同行以求与同行共同探讨。

二、蜂窝陶瓷特殊烧成工艺
蜂窝陶瓷特殊烧成工艺,它特殊就在于蜂窝陶瓷在烧成过程中首先要把在配方中添加的各种有机结合剂排除掉,其次在升温和高温保温过程中要确保产品各项物理性能和尺寸标准。
蜂窝陶瓷烧成过程中有以下几个主要阶段特殊。1、低温排湿排焦阶段产品受到传热方式影响,水分和有机结合剂不容易排出。2、快速升温阶段产品内部各项物理性能变化多、3、高温保温阶段除保证产品物理性能变化外还要保证外形尺寸标准。在这几个阶段中低温排湿排焦是难点、是整个烧成过程中的重点。生产蜂窝陶瓷企业窑炉操作人员要根据本企业蜂窝陶瓷配方,认真研究本企业蜂窝陶瓷烧成工艺,结合本企业窑炉结构特点,调试出最佳并适合本企业蜂窝陶瓷烧成工艺曲线。
 蜂窝陶瓷烧成有三大工艺曲线,其中最重要的是压力曲线,其次是温度曲线和气氛曲线。压力曲线是保证气氛曲线和温度曲线基础,只有压力曲线稳定了气氛曲线和温度曲线才能稳定。所以说要烧好蜂窝陶瓷不管什么结构的窑炉,只要在烧窑过程中控制好窑压就能稳定好烧成气氛,就能控制好温度曲线,就能烧出好的蜂窝陶瓷产品。

三、蜂窝陶瓷低温排湿排焦重要性
蜂窝陶瓷低温排湿排焦阶段是蜂窝陶瓷烧成过程中最重要阶段,所有生产蜂窝陶瓷厂家和企业要想烧好蜂窝陶瓷,最重要的关键点就是要控制好低温排湿排焦阶段。因为蜂窝陶瓷在低温排湿排焦过程中有以下几个方面非常重要。低排湿排焦阶段一定要控制好窑压,最好窑内压力为微正压,严防窑外冷风漏入窑内,特别是含游离氧多的冷空气,窑外冷风漏入窑内会在窑内造成很大上下温差和水平温差,使产品排湿排焦很不均匀会出现大量废品。b低温排湿排焦阶段温度也不能突升突降,要按设定的温度曲线升温,温度升得太快会使含油多的产品焦和油气就会急剧排放,容易遇到含游离氧多的冷空气着火燃烧,温度就很难控制,产品也会出现大量废品。c低温排湿排焦阶段窑内升起来的温度就不能再降温,如果发生降温,半成品就会形成内外温差阻止焦油顺利排出,大量的焦油聚集在半成品内部排不出来就会造成产品开裂缺陷。e低温排湿排焦阶段半成品中排出的焦油要及时排出窑外,否则窑内聚集多了容易在窑内发生闪暴和着火,窑内闪暴会破坏窑炉、使窑炉寿命缩短,窑内的半产品也会受到振动影响产品质量。窑内一旦着火,温度就很难控制,更会出现大量废品。所以说在低温排湿排焦阶段如果没有有效地控制好窑内的压力、气氛和温度曲线,半成品中的有机结合剂、焦油等物质就不能顺利排出,产品就会出现大量废品(面开,皮开)。为了有效保证产品质量,在低温排湿排焦阶段窑内压力为微正压,气氛宜弱还原焰烧,升温曲线要平稳。我们从实践中得出低温排湿排焦阶段是蜂窝陶瓷烧成过程中最最重要阶段。

四、蜂窝陶瓷低温排湿排焦阶段温度区间和主要任务

1、低温排湿阶段温度区间和主要任务
  低温排湿阶段温度区间(室温——150℃),该阶段需要缓慢升温,每小时升温速度控制在10—15℃(特殊工艺除外)。本阶段主要任务是把产品在成型过程中吸附在半成品中水分,经过烘房后未排出的水分进一步排出。有利于半成品进入下阶段排焦打下良好基础。
 
2、低温排焦阶段温度区间和主要任务
 低温排焦阶段又称集中排焦阶段,温度区间(150℃—350℃)。该阶段更需要缓慢升温,每小时升温速度控制在10—12℃(特殊工艺除外)。本阶段主要任务是把在配方中添加的各种有机结合剂排出半产品。
五、各种结构窑炉在低温排湿排焦阶段操作
  各种结构窑炉在烧蜂窝陶瓷时,窑炉操作人员必须要了解各种窑炉结构特点,操作方法和控制手段。因为有的窑炉结构简单,操作手段和控制设备少,烧成过程只能手动操作。有的窑炉结构合理,操作手段和控制设备多,烧成过程能够实现智能仪表操作控制和电脑操作全自动化控制。有的窑炉结构烟气流向方式不同,在低温排湿排焦阶段窑内的压力和窑内上下温差,水平温差,特别难操作和控制。

1、引射式结构间歇窑操作
  引射式结构间歇窑,窑炉结构简单,烧成过程中调节手段少,窑内压力和气氛难控制,并且温差较大。

(1)引射式结构间歇窑在低温排湿阶段操作时,首先要待窑炉内的温度降到一定温度(根据产品而定),再把窑车推进窑内。其次根据窑炉结构特点适当点燃烧嘴,调整好烧嘴的火焰,点火时一定要点小火,尽量减少二次风进入窑内,控制好烟囱闸板使窑内压力处在微正压,控制好窑内气氛和温度曲线。把经过烘房后未排出的水分进一步排出。有利于半成品进入下阶段排焦打下良好基础。

(2)引射式结构间歇窑在低温排焦阶段操作时,窑压(保证在微正压)是本阶段的关键重点。控制好窑压,要关小烟道闸板,减小烟囱抽力。控制好窑内温度,要严格控制好每个烧嘴的火焰,每个烧嘴的火焰烧成还原焰状态。控制好排出的焦和有机结合剂不遇到过多游离氧作火燃烧,首先要快速排出焦和有机结合剂,其次减少一次风和二次风进入窑内的量,特别是二次风。要保证窑内温度均匀,控制好升温速度,防止窑内温度突升突降。

2、动力式结构间歇窑炉操作
  动力式结构间歇窑比引射式结构间歇窑,窑炉结构合理。现在多数动力式结构间歇窑能够实现自能仪表操作控制和电脑操作全自动化控制。所以在烧成过程中调节手段多,并且窑内压力和温度都能够实现自动控制,窑内上下温差和水平温差较小。

(1)动力式结构间歇在低温排湿阶段操作时,首先也要待窑炉内的温度降到一定温度(根据产品而定),再把窑车推进窑内。自动控制的窑炉通过电脑操作设定好烧窑过程中压力曲线和温度曲线,控制好煤气压力。其次通过电脑操作点好每一个烧嘴。控制好排烟风机和助燃风机转速,窑压稳定在微正压。严格按照升温曲线来升温,并尽可能使窑内温度均匀,特别是要缩小窑内上下温差和水平温差。把半成品中的水分尽快排出,为下阶段排焦做好准备。

(2)动力式结构间歇在低温排焦阶段操作时,要求全部排干吸附在半成品中水分,窑内温度要均匀,各区间没有明显温差才能进入低温排焦阶段。本阶段操作最重要的是控制好窑压、稳定温度、最佳方法窑炉气氛带弱还原焰烧成。

为了控制好动力式结构间歇窑在排焦时过多的游离氧空气与蜂窝陶瓷半成品接触,防止排出的焦与产品着火使产品开裂,自动控制窑操作如下;a、通过智能仪表或电脑设定压力曲线,经过压力变送器控制排烟风机变频器来稳定窑压。b、通过智能仪表或电脑设定升温曲线,利用每个烧嘴的温度检测仪(热电偶)和电动执行器增减煤气量调节每个烧嘴的温度,使整个烧成过程中窑内的升温曲线与设定的曲线基本一致。c、通过调节每个烧嘴的燃烧状况,调节每个烧嘴进风量,增加窑压来缩小窑内上下温差和水平温差。d、防止产品着火和窑内温度突升突降,可以通过增加窑压(微正压状态),调节烧嘴空燃比,减少空气中游离氧进入窑内,使窑炉处于弱还原状态下烧成。

 对于手动操作又采用普通高速烧嘴的动力式结构间歇窑,则通过调节风量和燃气比例大小来调节窑压和控制窑温。但是窑炉操作人员要有很高的操作技能,操作人员要在窑车未进入窑内前调节好每个烧嘴的风量和燃气比例大小,在烧成过程中根据窑炉情况不断调整窑压,通过各个检测点的温度不断调整烧嘴燃气比例。
 
3、连续式隧道窑操作
  连续式隧道窑烧蜂窝陶瓷主要优点是产量高、质量稳定、热利用率高、燃耗低、环境污染小、管理方便。
 由于连续式隧道窑窑炉结构特点,窑内的烟气是按水平方向流动。在窑炉调试过程中保证低温排湿排焦阶段窑内的压力为微正压或微负压状态,缩小窑内的上下温差和水平温差是不容易操作的事。调试连续式隧道窑要根据窑炉结构特点灵活操作关键有以下几点。首先要保证产品在窑内按照烧成工艺温度曲线升温,窑内温度要均匀,没有大的上下温差和水平温差。其次能满足蜂窝陶瓷在低温排湿排焦阶段顺利排出在配方中添加各种有机结合剂。最后关键是控制好窑压,严防窑外冷空气漏入窑内,窑压控制在微正压或微负压状态。

(1)连续式隧道窑低温排湿阶段操作
  在调试连续式隧道窑低温排湿阶段操作时;首先要减少窑头漏入的冷风,其次要加大排湿阶段窑压使窑压处在(微正压),操作可以通过调节排烟支闸和补充热能方式来提高产品的温度,尽快使水分排出,此时需要加强热风循环,以强制对流传热方式缩小窑内上下温差和水平温差。把半成品中吸附的水分均匀排出,为半成品进入下阶段排焦创造良好条件。

(2)连续式隧道窑低温排焦阶段操作
  在调试连续式隧道窑低温排焦阶段操作时;由于窑炉结构的特点,低温排焦阶段窑压要稳定在微正压或微负压,窑内上下温差和水平温差调试到很小是非常难的。只有在各方面配合下才能达到,首先要在窑结构上有所创新,其次在调试过程中多动脑子充分利用好窑上设备。调试过程中有以下几种方法;a、充分利用窑上设备稳定低温排焦阶段窑压为微正压或微负压。b、利用窑上含游离氧少的热风和烧嘴燃烧温度来提高排焦阶段窑压和温度。c、通过调节排焦阶段支闸调动窑内烟气来缩小窑内上下温差和水平温差。d、通过调节排焦阶段支闸和烧嘴燃烧温度来稳定排焦阶段窑内升温曲线。e、严防窑外过多的游离氧冷空气进入窑内。f、在不影响窑压的情况下加快排焦速度。g、窑车进车速度要慢速均匀进车。连续式隧道窑调试是非常困难的,因为影响隧道窑调试因素大多,所以窑炉调试人员必须熟悉窑炉结构,平衡好各段窑压,灵活操作。

要调好连续式隧道窑烧蜂窝陶瓷,低温排湿排焦阶段是整个调试过程中最最重要的阶段,在操作时要控制好低温排湿排焦阶段窑压和温度确实是要多动脑子下大力气。我们通过多年的实践,一是改变窑炉预热带结构,二是改变低温排湿排焦阶段的供热和热气流循环方式,来达到低温排湿排焦阶段窑压保持微正压或微负压状态,同时满足气氛的要求。窑内温差可控制在很小的范围,游离氧含量在标准值内,产品在窑内按照温度曲线均匀升温,解决了低温排湿排焦阶段产品开裂缺陷。


五、结束语;
  近二十年来,我们通过对全国各地几十家生产蜂窝陶瓷企业各种窑炉的研究开发、施工、调试,得出了许多宝贵经验。蜂窝陶瓷企业要想生产出好的蜂窝陶瓷产品为企业创造效益,除有好的工艺配方和好的成型设备外,还要有好的窑炉设备作支撑,好的窑炉设备决定了蜂窝陶瓷企业生存。如何利用先进的窑炉设备烧好蜂窝陶瓷,一方面窑炉调试人员必须要掌握好蜂窝陶瓷工艺特性和在调试时精心操作,另一方面窑炉需要有多种调节手段。在历年来的工作实践中我们得到了许多蜂窝陶瓷企业窑炉操作人员,在生产实践中总结的宝贵经验支持。大家一致认为,要使蜂窝陶瓷达到优质高产,在烧成过程中低温排湿排焦阶段非常重要。
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