窑:高温下(一般>800°C)烧制产品的热工设备 。 广义的工业用窑类型很多,包括应用于冶金、化工、建材和轻工等部门的各类窑 。 由于以硅酸盐为主要原料的产品(如陶瓷、水泥、玻璃和耐火材料等无机非金属材料)都是用窑烧制的,这类窑的类型最多,数量也很大 。 现代工业用窑一般均指硅酸盐工业常用的热工设备 。
沿革 “窑”字渊源于古代烧羊制佳肴的"穴" 。 中国是世界上使用窑炉生产硅酸盐制品最早的国家 。 约在公元前3000年中国已有烧制陶器的穴窑 。 这种古老的窑(图1)已经是由燃烧室、 窑室、火道以及调节炉温用的大小不一的火眼所组成,烧成温度可达1200°C左右 。 商代(约公元前17世纪初~前11世纪)出现了烧成温度更高的半陶半瓷窑;战国(公元前475~前221)时开始有馒头窑及龙窑,烧成温度可达1300°C;明末清初(17世纪中叶)出现了景德镇窑,这种窑利用空气隔热层保温,砌筑高达17~18m的薄壁烟囱,并能调节烧成制度以适应不同类型制品的要求 。
随着工业生产发展的需要,改进工艺、降低成本和提高产品质量成为窑的发展方向,从19世纪后期开始陆续出现了连续生产的各类新型窑,如1867年F.西门子建造了第一座连续熔制玻璃的池窑,1883年K.迪奇建造了第一台连续生产水泥熟料的立窑,1885年英国F.兰塞姆建造了连续煅烧水泥熟料的回转窑并于1889年建厂生产水泥,1899年法国的福热隆建造了机械化连续操作的隧道窑(见彩图)等,从而奠定了现代化窑炉的基础 。 20世纪以来,尤其是近几十年,各类窑都在向大型化方向发展,取得了很好的技术经济效益 。
分类 窑有许多不同的分类方法 。 根据窑炉的形状分为方形窑、圆形窑等;按照制品的种类分为陶瓷窑、水泥窑、玻璃窑、砖瓦窑等;从火焰流动的特征分为横焰窑、升焰窑、倒焰窑、马蹄形焰窑等;根据所用燃料种类分为烧煤窑、燃油窑、煤气窑等;根据物料输送方式又可分为窑车窑、辊底窑、推板窑等 。 更为通用的是根据焙烧制品的物理状态、结合生产方式进行分类
间歇式窑的优点是生产的灵活性大,用得较多的是倒焰窑(图2c) 。 连续式窑(图2a、b、d、e)较之间歇式窑具有产量高、燃料消耗低、劳动条件好、易于机械化自动化等优点,是现代化生产普遍采用的窑型 。
窑的组成 窑系统由供热、窑室、气体输送装置和传送物料设备等部分组成 。 ①供热设备 。 硅酸盐工业大多采用煤、石油、天然气和各种人工合成煤气为燃料,窑炉设有专门的燃烧室(或燃料在窑室内进行燃烧),以供应系统所需的热量 。 ②窑室 。 放置所焙烧的物料或制品的操作空间 。 以气体作为载热体进行气-固(或气-液)间的换热,因此兼有分配热量、进行化学反应,有时也有冷却产品的功能,是完成煅烧工艺过程的主要场所 。 ③气体输送装置 。 提供助燃或冷却用空气及排送烟气,兼有调节压力、控制气氛的作用,一般选用烟囱(自然通风)和鼓(排)风机(强制通风)作为驱使气体流动的装置 。 ④传送物料设备 。 原料、燃料的供应,通常选用各种类型的运输机、加料机等 。 产品在窑内传送及排卸方法因窑类型不同而异,如回转窑利用两端高差及筒体本身的回转而输送物料;隧道窑则用专门的窑车及推车机输送制品,池窑利用进料和卸料位差使玻璃液流动等等 。
近年来,为进一步提高经济效益、节约能源和保护环境,还增设了废气余热利用装置(如各类原料预热器、空气预热器及废热锅炉等)、含尘气体净化装置(如旋风收尘器、布袋收尘器及电收尘器等)以及成品显热回收装置(用以预热助燃用空气等),组成更为经济完善的窑系统 。
推荐阅读
- 蕹菜是什么菜?蕹菜其实就是空心菜
- 胎记到底是什么?
- 不爱上学,都是基因惹的祸?
- 炼金vs炼丹:谁是最后的赢家?
- 张衡的地动仪真有效吗?
- 白掌喜欢什么肥料,根据植株需求施不同肥料
- “土豪菜”香椿也有性别?
- 第三人称视角究竟是怎样的体验?
- 绣球黑杆是怎么回事
- 汽车右行,火车为什么左行?