[发明专利]用于烧成发泡陶瓷的辊道窑

说明书

本发明公开了一种用于烧成发泡陶瓷的辊道窑，包括窑室和设于窑室内的传输机构、加热机构，所述窑室沿所述传输机构的传输方向依次包括排烟段、氧化段、烧成段和冷却段，所述加热机构设于所述氧化段和所述烧成段内，所述传输机构将所述窑室分隔为上窑室和下窑室；位于所述氧化段的加热机构设于所述氧化段的上窑室或下窑室，位于所述烧成段的加热机构设于所述烧成段的上窑室和下窑室；所述排烟段、氧化段、烧成段的窑室的高度相同，以使所述氧化段的下窑室和上窑室之间的温差≥60℃。实施本发明，可缩短发泡陶瓷烧成时间，减少单位烧成能耗，且提升发泡陶瓷成品内气泡的均匀性，进而降低导热系数，提升抗压强度。

技术领域

本发明涉及陶瓷机械设备领域，尤其涉及一种用于烧成发泡陶瓷的辊道窑。

背景技术

在传统的建材领域，辊道窑一般用于陶瓷砖的烧制。对于烧成陶瓷砖的辊道窑而言，其从功能上一般分为预热段、氧化段、烧成段和冷却段。其中，预热段主要是用于干燥坯体内的残余水分(1％左右)，预热段出口温度约在500～600℃；氧化段主要用于去除陶瓷砖坯体内部的碳酸盐、硫酸盐、有机质等，氧化段出口温度一般在850～1000℃；烧成段主要的作用是烧熟坯体、釉面，其最高温度一般在1100～1240℃。从结构上来讲，其一般具备两个特点：一是预热段的高度小于氧化段、烧成带的高度；这是由于较低的窑炉高度意味着较高的压力梯度，即较快的气体流动速度，就是较快的干燥速度。尤其是当前以追求大产量的前提下，更是将预热段的高度进行了进一步的下调。此外，现有结构将预热段的高度设置低于烧成段的重要原因是氧化段需要排出一些氧化产生的废气，如果负压过小，则难以及时排出。而氧化段的废气主要是由设置在预热段的抽烟风机抽出的，如果预热段高度过高，则容易造成抽烟风机提供的负压在预热段的损失较大，难以满足氧化段的负压需求。第二个特点是氧化段、烧成段的窑炉高度较高，对于200m左右的窑炉而言，氧化段、烧成段的内高在800～900mm左右。这主要因为窑炉高度越高，窑炉截面上的温度梯度越小，对于氧化段而言，截面温差小，意味着陶瓷砖坯体截面氧化更为均匀；对于烧成段而言，截面温差小，则坯体截面应力差别小，越不容易出现翘曲等缺陷。即本领域技术人员的一般常识是，提升氧化段和烧成段窑炉高度，意味着烧成陶瓷砖品质的提升；降低预热段窑炉高度，有利于提升产量。但是，过高的窑炉高度也会造成燃料成本大幅提升，为此，一般陶瓷砖领域的窑炉设计原则是，在烧成能耗可容忍的前提下，尽量使用较大的窑炉高度(尤其是氧化段和烧成段)。

另一方面，对于发泡陶瓷烧成辊道窑而言，在充分考虑发泡陶瓷本身结构、配方的特点，以及结合上述陶瓷砖领域辊道窑所积累技术知识的基础上，本领域技术人员将烧成段、氧化段的高度进行了进一步的提升(参图1)，这主要是因为：一者发泡陶瓷坯体在发泡后高度较大(发泡陶瓷成品厚度≥100mm，传统陶瓷砖仅5～20mm)，需要较高的窑炉高度；二者是一般认为发泡陶瓷高度大，其截面的温差更大，更容易因温差造成缺陷；尤其是发泡陶瓷本身导热系数较低(烧成段发泡过程以及发泡后)，传热更加困难，会进一步扩大这种温差。因此，在常规技术中，一般用于发泡陶瓷的辊道窑的内高为1m左右，其中上窑室约580～600mm，下窑室约380～450mm。另外，对于发泡陶瓷辊道窑而言，由于发泡陶瓷在进窑前不进行预干燥，其含水率在6～8％左右(陶瓷砖一般压成后含水率约7％，但其经过预干燥、施釉等装饰后再进入窑炉，此时含水率约1％左右)，干燥压力相对较大，因此一般进一步降低预热段的高度以及延长预热段的长度。在现有技术中，预热段的高度约为300～350mm左右。此外，对于发泡陶瓷而言，其一般是将粉料布置到窑车中，然后窑车进入辊道窑烧成，在烧成段时，由于喷枪均设置在下窑室中，热气流从窑炉底部上升流向窑炉顶部。而窑车会阻挡部分热气流，易产生热气流从窑炉两侧向上窜动；尤其是当预热段高度较低，整体负压较高时，更容易产生窑炉两侧向上窜动，使窑具侧壁迅速升温，使靠近窑具侧壁处的粉料首先熔融，过早熔融会导致粉料的氧化排气通路受阻，粉料熔融产生的液相会将排气过程中的气体进行包裹，在后续高温烧结过程中，发泡剂也产生的气体与排气的气体进行融合，很容易形成大气孔或贯通的气孔，影响发泡陶瓷的质量。因此，现有技术中，往往维持氧化段足够的长度，以防止产生局部大泡，这就延长了生产周期，现有的辊道窑，最优化的烧成周期约10～15h。