鍛燒粉體用全自動電熱式輥道窯的開發與研制

摘要：電熱式輥道窯是一種輕體化連續式工業窯爐，廣泛應用于化工粉未、稀土粉體、納米粉體材料等產品的快速燒成，相比傳統推板窯具有能耗低、燒成周期短、爐溫均勻度好等優點。

關鍵詞：輥道窯；粉體；鍛燒

1、引言

輥道窯是一種連續式生產用工業窯爐，先前廣泛應用于建筑陶瓷、日用陶瓷等行業，傳統的大截面輥道窯大都采用重油或液化器作為發熱源，而本文介紹的中溫全自動輥道窯爐則為電加熱形式，它彌補了傳統推板窯在煅燒粉體中存在的諸多缺點及不利因素，尤其在設備的能耗問題上可大大降低使用方的成本，經我們在粉體行業中多條生產線的實踐證明，兩條相等產量的窯爐、輥道窯比推板窯節約能耗約35％，且燒制后產品性能更一致、成品率高，是粉體行業的又一替代性新型節能窯爐。

2、結構設計

2.1結構總成

本電窯主要包括電窯的爐體、傳動系統、加熱系統、自動控制系統四大部分組成。整個外殼采用鋼架分體結構，外殼油漆采用靜電噴塑，美觀大方。本電窯的主體部分由5節窯體和窯頭、窯尾工作平臺等幾部分組成。窯體總長16.4米，按熱工優化設計制度，全窯可分為預熱帶、燒成帶、冷卻帶等三個工作帶。其中窯頭至700oC為預熱帶，700~850oC為燒成帶（具體溫度視產品的實際使用溫度而定），850oC至窯尾為冷卻帶。整個窯體配用3臺風機，分別用于（1）預熱區水分及廢氣的及時排除。（2）冷卻區送風點的送風及輥道端頭的冷卻與冷卻區熱排除，對每個排風口、送風口均設有可以調整風量的閥門。

2.2加熱元件

本窯爐加熱元件采用螺旋狀高溫電熱合金絲套于高鋁管上制成的管狀元件。加熱管從爐體側面水平插入爐膛，呈上下水平布置結構，科學地利用了輻射傳熱學原理，從而使粉體徹底地進行煅燒與合成。

項目一區二區三區四區五區六區

單支功率1.2KW

加熱管數量18支18支18支24支24支18支

功率22.5KW22.5KW22.5KW30KW30KW22.5KW

加熱管1.25KW/支，計120支。

2.3耐火材料及輥棒材質

窯爐耐火材料包括爐膛和爐襯2大部分，爐膛采用優質高鋁耐火材料砌筑，其中爐膛均為非標定型磚，爐襯由甲級輕質耐火磚和高溫硅酸鋁耐火纖維棉板等輕質保溫材料砌筑而成。本電窯共配有210支陶瓷輥棒，其中窯體部分采用氧化鋁含量85％以上的剛玉瓷材質，該材質具有耐高溫、強度高、壽命長等優點。窯頭與窯尾出料平臺選用金屬輥棒，輥棒間距均為80mm。

2.4傳動系統

傳動系統主要包括輥棒、傳動齒輪、傳動軸、減速機和變頻控制器等。傳動系統工作時，由變頻器控制減速機的輸出軸按一定速度轉動，并通過傳動軸、傳動齒輪帶動輥棒轉動，使放置在輥棒上的工件按預定的速度經由預熱帶向燒成帶、冷卻帶移動，完成產品的整個燒成工藝。傳動系統相對窯體來說既是獨立的又是關聯的。減速機安裝于窯頭工作平臺前端，傳動軸與傳動齒輪固定于窯體及窯頭窯尾支架的一側，而輥棒則橫穿窯體并固定于窯體兩側的支承上。

2.5電氣溫控系統

窯爐均采用可控硅移相觸發，PID自動調節，雙數碼液晶顯示智能化儀表，每路均為獨立定值自動控制，可手動、自動雙向切換。為了能及時了解電窯的運行情況和便于考慮和復核，系統設置了電流表、電壓表、功率表、電度表及溫度打印儀。整個電氣溫控系統外殼采用靜電噴涂，穩重大方。

調節器可控硅發熱體

外界干擾

溫度設定顯示儀表報警器爐膛

熱電偶

打印儀

3、設計結果

根據以上設計理論，結合粉體煅燒工藝的實際情況，為確保燒結產品性能的一致性，提高成品率，我們成功設計制造并推廣以下該條輥道窯爐，主要技術參數如下：

l外形尺寸（L×W×H）：16400×1960×130mm

l爐膛尺寸（L×W×H）：12000×720×130mm

l額定功率：150KW（保溫功率：75KW）

l加熱區數：6區

l爐溫穩定度：≤±1oC

l爐內溫差：≤±4oC

l爐表溫升：≤50oC

l年產量（按300天計）：≥350T

4、結論

經過在粉體行業中實際生產使用證明，使用全自動電熱輥道窯爐煅燒粉體，有如下優越性：

（1）由于爐膛上下有效利用了加熱組的熱輻射，燒結產品減去了傳統推板窯爐所采用推板傳熱這一過程，縮短了燒成周期，直接降低了成本。

（2）采用陶瓷輥棒作為傳動形式，減少了磨擦系數，增強了設備整體運行的安全性。

（3）設備自動化程度高，大大降低了操作工人的勞動強度。

（4）設備控溫精度高，保證了產品燒結溫度和時間的一致性，大大地提高了成品率。

（5）由于該窯的保溫性能得到了提高，降低了環境溫度，使工作環境得到更好的改善。

（6）輥道窯爐利用它的靈活性，客戶可根據實際需要，在原設備的基礎上可科學而合理地增長，避免了傳統推板窯的局限性。