概念
以反向思維方法設計的磚坯不動、窯體移動的燒結磚工藝系統,其核心技術是一個圓弧形窯體沿圓環狀軌道移動,待燒磚坯碼放在窯體前方軌道之間的環形窯底上,窯體前行納入磚坯,依次完成乾燥、預熱、焙燒、冷卻工序,窯體移動後即可在敞開的窯底上裝運曝露於窯尾門外的成品磚。圍繞這一核心技術,可以形成多種多樣的工藝布局,多樣的工藝布局可適應多種原料、多種產品及相應工藝。1996年首件專利問世後至今,發明者已將這一技術逐步完善,形成了整套系列技術,現已經過實踐檢驗,證明這一系列技術具有可信的先進性與實用性。
運行原理
移動式隧道窯的窯體是可移動的,火隨窯體同步移動,磚坯不動。火與磚坯相對移動時,與普通隧道窯的“進車”原理相同。
移動式隧道窯的窯體運行在一個雙環形軌道上,窯體上從前至後依次設定有乾燥段、預熱段、焙燒段、保溫段、冷卻段,當窯體前行時,從窯前門納入的磚坯,將隨著窯體的移動完成乾燥、預熱、燒成等全過程後曝露與窯尾門外。
工藝選型
移動式隧道窯可根據市場、資金、原料、地理、交通等條件靈活的選擇適用的工藝制度。
1 、一次碼燒,乾燥窯與焙燒窯集成:
這種工藝最大特點是用工最少、能耗低,但此工藝需選用較高的濕坯強度,對磚機的擠出壓力要求高。
2 、一次半碼燒,乾燥窯與焙燒窯集成;
這種工藝相對同樣的窯爐投資和較低擠出壓力的磚機也可獲得較高的總產量,但對工藝制度要求較高,碼坯較難,碼坯用工較多,且需相對較高的管理水平。
3 、二次碼燒,乾燥窯與焙燒窯分開:
產量較高,但能耗較高,物流任務大,用工多。故不推薦廣泛使用,僅在特殊情況下選用。
4 、設備設施選型原則:
以地理情況選布局;
以原料特性選工藝;
以磚坯強度選窯高;
以地質條件選基礎;
以氣候條件選窯棚。
系統特點
1 、造價低
不需窯車及乾燥車,可減少窯車及配套設施投資200萬元以上。具體比較見下表(前兩種窯的數據摘自磚瓦2008年二期第46頁)
三種隧道窯對應工藝的技術參數及投資比較
編號 | 項目 | 4.6m隧道窯方案 | 6.9m隧道窯方案 | 6.5m移動式隧道窯方案 |
1 | 生產規模萬塊/年 | 6000 | 6000 | 5000 |
2 | 實際達到生產規模萬塊/年 | 6000 | 6000 | 5000 |
3 | 窯爐數量 | 2條 | 1條 | 1條 |
4 | 窯爐規格 | 153.05m×4.6m×1.38m | 153.05m×6.9m×1.38m | 125m×6.5m×1.38m |
5 | 乾燥室數量 | 1條雙通道 | 1條 | 一體化 |
6 | 乾燥室規格 | 79.1m×4.6m×1.41m | 79.1m×6.9m×1.41m | 62m×6.5m×1.42m |
7 | 窯車數量 | 130輛 | 70輛 | 無 |
8 | 窯車規格 | 4.66m×4.35m×0.438m | 6.96m×4.35m×0.438m | 無 |
9 | 風機 | 2套 | 1套 | 4台 |
10 | 運轉設備 | 滿足4.6m窯爐2套 | 滿足6.9m窯爐1套 | 一體化 |
11 | 培燒車間廠房 | 5814m2 | 4014m2 | 2500m |
12 | 全廠裝機容量/KW | 1580 | 1380 | 窯爐:40KW |
13 | 隧道窯造價/萬元 | 480 | 370 | 560 |
14 | 乾燥室造價/萬元 | 70 | 50 | 無 |
15 | 運轉系統造價/萬元 | 85 | 60 | 40 |
16 | 窯車造價/萬元 | 208 | 161 | 無 |
17 | 窯車耐火層/萬元 | 110 | 70 | (窯底)20 |
18 | 風機造價/萬元 | 28 | 18 | 4 |
19 | 廠房造價/萬元 | 230 | 160 | 100 |
20 | 培燒系統投資/萬元 | 1211 | 889 | 724 |
2、 能耗小 熱工系統效率高 保溫效果好 餘熱利用率高
移動式隧道窯窯壁採用矽酸鋁耐火纖維疊砌,絕熱效果好,在實驗生產線的實踐中,停止投煤供風48小時後,重新投煤供風仍能正常焙燒。(在使用中,窯壁焙燒段外表面溫度僅為42 C˚)
在移動式隧道窯的熱工系統中,燒成磚散發的熱量已全部被進入窯爐中的風送至焙燒段和乾燥段,以供助燃和烘乾。2007年試燒時,能耗僅為240-340大卡/公斤。
3、 用工少
生產線用工約30-40人:
推土機 2人 供料 4人 攪拌、破碎機 2人 制磚機 3-6人 碼坯8-15人 乾燥焙燒 3人 出磚6人 機修 2人
4、 占地面積小
除原料堆場外,生產線用地只需約27畝。
5、 物流順暢、勞動強度低
在年產5000萬塊的磚廠生產中,原料製備、運輸、陳化、制坯、乾燥、碼燒等各工序間每日物流總量約430T×(5-8次),普通輪窯的大部分人力均消耗於此,而且勞動強度大,工作環境惡劣。
移動式隧道窯工藝系統的生產線,物流機械化、自動運轉,工人只需從碼坯輸送帶上拿取磚坯碼垛,與輪窯的裝出窯工作相比相當輕鬆,特別是工作環境敞亮開闊,既不髒又不熱。
6、 無窯車維修 窯爐耐冷熱衝擊 維修周期長
a. 窯體在熱脹冷縮時可自由伸縮,窯壁採用矽酸鋁耐火纖維疊砌,不但減少了窯體重量和窯體熱脹冷縮應力,也不會有窯爐裂縫;
b. 冗餘設計的加厚窯壁可耐受更長時間的氣流沖刷從而提高使用壽命,加長大修周期;
c. 沒有窯車,也就沒有窯車維護,僅此項每年可節約維修費用約20萬元。
7、 熱工系統調控靈活、風機功率小、送風均勻、 運營成本低
在普通隧道窯中風機配套功率約100-200KW左右。移動式隧道窯風機配套功率僅需50-100KW。按節省100KW計,則每年風機可節電100KW×24小時×300天=72萬度。
8、 行走機構的操控性好、故障率低
高可靠性設計的數組窯體驅動機構,結構簡單可靠,變頻調速,啟停靈活,前進、後退可逆,窯體自動定位準確。
9、 節能環保、綠色製造
含有熱值的廢渣摻配於磚坯內燃燒,熱煙氣再經烘乾室濕坯吸附,排出窯爐外的氣體為水蒸氣。
窯體鋼結構為工廠化、標準化製造,如果生產線需轉移場地,窯爐系統可拆卸異地重裝。
10、 設備布置簡捷、安全可靠
窯爐的驅動設備、窯門的提升設備、風機、行走機構等,不但滿足工藝需要,還特別注意人性化設計,使用中操控方便無障礙,維修時空間舒適易操作,防護可靠保全全。
11、 碼坯機構
人工碼坯的動作簡單而不費力,搬取後轉身90-150°碼放,碼坯輸送帶可隨碼垛工作面的推移而移動。(亦可裝置機械化碼垛機構)
歷史
輪窯,是中國人的通俗叫法,它是德國人霍夫曼和里克特1856年發明的,它的出現,使磚瓦生產由作坊式小產量生產走向大產量工業生產。在西方,為了紀念發明人和尊敬發明者,該種窯稱為“霍夫曼窯”。中國磚瓦行業稱熱風閘為“哈風”,就是一種音譯的演繹。
1877年德國人O.布克設計了第一條隧道窯,它為大規模工業生產磚瓦提供了自動化生產的基礎。
1996年中國人柏飛發明了“移動式隧道窯”,“移動式隧道窯及採用該隧道窯生產粘土製品的工藝布局”