冷却带结构及冷却方法

2023-10-11 理论教育版权反馈

【摘要】：但冷却介质流量的改变会影响窑内压力制度，控制不当易干扰烧成带温度、气氛制度。为降低冷却带下部温度，有的隧道窑在冷却带中部近窑车台面处开孔，向窑道内送入冷空气。热风抽出孔安排的数量应保证冷却带窑道内抽鼓风量平衡，布置的位置与冷却系统的安排有关。（二）间接冷却结构与设备间接冷却是指冷却介质不进入窑道的冷却方法，如间壁道、二层拱、间冷管道等。对于一些老、旧隧道窑还设有一些间接冷却结构，如余热锅炉等。

根据陶瓷制品的冷却原则，冷却带冷却结构和设备可分为直接冷却结构和间接冷却结构，并按急冷区、缓冷区、快冷区布置，形成冷却系统。

（一）直接冷却结构与设备

直接冷却是指冷却介质进入窑道，和窑具、制品相接触，如急冷气幕，窑尾冷却气幕、冷风喷嘴、车面送风孔等。这种冷却方式主要靠对流换热冷却制品，特点是结构简单、冷却均匀迅速、热利用率高。但冷却介质流量的改变会影响窑内压力制度，控制不当易干扰烧成带温度、气氛制度。

1.急冷气幕和冷风喷嘴

旧式隧道窑在冷却带首端设置急冷气幕，其主要作用是使已烧好的高温制品快速冷却。它的另一作用是阻挡烧成带烟气倒流至冷却带，避免制品烟熏。急冷气幕一般设置两道，前后相距1m左右。窑顶、窑墙均开孔，急冷风自窑顶及窑墙两侧同时以90°角送入窑内。这样在急冷的同时可以阻挡烧成带烟气进入冷却带。急冷气幕一般采用车间冷空气。烧大件、厚壁制品的窑，可掺入少量从冷却带抽出的热空气。

现代隧道窑则采用冷风喷嘴取代急冷气幕，冷风喷嘴一般设置两排，两侧上下交错布置在急冷区窑墙上。冷风喷嘴向窑内喷入高速冷却风，造成横向气流循环，快速、均匀冷却制品。

冷风喷嘴还可用类似的方法布置在窑尾快冷段，取代窑尾冷却气幕。

2.窑尾冷却气幕

窑尾冷却气幕的作用是加快制品低温冷却速度，降低制品出窑温度。气幕缝一般用钢板焊成狭缝式，窑顶、窑墙同时向窑头方向倾斜，与隧道窑中线成30°～45°角。窑尾冷却气幕的位置，以设置在窑尾最后1至2车位之间为好。这样，最后一辆窑车从窑内出车时，仍能保证窑尾风不蹿入窑车下部。运行时应注意，不可从窑内往外拉车，以免冷风蹿入车下影响冷却效果。

3.热风循环喷嘴

为加快低温冷却速率，保证制品安全冷却，有的隧道窑的窑尾顶部设有热风循环喷嘴，从冷却带窑内抽出窑内热气体，向窑头方向高速喷出。

4.车面送风孔

旧式隧道窑窑车蓄热量大，不易冷却，还易造成冷却带下部温度高于上部。为降低冷却带下部温度，有的隧道窑在冷却带中部近窑车台面处开孔，向窑道内送入冷空气。车面送风孔为矩形，下缘与窑车台面平齐。

5.热风抽出孔

鼓入窑道的冷空气经与窑具、制品热交换后成为热空气，必须在适当的位置设热风抽出孔把热空气抽出，否则，流入烧成带将影响该带的温度、气氛。抽出的热风可送往干燥器做干燥介质，也可供各气幕作为风源，还可送烧成带做助燃空气。直接从窑内抽出的热空气不甚干净，有的隧道窑让它们经过换热器后，再用预热洁净的空气进行使用。

热风抽出孔安排的数量应保证冷却带窑道内抽鼓风量平衡，布置的位置与冷却系统的安排有关。设于两侧窑墙的热空气抽出孔多为矩形，在有的隧道窑内，若冷却带中部有足够的位置布置热风抽出孔，一般设于近窑车台面处，下缘与窑车台面平齐，如图5-2-15（1）所示。当热空气抽出孔的布置受到限制时，例如在两间壁道之间，也有采用图5-2-15（2）所示形式的。热风通过设于窑墙内的通道在窑墙上方汇合并进入金属管道，与抽热风机相连。设有车面冷却孔或冷风喷嘴的隧道窑，往往在相应位置的窑顶上设有热风抽出孔，将热风从窑顶抽出。热风抽出孔多设于冷却带的缓冷区。也有在急冷区、快冷区设有热风抽出孔的。

图5-2-15　窑墙内壁设置的热风抽出孔(www.chuimin.cn)

6.高速调温烧嘴

为保证制品安全冷却，现代隧道窑在缓冷区布置1～2对高速调温烧嘴，用以控制缓冷区的冷却速率。窑炉运行时，这些高速调温烧嘴往往不需要启动，成为备用设备。

（二）间接冷却结构与设备

间接冷却是指冷却介质不进入窑道的冷却方法，如间壁道、二层拱、间冷管道等。这种冷却方式主要靠辐射换热冷却制品。其特点是冷却不够均匀，冷却效果较差，冷却介质流量的改变对窑内压力制度无直接影响，能得到比较干净的载热介质。

1.窑墙间壁道与窑顶二层拱

窑墙间壁道与窑顶二层拱的结构如图5-2-16所示。作为冷却介质的空气从间壁道或二层拱的一端进入，另一端抽出，只在间壁道或二层拱内流动，不进入窑道。

图5-2-16　窑墙间壁道与窑顶二层拱

1—窑墙间壁道；2—窑顶二层拱

窑墙间壁道的结构有迂回式、水平式、垂直通风道式，如图5-2-17所示。冷却介质在迂回式、水平式间壁道内可顺窑车运行方向流动，也可逆窑车运动的方向流动。垂直通风道式间壁道一般是在外墙近窑车台面处开孔，从开孔处吸入车间冷空气，从上部窑墙抽出。

图5-2-17　窑墙间壁道的形式

窑顶二层拱设于设有间壁道相应段的窑顶部，冷却空气在其中也有顺流式和逆流式两种流动形式。