CN119222996A - 一种新型隧道窑 - Google Patents

Abstract

一种新型隧道窑，涉及隧道窑温度控制技术领域，所采用的技术方案包括窑体、轨道、窑车；预热带上部设置有多组逆吹气幕，逆吹气幕的喷气方向朝向烧成带；排烟区设置有预热带调温装置，预热带调温装置包括调温风机、预热抽热管组和预热送风管组；烧成带顶部、底部及两侧均与窑车之间形成间距；冷却带设置有冷却带调温装置，冷却带调温装置包多个冷却调温管组，冷却调温管组包括冷却抽热管组、冷却送风管组、冷却调温风机。本发明在预热带设置有逆吹气幕、预热带调温装置和二次风燃烧器，减小预热带上下温差；烧成带与窑车上下左右均形成火道，加强对流，提高升温效率；冷却带则通过多个调温冷却循环降低上下温差更好的控制冷却制度。

Description

一种新型隧道窑

技术领域

本发明涉及隧道窑温度控制技术领域，尤其涉及一种新型隧道窑。

背景技术

隧道窑是由耐火材料、保温材料和建筑材料砌筑而成的与隧道相似的窑炉，其内部设置有窑车作为坯体运载工具，是现代化的连续式烧成的热工设备。隧道窑按窑车移动方向可依次分为预热带、烧成带和冷却带。预热带位于隧道窑的入口端，并且设置有负压设备产生负压使烧成带内热空气向预热带移动，装载坯体的窑车则从预热带向烧成带逆流移动，使坯体得到充分预热、蒸发水分、降低热应力；烧成带是隧道窑的最高温度区，坯体在烧成带内经过复杂物理化学反应过程完成烧结；冷却带处于隧道窑末端，通过输入冷空气将烧成后的制品缓慢降温。

常规隧道窑中，预热带和烧成带主要传热方式是对流传热。由于热空气的上升特性、窑顶结构等因素影响，窑体内气流易出现温度分层现象，上下温度梯度大，影响坯体烧成均匀性和质量稳定性。预热带和冷却带内均存在上下温差大的问题，影响烧成质量。

发明内容

针对现有技术方案中预热带、冷却带上下温差大影响烧成质量的问题，本发明提供了一种新型隧道窑。

本发明提供如下的技术方案：一种新型隧道窑，包括窑体以及设置在窑体内的轨道、设置在轨道上的窑车，所述窑体包括依次连接的预热带、烧成带和冷却带，所述预热带包括排烟区和预热区，所述预热区与烧成带连接；

所述预热带上部沿长度方向依次设置有多组逆吹气幕，所述逆吹气幕的喷气方向朝向所述烧成带；所述排烟区设置有预热带调温装置，所述预热带调温装置包括调温风机，所述调温风机连接有延伸至所述窑体内的预热抽热管组和预热送风管组，所述预热抽热管组设置在所述排烟区朝向预热区一端，所述预热送风管组设置在所述排烟区另一端；

所述烧成带顶部、底部及两侧均与坯体之间形成间距，所述间距大于或等于150mm；

所述冷却带设置有冷却带调温装置，所述冷却带调温装置包括沿窑体长度方向依次设置的多个冷却调温管组，所述冷却调温管组包括延伸至窑体内的冷却抽热管组、冷却送风管组，所述冷却送风管组设置在所述冷却抽热管组朝向烧成带一端，所述冷却抽热管组与冷却送风管组之间连接有冷却调温风机。

优选地，所述逆吹气幕包括沿窑体宽度方向延伸的气幕支管和沿所述气幕支管长度方向依次设置的多个喷嘴，所述喷嘴喷气方向与水平面平行且朝向所述烧成带，所述喷嘴均设置有阀门。

优选地，所述预热带上部两侧均设置有气幕送风管，两个所述气幕送风管之间连接有多个所述逆吹气幕，所述气幕送风管连接到气幕风机。

优选地，所述预热抽热管组包括分别设置在所述窑体两侧的调温抽热支管，所述调温抽热支管连接到调温风机，所述调温抽热支管延伸至所述窑体下部且末端设置有抽热口。

优选地，所述预热送风管组设置在所述排烟区末端，所述预热送风管组包括分别设置在所述排烟区两侧下部的两个调温送风支管，所述调温送风支管沿窑体长度方向延伸，所述调温送风支管沿长度方向依次设置有多个送风口。

优选地，所述预热区两侧下部均沿窑体长度方向依次设置有多个二次风燃烧器，且分别处于预热区两侧的多个二次风燃烧器间隔分布，所述二次风燃烧器还连接有燃气管道和助燃风管。

优选地，所述烧成带的宽度与高度大于所述预热带和冷却带，且所述窑车底部设置有车下冷却风道。

优选地，所述冷却抽热管组包括连接在所述窑体顶部的第一抽热支管、延伸至所述窑体下部的第二抽热支管，所述第二抽热支管末端设置有抽热口，所述第一抽热支管、第二抽热支管均连接到所述冷却调温风机。

优选地，所述冷却送风管组包括分别设置在所述窑体上部两侧的两根冷却送风支管以及与所述冷却送风支管连接的短支管、长支管，所述冷却送风支管连接到所述冷却调温风机，多个所述短支管、长支管沿所述冷却送风支管长度方向间隔分布，所述短支管、长支管均向窑体下部延伸，且所述短支管、长支管末端均设置有送风口。

优选地，一所述冷却调温管组中冷却送风管组与相邻另一冷却调温管组中冷却抽热管组的第一抽热支管设置在同一段窑体上；一所述冷却调温管组中冷却送风管组与相邻另一冷却调温管组中冷却抽热管组的第二抽热支管沿窑体长度方向依次分布。

本发明的有益效果是：在预热带设置有逆吹气幕、预热带调温装置和二次风燃烧器；逆吹气幕迫使窑体顶部热气流向下流动与温度较低的气流混合，有效降低预热带上下温差；调温风机强制将温度较高区域内的热气流抽送至温度较低区域的中下部，进一步增强气体流动，加强热传递并有助于改善预热带上下温差；二次风燃烧器能够加快400~600℃温度段的升温效率；烧成带与窑车上下左右均形成火道，加强对流，提高升温效率；冷却带则通过多个调温冷却循环降低上下温差。采用上述改进后，预热带上下温差最高不超过80℃，冷却带内上下温差最高不超过50℃，与采用现有技术的隧道窑相比，其温差分别下降了30%和50%。

附图说明

图1为隧道窑一个实施例的俯视图。

图2为预热带一个实施例的示意图。

图3为逆吹气幕一个实施例的示意图。

图4为烧成带一个实施例的横截面图。

图5为冷却带一个实施例的示意图。

附图标记：10、窑体；11、预热带；111、排烟区；112、预热区；12、烧成带；13、冷却带；21、轨道；22、窑车；23、支撑柱；30、逆吹气幕；31、气幕支管；32、喷嘴；33、气幕送风管；34、气幕风机；41、调温风机；42、预热抽热管组；421、调温抽热支管；43、预热送风管组；431、调温送风支管；51、二次风燃烧器；52、燃气管道；53、助燃风管；61、冷却抽热管组；611、第一抽热支管；612、第二抽热支管；62、冷却送风管组；621、冷却送风支管；622、短支管；623、长支管；63、冷却调温风机。

具体实施方式

以下结合附图及附图标记对本发明的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有隧道窑一般包括窑体10、轨道21、窑车22。窑体10为一长度远大于宽度的隧道式结构，窑车22用于装载多个坯体，沿轨道21长度方向移动。窑体10可依次划分为预热带11、烧成带12和冷却带13，窑车22从预热带11进入，通过烧成带12、冷却带13后出窑。

其中，预热带11进一步划分为排烟区111和预热区112，所述预热区112与烧成带12连接，排烟区111设置有排烟管组并连接到排烟风机，排烟风机产生负压，烧成带12内的热空气在压力作用下流入预热带11，在对流传热、辐射传热作用下，预热区112、排烟区111内温度升高以预热坯体，且预热区112内温度高于排烟区111。烧成带12两侧壁设置有多个燃烧器，通常以燃气作为燃料燃烧升温，坯体在烧成带12内完成烧结，燃烧器可采用烧嘴。冷却带13可依次划分为急冷区131、缓冷区132和快冷区133，急冷区131与烧成带12连接，通常在急冷区131和快冷区133内设置管道、风机通入冷空气，冷空气与烧成制品完成热交换逐步降低其温度，并在缓冷区132内设置有管道、风机抽出热风。

本发明提供了一种新型隧道窑，在现有隧道窑技术基础上对预热带11、烧成带12和冷却带13做出了若干改进，以解决现有隧道窑中预热带、冷却带上下温差大影响烧成质量等问题。

新型隧道窑包括窑体10以及设置在窑体10内的轨道21、设置在轨道21上的窑车22，窑体10、轨道21、窑车22的具体结构可参考相关技术。请参照图1，窑体10包括依次连接的预热带11、烧成带12和冷却带13，预热带11包括排烟区111和预热区112，冷却带13包括急冷区131、缓冷区132和快冷区133，所述预热区112、急冷区131与烧成带12连接。

所述预热带11上部沿长度方向依次设置有多组逆吹气幕30，所述逆吹气幕30的喷气方向朝向所述烧成带12。逆吹气幕30以高速将空气喷出，对从烧成带12向预热带11流动的顶部热气流进行强制对流使其产生扰动，迫使其向窑体10下部流动与温度较低的气流混合，降低预热带11内高度方向上的温度差异。

具体地，请参照图2、3，预热区112内，以及排烟区111内朝向预热区112一端上部两侧，均设置有气幕送风管33，两个气幕送风管33之间连接有多个所述逆吹气幕30。逆吹气幕30包括沿窑体10宽度方向延伸的气幕支管31和沿所述气幕支管31长度方向依次设置的多个喷嘴32，所述喷嘴32均设置有阀门。喷嘴32、气幕支管31、气幕送风管33依次连接到气幕风机34，气幕风机34产生正压将气流从喷嘴32喷出扰动窑体顶部的热气流。一个实施例中，所述喷嘴32喷气方向与水平面平行且朝向所述烧成带12，对改善预热带上下温度梯度效果较优；在其他实施例中，所述喷嘴32还可以倾斜向下与水平面形成一定夹角。图中气幕风机34及其他风机仅为示意，不表示实际安装位置。

所述排烟区111还设置有预热带调温装置。请参照图2，所述预热带调温装置包括调温风机41，所述调温风机41连接有延伸至所述窑体10内的预热抽热管组42和预热送风管组43。所述预热抽热管组42设置在所述排烟区111朝向预热区112一端，此端更靠近烧成带12，温度较高；所述预热送风管组43设置在所述排烟区111另一端，此端更靠近窑体入口，温度较低。

具体地，请参照图2，预热抽热管组42包括分别设置在所述窑体10两侧的调温抽热支管421，多个调温抽热支管421一端汇拢至窑体上方的汇总管再连接到调温风机41，调温抽热支管421另一端伸至所述窑体10下部且末端设置有抽热口。预热送风管组43设置在所述排烟区111末端，接近窑体入口，预热送风管组43包括分别设置在所述排烟区111两侧下部的两个调温送风支管431，将热气流送往排烟区111中下部；所述调温送风支管431沿窑体长度方向延伸，所述调温送风支管431沿其长度方向依次设置有多个送风口。通过调温风机41强制将温度较高区域内的热气流抽送至温度较低区域的中下部，进一步增强气体流动，加强热传递并有助于改善预热带上下温度差异。

预热带11和烧成带12之间温度差异较大，预热带内温度从入口到进入烧成带，需从常温上升至至少550℃。本发明在所述预热区112两侧均设置有多个二次风燃烧器51，以加快400~600℃温度段的升温效率。请参照图2，所述预热区112两侧下部均沿窑体10长度方向依次设置有多个二次风燃烧器51，所述二次风燃烧器51还连接有燃气管道52和助燃风管53以提供燃气和氧气。分别处于预热区112两侧的多个二次风燃烧器51间隔分布，使温度分布更加均匀。

在烧成带12，本发明扩大了窑车22通过时坯体与烧成带顶部、底部及两侧的空间，使坯体四周均形成火道，扩大热风流通通道面积，加强对流传热。请参照图4，本发明烧成带的宽度与高度均大于预热带和冷却带，以扩大烧成带顶部及两侧与坯体之间的间距H，坯体与窑车22之间设置有支架抬升坯体高度产生间距H，并使所述间距H大于或等于150 mm，获得较佳的对流效果。将预热带11对流干预与烧成带12对流加强结合，使得坯体升温效率有效提高。所述窑车底部还设置有车下冷却风道，通风防止车轮温度过高。

冷却带13设置有冷却带调温装置，通过多组风机强制增强冷却带13不同高度上的气流流动，以降低上下温度差异。所述冷却带调温装置包括沿窑体长度方向依次设置的多个冷却调温管组，所述冷却调温管组包括延伸至窑体10内的冷却抽热管组61、冷却送风管组62，以及连接在冷却抽热管组61与冷却送风管组62之间的冷却调温风机63。所述冷却送风管组62设置在所述冷却抽热管组61朝向烧成带12一端，冷却调温风机63将靠近冷却带出口一端窑体内温度较低的冷空气抽送到靠近烧成带12一端窑体内，以加强热交换。

请参照图5，所述冷却抽热管组61包括连接在所述窑体10顶部的第一抽热支管611、延伸至所述窑体10下部的第二抽热支管612，所述第二抽热支管612末端设置有抽热口，所述第一抽热支管611、第二抽热支管612汇集到窑体上方的汇总管中再连接到所述冷却调温风机63。

所述冷却送风管组62包括分别设置在所述窑体10上部两侧的两根冷却送风支管621以及与所述冷却送风支管621连接的短支管622、长支管623，所述冷却送风支管621连接到所述冷却调温风机63，多个所述短支管622、长支管623沿所述冷却送风支管621长度方向间隔分布。所述短支管622、长支管623均向下延伸，短支管622延伸至窑体上部，长支管623延伸至窑体下部，且所述短支管622、长支管623末端均设置有送风口。

冷却带调温冷却的过程是：冷却调温风机63抽吸的空气来自靠近冷却带出口一端窑体上部温度较高的气流和下部温度较低的气流，两者在输送过程中均匀混合，再输送至靠近烧成带12一端窑体内上部和下部。如此经过多个调温冷却循环，有助于降低冷却带内上下温差。

进一步地，一所述冷却调温管组中冷却送风管组62与相邻另一冷却调温管组中冷却抽热管组61的第一抽热支管611设置在同一段窑体10上，以加快调温冷却循环，且一所述冷却调温管组中冷却送风管组62与相邻另一冷却调温管组中冷却抽热管组61的第二抽热支管612沿窑体长度方向依次分布。请参照图5，快冷区133参照现有技术设置有快冷风机和快冷管组，将冷空气输送至快冷区133内；快冷管组可参照冷却送风管组62。快冷区133还设置有所述冷却抽热管组61，其中第一抽热支管611与快冷管组设置在同一段窑体上，第二抽热支管612则设置在快冷管组朝向烧成带12一端；缓冷区132靠近快冷区133一端窑体设置有所述冷却送风管组62，实现第一次调温冷却。缓冷区132靠近快冷区133一端窑体还设置有所述冷却抽热管组61，其中第一抽热支管611与缓冷区132靠近快冷区133一端的冷却送风管组62设置在同一段窑体上，第二抽热支管612则设置在缓冷区132靠近快冷区133一端的冷却送风管组62朝向烧成带12一端；缓冷区132靠近急冷区131一端窑体设置有所述冷却送风管组62，实现第二次调温冷却。

优选地，越接近所述冷却带13出口的冷却调温风机63风速越快，即第二次调温冷却的冷却调温风机63风速小于第一次调温冷却过程，有助于降低烧成制品冷却过程中热应力的产生。

以上为本发明的一种或多种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种新型隧道窑，包括窑体以及设置在窑体内的轨道、设置在轨道上的窑车，所述窑体包括依次连接的预热带、烧成带和冷却带，所述预热带包括排烟区和预热区，所述预热区与烧成带连接，其特征在于：

所述预热带上部沿长度方向依次设置有多组逆吹气幕，所述逆吹气幕的喷气方向朝向所述烧成带；所述排烟区设置有预热带调温装置，所述预热带调温装置包括调温风机，所述调温风机连接有延伸至所述窑体内的预热抽热管组和预热送风管组，所述预热抽热管组设置在所述排烟区朝向预热区一端，所述预热送风管组设置在所述排烟区另一端；

所述烧成带顶部、底部及两侧均与坯体之间形成间距，所述间距大于或等于150 mm；

所述冷却带设置有冷却带调温装置，所述冷却带调温装置包括沿窑体长度方向依次设置的多个冷却调温管组，所述冷却调温管组包括延伸至窑体内的冷却抽热管组、冷却送风管组，所述冷却送风管组设置在所述冷却抽热管组朝向烧成带一端，所述冷却抽热管组与冷却送风管组之间连接有冷却调温风机。

2.根据权利要求1所述的一种新型隧道窑，其特征在于，所述逆吹气幕包括沿窑体宽度方向延伸的气幕支管和沿所述气幕支管长度方向依次设置的多个喷嘴，所述喷嘴喷气方向与水平面平行且朝向所述烧成带，所述喷嘴均设置有阀门。

3.根据权利要求2所述的一种新型隧道窑，其特征在于，所述预热带上部两侧均设置有气幕送风管，两个所述气幕送风管之间连接有多个所述逆吹气幕，所述气幕送风管连接到气幕风机。

4.根据权利要求1所述的一种新型隧道窑，其特征在于，所述预热抽热管组包括分别设置在所述窑体两侧的调温抽热支管，所述调温抽热支管连接到调温风机，所述调温抽热支管延伸至所述窑体下部且末端设置有抽热口。

5.根据权利要求1所述的一种新型隧道窑，其特征在于，所述预热送风管组设置在所述排烟区末端，所述预热送风管组包括分别设置在所述排烟区两侧下部的两个调温送风支管，所述调温送风支管沿窑体长度方向延伸，所述调温送风支管沿长度方向依次设置有多个送风口。

6.根据权利要求1所述的一种新型隧道窑，其特征在于，所述预热区两侧下部均沿窑体长度方向依次设置有多个二次风燃烧器，且分别处于预热区两侧的多个二次风燃烧器间隔分布，所述二次风燃烧器还连接有燃气管道和助燃风管。

7.根据权利要求1所述的一种新型隧道窑，其特征在于，所述烧成带的宽度与高度大于所述预热带和冷却带，且所述窑车底部设置有车下冷却风道。

8.根据权利要求1所述的一种新型隧道窑，其特征在于，所述冷却抽热管组包括连接在所述窑体顶部的第一抽热支管、延伸至所述窑体下部的第二抽热支管，所述第二抽热支管末端设置有抽热口，所述第一抽热支管、第二抽热支管均连接到所述冷却调温风机。

9.根据权利要求8所述的一种新型隧道窑，其特征在于，所述冷却送风管组包括分别设置在所述窑体上部两侧的两根冷却送风支管以及与所述冷却送风支管连接的短支管、长支管，所述冷却送风支管连接到所述冷却调温风机，多个所述短支管、长支管沿所述冷却送风支管长度方向间隔分布，所述短支管、长支管均向窑体下部延伸，且所述短支管、长支管末端均设置有送风口。

10.根据权利要求8所述的一种新型隧道窑，其特征在于，一所述冷却调温管组中冷却送风管组与相邻另一冷却调温管组中冷却抽热管组的第一抽热支管设置在同一段窑体上；一所述冷却调温管组中冷却送风管组与相邻另一冷却调温管组中冷却抽热管组的第二抽热支管沿窑体长度方向依次分布。