一、窯體結(jié)構(gòu)
　　 對回轉(zhuǎn)窯體設(shè)計，考慮盡量實(shí)現(xiàn)以下五條原則：
　　 在不影響保溫效果的情況下減薄窯墻，提高窯爐容量。
　　 依據(jù)輥道窯各部位的溫度分布不同，采用不同的保溫材料，不同的厚度。既解決了散失熱耗，又節(jié)約了材料費(fèi)用。
依據(jù)制品在輥道窯內(nèi)容易"跑偏"的現(xiàn)象，在窯后部應(yīng)適當(dāng)為放寬寬度。
　　 依據(jù)工藝制度，結(jié)合窯內(nèi)合理的壓力分布，充分利用純凈煤氣可以明焰燒成的特點(diǎn)，設(shè)計和隔焰的混合供熱結(jié)構(gòu)。
　　 要充分利用冷卻帶的煙氣的余熱
　　 依據(jù)上述原則，結(jié)合生產(chǎn)規(guī)模和燃料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過工藝和熱平衡計算。確定窯爐結(jié)構(gòu)如下：
　　 1、窯長度：依據(jù)生產(chǎn)設(shè)計能力，確定長度為38米。在煤電混燒輥道窯的基礎(chǔ)上對三帶長度進(jìn)行了修正，確定預(yù)熱帶和燒成帶長度為24米（其中設(shè)燃燒室部份的長度為6.3米）占63％。冷卻帶14米，占37％，兩層層長度相等。
　　 2、窯內(nèi)寬：預(yù)熱帶和燒成帶寬度800毫米，冷卻帶寬度940毫米（由Ф25×1500毫米瓷輥確定，相當(dāng)4塊152×152毫米的面磚并排入窯的寬度）。
　　 3、窯內(nèi)高（即工作孔道高度）：
　　 ①、輥上高度：上下兩層相同。由兩側(cè)墻設(shè)置的輥上事故處理孔的高度和孔磚的厚度確定為160毫米；
　　 ②、輥下高度：上下兩層相同。由輥?zhàn)哟蟆⑿　⒅Ъ芨叨群洼佅率鹿侍幚砜椎母叨却_定為210毫米。
　　 4、窯頂、窯底和窯墻的厚度，如表1
　　表1 窯爐的各部厚度（毫米）
　　注：①、預(yù)熱帶和燒成帶窯墻帶窯 墻厚度系指工作也道和上煙道窯墻的厚度，下煙道窯墻厚度為460毫米；
　　 ②、在燒成帶和預(yù)熱帶后部，于下煙道外墻上部用高溫粘合貼高溫纖維氈厚40~10毫米，不包括在上表范圍。
　　 5、關(guān)于保溫材料選擇：
　　 在輥?zhàn)娱L度一定的條件下，為了盡量提高窯爐產(chǎn)量（即增加窯的內(nèi)寬）必適當(dāng)選擇低蓄熱得低導(dǎo)熱率的輕質(zhì)保溫材料。同時，要依據(jù)窯爐不同部位、不同的溫度和使用條件對其進(jìn)行合理搭配。
　　 ①、強(qiáng)度高的保溫材料用于煙道內(nèi)壁和受力較大的部位，可選用堇青石質(zhì)輕骨料磚生硅保溫磚等。

　　 ②、強(qiáng)度較低，耐火度高的保溫材料用于工作孔道內(nèi)壁等溫度較高（1000℃以上）的部位。如輕質(zhì)高鋁磚等。
　　 ③、強(qiáng)度較低、適應(yīng)溫度較低（900℃以下）的保溫材料用于預(yù)熱帶和冷卻帶前部的外墻和窯頂復(fù)蓋層。如：空心微珠磚、珍珠巖磚和硅藻土磚等。
　　 ④、保溫性能好的，適應(yīng)溫度較高的（1000℃左右）填充或貼敷保溫材料，用作窯墻夾層、窯底和溫度較高的窯頂復(fù)蓋層。如硅鋁酸鹽維纖、氈、板磚或玄武巖棉、板、磚等。氈板可貼在外墻。
　　 ⑤、保溫性能好，但適應(yīng)溫度低的（900℃以下）填充材料，用于溫度低的窯底、窯頂部份，如珍珠粉、蛭石粉等。
　　 另外還有傳統(tǒng)提、保溫性較差、蓄熱能力又較高，但強(qiáng)度較好的輕粘土磚，可用冷卻帶。
　　 由于在該窯采用了性能良好的新型保溫材料，所以節(jié)能效果顯著，受外界的溫度變化影響也小。
　　 6、燃燒及煙氣傳熱系統(tǒng)：
①、燒嘴的選型：選用了適于焦?fàn)t煤氣燃燒的平焰燒嘴。其特點(diǎn)是是助然風(fēng)呈旋流狀進(jìn)入燒嘴、火焰短為圓盤狀。可在燃燒室內(nèi)全部燃燒。便容易造成同工作孔道較大的溫差。
　　 依據(jù)上層釉燒溫度較低，下層素?zé)郎囟容^高的溫度分布要求和燃后煙氣對流傳熱規(guī)律，結(jié)合煤燒輥道窯烯室的設(shè)置，確定了在上下層燃室各設(shè)QPY-100型（燃?xì)饽芰?00標(biāo)米3/小時）燒嘴一個；關(guān)于下層煙道兩側(cè)設(shè)QPY30~50付燒嘴3個，付噴嘴方向和尚窯長中心線成30度角，向著窯頭方向，以便降低煙氣阻力。
　　 ②、按照煤氣完全燃燒的室式燃燒爐，采用該焦?fàn)t煤氣一般要求爐堂面積熱度為
　　 5×104000千卡/標(biāo)米3時，考慮到空氣預(yù)熱，所以燃?xì)饬空諢祛~定值的60％計算：（A）QPY-50型燃室燒嘴烯室容積為0.252米3 ；（B）QPY-100型燒嘴燃室容積為0.504米3。
　　 依據(jù)煤氣、空氣經(jīng)該燒嘴在燃室內(nèi)混合燃燒的反應(yīng)時間，確定了兩種燃燒室的長度；由旋流燃燒形成的最大火焰圓盤直徑確定了兩種燃室：長×寬×高=1100×550×600毫米3，容積：0.3630米3；（B）QPY-100型燃室的寬和高，如（4）QPY-50型燃室：長×寬×高=1350×800×1050毫米3，容積：
　　 1.134米3 。
　　 所以，設(shè)計中采取的由該燒嘴確定的上述兩種燃室容積均大于計算值。
③、上下加熱煙道：考慮到煙氣運(yùn)行在輥道窯煙道內(nèi)阻力很小，和燃燒室到窯頭方向向煙氣溫度逐漸降低的情況，為提高熱效率，對煙道高度采取了逐壓縮和階梯式煙道。（圖略）
　　 （A）上煙道：655→5→25→460→395→330→265→200毫米。
　　 （B）下煙道：690→575→460→395→330→265毫米。
　　 上下煙道和對應(yīng)的上下工作孔道之間的隔焰板設(shè)置特點(diǎn)為：在燒成帶靠近燃燒室的部份約8.2米長，不設(shè)隔熱板（即為明焰燒成）；在預(yù)熱帶后部和燒成帶前部設(shè)50毫米厚的SiC隔焰板，之間在留縫50毫米；預(yù)熱帶前部密布50毫米厚的SiC隔焰板。
　　 對隔焰板按上述方式進(jìn)行設(shè)置的原因主要有三點(diǎn)：
　　 A）燒成帶明焰燒成，是為了提高工作孔道的溫度。
　　 B）預(yù)熱帶的后部，SiC板之間留縫也是為了增加煙氣對工作也孔的傳熱能力。預(yù)熱帶前部不留縫是考慮到接近窯頭部位窯溫過高，易引起半成品入窯后爆坯、開裂等。
　　 C）由于輥道窯工作孔道密封性差，采用引煙機(jī)或煙囪排煙，必然造成預(yù)熱帶煙道負(fù)壓，以SiC板將煙道隔開，即為了防止窯外冷風(fēng)被吸進(jìn)窯內(nèi)，引起工作孔道的波動。
　　 ④、分級排煙結(jié)構(gòu)：為了便于調(diào)節(jié)窯頭部位的溫度，上下煙道各留有三個排煙孔道，以閘板調(diào)節(jié)。
　　 A）上煙道：以φ250毫米的鐵管排煙。分布距離為：第一排距窯1600毫米，煙孔間距離1400毫米。
　　 B）下煙道：以400×400毫米的磚砌孔道排煙。分布距離同上。
　　 7、冷卻帶的冷卻換熱結(jié)構(gòu)：
　　 在不影響冷卻帶工作孔道的壓力制度又冷卻制品的前提下，采取了三種間接冷卻結(jié)構(gòu)。（冷卻帶圖略）
　　 ①、在窯尾部份的上孔道上面和下孔道下面設(shè)置了長×寬×高=5米×1.18米×0.15米的換熱箱；在燒成帶最高溫度點(diǎn)2.5米處，于上孔道上面同樣設(shè)置了長×寬×高=3米×1.18米×0.15米的換熱箱。上述三換箱供助燃風(fēng)預(yù)熱。
　　 ②、在靠近燒成帶的第三級換熱箱前面，設(shè)置了備用間接冷地結(jié)構(gòu)，在因?yàn)槟撤N原因停止助然風(fēng)時使用，以利該處窯內(nèi)降溫防止燒壞換熱箱。
　　 ③、以鑄鐵板（δ=10毫米）與工作孔道隔開。可進(jìn)行自然和制控冷卻。上下間接冷卻風(fēng)道高×寬=200×940毫米。
　　 8、其他結(jié)構(gòu)：
　　 ①、輻射板：在煙道和工作孔道之間，孔道與孔道之間設(shè)置了長×寬×厚=900×500×50毫米的SiC隔板。
　　 ②、牙子磚：由窯墻確定寬度。近窯尾10米長一段窯墻厚230毫米則采用長×寬×厚=540×230×75毫米型；其余為為長×寬×厚=540×300×75毫米。兩者設(shè)輥孔12個、輥孔為為35×39毫米扁園孔，適用于Ф25毫米的輥?zhàn)哟^。
　　 ③、觀察孔：設(shè)在窯頭可觀察上下煙道運(yùn)行情況。
　　 ④、測溫孔：兩層孔道的最高溫度點(diǎn)，5個燃燒室、煙氣抽出、冷地帶三個換熱箱和窯頭部位皆設(shè)常測溫孔，上下層工作孔道每2米左右設(shè)測溫孔一個。
　　 ⑤、壓力測孔：于上下煙道三級排煙處和預(yù)熱帶末端設(shè)測壓孔。
⑥、膨脹縫：燒成帶每2米左右，預(yù)熱帶和冷卻帶2米~2.5米左右，預(yù)熱帶和冷卻帶2米~2.5米左右，設(shè)一寬25毫米，上下內(nèi)外交錯230毫米的膨脹縫。內(nèi)塞以高溫棉。
　　 ⑦、安全孔：上下層工作孔道輥上輥下設(shè)安全孔、除靠近窯頭8米長一段間距為1.2米外，其余為1.5米，同層安全孔要左右兩側(cè)對中交錯，大小為230×65毫米，以輕質(zhì)骨料砼預(yù)制。
　　 ⑧、上下工作孔道隔板：在預(yù)熱帶，燒成帶設(shè)置了導(dǎo)熱性能好的長×寬×厚=900×500×50毫米的SiC板。密布排列，起隔離作用。冷卻帶未設(shè)。
　　 二、傳動部分
　　 為了便于對上下輥道運(yùn)行速度速的調(diào)節(jié)，分別采用了一套傳動裝置，用附控制器的3KW調(diào)速電機(jī)，通過蝸輪蝸桿減速機(jī)帶動主傳動釉進(jìn)行鏈?zhǔn)絺鲃印?br /> 　　 上下層皆為一級兩組傳動，其主要構(gòu)件包括：
　　 1、輥?zhàn)樱翰捎忙?5毫米（外徑）三種材質(zhì)的輥?zhàn)樱ㄩL度為1500毫米）：無縫普通鋼管用于550℃以下的低溫段；Cr18Ni9Ti型耐熱鋼管用于950℃以下的低溫段；高鋁管用于高溫段。
　　 2、鏈條：用于輥?zhàn)觽鲃拥臑?/2英寸（節(jié)距）輕騎鏈條，用于主傳動的為5/8英寸鏈條。
　　 3、輥?zhàn)渔溳啠?2Z×1/2英寸，厚3~4毫米的鏈輪片用45＃鋼板沖制。
　　 另外，為了使輥?zhàn)舆\(yùn)行平穩(wěn)，便于調(diào)整還相應(yīng)配備了鏈?zhǔn)絺鲃拥臉?gòu)件，如：壓輪，輥?zhàn)涌ㄌ祝О濉⒅Ъ芎蛷埦o裝置等。
　　 三、煤氣和助燃風(fēng)系統(tǒng)
　　 依據(jù)所選用的鼓風(fēng)式旋流煤氣燒嘴所要求的技術(shù)參數(shù)和煤氣需用量對煤氣和助燃風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。
　　 1、煤氣輸配系統(tǒng)
　　 ①、輸配流程：
　　 室外：煤氣公司通過高壓管道輸送的高壓煤氣（1~1.5公斤/厘米2）至減壓站減壓用
　　 ф108無縫鋼管至燒成車間。
　　 室內(nèi)：已減壓的煤氣→一級總閘閥→一級放散閥→二級總閘閥→表前閥→煤氣表→表后閥→二級放散閥→通各燒嘴的一級分閥（球閥）→二級分閥（球閥）→燒嘴。
　　 ②安全設(shè)施：由于采用了平焰燒嘴，煤氣在燒嘴前沒有預(yù)混，僅在燃燒室內(nèi)進(jìn)行混合燃燒，一般是不會發(fā)生回火現(xiàn)象。所以，只要在點(diǎn)火、停火和運(yùn)行中堅持安全作業(yè)是不會發(fā)生什么安全事故的。不過我們?yōu)樯髦仄鹨娨膊扇×艘恍┍匾陌踩胧?
　　 A）設(shè)了煤氣放管：在煤氣停用時，放掉管道內(nèi)閥門間的余氯；放散管口延伸到安全位置。
　　 B）燒嘴前設(shè)雙閥門：以便門檢修和防止閥門密封不好造成串字。
　　 C）在窯附近的供電線路都按防爆安全用電規(guī)程采取了記爆措施。
　　 D）設(shè)了專門控制助燃風(fēng)。煤氣流量、壓力和測定窯溫的控制室，對該系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。
　　 2、助燃風(fēng)系統(tǒng)
　　 根據(jù)助燃風(fēng)的需用量和壓力要求，采用了兩臺4＃高壓離心風(fēng)機(jī)（一臺備用）助燃風(fēng)的運(yùn)行流程為：風(fēng)機(jī)→蝶閥→換熱箱前蝶閥→冷卻帶換熱箱→箱后蝶閥→集氣管→燒嘴前蝶閥→燒嘴
　　 為了使煤氣燃燒充分，除在燒嘴鼓入一次風(fēng)外和二次風(fēng)的比例可視燃燒狀態(tài)確定。
　　 四、煙氣余熱利用
　　 該窯煙氣純凈無害，可直接利用。采用5＃鍋爐引風(fēng)機(jī)把煙氣送到輥道烘干器，對釉面磚半成品進(jìn)行烘干。但余熱煙氣溫度仍波動在50~60℃。又送至陶缸成型廠房對缸坯進(jìn)行對流干燥，使煙氣溫度降到室溫。
　　 五、測控部分
　　 由于煤氣供氣壓力穩(wěn)定，便于調(diào)節(jié)，未考慮采用程序控制。為監(jiān)測窯的正常運(yùn)行，設(shè)置了控制室。通過觀察測窯內(nèi)溫度壓力的變化，調(diào)節(jié)煤氣，助燃風(fēng)和煙氣抽力，用手動閥調(diào)節(jié)。實(shí)踐證明，對該窯采取這種手工調(diào)節(jié)方法，可節(jié)約20萬元左右的自控費(fèi)用，目前沿不影響燒成制度的穩(wěn)定。
　　 六、烘窯
　　 由于選用的輕質(zhì)保溫材料種類多，熱阻大、砌筑時吸水重，所以確定的烘窯時間較長（25天）。按照升溫曲線要求，采取如下措施：
　　 1、600℃以前，以自制的不同直徑，不同燃燒能力的點(diǎn)火棒烘窯，即可在燃燒室內(nèi)進(jìn)行，也可在安全孔內(nèi)插入工作孔道點(diǎn)燃。需用的點(diǎn)火棒數(shù)量和點(diǎn)火棒處徑大小由升溫情況靈活確定。
　　 2、600℃以后，采用燒嘴烘窯，使用燒嘴的個數(shù)和燒嘴燃?xì)饽芰Υ笮〉恼{(diào)節(jié)要視窯內(nèi)升溫速度確定。
　　 3、約在800℃以后，輥道窯開始載坯運(yùn)行，對冷卻帶進(jìn)行烘烤。

　　 4、在烘窯前，對傳動系統(tǒng)進(jìn)行較長時間的載坯冷態(tài)調(diào)試，待完全合格，經(jīng)驗(yàn)收后，可將各輥?zhàn)拥男≈О逅砷_，使輥?zhàn)犹幱谧匀粻顟B(tài)，以防烘窯時窯體膨脹、熱壓壞管子。待升溫800℃，膨脹基本停止，需對輥?zhàn)拥冗M(jìn)行第二次熱態(tài)調(diào)試，并開始載坯運(yùn)行。

　　 七、運(yùn)行
　　 依據(jù)紅胎白釉面磚釉燒和素?zé)牟煌瑴囟龋蠈虞伒烙詿聦虞伒浪責(zé)瑑蓪虞伒劳蜻\(yùn)行。因?yàn)橄聦尤紵叶嘤谏蠈樱聦庸ぷ骺椎赖臏囟葎t高于上層，這有利于窯內(nèi)溫度的合理調(diào)節(jié)。
　　 紅胎白釉面磚的素?zé)郎囟葹?030℃±10℃，燒成周期50分鐘左右；釉燒溫度990℃±10℃，燒成周期50分鐘至/小時。升溫曲線見圖1。釉燒和素?zé)笱趸瘹夥粘煽諝馐Ｏ禂?shù)a=1.2～1.3。
要穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，穩(wěn)定燒成制度，就必須穩(wěn)定溫度、氣氛、抽力、進(jìn)坯速度。為此，規(guī)定了有關(guān)責(zé)任制度。
　　 由于該窯設(shè)計采用了較好的保溫材料，窯的表面溫度很低。如表2所示。
表2 窯體各部表面溫度
　注：上述溫度為平均溫度
　　 而且，季節(jié)氣候造成室內(nèi)溫度的波動，對窯溫和燃?xì)獾┯绊憳O微。加之，我廠煤氣調(diào)壓站，設(shè)有自動穩(wěn)壓裝置，煤氣壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)。在正常運(yùn)行時很少調(diào)動。
　　 八、效益
　　 由于該窯采取了較好的保溫和余熱綜合利用措施，經(jīng)幾個月的生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，認(rèn)為：該窯不僅根治了環(huán)境污染，在生產(chǎn)方面有好的工藝性，能有利產(chǎn)品質(zhì)量的提高，而且節(jié)能效果比較顯著。盡管在原料加工成型和施釉等工藝技術(shù)管理方面還存在不少問題造成進(jìn)窯坯體質(zhì)量不夠穩(wěn)定，使該窯的效益發(fā)揮不夠。但和采用其他能源形式的輥道窯相比效益還是好的，主要表現(xiàn)在：
　　 ①、單位產(chǎn)品的熱耗較低，按平均日產(chǎn)152×152×5型釉面磚成品13000件（兩次燒成）計算，每小時耗煤氣量為80米3，煤氣熱值平均4300千卡/標(biāo)米3。則每公斤成品釉面磚的熱耗為2117千卡。和我廠煤電混燒單層輥道窯相比，燒煤的單位產(chǎn)品熱耗能相當(dāng)于煤氣的4.54倍。
　　 ②、綜合經(jīng)濟(jì)效益好：
　　 和我廠煤電混燒單層輥道窯相比，如成品產(chǎn)量相當(dāng)該窯能力的話，日耗煤為6.25噸，耗電240度。按柴里煤60元/噸，工業(yè)用電0.10元/度計算，則單位產(chǎn)量成品煤電耗量和單位煤氣耗量和單位煤氣價格為0.15元/標(biāo)米3計算，則單位成品煤氣耗價為0.074元/公斤。二者相比，能耗費(fèi)用燒煤氣的效益為0.028元/公斤，按該窯年生產(chǎn)能力計算，則節(jié)能價值為：4.065萬元。

　　 由于產(chǎn)品質(zhì)量的提高，按兩種窯平均生產(chǎn)水平計算，相當(dāng)每片成品釉面磚由該窯燒成發(fā)生的增值為0.025元/片，則質(zhì)量提高年增值為10.8875萬元。
　　 ③環(huán)境效益：若按我廠原煤電混燒輥道窯單位產(chǎn)品的煤耗計算，該窯年耗煤量可達(dá)2100噸。由此每年可發(fā)生：黑色煙氣1675米3（按每公斤煤產(chǎn)生煙氣8標(biāo)米3）；殘渣523噸（按每公斤煤產(chǎn)生廢渣0.25公斤）；煤和渣的運(yùn)輸量2617噸。
　　 依據(jù)我廠近幾個月的生產(chǎn)實(shí)踐，該煤氣雙層輥道盡管在設(shè)計、施工和生產(chǎn)管理方面還程度不同的存在一些問題。但從經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會效益方面分析，還是可取的。如果加強(qiáng)窯前各生產(chǎn)工序的質(zhì)量管理，在經(jīng)濟(jì)效益方面還有較大的潛力發(fā)揮。
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