窑炉传动系统与煅烧控制

窑炉传动系统与煅烧控制
发布：2008/12/8 15:18:51来源：科技在线[字体：大中小] 改革开放二十多年来，我国陶瓷工业取得飞速发展，尤以建筑陶瓷发展最快。

无论从产品结构的质地与规格，还是产品烧成的温度与所需的时间来讲，今天的建陶产品特别是墙地砖，均与上世纪八、九十年代有了根本的不同。

特别是在能源日趋紧张、市场竞争愈来愈恶劣的当今，众多陶瓷生产厂家均把提高日产量和优级率作为降低成本的主要手段之一，亦越发突显了陶瓷生产设备尤其是辊道窑的重要作用。

窑炉作为陶瓷产品生产的主要设备之一，伴随着陶瓷产品的发展与变革，也历经了由隧道窑到隔焰辊道窑和明焰辊道窑的发展途径。

今天的辊道窑无论从其燃料的选用还是其结构的组成，亦与上世纪八、九十年代的辊道窑有了本质的区别，在讲究“低温快烧”的今天，宽体窑逐渐取代了窄体窑，窑炉的长度也从以前的几十米发展到现在的超过三百米。

因此，作为辊道窑炉的重要组成部分的传动系统，在陶瓷产品煅烧的过程中作用亦愈发的重要。

在日常生产中，如何精细地控制窑炉传动系统的状态以及对产品的煅烧，已成为众多厂家的必选课题。

一、窑炉传动系统的安装调试控制要素
传统意义上的窑炉（尤其辊道窑）传动方式有多种，目前辊道窑主要采用差速斜齿轮三级分段传动（电机主要采用摆线针轮电机，现在变频电机亦开始应用）。

辊道窑传动系统安装前，必须检查各组成部件，严格控制各部件的加工精度，才能有效地保证安装调试效果。

首先，控制各部件的加工精度，主要包括：①各传动主轴的光洁度、直线度和同轴度；
②各斜齿轮和差速齿轮自身的齿距，以及相互间的啮合度；③各辊棒套筒（俗称手榴弹）的套筒内径，套筒中心线与套轴轴芯中心线是否在同一直线上；④套筒与辊棒间隙；⑤从动边支承板的加工精度；⑥陶瓷辊棒的直线度、同轴度、端口卡槽与辊棒套筒上卡簧的咬合度等等。

其次，在安装调试过程中，主要控制传动系统的水平状态，即整体水平状态和局部水平状态。

窑炉的整体水平状态指辊棒安装后所形成的平面水平状态，是由整个辊道窑主传动边部件与从动边部件构成。

因此，在安装传动部件时，首先要求主传动边各轴在同一轴心线上，即保证沿窑长方向的水平。

同时，要求从动边各辊棒支承板在同一水平面上，并且还要求辊棒套完成安装时的水平状态与辊棒安装后在从动边支承板上的水平位置一致，即主动边沿窑长方向的水平和从动边沿窑长方向的水平与沿窑宽方向的水平在同一水平面上。

这三方面的水平构成了辊道窑传动系统不可缺少的安装调试控制要素，也是产品顺利整齐进出窑的决定因素。

二、窑炉传动状态在煅烧状态下出现变化的动因
辊道窑传动系统状态，就是指自然条件下的绝对水平状态和高温条件下的相对水平状态。

由于我们在安装调试过程中的精密控制，一定程度上缓解或克服了因各部件在制造加工精度上存在的绝对误差所带来的系列不利影响。

但在实际生产使用时，仍然存着较多的不确定因素，尤其是在快速烧成时高温段运行的陶瓷辊棒。

说到辊棒，不得不提及其的发
展趋势已朝着超长度（目前所知世界上最长的辊棒是佛山市金利顺陶瓷工程有限公司为国外生产的出口窑所使用的辊棒，长度为4500mm）、大口径（佛山市金利顺陶瓷工程公司去年出口印尼的一条辊道窑配备辊棒直径为80mm）的方向发展。

陶瓷辊棒是窑炉传动系统运行功能的重要组成部分，也是传动系统工作性能的最终体现。

由于辊道窑结构注定了陶瓷辊棒是在悬空状态下工作，其自身的重量和荷载砖坯的重量，极易导致其呈现轻度弯曲，特别是在高温状况下，如果处于静止状态时，就更易产生弯曲变形。

当这种情况出现时，整个窑炉的传动系统状态就出现了变化。

这时，煅烧过程中的产品缺陷就开始产生了，比如烧成带出现的变形、预干带出现的大口裂纹等等。

为解决辊棒变形（或高温软化）的问题，各辊棒生产厂家纷纷对辊棒生产的使用配方、成型方式、烧成工艺等作了大量的有效的技术改良，使陶瓷辊棒在直线度、同轴度等外观质量上得到很好的改善，并且提高了辊棒的高温荷重能力、抗高温软化能力和高温耐火度等内在质量。

同时，在辊棒结构上亦进行了革命性的改进，如佛陶研究所发明的专用于急冷段的“金刚”齿形棒，就很好地解决了一般陶瓷辊棒在急冷段使用时容易弯曲变形、冷热交换时易碎断的问题。

除去陶瓷辊棒的上述因素外，传动系统中齿轮啮合不良，出现过紧引起的“跳棒”或过松引起的“打滑”等现象，亦是影响产品在煅烧时发生变异的原因。

另外，辊棒棒套弯曲变形，亦会直接造成辊棒的运转状态出现个别部位时高时低的现象。

导致辊棒棒套弯曲变形的原因有两个：一是辊棒上下方平时塞棉不到位，烧成时采用大正压，在大量散发的热量的烘烤下，棒套出现变形；一是辊棒棒套总成内轴承破损日久未发现，过度磨损轴芯导致套筒偏心变形。

除上述原因外，在停窑降温时处理不当，使主动边收缩和从动边收缩不一致亦会破坏传动系统的水平状态，许多厂家反映停窑时断棒多就是这个原因。

三、辊道窑传动状态与产品煅烧之间的关系
事实上，陶瓷产品的生产方式早已从过去的静止式断续煅烧发展到今天的连续式煅烧了。

特别是采用辊道窑烧成的建陶产品，实际上它的生产过程基本都处在一个动态的环境中。

为产品提供了这个环境的便是窑炉的传动系统。

窑炉传动系统状态保持得好与坏，有时直接决定着产品优等品率的高低。

也即是说，产品出窑的内在质量与外观形状均与窑炉传动有很大的关系。

首先，从陶瓷（特别是大规格的墙地砖）产品的外观形状来看，其与传动状态密切有关的缺陷有变形、碰边角、大口裂等等。

抛开烧成温度曲线设置的原因来看，在烧成带辊棒的弯曲变形、跳棒、传动时快时慢等均可造成产品“前翘后弯”甚至“搭砖”等缺陷。

另外，辊棒变形或跳棒，在预干带还可为产品造成与机械损伤相似的“大口裂” 缺陷。

其次，从产品结构（如堆花釉面砖、干粉施釉等）来看，传动状态的平衡稳定有时是产品花色不出现变异的重要保证。

四、辊道窑传动系统对产品煅烧的影响
前面说到窑炉传动系统的状态，其实就是指辊棒完成安装后的整体水平状态。

对于传动系统中的机械部分而言，由于其处在冷态下，比较好控制，而低温段的钢棒，处理起
来亦相对容易。

因此，窑炉传动系统对产品煅烧有影响的其实主要是高温下的陶瓷辊棒。

陶瓷辊棒对产品煅烧的影响因素主要是辊棒的弯曲变形。

正常情况下，辊棒受高温荷重与自身重力的作用，其中间部位随直线度向两端呈轻微下弯，然后在运转过程中向轴心方向作匀速运动，最终达到自我修复。

因此，对产品运行影响不大，此时窑炉中间的砖坯比两边行走稍快
如果窑内传热不平衡，辊棒周围温度场出现较大的梯度，使辊棒局部或上下受热不均匀，或因其本身在生产过程中内部致密度不一，此时辊棒的变形度加大，弯曲方向在运转过程中向轴心方向作非匀速运动。

因此，产品运行出现间隔差，而且随着窑长距离越长、窑宽距离越宽，程度就越明显。

此时，窑炉出来的产品运行混乱，且伴有尺寸不一、颜色差异等现像。

另外，在高温段产品还会出现边角上翘、下弯、蛇形等情况
随着窑炉工作面的增长、加宽，或产品规格的变大、增厚，或煅烧温度的提高，我们不仅要对应选择与之相匹配的长度、直径和间距的辊棒，而且对其抗高温软化（高温综合性变形）能力也要求必须提高。

当煅烧温度较高时（如抛光砖、瓷质仿古砖等），如果辊棒的高温荷重能力差，或辊棒直径偏小，这时辊棒就出现微软状态。

当负载砖坯或砖坯重量偏大时，其下弯的情况就更明显，而且在荷载运转中亦一直保持下弯直至所载砖坯过去才转向上方，如此往复。

这种现象又称“软轴效应”。

辊棒的这种变形会导致产品在煅烧后期处于高度软化状态时产生“前翘后弯”缺陷而且在窑炉烧成上很难进行大的修复。

除辊棒弯曲变形对产品在煅烧时所产生的上述影响外，另外其粘渣（俗称结痂）亦会对产品造成缺陷，限于篇幅不一一列举。

五、窑炉的管理及对传动系统日常维护的主要方法
对于窑炉的管理，由于各个企业的产品结构不同，所以对窑炉的重要性认识亦不一样。

有的厂家窑炉仅由联合车间主任一人兼职管理，有的厂家无论多少窑炉，专业管理者仅一人。

而有的厂家不但各个车间有窑炉（或称烧成）技术员，而且将窑炉单划为车间，并设主任职位，同时全厂还有专门的热工工程师。

因此，窑炉系统的管理和日常维护的方法就各不相同，归纳起来大致如下：
①定时定员对传动部件清洁保养。

如：给齿轮加润滑油，对松动移位的齿轮及时紧固和矫正。

②定时检查辊上辊下保温棉，注意随时添加。

③定期更换高温区辊棒，并及时打磨清渣和上保护涂层。

④操作工当班时勤巡窑，及时更换和清除窑上断棒。

⑤定期检查辊棒套筒上卡簧，定时对辊棒套筒总成添加润滑油脂，及时更换变形或损坏的卡簧，保证辊棒运转良好。

⑥及时调整或更换从动边辊棒头耐磨钢丝圈。

⑦定期检查窑炉传动水平位置，必要时予以校正。

⑧随时作好窑炉及周边环境的清洁卫生，保持窑炉外部无积尘和油污。

⑨窑炉升降温时严格按制定曲线进行规范操作。

对以上各条，各企业应制定针对性的管理制度。

同时，对于更换辊棒及对传动加油，应在窑炉显著位置分别竖立管理标示牌，应注明进行内容。

比如辊棒一项，应有“上次换棒时间、数量、规格、产地；本次换棒时间、数量、规格、产地；本次换棒负责人、换棒执行人、辊棒养护人”等。

对于设备巡检内容，除在烧成控制日报表上反应外，还需建立专门的巡检记录表，填写
完整后交专门部门由专人建档管理。

总之，各企业情况不同，相应的措施也应不同，但目的应一样，即“管好设备用好设备才能有好设备”！。