8间歇窑与电热窑炉解析
玻璃池窑分类
玻璃池窑的各种分类
玻璃池窑是最普通的一种玻璃熔窑。
由于配合料在这种窑的槽形池内被熔化成玻璃液，故名池窑。
一、根据熔制玻璃使用的热源可以分为：
1，火焰窑，以燃烧燃料为热能来源；
2电热窑，其以电能作为热能来源；
3，火焰电热窑，其以燃料为主，电能为辅。
二、根据熔制过程的连续性，主要分为：
1，间歇式窑，其玻璃熔制的各个阶段在窑内同一部位不同时间依次进行的，窑的温度制度是变动的；
2，连续式窑，其玻璃熔制的各个阶段在窑内同一时间窑不同部位依次进行的，窑的温度制度是稳定的。
三、根据烟气余热回收设备，主要分为：
1，蓄热式窑，即按蓄热方式回收烟气余热；
2，换热式窑，即按照热方式回收烟气余热。
四、根据窑内火焰流动的方向，主要分为:
1，横焰窑，即窑内火焰作横向流动，与玻璃流动方向垂直，我国大型玻璃窑多是此种形式；
2，马蹄焰窑，即窑内火焰作马蹄形流动，多在中，小型玻璃窑使用；
3，纵焰窑，即窑内火焰作纵向流动，与玻璃液流动方向相平行。
五、根据制造的产品，主要分为：
1，平板玻璃窑；
2，日用玻璃窑。
六、根据成型的方法，主要分为：
1，浮法玻璃窑；
2，平拉玻璃窑；
3，垂直引上玻璃窑。
七、按生产规模分类
以上玻璃池窑，我国基本上都采用火焰池窑。
现代窑炉分类、节能的原理及烧成操作
现代窑炉分类、节能的原理及烧成操作能源紧张已制约世界经济和中国经济的发展，陶瓷行业作为耗能大户行业之一，如何节能降耗不单是为国家考虑，为我们的子孙后代考虑，也是我们行业自身求生存求发展的迫切需求。
陶瓷整个生产过程，烧成成本占去总成本30％以上，二次烧成、三次烧成的成本更高。
降低烧成成本就是降低了生产总成本，我们陶瓷行业已进入微利时代，如果在烧成成本上降低10～20％以上，那么我们工厂可能增加2～6％以上的利润空间。
在烧成成本上降低20％以上有可能吗？我的回答是肯定的，对潮州大部分陶瓷工厂窑炉能耗还相当的高，窑炉节能的潜力还很大。
今天我所要讲的是现代窑炉节能原理，也就是说现在哪种类型的窑炉最节能，确定了窑型后怎样建造这座窑可以达到最佳的节能效果。
一、陶瓷窑炉分类1、按构造型式分：梭式窑、隧道窑、辊道窑、推板窑、圆型（转盘窑）、钟罩窑。
2、按供热方式分：煤窑、柴窑、电窑、燃气窑。
煤窑、柴窑已被淘汰，清洁能源窑炉（电、燃气）已走向成熟及发展阶段。
3、按烧成温度分：高温窑、中温窑、低温窑。
实际上我们现在有一些窑已经把窑炉构造，供热方式，烧成温度全概括出来了，如八立方高温燃气梭式窑、双板燃气式中温辊道窑、电热辊道烤花窑、电热网带烤花窑等。
二、各种窑炉的适用范围及节能比较1、梭式窑。
间隙式生产窑炉，适合小批量多品种生产，由于生产的灵活性，现在很多中小陶瓷瓷厂都还采用这种窑炉。
但由于是间隙式，窑壁、台车要吸热消耗能量，总的比较起来耗能相对较高，但通过窑炉设计和制造者的努力，比如采用高速燃烧机快速烧成，采用轻质耐火保温材料减少窑炉蓄热，有的快速烧成梭式窑已达到与旧有隧道窑相媲美的节能效果。
2、隧道窑。
故名思议，它的窑体像隧道。
其实广义上的隧道窑包含辊道窑、台车式隧道窑、推板窑、转盘窑都属于隧道窑的范围。
狭义上的隧道窑。
我们仅指台车式隧道窑，但潮式叫法叫推板窑，五年前在潮州听到真把我搞糊涂了，事实上我要说明一下，推板窑是耐火板直接承载在耐高温的导轨上，（如刚王砖导轨或刚玉球导轨能原地滚动）耐火板一块接着一块，由于受耐火板承载推力所限制，一般不长，长则二十米，短则几米，一般烧成高温粉末或特种陶瓷，日产量不大。
陶瓷烧成制度及材料
工业窑炉对耐火材料性能的要求：
1.有足够的耐火度，在最高使用温度下不发生熔化或软化; 2.在最高使用温度下，具有足够的高温机械强度; 3.在高温下体积稳定; 4.温度急剧变化时不发生破裂和剥落; 5.在高温下能承受炉内气氛或材料的侵蚀; 6.在高温下有良好的绝缘性能; 7.能保温，使向外界散失的热量较少。
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耐火材料的主要性能：
A、 耐火度 定义：耐火材料抵抗高温而不变形的性能叫 耐火度。 加热时，耐火材料中各种矿物组成之会发生 反应，并生成易熔的低熔点结合物而使之软 化，故耐火度只是表明耐火材料软化一定程 度时的温度。
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应该注意的是：耐火度并不能代表耐火材料 的实际使用温度。因为在实际使用时，耐火 材料承受一定的机械压力，故实际使用温度 比测定的耐火度低。
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D、抗化学腐蚀性 耐火材料在高温下抵抗炉渣侵蚀的能力。 影响材料抗渣性的主要因素有： （1）炉渣化学性质 炉渣主要分酸性渣和碱性渣。 （2）工作温度 温度在800～900℃时，炉渣对材料的侵蚀作 用不显著， 温度达到1200～1400℃以上时，材料的抗渣 性大大降低。
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E、高温体积稳定性(残余收缩或膨胀、重烧收缩或膨胀) 指材料在高温下长期使用时，体积发生不可逆变化（收缩 或膨胀）的性能，通常以残余收缩或膨胀来表示。 一般规定残余收缩或膨胀不超过0.5~1.0%。
二、陶瓷窑炉分类
1、按工作方式分类 （1）间歇窑（倒焰窑、抽屉窑、钟罩窑、电炉等）
▲优点：生产灵活，适合多品种小规模的生产 ▲缺点：产量低，能耗高 （2）连续窑（窑车隧道窑、辊道隧道窑、推扳隧道窑等） ▲优点：产量高，能耗低，适合少品种大规模的产品生产 ▲缺点：生产不灵活。
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2、按热源分类 （1）火焰窑——常用于普通陶瓷工业
电热窑炉
第六章 陶瓷工业窑炉
6.4 窑炉热工量和自动调节 二、炉温控制技术
1、炉温自动控制方式和控制系统
2) 炉温控制系统 利用测温仪表与自动化装置组成一个自动控制系统实现。
定值调节系统：要求炉温控制在预先给定的数值上的控制 系统。
系统主要由调节对象(炉温)、检测元件(测温仪表)、调节 器和执行器等四大环节组成，
第六章 陶瓷工业窑炉
6.4 窑炉热工量和自动调节 一、炉温测控技术 1、炉温测量技术
补偿导线是一对化学成分不同的金属线，在 0～100℃范围内与其配 接的热电偶具有相同的温度一热电势关系。
选用补偿导线注意事项 ① 要选用相对应的补偿导线与热电偶进行配接； ② 补偿导线与热电偶连接端的温度应低于100℃； ③ 补偿导线的正极必须连接热电偶的正极，负极连接负极。
6.3 电热窑炉 4、电阻炉的安装与使用
(2) 电阻炉的使用 (a) 一组接成星形(Y)，另一组切断不通电，相当于17％的功率。 (b) 两组都接成星形(Y，Y)，相当于33％的功率； (c) 一组接成三角形(Δ)，另一组切断不通电，相当于50％功率； (d) 一组接成三角形(Δ)，另一组接成星形(Y)，相当于67％功率； (e) 两组都接成三角形(Δ ，Δ )，相当于100％功率；
6.3 电热窑炉 3、电阻炉用电热体 (1) 电热体的基本性质 ① 电热体的发热温度要满足工艺要求。 ② 电热体要具有较高的比电阻和较小的电阻温度系数。 ③ 电热体的化学稳定性要好。 ④ 电热体要具有良好的机械性能。 ⑤ 电热体的热膨胀系数不能太大。 ⑥ 电热体材料要取材容易，价格合理。
第六章 陶瓷工业窑炉
第六章 陶瓷工业窑炉
6.3 电热窑炉
一、 电热窑炉特点
(1) 热效率高； (2) 产品质量高,能够选择气氛焙烧； (3) 设备简单，占地面积小； (4) 无局部高温，温度场均匀； (5) 操作简单，环境清洁，； (6) 附属电器设备比较复杂，购置费用和维护费用较高； (7) 有些电热元件要在一定的保护气氛下使用。
间歇式窑
（3）倒焰窑窑顶
倒焰窑一般都采用拱顶，其上常开若干冷却孔，升温时封 闭，快速冷却时打开。
（4） 倒焰窑窑墙 窑墙与窑顶构成窑体。设计时既要考虑有足够的机械强度， 又要考虑其蓄积和散失的热量尽量减少。
6.2 间歇式窑
一、倒焰窑
1、倒焰窑结构
（5）倒焰窑的燃烧室、挡火墙和喷火口 A、燃烧室 凡以固体燃料(主要为煤)和液体燃料(主要为重 油)烧成的倒焰窑都需要设置燃烧室，但燃油时无需炉篦与灰 坑。燃气倒焰窑可以不设燃烧室，将煤气与空气混合后由窑 墙上的通道直接喷入窑内燃烧。 B、挡火墙 作用：使火焰具有一定方向与流速，合理地送至窑内，
D、烟囱
6.2 间歇式窑
一、倒焰窑
1、倒焰窑结构
（7） 吸火孔、支烟道、主烟道和烟囱
6.2 间歇式窑
一、倒焰窑
2、倒焰窑工作原理
6.2 间歇式窑
一、倒焰窑
2、倒焰窑工作原理
A、气体垂直分流法则 ：在几何压头起主导作用 的条件下，当气体被冷却(制品被加热)时，应自上 而下流动；当气体被加热(制品被冷却)时，应自下 而上流动。
B、压力控制：对梭式窑内压力进行自动控制，在烧成全 过程窑内可具有一个较为固定的压力值。 C、气氛控制：燃料燃烧情况是通过煤气、一次空气联动 调节进行的，这种联动调节控制可使燃烧在任何情况下都处
于完全燃烧状态，使火焰呈中性，α＝1。
6.2 间歇式窑
三、钟罩窑
由窑墙、窑顶构成的整体，形如钟罩、并可移动的间歇窑。
6.2 间歇式窑
一、倒焰窑
1、倒焰窑结构
（2）倒焰窑窑高与直径(或宽度) A 窑高 决定窑高的因素：制品在烧成过程中所允许的负荷、即 高温荷重、沿窑高温度分布的均匀性、是否方便装卸制品等。 B 直径(或宽度) 窑的直径(或宽度)根据窑的横截面上温度均匀性决定
6-间歇式窑炉(2)解读
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DCS计算机集散控制系统的主要特点有：
①具有功能强和可靠性好等特点。②能进行双向通 讯，带打印机可打印实时烧成工艺参数及储存的工 艺曲线。③可以菜单选项方式实现各种功能的选择。 ④可完成对工艺曲线的总设定和修改。⑤软件可实 现动态管理，对各区的给定、实测、偏差、控制状 态进行适时显示与监控，并用功能键提示操作。⑥ 可实现各区烧成制度的自动调用并实时显示。⑦可 实现窑炉动态显示各烧嘴的燃烧状态及窑炉系统各 检测控制参数值。⑧查看一年时间任一工艺曲线记 录情况。
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窑门：由莫来石隔热砖、硅酸铝纤维及钢板 外壳组成。窑门采用浮锚式钩挂结构。窑门 放置在窑门框上，窑门框与窑体框架联成一 体。窑门内外两测温度相差较大，窑门框要 留出不均匀膨胀的余地。 窑门开闭：垂直或倾斜升降；平面旋转至一 侧开闭或两侧开闭；整个窑门与窑体分离然 后向一侧滑或做成窑门车等多种方式。
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烧制大型棒型电瓷几种间歇窑的比较
序 号 1 2 项 窑容积/ m3 燃料 目 旧式 倒焰圆窑 80 重油 国产 梭式窑 80 发生炉 冷煤气
Bickley 梭式窑 64
发生炉 冷煤气
3
4 5 6 7
烧成周期/h
窑具与产品质量比 保温阶段温差/º C 年产量/（t/年） 烧成合格率/%
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日本高沙梭式窑
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德国RIEDHAMMER公司梭式窑 （瑞得哈姆）
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美国SD宽截面梭式窑
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意用 大来 利烧 吊成2
意大利Colt公司卫生陶瓷梭式窑剖面
返回4
ccl-窑炉工艺学-间歇窑
耗又增加了，而贝冷窑的时间也相应增加，从而使整个烧成
周期延长。同时，窑过大过高，匣钵负荷增加，容易发生倒 窑事故。
第5章 间歇窑
5.1 倒焰窑
(三)容积 窑的容积大，产量大，单位容积所占有的窑墙表而积比 容积小的窑为少。所以，相同数量的制品在大窑内烧成时， 通过窑墙散失的热量以及窑墙吸收的热量都较少。因此，以
第5章 间歇窑
5.3 电热窑炉
二、分类
按电能转变为热能的方式分为：
• 电阻炉：电流通过导体，由于导体的电阻而发热的一种电热 设备。
• 感应炉：由于电磁感应作用在导体内产生感应电流，此电流
因为导体的电阻而产生热能的一种电炉。 • 电弧炉：由电弧产生热量的电加热炉。 • 电子束炉：利用高速运动的电子能量作为热源来加热的电炉。 • 等离子炉：利用电能所产生的等离子体的能量来加热的电炉。
第5章 间歇窑
5.1 倒焰窑
2、挡火墙：使火焰具有一定的方向，合理地送至窑内，且能
防止一部分煤灰入窑沾污制品。一般比窑底高0.5-1.0m左右。
(1)太高，把火焰全部送至窑顶，甚至集中在窑的最顶点，只 靠火焰由顶部向下流动时把热量传给制品，造成上下温差大，
上部制品过烧下部生烧；
(2)太低，火焰大部分不到窑顶，而直接进入窑的下部，使窑 的上部温度低，下部温度高。
第5章 间歇窑
5.1 倒焰窑
(三)容积 窑的容积就是指烧成室的大小。烷成室是窑的主体，它 的大小是设计一座倒焰应该首先考虑的因素，其余的结构尺 寸，都与它有关。决定窑容积时，应考虑制品的工艺要求，
工厂的生产规模，窑内温度的均匀性，使用燃料的性质、烧
成时间与温度，匣钵柱高度，窑的周转率以及建筑费用，厂 房布臵等因素，要根据这些因素来综合决定。
8间歇窑与电热窑炉教程
SDUST
陶瓷窑炉与设计－－－－第五章
（3）镍铬合金
电热窑炉
熔点随合金成分改变，约在1400℃，在1100℃以下的炉子 均可以使用镍铬合金为电热材料。
最大的优点是高温下不易氧化。因为在其表面生成氧化 铬薄膜，起保护作用。
比电阻为1.11Ω·mm2/m，电阻温度系数为(8.5-14)×10－5， 所以当温度升高时，电功率较稳定。 高温强度较高，塑性和韧性较好，易加工成型，可绕制 成各种形状的电热元件。镍是比较稀少的金属，综合考虑在 电热元件中节省镍和不用镍是比较好的选择
30~40
179 3~3.5
10
92 0.45~0.5
<5
6 7
8
年产量（t/年） 烧成合格率（%）
单位热耗量 （MJ/kg产品）
300 <50
84
336.7 92.7
58.8
737.8 96.7
43.5
SS DU US ST T
陶瓷窑炉与设计－－－－第四章 4.3梭式窑
间歇窑
梭式窑特点
适应性强－可根据不同产品的工艺要求改变工艺制度
大的地方 吸火孔多是圆形孔，以免产生局部回流
SS DU US ST T
陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
支烟道和主烟道
间歇窑
支烟道连接吸火孔和主烟道，主烟道是连接支烟道和烟囱
的。 为使烟囱对窑内各吸火孔的抽力基本相同，支烟道一般设 计成“非”字形和蜘蛛网等对称形。 在设计烟道时，希望烟气的流动阻力主要集中在吸火孔上， 有利于主烟道上闸板对窑内抽力大小的调节。 面积：吸火孔<支烟道<主烟道＝烟囱
多数采用电窑。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第五章
现代窑炉
一. 窑炉的关键指标
1.
烧成温度：又称“火候”。烧成陶瓷 制品所需的温度。依据质地不同而有所 差别。 • 700-1000℃ 陶器
瓷器
• 南方：1100-1350℃ • 北方：1200-1380℃
烧成温度对陶瓷器的影响
“正烧”：陶瓷在焙烧时，器物不变形而且
胎体充分烧结，釉层玻璃化完全。 “过烧”：陶瓷在焙烧时，因温度过高而变 形。 “生烧”：陶瓷在焙烧是，温度偏低而胎体 未能完全烧结，釉没有玻璃化。
火焰颜色为橙色时，温度大约在900-1000 ℃，
呈黄色时，大约1000-1200 ℃，
呈白色时大约在1230-1450 ℃；
窑内火呈蓝色时1450 ℃之上。
第二节
陶瓷烧成
陶瓷烧成技术：
借助窑炉、窑具和燃料加热陶瓷生
坯，在受热过程中物料本身经过物 理化学反应达到各种程度的致密化 烧结的技术。 窑炉结构和窑具种类以及装烧方法 是影响成品质量最关键因素之一。 三大要素：土、水、火。
古代许多著名陶瓷如唐三彩、耀州瓷胎均经过素 烧后再施釉。 采用熔点较低的釉时（精陶、骨灰瓷等），为使 坯体达到较好的烧结程度，先将生坯在较高温度 （1200～1500℃）下素烧，施釉后再用较低温 度（950～1050℃）釉烧。
2. 釉烧
gloat firing
经素烧后的坯胎，再上釉，经900~1000℃ 以上烧成，使釉子全部熔融，成为釉烧。
与传统的间歇式窑相比较，连续式窑具有连续
操作性，易实现机械化，大大地改善了劳动条件
和减轻了劳动强度，降低了能耗等优点。
隧道窑始于1765年，当时只能烧陶瓷的釉上彩，到了 1810年，有可以用来烧砖或陶器的，从1906年起，才用 来烧瓷胎。
陶瓷工艺学--8 烧成-09.10
这些碳素和有机物加热即发生氧化反应：
C（有机物）+O2
350º C
CO2
C（碳素）+O2
2H2 + O2
600º C
CO2
2H2O
250~ 920º C
S + O2
2CO+O2
SO2
2CO2
这些反应要在釉面熔融和坯体显气孔封闭前
结束。否则，就会产生烟熏、起泡等缺陷。
2. 硫化铁的氧化 FeS2+O2
1. 升温速度的确定
A.低温阶段：升温速度主要取决于坯体入窑时的 水分。
如果坯体进窑水分高、坯件较厚或装窑量大，则升
温过快将引起坯件内部水蒸气压力增高，可能产生开 裂现象； 对于入窑水分不大于1%～2%的坯体，一般强度也 大，在120℃前快速升温是合理的；对于致密坯或厚胎
坯体，水分排除困难，加热过程中，内外温差也较大，
3MgO4SiO2H2O
600~ 970º 3(MgOSiO )(原顽火辉石)+ SiO +H O C 2 2 2
蒙脱石脱水：
Al2O34SiO2nH2O
Al2O34SiO2+nH2O
5. 晶型转变
石英在573℃时， -石英迅速地转变为 -石英， 体积膨胀0.82%；在870℃-石英缓慢地转变为 -鳞石 英，体积膨胀16%。石英晶型转变造成的体积膨胀， 一部分会被本阶段的氧化和分解所引起的体积收缩所 抵消。如果操作得当，特别是保持窑内温度均匀，这 种晶型转变对制品不会带来多大的影响。 由粘土脱水分解生成的无定形Al2O3，在950℃时 转化为-Al2O3。随着温度的升高，-Al2O3与SiO2反应 生成莫来石晶体。
（三）高温玻化成瓷阶段 （从950℃到最高烧成温度）
间歇式窑炉
a、b通道内温度均匀分布的条件： hs1，a -hs2,a= hs1，b -hs2，b 即：⑴气体自上而下流动时 hg2，a+hl1→2，a= hg2，b+hl1→2，b ⑵气体自下而上流动时 hg2，a-hl2→1，a= hg2，b-hl2→1，b 两通道内温度的均匀性取决于hg2与hl ①当hg2＜＜hl时，温度分布与气流流动方向无 关， 若hl，a= hl，b，a、b通道温度均匀； ②当hl 与hg2 相差不大时，温度分布同时取决于 hl 与hg2；
形状：多是圆形孔，以免产生局部回流现象。每个孔的直 径一般为60-100mm，但要设计异型砖砌筑窑底。也可 用标准直型砖砌窑底，按需要留出矩形（或方形）的吸 火孔。
支烟道——连接吸火孔与主烟道。最好砌成蛛网 型或“非”字型。窑底中心一垂直烟道与主烟 道相连。总面积应大于吸火孔的总面积。 主烟道——连接支烟道和烟囱，其截面积应大于 或等 于支烟道的总面积，总长度一般10～18m，但 不应超过烟囱的高度。烟道闸板的位置应适当， 离窑炉稍远一点，以免烧坏。 烟囱——连接主烟道，抽出烟气。最好两座窑共 用一个烟囱，交替使用，使烟囱长期处于热的 状态，一直使烟囱具有足够的抽力。
间歇式ห้องสมุดไป่ตู้炉
间歇窑的分类
• 间歇式窑 倒焰窑(down-draft kiln) —传统式窑 梭式窑(shuttle kiln) 钟罩窑等（bell kiln) 新式窑炉 半隧道窑 蒸笼窑
优点：占地面积小，投资省，烧成制度灵活， 窑内温度均匀。 缺点：自动化程度低，产量低，能耗高。
工作原理
由上而下流动——“倒焰”方式。有利 于窑内横断面上温度的均匀分布。 原理：垂直分流法则: —当窑内热气体由上而 下流动，冷气流由下而 上流动时，靠几何压头 的作用，自动调节窑内 温度，使其均匀分布的 特点。
陶瓷间歇式窑炉
二、燃烧设备 • （一）燃烧室（火箱） • （二）挡火墙及喷火口
通风设备 • 吸火孔：
• • • •
相当于隧道窑排烟口，设在窑底。 烟道： 主烟道，支烟道 烟囱
倒焰窑的工作原理
• 一、窑内气体流动 • 烧嘴燃烧时产生的热烟气 由于浮力大于重力,受几何 压头的作用由窑的两侧上 升至窑顶；遇到窑顶的阻 碍后又受到烟囱的抽力作 用被迫通过制品间的空隙 向下流动,形成倒焰式的流 动。
（一）窑内气体的运动力 • • • • 自然通风的倒焰窑： 热气体上升过程的几何压头H1（ρa-ρ1）——动力 热气体下降过程的几何压头H2（ρa-ρ2）——阻力 燃烧产物喷出速度小，窑内气体流速小于隧道窑，燃烧产物 的动压头、料垛阻力等所损耗的压头很小 • H1>H2 • 因此 • 燃烧气体上升至窑顶的几何压头所转变的正静压头能够克服 气体在窑内流动时的全部阻力。
间歇式倒焰窑结构示意图 1.窑室；2.燃烧室；3.档火墙；4.喷火口；5.吸火孔； 6.支烟道；7.主烟道；8.窑门；9.窑孔顶； 10.窑箍；11.看火孔（也可作取样孔）
三、梭式窑（shuttle kiln）
梭式窑结构示意图 1-窑室；2-窑墙；3-窑顶；4-烧嘴； 5-升降窑门；6-支烟道；7-窑车；8-轨道
四、钟罩窑（bell kiln）
新型间歇窑的特点
• （1）在窑外装卸制品，劳动强度低，劳动条件相对较好； • （2）采用新型烧嘴，加强窑内传热，烧成周期短； • （3）采用高温轻质隔热材料砌窑，窑体蓄热量小； • （4）实现自动控制。 • 生产经济指标可以和现代隧道窑相比拟。
一、窑体（圆形，矩形）
（二）窑内压强分布 • 自然通风的倒焰窑：燃烧产生的热气体上升至窑顶时几何压
间歇式窑有哪些优缺点
间歇式窑有哪些优缺点？它有哪几种燃烧方式？目前，我国烧瓷器所采用的窑，有一部分还是间歇式的。
间歇窑乃是单独式的，在每次烧成以后，就停止烧火，而使其冷却。
关于烧成温度和烧成时间，在相当范围内，每次可以随意变更，而产量也可以伸缩自由。
其特点是：全窑在同一时间内，进行相同的操作，如：装窑、烧窑、冷窑、出窑等。
其最大优点是能任意变换烧成的操作规程来适应一批新的产品，这一特点对煅烧美术瓷、工业瓷非常重要。
间歇式窑的主要缺陷是：1、窑中逸散的烟道气，带走大量的热量，因此使窑中的热效率降低，约低于轮窑或隧道窑的一半左右；2、窑中的加热情况和烧火的气氛情况变动无常，很难控制和调节，容易产生废品；3、操作条件较繁重，工序较复杂；4、装窑和出窑过程不可能完全机械化，因而不可能最有效地利用时间，降低劳动强度，提高生产率。
间歇窑有以下几种燃烧方式：1、升焰式。
在窑室底下燃烧，火焰向窑内上部进行，由窑顶出去。
这种窑，虽然容易排除窑内制品的湿气或其它有害气体，并且容易发生高热，但是加热不均，尤其是下部温度很高，对于热的利用也不经济。
所以，这种方式用的很少。
2、倒焰式。
火焰由下部上升，而又由上部下降，进入窑床上的吸火孔，经过烟道，向烟筒出去。
这种方式的窑，在热的利用上比较好，温度也容易均匀，如景德镇许多瓷厂保留的煤烧倒焰窑就属此类。
3、半倒焰式。
火焰由前方上升，而倾斜地由后方下部向烟筒出去。
窑内温度不容易均匀，只可分别装入烧成温度不同的制品（例如河北邯郸的彭城窑和山东的博山窑）。
4、平焰式。
火焰略呈水平进行，由窑内后方向烟筒出去，窑内温度不均匀，也只可分别装入不同的制品（例如江西景德镇的柴窑）。
第四章陶耐工业窑炉间歇窑
＊喷火口 挡火墙与燃烧室上部窑墙之间的空间。合
理的截面积是炉篦水平面积的1/4～1/5，过 大会导致火焰喷出速度小，达不到窑顶中心； 过小会造成阻力大，易烧坏燃烧室及炉箅。 ＊窑门
一般1～2个，用于装卸制品。较大的窑 门高:宽= 1.8m : 0.8m。
四、燃气倒焰窑
以天然气或石油液化气为燃料，具有以下优点： ＊干净燃烧，不含硫黄成份，无碳灰等造成的产 品污迹，对产品的品质有较大提高。 ＊由于燃气燃烧器的调节比例非常大．所以温度 和气氛的调整非常容易，使烘烧时间缩短，操作更加 合理。 ＊能自由选择燃气压力，自动控制简便可行，燃 烧效率和生产效率高。 ＊操作清洁，不会因煤烟等引起环境问题。
4）冷却系统：包括助燃风机、急冷、缓冷风机、窑尾冷却 风机及相应的管道系统；
5）传动系统：包括辊子及驱动装置、窑炉的进、出窑机构 及必要的储坯系统；
＊为了保证辊子的平直度，直径一般为25-60mm，长度为1500-3500mm，辊间应有一定 间距，便于热气流通过。
＊辊道窑在正常工作时，制品至少应由三根辊子支撑，制品长度与辊距比一般>2.5，辊 距过长，产品易变形。
４、经济效益高：辊道窑占地面积小，结构简单，建造快（一 般不超过三个月），因而见效快，经济效益十分明显。 5、使用的燃料为清洁燃料环境污染程度降低。
二、工作流程：
三、辊道窑的结构（单层结构的辊道窑）
１）窑体：窑墙、窑顶、窑底
2）燃烧装置：主要由烧嘴、燃料供应设备及管线组成；
现代辊道窑广泛使用是烧气体燃料（天然气、发生炉煤气等）的 明焰裸烧式和烧轻质柴油的明焰裸烧式。烧嘴在窑墙两侧，垂直、水平 交错排列。
窑炉烧成原理
窑炉烧成原理窑炉烧成原理一、引言窑炉是一种用于加热和处理物料的设备，它广泛应用于陶瓷、水泥、玻璃等行业中。
窑炉的主要作用是将原材料进行高温处理，使其形成所需的化学和物理特性，从而得到所需的产品。
二、窑炉分类根据不同的加热方式和工艺要求，窑炉可以分为多种类型。
其中最常见的有：1. 间歇式窑：在一个完整的生产周期内，物料只进入和出离开一次。
例如陶器制造中使用的龙窑。
2. 连续式窑：物料在一个连续流动的过程中进行加工和处理。
例如水泥生产中使用的回转窑。
3. 电阻加热式窑：使用电阻线圈或电极将电能转化为热能进行加热。
4. 燃气加热式窑：使用天然气或液化气等作为能源进行加热。
5. 燃油加热式窑：使用柴油或重油等作为能源进行加热。
三、原理介绍1. 物料预处理在进入窑炉之前，物料需要进行预处理。
这包括研磨、混合和筛分等步骤，以确保物料能够均匀地进入窑炉并得到充分的加热。
2. 窑内加热窑炉内部的加热方式取决于窑炉的类型和工艺要求。
在间歇式窑中，通常使用木材或天然气等作为能源进行加热。
在连续式窑中，通常使用液化气或重油等作为能源进行加热。
3. 物料变化在高温下，物料会发生一系列的化学和物理变化。
例如，在水泥生产过程中，原材料经过高温反应后会形成新的化合物，并逐渐硬化成为水泥。
4. 窑外冷却在窑内完成加工后，物料需要进行冷却。
这可以通过将其从窑内取出并放置在冷却设备中进行实现。
此时，物料仍然处于高温状态，并且需要逐渐降温才能达到所需的硬度和强度。
四、影响因素1. 温度：不同类型的物料需要不同的加热温度才能达到所需的化学和物理特性。
2. 时间：物料需要在适当的时间内进行加热和处理，以确保其能够达到所需的硬度和强度。
3. 窑炉类型：不同类型的窑炉对物料的加工方式和工艺要求有不同的影响。
4. 物料特性：不同类型的原材料具有不同的化学和物理特性，因此需要针对其特点进行相应的处理。
五、结论窑炉是一种重要的加工设备，广泛应用于陶瓷、水泥、玻璃等行业中。
窑炉大体知识
窑炉有哪些按煅烧物料品种可分为陶瓷用窑炉、水泥窑、玻璃窑、搪瓷窑等。
前者按操作方式可分为梭式窑炉半持续窑和间歇窑。
按热原可分为火焰窑和电热窑。
按热源面向坯体状况可分为明焰窑、隔焰窑和半隔焰窑。
按坯体运载工具可分为有窑车窑、推板窑、辊底窑(辊道窑)、输送带窑，步进梁式窑和气垫窑等。
按通道数量可分为单通道窑、双通道窑和多通道窑。
一样大型窑炉燃料多为重油，轻柴油或煤气、天然气。
窑炉通常由窑室、燃烧设备、通风设备，输送设备等四部份组成。
电窑多半以电炉丝、硅碳棒或二硅化钼作为发烧元件。
其结构较为简单，操作方便。
另外，还有多种气氛窑等。
窑炉结构是不是合理，选型是不是正确，直接关系到产品的质量，产量和能量消耗的高低等，是陶瓷生产中的关键设备。
窑炉结构●间歇式窑炉能耗大，产量较低，排烟温度在６００℃～８６０℃。
阻碍梭式窑内温度场均匀性的关键因素：①采纳新型烧嘴，如：等温烧嘴，脉冲烧嘴，高速烧嘴。
②调整烧嘴的布设，③改善码坯的放置，④合理布设烟道，⑤关于梭式窑，余热利用，⑥选择适当的温度检测点和操纵方式。
●持续式窑炉①隧道窑温差大，专门是预热带；窑墙、窑车蓄热量大，能耗高２４００－１２０００×４．１８ｋＪ／ｋｇ产品；采纳一些新技术能耗可降至１１００－５２００×４．１８ｋＪ／ｋｇ。
采纳新技术：无匣裸烧，轻质保温，轻质窑车。
存在关键问题：还原烧成气氛的检测与操纵②辊道窑●能耗较低：最低可达２００－３００×４．１８ｋＪ／ｋｇ产品；●产量大：窑长２２０ｍ以上，墙地砖产量１００００ｍ２／ｄ以上；●合理操纵雾化风压和助燃风量●合理调剂排烟风机，抽热风机的抽出量●合理设置挡火墙，挡火板●延长烧嘴或延长火焰的长度″引火归心″●在结构上，将全窑平顶或全窑筑拱的结构改造为烧成带筑拱的结构，可有效的减少断面温差。
窑炉的检修及保养窑炉整体的检修和保养不可忽略，这关系到窑炉生产能力的大小，可否使窑炉达到设计产量，和生产出的产品是不是符合要求等。
工业窑炉概述
13
(二)晶型转换
天然矿物一般均呈低温晶型，烧成时就 会转变成高温晶型。 在转换温度下，有的产生可逆的急剧变 化，如β α型之转换；
有的成非可逆的迟钝型转换。 这些转换伴有显著的体积膨胀或收缩， 如果使用会发生这类变化的原料时，在烧成 过程中，必须使其变成稳定的高温晶型。石 英就是最好的例证。
14
3
(一)分解反应(热分解)
热分解是由氢氧化物、碳酸盐等所组成 的原料，在加热到一定的温度时，逸出其 中的水分或CO2的过程。分解后所得为无水 物或氧化物。分解反应为吸热反应。 高岭石(Al203· 2SiO2· 2O)、 2H 水铝石(Al203· 2O)、 H 叶蜡石(A12O3· 4SiO2· 2O)、 H
分<0.5%)，脱水温度提高到700℃，只需
几分钟就可以达到完全脱水的程度。
将高岭石的温度再升高，至980℃左右，
遂发生放热反应而开始生成莫来石
(3A1203· 2SiO2)并发生明显体积收缩。所
以应将70%左右的粘土先行煅烧成熟料，
促使其体积安定后再加工制砖。
7
碳酸盐、硫酸盐类矿物在500~1000℃进行 分解反应，成为多孔质的氧化物：
15
(四)、烧结
粘土类及其他原料的烧成制品，在烧成过程中
的固结现象皆称为烧结。烧结的目的是把粉状物 料转变为致密体。
烧结的形式大致可分为二种：
一种是坯料在高温下形成共熔物，然后降至低
温时生成玻璃相或结晶相而烧结，这种烧结称为
液相烧结。如一般陶瓷器坯体、水泥熟料和耐火 制品的烧结；
16
另一种是原料粉末加压成型、加热烧结， 烧结时并无液相生成，此类烧结称固相烧 结。如粉末冶金，氧化铝、氧化铁等的烧 结。
热工 第七章 间歇窑
（二）窑墙、窑顶、窑门 1、窑墙 窑墙厚—积热多—能耗大，当制品冷却时， 砌体聚的热又传给窑室，使制品的冷却受 到阻碍。减少砌体的厚度，可减少积聚之 热，但砌体太薄时，向外界散热量也增加。 窑墙总厚度为0.8～1.2m， 其中内层粘土质345 m m； 外层红砖490mm； 中间为轻质砖115～345mm。
二、燃烧设备 （一）燃烧室（火箱） 烧煤、油：设置燃烧室，在加煤口上安装油 烧嘴即可。 烧煤气：可不设燃烧室，煤气和助燃空气 混合后直接由窑墙上的通道喷火窑内进行燃 烧。
燃烧室的大小，直接采用生产经验数据， 根据每10m3窑的容积应具备的炉栅面积确 定，见表2-3。
一般设置10个以内的燃烧室 炉栅面积：0.5～1.5m2/个。 燃烧室的间距：一般在2～3m，圆窑取大的数值， 矩形窑则取小的数值，甚至为1.5m。 接近窑门处的燃烧室间距应适当小些，或是燃烧室 的炉栅面积、燃烧室的空间稍大些，以保证窑内温 度的均匀。
低温氧化阶段时，控制煤层薄些，加煤间隔时 间长些。 高温还原阶段时，则控制煤层厚些，加煤间隔 时间短些， 块煤600～700 m m，细小碎煤、 200～300 m m左右。
第三节
新型间歇窑
窑外装、卸制品， 采用高速调温烧嘴， 应用高温轻质隔热材料砌窑 烧窑操作自动控制 新型梭式窑、钟罩窑等。
一、梭式窑（抽屉窑） 图2－5 （一）梭式窑的结构 窑车式的倒焰窑，结构与矩形倒焰窑基本相同。 烧嘴：在两侧窑墙上，一层或数层烧嘴； 窑底：砌筑在窑车钢架结构上； 窑底吸火孔、支烟道：设于窑车上，窑墙下部的烟 道和窑车上的支烟道相连接； 推车设备：卷扬机或其它牵引； 密封：窑车之间以及窑车与窑墙之间曲封和砂封。
（1）在窑外装、卸制品，减轻了劳动强度， 改善了劳动条件； （2）采用了高速调温烧嘴，加强窑内传热， 缩短了制品的烧成时间，从而增加了窑的 产量，降低了单位制品的燃料消耗；
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质量。
（5） 采用换热装置充分利用烟气余热来预热助燃风，提 高燃烧效率并降低窑体的热散失。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
4.2 倒焰窑
间歇窑
4.2.1
倒焰窑的流程与结构
窑体 燃烧设备 通风设备
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
矩形窑和圆窑的比较 1）圆窑比矩形窑温度更易均匀。
间歇窑
2）窑式容积在相同的条件下，圆窑比矩形窑有较少的窑墙 侧面积及较少的砌筑砖体积，圆窑窑体向外界散失和积聚 的热量比矩形窑少，即单位制品的燃料消耗量相应较少。 3）圆窑的直径增至很大时，增加了每个火箱所控制的加热 范围，因而增加了窑内横截面上的温差。而矩形窑可以在 窑宽不变的条件下，通过加长窑的长度来增大窑的容积。 100m2 4）圆窑砌筑要用大量的异形砖，尤其窑顶是一个球缺形， 砖形复杂，砌筑更为困难。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
间歇窑
CERIC THERMIC 钟罩窑 （液压顶起窑车）
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
间歇窑
美 国 贝 克 莱 公 司 钟 罩 窑 采用烟道式预热系统的高温钟罩窑， 可用1760º C温度烧成高纯度的氧化铝。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
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陶瓷窑炉与设计－－－－第五章
电热窑炉
钼在1400℃时，其电阻比室温时电阻大8倍多，所以钼丝炉 必须有调节范围很宽的调压装置。 钼可以制成丝状、带状或棒状。因为钼的性质很脆， 不容易加工成型成螺旋状。一般钼丝聚成一束在炉膛四周 竖绕，或捣打在刚玉管中。钼丝经高温使用后由于再结晶 变得更脆，所以不能重复使用。 ②化学性质 耐酸的腐蚀性强，但易被氧化；在任何温度下，不与纯氢、 氩、氦反应。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第五章
（3）镍铬合金
电热窑炉
熔点随合金成分改变，约在1400℃，在1100℃以下的炉子 均可以使用镍铬合金为电热材料。
最大的优点是高温下不易氧化。因为在其表面生成氧化 铬薄膜，起保护作用。
比电阻为1.11Ω·mm2/m，电阻温度系数为(8.5-14)×10－5， 所以当温度升高时，电功率较稳定。 高温强度较高，塑性和韧性较好，易加工成型，可绕制 成各种形状的电热元件。镍是比较稀少的金属，综合考虑在 电热元件中节省镍和不用镍是比较好的选择
电阻温度系数：单位1/℃，和热膨胀系数相同。
t0－一般指20℃；
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陶瓷窑炉与设计－－－－第五章
电热窑炉
（3）高温下，电热体必须稳定，不易氧化，不与炉内的衬 砖和气体发生化学反应，否则需保护，如钼丝、钨丝炉容易 被氧化，需加入氢气保护； （4） 机械性能好，在高温下不变形，有足够的机械强度和 良好的塑性和韧性，容易加工成型； （5）热膨胀系数不能太大，否则容易损耗，特别是间歇式 窑炉 （6）取材容易，价格便宜。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第五章
电热窑炉
4.电窑的缺点：
附属的电气设备复杂昂贵；
主要为固体辐射传热，窑内空间有限，太大则窑内温度不均； 如要烧还原焰须外加还原性气体。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第五章
电热窑炉
Chapter 2 电窑的分类
1.按电能转变为热能的方式分： 电阻炉：当电源接在导体上时，导体就有电流通过，由于 导体有电阻而发热的一种电热设备。 感应炉：由于电磁感应作用在导体内产生感应电流，而这 感应电流因为导体的电阻而产生热能的一种电炉电弧炉：热量主要由电弧产生的电加热炉。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第五章
钨 ①物理性质
电热窑炉
难熔稀有金属，熔点高达3410℃，沸点为5900℃，密 度为19.3g/cm3。硬度大，只有在加热的条件下才能加工， 导电性好，比电阻为 0.05(1+5.5×10-3t)Ω·mm2/m 。电阻温 度系数较大，使用时要用变阻器或变压器进行调节。 ②化学性质 化学性质稳定，低温时表面生成氧化膜，但在较高温 度下，钨被氧化成 W2O3 ，室温时，水和水蒸汽对钨不起 作用，只有在红热时钨才被氧化。钨与氮在温度超过 2000℃时发生反应，生成氮化钨。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
间歇窑
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
间歇窑
日本高沙梭式窑
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
间歇窑
德国RIEDHAMMER公司梭式窑 （瑞得哈姆）
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
间歇窑
美国SD宽截面梭式窑
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
多数采用电窑。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第五章
3.电窑与火焰窑的主要区别：
电热窑炉
火焰窑炉－利用燃料燃烧产物（烟气）在窑内强制流动进行 气体辐射传热及强制对流传热。 电热窑炉－把电能转化为热能一般无须燃烧产物因而窑内主 要是用电热体的固体辐射传热及窑内气体的自然对流传热。 但是若电窑中要强制冷却制品，或维持窑内压力也存在一定 的强制对流传热。
例如：梭式窑（抽屉窑），钟罩窑。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
间歇窑
与旧式倒焰窑相比新型间歇窑具有的特点：
（1）窑外装出窑，减轻了劳动强度，改善了劳动条件；
（2）采用高速调温烧嘴，加强了窑内传热，缩短了制品
的烧成时间，增加了窑的产量，降低了单位制品燃料能耗 （3）采用高温轻质隔热材料，降低了窑体的蓄热量，便 于快速烧成和冷却； （4）制品在烧成和冷却过程中实现自动控制，提高产品
30~40
179 3~3.5
10
92 0.45~0.5
<5
6 7
8
年产量（t/年） 烧成合格率（%）
单位热耗量 （MJ/kg产品）
300 <50
84
336.7 92.7
58.8
737.8 96.7
43.5
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章 4.3梭式窑
间歇窑
梭式窑特点
适应性强－可根据不同产品的工艺要求改变工艺制度
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陶瓷窑炉与设计－－－－第五章
电热窑炉
低于熔点时，不与氢发生反应，钨的加工可在氢气中进 行。
钨棒炉可通氢气保护。
高温下钨也要避免与耐火材料相接触。钨与氧化锆在 1600℃ 时，虽然在真空度为 10-4mmHg 的情况下，也会发生 反应。 在1900℃以上与氧化铝起作用。2000℃时与MgO和BeO 起作用。钨是贵重金属，钨作电热体，用于小型的实验炉子
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
间歇窑
Bickley梭式 窑 64 发生炉冷煤气
烧制大型棒型电瓷几种间歇窑的比较
序号 1 2 项 目 旧式倒焰圆窑 80 重油 国产梭式窑 80 发生炉冷煤气
窑容积（m3） 燃料
3 4
5
烧成周期（h） 窑具与产品质量比
保温阶段温差（º C）
>240 4.3~5.3
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
4.2.3.通风设备
间歇窑
倒焰窑的通风系统包括窑底吸火孔、支烟道、主烟道和烟囱。
吸火孔：设在窑底作用类似于隧道窑的排烟孔；
吸火孔的面积太大，火焰在窑内停留时间较短，不能充分地 把热量传给产品，烟气离窑温度过高，热利用较差，燃料消 耗较大，且烧窑不易控制，窑内温度变化对加煤量较为敏感； 吸火孔面积太小，排烟阻力大，这样就限制了每小时燃料的 燃烧量，窑内温度无法正常上升；
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陶瓷窑炉与设计－－－－第五章
3.常用的电热材料：
电热窑炉
金属：钼、钨、钽、铂、铂铑合金和一些高电阻合金， 如：镍铬合金、铁铬铝合金。 非金属：石墨、碳、碳化硅、二硅化钼、氧化锆、氧化 钍。 （1）钼： ①物理性质：
高熔点稀有金属：2630℃，银灰色光泽，硬而坚韧。
密度：10.3g/cm3，比电阻为0.045(1+5.5×10-3t) Ω·mm2/m。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
间歇窑
一般吸火孔面积稍大，可以通过勤加煤，适当操作， 快速烧窑；另外可以防止吸火孔变形，部分赌塞使面积变 小，若真的过大，可以用垫脚砖适当赌一点； 吸火孔均匀分布在窑底上，且注意烟气不易到达的地
方，如，远离烟囱一端，窑的角落处，窑门附近等散热较
间歇窑
美国SD钟罩窑
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第五章
电热窑炉
SDUST
陶瓷窑炉与设计－－－－第五章
电热窑炉
Chapter 1 概述
1.定义：以电为能源的窑炉，与火焰窑相对应。
2.产生的历史背景： 随着科学技术的不断发展，陶瓷已超越了日用、建筑及 一般工业用途的范围，而应用于电子工业、原子能、火箭 及宇宙科学等尖端技术。可以说，近代高强、高温材料的 发展与高温技术水平密切相关。以上一些新型陶瓷材料大
间歇窑
意大利吊装梭式窑 用来烧成氧化铝瓷辊
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章
间歇窑
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陶瓷窑炉与设计－－－－第四章 4.4 钟罩窑
间歇窑
钟罩窑特点
适应性强－可根据不同产品的工艺要求改变工艺制度
利用率高－有两台窑车轮换烧成
密封性好－无窑门，窑内温差小，特别适合高温及特殊气氛烧成 容易搬迁－转售价高于其他形式窑炉 车下排烟－减少上下温差，易于控制窑内压力 规格范围广－一般可从1M3到50M3；可以是单窑车或多窑车的
外形有丝、带、棒、管4种。 2.根据生产工艺等条件要求选择合适的电热体材料 既做到技术上合理，又节约投资 电阻炉对电热元件有以下要求：