一種可直接進(jìn)行水冷卻的窯爐和用其進(jìn)行燒青磚的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種窯爐結(jié)構(gòu)及其用于燒青磚的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國有著悠久的燒制磚塊和陶瓷的歷史，秦磚漢瓦還有陶瓷制品曾作為我國的象征，對世界有著深遠(yuǎn)的影響，燒結(jié)磚和陶瓷制品在現(xiàn)在的生產(chǎn)生活當(dāng)中也是應(yīng)用廣泛且必不可少。這些燒制品一個(gè)共同的特點(diǎn)就是需要在窯爐設(shè)備中進(jìn)行燒結(jié)，窯爐的發(fā)展和進(jìn)步直接關(guān)系到燒成品的品質(zhì)、產(chǎn)量。
[0003]現(xiàn)在一般的磚塊一般燒結(jié)工藝為，用大火將磚還里外燒透，然后媳火，使窖和磚自然冷卻。此時(shí)，窯中空氣流通，氧氣充足，形成了一個(gè)良好的氧化環(huán)境，使磚坯中的鐵元素被氧化成三氧化二鐵；由于三氧化二鐵是紅色的，所以也就會(huì)呈紅色，此為一般紅磚處理工藝。如果待磚坯燒透后，往窯中不斷淋水，此時(shí)，由于窯內(nèi)溫度很高，水很快變成水蒸汽，將會(huì)阻止空氣的流通，使窯內(nèi)形成一個(gè)缺氧的環(huán)境，磚中的三氧化二鐵便被還原成氧化亞鐵，并存在于磚中；由于氧化亞鐵是青灰色的，因而磚就會(huì)呈青灰色，此為一般青磚處理工藝。由此可見，青磚處理對工藝要求更高，也具有更高的市場價(jià)值。
[0004]但是傳統(tǒng)青磚窯爐在燒制完成后普遍采用兩種方式來對窯體和窯內(nèi)的燒制品進(jìn)行缺氧降溫冷卻，一是采用栗將水栗入窯體中，二是采用向窯體澆水漫灌的粗放方式。由于窯內(nèi)溫度較高，通常都保持在800?900°C，如采用栗入的方式，冷水在穿過窯體時(shí)，會(huì)瞬間汽化，導(dǎo)致壓力驟升，冷水會(huì)倒流，這樣就需要更大功率的栗使進(jìn)水壓力增大才能將冷水栗入窯體內(nèi)，無形中增加了巨大的生產(chǎn)成本，并且栗入的冷水很容易產(chǎn)生氣泡，進(jìn)而帶入較多空氣，不利于燒制青磚；如采用直接向窯體澆水漫灌的方式，由于澆在窯體上的大部分冷水均是被蒸發(fā)掉，只能很少一部分冷水能浸濕滲透窯體墻壁進(jìn)入窯體內(nèi)，僅能依靠最里層墻壁與燒制品進(jìn)行熱交換，能源浪費(fèi)十分嚴(yán)重，并且這種冷卻方式，至少需要5天以上的時(shí)間，加上冷水浸濕滲透到窯體的里層墻壁時(shí)，溫度已經(jīng)升高了許多，因此與燒制品的換熱效率相當(dāng)?shù)?，冷水的利用率亟待提高?br>[0005]當(dāng)然，也有人嘗試采用其他方式進(jìn)行隔離空氣冷卻，如采取向窯爐內(nèi)通入惰性氣體、氮?dú)獾确绞脚懦隹諝怏w，但由于惰性氣體、氮?dú)獾葰怏w價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本高，而具容易對環(huán)境造成影響，也不能很好的降低生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述不足，本發(fā)明目的之一是提供一種可直接進(jìn)行水冷卻，并且冷卻時(shí)間短、燒制品合格率高的窯爐結(jié)構(gòu)。
[0007]以上目的實(shí)現(xiàn)方案為:
一種可直接進(jìn)行水冷卻的窯爐，包括:
窖體，為一個(gè)由頂面、窖壁、窖門和臺(tái)車圍合而成的相對封閉的腔體，僅在窖壁與窖車之間留有縫隙，用于排出多余氣體；燒嘴，設(shè)置在窯門上，用于對燒制品進(jìn)行加熱；冷水桶，貫穿設(shè)置頂面或窯壁上，所述冷水桶位于窯體內(nèi)腔的一面開設(shè)至一個(gè)出水裝置；溫度測量裝置，設(shè)置在窯體內(nèi)腔上，用于測量窯體內(nèi)的溫度；
進(jìn)一步的是，所述出水裝置為冷卻管，所述的冷卻管一端與所述冷水桶直接連通或貫穿冷水桶后與外界冷卻供水管連通，冷水桶中可為循環(huán)水，以保持冷水始終處于較低的溫度。另一端位于窯體的內(nèi)腔中，并在其上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)蒸汽壓力釋放孔，位于端部的一個(gè)或多個(gè)蒸汽壓力釋放孔與冷水桶的外表面呈外切結(jié)構(gòu)。當(dāng)冷水進(jìn)入窯體內(nèi)腔中時(shí)，由于窯內(nèi)的溫度通常高達(dá)800度以上，這些剛進(jìn)入窯內(nèi)的冷水會(huì)被瞬間汽化，而此時(shí)這些蒸汽壓力釋放孔，特別是與冷水桶的外表面呈外切的汽壓力釋放孔可對這些蒸汽進(jìn)行瞬間泄壓，防止冷水由于受到的壓力太大而倒流，有效實(shí)現(xiàn)冷水的自然流入窯體內(nèi)腔進(jìn)行熱交換，對燒制品進(jìn)行冷卻，無需額外施加壓力，節(jié)省成本。
[0008]進(jìn)一步的是，所述冷卻管包括豎直管和水平管，其中，豎直管的上端與冷水桶連通或貫穿連通，下端與水平管連通，水平管沿窯體的內(nèi)壁延伸布置，冷水進(jìn)入到窯體內(nèi)腔時(shí)，受到800多度的高溫，會(huì)被瞬間汽化，豎直管和水平管的延伸布置，可將這些蒸汽引入到窯爐內(nèi)腔中的各個(gè)位置，使窯體內(nèi)腔中的冷卻溫度和冷卻速度更加均勻和平衡，進(jìn)一步提高成品合格率和品質(zhì)。
[0009]進(jìn)一步的是，所述冷卻管在窯體內(nèi)腔中呈多排或多列布置，以更好的實(shí)現(xiàn)冷卻水較為均勻的加入，使窯體內(nèi)腔中的燒制品與冷卻水(水蒸汽)之間換熱更加均勻，提高成品品質(zhì)O
[0010]進(jìn)一步的是，所述冷卻管在進(jìn)入窯爐內(nèi)腔之前段上設(shè)置一水流量調(diào)節(jié)閥，便于從外部控制冷卻水的流量。
[0011]進(jìn)一步的是，所述溫度測量裝置為溫度傳感器。
[0012]進(jìn)一步的是，在窯門上設(shè)置有觀測孔，通過觀測孔可以觀測窯內(nèi)燒制品的基本情況。
[0013]
本發(fā)明另一目的是提供一種利用上述窯爐結(jié)構(gòu)燒制青磚的方法。
[0014]本發(fā)明另一目的是通過以下兩種技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
第一種燒青磚的方法，包括如下步驟:
(1)在臺(tái)車上放入已燒制好待冷卻的高溫磚坯，推入所述的窯爐內(nèi)，關(guān)閉窯門；
(2)測量窯爐內(nèi)的溫度，如果溫度過低，則加熱至900-950，較優(yōu)的是915— 925°C，最好是 920。。；
(3 )往冷卻管中通入冷水，使窯爐內(nèi)腔迅速充滿高溫水蒸汽，通過窯壁與臺(tái)車之間的縫隙排出空氣；以適當(dāng)?shù)乃俾释ㄈ肜渌?，通水時(shí)間為7-11小時(shí)；
(4 )控制冷卻管通入冷水流速，使磚坯始終在缺氧環(huán)境下冷卻；
(5 )當(dāng)窯體內(nèi)腔中的溫度5 200 0C時(shí)，打開窯門，磚進(jìn)行自然冷卻后，制得青磚成品。
[0015]由于已燒制好待冷卻的高溫磚坯本身溫度較高，無需進(jìn)行長時(shí)間的加熱即可達(dá)到青磚缺氧冷卻處理的最佳溫度900-950 °C，大大的節(jié)約了能源。
[0016]另一種燒青磚的方法，包括如下步驟:
一種燒青磚的方法，其特征在于，包括如下步驟:
(I)將若干塊磚坯碼在臺(tái)車上，推入所述的窯爐內(nèi)，關(guān)閉窯門，加熱至I O 5 O —I I O (TC，對磚坯進(jìn)行燒制，磚坯燒制好后，停止加熱；
(2 )往冷卻管中通入冷水，使窯爐內(nèi)腔迅速充滿高溫水蒸汽，通過側(cè)壁與臺(tái)車之間的縫隙排出空氣；
(3)控制冷卻管通入冷水流速，使磚坯始終在微氧或無氧環(huán)境下冷卻；
(4 )當(dāng)窯體內(nèi)腔中的溫度S 200 0C時(shí)，打開窯門，磚進(jìn)行自然冷卻后，制得青磚成品。
[0017]作為優(yōu)選方案:在實(shí)施步(2)前實(shí)施如下步驟，窯爐自然冷卻至900_950°C，較優(yōu)的是 915 - 925°C，最好是 920°C。
[0018]作為優(yōu)選方案:步驟(2)中通水時(shí)間為5 -13時(shí)。
[0019]本發(fā)明提供的窯爐結(jié)構(gòu)可直接進(jìn)行水冷卻，無需大功率水栗即可將冷水直接引入窯體中，與燒制品進(jìn)行熱交換，其換熱效率高，冷水的利用率高，冷卻成本降低，冷卻時(shí)間較短，一般數(shù)小時(shí)即可完成冷卻過程，燒成品的產(chǎn)量大大提高，冷水直接被引入窯體內(nèi)，在蒸汽壓力釋放孔處汽化的同時(shí)也會(huì)進(jìn)行瞬間釋放壓力，釋放出的蒸汽會(huì)噴入窯體內(nèi)腔中與燒制品進(jìn)行熱交換，并且直接引入冷水不會(huì)產(chǎn)生氣泡，避免帶入過多空氣，可使燒制品在缺氧環(huán)境中冷卻，防止三氧化二鐵的大量生成，特別適宜于燒制青磚，即使冷水在進(jìn)入窯體時(shí)會(huì)被少量汽化，也可以通過冷卻管上的蒸汽壓力釋放孔進(jìn)行瞬間泄壓，防止冷水倒流，使其可自然流入窯體內(nèi)進(jìn)行熱交換，冷卻過程中溫度降低平緩，燒制品成品合格率增加；進(jìn)一步的是，采用本案窯爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行燒青磚，獲得的成品色澤非常好，成品合格率高。
[0020]本發(fā)明可以將隧道窯已燒制好待冷卻的高溫磚坯轉(zhuǎn)運(yùn)至窯爐內(nèi)處理，無需進(jìn)行長時(shí)間的加熱即可達(dá)到青磚缺氧冷卻處理的最佳溫度900-950°C，大大的節(jié)約了能源。
【附圖說明】
[0021]圖1為本案窯爐結(jié)構(gòu)的示意簡圖。
[0022]圖2為圖1的局部放大圖。
[0023]圖3為蒸汽壓力釋放孔與冷水桶相切結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了更加清楚地理解本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但并不將本發(fā)明的保護(hù)范圍限定在以下實(shí)施例中。
[0025]如圖1至圖3所示，一種窯爐結(jié)構(gòu)，包括:窯體、冷水桶6、冷卻管7和壓力釋放裝置，其中，窯體為一個(gè)由頂面1、側(cè)壁2、背墻3、窯門4和臺(tái)車5圍合而成的相對封閉的腔體，窯門4上設(shè)置一個(gè)燒嘴9，用于對窯體內(nèi)腔中的燒制品進(jìn)行加熱；溫度測量裝置3設(shè)置在窯體內(nèi)腔上，用于測量窯體內(nèi)的溫度；冷水桶6貫穿設(shè)置在窯體上，所述冷水桶6位于窯體內(nèi)腔的一面開設(shè)至少一個(gè)出水裝置；最簡單的出水裝置就是開設(shè)一個(gè)出水孔；而為了達(dá)到更好的效果，出水裝置最好設(shè)置為冷卻管7，其一端冷水桶6相連通；另一端設(shè)置在窯體內(nèi)腔中，其上設(shè)置多個(gè)蒸汽壓力釋放孔8，一個(gè)或多個(gè)蒸汽壓力釋放孔8與冷水桶6的外表面呈外切結(jié)構(gòu)，用于對冷卻管7中的蒸汽壓力進(jìn)行瞬間釋放。冷卻管7也可以不直接與冷水桶6相通，其一端從冷水桶貫穿冷水桶6后與外界冷管連通，另一端位于窯體的內(nèi)腔中。在窯體內(nèi)腔中的冷卻管7包括豎直管71和水平管72，其中，豎直管71的上端與冷水桶6連通或貫穿連通，下端與水平管72連通，兩者都設(shè)置有蒸汽壓力釋放孔8，優(yōu)選地，水平管72與豎直管71的連接處，兩相鄰的也呈外切式結(jié)構(gòu)，便于最大限定的進(jìn)