梭式窯用耐火材料

梭式窯窯體結構及常用耐火材料性能指標

梭式窯窯體的耐火材料結構通常由以下幾部分構成：車臺面以上和以下窯墻砌體、窯門、窯頂砌體以及窯車臺面砌體。通常車臺面以下窯墻由重質耐火磚砌筑，其余三部分均由抗熱震性好、導熱和膨脹系數小的輕質耐火材料砌筑。根據使用溫度的不同，采用不同的高強度輕質磚加隔熱纖維材料或采用多晶莫來石等復合耐火纖維模塊構成窯的燒成空間。常用耐火材料見表20-1。

窯墻、窯頂耐火材料是通過特殊的結構形式固定在窯體鋼結構上的。因此，窯體鋼結構必須有足夠的強度和剛度作為支撐。通常，鋼結構根據窯爐高度不同，由不同規格的型鋼(多用工字鋼或方鋼管)作為立柱,不同厚度的鋼扳(δ=4~6mm)作為墻板，根據窯爐寬度選定不同規格的型鋼作為橫梁。同時梭式窯大都設有操作平臺。

以電瓷行業梭式窯為例，其窯墻耐火材料一般是由輕質莫來石磚(300~348mm )+硅酸鋁耐火纖維(80~100mm)或輕質莫來石磚(230mm)+輕質高鋁磚(114mm)+硅酸鋁耐火纖維(80~100mm)這樣兩種輕質磚加隔熱層結構組成;極少數的電瓷梭式窯也采用了全纖維耐火材料的窯墻、窯頂結構。目前耐火纖維的產品在經過反復加熱冷卻以及受高速氣流沖刷后，存在著收縮大、易老化和極易發生纖維粉化剝落現象。而對于電瓷、陶瓷產品燒成的棱式窯，出現了這種情況就會造成產品外觀和性能上的缺陷，這完全不同于金屬加熱或熱處理爐的加熱對象。一旦出現纖維粉化剝落的情況，就很難根除，因此，在對產品外觀要求比較嚴格的陶瓷、電瓷梭式窯窯體耐火材料的選擇時，都十分謹慎。

輕質磚加耐火纖維的窯墻是以“浮錨”結構的形式，將耐火磚與窯墻鋼板間進行連接，作為窯墻的穩固措施，如圖20-3所示。  

棱式窯的窯墻、窯頂和窯門，用輕質莫來石磚砌筑時，常采用氣硬性耐火泥漿來砌筑。這種泥漿要求有良好的砌筑性能，既能保證合適的施工時問(一般要求在90~120s)，又要求在施工一段時間之后能開始硬化，產生良好的常溫(或低溫)粘接強度(要求可以達到0.5MPa以上);同時有能滿足在1000~1600℃溫度范圍內使用的多種規格。

用于梭式窯的輕質耐火磚，要求有良好的熱穩定性，安全使用溫度下的重燒線變化率小，熱導率達到性能指標要求。表20-2示出的是用于電瓷、陶瓷、耐火材料等行業常用輕質隔熱耐火磚的性能指標。

在兩側窯墻上每條火道 的位置，上下交錯布置了若干支調溫高速燒嘴，高速噴出的焰氣作為梭式窯的熱量供應源和擾動卷吸作用的動力源。梭式窯的燒嘴布置形式與泛指的工業爐燒嘴大都布置在爐墻下部是有明顯區別的，梭式窯窯內更強調氣流在垂直斷面上的上下循環和水平面上的循環的共存，這對均勻窯內溫度是十分必要的。 

常用的大型梭式窯窯門由鋼結構和輕質耐火材料組成，耐火材料一般由輕質莫來石磚(230～270mm)+硅酸鋁耐火纖維(30~80mm)構成,重量大都在3—6t。其開閉機構形式有回轉式、平移式和升降式3種。窯門本體由吊梁懸吊，按不同開閉形式移動。目前大部分梭式窯窯門開閉均采用電動機構驅動，極少的廠家還采用人工操作、無論哪種關閉形式,關鍵點在于窯門與窯體的密封。

梭式窯窯車及臺面砌體組成梭式窯的窯底，與窯墻、窯頂和窯門組成燒成空間。窯車由鋼架、車輪和砌在上面的耐火材料組成(見圖20-4)。車臺面耐火材料的結構形式和材質選擇時，既要考慮其承載能力和加強隔熱效果，又要盡量減少窯車砌體的蓄熱散熱損失。輕質窯車的推廣應用為降低產品熱耗提供了有效途徑。

除個別從國外引進梭式窯采用上排煙(主要是由于建窯地點地下水位太高的原因)外，國內絕大部分大型梭式窯均采用下排煙。

根據氣體垂直分流法則，在窯內的高溫氣流從上向下流動是保證窯內水平方向溫度均勻的重要條件。梭式窯在垂直斷面的上下均布置高速燒嘴，加上下排煙，這就是棱式窯溫度均勻，可以實現快速燒成的重要的結構特點。這在機械行業的熱處理爐等爐子上得到了驗證。

由于煙道布置在窯基礎底板下部，建窯地點地下水位較高的梭式窯煙道，多做成防水煙道。也有的窯為了避免地下水對煙道的影響，做成分散多條的淺煙道。在煙道內放置換熱器的煙道，其較深處的側邊，還設有滲井作為煙道防水的輔助設施。

窯爐基礎由C-15以上標號的混凝土搗制，根據土質和地耐力情況的差異，多做成鋼筋混凝土結構。窯車軌道安裝在窯爐混凝土基礎之上。鑒于梭式窯的荷載狀況，通常選用22kg/m以上規格輕軌。