辊道窑最佳烧成曲线的研究和探讨,辊道窑,辊道窑设计,辊道窑设计图纸,辊道窑通风系统,电热式辊道窑,红烧肉的最佳做法,雍和宫烧香最佳时间,2015年度最佳发烧女声,烧结曲线

  （华南理Ｌ大学材料学院无机系，广州５１０６４１） 本文利用计算机模拟的方法，分析了坯体热物性枣救、坯体厚度、窖内温度均匀性、窑炉结构及燃料种类对最佳烧成曲 线的影响．并对烧成曲线的优化进行了探讨。 引言辊道窑是世界上近几年发展起来的一种新型快烧陶瓷工业 窑妒．它具有烧成质掂好，效率高，节能等优点，是目前陶瓷工业 较先进的一秘ｌ窑型，在菜些方面ｆｔ衷了陶瓷工业窑炉的发展方 在辊道窑大范围的应用于陶瓷工业的同时，相关的研究也相继开展起来。其中烧成曲线的研究就是陶瓷工业的重要理论与应 『ｉｊ研究课题之一，特剐是最佳烧成曲线的提出与发展．进一步深 化了这方面的研究。而最佳烧成曲线是实现陶瓷制品优质、高 产、低能耗的最根＿本、最有效的途径之一，所以对最佳烧成曲线 曲奸究是陶瓷行业迫切地需要解决的课题。 ２最佳烧成曲线的影响因素 通常所说的饶成曲线是指制品在烧戚过程中温度一时问的 堂他过程．锻佳烧成曲线是指陶瓷坯雌在昂低烧成温度下获得 鲢适宜性能的最简短的烧成曲线，它主要是针对陶瓷烧戚过程，获 得始伟的升降温速率，最短的烧成时间。怎么样才可以在保征陶瓷制 ，绉饶聪质监的同时，获得最佳烧成曲线，作者对佛山几家陶瓷厂 作实地调查，对十几条烧戚曲线做多元化的分析、比较．发现影响烧成 曲线的因索不仅受坯体本身因索的影响。如坯肄热物性参数 （导热系数、比热等）．坯体的形状（主要为厚度）．还与窑炉的结 构，窑内温度的均匀性以及燃料的种类紧密关联，为了深入探日 各因素对烧成曲线的影响，本文以能直接反映烧成曲线优劣的 制品内部最夫温差作为研究对象，建立制品的一维传热数学使 型（见公式１），开始时坯悼的温度都为２５ ９７ｐｃ一 扣Ｉ．０＝Ｔ’。 度近似为饶成衄线的温度，利用计算机筷拟进行了以下研究和探讨。 ２．１坯体热物性参数的影响 陶瓷坯体的热物性参数（导热系数、比热等）舆实地反映＿『 烧成各个阶段传热机理和能力，是非常耍婴的参数，为了研究芒 们对烧戚曲线的怍用，本文分别列出由激光脉冲法测得的两组 坯体在饶成过程中的热物性参数（见表１、裘２）。圆１刚为两组 坯体对应的线。陶瓷坯体的热物性参数密度（ｋｇ／ｍ３） 比热（】／ｋｇＣ） 导热率（ｗ／『力Ｃ） 加热１７７５ ９８７．４＋０．２９Ｔ ０．４６８４＋０．６３２９１ Ｏ～３Ｔ ２５～５７３ 过程 １８６３ ９４９．８ ０．４６８４＋０．５３２９１０～３Ｔ ５７３～８８０ １８６３５３５．６＋０．８９９６Ｔ ０．４６８４＋０．５３２９１０叫Ｔ ８５０～１０５０ 过程 １Ｓ５３ ７ｌＳ．５＋０．５９８３Ｔ Ｏ．６５１ ３＋Ｏ．５３２９１０～３Ｔ ＞１０５０啊』冷却 ２４陶瓷坯体的热物性参数密度（ｋｇ／ｒｎ：） 比热（Ｊ／ｋｇＣ） 导热率（Ｗ／ｍ 温度范啊（Ｃ）加热 １８００～Ｏ ２２Ｔ ８３５．８＋０．２６３Ｔ ０．７１＋１，０３１０＿３Ｔ ＜９００ ｊｔ穆 ３８２．５ｔＩ．踮５Ｔ ８３５．８＋Ｏ，２５３Ｔ ０．８８＋ｌ ２２１０叶Ｔ ９００～２０ 卸１８９０．８３５．８十Ｏ．２５３Ｔ Ｏ８７＋１ １Ｓ）０ ｎ。一１．５８１０叫Ｔ。 ＜５００ 过程 １８９０ ８３６．８＋０．２６３Ｔ 一１．０９＋５．９】０－３－ｉ、～２ ５９／１０一叮２ Ｓ００～１１ ２０ ‘科研与生产’《ＳｃｉｅｎｒｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈ ｔｆ分）ＵＩＩ（－ ４坯体２－－２０坯体一２０ —４０ 骶ＩｌＪｌＩＩＩｌＩｌ１１１广翥“）２０ 图２不同坯体厚度对坯体内部最大温差的影响 ｌ－－ｄｚ６ｍｍ｝２－－ｄ一７ ２ｍｍｌ３—８．４ｍｍ，４一ｍｍ；５一ｇ．６ｒａｍ 纵坐标一Ｔ内部矗太温差Ｉ横坐标一ｔ（分）时间，分 从图１中能够正常的看到两条曲线都成不规则折线变化，这是由 于坯体在烧成过程中的物性参数随温度麓生变化而导致坯体内 部最大温差的突变，这说明坯体的内部传热确实受热物性参数 的影响，通过两条曲线的比较，能够正常的看到导热系数大而比热相对 较低的坯体，内部的最大温差要小得多，这是因为导热系数越 大，坯瘁的导热能力越强ｉ而坯体的比热小，蓄热能力就弱，所以 热量能较快地从表面传递到坯体中心，使两者间的温差小而使 坯体产生热应力小，这样就能够使用较快的升温速率而不会使 坯体破裂或变形，也就是说，坯体的导热系数越大，比热越小，坯 体的升温速率就越快，烧成周期就越短。 ２．２坯体厚度的影响 图２是坯体厚度分剐为６、７．２、８．４、９．０、９．６ｒａｍ所对应的 坯体内部最大温差的情况。图中可见．各彖曲线的变化趋势基本 一致，只是随着厚度的增加，坯体内部晟犬温盖逐渐变大，这主 要因为坯体厚度越大，坯俸表面引中心的传热选径越长．在桕同 的时问内，传热速率惯．从而使内部最大温蔫变大。计卦，耳到的 数据，如在ｔ＝０．３３ｓ时．各厚度对应的最大温差分驯为：９．２６、 】３，０４、１ ６，７３、１８．４５、２０，０５ Ｃ，逋过对比可知．它们的变化近似 与厚度的平方成正比，文献Ｅｚ］的理论推导也证明了这一结论。 所以要加快升、降温速率，厚度不能太大，越厚，最佳悭成时问会 越长。 ２．３窑内温度均匀性的影响 辊道窑由于工作通道、烧嘴布置、燃烧产物分配等结构与掸 作上的不当，使得窑温、气体流速、辐射能力的分布不尽合理，会 在陶瓷坯体上下表面产生温差。图３为不同的上下袭而温差对 坯体内部最大温差的影响，从圈中看出，随着加热不均匀性的埔 大，坯体内盛大温差也慢慢变得太．并且这｝巾不均匀性会使坯体内 温度最低点偏离坯体中心，使坯体产生剧烈的热应力而艘坏垃、 体的微观结构，在饶成后会导致损坏和变形缺陷，使用后也垒发 生剥落和裂纹，特别在坯体收缩阶段，如粜坯体加热才ｉ均匀．埸 产生气泡，从而阻碍坯体快速烧成。所以要实现蛀佳烧成曲线， 一定要注意制品表面受热的均匀性。 圉３窑内温度均匀性对坯体内部最大温差的影响 ＣＴ’一上下氧面温差．Ｃ２．４窑的结构及燃料的影响 辊道窑各带的长度及结构及形式、烧嘴的肴ｉ置，冷热风入【ｌ与 排烟目的分布以及气幕的设计等等．均影响者窑内温度的均匀 性、升降温速率的难易及最高烧成温度的确定等，是坯伴能否以 最佳烧成曲线烧成的重要前提。所矾要不断｛苊化窑炉结构 布置各烧嘴的位置及改善操作条件．使其能耗低，烧成质丛好．才可能正真的保证最佳烧成曲线的实现。 另外燃料的种类也是影响最佳饶成曲线的一个重要时索， 不同的燃料燃烧机理不同：固体燃料中的煤影响升温速度和气 氛的均匀。煤的燃烧速度是气——固卡【｜反应速度所决定的。斟ｉｉｉｉ 采朋以固体燃料——煤为燃料的窑炉就较啦进｝亍快速烧战；液 体燃料目前周内广泛使用重油和轻柴油，对于重汕，其桔度大． 《科研与生产》《ＳｅｉｅｎｔｉｆｌｃＲｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ》含有一定的杂质于『１水分．不利于使啊等湛高速喷嘴－给快速烧成 带来一定困难；而轻柴油和气体燃料适应性较广，升温速度、温 度和气氟的均匀性较易控制。所以使用气体燃料和轻柴油是实 现最佳烧成曲线最佳烧成曲线的实现 以上的讨论都是以坯体内最大温差作为讨论对象，而陶瓷 坯体在烧成各个阶段存在一个允许的最大温差，若能采用该允 许的妊太温差来确定坯体的毋大加热冷却速度，则可获得陶瓷 烧成的最佳烧成曲线。陶瓷坯体的最大允许温差通常可采用模 拟破坏试验的方法测，导。本文采用与１ ４坯体热物性参数基本相 同的文献［３］测得坯体最大允许值作为限剐条件（见表３），其它 参数与实际采用的烧成曲线）相同ｔ利用上述 提及的数学艇型．用计算机艇拟得到图４中的曲线】，与实际生 产中的烧成曲线比较．它的升温逑率迅速增加，烧成周期大大 缩短，大约２８—３０分钟左右即可烧完。结合上述讨论的最佳烧 成曲线的各影响因素和得到的最佳烧成曲线就可以对窑炉的实 际操作作理论上的指导，使之更加合理化．进而达到高产、优质 和低能耗欢聚 固４最佳烧成曲发与央际烧成曲线彩釉墙地砖在烧成过程中最大允许温差 生坯 温度范围（ｃ） ０～４００ ４００～５００ ５００～７００ ７００～】１ ５０ ２００１４０ １５０ １６０ 温度范围（Ｃ）１１５０～８００ ８００～７００ ７００～５００ ５００～室温 ９０７６ ２７９０ 备注：Ｔ勾２倍坯厚下测得 ４结束语 奉文分别讨沦了坯体热物性参数，坯体厚度、窑炉温度均匀 性、窑炉结构与燃料种类对烧成曲线的影响，并通过计算机模拟 弭『Ｉ烧成心期为２８—３０分钟的最佳烧戚曲线．依据这一些可以对 窑炉挣作怍理论指导，使之逐渐完备、台理化，这对节能和提高 产品的产、厦量具备极其重大意义， 参考文献尹虹，是建膏广东陶瓷．１ ９８６（２）：３５一｛２．８２ ９９６（６）：１一ｌ赵新力建材技术 ９９３ｆ２）：３—１ｌ 邹晓宝陶瓷工程．１９９４（们：５３—５６