本实用新型涉及一种轮窑,具体为烧结仿古砖、瓦、砌块、贴片(以下统称为青砖瓦)的轮窑。这种轮窑必要时也可以经过简单改进后还原成传统轮窑烧制红砖瓦,也即经过对该窑的附属设施进行相应改变后就可以在烧制青砖瓦和烧制红砖瓦之间互换。
背景技术:
随着人民对美好生活的向往越来越高,对仿古建筑的期望越来越大,市场对仿古建材的需求也不断增加。现有的仿古建材主要有两种生产方式,一是免烧类,一是烧结类。免烧类仿古建材由于未经烧结,其存在抗压强度不高、表面色泽单一等缺陷,市场前景不好。烧结类仿古建材具有较高的抗压强度和“千砖千色”的特点,很受市场追捧,但由于目前仿古建材仍多采用传统“罐罐窑”方式进行制备,在效率等方面存在很多问题,主要表现在以下方面:
1.传统“罐罐窑”要熄火7-10天降温后才能出窑进行下一窑,不能持续生产,严重影响生产效率。
2.传统“罐罐窑”烧结时对温度的控制主要是凭烧窑师傅的经验看火,不能精确控制烧结温度。
3.传统“罐罐窑”烧结仿古建材主要靠水冷降温来产生青色,色泽变化也是由烧窑师傅的经验决定。
即使新建的青砖隧道窑投资很大。
如何改变以上现状,实现新建改进型轮窑烧制青砖瓦或者在现有轮窑的基础上花费极少的费用进行改造,满足仿古建材的生产要求,成为研究仿古建材制备方法的课题之一。在生产过程中进行精准控制,以形成仿古建材制备系统,己成为仿古建材制备发展的方向。
中国专利申请cn201820314535号公开了一种烧制青砖的隧道窑装置,包括窑车、窑顶、两侧窑墙、中间通道;所述中间通道纵向贯通全窑,根据窑车前进的方向可以划分为干燥窑、烧结窑;所述烧结窑由预热带、氧化焙烧带、还原焙烧带、降温带组成;所述预热带两侧设有若干对哈风闸、若干对烧嘴,下部设有余热锅炉,上部设有一号风机;所述氧化焙烧带两侧设有若干对燃嘴;所述还原焙烧带两侧设有两对焙烧室;所述降温带设置有二号风机,所述二号风机抽入室外空气冷却砖体,并经由二次风道输出。
中国专利申请cn201721291696号公开了一种可连续烧制青砖青瓦的节能窑炉,窑炉由预热段,烧成段,还原水冷段构成。各段之间由活动门隔断,预热段前端及还原水冷段后端由封闭门封闭,所述烧成段包括烧成烧嘴,烧成进气支管与烧成进气管,烧成段设有吸烟口,所述预热段包括预热段支烟管及预热段主烟道,预热段的炉室设有喷火口,烧成段主烟道与预热段喷火口连接;还原烧嘴通过阀门及还原进气支管与还原进气管连接,多余还原气体通过集气斗及集气管道进入烧成段充分燃烧。
但是,上述发明都是隧道窑,投入较大,并不适应轮窑,且制成的青砖瓦效果等依然不够理想。
中国专利申请cn93104195号公开了用于生产青砖瓦的轮窑及其生产方法,包括可调节窑内气氛的内部火箱,用来可靠方便地控制青砖瓦烧成、捻烟时的气氛以及改进的喷水装置和较薄的窑室隔墙。并且提供了用该轮窑来生产青砖瓦的方法。是在现有生产红砖瓦的普通轮窑中,在不破坏窑体和窑墙的前提下,在窑体其他结构保持不变的情况下,在窑内简易地构筑内部隔墙与内部火箱,使每个窑室能互相隔绝,对喷水装置加以改装,并适当改变生产的工艺,从而使该窑能大规模生产青砖瓦。具体包括:窑室;内部隔墙,内部隔墙设在紧靠一个窑室的排烟孔之后,在最近的一排投煤孔的下方,用耐火粘土砖砌筑,中间还有空心夹层;此外,隔墙内还有的矩形通道对准投煤孔的中心,可用来注砂封闭火道,每个隔墙内有4个通道,火道,火道对准窑顶投煤孔中心,位于隔墙下部,每个窑室四个,总面积为窑断面的30-40%;内部火箱;设于每个火道前面,火箱用粘土耐火砖来砌筑,内部用耐热铸铁件或耐火混凝土预制件作为炉条,火箱燃烧用的空气,通过窑门底部的空气道,由窑外侧的移动式鼓风机供给,火箱的煤入口中心对准窑顶投煤孔中心,由此加入煤;空气道;闸板;闸板升降杆,升降杆可用耐热不锈钢制成,使闸板可调节开启度,用来控制窑的密封或正压;支烟道;窑门;投煤孔;为总烟道;空气鼓入口;喷水装置,设于窑顶,通过窑室中部的投煤孔,每窑室一个;内部火箱内的炉条等。其构造十分复杂,造价高,维护也很麻烦,熄火数天降温后才能进行下一窑,喷水量难以把握,不能持续生产,严重影响生产效率等。
技术实现要素:
本实用新型的目的是采用轮窑原理,设计一种改进型轮窑烧制青砖瓦;或者利用较小的投入改进我国现有的大量轮窑,达到不只是对青砖,还包括对仿古瓦、砌块、贴片等的烧制。
本实用新型的基本构思是:在窑室的理论分隔部位,设隔离墙进行物理分隔,并留出门洞,通过门洞和耐高温材料做的门洞密封门,使焙烧的火焰能够通过或阻断,且风道将热风送往烘干房对砖坯进行烘干;每门窑室内还可以安装温度探头,外设电脑显示和控制。这种窑可根据焙烧情况,将窑室变成“1 n(即一个或者n个氧化焙烧带)”模式。
本实用新型的具体设计方案是:
一种烧制青砖瓦的轮窑,包括设在轮窑体中的形成闭环的窑道和形成闭环的主烟道,其中:
窑道上均布有多个通往大气的窑门,每个窑门一侧的窑道下部侧壁开有烟道进口,烟道进口通过支烟道与主烟道连通,支烟道与主烟道之间设有锥形闸(或称哈风、烟闸),在轮窑体顶部设有锥形闸升降机构;
主烟道与设于外界的总烟道连通,总烟道上装有抽风机;
窑道顶部均布有通往轮窑体顶部的加煤孔;
其特征在于:
在相邻两个窑门之间的中线处设有隔离墙,相邻两个隔离墙之间的窑道构成一个窑室,隔离墙下部开有门洞,门洞上装有密封门,在轮窑体顶部设有密封门升降机构,门洞可以是矩形、马蹄形、倒梯形等多种形状;门洞的主要作用是保证焙烧室在焙烧时有足够的空气(养气)进入,冷却室在冷却时又有足够的冷空气进入,密封门的作用是封堵门洞,使刚烧好的砖瓦在高温下处于厌氧状态,以确保青砖瓦的成品率;
每个窑室中,沿窑室断面的壁上均布有多个降温管,每个降温管的一端穿过轮窑体后通过进风口与大气连通,降温管的另一端连通到一个降温歧管上,降温歧管上设有歧管阀,歧管阀出口端连通另设的降温主管,降温主管与一排热风的风机相连,从而使冷却室尽快降温,降温管可以隐藏布置在壁内或壁外窑室中,但布置在壁外窑室中更便于维护更换降温管。
优选地:隔离墙为中间留有缝隙的双层墙,密封门装于该缝隙中,但这种设计不便维护或更换密封门升降机构,其往待烧的下一个窑室热辐射传递火源的效率也会大大降低。
优选地:隔离墙为单层墙,密封门装于隔离墙一侧,这种设计便于维护或更换密封门升降机构,其往待烧的下一个窑室热辐射传递火源的效率也会大大提高,但密封门升降机构会直接面对高温,更换密封门升降机构相对频繁,对密封门升降机构的耐火性能要求更高。
优选地:隔离墙位于门洞处砌有门框基柱,且在门洞一边的两侧都砌有门框基柱,在门框基柱的顶部平行固定有两根水平门框,两根水平门框之间留有供密封门通行的间隙,水平门框下面固定有相对布置并紧贴门框基柱内壁的一对斜立门框,密封门受控于两侧的斜立门框之间,如此设计时密封门相应采用倒梯形为宜,倒梯形可更好地增强密闭性。
优选地:水平门框和斜立门框通过耐火泥固定于门框基柱上。
优选地:水平门框与门框基柱之间还钉有水平门框固定钉,斜立门框与门框基柱之间还钉有斜立门框固定钉,以进一步保证门框的稳固性。
优选地:两根水平门框为开口相对的u形件,u形件的u形槽内充填有水平密封条;两根斜立门框为开口相对的u形件,u形件的u形槽内充填有斜立密封条;密封门受控于u形槽中,如此可进一步增强密闭性,密封条可以是岩棉、玻纤等耐火材料。
优选地:降温主管与主烟道或者总烟道连通,且降温主管与总烟道共用抽风机,从而实现一机多用。
优选地:锥形闸升降机构包括一螺旋盘和提升杆,提升杆下端与锥形闸连接上端与这一螺旋盘配合;密封门升降机构包括另一螺旋盘和密封门提升杆,密封门提升杆下端与密封门连接上端与所述另一螺旋盘配合,也即采用类似于现有轮窑的锥形闸升降机构原理,当然也可以采用其它形式的现有技术实现密封门升降启闭。
优选地:降温管上设有换热(翅)片,以进一步增强降温效果。
其生产方法包括以下步骤:按照轮窑烧结砖、瓦、砌块、贴片等常规方法进行窑内码放,控制焙烧温度900-1100℃烧结6-10小时,然后关闭将该窑室的锥形闸升降机构和密封门升降机构,与后面的焙烧带隔离,隔绝外界空气,形成冷却还原窑室,耗尽窑内、砖坯内的氧气,同时开启风闸抽风降温,砖瓦在缺氧的气氛中一直冷却到无法再次氧化的温度,完成整个还原返青。
本实用新型中,所述密封门是耐火门,轮窑体上面还设有顶棚,轮窑体外通常另建有烘干坯料的烘干房,降温主管上的风机排出的热风以及总烟道的抽风机抽出的烟气被引入烘干房烘干坯料,降温主管也可以与烟道连通,由抽风机同时抽出烟气和热风,从而勿需在降温主管上另设风机,水平密封条和斜立密封条是耐火材料如岩棉、玻纤布等,总烟道将风送往烘干房对砖坯进行预烘,降温管、降温歧管、歧管阀、降温主管构成风冷系统,每个窑室设3-5个降温管为宜,其中位于窑门一段的降温管应该避开窑门。
本实用新型由于利用了轮窑的可持续性生产的特点,实现了循环焙烧不熄火,解决了传统青砖窑必须“闭火”,导致生产停顿的情况,减少了能源的浪费,提高了功效。风冷系统可大大降低冷却时间。这种轮窑还比cn93104195号公开的方案成本低很多,有效空间占用少,生产效率高。
附图说明
图1为本实用新型实施例的主视图的局部剖视图;
图2为图1的俯视图的局部剖视图;
图3为窑室断面图;
图4为图1的a-a剖视图;
图5为图4的p区域局部放大图;
图6为图4的c-c剖视图;
图7为图6的s区域局部放大图;
图8为图4的d-d阶梯剖视图;
图9为本实用新型的风冷系统原理图;
图10为图1的b-b剖视图。
图中:1.轮窑体;2.烟道进口;3.支烟道;4.锥形闸(哈风);5.主烟道;6.提升杆;7.锥形闸升降机构;8.密封门升降机构;9.密封门;10.窑门;11.降温管;12.降温歧管;13.歧管阀;14.降温主管;15.窑室;16.隔离墙;17.加煤孔;18.密封门提升杆;19.连接件;20.水平门框;21.水平密封条;22.水平门框固定钉;23.斜立门框;24.斜立密封条;25.门洞;26.地基;27.耐火泥;28.斜立固定钉;29.换热片;30.进风口;31.门框基柱;32.总烟道;33.抽风机。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
如图1、图2、图3、图4、图8和图9,一种烧制青砖瓦的轮窑,包括设在轮窑体1中的形成闭环的窑道和形成闭环的主烟道5,其中:
窑道上均布有多个通往大气的窑门10,每个窑门10一侧的窑道下部侧壁开有烟道进口2,烟道进口2通过支烟道3与主烟道5连通,支烟道3与主烟道5之间设有锥形闸4,在轮窑体1顶部设有锥形闸4的锥形闸升降机构7;
主烟道5与设于外界的总烟道32连通,总烟道32上装有抽风机33;
窑道顶部均布有通往轮窑体1顶部的加煤孔17;
其特征在于:
在相邻两个窑门10之间的中线处设有隔离墙16,相邻两个隔离墙16之间的窑道构成一个窑室15,隔离墙16下部开有门洞25,门洞25上装有密封门9,在轮窑体1顶部设有密封门升降机构8;
每个窑室15中,沿窑室15断面的壁上均布有5个降温管11,每个降温管11的一端穿过轮窑体1后通过进风口30与大气连通,降温管11的另一端连通到一个降温歧管12上,降温歧管12上设有歧管阀13,歧管阀13出口端连通另设的降温主管14,降温主管14与一风机相连。降温管11、降温歧管12、歧管阀13、降温主管14构成风冷系统。
隔离墙16可以为中间留有缝隙的双层墙,密封门9装于该缝隙中(图略)。
如图4、图6和图8,隔离墙16为单层墙,密封门9装于隔离墙16一侧。
如图6、图7和图8,隔离墙16位于门洞25处砌有门框基柱31,且在门洞25一边的两侧都砌有门框基柱31,在门框基柱31的顶部平行固定有两根水平门框20,两根水平门框20之间留有供密封门9通行的间隙,水平门框20下面固定有相对布置并紧贴门框基柱31内壁的一对斜立门框23,密封门9受控于两侧的斜立门框23之间。
如图6、图7,水平门框20和斜立门框23通过耐火泥27固定于门框基柱31上。
水平门框20与门框基柱31之间还钉有水平门框固定钉22,斜立门框23与门框基柱31之间还钉有斜立门框固定钉28。
两根水平门框20为开口相对的u形件,u形槽内充填有水平密封条21;两根斜立门框23为开口相对的u形件,u形槽内充填有斜立密封条24;密封门9受控于u形槽中。
降温主管14可以与主烟道5或者总烟道32连通,且降温主管14与总烟道32共用抽风机33(图略)。
如图1、图4和图6,锥形闸升降机构包括一螺旋盘和提升杆6,提升杆6下端与锥形闸4连接上端与这一螺旋盘配合;密封门升降机构8包括另一螺旋盘和密封门提升杆18,密封门提升杆18下端与密封门9连接上端与所述另一螺旋盘配合。
如图10,降温管11上设有换热片29。
其烧制方法与现有轮窑大体一致:按照轮窑烧结砖、瓦、砌块、贴片等常规方法进行窑内码放,完成对成品的排潮、预热;控制焙烧温度900-1100℃烧结6-10小时,然后将该窑室15与后续焙烧带隔离变成冷却室,最大限度隔绝外界空气,形成冷却还原环境,同时开启歧管阀13抽风降温,砖瓦在缺氧的气氛中一直冷却到无法再次氧化的温度,完成三价铁还原为二价铁。还原窑室15前面的窑室15依次为焙烧室、预热室、排潮室,并按照正常操作程序轮回循环焙烧不熄火。根据窑门10的数量和焙烧情况,可以将窑室15变成“1 n(即一个或者n个氧化焙烧带)”模式,以达到更大的产量和还原返青效果。烧制中,打开焙烧室和预热室的锥形闸4,开启焙烧室靠预热室一侧的密封门9和预热室密封门9,密闭预热室窑门10,来自预热室远端的外界空气通过焙烧室门洞25被抽入焙烧室和预热室,焙烧室在焙烧过程中高温热量通过隔离墙16传递(主要是辐射)火源到紧邻焙烧室的预热室引燃该预热室燃料。当焙烧室烧制完成后,立即关闭该室的锥形闸4和紧邻预热室的密封门9,同时开启该焙烧室的歧管阀13抽风降温,该焙烧室变成冷却室,被引燃的预热室成为新的焙烧室,由此不断循环推进。当后面的再先冷却室的温度降至砖瓦无法再次氧化的温度时,打开相应的锥形闸4和窑门10继续强制降温至接近室温时,即可出砖瓦。
1.一种烧制青砖瓦的轮窑,包括设在轮窑体(1)中的形成闭环的窑道和形成闭环的主烟道(5),其中:
窑道上均布有多个通往大气的窑门(10),每个窑门(10)一侧的窑道下部侧壁开有烟道进口(2),烟道进口(2)通过支烟道(3)与主烟道(5)连通,支烟道(3)与主烟道(5)之间设有锥形闸(4),在轮窑体(1)顶部设有锥形闸升降机构(7);
主烟道(5)与设于外界的总烟道(32)连通,总烟道(32)上装有抽风机(33);
窑道顶部均布有通往轮窑体(1)顶部的加煤孔(17);
其特征在于:
在相邻两个窑门(10)之间的中线处设有隔离墙(16),相邻两个隔离墙(16)之间的窑道构成一个窑室(15),隔离墙(16)下部开有门洞(25),门洞(25)上装有密封门(9),在轮窑体(1)顶部设有密封门升降机构(8);
每个窑室(15)中,沿窑室(15)断面的壁上均布有多个降温管(11),每个降温管(11)的一端穿过轮窑体(1)后通过进风口(30)与大气连通,降温管(11)的另一端连通到一个降温歧管(12)上,降温歧管(12)上设有歧管阀(13),歧管阀(13)出口端连通另设的降温主管(14),降温主管(14)与一风机相连。
2.根据权利要求1所述的烧制青砖瓦的轮窑,其特征在于隔离墙(16)为中间留有缝隙的双层墙,密封门(9)装于该缝隙中。
3.根据权利要求1所述的烧制青砖瓦的轮窑,其特征在于隔离墙(16)为单层墙,密封门(9)装于隔离墙(16)一侧。
4.根据权利要求3所述的烧制青砖瓦的轮窑,其特征在于隔离墙(16)位于门洞(25)处砌有门框基柱(31),且在门洞(25)一边的两侧都砌有门框基柱(31),在门框基柱(31)的顶部平行固定有两根水平门框(20),两根水平门框(20)之间留有供密封门(9)通行的间隙,水平门框(20)下面固定有相对布置并紧贴门框基柱(31)内壁的一对斜立门框(23),密封门(9)受控于两侧的斜立门框(23)之间。
5.根据权利要求4所述的烧制青砖瓦的轮窑,其特征在于水平门框(20)和斜立门框(23)通过耐火泥(27)固定于门框基柱(31)上。
6.根据权利要求5所述的烧制青砖瓦的轮窑,其特征在于水平门框(20)与门框基柱(31)之间还钉有水平门框固定钉(22),斜立门框(23)与门框基柱(31)之间还钉有斜立门框固定钉(28)。
7.根据权利要求4所述的烧制青砖瓦的轮窑,其特征在于:两根水平门框(20)为开口相对的u形件,u形件的u形槽内充填有水平密封条(21);两根斜立门框(23)为开口相对的u形件,u形件的u形槽内充填有斜立密封条(24);密封门(9)受控于u形槽中。
8.根据权利要求1所述的烧制青砖瓦的轮窑,其特征在于降温主管(14)与主烟道(5)或者总烟道(32)连通,且降温主管(14)与总烟道(32)共用抽风机(33)。
9.根据权利要求1所述的烧制青砖瓦的轮窑,其特征在于锥形闸升降机构包括一螺旋盘和提升杆(6),提升杆(6)下端与锥形闸(4)连接上端与这一螺旋盘配合;密封门升降机构(8)包括另一螺旋盘和密封门提升杆(18),密封门提升杆(18)下端与密封门(9)连接上端与所述另一螺旋盘配合。
10.根据权利要求1所述的烧制青砖瓦的轮窑,其特征在于降温管(11)上设有换热片(29)。
技术总结