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          如何精細地控制窯爐傳動系統的狀態以及對產品的煅燒

          發布日期: 2018年07月12日 瀏覽: 字體:

           改革開放二十多年來,我國陶瓷工業取得飛速發展,尤以建筑陶瓷發展最快。無論從產品結構的質地與規格,還是產品燒成的溫度與所需的時間來講,今天的建陶產品特別是墻地磚,均與上世紀八、九十年代有了根本的不同。特別是在能源日趨緊張、市場競爭愈來愈惡劣的當今,眾多陶瓷生產廠家均把提高日產量和優級率作為降低成本的主要手段之一,亦越發突顯了陶瓷生產設備尤其是輥道窯的重要作用。
                 
            窯爐作為陶瓷產品生產的主要設備之一,伴隨著陶瓷產品的發展與變革,也歷經了由隧道窯到隔焰輥道窯和明焰輥道窯的發展途徑。今天的輥道窯無論從其燃料的選用還是其結構的組成,亦與上世紀八、九十年代的輥道窯有了本質的區別,在講究“低溫快燒”的今天,寬體窯逐漸取代了窄體窯,窯爐的長度也從以前的幾十米發展到現在的超過三百米。因此,作為輥道窯爐的重要組成部分的傳動系統,在陶瓷產品煅燒的過程中作用亦愈發的重要。
                 
            在日常生產中,如何精細地控制窯爐傳動系統的狀態以及對產品的煅燒,已成為眾多廠家的必選課題。
                
             一、窯爐傳動系統的安裝調試控制要素 
                 
            傳統意義上的窯爐(尤其輥道窯)傳動方式有多種,目前輥道窯主要采用差速斜齒輪三級分段傳動(電機主要采用擺線針輪電機,現在變頻電機亦開始應用)。輥道窯傳動系統安裝前,必須檢查各組成部件,嚴格控制各部件的加工精度,才能有效地保證安裝調試效果。
                
            首先,控制各部件的加工精度,主要包括:①各傳動主軸的光潔度、直線度和同軸度;②各斜齒輪和差速齒輪自身的齒距,以及相互間的嚙合度;③各輥棒套筒(俗稱手榴彈)的套筒內徑,套筒中心線與套軸軸芯中心線是否在同一直線上;④套筒與輥棒間隙;⑤從動邊支承板的加工精度;⑥陶瓷輥棒的直線度、同軸度、端口卡槽與輥棒套筒上卡簧的咬合度等等。
                 
            其次,在安裝調試過程中,主要控制傳動系統的水平狀態,即整體水平狀態和局部水平狀態。
           
            窯爐的整體水平狀態指輥棒安裝后所形成的平面水平狀態,是由整個輥道窯主傳動邊部件與從動邊部件構成。因此,在安裝傳動部件時,首先要求主傳動邊各軸在同一軸心線上,即保證沿窯長方向的水平。同時,要求從動邊各輥棒支承板在同一水平面上,并且還要求輥棒套完成安裝時的水平狀態與輥棒安裝后在從動邊支承板上的水平位置一致,即主動邊沿窯長方向的水平和從動邊沿窯長方向的水平與沿窯寬方向的水平在同一水平面上。這三方面的水平構成了輥道窯傳動系統不可缺少的安裝調試控制要素,也是產品順利整齊進出窯的決定因素。
              
            二、窯爐傳動狀態在煅燒狀態下出現變化的動因
                
            輥道窯傳動系統狀態,就是指自然條件下的絕對水平狀態和高溫條件下的相對水平狀態。
                 
            由于我們在安裝調試過程中的精密控制,一定程度上緩解或克服了因各部件在制造加工精度上存在的絕對誤差所帶來的系列不利影響。但在實際生產使用時,仍然存著較多的不確定因素,尤其是在快速燒成時高溫段運行的陶瓷輥棒。說到輥棒,不得不提及其的發展趨勢已朝著超長度(目前所知世界上最長的輥棒是佛山市金利順陶瓷工程有限公司為國外生產的出口窯所使用的輥棒,長度為4500mm)、大口徑(佛山市金利順陶瓷工程公司去年出口印尼的一條輥道窯配備輥棒直徑為80mm)的方向發展。
                 
            陶瓷輥棒是窯爐傳動系統運行功能的重要組成部分,也是傳動系統工作性能的最終體現。由于輥道窯結構注定了陶瓷輥棒是在懸空狀態下工作,其自身的重量和荷載磚坯的重量,極易導致其呈現輕度彎曲,特別是在高溫狀況下,如果處于靜止狀態時,就更易產生彎曲變形。當這種情況出現時,整個窯爐的傳動系統狀態就出現了變化。這時,煅燒過程中的產品缺陷就開始產生了,比如燒成帶出現的變形、預干帶出現的大口裂紋等等。
                  
            為解決輥棒變形(或高溫軟化)的問題,各輥棒生產廠家紛紛對輥棒生產的使用配方、成型方式、燒成工藝等作了大量的有效的技術改良,使陶瓷輥棒在直線度、同軸度等外觀質量上得到很好的改善,并且提高了輥棒的高溫荷重能力、抗高溫軟化能力和高溫耐火度等內在質量。同時,在輥棒結構上亦進行了革命性的改進,如佛陶研究所發明的專用于急冷段的“金剛”齒形棒,就很好地解決了一般陶瓷輥棒在急冷段使用時容易彎曲變形、冷熱交換時易碎斷的問題。
                 
            除去陶瓷輥棒的上述因素外,傳動系統中齒輪嚙合不良,出現過緊引起的“跳棒”或過松引起的“打滑”等現象,亦是影響產品在煅燒時發生變異的原因。
                  
            另外,輥棒棒套彎曲變形,亦會直接造成輥棒的運轉狀態出現個別部位時高時低的現象。導致輥棒棒套彎曲變形的原因有兩個:一是輥棒上下方平時塞棉不到位,燒成時采用大正壓,在大量散發的熱量的烘烤下,棒套出現變形;一是輥棒棒套總成內軸承破損日久未發現,過度磨損軸芯導致套筒偏心變形。
                  
            除上述原因外,在停窯降溫時處理不當,使主動邊收縮和從動邊收縮不一致亦會破壞傳動系統的水平狀態,許多廠家反映停窯時斷棒多就是這個原因。
                
            三、輥道窯傳動狀態與產品煅燒之間的關系
                 
            事實上,陶瓷產品的生產方式早已從過去的靜止式斷續煅燒發展到今天的連續式煅燒了。特別是采用輥道窯燒成的建陶產品,實際上它的生產過程基本都處在一個動態的環境中。為產品提供了這個環境的便是窯爐的傳動系統。窯爐傳動系統狀態保持得好與壞,有時直接決定著產品優等品率的高低。也即是說,產品出窯的內在質量與外觀形狀均與窯爐傳動有很大的關系。
                 
            首先,從陶瓷(特別是大規格的墻地磚)產品的外觀形狀來看,其與傳動狀態密切有關的缺陷有變形、碰邊角、大口裂等等。拋開燒成溫度曲線設置的原因來看,在燒成帶輥棒的彎曲變形、跳棒、傳動時快時慢等均可造成產品“前翹后彎”甚至“搭磚”等缺陷。
                   
            另外,輥棒變形或跳棒,在預干帶還可為產品造成與機械損傷相似的“大口裂” 缺陷。
                
            其次,從產品結構(如堆花釉面磚、干粉施釉等)來看,傳動狀態的平衡穩定有時是產品花色不出現變異的重要保證。
                
            四、輥道窯傳動系統對產品煅燒的影響
                   
            前面說到窯爐傳動系統的狀態,其實就是指輥棒完成安裝后的整體水平狀態。對于傳動系統中的機械部分而言,由于其處在冷態下,比較好控制,而低溫段的鋼棒,處理起來亦相對容易。因此,窯爐傳動系統對產品煅燒有影響的其實主要是高溫下的陶瓷輥棒。
                 
            陶瓷輥棒對產品煅燒的影響因素主要是輥棒的彎曲變形。
                 
            正常情況下,輥棒受高溫荷重與自身重力的作用,其中間部位隨直線度向兩端呈輕微下彎,然后在運轉過程中向軸心方向作勻速運動,最終達到自我修復。因此,對產品運行影響不大,此時窯爐中間的磚坯比兩邊行走稍快
                 
            如果窯內傳熱不平衡,輥棒周圍溫度場出現較大的梯度,使輥棒局部或上下受熱不均勻,或因其本身在生產過程中內部致密度不一,此時輥棒的變形度加大,彎曲方向在運轉過程中向軸心方向作非勻速運動。因此,產品運行出現間隔差,而且隨著窯長距離越長、窯寬距離越寬,程度就越明顯。此時,窯爐出來的產品運行混亂,且伴有尺寸不一、顏色差異等現像。另外,在高溫段產品還會出現邊角上翹、下彎、蛇形等情況
                
            隨著窯爐工作面的增長、加寬,或產品規格的變大、增厚,或煅燒溫度的提高,我們不僅要對應選擇與之相匹配的長度、直徑和間距的輥棒,而且對其抗高溫軟化(高溫綜合性變形)能力也要求必須提高。
                  
            當煅燒溫度較高時(如拋光磚、瓷質仿古磚等),如果輥棒的高溫荷重能力差,或輥棒直徑偏小,這時輥棒就出現微軟狀態。當負載磚坯或磚坯重量偏大時,其下彎的情況就更明顯,而且在荷載運轉中亦一直保持下彎直至所載磚坯過去才轉向上方,如此往復。這種現象又稱“軟軸效應”。輥棒的這種變形會導致產品在煅燒后期處于高度軟化狀態時產生“前翹后彎”缺陷而且在窯爐燒成上很難進行大的修復。
                  
            除輥棒彎曲變形對產品在煅燒時所產生的上述影響外,另外其粘渣(俗稱結痂)亦會對產品造成缺陷,限于篇幅不一一列舉。
                
            五、窯爐的管理及對傳動系統日常維護的主要方法
                  
            對于窯爐的管理,由于各個企業的產品結構不同,所以對窯爐的重要性認識亦不一樣。有的廠家窯爐僅由聯合車間主任一人兼職管理,有的廠家無論多少窯爐,專業管理者僅一人。而有的廠家不但各個車間有窯爐(或稱燒成)技術員,而且將窯爐單劃為車間,并設主任職位,同時全廠還有專門的熱工工程師。因此,窯爐系統的管理和日常維護的方法就各不相同,歸納起來大致如下:
                
           ?、俣〞r定員對傳動部件清潔保養。如:給齒輪加潤滑油,對松動移位的齒輪及時緊固和矯正。
                
           ?、诙〞r檢查輥上輥下保溫棉,注意隨時添加。
                
           ?、鄱ㄆ诟鼡Q高溫區輥棒,并及時打磨清渣和上保護涂層。
                
           ?、懿僮鞴ぎ敯鄷r勤巡窯,及時更換和清除窯上斷棒。
                
           ?、荻ㄆ跈z查輥棒套筒上卡簧,定時對輥棒套筒總成添加潤滑油脂,及時更換變形或損壞的卡簧,保證輥棒運轉良好。
                
           ?、藜皶r調整或更換從動邊輥棒頭耐磨鋼絲圈。
                
           ?、叨ㄆ跈z查窯爐傳動水平位置,必要時予以校正。
                 
           ?、嚯S時作好窯爐及周邊環境的清潔衛生,保持窯爐外部無積塵和油污。
                
           ?、岣G爐升降溫時嚴格按制定曲線進行規范操作。
                
            對以上各條,各企業應制定針對性的管理制度。同時,對于更換輥棒及對傳動加油,應在窯爐顯著位置分別豎立管理標示牌,應注明進行內容。比如輥棒一項,應有“上次換棒時間、數量、規格、產地;本次換棒時間、數量、規格、產地;本次換棒負責人、換棒執行人、輥棒養護人”等。
           對于設備巡檢內容,除在燒成控制日報表上反應外,還需建立專門的巡檢記錄表,填寫完整后交專門部門由專人建檔管理。
                
            總之,各企業情況不同,相應的措施也應不同,但目的應一樣,即“管好設備用好設備才能有好設備”!


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