专利名称：浇铸水晶玻璃板材与器皿专用电烧隧道窑的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型浇铸水晶玻璃板材与器皿专用电烧隧道窑。
背景技术：
隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备，广泛用于陶瓷产品的焙烧生产，在磨 料等冶金行业中也有应用。隧道窑始于1765年，当时只能烧陶瓷的釉上彩，到了 1810年， 有可以用来烧砖或陶器的，但是，都不够理想。从1906年起，才用来烧瓷胎。最初著名的隧 道窑，是福基伦式，到了 1910年以后，就渐渐有了许多改进的方式，其中苏联列宁格勒地方 设计的最新式隧道窑，较为先进。到上世纪末，窑炉技术进入了高科技阶段。在国际上，以 意大利和日本的技术水平为最高。因此，在该时期意大利和日本的窑炉装备基本上垄断了 我国的高端市场。我国在窑炉装备技术升级始于上世纪末期，进口了大量的国外窑炉装备， 为我国窑炉的生产技术水平提升和现代化奠定了基础。上世纪末到本世纪前几年，我国窑 炉的自主创新进入了鼎盛期，近十年的发展壮大使我国窑炉工业装备的设计制造水平得到 质的飞跃，将国外的窑炉技术垄断彻底打破，并在市场上占据主导地位，几乎将意大利和日 本的窑炉装备全部挤出我国市场。同时，我们已经走出国门，将我们自主创新技术打入了他 们的欧洲、美国、日本等高端传统市场。在技术上，国内与国外已经处于同一个层面，甚至部 分关键技术已经走在了前列。我国是陶瓷类产品生产和消费大国，在世界上具有最大的市场。目前，我国的建筑 和装饰水平在不断的提升，市场需求在不断的扩大，消费档次逐步提高。水晶玻璃板材和器 皿作为装修的高端用材消费越来越大，同时，欧美市场也有大量的产品需求。随着工艺装 饰玻璃产品市场的不断扩大发展，客户对水晶玻璃板材、器皿等的数量和质量的要求也越 来越高，但我国目前基本上采用沉槽炉生产工艺装饰玻璃产品。该设备的生产效率低，耗 能高，产品品质不稳定，难以满足市场需求。而意大利和日本对相关窑炉装备技术进行了阻 断，且设备进口价格过高，市场难以接受。国内外目前生产水晶玻璃类的主要热处理设备，一直沿用了传统的电烧沉槽炉， 生产技术一直停滞不前，投入及研究较少。沉槽炉均为间歇式生产，规模小产量低。传统沉 槽炉窑的温度控制主要采用PID仪表调节接融器进行自动控温，也有一些窑炉应用PID仪 表调节可控硅控制系统；这两种控制系统均可以控制窑温为士5°C的范围。目前，国内外生 产水晶玻璃的热处理设备，基本在同一起跑线上。因此，有必要设计一种新型隧道窑，以替代传统的用于浇铸水晶玻璃板材、器皿的 专用熔融退火设备。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种隧道窑用于浇铸水晶玻璃板材、器 皿的专用熔融退火设备，以克服传统沉槽炉工艺生产能力小、合格率低、能耗高、生产周期 长、生产出的产品无规律可循等缺点。[0007]本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是包括窑体和加热系统。所述窑体 由热熔段、摆花段和退火段构成，自左向右排列。在窑体的窑头和窑尾处分别设有转运道， 它们之间自左向右依次设有装料区、干燥窑和装模区；在窑头转运道和热熔段之间设置顶 车机。所述加热系统包括电加热装置和余热利用装置；余热利用装置是将窑体加热所遗留 的热能输送至干燥窑的排风管道。本实用新型与传统沉槽炉相比，具有以下主要的优点1.具有一窑多用、调节方便、控制稳定、烧成周期短、生产波形板材及台盆产品合 格率高、占地面积小、投资少见效快等优点。能够取代传统沉槽炉，使生产效率提高1倍以 上，成品率达到98%，产品质量得到明显提高。2.采用自主开发的冷却肓管分段控制技术，窑内温度场可高低调整，很容易实现 窑炉的压力制度、温度曲线制度。3.采用了自主开发的螺旋式电阻丝，并使用用高温瓷棒支撑，固定楔入在半轻质 特性固定座上的方法，克服了炉内温度场的不均勻。4.采用全纤维窑衬结构形式，其蓄热能力低，保温效果好，与轻质莫来石内衬相比 热损失可节约60%。5.采用DSIC-2001窑炉计算机监控系统，使隧道窑的窑温控制精度达到士 1°C的 水平。总之，本实用新型的电烧隧道窑具有当前通用的轻型隧道窑优点，能一窑多用、调 节方便、控制稳定烧成周期短、生产波形板材及台盆产品合格率高，质量稳定，占地面积小、 投资少，见效快，具有良好的经济与社会效益。
图1是本实用新型的工艺流程结构图。图中1.窑头拖车道；2.顶车机；3.预热带；4.烧成带；5.冷却带；6.排风管道； 7.窑尾拖车道；8.装模区；9.干燥窑；10.装料区；11.卸车区；12.窑车。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。图1是本实用新型的结构方框图。图中1.窑头转运道；2.顶车机；3.热熔段；4.摆花段；5.退火段；6.排风管道； 7.窑尾转运道；8.装模区；9.干燥窑；10.装料区；11.卸车区；12.窑车。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。 本实用新型提供的是一种浇铸水晶玻璃板材与器皿专用电烧隧道窑，包括窑体和 加热系统。其中，如图1所示所述窑体由热熔段3、摆花段4和退火段5构成，自左向右排 列。在窑体的窑头和窑尾处分别设有窑头转运道1、窑尾转运道7，它们之间自左向右依次 设有装料区5、干燥窑9和装模区8 ；在窑头转运道1和热熔段3之间设置顶车机2。所述 加热系统包括电加热装置和余热利用装置。余热利用装置是将窑体加热所遗留的热能输送 至干燥窑9的排风管道6。[0023]在所述窑体的内壁上设有与之粘连的全纤维内衬。该内衬顶部固定可按常规方 式，但侧墙设计就非常困难。为了解决这一难题，我们自主开发和利用了螺旋式电阻丝。上述螺旋式电阻丝的结构是电阻丝采用螺旋形式缠绕在高温瓷棒上，高温瓷棒 固定楔入在半轻质特形的固定座上，该固定座与摆花段4处的内壁相连。经试验表明这种 新技术的使用非常稳定和可靠。而传统电炉的电阻丝一般采用锚固钉或T形预埋托架固 定；T形预埋托架固定只能用耐火砖砌筑，不节能，锚固钉方式只能用电阻，但不便于更换 和维修。在所述窑体的窑头处设置排潮风罩，在窑体上部设有排废孔。在所述窑体的上、下 部分别设有电加热装置，下部的电加热装置由碳化硅棚板和支柱支撑。电加热装置是指采 用新型螺旋电阻丝结构所组成的加热装置。在上述排风管道6中，设有多个用于窑体的分段控制温度和压力制度的冷却肓 管，窑内温度场可高低调整，各分组冷却肓管通过总冷却肓管与风机连通，连接引入风机、 由风机控制风量、风量大小由窑内温度所需而定，由此构成热循环系统。热循环系统由变频 器、仪表、微机联动控制，这种控制调节方式很容易实现窑炉的压力制度、温度曲线制度。风 机由电缆与变频器相连，变频器由电缆与计算机监控装置相连。交换后的热风通过排风管 道6送往干燥窑9干燥浇铸用模具，这种设计保证了余热的充分利用，可根据产品的不同规 格更为灵活地调整烧成周期，实现了节能降耗之目地。所述计算机监控装置中，采用IPC-9150工业计算机作为上位主机，该上位主机与 仪表、PLC采用标准串行通讯链路连接，下位温度、压力采集控制采用XP/AI系列智能控制 器，风机、传动和变频器、三相交流智能模块设备操作控制采用OMRON系列PLC。该计算机监 控装置可以控制窑温为士 1°C的范围。本实用新型以三相交流智能模块设备代替了原有的接融器和可控硅，可以减少电 流对电网的冲击。三相交流智能模块设备可采用台湾阳明公司生产的YGJU338A，该模块采 用单片机设计，无相序要求，无同步变压器，脉冲变压器隔离触发，内部移相，定宽调节均实 现数字化，触发部分没有任何可调节元器件，脉冲对称小于0. 5度，对负载冲击小，抗干扰 能力强。在隧道窑的两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，底部铺设的轨道上运行窑车12。依 据全纤维窑衬的热传导系数小、蓄热能力低，保温效果好，采用轻型隔热耐火保温材料硅酸 铝纤维作为窑炉内衬。与轻质莫来石内衬(热传导系数约0.25W/m.k)相比较，假定窑墙壁 厚348mm，假定内外表面温度平均分别为800度和50度，代入公式Q = (T1-T2) X λ XF/S 求得通过单位窑墙的热损失可节约60%。燃烧设备设在隧道窑的中部两侧，构成了固定的高温带，即图中的摆花段和退火 段。传统的电炉的电阻丝一般采用锚固钉或T形预埋托架固定，T形托架固定只能用耐火 砖砌筑，不节能，锚固钉方式只能用电阻，但不便于更换和维修。从节能降耗的角度考虑，我 们选择了轻型隔热耐火保温材料作为窑的内衬，该种内衬无法使用T行托架固定电阻丝， 为此，开发了螺旋式电阻丝用高温瓷棒支撑，固定楔入的半轻质特形固定座上的新技术，底 部使用导热性较好的碳化硅棚板支柱，这样有利于上下均勻加热，加热迅速，热效率高。本实用新型在窑头设置排潮风罩和在窑体上部设有部分排废孔的窑体结构。将原 来的死底装载法改为上下加热法，底部使用导热性较好的碳化硅棚板和支柱，这样有利于
5上下均勻加热、有利于烧失物的排出。窑内气流与制品逆向运行，热交换和热利用较充分， 窑内有适量的气体向窑头流动，这样配置窑炉就有了可控性。传统的沉槽炉熔融过程时不 能将石膏模具及产品内的有机烧失物和晶体晰出时的烧失废气排尽，该炉的烧制过程为自 然烧结和自然冷却没有人为的调整和控制方法，所以烧制出的产品经常出现各种雾状和影 像，清晰透明度很差无水晶之美感。新型电烧浇铸水晶玻璃隧道窑的创新结构，解决了这一 产品品质关键问题，产品质量和品质上有了大的飞跃。本实用新型的工作过程是窑车12装料(生坯制品)后通过窑头转运道1由顶车 机2送入热熔段3 (又称预热带)，经预热后进入摆花段4 (又称烧成带)，之后进入退火段 5 (又称冷却带)，最后窑车12经过窑尾转运道7并送入卸车区11，完成整个工艺过程。本实用新型采用了余热利用的技术方案，即窑体加热所遗留的热能通过排风管道 6进入干燥窑9，对生坯制品加热。余热利用的过程是在摆花段4 (高温带)燃烧生坯制品 产生的高温烟气在风机的作用下往窑头方向流动，对刚进入窑体热熔段3的生坯制品进行 预热。当窑车12载着生坯制品往窑尾方向运行时，从退火段5鼓入冷风，冷却生坯制品，生 坯制品冷却后产生的热风被风机抽出，经过排风管道6送入干燥窑9作为干燥生坯的热源。
权利要求一种浇铸水晶玻璃板材与器皿专用电烧隧道窑，包括窑体和加热系统，其特征是所述窑体由热熔段(3)、摆花段(4)和退火段(5)构成，自左向右排列；在窑体的窑头和窑尾处分别设有转运道，它们之间自左向右依次设有装料区(5)、干燥窑(9)和装模区(8)；在窑头转运道(1)和热熔段(3)之间设置顶车机(2)；所述加热系统包括电加热装置和余热利用装置；余热利用装置是将窑体加热所遗留的热能输送至干燥窑(9)的排风管道(6)。
2.根据权利要求1所述的浇铸水晶玻璃板材与器皿专用电烧隧道窑，其特征是在窑 体的内壁上设有与之粘连的全纤维内衬。
3.根据权利要求1所述的浇铸水晶玻璃板材与器皿专用电烧隧道窑，其特征是在排 风管道(6)中设有多个用于窑体的分段控制温度和压力制度的冷却肓管，各分组冷却肓管 通过总冷却肓管与风机连通，风机由电缆与变频器相连，变频器由电缆与计算机监控装置 相连。
4.根据权利要求3所述的浇铸水晶玻璃板材与器皿专用电烧隧道窑，其特征在于所述 计算机监控装置包括采用IPC-9150工业计算机作为上位主机，该上位主机与仪表、PLC采 用标准串行通讯链路连接，下位温度、压力采集控制采用XP/AI系列智能控制器；风机、变 频器和传动、三相交流智能模块设备操作控制采用OMRON系列PLC。
5.根据权利要求1所述的浇铸水晶玻璃板材与器皿专用电烧隧道窑，其特征是在所述 窑体的窑头处设置排潮风罩，在窑体上部设有排废孔。
6.根据权利要求1或5所述的浇铸水晶玻璃板材与器皿专用电烧隧道窑，其特征是在 所述窑体的上、下部分别设有电加热装置，下部的电加热装置由碳化硅棚板和支柱支撑。
7.根据权利要求1所述的浇铸水晶玻璃板材与器皿专用电烧隧道窑，其特征是在所述 摆花段(4)处设有螺旋式电阻丝，并用高温瓷棒支撑，固定楔入在半轻质特性固定座上，该 固定座与窑体的内壁相连。
专利摘要本实用新型是浇铸水晶玻璃板材与器皿专用电烧隧道窑，其包括窑体和加热系统，所述窑体由热熔段(3)、摆花段(4)和退火段(5)构成，自左向右排列；在窑体的窑头和窑尾处分别设有转运道，它们之间自左向右依次设有装料区(5)、干燥窑(9)和装模区(8)；在窑头转运道(1)和热熔段(3)之间设置顶车机(2)；所述加热系统包括电加热装置和余热利用装置；余热利用装置是将窑体加热所遗留的热能输送至干燥窑(9)的排风管道(6)。本实用新型具有当前通用的轻型隧道窑优点，能一窑多用、调节方便、控制稳定烧成周期短、生产波形板材及台盆产品合格率高，质量稳定，占地面积小、投资少，见效快，具有良好的经济与社会效益。
文档编号C03B25/00GK201660549SQ20102012552
公开日2010年12月1日 申请日期2010年3月4日 优先权日2010年3月4日
发明者吴风玉, 徐世雄, 徐秋能, 王旺林, 钟怀新 申请人:湖北华夏窑炉工业(集团)有限公司