专利名称：用于生产青砖瓦的轮窑及其生产方法
技术领域：
本发明涉及粘土砖瓦的生产及其设备，尤其涉及一种改进的轮窑及用它来生产青砖瓦的方法。
由于青砖瓦在硬度、抗拉、抗折、抗剪等性能上都比红砖瓦优异，且色彩不同，使青砖瓦的市场价格较高。目前，一般都采用土窑来生产青砖瓦，这种土窑虽然工艺简单、造价低，但由于不能连续生产，且能耗很高，污染严重，故不能产生规模效应。青砖瓦现有的一般制造工艺过程为码坯→封窑→预热→氧化→熔烧→还原熔烧→喷水冷却→自然冷却→出窑，其中还原焙烧、喷水冷却是砖瓦变青的控制环节。而一般的轮窑由于不能提供缺氧环境下的还原焙烧和冷却，因而只能烧红砖瓦。
CN 85106914 A申请中公开了一种用于烧制青色粘土砖瓦的窑炉，可以低耗地连续生产优质的青砖瓦。该窑由十几个互相隔开的窑室连接组成，窑室之间有隔墙，窑顶有成排的投煤孔，并设有贮水池与供水管和喷水装置相通。在该窑中，由于窑室隔墙较厚(约1.0-1.5M)，因而加热速度较慢，不利于快速烧成;窑的莲篷头式喷水装置的喷水量较小，这与大规模生产所需的每窑室3-5M3/h喷水量是不适应的。特别值得注意的是，该发明为了在窑中形成缺氧环境以进行还原煅烧，用沙闸通过注沙和出沙分别来控制窑室与窑室之间，窑室与烟道之间的开与闭，从而防止外界空气的进入，这样不仅操作极为麻烦，而且可靠性差。
本发明的目的是提供一种用现有大规模生产红砖瓦的窑改装的可生产青砖瓦的窑及用该窑来生产青砖瓦的方法。该窑及其生产工艺克服了上述的缺点。
本发明的目的主要是这样来实现的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。
在本发明改进的窑上，隔墙厚度仅约为0.24-0.36M，其中还有约110-120mm的空心夹层，不仅节约了耐火砖材料，而且轻而薄的隔墙还使加热速度增快，这有利于快速的烧成。与CN85106914A所公开的窑不同，本发明的喷水是在水平方向上高速定向进行，不仅喷水量大，而且可使其迅速汽化，且由于水平喷射，也不会损坏砖坯的表面。最重要的是，由于增设了内部火箱，通过调节闸板的开启度使还原烧成在正压下进行，而不必考虑外界空气进入对还原气氛产生的不良影响，同时通过调节投煤量与燃烧用空气量，能随意、可靠地产生窑内的氧化性气氛或还原性气氛。在终烧(一般约950℃-1100℃之后，冷却至约950℃-850℃)时，甚至可将过量空气系数调节为α＝0.6-0.7，此时便可产生半煤气，可使其中含有的Co，CmHn等气体热分解，在砖瓦表面上沉积形成石墨化的炭素薄膜，提高砖的耐冻性能与外观色泽质量。
下面通过附图来说明本发明改进轮窑的实施方案。
图1为本发明的窑室平面图;
图2为本发明的窑室纵断面图;
图3为本发明的窑室的横断面之一图;
图4为本发明的窑室横断面之二图;
图5为本发明的喷水装置剖面图。
在图1-图4中1为窑室。2为内部隔墙，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，厚度0.24-0.36M，中间还有约110-120mm的空心夹层;此外，隔墙内还有100×100-120×120mm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。3为火道，它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%。4为内部火箱，火箱设于每个火道前面，大小可以是0.5×0.5×0.8m3-0.8×0.8×1.0m3的长方体或正方体或类似体积的其它形状(图中所示为长方体);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。5为空气道。6为闸板，可用轻质耐火材料制成，可用来封闭火道或控制窑室气氛。7为闸板升降杆，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。8为支烟道。9为窑门。10为投煤孔。11为总烟道。12为空气鼓入口。13为喷水装置，设于窑顶，通过窑室中部的投煤孔，每窑室一个，14为内部火箱内的炉条。
图5中，21为供水管，22为圆形金属盖，其直径略大于投煤孔口，使其盖住投煤孔口，在22下21的长度略大于窑顶的厚度，使水喷射在窑顶与砖垛形成的空间中心。23为喷射孔，在窑长度方向上前后各开一个，24为金属指针，用以指示喷水的方向。25为供水软管，26为紧固夹。
下面通过实施例来说明用上述的窑来生产青砖瓦的方法。
实施例1砖料在粘土原料中掺入电厂工业废料粉煤灰，掺热量为200大卡/公斤砖坯。
砖瓦坯及其码窑方法及其它操作基本上与烧红砖瓦时相同。所不同之点如下
在预热及烧成阶段，隔墙的火道基本上全部开通，窑内气体流量由每个室的支烟道锥形阀(哈风闸)来调节。窑内气氛由内部火箱来调节，预热烧成时间为29h。
在终烧后的捻烟阶段(约950℃)，隔墙的火道全部关闭，窑室的支烟道锥形阀略开，通过调节加煤量与空气量，使过量空气系数为0.6，产生半煤气(含有Co及CmHn)大量充满窑内。捻烟持续1小时后，关闭支烟道锥形阀。用喷水装置向窑顶与砖垛之间的空间高速喷水(平均5m3/h每窑室)4小时，使砖瓦还原变青，同时又不损坏窑体及砖瓦。此时，窑顶压力保持在5mm水柱左右。随后，继续供入水蒸汽(3m3/h每窑室)进入无氧冷却，使窑顶温度从终烧温度降至400℃，窑顶压力为+2mm水柱左右。最后打开窑室所有孔道、窑门，用空气直接冷却至出窑温度。整个冷却时间为16小时左右。
实施例2砖料在粘土原料中掺入电厂工业废料粉煤灰，掺热量为220大卡/公斤砖坯。
砖瓦坯及其码窑方法及其它操作基本上与烧红砖瓦时相同。所不同之点如下在预热及烧成阶段，隔墙的火道基本上全部开通，窑内气体流量由每个室的支烟道锥形阀(哈风闸)来调节。窑内气氛由内部火箱来调节，预热烧成时间为33h。
在终烧后的捻烟阶段(约950℃)，隔墙的火道全部关闭，窑室的支烟道锥形阀略开，通过调节加煤量与空气量，使过量空气系数为0.7，产生半煤气(含有Co及CmHn)大量充满窑内。捻烟持续40分钟后，关闭支烟道锥形阀。用喷水装置向窑顶与砖垛之间的空间高速喷水(平均3m3/h每窑室)7小时，使砖瓦还原变青，同时又不损坏窑体及砖瓦。此时，窑顶压力保持在5mm水柱左右。随后，继续供入水蒸汽(5m3/h每窑室)进入无氧冷却，使窑顶温度从终烧温度降至300℃，窑顶压力为+2mm水柱左右。最后打开窑室所有孔道、窑门，用空气直接冷却至出窑温度。整个冷却时间为17小时左右。
实施例3砖料在粘土原料中掺入煤矿下脚料煤矸石粉，掺热量为203大卡/公斤砖坯。
砖瓦坯及其码窑方法及其它操作基本上与烧红砖瓦时相同。所不同之点如下在预热及烧成阶段，隔墙的火道基本上全部开通，窑内气体流量由每个室的支烟道锥形阀(哈风闸)来调节。窑内气氛由内部火箱来调节，预热烧成时间为30h。
在终烧后的捻烟阶段(约900℃)，隔墙的火道全部关闭，窑室的支烟道锥形阀略开，通过调节加煤量与空气量，使过量空气系数为0.65，产生半煤气(含有Co及CmHn)大量充满室内。捻烟持续100分钟后，关闭支烟道锥形阀。用喷水装置向窑顶与砖垛之间的空间高速喷水(平均4.5m3/h每窑室)5.5小时，使砖瓦还原变青，同时又不损坏窑体及砖瓦。此时，窑顶压力保持在5mm水柱左右。随后，继续供入水蒸汽(3.5m3/h每窑室)进入无氧冷却，使窑顶温度从终烧温度降至350℃，窑顶压力为+2mm水柱左右。最后打开窑室所有孔道、窑门，用空气直接冷却至出窑温度。整个冷却时间为15小时左右。
上述几个实施例中，外投优质煤用量极少，最多只达整个能量消耗的5%。
根据上述实施例制造出的青砖瓦颜色均匀，质量良好，耐冻性能优良，青砖的抗压强度为250-300kg/cm2，抗折强度为40-45kg/cm2。燃料消耗大大下降，烧成周期为土窑生产青砖瓦时的1/7。
权利要求
1.一种用于烧制青色粘土砖瓦的轮窑，其特征在于在每个窑室中都设有若干个内部火箱和喷水装置，通过调节内部火箱的供煤量与供空气量可以控制窑室内的气氛。
2.如权利要求1所述的轮窑，其特征在于内部火箱可以为长方体、正方体形或其它任意形状。
3.如权利要求2所述的轮窑，其特征在于内部火箱可以是长、度、高分别0.5-0.8m，0.5-0.8m和0.8-1.2m的长方体形或正方体形。
4.如权利要求1-3所述的轮窑，其特征在于内部火箱内部设有炉条。
5.如权利要求4所述的轮窑，其特征在于所述的内部火箱中的炉条由耐热铸铁件或耐火混凝土预制件制成。
6.如权利要求4所述的轮窑，其特征在于所述的内部火箱外壳由耐火粘土砖砌成。
7.如权利要求1-3所述的轮窑，其特征在于窑室隔墙的厚度为0.24-0.36m。
8.如权利要求7所述的轮窑，其特征在于所述的隔墙内有110mm-120mm的空心夹层。
9.如权利要求7所述的轮窑，其特征在于所述的隔墙内对着投煤孔垂直设有通道以用于注砂。
10.如权利要求9所述的轮窑，其特征在于窑体内除可用注砂来封闭火道外，还可并用闸板。
11.如权利要求10所述的轮窑，其特征在于窑的闸板可用轻质耐火材料制成。
12.如权利要求11所述的轮窑，其特征在于所述的喷水装置由水平喷射孔、供水管、紧固夹、圆形金属盖组成。
13.如权利要求12所述的轮窑，其特征在于所述的喷水装置是在窑顶与砖垛之间的空间中水平喷水的。
14.如权利要求13所述的轮窑，其特征在于所述喷水装置的圆环金属盖直径略大于投煤孔孔径。
15.一种用如权利要求1所述的轮窑来生产青色粘土砖瓦的方法，其特征在于，室内的气氛由内部火箱来调节，在终烧后的捻烟阶段关闭全部火道，略开支烟道锥形阀，通过调节加煤量与空气量，使空气过量系数为0.6-0.7，捻烟进行40分钟-100分钟，然后关闭支烟道锥形阀，高速喷水，使砖瓦还原变青，随后继续供入水蒸汽冷却至窑顶温度最高为400℃。
16.如权利要求15所述的生产青色粘土砖瓦的方法，其特征在于所述的高速喷水时间为4-7小时。
17.如权利要求16所述的生产青色粘土砖瓦的方法，其特征在于所述的高速喷水量为每小时每窑室3-5m3。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于预热烧成时间为29-33小时，冷却时间为15-17小时。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于所用的砖瓦原料中掺热量在不低于200大卡/公斤时，外投优质煤用量小于全部能量消耗的5%。
全文摘要
一种生产青色粘土砖瓦的新型轮窑，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。
文档编号F27B1/00GK1078800SQ9310419
公开日1993年11月24日 申请日期1993年4月7日 优先权日1993年4月7日
发明者杨兆安 申请人:杨兆安