锻烧粉体用全自动电热式辊道窑的开发与研制

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摘要：电热式辊道窑是一种轻体化连续式工业窑炉，广泛应用于化工粉未、稀土粉体、纳米粉体材料等产品的快速烧成，相比传统推板窑具有能耗低、烧成周期短、炉温均匀度好等优点。
关键词：辊道窑；粉体；锻烧

1、引 言
辊道窑是一种连续式生产用工业窑炉，先前广泛应用于建筑陶瓷、日用陶瓷等行业，传统的大截面辊道窑大都采用重油或液化器作为发热源，而本文介绍的中温全自动辊道窑炉则为电加热形式，它弥补了传统推板窑在煅烧粉体中存在的诸多缺点及不利因素，尤其在设备的能耗问题上可大大降低使用方的成本，经我们在粉体行业中多条生产线的实践证明，两条相等产量的窑炉、辊道窑比推板窑节约能耗约35％，且烧制后产品性能更一致、成品率高，是粉体行业的又一替代性新型节能窑炉。

2、结构设计

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2.1结构总成
本电窑主要包括电窑的炉体、传动系统、加热系统、自动控制系统四大部分组成。整个外壳采用钢架分体结构，外壳油漆采用静电喷塑，美观大方。本电窑的主体部分由5节窑体和窑头、窑尾工作平台等几部分组成。窑体总长16.4米，按热工优化设计制度，全窑可分为预热带、烧成带、冷却带等三个工作带。其中窑头至700oC为预热带，700~850oC为烧成带（具体温度视产品的实际使用温度而定），850oC至窑尾为冷却带。整个窑体配用3台风机，分别用于（1）预热区水分及废气的及时排除。（2）冷却区送风点的送风及辊道端头的冷却与冷却区热排除，对每个排风口、送风口均设有可以调整风量的阀门。

2.2加热元件
本窑炉加热元件采用螺旋状高温电热合金丝套于高铝管上制成的管状元件。加热管从炉体侧面水平插入炉膛，呈上下水平布置结构，科学地利用了辐射传热学原理，从而使粉体彻底地进行煅烧与合成。

项 目 一区 二区 三区 四区 五区 六区
单支功率 1.2KW
加热管数量 18支 18支 18支 24支 24支 18支
功 率 22.5KW 22.5KW 22.5KW 30KW 30KW 22.5KW
加热管1.25KW/支，计120支。

2.3耐火材料及辊棒材质
窑炉耐火材料包括炉膛和炉衬2大部分，炉膛采用优质高铝耐火材料砌筑，其中炉膛均为非标定型砖，炉衬由甲级轻质耐火砖和高温硅酸铝耐火纤维棉板等轻质保温材料砌筑而成。本电窑共配有210支陶瓷辊棒，其中窑体部分采用氧化铝含量85％以上的刚玉瓷材质，该材质具有耐高温、强度高、寿命长等优点。窑头与窑尾出料平台选用金属辊棒，辊棒间距均为80mm。

2.4传动系统
传动系统主要包括辊棒、传动齿轮、传动轴、减速机和变频控制器等。传动系统工作时，由变频器控制减速机的输出轴按一定速度转动，并通过传动轴、传动齿轮带动辊棒转动，使放置在辊棒上的工件按预定的速度经由预热带向烧成带、冷却带移动，完成产品的整个 烧成工艺。传动系统相对窑体来说既是独立的又是关联的。减速机安装于窑头工作平台前端，传动轴与传动齿轮固定于窑体及窑头窑尾支架的一侧，而辊棒则横穿窑体并固定于窑体两侧的支承上。

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2.5电气温控系统
窑炉均采用可控硅移相触发，PID自动调节，双数码液晶显示智能化仪表，每路均为独立定值自动控制，可手动、自动双向切换。为了能及时了解电窑的运行情况和便于考虑和复核，系统设置了电流表、电压表、功率表、电度表及温度打印仪。整个电气温控系统外壳采用静电喷涂，稳重大方。

调节器 可控硅 发热体
外界干扰
温度设定 显示仪表 报警器 炉 膛

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热电偶

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打印仪

3、设计结果
根据以上设计理论，结合粉体煅烧工艺的实际情况，为确保烧结产品性能的一致性，提高成品率，我们成功设计制造并推广以下该条辊道窑炉，主要技术参数如下：
l 外形尺寸（L×W×H）： 16400×1960×130mm
l 炉膛尺寸（L×W×H）： 12000×720×130 mm
l 额定功率： 150KW（保温功率：75KW）
l 加热区数： 6区
l 炉温稳定度： ≤±1oC
l 炉内温差： ≤±4oC
l 炉表温升： ≤50oC
l 年产量（按300天计）： ≥350T

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4、结论
经过在粉体行业中实际生产使用证明，使用全自动电热辊道窑炉煅烧粉体，有如下优越性：
（1）由于炉膛上下有效利用了加热组的热辐射，烧结产品减去了传统推板窑炉所采用推板传热这一过程，缩短了烧成周期，直接降低了成本。
（2）采用陶瓷辊棒作为传动形式，减少了磨擦系数，增强了设备整体运行的安全性。
（3）设备自动化程度高，大大降低了操作工人的劳动强度。
（4）设备控温精度高，保证了产品烧结温度和时间的一致性，大大地提高了成品率。
（5）由于该窑的保温性能得到了提高，降低了环境温度，使工作环境得到更好的改善。
（6）辊道窑炉利用它的灵活性，客户可根据实际需要，在原设备的基础上可科学而合理地增长，避免了传统推板窑的局限性。