卫生陶瓷烧成用窑炉发展之我见-中国窑炉信息网

1、引言
　　随着我国房地产业的迅速扩张、人民生活水平的大幅度提高以及人们对卫生间陈旧观念的改变，厨房、卫生间在住宅中的地位发生了根本性的变化。作为卫生间的主要设备卫生洁具，尤其是高中挡的产品的需求大增。由此带动了卫生陶瓷行业的迅猛发展，烧成卫生陶瓷的关键设备窑炉也因此而有了巨大的市场和长足的进步。现在，在这一行业中，窑型多种多样，已广泛采用洁净燃料，一些窑炉的主要技术经经济指标也已达到或接近国际先进水平，从而可为卫生陶瓷行业提供强大而坚实的技术支持，使该行业走上可持续发展的健康之路，并为房地产业及其业主提供足够数量的优质卫生洁具，逐步取代进口产品并可望出口部分产品。另外，窑炉作为“产品”也将走向国际市场，参加全球性竞争。为此，我们认为有必要在卫生陶瓷行业中介绍近几年来窑炉的发展情况，及时推介一些国内设计建造，已成功运行的技术经济指标先进、技术成熟的优秀窑炉，让更多的窑炉用户了解这些动向，以进一步推进国内窑炉市场的发育成长，共同为卫生陶瓷的发展做出自己的贡献。

2、目标
　　在各类传统陶瓷产品中，虽然卫生陶瓷的烧成温度不算很高，且多用氧化焰烧成，但由于件大、壁厚、形状复杂、种类品种繁多因此烧成的难度并不小。长期以来，我国卫生陶瓷烧成用窑炉一直不够先进，多数只能生产中低档产品。随着中国的改革开放，自上世纪80年代开始从国外引进了一批先进的窑炉设备，同时也引进了相关的热工技术。随着设备及技术的引进、改革的深入和开放的扩大，人们的观念也发生了根本性的转变。由于从社会主义计划经济向社会主义市场经济的转轨，对于陶瓷工业及窑炉的要求，也由“高产、优质、低消耗”逐渐转向追求“优质、低耗、高产、灵活、绿色”等更能适应新的经济体制的目标。具体到窑炉来讲这些目标的内涵是：

　　2．1优质
　　在市场经济条件下，卫生洁具产品的市场占有率和品牌声誉全都仰仗于产品的质量、水准，因此，始终应该把用优良的窑烧出优质的洁具产品放在一切目标的首位。这就要求窑炉的窑膛内温度均匀、温差小、波动小，气氛符合烧成工艺要求。有合理的压力制度以保证温度制度和气氛制度的实现。沿窑长压降小、压力波动小。燃烧充分、热效率高。自动控制系统配置完善，控制品质好。系统工作可靠性好。洁具产品烧成(工序)合格率和优级品率高。坯体成瓷良好，釉面质量高，色泽一致，彩色釉颜色正，落脏少。

　　2．2低耗
　　依据投入口产出原理，只有在产出尽可能多的优质产品，而同时又投入尽可能少的人力、物力、财力和时间，才能获得最大的经济效益。因
此，在诸目标中，对待低耗应与对待优质同样重视才行。对于窑炉要求燃耗低、电耗低，即总能耗低。尽可能减少一切热损失，并减少因燃烧、传热等引起的能量品位的降低，即火用损失。不但要追求高的热效率，还希望有较高的火用效率。并在计及火用效率的前提下，合理充分地利用余热。窑炉一次投资少、占地少、建设周期短。二次投资也少，即要求能耗低、劳动成本低、设备维修费用低、炉龄长等。

　　2．3高产
　　在优质、低耗的前提下实现高产，这时的产量越高，经济效益就会越好。除可按日产量或年产量计算外，对于一座窑炉还应统计一个炉龄期的总产量，以作为窑炉的考核目标之一，还可用以与同类窑炉作比较。以目前的生产经验来看，使用洁净燃料的宽断面装配式以窑车装载制品的
轻体隧道窑是最适合于卫生陶瓷烧成用的，可以较全面地达到优质、低耗和高产的目标。

　　2．4灵活
　　在市场经济环境中，不仅是产品的销售，就是原料、材料和燃料的购进都处于瞬息万变之中，因此陶瓷生产及窑炉都应有相当的灵活性，以
“柔性生产”去适应这样的市场变幻。对于窑炉，希望能对燃料种类有一定的适应性。窑炉启停快，即烘窑投产快、降产停产快。烧成工艺制度
有较大的调节余地，以适应产品的品种、规格，即产品方案变化。窑炉设计、施工实现规格化、系列化、轻量化、 (工场)预制化、 (现场)装配
化，设计、施工周期短，维护修理快，能迅速满足窑炉用户的各种需求，这些，只有具备一定规模、资质水平和经验的专业化窑炉公司才能做到。可喜的是我国现在已经有了一批这样的窑炉公司，可任由用户选择。

　　2．5绿色
　　2002年6月29臼全国人大常委会通过了《中华人民共和国清洁生产促进法》，要求各生产TV不断地改进设计，使用清洁能源和燃料，采用先进的工艺技术和装备，改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用率，减少或避免生产、服务产品在使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或消除对人类健康和环境的危害。这样，我国就以立法形式要求各生产厂家必须达到相应的要求。这也应该就是“绿色”的真正含义。对于窑炉就是要减少烟尘、温室气体(C02)及有害气体(CO，S02，S03，N0x等)的产生和排放，减轻对环境的污染。减少车间噪音，即消除噪声污染。窑体蓄热少，降低窑体表面温度，减少散热，改善车间热环境。实现低温快烧工艺，以充分利用或节约使用原料、燃料等自然资源。另外， “绿色”的重要思想之一是不仅对于洁具产品的使用者，而且对于洁具的生产者、窑炉的施工者和操作者都要“以人为本”，为他们全体做到人性化的服务。因此，使车间和厂区环境洁净舒适，改善劳动条件、降低劳动强度，使显示、操作界面尽可能友善和艺术化等等，也都是在追求实现绿色目标中应充分顾及的问题。

3、实现
　　湖北黄冈华窑集团中亚窑炉有限公司是该集团中规模较大、技术领先、实力雄厚的集科研设计、加工制造、施工安装与调试一体化的专业窑
炉公司。业务涉及建筑卫生陶瓷、日用陶瓷、微晶玻璃、粉末；台金、稀土化工、新型建材、电瓷、技术结构陶瓷等多个行业。多年来，中亚公司在结合我国窑炉实际现状的基础上，不断消化吸收从国外引进成功窑炉的先进技术和经验，多次与国内一些科研院所、大专院校以及多家国际名牌专业窑炉公司进行广泛的合作交流，先后为全国20多个省、市、自治区设计建造了各类先进环保节能型窑炉300余座。特别是我公司近年研制开发的年产30—90万件高档卫生瓷宽断面组装品牌HYZYSDY系列隧道窑，先后在唐山惠达、唐陶、唐山卫陶、唐山庄头北、北京东陶、重庆和湖南四维瓷业、潮州乐华(欧美尔)、中山卡来尔、河南长葛洁达、福建厦门三鼎、广东顺德乐华(箭牌)等多家用户投产运行，反响强烈，得到了各用户及相关专家的好评。其中在唐陶建成并投产的80-2．6规格窑已通过科学技术成果鉴定，先后获得黄冈市、湖北省两级科学技术成果奖，并已列入2000年国家级重点新产品计划项目和 2002年国家级“火炬计划”项目。该系列隧道窑与传统的隧道窑相比，其主要的进步和特点如下：
　　(1)采用明焰裸烧工艺。燃烧产物与制品直接接触，热交换充分，制品受热均匀，可以实现低温快烧。
　　(2)采用低导热率、低蓄热的轻质耐火或隔热材料。窑墙及窑顶砌体大量使用耐火纤维，窑车衬砌采用轻质、低蓄热材料及合理的结构，因而
使窑炉升、降温快，保温好，窑体外表面及车下温度低，散热及蓄热均少，从而大大降低了能耗。所建广东顺德乐华公司92．4m隧道窑6月份实测
窑墙最高温度54℃，窑顶最高温度68℃，窑底最高温度49℃。另外，还在窑顶的材料选用和结构设计上做了特殊的处理，以消除纤维材料长期使
用后，因粉化脱落而造成的釉面落脏。
　　(3)窑膛空间结构、断面构造设计及气幕等设置合理。采用宽而低的断面，从而在优质低耗的前提下，大幅度提高了产量。已投产的窑内宽最大达3．05m；正在施工即将投产的一座窑内宽更达3．50m。窑顶多采用平吊顶。为了减小上下温差，曾经采取降低有效高度的办法，一度降至760mm以下。但随着燃烧及自动控制系统的改进，我们已能更有效地控制上下温差，因而可以让我们重新调高窑膛，目前已升至900mm以上。这进
一步增加了装载量，并可适应高大产品装烧的特殊要求。
　　(4)采用天然气、液化石油气或轻柴油等洁净燃料，选用低生产能力、小功率的高速调温烧嘴，在预热带后段和烧成带中采用多点密集布置和上下交错布置、分组控制的方式设置燃烧系统。高速调温烧嘴喷出气体速度可大于100m／s，质量流量大，搅动剧烈，温度又可调，从而大大强化了窑内尤其是中温段的对流换热，使窑内制品加热极为均匀。现已可使最高烧咸温度断面上的最大温差控制在5℃以内。这样既利于沿窑长方向烧咸温度和气氛制度的建立和调整，使燃烧充分，又利于窑内横断面上温度的均匀，从而可实现快烧。卫生洁具烧成周期一般在15—16h以内，最短的已达11h。还可以通过改换燃料供应系统和烧(喷)嘴来适应对燃料有变更要求的用户，适应范围广。
　　(5)窑炉的温度、压力、气氛及流量等均采用先进的多变量模糊控制(FC， FuzzyContr01)结合P，D控制的计算机自动控制技术，通过计算机、模糊控制器、可编程序控制器(PLC)和智能仪表，实现高精度的双回路串级自动调节、控制和管理。模糊控制系统的核心是软嵌入式无模型自学习多变量模糊控制器。它不需要事先知道被控制对象的特性及其数学模型，它可以动态处理相互耦合的多回路，以实现卫生陶瓷隧道窑温度、压力、气氛和流量等诸多变量之间的协调控制，并且可以充分利用烧成操作的成功经验，模拟现场人员的操作，从而优化并稳定蛲成制度，协调控制各变量，实现高品质的控制。而模糊控制结合P，D控制的综合控制方法，更保证了窑炉运行的可靠性。当一种控制方式出现故障时，另一种方式仍能保证窑炉的正常运行，从而克服了单一控制模式一旦出现故障后，便无法自动控制的缺点。控制系统的关键部位均选用进口设备，以充分保障窑炉运转和使用的可靠性，且使维护修理费用大幅度下降，从而使窑炉运行成本很低。
　　(6)配置了合理的通风工作系统。不仅全面地满足了窑炉的工作要求，而且还做到了通风机与管网的良好匹配，从而减少了电能的消耗。窑炉进出风管全部采用不锈钢材质。既可防止污染制品，又增加了管道的使用寿命。
　　(7)自动进出窑系统、窑车运转系统、步进回车系统等均采用PLC实现全自动程序控制，从而大大降低了操作人员的劳动强度。现代化的安全和报警系统设施、科学化的连锁程序编排，还大大提高了窑炉操作的安全性和可靠性。
　　(8)采用先进的计算机控制和管理软件使操作变得简单直观和人性化，且更利于数据的积累与分析，进而实现对窑炉的科学化管理。
　　(9)窑炉装配化程度高。可全部在工场制造，再在现场组装，因而施工周期短，且适合于模数化生产。作为对照，表1列出了本系列(以HYZYSDY80—2．6作为代表)与进口德国隧道窑及传统国产隧道窑的若干技术经济指标。

　　　　　　　

　　由表1可以看出，本系列新型卫生陶瓷烧咸用宽断面组装式轻体隧道窑的主要技术经济指标，如烧成周期、烧成气氛、控制方式、温度控制精
度、所需操作控制人员数、使用寿命、窑体外壁面温度等均已达到国外同类型窑炉的先进水平，而部分技术经济指标，如投资额、建设周期、烧成合格率、单位产品能耗和维修等还优于进口窑炉，因此，是替代进口的理想产品。

4、展望
　
　　4．1我国部分窑炉已达到国际先进水平，有较强竞争力，应迅速推广从以上的介绍和对照中可以看到我国卫生陶瓷烧成用宽断面装配式轻体隧道窑经过近年来的迅速发展和提升，已经达到国际先进水平，进入了成熟期，并将会在较高水平的“平台”上稳定一个时期。这一系列的隧道窑相对于进口窑炉已有较强的竞争力。目前应该增加这一系列窑炉的产量，迅速推广，以产生更大的经济效益和社会效益。在此，也希望卫生陶
瓷企业的窑炉用户了解这一动向，勿再迟疑，错过机会。
　　
　　4．2应组织力量攻克部分窑用关键设备、部件的薄弱环节应组织一些窑用关键部件(烧嘴，自动化仪表、元器件等)的攻关，并实现产业化生产，争取早日国产化，以取代进口。

　　4．3应扩大窑炉成套出口，力争占领国际市场以我国目前窑炉产业的技术水平和实力，已可组织窑炉成套出口。应尽可能多地占领中档以下窑炉的国际市场，并争取向高端窑炉的国际市场进军。

湖北黄冈市中亚窑炉有限责任公司徐胜昔