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“超宽体”能否引领未来窑炉趋势?
来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 2123天前 | 2457 次浏览 | 分享到:

  宽体化一直是窑炉行业的发展方向之一,无论从建陶行业的应用情况还是展会的展出情况都可以清晰地看出这一趋势。过去10年间的行业发展,企业所采用的窑炉,内宽逐渐从2m左右一路拓宽到3m以上。当前,3.2m左右内宽的窑炉在行业内已大范围普及。而近年来,无论是国外的SACMI公司还是国内摩德娜科技、科达洁能、中鹏热能、中窑窑业等窑炉领域的知名企业,又开始了新一轮的“装备竞赛”,纷纷推出了内宽更宽的窑炉。其中SACMI、摩德娜、科达等企业的窑炉内宽达到了3.8m以上,能同时走4片800×800(mm)规格的砖。

  那么,这样的“超宽体”窑炉是否会成为一种趋势?在未来,窑炉是否还将向更宽的方向发展?

  节能、高效:超宽体窑炉优势明显

  在当前多数情况下,陶瓷企业的燃料成本占到了生产成本的25%以上,如果烧天然气的企业则成本更高,可能占到30%,因此,节能降耗,最关键就是窑炉,而窑体做宽,就有着能耗降低的明显优势。一方面是由于窑炉横向截面拓宽所带来的必然效果,另一方面更宽之后能够配合使用更新的节能技术,如助燃风加热、窑炉余热综合利用、使用纳米保温材料、采用新型节能低碳烧嘴等。

  摩德娜科技股份有限公司在去年广州陶瓷工业展上就展示了他们所研发的MAX3850超宽体窑炉,内宽达到3.85m。摩德娜科技股份有限公司经理上官辉龙就介绍,该产品比传统的3m左右内宽的窑炉要节能至少10%左右,而如果从保温、隔热、余热利用等多个系统方面都综合起来的话,能耗水平最高能够控制在350Kcal/kg以下。而今年工业展期间,摩德娜该超宽窑产品也将继续展出。

  据上官辉龙测算,以天然气烧成600×600(mm)抛光地砖为例,国内传统窑炉平均燃耗为1.4~1.5 Nm3/m2砖,而超宽窑约为1.2 Nm3/m2砖,同比节省15%。而其中与超宽窑配合采用的余热全回收专利技术,能够使一部分尾冷热风通过缓冷区、急冷区接力加热,将助燃风温度提高到350 ℃以上,另一部分多余的尾冷热风与缓冷区热交换的热风混合后全部用于干燥坯体,将冷却产品的所有余热全部回收利用,与目前市场在用的助燃风温度为250 ℃的窑炉相比,该窑利用尾冷100 ℃热风后可省燃料5.53%。

  科达洁能去年工业展期间也展示了自家内宽3.8m的超宽体窑炉,据了解,它应用了最新的温度场和压力场理论,对节能燃烧系统进行了更加深入的研发,同时采用两次助燃燃烧的低氮氧化物高效节能烧嘴,并建立起了一套节能燃烧模型,在科达目前的窑炉能耗水平上可进一步降低10%-15%。

  除节能外,超宽体窑具有产量更大、效率更高、更加节约场地和人力成本等优点。上官辉龙表示,“宽体窑炉的首要作用是节省厂房土地、提高生产效率,节能的作用还是其次。很多地方由于厂房土地限制,窑炉只能做到200m,但又要追求生产效率更高,那就只能通过宽体或者双层窑炉结构来实现。”

  由于3.85 m超宽窑每排可以进5片600×600(mm)规格的砖,或4片800×800(mm)规格的砖,因此在窑长和烧成周期相同的情况下,3.85 m超宽窑生产效率的提高是显而易见的。与3.2 m的传统宽体窑相比,600×600(mm)规格的砖产量可以增加25%,800×800(mm)规格的砖产量可以增加33.3%,而与2.5m内宽的辊道窑相比,这一对比还要更加明显。

  现有超宽窑技术已臻成熟

  窑炉一直是一个系统性工程,窑体的拓宽也必将对方方面面的工艺和技术提出挑战和要求。其中最关键的就涉及到窑内断面温差控制与高温状态下辊棒的长度与强度问题。

  窑内断面温差问题主要涉及到烧嘴的火焰射程,因为宽体窑内部距离增大,火焰射程不够会导致温度控制不均,在3.8m以上做到这样的温控非常有难度。但从多家超宽体窑炉生产企业所得到的消息,目前这方面问题已妥善解决。

  摩德娜设计出了结构和功率不同的高速等温节能烧嘴、长短和喷口大小不同的燃烧室以及改变火焰流向的、纵横交错的多孔喷火分流器,缩小了烧成截面温差,并且研发出自由移动的“急冷弯管”及纵向均布的间接冷却管控制冷却带温差。这些创新专利技术的综合将超宽窑内的截面温差控制在±2.5 ℃以内,解决了烧成过程因温差大带来的产品色差和变形问题以及冷却过程因温差大造成的开裂和变形等缺陷。

  科达洁能公司整线工程事业部技术部经理黄英此前也表示,科达窑炉当前应用的技术当中,控制断面温差的比较多,目前普通窑炉的断面温差范围能够做到3℃以内(±1.5℃),而这些技术也都应用到了科达的超宽窑上。

  而超宽体窑炉此前的另一大技术瓶颈为辊棒领域。由于窑体变宽,因此对辊棒的长度、直线度、圆度、高温抗折强度及耐急冷急热性都提出了更高的要求。这其中,辊棒的长度与高温抗折强度成为了重中之重。由于“宽体窑”主要是烧制大规格的产品,不仅产品单位面积重量大,且其保温点一般在1200℃以上,所以辊棒的高温抗折强度和高温蠕变性能比普通窑炉要高得多,使用物理检测法测得1350℃高温下,其抗折强度要达到50MPa以上。而3.85m的窑一般辊棒要用到5.2m,外径至少要65mm。

  据了解,此前,这类辊棒只有意大利的企业才能够生产,保证辊棒非常长的情况下高温状态还有这么高的强度。但意大利的那种辊棒一根就180欧元,成本非常高,生产中如果出现断棒等问题,更换成本更加高昂,因此客户可能不那么容易接受,所以阻碍了国内的商业化应用。

  然而,记者也了解到,佛山金刚企业集团近年来在辊棒领域也实现了不少技术突破,解决了这一重大关键性技术。

  据佛山金刚企业集团营销中心总经理王志良介绍,金刚集团去年就研发出了GF系列的超高温陶瓷辊棒,采用了独家专利冷等静压技术加工而成,辊棒致密度比常规辊棒要高很多,热膨胀系数低,抗折强度高,其中GF98型辊棒产品耐火度高达1800℃,能在1400℃高温下长期使用,长度能够做到5.2m,外径能做到70mm,针对3.8m的窑炉完全没有问题,价格比国外进口辊棒也要便宜许多。

  而辊棒领域的技术突破,意味着目前超宽体窑炉发展最为关键的技术难点得到了解决,代表着国内超宽体窑炉在技术上日臻成熟。

  行业全面普及可能还需3-5年

  尽管超宽体窑炉的设备在国内推出已不止一年,但目前在国内还没有一家陶瓷企业采用了超宽窑设备,而据了解,在世界范围内,也仅有SACMI公司在印度兴建的两条玻化砖生产线采用了3.85m的窑炉。

  原因是多方面的。王志良就认为,其最大的原因还是在于客户的担忧。他表示,虽然站在我们辊棒企业的角度目前是没有任何问题的,窑炉企业也可以承诺没有任何问题,但之前没有人用过客户就会担心,比如烧嘴、温差、热供的配置、传动系统的精密度等各个方面的内容,因为它是一个非常系统的工程。现在一条生产线投资动辄过亿,企业主对这样的项目还是不敢轻易尝试,如果生产出来有各种问题,对企业主损失都很大。

  但王志良对超宽体的趋势还是表示了肯定,“你回顾过去建陶行业发展的十年,可以看到窑炉是越做越宽的,十年前的窑炉和现在的窑炉完全是两码事,现在一条窑的产量,一栋二十五六层的楼,一天你都贴不完,产量提高了十倍不止。未来窑炉肯定还会更宽,但可能需要3到5年时间来供行业消化吸收,像内宽3.2的窑炉也是经历了3到5年的时间才被行业完全消化吸收的。等这一步走完,可能还要向更宽的阶段跨越,这都是整个陶瓷行业共同努力的结果。”

  上官辉龙也表示,在印度地区比较适用超宽体窑,因为印度的企业普遍不会追求产量的巨大化,而是追求在同样单位产量内把能耗和成本做到最低。印度建陶产业使用天然气,燃料成本很高,所以每家陶企都非常关注窑炉的节能效果,对节能窑炉的需求很大,这跟国内是两个截然不同的方向。他判断,未来随着一系列技术的进一步成熟,超宽体窑炉3-5年内在印度的市场可能会迎来较大发展,而摩德娜也正在积极筹备在印度市场推广超宽体窑炉。

  据了解,印度市场还处于起步阶段,产区相对比较紧凑,配方、设备、产品同质化严重,而节能水平直接关系到成本和竞争优势,印度建陶产业使用天然气,燃料成本很高,2012年至今,印度市场所有新增的瓷砖生产线,基本上都是宽体窑炉。摩德娜目前在印度已做过内宽3.5m的宽体窑炉,技术上已经十分成熟,但主要应用于非玻化砖生产上。

  另据其他媒体报道,科达公司也在努力推广自家的超宽体窑炉,今年年初便与国内某陶企签订了超宽体窑的合同,目前进入安装调试阶段,预计在近期内便会投入生产。科达相关负责人表示,“超宽体窑炉国内市场的这一空白即将被科达弥补”。

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