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窑:高温下(一般>800°C)烧制产品的热工设备。广义的工业用窑类型很多,包括应用于冶金、化工、建材和轻工等部门的各类窑。由于以硅酸盐为主要原料的产品(如陶瓷、水泥、玻璃和耐火材料等无机非金属材料)都是用窑烧制的,这类窑的类型最多,数量也很大。现代工业用窑一般均指硅酸盐工业常用的热工设备。
沿革 “窑”字渊源于古代烧羊制佳肴的"穴"。中国是世界上使用窑炉生产硅酸盐制品最早的国家。约在公元前3000年中国已有烧制陶器的穴窑。这种古老的窑(图1)已经是由燃烧室、 窑室、火道以及调节炉温用的大小不一的火眼所组成,烧成温度可达1200°C左右。商代(约公元前17世纪初~前11世纪)出现了烧成温度更高的半陶半瓷窑;战国(公元前475~前221)时开始有馒头窑及龙窑,烧成温度可达1300°C;明末清初(17世纪中叶)出现了景德镇窑,这种窑利用空气隔热层保温,砌筑高达17~18m的薄壁烟囱,并能调节烧成制度以适应不同类型制品的要求。
随着工业生产发展的需要,改进工艺、降低成本和提高产品质量成为窑的发展方向,从19世纪后期开始陆续出现了连续生产的各类新型窑,如1867年F.西门子建造了第一座连续熔制玻璃的池窑,1883年K.迪奇建造了第一台连续生产水泥熟料的立窑,1885年英国F.兰塞姆建造了连续煅烧水泥熟料的回转窑并于1889年建厂生产水泥,1899年法国的福热隆建造了机械化连续操作的隧道窑(见彩图)等,从而奠定了现代化窑炉的基础。20世纪以来,尤其是近几十年,各类窑都在向大型化方向发展,取得了很好的技术经济效益。
分类 窑有许多不同的分类方法。根据窑炉的形状分为方形窑、圆形窑等;按照制品的种类分为陶瓷窑、水泥窑、玻璃窑、砖瓦窑等;从火焰流动的特征分为横焰窑、升焰窑、倒焰窑、马蹄形焰窑等;根据所用燃料种类分为烧煤窑、燃油窑、煤气窑等;根据物料输送方式又可分为窑车窑、辊底窑、推板窑等。更为通用的是根据焙烧制品的物理状态、结合生产方式进行分类。
间歇式窑的优点是生产的灵活性大,用得较多的是倒焰窑(图2c)。连续式窑较之间歇式窑具有产量高、燃料消耗低、劳动条件好、易于机械化自动化等优点,是现代化生产普遍采用的窑型。
窑的组成 窑系统由供热、窑室、气体输送装置和传送物料设备等部分组成。①供热设备。硅酸盐工业大
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