本文針對(duì)傳統(tǒng)推板窯的一些不足設(shè)計(jì)了新一代電熱式全自動(dòng)輥道窯，著重介紹了輥道窯爐的優(yōu)化設(shè)計(jì)性能。應(yīng)用結(jié)果表明，相對(duì)推板窯而言，輥道窯具有燒結(jié)后產(chǎn)品尺寸和性能一致性好、成品率高、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。 

　　關(guān)鍵詞：推板窯；輥道窯；節(jié)能  1、引言 

　　隧道式推板電窯是一種結(jié)構(gòu)輕巧、使用方便靈活、精度高的連續(xù)式窯爐。廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)，尤其是磁性材料與器件行業(yè)中的主要燒成設(shè)備，同時(shí)也是影響產(chǎn)品成品率的關(guān)鍵設(shè)備。由于傳統(tǒng)推板窯的設(shè)計(jì)都存在爐膛溫度波動(dòng)大（1300~1500?C）、爐膛截面溫度大（±6?C）等缺點(diǎn)，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的尺寸和性能一致性差。另外，傳統(tǒng)推板窯爐其運(yùn)行方式都是以推板作為承載體，其本身是一個(gè)吸熱過(guò)程，一定程度上直接浪費(fèi)了能耗。而輥道窯則采用陶瓷輥棒作為傳動(dòng)形式產(chǎn)品可直接排放在耐火堇青石質(zhì)移進(jìn)板上，不建議使用匣缽。 

　　一方面減少了磨擦系數(shù)，防止堵?tīng)t現(xiàn)象的發(fā)生，另一方面產(chǎn)品可有效地進(jìn)行高溫輻射，提高產(chǎn)品質(zhì)量檔次。 

　　全自動(dòng)輥道窯是在推板窯的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們通過(guò)科學(xué)的分析與實(shí)踐，大膽地進(jìn)行對(duì)推板窯存在問(wèn)題的改進(jìn)，改進(jìn)后設(shè)計(jì)的輥道窯具有明顯的特點(diǎn)：產(chǎn)量大、能耗低、精度高、燒結(jié)后產(chǎn)品的尺寸和性能一致性好，成品率高。 

　　2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 

　　2.1分體結(jié)構(gòu)本電窯整個(gè)外殼采用鋼架式分體結(jié)構(gòu)，外殼漆采用靜電噴塑，美觀大方。主體部分由5節(jié)窯體和窯頭、窯尾工作平臺(tái)等幾部分組成。按熱工優(yōu)化設(shè)計(jì)制度，全窯可分為預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶三個(gè)工作帶。其中窯體的每一節(jié)都設(shè)置了一組排氣管道，可自由調(diào)節(jié)風(fēng)量，用于排除窯內(nèi)廢氣，并使窯內(nèi)氣流按冷卻→燒成→預(yù)熱的方向循環(huán)流動(dòng)。 

　　2.2  耐火材料根據(jù)工作溫度而定：1000?C以下采用一級(jí)高鋁磚，1280~1350?C工作常溫區(qū)采用氧化鋁含量>75％的剛玉質(zhì)耐火材料，爐膛磚采用異形磚拼裝形式，連接面為套榫曲封結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是密封、保溫性能好。爐膛外壁采用高強(qiáng)度輕質(zhì)保溫耐火磚為外襯，與外殼金屬架相隔處采用硅酸鋁耐火纖維制成磚狀拼裝而成。改變了原傳統(tǒng)的輕質(zhì)粘土或輕質(zhì)高鋁磚作為外層的設(shè)計(jì)，使其爐壁溫度降低，起到保溫、隔熱的作用。移進(jìn)板材質(zhì)選用優(yōu)質(zhì)耐火材料－堇青石，該質(zhì)料具有耐磨性好、冷熱急變性好，使用次數(shù)在正常情況下不小于40次的特點(diǎn)。 

　　2.3  傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)采用全輥道結(jié)構(gòu)，主要包括輥棒、傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸、減速機(jī)和變頻控制器等。窯爐邊設(shè)有回轉(zhuǎn)道，傳動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)，由變頻器控制減速機(jī)的輸出軸按一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)輥棒轉(zhuǎn)動(dòng)，使放置在輥棒上的工作按預(yù)定速度由預(yù)熱帶向燒成帶、冷卻帶移動(dòng)，使裝燒產(chǎn)品的耐火移進(jìn)板出窯后返回進(jìn)口處，完成產(chǎn)品的全過(guò)程燒成工藝，并綜合利用空間場(chǎng)地將被燒產(chǎn)品在回車道上進(jìn)行裝放。 

　　2.4  回轉(zhuǎn)道機(jī)構(gòu)窯體邊接出回轉(zhuǎn)道框架，上面設(shè)有金屬輥道，采用鏈輪和鏈條傳動(dòng)，輥道間的中心距設(shè)計(jì)為150mm，可將從窯體出口的耐火板撥入回車道上，自動(dòng)地輸送至進(jìn)口處，裝燒產(chǎn)品可在回車時(shí)的中途進(jìn)行。另外，該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在回車道的端部裝有一妝淥儐低車拇？？爸？快慢速度均可任意調(diào)節(jié)，并獨(dú)立配置電腦控制屏。 

　　2.5  溫控系統(tǒng)窯爐配置一臺(tái)中心配電柜，柜體采用靜電噴塑，美觀大方，其中電柜均采用可控硅移相觸發(fā)，PID自動(dòng)調(diào)節(jié)，智能化儀表數(shù)字顯示，每路均為獨(dú)立定值自動(dòng)控制，可手動(dòng)、自動(dòng)雙向切換。為了能及時(shí)了解窯爐的運(yùn)行情況和便于考慮和復(fù)核，系統(tǒng)設(shè)置了電流表、電壓表、功率表、電度表及溫度打印儀。 控制原理如圖3所示。 

　　3、設(shè)計(jì)結(jié)果 根據(jù)以上設(shè)計(jì)理論，結(jié)合磁性材料生產(chǎn)工藝實(shí)際情況，為確保燒結(jié)產(chǎn)品的尺寸和性能一致性，提高成品率。我們?cè)O(shè)計(jì)了一條總長(zhǎng)36m的全自動(dòng)輥道電窯，主要技術(shù)參數(shù)如下： l 爐膛尺寸（L×W×H）：36000×610×135mm（輥道面到窯頂） l 最高使用溫度： 1400?C l 額定功率： 180KW（保溫功率120KW） l 控溫精度： ±1?C l 爐內(nèi)橫截面溫差： ±5?C l 爐表溫升： 50?C l 產(chǎn)品出口溫度： 80?C l 推進(jìn)速度： 5~150mm/min連續(xù)可調(diào) l 發(fā)熱元件： 等徑sic棒 l 耐火移進(jìn)板尺寸： 420×260×20mm l 控溫點(diǎn)： 10點(diǎn) 

　　4、產(chǎn)品及產(chǎn)量預(yù)算 

　�。�1） 所燒產(chǎn)品以部分磁性材料元件為例，見(jiàn)下面：代 號(hào) 1號(hào) 2號(hào) 3號(hào) 4號(hào) 5號(hào) 6號(hào)產(chǎn)品尺寸 ? 80×40×15 ? 70×32×12 ?60×32×10 ? 58×20×13 ? 49×19×10 ? 32×18×6 ? 80×40×12 ? 70×32×8 ? 60×32×8 坯件外徑mn 96 84 72 69 54 36 坯件長(zhǎng)度gmm 21.2 17.2 14.5 18.5 14.6 9.3 17.2 14.5 11.9 坯件重量含水 g 340 226 130 190 81 22 276 190 104 高溫區(qū)時(shí)間hh 3 3 3 2 2 2 

　　（2）本窯爐設(shè)定了兩條溫度曲線，（A、B）。A對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品在高溫區(qū)3小時(shí)，B對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品在高溫區(qū)2小時(shí)。根據(jù)用戶的產(chǎn)品工藝，通過(guò)調(diào)整各溫區(qū)的溫度給定值與移進(jìn)板的速度，可取得除A、B曲線外的多條溫度曲線。（3）溫度曲線說(shuō)明：編號(hào) 溫度范圍？C 溫區(qū)長(zhǎng)度m 所需時(shí)間h 升溫速度？C/h A B A B 1 20－500 10.6 7 3.5 71 142 2 500－900 3.8 2.6 1.3 154 308 3 900－1260 A3.3 B1.8 2.2 0.6 164 600 4 1260恒溫 A4.5 B6 3 2 0 0 5 1260－80 13.8 9.2 4.6 -128 -256 合計(jì) 36 24 12 圖4為溫度曲線模擬圖 

　　5、計(jì)算產(chǎn)品說(shuō)明： 

　　每天按24小時(shí)計(jì)算，每月按30天計(jì)算，每年按300天計(jì)算， 

　　即：每天＝24小時(shí)，1月＝30天，1年＝300天。 

　　（1）設(shè)：1＃－（1）產(chǎn)品按曲線A燒成，周期為240小時(shí)每出一板位（即二塊移進(jìn)板），所需時(shí)間：移進(jìn)板長(zhǎng)／每小時(shí)移出長(zhǎng) 0.42m/1.5m/n 即0.42m/1.5m/n=0.28n 每天出板量為： 24h÷0.28h/板×2＝171.4板每天出產(chǎn)量為： 171.4板×32只/板×2＝5484只每只產(chǎn)品重量為： 340Kg×5484只＝1864Kg 

　　每月產(chǎn)量： 1864Kg×30＝55920Kg 年產(chǎn)量： 1864Kg×300＝559200Kg 即56噸（2）設(shè)4＃產(chǎn)品按曲線B進(jìn)行燒成，燒成周期為12小時(shí)每出一板位（即二塊移進(jìn)板）所需時(shí)間，移進(jìn)板長(zhǎng)／每小時(shí)出長(zhǎng)＝0.42m÷3m/h=0.14h 每天出板數(shù)為： 24h÷0.14h/板×2＝343板每天出產(chǎn)量為： 343板×72只/板=24696只每只產(chǎn)品重： 190g×24694＝4690公斤每月產(chǎn)量： 4690×30＝140.7噸每年產(chǎn)量： 4690×300＝1407噸 

　　6、結(jié)論經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)使用證明，使用該輥道電窯燒結(jié)磁性材料，有如下優(yōu)越性： 

　�。�1）由于爐膛上下層都有sic棒進(jìn)行加熱，且控溫精確，保證了產(chǎn)品燒結(jié)溫度和時(shí)間的一致性，從而保證了產(chǎn)品尺寸和性能的一致性，大大提高了成品率。 

　�。�2）設(shè)備自動(dòng)化程度高，大大降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了產(chǎn)量。 

　　（3）由于窯爐采用了輥道形式，能源的利用率大大提高，降低了運(yùn)行成本，減小了堵?tīng)t風(fēng)險(xiǎn)。 

　�。�4）由于該窯的保溫性能得到提高，降低了環(huán)境濕度，使工作環(huán)境得到了改善。