２窑炉结构
１窑型向辊道化发展
在陶瓷工业中，使用较多的主要窑炉有：隧道窑、辊道窑和梭式窑三大类。其中，辊道窑具有产量大、质量好、能耗低、自动化程度高、操作方便、劳动强低、占地面积小等优点，是当今陶瓷窑炉的发展方向。
（２）采用高效、轻质保温耐火材料及新型涂料
常见的保温材料有重质耐火砖、轻质保温砖、莫来石轻质砖，高铝轻质砖和轻质陶瓷纤维等。合理的选择保温材料对节能降耗产生了很大的影响。如轻质陶瓷纤维与重质耐火砖相比：质量轻、导热系数小、重量只有轻质材料的ｌ／６、容重为传统耐火砖的１／２５、蓄热量仅为砖砌式炉衬的ｌ／３０—１／１０、窑外壁温度降到３０℃～６０℃。纤维节能方面，从总能耗的２０．６％下降到９．０２％，节能达到１６．６７％。
另外，为了提高陶瓷纤维抗粉化能力，又增加窑炉内传热效率，节能降耗。可使用多功能涂层材料１０，如热辐射涂料ＨＩＫＡＭＩＲＡＤＩＡＴＩＯＮＣＯＡＴＩＮＧ简称ＨＲＣ。在高温阶段，将其涂在窑壁耐火材料上，材料的辐射率由０．７升为０．９６，可节能１３８．３ＭＪ／ｍ２·ｈ；而在低温阶段涂上ＨＲＣ后，窑壁辐射率从０．７升为０．９７，可节能４５４７ｋｃａｌ／ｍ２·ｈ。
３改善窑体结构
随着窑内高的增加，单位制品热耗和窑墙散热量也增加。如当辊道窑窑高由０．２ｍ升高至１．２ｍ时，热耗增加４．４３％，窑墙散热升高３３．２％，故从节能的角度讲，窑内高度越低越好；随着窑内宽度增大，单位制品热耗和窑墙散热减少。如当辊道窑窑内宽从ｌ．２ｍ增大到２．４ｍ，单位制品热耗减少２．９％，窑墙散热降低２５％，故在一定范围内，窑越宽越好；当窑内宽和窑内高一定的情况下，随着窑长的增加，单位制品的热耗和窑头烟气带走的热量均有所减少。如当辊道窑的窑长由５０ｍ增加到ｌ００ｍ时，单位制品热耗降低１％，窑头烟气带走热量减少１３．９％
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４窑车窑具材料轻型化
采用轻质耐火材料制作窑车和窑具对节能具有重大的意义。产品与窑具的重量比越小，其热耗越低。窑车应使用低蓄热、容重小、强度高、隔热性能好的材料来制备。至于窑车车衬材质的选取，据报道，轻质砖、轻质砖与硅酸铝耐火纤维和全硅酸铝耐火纤维做车衬时，产品热耗是传统重质耐火砖做车衬时的９１％、７９．５～８５．８％和５９．１～６６．３％。
５辊子的散热
辊子是辊道窑的一个重要组成部分，分布在沿窑长的不同温度区间。受温度的影响，辊棒分别采用钢辊和瓷辊。辊棒向外散热主要是通过其两端各伸出窑墙约０．１米的辊端。由于辊道窑中使用的辊棒数量之多通常可达１０００多根，以至于其能耗增加。通过对辊道窑长８０米，辊棒两端各伸出窑墙０．１１米，共有１３２７根辊子进行数值计算，其中Ｔ＞８００℃高温区采用瓷辊，其余采用钢辊。
随着温度的升高，瓷辊的散热损失变化比较平缓，而钢辊的热量散失则几乎呈线性增加。计算表明，辊子两端通过导热过程所散失的热量约占窑炉总供给热量的２％１２，因此，其具备节能潜力。
６窑炉余热的利用
衡量一座窑炉是否先进的一个重要标准就是有没有较好的利用余热。据窑炉热平衡测定数据显示，仅烟气带走的热量和抽热风带出的热量占总能耗的６０％一７５％。若能利用蓄热式燃烧技术将明焰隧道窑的余热预热空气供助燃，不但可改善燃料燃烧，提高燃烧温度，而且可降低燃耗７％。
余热利用在国外受到重视，视其为陶瓷工业节能的主要环节。国外对烟气带走的热量和冷却物料消耗的热量约占总窑炉耗能的５０％～６０％这一部分数量可观的余热利用较好。目前，国外将余热主要用于干燥和加热燃烧空气。现在欧洲陶瓷企业普遍采用在窑炉上安装附加余热利用装置，进行余热的再回收利用。对于排烟废热的余热利用，亦采用换热器进行能量收集与输送到所需场所。其综合节能的效果使热效利用达到８０％～９０％。
７加强窑体密封性和窑内压力制度
加强窑体密封，窑体与窑车之间、窑车之间的严密性，降低窑头负压、保证烧成带处于微正压，减少冷空气的进入窑内，从而减少排烟量，降低热耗。经计算，烟道汇总出的空气过剩系数由５减少到３时，当其他条件不变的情况下，烟气带走热量从３０％降为１８％，节能１２％。
８采用自控技术
采用自控技术是目前国外普遍采用的有效节能方法，它主要用在窑炉的自动控制１３。因而使窑炉的调节控制更加精确，对节省能源、稳定工艺操作和提高烧成质量十分有利，同时还为窑炉烧成的最优化，提供了可靠的数据。计算表明，在排出烟气中每增加可燃成分１％，则燃料损失要增加３％，如果能够采用微机自动控制或仪表一微机控制系统，则可节能５—１０％。当今先进的自控可以通过高级专家系统来实现，可以通过在线的外部参数温度、湿度、压力、气氛等测量宋引导操作向最大的节能方向进行，降低能耗５％以上。在国外，如日本碍子公司的窑炉均设置有先进的自动点火、熄火测知、窑内压力监测、地震监测、窑内氧浓度监测、气体泄漏监测、瓷辊损折监测及喷嘴用电偶记录仪等一系列监测仪器。从而保证了窑炉的省力、节能、快速烧成，其可节能１０％～３０％。在国内尚未达到。
３其他节能技术
１新型双层双温窑炉１４
双层双温窑炉是一种新型节能窑炉，其结构特点是窑炉从单层单温发展为双层双温。其上下两层温度均采用ＰＩＤ单独控制，两层之间采用结晶碳化硅作横梁并用高保温性能的耐火材料做隔热层。特殊的设计能有效防止上下两层串温，同时又能使有效的热量共享。与单层窑炉能耗相比，双层双温窑炉低于其１５０—２５０大卡／ｋｇ瓷，即最少可以节省能耗３０％。
２微波辅助烧结技术
微波辅助烧结技术是通过电磁场直接对物体内部加热，而不像传统方法热能是通过物体表面间接传入物体内部，故热效率很高一般从微波能转换成热能的效率可达８０～９０％，烧结时间短，因此可以大大降低能耗达到节能效果。例如Ａ１２０３的烧结，传统方法只需加热几个小时而微波法仅需３～４分钟。
据报道，英国某公司有一种新型的陶瓷窑炉生产与制造技术，该窑炉最大的特点在于：它不仅采用了当今世界上微波烧结陶瓷的最新技术，而且采用了传统的气体烧成技术。它在传统窑炉中把微波能和气体燃烧辐射热有机结合起来，这样既解决微波烧成不容易控制的问题，又解决了传统窑炉烧成周期长，能耗大等问题。据介绍这种窑炉适用于高技术陶瓷及其他各种陶瓷的烧成，达到快速烧成，减少能耗，降低成本的目的。
四、展望
“十一五”节能专项规划将对我国陶瓷工业产生深远的影响。根据建筑卫生陶瓷和日用陶瓷专业特点和工艺需要，围绕大型化、高效化、智能化趋势，嫁接现代机电技术、信息技术、自动化技术，研制开发推广新设备，提高设备技术水平和稳定可靠性，促进产业结构调整和优化升级。
先进的窑炉技术往往凝聚了燃烧技术、材料技术、节能技术、信息处理技术、自动控制技术等多领域研究成果。因此，我们应重视热工基础理论学科的研究，大胆吸收各国最新的科研成果，将其应用到新型窑炉的研制中。特别应重视技术创新，不断以高新技术来推动窑炉产品的创新。
积极推广高红外、远红外、等离子、感应加热等高效加热新技术，以及推广微波能高温技术，如微波烧结、微波高温合成工艺及相关设备。为保持陶瓷工业稳定与可持续发展，积极开发与利用新能源，并呈现出多元化与广谱化的局面。如太阳能、潮汐能、风能和水能等的开发利用。
曾令可
１陈立骏，张儒岭．日用陶瓷工业能耗观状与分析及节能枝木途径Ｊ．中国陶瓷工业，１９９６，３： ９～１２
２贾玉宝，张建国．浅谈建筑陶瓷企业的节能措施Ｊ．陶瓷２００４，１６８２：３４～４０。
３彭金辉，何蔼平．德国在微波处理材料方面的应用研究Ｊ．昆明理工大学学报，１９９６，２１６： ３９—４１
４曾令可等．微波加热技术应用于陶瓷行业需要解决的几个问题Ｊ．陶瓷学报，２００１，２２４： ２６９～２７５
５曾令可等．微波于燥陶瓷产品产生变形开裂的原因和解决办法及其与传统干燥的比较ｒＪ．陶瓷学报，２００１，２２４：２５４～２５８
６曾令可等．陶瓷工业干燥技术和设备Ｊ．山东陶瓷，２００３１：１４—１８
７曾令可等．微波加热技术在陶瓷坯体干燥上的应用Ｊ．干燥技术与设备２００４４２：６～１０
８李湘洲．陶瓷窑炉的燃料与节能技术Ｊ．节能技术，１９９９，３：３２～３６
９谭绍祥．中国陶瓷窑炉技术的新发展Ｊ．山东陶瓷２０００２３３：１３—１４
１０曾令可等．陶瓷纤维的粉化及抗粉化研究Ｊ．工业炉，２００１，２３１：４３～４５
１１１曾令可等．辊道窑的传热及影响热耗因素的分析闭．佛山陶瓷，１９９８４：４—８
１２胡志敏，吴建青，曾令可．陶瓷辊道窑辊棒两端散热过程的数值模拟Ｊ。硅酸盐通报， ６：８～１２
１１３曾令可等．陶瓷窑炉控制技术现状与展望Ｊ．工程陶瓷增刊，１９９９．１～５
１４杨毅．新型双层双温窑炉．陶瓷报，２００６年４月１４日
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