馬景馨

摘 要：目前，面對市場競爭的日漸加劇，陶瓷廠如何在競爭脫穎而出，如何有效地節(jié)約能耗降低成本，已成為當務之急的問題。本文從原料加工工序、成形工序、燒成工序等各個環(huán)節(jié)之間的節(jié)能技術加以分析，希望能給陶瓷企業(yè)節(jié)能環(huán)保提供一定的幫助。

關鍵詞：陶瓷行業(yè)；原料加工工序；成形工序；燒成工序；節(jié)能

1 前言

陶瓷廠是高能耗企業(yè)，如：電耗高、燃耗高。這兩項成本加起來在陶瓷生產成本中幾乎占到接近一半或一半以上。面對市場競爭的日漸加劇，陶瓷廠如何在競爭脫穎而出，如何有效地節(jié)約能耗降低成本，是他們一直所關注的話題。本文針對陶瓷廠各工序之間的節(jié)能技術及措施加以探討，以期起到拋磚引玉的作用。不當之處還望各位專家學者批評指正。

2 陶瓷企業(yè)各工序之間的節(jié)能探討

2.1裝磨原料

在原料的選擇上也非常重要，瘠性原料顆粒度越小越好，可以有效降低球磨時間，有利于用電避峰，降低球磨電費成本。而原料顆粒度過大，球磨時間大大增加，西安齊安陶瓷廠裝磨瘠性原料均經過雷蒙磨細碎，球磨時間達到3 h。而在粘土選擇時，需要選擇容易解膠的，有利于降低球磨時間。如果粘土或者解膠劑選擇不好，有可能增加球磨時間，而且難以球磨，難以放漿。

2.2球磨機

2.2.1磨機的選型

磨機的選型很重要，選擇一款節(jié)能型磨機是基礎，建廠時磨機的選型及合理的配置極其重要。坯體球磨機有40T/60T/100T，還有連續(xù)磨。要根據本廠的實際需要來定，要選擇一種最有利最適合本廠最節(jié)能的來實施。如果能采用連續(xù)磨，成本最低，泥漿比重也大，效率高，自動化程度高，節(jié)能效果非常顯著。

2.2.2釉磨采用高鋁球襯和高鋁球石

坯料磨機球襯最好選擇中鋁質球襯，球石采用中鋁球石，既能增加坯料裝磨量，又能大幅度減少球磨時間。如果不選用中鋁質球襯也可以選擇橡膠襯，橡膠襯可以降低電機負荷，可以裝更多的原料。也有些廠家選擇燧石襯，一方面裝磨原料就相應少了；另一方面，電機負荷相應增加了，這是最劃不來的。不管哪種球襯，一定要選用中鋁球，一般都會減少球磨時間至少在2～3 h以上，坯料球磨機的裝機功率都在132 kW以上，節(jié)能效果明顯。

2.2.3選擇比重大的球石

在選擇球石時，盡可能的選擇比重大的，抗磨性能好，磨耗盡可能低的球石。球石比重越大，球磨效率越高。球石的磨耗越低越好，球石磨耗直接體現(xiàn)補球的成本。市場上出現(xiàn)一種含鋯球石，比重在3.2～3.4，球磨時間比普通中鋁球還能降低1～2h，磨耗只有0.03%不到。

2.2.4合理的球石入磨量及球石大小科學配比至關重要

陽城某陶瓷廠合理配球合理配料，致使內墻磚球磨時間達到5h（細度250目篩余5%～6%），而周圍其它廠的情況是來料基本一樣，250目的篩余為6%～8%時，球磨時間約7～9h。

2.2.5盡可能地增加入磨原料的重量

盡可能增加裝磨原料的重量也是可以有效降低每噸原料球磨電耗。增加原料的裝磨量如果過多，磨機電流也會相應增加，這需要找到臨界點。優(yōu)化過程必須要數據說話，超過臨界點節(jié)能效果就差了。

2.2.6球磨細度是影響球磨工段能耗成本的關鍵因素

球磨細度篩余10%～11%比7%～8%的球磨時間要短1.5～2 h。放粗球磨細度要有三個保證措施，一是配方塑性足夠好，不會降低成品率；二是倒?jié){過篩細度要控制在80目標準篩全通過；三是不影響產品內在質量和燒成周期。這對于吸水率極低（0.03%）的磚比如拋光磚、仿古磚是不太適用的。

2.2.7泥漿的比重指標盡可能定的高些

泥漿的比重指標盡可能定得高些，最好為1.70～1.73，越大越好。合理地增大泥漿比重，可以增加噴塔產量，有效降低噴塔燃耗、電耗，增加粉料的容重和改善顆粒性能、級配。泥漿比重越低，意味著噴塔的產粉量越低，燃耗和電耗就越高。球磨工段泥漿水份控制，每增加1%的水份，意味著噴塔同樣能耗情況下的粉料產量降低3～4%，必然導致成本增高。裝磨的水如果是有一定溫度的熱水也有利于提高球磨泥漿的活性、流動性，減少減水劑消耗，便于增大泥漿比重，利于減少球磨時間。

2.2.8選擇最佳的球磨工段運行時間

陶瓷廠普遍實行峰、谷、平分時間段計費，三個時段大概都近于8h左右，不同地區(qū)略有差別。平段電價是谷段的兩倍電價，峰段電價是谷段的三倍電價。球磨工段的運行盡可能做到避峰運行，最好是谷段運行，不足部分平段運行。這需要合理安排裝磨時間、開磨和放漿時間。了解并優(yōu)化球磨機的運行時間能給企業(yè)帶來十分豐厚的回報。

2.2.9球磨機的無功補償的選擇

球磨機的無功補償盡量做到0.95～0.98。不僅節(jié)能，還會得到供電公司的獎金。

2.2.10變頻器的選擇

磨機驅動要用變頻器，變頻器節(jié)能效果是比較好的，一般節(jié)能都在12%～14%左右，目前很多廠家都已采用。

綜上所述，由于球磨機一般是陶瓷廠最難管理的工段，球磨工段如果在以上幾個方面都做到位的話，降低能耗成本，增加效益，都是十分可觀。

2.3泥漿池

（1） 泥漿池要盡可能大，能增大泥漿的均化陳腐效果，這會增加成品率和優(yōu)級率。單一漿池不僅盡可能大，還一定要經過一次到兩次的倒?jié){除鐵。使用時最好規(guī)定泥漿液面的高度降低不能低于一定的范圍，比如1/5或1/4。泥漿穩(wěn)定就是最好的節(jié)能。

（2） 倒?jié){和除鐵。中轉倒?jié){最少是80目過篩。如果是拋光磚面料最好是120目過篩，至少是100目過篩。如果經過120目過篩，能夠通過120目篩的鐵點燒出來基本是淡黃色的，不會呈現(xiàn)黑色或紅色。除鐵最好選擇除鐵效果比較好的自動除鐵機，工作穩(wěn)定可靠。

（3） 攪拌機可以采用間歇工作的方式。泥漿如果不是很容易沉淀，就都可以這樣做。泥漿比重越大，懸浮性越好，越不容易沉淀。用一種一天可以分16個控制時段的時間控制器就可以做到這一點。高邑某廠就采用這樣的時間控制器來讓總功率近110kW的攪拌機節(jié)約50%以上的電費，做到1～2h的間歇停機時間，甚至還考慮避峰因素，泥漿沒有發(fā)生沉淀現(xiàn)象，產品質量沒有負面影響。其實可以做到節(jié)約得更多，完全可以做到開20min停30～40min。泥漿池采取間歇工作的方式，最好配套故障聲光報警器。這樣就減少了人員檢查的壓力，增加了系統(tǒng)工作的可靠性。給噴塔供漿的漿池和倒?jié){的漿池、中轉時的漿池最好在泵漿時不要間歇工作，以避免造成不必要的分層現(xiàn)象，從而導致質量的波動。

（4） 攪拌機電機采用變頻器控制。

2.4噴霧干燥塔

（1） 噴干塔及供熱系統(tǒng)的選型、結構參數確定對噴干塔影響很大。型號大些相對會比較節(jié)能。9000型塔身直筒部份高度一般在10.5 m或以上，現(xiàn)在有的公司就達到了創(chuàng)世界紀錄的14.5 m，運行時排潮風管的潮氣溫度降到了61 ℃，由于排潮溫度降低了，配套的排潮風機電機選擇165 kW就夠了。合理地降低排潮溫度，風機也可以選小一些，電就節(jié)約很多。有的公司9000噴塔排濕風機選擇320 kW電機，這其間的電費差別一定相當可觀。塔內保持負壓25～30 mm水柱就足夠了，超出過高時，就增加了電耗和燃耗，還會浪費粉料，增加環(huán)保除塵負荷。

（2） 現(xiàn)有的噴塔也可以適當把噴槍提高0.6～0.8 m，當然要適當修改角度以防止噴壁，這也可以有效地增加噴塔產量，降低能耗。

（3） 適當提高塔頂溫度也會提高產量降低能耗。最高的記錄是塔頂溫度是860 ℃，3200噴塔日產粉料達到360 t。這要把握一點，塔頂分風器和塔頂不銹鋼的材質是什么？304耐熱不銹鋼極限最高工作溫度是870～900 ℃，321耐熱不銹鋼極限最高工作溫度是900～925 ℃，而0Cr13、1Cr13、2Cr13不銹鋼極限最高工作溫度是780～800 ℃。超過極限工作溫度，一者長期會導致逐漸氧化、碳化，二者力學性能上的強度會大幅度降低，致使塔頂變形，甚至塌陷。

（4） 噴塔、熱風管道的密封性不好不僅會減少粉料產量，還會增加能耗。

（5） 合理的配風，才能把熱量合理地帶入噴塔內。過多的冷風只會增加能耗，起副作用。理論上來講，配風夠用就行，越少越好。

（6） 泥漿變成粉料需要把把泥漿里的水份變成100 ℃或更高溫度的蒸汽，這個變化需要消耗大量的熱量。如果能用熱管或熱泵技術把排氣的余熱提取出來對泥漿在進入泥漿噴頭之前進行加熱升溫，無疑會減少熱風爐的熱耗，增加噴塔產量。山東有一家陶瓷廠就進行過這樣的嘗試，曾經把泥漿溫度提高到80 ℃，結果噴塔的產量提高特別大，節(jié)能效果非常好。

（7） 熱風爐鼓風機、電機、排潮風機最好都用變頻器控制。

（8） 窯爐余熱的利用。大型窯爐二級排煙和急冷帶的余熱溫度都很高，幾乎都能達到400～550 ℃以上，完全可以用在噴干塔上以節(jié)約噴干塔的熱耗。窯爐的余熱如果能得到有效利用，則可節(jié)能30%～40%以上。

（9） 采用熱管或熱泵技術回收排潮濕氣所帶走的熱量，在技術上是完全可行的，也是十分成熟的。回收的熱量可以直接用來加熱柱塞泵輸送管道內的泥漿，當然也可以加熱裝磨的水或者用來發(fā)電。

（10） 噴塔盡可能想辦法最大限度提高產量，注意泥漿比重，燃料熱值盡可能高，操作科學，停塔時合理避峰，強化現(xiàn)場管理，加大節(jié)能獎罰力度，以便最大程度調動員工的責任心和創(chuàng)造性，挖掘潛力，不斷改進節(jié)能工作，降低成本，增加效益。

2.5 壓機

（1） 壓機主油泵選擇變量泵，會節(jié)約電費。一臺90 kW的壓機主泵改用變量泵一月能節(jié)約6000元以上。

（2） 壓機主機、輔機、冷卻泵、循環(huán)泵、輸送帶、冷卻塔等電機都采用變頻控制。

（3） 最大限度地減少壓機工段粉料的落地浪費，減少模具漏料，及時清理這些落料使之不落地，并且循環(huán)使用起來，這也是節(jié)能的有效措施。料車及壓機處采用落料自動收集裝置，用壓縮空氣重新輸送到上方料斗里，循環(huán)使用。

（4） 安排維護保養(yǎng)更負責任、技術更好的壓機人員十分關鍵。最大限度地減少停機時間對于生產線來說就是最大限度地利用好了能源。想一想，壓機工段包括料車是陶瓷廠的脖子，也容易出故障。壓機故障停機時間多，經?？崭G，整條生產線在空窯期間的電耗、煤耗、工資成本都是很昂貴的。對壓機工段的停機時間嚴格考核，進行獎罰，是保證車間有效節(jié)能的必要手段。

2.6 干燥窯

（1） 利用窯爐煙氣和冷卻余熱作為熱源干燥磚坯，完全不使用燃氣來加熱或輔助加熱。給干燥窯供的窯爐煙氣、余熱風溫度最好不要超過300 ℃，200～280 ℃即可。特別是在入口處，溫度過高磚坯容易炸裂或開裂，或熱應力集中產生內部微裂紋缺陷，即便沒有開口裂，磚坯的內部已經產生熱應力，導致強度降低。

（2） 排潮風機是可以取消的，做得最好的廠家是西安某廠，日產12000 ㎡地磚，其干燥器沒有排潮風機，完全用直徑1 m以上的風管自然排風，完全節(jié)省了排潮風機的電耗和維護保養(yǎng)費用。

（3） 改善干燥窯的窯體保溫層及干燥窯的密封性，加強改善熱風管道的保溫效果，用導熱系數更小的保溫棉毯，減少外表面熱量損失。

（4） 不是干燥溫度越高越好，而是既要合理設計溫度曲線，又要兼顧能耗成本。高邑某廠生產普拉提，整條干燥器都是155 ℃左右，最高溫度也是165 ℃，干燥出口磚坯含水率0.2%～0.4%。合理地使用熱耗是最好的。過度的熱量消耗一是浪費了余熱，再者也會導致成本的增高。熱量過多也是浪費，增加系統(tǒng)排風風量，風機電流也會增加。高邑某廠干燥窯裂坯一個月，最后發(fā)現(xiàn)是入窯口溫度太高了，降了幾十度，好了。

（5） 合理選擇配方中的瘠性原料、粘土，改善坯體透氣性，利于快速干燥，提高產量，降低能耗。

（6） 排潮的濕氣溫度還是很高的，帶走的熱量也十分巨大，可以用熱管、熱泵技術回收用來發(fā)電，也可以用于生產和生活（加熱用于球磨機的水、加熱噴塔的泥漿、冬季房間取暖和夏季制冷等等）。早期的火力發(fā)電廠是用有十幾層樓高的大型雙曲線斷面的冷卻塔來冷卻循環(huán)水，熱量白白排空浪廢掉了?，F(xiàn)在新上的火力發(fā)電廠都采用熱泵技術，用氫氣或二氧化碳作冷媒來回收余熱給城市供暖和給小區(qū)供應熱水。熱泵和空調的原理相同，相當于一個大的空調，利用冷媒膨脹吸熱的原理把熱排放氣體中的熱量吸收進冷媒來，在冷媒進入壓縮系統(tǒng)壓縮時，冷媒就會把吸收的熱釋放出來，可以用水把這部分熱量帶走。當然干燥器排出的熱氣也可以直接通過一個效率好的換熱器、熱泵直接加熱水或者泥漿，這是十分有意義的事。設計時，需要考慮檢修維護的方便性。

（7） 如果從考慮磚坯減少破損的角度來說，干燥器的傳動速度是越慢越好，這對于小磚無疑是適合的。針對大磚，進入干燥窯最好在前20～30 m就要顯著提高磚坯的強度。這一點無非是干燥窯前部要高溫高濕大正壓操作，直接的結果也會導致排潮熱氣溫度的升高，無疑也帶走更多的熱量。而早期最傳統(tǒng)的干燥器的設計是在干燥窯中后部分別打入窯爐煙氣和余熱，煙氣靠前余熱靠后，而排潮主要集中在干燥窯入口，這樣的排潮熱氣溫度會低很多，這對大磚來說是很困難的。如何兼顧取決于整體的技術條件，粘土粘性，濕坯強度，磚坯的透氣性。而對大磚就沒有更多選擇的余地，只能在具體實踐上靠經驗一點點總結來取得節(jié)能的實際效果。

（8） 窯爐公司的改良：在傳統(tǒng)的坯體干燥基礎上不斷進行創(chuàng)新，采用獨創(chuàng)的干燥技術，有的公司采用“低溫低濕、雙面干燥、分段抽濕”的設計技術，充分地利用了窯爐煙氣和余熱，不增加任何輔助熱源，使窯爐的綜合能耗得到降低。

（9） 采用二層至五層的多層干燥窯，一是節(jié)約土地使用面積，二是減少干燥窯散熱面積，這也是比較好的節(jié)能方案。

2.7 窯爐

（1） 增加高溫帶耐火保溫磚及保溫層的厚度

有資料顯示，窯爐砌體蓄熱損失和爐體表面的散熱損失要占到燃料消耗的20%以上。增加高溫帶耐火保溫磚及保溫層的厚度是有意義的?，F(xiàn)在設計的窯爐高溫帶窯頂磚和窯墻保溫層的厚度都有不同的增加，很多公司高溫帶的窯頂磚厚度由230 mm增加到260 mm，窯墻保溫層由140 mm增加到200 mm。目前窯爐底部的保溫沒有得到相應的改善，普遍情況是高溫帶底部鋪一層20 mm棉毯外加5層保溫磚標磚來保溫。這種情況一直沒有改進。其實基于底部散熱面積的巨大，底部的散熱是十分可觀的，有必要增加適當的底部保溫層的厚度，用容重更低的保溫磚和增加保溫層的厚度來改善底部的保溫，這樣的投入是必要的。另外高溫帶窯頂部分如果采用拱頂，就十分方便增加保溫層厚度、密封性，以減少散熱。如果是用吊頂，最好吊頂用陶瓷件而不是用耐熱鋼板，再輔以耐熱鋼吊鉤，這樣也可以把吊件全部埋住，增加保溫層的厚度和密封性。如果用的是耐熱鋼作吊頂磚掛板，如果掛板全部埋入保溫層，掛板有可能在窯爐漏火時全部氧化掉而使吊頂磚掉入窯內，造成停窯事故。用陶瓷件作吊件，頂部保溫也可以使用保溫料進行澆注，使用保溫材料變得靈活。這會大大改善窯頂保溫性能和氣密性，大幅度減少頂部散熱。

（2） 選擇更優(yōu)質和保溫性能更好的材料

更優(yōu)質和保溫性能更好的材料不斷出現(xiàn)，也給窯爐工程設計人員帶來了方便，完全可以用更好的保溫材料，使保溫層既比以前更薄，而保溫效果可以做得比以前更好，以使能源浪費得到最大限度地減少。采用保溫性能更優(yōu)質的輕質耐火保溫磚和保溫棉毯保溫板，經過優(yōu)化采用更合理的結構改良設計，以期減少窯爐散熱。有的公司選用容重0.6的輕質磚，有的公司采用異型輕質磚，在輕質磚與輕質磚的接觸面上設置有一定尺寸的凹槽用空氣進行隔熱。事實上空氣的導熱系數在0.03左右，幾乎比所有的保溫材料都低很多，這肯定會有效減少窯爐表面的散熱損失。同時加強窯體封閉嚴密，在事故處理口、膨脹縫、擋火板口、燒嘴磚周圍、輥棒內和輥孔磚處用更耐高溫更不易粉化彈性更好的陶瓷纖維棉充分填充，以減少窯體熱量向外散失，保證窯內溫度和氣氛的穩(wěn)定，提高熱效率，減少能耗。國內窯爐公司在窯爐保溫上都做得不錯。

（3） 余熱風管的好處

國內有的公司把余熱風管埋在窯爐底部和窯爐頂部保溫層的保溫磚內，這會最大限度地改善余熱風管的保溫，大大地減少了窯爐的散熱。也會增加保溫層的厚度，數據顯示和其它同行窯爐同工況相比綜合節(jié)能率在33%以上?？梢哉f，帶來了一場節(jié)能革命。

（4） 高溫帶采用拱頂結構有利于減少斷面溫差

高溫帶采用拱頂結構有利于減少斷面溫差，利于節(jié)能。由于高溫熱傳導主要以輻射為主，拱頂窯爐的中部空間大，容納的高溫煙氣也多，加上拱頂弧形法向輻射熱反射的作用，中部溫度往往會比邊上靠近窯墻的溫度要高少許，有的公司反映會增高2℃左右，這樣就要相應降低助燃風的壓力來保證斷面溫度的一致性。而很多寬體平頂窯爐的高溫帶存在靠近窯墻兩邊溫度高而中部溫度低的現(xiàn)象，有的窯爐操作人員采用增大助燃風壓力提高助燃風供風量的辦法來解決斷面溫差。這會帶來幾個后果，一是窯爐正壓過大，窯體散熱增加；二是不利于氣氛控制；三是助燃風和排煙風機的負荷都加大了，電耗增加；四是過多的空氣進入窯內，需要消耗額外的熱量，必然導致煤氣消耗或燃氣消耗直接增加，成本上升。正確的方法是：一是改用高燃燒速度高射速燒嘴；二是換長燒嘴磚；三改變燒嘴磚的出口尺寸使之減少，增大噴射速度，這要適應于燒嘴的燃氣和空氣的混合速度、燃燒速度。對于高速燒嘴是可以的，低速燒嘴效果就不大好；四是燒嘴磚口插入一截重結晶碳化硅輥棒，使燃氣加強窯爐中部的加熱，這樣的燒嘴磚布置可以間隔布置；五是使用長短重結晶碳化硅噴槍套相結合的方式。最好的解決辦法是不增加能耗，甚至能降低能耗的方式。在技術方案的選擇上，一定要廣泛聽聽專家、中低層專業(yè)技術骨干人員的意見，做一個更好的選擇，以利于提高品質，降低能耗。保證品質和節(jié)能并不一定是矛盾的，是完全可以兼顧的。

（5） 采用高效節(jié)能燒嘴

有些公司改進了燒嘴，優(yōu)化了空燃比，通過調整合理的空燃比，使燒嘴在使用過程中，由于沒有輸入過多的助燃風，從而提高了燃燒效率，做到節(jié)能。有些公司開發(fā)高射速等溫燒嘴，以加強窯爐中部的熱量供應，來改善斷面溫差，并且做到節(jié)能。有些公司開發(fā)了助燃空氣與燃料多次混合從而提高燃燒速度和效率，使燃氣燃燒更干凈更完全，節(jié)能也是明顯的。有的公司推廣比例控制高溫段每組支路的助燃風，使之供應的助燃風和燃氣同步按比例調節(jié)，在PID調節(jié)儀調節(jié)溫度的任何時間段，都保持合理的空燃比，使打入的燃氣和助燃風都不會過量，從而節(jié)省了燃料和助燃風的消耗，并使燃料的利用率達到最佳。業(yè)界還有公司開發(fā)了預混二次燃燒燒嘴、預混三次燒燒嘴等節(jié)能燒嘴。有資料反映，使用預混二次燒燒嘴可以達到10%的節(jié)能效果。不斷改進創(chuàng)新更加先進的燃燒技術，采用更優(yōu)質的燒嘴，控制合理的空燃比，永遠是最佳的節(jié)能途徑。

（6） 助燃風加熱

助燃風加熱在上世紀90年代初引進的漢索夫、薩克米窯爐中都有使用，利用助燃風從急冷帶窯內上方的耐熱不銹鋼換熱器中穿過時得到加熱，最高溫度能達到250～350℃左右?，F(xiàn)在國內的窯爐余熱利用加熱助燃風有兩種方式，一種是采用漢索夫方式從急冷帶窯內上方的耐熱鋼換熱器中吸收熱量加熱助燃風，還有另外一種方式是利用緩冷帶冷風管加熱的空氣輸送給助燃風機作為助燃風。前一種方式利用余熱的風溫可以達到250～330 ℃，后一種利用余熱的風溫要低些，可以達到100～250 ℃，效果會比第一種差一些。事實上很多公司為了保護助燃風機避免過熱，采用了摻一部分冷風，結果導致余熱利用效果的降低。目前國內利用余熱加熱助燃風的廠家還是很少，但是此項技術充分利用的話，完全可以取得5%～10%的燃耗降低的節(jié)能效果，這也是十分可觀的。在使用中有一個問題，就是根據理想氣態(tài)方程“PV/T≈常數，T是絕對溫度，T=攝氏溫度+273（K）”，假設壓力不變的情況下，助燃風溫度從27℃升溫到300℃時，體積膨脹為原來的1.91倍，這會導致同樣體積的空氣氧氣含量的減少，所以風機的選型必須考慮熱風助燃的加壓和熱風特性。如果不考慮這個因素的話，使用中就會出現(xiàn)問題。最新報告顯示，國外已有廠家開始嘗試使用500～600 ℃的助燃風，這會更加節(jié)能。燃氣也是可以利用余熱進行加熱的，有的廠家已經開始這方面的嘗試。燃氣和助燃風帶入的熱量越多，意味著節(jié)省更多的燃料。

（7） 合理的助燃風配置

煅燒溫度在1080 ℃前的助燃風要求完全過氧燃燒，窯爐氧化段需要給窯內打入更多的氧氣，以加速坯體化學反應速度以實現(xiàn)快燒。此區(qū)段如果換成還原氣氛，某些化學反應的溫度就要提高70 ℃才能開始反應。而最高溫段如果空氣過多的話，就會使坯體發(fā)生過度的氧化反應，使FeO氧化成Fe2O3、Fe3O4，這會使坯體呈現(xiàn)發(fā)紅或發(fā)黑而不白。如果最高溫段是弱氧化氣氛或剛好中性氣氛，坯體里的鐵質就會完全以FeO形式出現(xiàn)，使坯體更呈顯青白，坯體也會更白。高溫帶不需要過量的氧氣，也就要求高溫帶必須控制好過量的空氣。室溫的空氣，不參加燃燒化學反應作為過量的助燃風打入窯內而達到1100～1240 ℃，無疑需要消耗巨大的能量，而且也會帶來高溫區(qū)更大的窯爐正壓，導致熱量過多散失。所以減少過量空氣打入高溫帶，不僅會節(jié)約很多燃料，也使磚坯呈色更白。所以氧化段和高溫帶的助燃風最好分段獨立供應，通過調節(jié)閥保證兩段不同的使用壓力。佛山陶瓷就有謝冰豪先生的專題文章證實，助燃風配風各區(qū)段經縝密合理地精細調配供給，最多導致15%燃料能耗的降低，還不算因為降低了助燃壓力、風量而導致的助燃風機和排煙風機電流減少而取得的電費節(jié)省效益，看起來效益十分可觀。這說明，在專家理論指導下的精細化管控，多么必要。

（8） 節(jié)能紅外輻射涂料

節(jié)能紅外輻射涂料涂在高溫帶窯內耐火保溫磚的表面，有效封閉輕質耐火保溫磚的開口氣孔，能使高溫帶的紅外熱輻射強度明顯提高，強化了加熱效率，使用后能使燒成最高溫度下降20～40 ℃，有效降低能耗5%～12.5%。蘇州日上公司在佛山三水山摩公司兩條輥道窯的使用證明，該公司HBC涂料經使用有效節(jié)能達到10.55%。涂料在不同的窯爐上使用會明顯降低最高燒成溫度20～50 ℃，輥道窯能達到降溫20～30 ℃，隧道窯能達到降溫30～50 ℃，排煙溫度會降低20～30 ℃以上，因此需要部份調整燒成曲線，適當降低最高燒成溫度，適當增加高火保溫區(qū)的長度。高溫黑體高效率紅外輻射涂料是在全球節(jié)能做得好的國家推廣很普及的技術。選擇涂料時，一是涂料在高溫時的輻射系數是否達到0.90以上或者0.95以上，二是要注意膨脹系數和耐火材料的匹配，三是長久適應陶瓷燒制的氣氛而不減弱輻射性能，四是和耐火保溫材料粘接良好，不出現(xiàn)裂紋，不出現(xiàn)剝離脫落，五是抗熱震性能要達到莫來石的標準，1100 ℃加熱保溫，直接投放到冷水里多少次不開裂。高溫黑體高效率紅外輻射涂料在全球工業(yè)領域已經得到了大家的公認，是一項成熟、有效、立竿見影的節(jié)能技術，是值得大家關注、使用、推廣的一項節(jié)能技術。

（9） 富氧燃燒

通過分子膜將空氣中的部分或全部氮氣分離出去，得到比空氣更高含氧濃度的富氧空氣或純氧氣，來作助燃風給燒嘴供應。由于氧氣濃度提高了，燒嘴反應更迅速，溫度更高，能節(jié)省燃料20%～30%以上，由于助燃風的氮氣沒有或減少了，煙氣量也減少了，排煙風機電流也少了，環(huán)保需要除去的氮氧化物也更少或沒有了。東莞珩信節(jié)能科技有限公司就提供純氧氣供應燒嘴的能源合同管理模式服務，該公司提供改造的設備投入，節(jié)約的按照雙方的合同約定分享。這也使氮氧化物的排放得到最大程度的有效控制，從而降低了環(huán)保設施除去氮氧化物的昂貴成本。這項技術也可以用到噴干塔上。

（10） 更低的排煙溫度

排煙溫度越高意味著排煙帶走的熱量越多，合理地設計窯爐，降低排煙溫度也是提高高爐熱效率的一項重要指標。這取決于窯爐設計和投資單位的技術水平和綜合考量。如果窯爐煙氣的熱量被用于給噴干塔利用，倒是不用這樣考慮問題了。

（11） 窯爐壓力和氣氛控制

窯爐在高溫帶如果產生過大的正壓，這會使產品帶有還原氣氛進而會影響表面釉層的鏡面效果，更易呈現(xiàn)橘皮，也會迅速增加窯爐熱量的散失損耗，導致消耗更多的燃料，燃氣供應要給更高的壓力，加壓風機和排煙風機都要消耗更多的電力。合適的做法是高溫帶保持最多0～15Pa的正壓就足夠了。絕大多數的建陶產品都是氧化氣氛或微氧化氣氛下燒成，有些陶瓷需要還原氣氛，比如滑石瓷就需要強還原氣氛燒成。還原氣氛意味著消耗更多的燃料，煙氣要帶有CO成份。帶著節(jié)能的使命合理地調整還原氣氛比隨意的調整無疑會節(jié)省能耗，探索既保證最基本的還原氣氛，又要合理地節(jié)能，小心細致操作和不斷的總結很有必要。

（12） 窯爐余熱利用

這個余熱主要是指窯爐冷卻產品時帶走的熱量。窯爐出磚溫度越低，說明余熱系統(tǒng)帶走的熱量越多。干燥窯干燥磚坯所需要的大部份熱量都來自于窯爐的余熱。如果余熱的熱量越大，越有利于利用起來。余熱利用可以進行細分，高溫部分可以打入噴干塔進行利用；中溫部分可以當助燃風加以利用；其余部分可以打入干燥窯干燥磚坯。送熱風的管道必須做到足夠的保溫，最大限度地減少熱量散失，以提高利用效率。超過280 ℃的余熱打入干燥器要十分小心，過高的溫度會直接導致磚坯開裂。另外有很多工廠在冷卻段安置有熱水箱，用窯爐冷卻段的余熱給辦公室、宿舍供暖，并且用于給員工洗澡供應熱水。余熱也可以用來發(fā)電。

（13） 煙氣的余熱利用

由于一級排煙的煙氣帶有一定的水汽，有一定濕度，用于干燥磚坯只能用來打入干燥窯的前半部，并且最好少用更高溫度的二級排煙。二級排煙由于溫度過高，使用起來很容易造成磚坯開裂。如果干燥器設計的足夠長的話，窯爐的余熱和煙氣是用不完的。多余的高溫煙氣和高溫余熱一樣可以打到噴干塔進行余熱利用。二級排煙的溫度基本都在380～550 ℃以上，可以幫助噴干塔節(jié)省很多的能耗。煙氣也可以用來換熱器或熱泵技術把熱量置換出來加熱助燃風、球磨用水、泥漿加熱、生活或工作取暖等等。煙氣熱量如果不提供給其它設備，可以用來取暖、制冷、發(fā)電。

（14） 采用低溫快燒技術

配方上的改良是永無止境的，恩平沙湖浦橋陶瓷工業(yè)園生產規(guī)格為800 mm×80 mm的微粉、普拉提等拋光磚燒成周期達到了創(chuàng)紀錄的28 min，600 mm×600 mm規(guī)格的磚達到了23 min，吸水率達到0.03%～0.04%。這與45 min燒成周期的相比，每平米的能耗會大大降低。采用的原料不僅低溫而且燒失量小，采用的粘土適合快燒而不黑心，并且利用增強劑代替3%～6%的粘土。燒成曲線設置上大幅度提高中高溫度區(qū)的長度，一進窯爐低箱第一節(jié)窯箱就有370～380 ℃，進入高箱下溫就要到1000 ℃以上，上溫就達到了980 ℃或1000 ℃以上，最高溫度點有12～14個。有一個廠燒800 mm微粉拋光磚，燒成周期是28 min，1000～1100 ℃有9個溫區(qū)，1100～1200 ℃有11個溫區(qū)，最高溫度點1205 ℃有12個，過渡溫區(qū)4個，總共36個控制溫區(qū)。從排煙溫度上是肯定提高了，但是企業(yè)平米能耗下來了，產量大幅度提高導致的綜合成本大幅度下降，效益非常好。這不僅需要配方上的技術突破，也需要窯爐燒成上的變革，二者缺一不可。對于每一個企業(yè)，配方工藝和燒成技術都需要相輔相成，都需要挖掘潛力，每一點一滴的進步，都會給企業(yè)帶來更好的節(jié)能降耗效果，帶來更好的經濟效益。有一家廣東惠州的陶瓷廠坯體配方中采用一定比例的廢玻璃來降低燒成溫度，只要960～980 ℃就可以成瓷了，節(jié)能效果超過30%以上。山西晉城有個陶瓷廠家做地板磚原來日產只有11500 m2，沒有效益，通過調整配方使日產量達到15000 m2，噸料成本雖然上升了十幾多元錢，但是由于快燒致使能耗綜合成本大幅度降低，甚至煤氣爐煤耗都沒有增加，每天毛利在3萬元以上。所以低溫快燒，配方成本降低更好，但不見得非得降低配方成本，關鍵是能低溫快燒，能拉大產量，使電耗燃耗都得到大幅度降低。

（15） 改善優(yōu)化窯爐結構及參數

針對不同的產品，優(yōu)化窯體結構，使之更利于提高產品的品質、產量、更低的能耗。不同溫區(qū)的斷面空高，擋火板和擋火墻的不同設置，窯爐不同溫度段的合理配置，從節(jié)能的角度優(yōu)化設計所有消耗電能和熱能的每一個細節(jié)使之合理，窯體及保溫管路做到更好的保溫，所有可能漏風的局部都盡可能少地減少漏風，使窯體密封性更好，選用節(jié)能型風機，選用高效耐熱節(jié)能型傳動電機，所有風機和傳動電機都使用變頻器控制，管路轉角部分的設計要使輸送阻力更小，這些點點滴滴的細節(jié)考慮對于窯爐的節(jié)能都是十分必要的，也都是應該義無反顧去實施的。

（16） 雙層窯爐的使用證明能耗比單層的能耗更低，節(jié)能在10%以上。

（17） 節(jié)能技術使用過程中的現(xiàn)場管理是所有節(jié)能工作能有效得到落實的基本保障?，F(xiàn)場人員的培訓，能耗的獎罰制度，現(xiàn)場走動式管理的加強，改進溝通，都會產生好的執(zhí)行效果。

2.8 煤氣發(fā)生爐

（1） 使用煤氣發(fā)生爐給窯爐或噴干塔供熱的單位都要關注這個十分影響能耗水平的設備。選擇爐型就要選擇一款節(jié)能效果好的煤氣發(fā)生爐。兩段式煤氣爐比單段式煤氣爐節(jié)能15%左右。

（2） 一段式煤氣爐的飽和溫度盡可能控制在56～61 ℃，合理地控制好這個溫度會提高煤氣的熱值，提高煤氣中CH4的含量，同時更不容易結渣不容易燒爐箅子。這樣調節(jié)，CO未必更高，有可能只是28%～29%，但是煤氣的熱值提高了，意味著需要更少的煤氣，生產所需的煤炭消耗就會降低，就會節(jié)約煤炭，降低成本。兩段式煤氣爐飽和溫度一般控制在55～63 ℃，這要根據煤氣質量和煤炭種類為依據進行調整，目的就是提高煤氣熱值，提高產氣量，降低煤耗。飽和溫度低了，氧化反應會劇烈，一是容易增加煤氣出口溫度帶走過多顯熱；二是CO會提高，但是熱值并不是最高；三是氧化層溫度過高容易造成大塊結渣，甚至大面積結渣，四是控制不好灰層時容易燒壞爐箅子。

（3） 一段式煤氣爐的空高盡可能低，最好在1.5～1.6 m，而且最好是每次少加煤勤加煤。加煤的溫度控制在460～480 ℃為好。煤炭在爐內的行程加長了，煤炭層加厚了，不僅造氣能力強了，反應更充分，煤氣熱值更高更穩(wěn)定，爐渣殘?zhí)己扛汀?/p>

（4） 灰渣殘余熱量最好能低到250 kCal，越低越好。

（5） 控制加壓風機入口煤氣溫度，最好不要超過35 ℃。超過35 ℃，就會增加煤氣中的水份含量，把多余的水份在窯爐燒掉自然會導致更多的煤氣消耗。

（6） 煤炭驗收指標控制很重要，煤炭熱值要盡可能高，熱值越高越省煤。煤炭機械強度要大，灰份要小，顆粒要均勻，外水要小，含硫低于0.5%以下。這些指標控制得越好，煤炭越省。

（7） 煤氣站的煤氣熱值、殘?zhí)苛?、煤炭消耗、電耗要納入制度化獎罰管理。選用更合格的煤氣站站長、技術員、有經驗的操作工都是極其重要的，缺一不可。

3 結語

（1） 在全廠集中排煙的處理過程中，煙氣的熱焓還是很大的，可以用熱泵、熱管等技術進行回收，也可以考慮進行發(fā)電。

（2） 全廠管理人員要有強烈的節(jié)能降耗意識，并且大家都愿意去落實去執(zhí)行一切利于節(jié)能降耗的所有措施。節(jié)能降耗不是應付老板要求，不是迫不得已，而是成為企業(yè)文化的一部份，成為每個骨干管理人員考慮問題的基本出發(fā)點，成為大家的一種工作習慣。公司的高層一定要創(chuàng)造這樣的氛圍，在這種務實和卓有成效的氛圍下，企業(yè)的競爭力，一定會在殘酷競爭中脫穎而出。

（3） 做好現(xiàn)場管理工作是最好的保證。對于現(xiàn)場管理及能耗設備操作人員加強節(jié)能降耗知識技能方面的培訓，同時落實并加大制度化獎罰激勵手段，發(fā)動全員參與節(jié)能降耗，對合理化改良建議的獎勵與落實，加強現(xiàn)場監(jiān)督抽查管理，及時了解掌握現(xiàn)場動態(tài)，良好的上下溝通，都是至關重要的。沒有現(xiàn)場操作人員的積極投入，很多的節(jié)能是無法落到實處的。讓每一個員工都發(fā)動起來為節(jié)能降耗進行創(chuàng)新性思考和不停地改良，節(jié)能才能做到越來越好。

（4） 針對陶瓷廠的實際情況，在落實節(jié)能降耗的過程中，不同的企業(yè)會遇到不同的問題，筆者抱著求真務實的態(tài)度愿意和每個真誠的朋友進行分享，一起探討解決之道。由于筆者的局限性，錯漏之處在所難免，還望大家批評指正。

參考文獻

[1] 謝炳豪.全國窯爐能耗調查情況總結[J].佛山陶瓷，2013，1.

[2] 謝炳豪.窯爐燃燒狀態(tài)調整與監(jiān)控[J].佛山陶瓷，2014，5.

[3] 丁志堅，余春生，方幫鋒.新型節(jié)能窯爐技術交流[D].中國硅酸鹽

學會陶瓷分會論文，2013.

[4] 曾令可，李萍，王慧，等.陶瓷燒成中的節(jié)能技術[J].佛山陶瓷，

2014，1.

[5] 謝炳豪，林文豪.熱輻射節(jié)能涂料在陶瓷窯爐中的應用[J].佛山

陶瓷，2010，3