[發明專利]陶瓷制品的燒制方法及所用窯爐

有效

• 申請號: 200980110050.2
• 申請日: 2009-03-25
• 公開（公告）號: CN101981402A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發明（設計）人: 吉安魯卡·普拉泰勒;戴維·林度
• 申請（專利權）人: 薩克米伊莫拉機械合作社合作公司
• 主分類號: F27D23/00
• 分類號: F27D23/00;F27B17/00;F27B9/12;F27B9/36
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚志強

技術領域

?本發明涉及陶瓷制品的燒制方法，尤其涉及陶瓷制品的燒制方法以及應用該方法的陶瓷窯爐。

背景技術

眾所周知，陶瓷制品窯爐可大致細分為兩大類：隧道窯（tunnel?kiln）和間歇窯（intermittent?kiln）。

隧道窯特別適合燒制陶瓷平板和瓷磚，簡單地包括一以耐火材料為內襯的長的隧道結構，待燒制品置于能自動推進的窯車或可旋轉的托輥上沿隧道向前移動。

隧道內設有溫度控制系統，將窯爐沿縱向分成多個不同溫度的連續段，這樣陶瓷制品在移動過程中可以經歷燒成周期的所有階段。

燒成周期包括加熱和冷卻兩個階段，速度差不多快，并且大致可描述為窯爐內沿縱向分布的各不同的溫度段的變化曲線圖。

不同的是，間歇窯通常包括一單獨的燃燒室，以包覆耐火材料的墻壁為界，待燒的制品在其內部不能移動。

間歇窯特別適合用于燒制大面積制品和/或具有復雜形狀以及可能有不同厚度的壁面的制品，例如坐便器底座、臉盆和浴缸，但是也包括廚房用具，用于高壓電線的絕緣管道的陶瓷絕緣體，或者用于污水管道的陶瓷管，以及類似的制品。

間歇窯的燒成周期通過單個燃燒室內溫度的漸變來完成，并且可描述為制品在窯爐內部燒制時間相應的窯爐溫度的變化曲線圖。

特別的是，燒成周期一般包括三個連續的階段，包括第一階段統一加熱升溫至約1200-1300℃，中間階段保持恒溫，以及最終階段冷卻制品至環境溫度。

冷卻階段分為第一快速冷卻階段，此階段制品被快速冷卻至約600℃的溫度，接著為慢速冷卻階段，使其溫度達到環境溫度。

慢速冷卻階段能使完成的制品沒有瑕疵和/或殘余應力，否則可能會造成裂縫、大的裂口并且有時會造成實際破損。

快速和慢速冷卻階段的適當調整進一步能使陶瓷原料呈現不同的化學/物理結構，這決定了所完成的陶瓷制品的機械性能。

燃燒室內溫度的調整大致可通過多個安裝于窯爐側面墻壁和/或拱壁以及窯爐底面的合適位置，直接面對燃燒室內部的無火焰噴嘴(free-flame?burner)來達到。

每個噴嘴均連接到燃料供應管道，一般為甲烷氣體，以及助燃物供應管道，一般為來自外部環境溫度下的空氣，噴嘴開口接近窯壁內表面，可在燃燒室內引發自由地燃燒的火焰。

相應的閥門裝置連接到供料管道，使用閥門裝置來控制可燃物和燃料的流量，這樣可通過控制火焰的強度來控制產生的熱量。

與隧道窯不同的是，隧道窯整個燒成周期的持續時間決定于制品在窯內的移動速度，比如在不同窯段花費的時間，顯而易見的是間歇窯整個燒成周期的持續時間決定于窯內單個燃燒室的溫度變化速度。

不過間歇陶瓷窯具有很大程度的熱慣性（thermal?inertia），這會大大影響燃燒室內的溫度梯度。

特別的是，熱慣性會產生負面影響，尤其在陶瓷制品的冷卻速度比正常情況下要快的快速冷卻階段，其并非造成最終產品的任何瑕疵，而是由于窯內不可避免的熱慣性造成該階段持續時間比原本所需的要長。

至少能部分解決該問題的方法是通過熄滅噴嘴的供料管道，向窯內引入空氣，這樣通過空氣對流消耗一部分內部熱量，使陶瓷制品更快的冷卻從而減少整個燒成周期的持續時間。

當然該方法并非用于間歇陶瓷窯使用的所有噴嘴類型。

特別的是，在先技術中包括有整合有熱交換器的無火焰噴嘴，其中的助燃空氣可通過溫度基本與燃燒室內相同的窯內的空氣氣流與熱燃料煙氣進行預熱。

熱氣流沿噴嘴的主體內的流出管道流動，該流出管道通向窯爐并且穿過熱交換器。

火焰點燃時，助燃空氣的預熱能使窯爐具有更高的效率和整體性能，因此能減少燃料浪費。

火焰熄滅時，不能通過這些熄滅了的噴嘴的供料管道輸送冷卻氣流，這樣無論如何冷氣流都會被通過熱交換器的熱氣流加熱，從而使燃燒室溫度太高而不能有效地冷卻其中的制品，同時也會增加整個燒成周期的持續時間。

發明內容

本發明的目的是通過采用該類型的噴嘴減少快速冷卻時間，從而減少間歇瓷窯完成一個燒成周期所需要的時間。

本發明的另一目的為通過簡易、合理并且相對便宜的方法獲得上述提到的裝置。

這些目的通過獨立權利要求所述的本發明特征來實現。獨立權利要求描述了本發明優選的和/或有突出優點的技術方案。

特別的是，瓷窯內部設有一用來燒制制品的裝置，該窯爐包括至少一個連接助燃劑供料管道的火焰噴嘴，一窯爐熱氣流輸出管道，以及一用于供料管道和輸出管道之間流體熱量交換的熱交換器。