豎窯是指上部加料下部出料連續煅燒熟料的熱工設備。由窯體、加出料裝置及通風設備等組成。廣泛用於煅燒各種耐火原料和石灰其優點是基建投資較省，占地面積較少，熟效率高，燃耗低及易於機被化和自動化。
溫豎窯在耐火材料工業套用歷史久遠，古老的自然通風豎窯形如瓶子，俗稱瓶子窯，是現代豎窯的前身。20世紀60年代豎窯結構和操作有了明顯改進。白雲石鎂砂豎窯煅燒採用汽化冷卻壁代替耐火磚襯解決了粘窯問題。採用料封裝置，出料可不停風，為實現全窯系統操作自動化創造了條件。利用係數也大幅度提高。體襯磚隔熱層採用高爐水淬渣硅藻土粉或矽酸鋁耐火纖維氈等陣低了熱耗。一部分豎窯由燒焦炭改燒煤氣、天然氣或重油，消除了燃料灰分對熱科的污染，同時勞動條件得到了改善。70年代還建了溫度達≥2200℃的高溫豎窯。
基本介紹
- 中文名：豎窯
- 外文名：Shaft kiln
- 用途：煅燒
- 屬性：熱工設備
簡介,工作原理,基本結構,
簡介
超高溫豎窯在耐火材料工業套用歷史久遠，古老的自然通風超窯形如瓶子，俗稱瓶子窯，是現代豎窯的前身。20世紀60年代豎窯結構和操作有了明顯改進。白雲石鎂砂豎窯煅燒採用汽化冷卻壁代替耐火磚襯解決了粘窯問題。採用料封裝置，出料可不停風，為實現全窯系統操作自動化創造了條件。利用係數也大幅度提高。體襯磚隔熱層採用高爐水淬渣硅藻土粉或矽酸鋁耐火纖維氈等陣低了熱耗。一部分豎窯由燒焦炭改燒煤氣、天然氣或重油，消除了燃料灰分對熱科的污染，同時勞動條件得到了改善。70年代還建了溫度達≥2200℃的高溫豎窯。
工作原理
按逆流傳熱原理工作。窯內物料自上而下運動，煙氣自下而上穿過整個料柱物料在窯內預熱、煅燒及冷卻，對入窯原料塊度要求嚴格，一般為25-150mm，但必須分級裝窯，最大塊度與最小塊度比不宜超過2-3mm。
工作系統設有加、出料系統，燃燒系統，敞風系統及排煙系統。人工豎窯工作系統較簡單，原料和焦旋（或無煙媒）用人工分層從窯項送入窯內，由來自下部的煙氣加熱。隨著物料下移，焦炭在原料間隙中燃燒。燃燒用空氣由鼓風系統從窯底（底風）或冷卻帶密體周邊（腰風）送入窯內，或兩者同時送入窯內。廢氣由套頂煙囪排至大氣。
以焦炭為燃料的機械化豎窯，原料和焦炭混合裝入料斗或分別裝入料斗交替倒入窯內。熟料由出料機間歇或連續卸出。設從底部和腰部或只從腰部鼓入的送風系統。燒煙氣和原料分解產物形成廢氣，經除塵後由排煙機導入煙囪排至大氣。在煅燒帶設汽化冷卻壁的豎窯，還設有相應的軟水供應和蒸汽利用系統。以煤氣為燃料的豎窯，在煅燒帶窯體設1-2排燒嘴。每排燒嘴都沿窯體周邊均勻布置。直徑較大的豎窯也可在鍛燒帶設橫穿斷面的梁下燒嘴。或在鍛燒帶下部窯中心處設定輔助燒嘴，將一部分煤氣直接引入窯中心燃燒，燃燒用二次空氣由冷卻帶進入煅燒帶。
以油為燃料的高溫豎窯，在煅燒帶沿窯體高度設2-3排燒嘴，為此還增設有燒嘴供油系統、供油霧化用的壓縮空氣系統、燒嘴冷卻水套用的軟水系統。冷卻帶需要放出多餘熱空氣的放風系統。
基本結構
筒體為直筒形，其外殼為鋼板，內襯以耐火材料。以焦炭為燃料的大型石灰豎窯，冷卻帶下部窯體的內徑逐漸縮小至與出料機的卸料盤相銜接。機械化豎窯窯體上部中央裝有布料器，側面對稱開有兩個排煙口，用管道與除塵器或煙囪相聯。窯體下部設有出料機。人工豎窯煙囪設於窯頂正中部位，加料門對稱布置於窯體下部周邊。為避免物料粘結窯壁現象，煅燒白雲石的豎窯和鎂砂的豎窯，在鍛燒帶可設汽化冷卻壁代替耐火磚襯。
窯體耐火材料襯磚分3層，內層為工作層，直接與物料接觸，在操作溫度下承受物料撞擊、磨損及化學侵蝕。中間為保護層，當工作層過度磨損或燒穿時起保護作用。外層為隔熱層:煅燒帶用作襯磚的材質高溫性能要求較為嚴格。白雲石、鎂砂豎窯煅燒帶厚300-380mm，內層採用鎂磚或鎂鋁磚，粘土、高鋁豎窯鍛燒帶內層厚230-300mm，採用高鋁磚。石灰豎窯緞燒帶內層厚300-350mm，採用粘土磚、高鋁磚或鎂磚砌築。中間保護層一般厚230mm，大型石灰豎窯厚580mm，用粘土磚砌築。隔熱層厚60-70mm用輕質粘土磚和隔熱填料。
煅燒帶的汽化冷卻壁有套筒式、全管式、磚管式和間管式。選擇原則是最大限度地減少冷卻壁表面積，以儘量減少對窯周邊物料煅燒的影響和節能。
窯體主要尺寸包括有效高度、內徑和高徑比。
有效高度系指窯內料柱高度。當物料在窯內緞燒周期一定時，增加有效高度可以提高產量，但窯內氣流阻力隨之增加。高度過大會影響窯內物料順行。過小則物料不能充分燒結。且出料溫度也高。有效高度與窯內徑之比，以焦炭為燃料的白雲石、鎂砂豎窯為6-7.5，粘土、高鋁、石灰豎窯為4-6。
內徑小，窯產量低，內徑過大，窯內料柱易呈不均勻下移，影響豎窯斷面氣流均布和熟料質量，特別是以重油、煤氣為燃料的豎窯，周邊燒嘴送入的火焰，難於達到窯內料柱中心，造成中心物料欠燒。白雲石、鎂砂、高鋁、粘土豎窯內徑為1.6-2.5m，石灰豎窯內徑為2.4-4m。
