辊道窑窑道闸板及挡火墙的设置

    1.1 上下导流作用
     从流体力学运动原理可知，由于受几何压头作用的影响，窑内热气体总是有由下向上运动的趋势，加上在烧成带烧嘴上下设置的差异，窑内上下通道水平气流速度差异及温度差异是难以避免的，这时可以利用窑道闸板和挡火墙的空隙调整气流的上下运动分布，以平衡好产品在烧成过程中的受热效应（见图2）。

    当上半窑道闸板开度较大，下部窑道挡火墙空隙较小时，部分热气体由下向上运动，加强了产品上部的受热。当上半窑道闸板开度较小，而下半窑道挡火墙空隙较大时，部分热气体由上向下运动，加强了产品下部的受热。
    
    1.2 水平导流作用
     窑道内受窑头主风机的作用，高温带、预热带的气体总是从水平方向向窑头运动，此时，窑道内就相当于一条密封流通管道。靠近窑墙两边的气体受沿程摩擦力的影响，流速总比中间的气流速度低，特别是预热带，是明显的层流状态（见图3），从而影响了产品水平方向的均匀受热。
     这时，可以通过窑道闸板及挡火墙的形状调整气流的水平运动分布，以平衡好产品在烧成过程中的受热效应（见图4）。

    当窑墙两边的通道间隙留大些，而将中间通道间隙取小些时，会提高靠窑墙两边的气体流量，减少中间气体流量，达到提高窑墙两边对流传热的效果。当烧嘴高温燃烧区域通道减小，而其他部位截面通道加大时，可以减少烧嘴高温燃烧位置的水平纵向气流速度，减少此位置的产品局部热较多的情况，使水平方向的受热产品均衡。
    1.3 调整升温曲线作用
     辊道窑的升温曲线很大程度取决于产品烧成过程中所发生的物理化学变化，也与产品的规格大小和烧成周期有关，即主要考虑坯体对升温速度的适应性。窑炉为了满足工艺要求，一般在高温带采用调整烧嘴数量及燃料燃烧量来控制，在预热带采用窑头主风机抽力来控制，主风机抽力大，预热带温度升高。
     在调整温度曲线的时候，经常会出现这种情况，当窑头号主风机抽力增大，高温带温度相应下降，预热带的温度整体上升，排烟温度也将上升，却不能实现指定的某个区域温度升高，因为预热带过早升温容易出现砖裂等负面问题。这样就难以使辊道窑实现工艺上该快、该慢的要求，影响了整体的快速烧成。
     如果在需要温度急升的位置前设置一道闸板和挡火墙，就可以实现这一目的（见图5）。例如在700℃位置设置一道闸板和挡火墙，并合理地调整好预留空隙后，700℃位置升温曲线开始升高，而700℃以前可以使升温速度较为缓慢，就像河流上的堤坝一样，使气流和热量得到适当的滞留。

    1.4 蓄热辐射作用
     在生产中，出现空窑是难免的，另外，燃料热值、成分变化因素以及操作压力不稳定因素等，都会使窑内的热平衡处于波动变化状态，使窑炉的烧嘴升温、降温调整频繁，同时也造成产品在不同时间上出现尺码、吸水率的波动。
     对于经常出现这种情况的窑炉，可以在高温带多设置几道闸板和挡火墙，预留空隙要适中，形成一定的蓄热辐射作用（见图6）。当不稳定因素使得某区域温度降低时，闸板、挡火墙以放热源的方式向产品辐射补充热量。当不稳定因素使得某区域温度升高时，闸板、挡火墙以吸热源的方式吸收空间热量，稳定了产品的受热，使产品减少了受外部条件变化而出现尺码、吸水率差异状况。
    

    1.5 截流作用
     作为在窑道上设置的闸板和挡火墙，能直接对气流运动起截流作用。对于预热带所设置的闸板和挡火墙在一定程度上可以对窑头主风机、抽烟主风管、抽烟支风管的闸板调节起到辅助作用，在保温带和急冷带的闸板和挡火墙所起的截流作用就更加重要了。
     正常情况下，保温带应该处于微正压或负压状态，急冷带应该处于较大的正压状态，在保温与急冷交界处仍有少量的气流向窑头方向运动是正常的。但在生产中，由于主风机和抽热风机调整平衡时不一定都能实现这种状态，经常出现有保温带气流向急冷带方向运动的趋势，这时，窑道闸板与挡火墙则起到关键的保障作用。
     由于刚进入急冷带的产品釉面仍处熔融液相状态，坯胎也处于高度塑性的半软化状态，如果保温带有较多的烟气流入急冷带时，烟气中的CO2和C微粒就会附着在釉面上，出现沉碳现象（也叫烟熏），使产品表面发黑，釉面无光，特别是烧还原焰时情况尤为明显。
    2、窑道闸板及挡火墙的设置
     根据其所起的作用不同，窑道上闸板及挡火墙设置方式应该有所不同，还应该结合产品类型、配方烧结特点以及窑体规格、烧嘴压力等情况综合考虑，才能使窑道闸板和挡火墙充分发挥作用，闸板和挡火墙的设置包括数量、位置、形状、开度间隙等方面。
    2.1闸板及挡火墙的形状
    2.1.1 一字式设置
     所谓一字式是指闸板和挡火墙端部外形呈直线形状，并垂直于窑炉长度方向横列设置（见图1）。
     这种设置方式比较简单，一般适用于横截面积较小的窑炉，或烧成速度较慢的窑炉，可以在预热带作为上下导流调节，在高温带作为蓄热辐射或都急冷前起阻挡截流作用。
    2.1.2 锯齿式设置
     所谓锯齿式是指窑道闸板和挡火墙端部外形呈凹凸锯齿形状，并垂直于窑炉长度方向横列设置（见图7、图8）。

    图中a、b这两种设置的特点是将靠近窑墙边的间隙扩大，中间位置的间隙缩小，目的是加大靠窑墙边的气流量，以平衡水平温差，即发挥水平导流作用。一般适合于在预热带使用，其中b这种设置稍为复杂些，更适合于在宽体窑炉中使用。
     图中c、d这两种设置是起水平导流作用，其主要特点是将靠窑墙边或距窑墙30~40cm的区域的通道间隙缩小，以减少烧嘴燃烧高温区域纵向水平气流量，克服烧嘴燃烧时产生的水平温差。因此，这两种设置一般适合于烧成带使用，而且阻挡部分（间隙小的区域）的位置取决于烧嘴燃烧所产生的高温位置。一般地，烧嘴压力越低，高温区域越靠近窑墙；烧嘴压力越高，高温区域越远离窑墙（见图9）。

    2.1.3 八字式
     所谓八字式是指沿窑炉长度方向，挡火墙呈八字形状排列，端部外形可以是一字式的，也可是锯齿式的，一般采用锯齿式的较多（见图10）。这种设置较为复杂，而且一般只有挡火墙上使用，因为如果闸板也采用这种方式，则其结构和操作都会变得很复杂。
     这种设置更加具有立体性，既可以调节上下导流作用，也可以调节水平导流作用，而且加强了气流水平方向的调整能力。但不足之处是挡火墙不是一个截面，与上半窑道闸板不是完全处于一个截面上，气流必然后产生上下湍动，如果没有这个调整目的，就会造成气流上下运动分布的相互影响。

    2.2 闸板和挡火墙的位置及数量
     虽然窑道闸板和挡火墙对窑炉的操作控制有许多积极作用，但如果在数量和位置上设置不合理，也会给控制上带来负面影响。
    2.2.1 数量设置
     闸板和挡火墙的设置毕竟造成了窑道内气流运动阻力的增加，如果设置数量过多，会直接造成窑头抽力不足，预热带升温困难，坯体湿气排除困难，容易使产品出现黑心、坯裂等缺陷，或者会造成烧成带正压过大，烟气向冷却带倒流现象。
     一般地，设置窑道闸板和挡火墙数量可以考虑以下几个原则：
     1）窑炉长度长，设置数量可以多些，以便有多些手段来调整各段的温度状态，如果单从窑长上考虑，经验上认为设置数量与窑长有如下关系：
         
    其中：n -- 窑道闸板和挡火墙数量；
     L -- 窑炉总体长度
     2）产品烧成时间越长，进窑速度越慢，这时设置的数量可以多些。因为周期长，产品在窑内所受辐射传热比对流传热的比例会更多些，所需窑头抽力相对小些，闸板及挡火墙设置数量多些有利于窑内温度稳定。
     3）坯体配方中粘土用量多，或者坯体饱水性大、有机物多时，设置数量应该少些。一般在这种情况下必须加大预热带的对流效果，才能避免产品黑心、坯裂等缺陷的出现。
     4）排烟主风机抽力余量大，设置数量可以考虑多些。只有这样才能保证窑炉调节能力的余地较大。
    2.2.2 设置位置
     窑道闸板和挡火墙设置位置主要取决于坯体的工艺要求，一般考虑以下几个位置：
     1）急冷带与保温带交接位置设置。这里的设置主要对烟气起阻挡截流作用，要求闸板和挡火墙预留空隙要尽量小，端部距离产品表面10~12cm为宜，采用"一字式"形状。值得注意的是此处间隙控制要严格，否则会使产品出现"飘角"现象（见图11）。因为此时砖坯高度软化，受高温气流局部冲击后极易产生变形。
    

    2）高温保温带前设置。设置主要是对高温保温带的温度起稳定作用，确保这段温度曲线平缓上升。这里闸板和挡火墙的间隙（距产品表面）一般控制在15~25cm为宜，如果窑体较宽，水平温差大，可以通过闸板、挡火墙的形状进行补偿调整。
     3）烧成带其他位置设置。如果窑炉高温带较长，烧成周期也较长，可以考虑在高温带设置2~3道间隙较大的闸板和挡火墙，目的是起蓄热稳定作用，端部到砖面间隙一般控制在20~30cm为宜。
     4）预热带600~700℃段设置。在此阶段，坯体内的石英晶型转变已完成，机械水、层间水排除已较彻底，结构水，有机物等已大量排出，快速升温比较安全。因此，此处设置闸板、挡火墙的作用和要求与烧成带、保温带前的设置道理是一样的。
     5）预热带其他位置设置。该位置闸板和挡火墙的设置是为了调整控制水平温差和上下温差，根据预热带的长短，一般可设置1~2道，间隙不宜太小，20~30cm为宜，通常下半窑道挡火墙间隙比上年窑道闸板间隙大些好。