1、前言
我国改革开放以来，建筑卫生陶瓷行业有了飞速的发展。现在，房地产业已经成为 支柱产业，并成为拉动国民经济高速增长的重要动力。随着人们收入的大幅度提高和观 念的改变，厨房和卫生间在住宅中的地位有了很大的提升，因而对于高中档的厨卫设备 的需求也大大增加，从而进一步推动了卫生陶瓷行业的发展和技术进步。据不完全统计 ，我国2003年卫生陶瓷总产量已超过8000万件。其中出口1800万件，出口金额近2.2亿 美元，分别比上年同期55.66%和53.69%。由于出口持续增长和国内房地产开发对建筑陶 瓷、卫生洁具的巨大需求，预计我国的建筑陶瓷、卫生洁具行业总体上仍将保持良好的 发展态势]。当然，在行业的迅速发展中也还存在一些问题：人才不足是目前各类企业 所面临的主要问题，也成为制约企业加强核心竞争力的最大障碍。由于缺乏人才，企业 在管理、产品研发、技术创新、市场营销等方面同先进国家相比还存在较大差距。另外 ，尽管近几年我国出口产品数量增长幅度较大，但在出口产品的价格和档次上与发达国 家相比则明显偏低。我国出口的建筑陶瓷砖和卫生陶瓷产品的平均价格都不足进口产品 的1/3。由于出口价格低，面临国外反倾销的压力也越来越大。还有，燃料、原材料价 格上涨引起生产成本提高，企业间低价竞争造成的额外损失以及资源的浪费和对环境污 染加重都进一步制约了行业的进一步发展。为此，需要进一步提升我国陶瓷洁具的制造 质量和水平，积极推广先进的材料、设备和技术，以推动行业的技术进步，增强行业的 活力和竞争力，去满足国内、国际市场的巨大需求。
在卫生陶瓷的生产技术中，窑炉是其关键设备之一。随着我国的经济体制由社会主 义计划经济体制向社会主义市场经济体制的转型，人们对窑炉所追求的目标也从过去的 "高产、优质、低消耗"转向于追求"优质、低耗、高产、灵活、绿色"等新的目标[102] 。我们必须结合我国国情及卫生陶瓷行业的实际情况，仔细地选择窑型及其所用燃料， 精心地选择、设计、配置或砌筑窑体和各种工作系统，以使窑炉具有更高的技术经济特 性，并进一步达到整体最优。另外，卫生陶瓷不仅有（一次）烧成工艺，还往往为了修 补产品上某些缺陷需要有重烧工艺。针对我国卫生陶瓷行业的规模产业结构和工艺的特 殊性，若只采用单一窑型往往是难以满足所有要求的。因此，目前在行业中，窑车式隧 道窑、辊道窑和梭式窑等三种窑型都有应用，并且相互取长补短、互为补充。本文将重 点对梭式窑及其在卫生陶瓷行业中的应用谈几点看法。因为卫生陶瓷的重烧技术需同时 考虑工艺和装备问题，所以文中还就此问题单独进行了一些讨论。
多年来，我公司一方面研发了宽断面装配式轻体窑车式隧道窑，并在卫生陶瓷行业 得到了成功的应用；同时也研发了用于卫生陶瓷烧成和重烧的梭式窑，并取得了一些经 验，有若干体会。因此，也拟在文中就这些方面的内容做些讨论和介绍。
我们拟以这些不成熟的看法和意见与同行进行交流，希望能够达成共识，为今后的 窑炉研发和应用，并使之在"百尺竿头，更上一层楼"做出我们各自的贡献。 2、梭式窑及其在卫生陶瓷行业中的应用
2.1 关于窑型
目前，在卫生陶瓷行业中应用最多的是三种窑型，即窑车式隧道窑、辊道窑和梭式 窑。前两种窑型是连续式作业的，而后一种窑型则是间歇作业的。
窑车式隧道窑（通常简称作"隧道窑"）和辊道窑均是隧道式窑炉，只是装载输送制 品的装置不同而已。它们有隧道窑的许多共性：均分成预热、烧成和冷却三带，窑内气 流与制品逆向运行，热交换和热利用较充分，窑体中的传热过程是定常的，无积热损失 等，因此产品单耗总是比间歇窑低。尤其是辊道窑，更由于窑膛截面较小，温度更加均 匀，容易实现快速烧成。而且由于用辊子取代了窑车，因而从根本上克服了因使用窑车 带来的一系列问题，诸如因衬砌积热而增大窑膛上下温差及较高的窑车制造、维护费用 等。另外，辊道窑窑膛容易做到封闭严密，因而减少了因漏逸而造成的散失热量，并容 易维持窑内还原气氛。在这三种窑型中，辊道窑的产品单耗通常是最低的。但由于辊子 材质等问题，辊道窑的承载能力往往不如窑车式隧道窑。现在，宽断面装配式轻体（窑 车式）隧道窑的窑膛内宽已达3.3m，年产量可超过100万件。具有很高的技术经济特性 ，并已经达到国际先进水平，具有较强的市场竞争力。目前，在卫生陶瓷行业的大中型 企业中，常以窑车式隧道窑作为主力窑型。
梭式窑则由于间歇作业，燃烧产物（烟气）和制品的显热都难以充分回收利用，再 加上制品、窑具和窑体中的传热过程全都是不定常的，窑体会大量积（放）热，因此产 品单耗一般都会高于连续式窑炉。但由于现代梭式窑广泛采用了洁净燃料，并在此基础 上实现了热工技术的三项突破，即采用了高速调温烧（喷）嘴或脉冲燃烧技术，普遍选 用了新型耐火材料和隔热材料，并配置了完善的自动控制系统[114]，因此使梭式窑成 为新一代间歇窑的代表窑型之一。技术经济指标有了极大的提升。已远非昔日传统间歇 窑（如倒焰窑等近代间歇窑）所能比拟的。目前，梭式窑的产品单耗已经不比连续式窑 炉高出许多。到20世纪90年代中期，三种窑型烧成卫生陶瓷的产品单耗大致水平为 [103]：
辊道窑 3.76-4.18 MJ/kg产品 （900-1000 kcal/kg产品）
窑车式隧道窑 5.02-6.27 MJ/kg产品 （1200-1500 kcal/kg产品）
梭式窑 8.36-10.45 MJ/kg产品 （2000-2500 kcal/kg产品）
目前，我公司研发的各种规格的梭式窑，产品单耗更进一步降至7.53MJ/kg产品 （1800kcal/kg产品）以下。
诚然，能耗是选择窑型的一个重要的考虑因素，但不是全部。从人们所追求的窑炉 的综合目标看，总是应该把"优质"放在首位。梭式窑内的温度、气氛及其它们的均匀性 容易控制使之达到工艺要求，因此制品的烧成质量可能优于其它窑型。"低耗"则不仅包 括能耗低，而且包括窑炉建设的一次性投资和运行中的人工费用等，也就是要求总的生 产成本低。梭式窑总的生产成本大致与隧道窑相当，尤其是在生产规模较小时更有其优 势。而梭式窑最大的优势则是在于"灵活"。不论是工厂的窑炉建设规划，还是对产品方 案、烧成制度的适应性，乃至对节假日、工作制度、市场需求变化的应对都非常自如， 可以使企业从容应付。这是所有连续式窑炉很难做到，甚至根本不可能做到的。另外， 梭式窑的容积和生产能力可大可小，占地面积小，资金投入小，且回收快，建设周期短 等一系列优点更使许多企业在窑型选择上偏好于它。
窑型的选择是一个典型的多目标决策分析问题，它所面对的常常是一组相互矛盾的 ，甚至是不可比拟或不相容的目标。对于这类问题需要用一些更全面、更科学的观点去 看待和处理。熊永康曾用窑炉若干特性选择评估表[103]，高力明等则用离散模型的选 择、消去与转换算法[104]对窑炉特性评估及窑型选择做过一些初步的工作。应该说， 这些都是有益的尝试与探索，希望能引起人们的关注。今后还应尽早建立并完善窑炉特 性的评价指标体系及其评估方法，使行业有所依循。
总的说来，梭式窑更适合卫生陶瓷行业中的以下情形[103, 106]：
（1）作为主力生产窑炉 窑车式隧道窑和辊道窑的补充。既可用于重烧，也可 用于（一次）烧成，特别是对于小批量、多品种或产量及产品方案需经常调整的情形。
（2）用于特型大件产品的生产：特型大件产品如连体座便器，立式小便器等，其 烧成制度与一般产品有别。而连续式窑炉的烧成制度不易经常改变，梭式窑则有这方面 的优势。
（3）用于高档产品的生产，特别是高档色釉产品的生产。
（4）更适合于中小型企业窑炉改造：由于梭式窑具有基建规模小，投资少且回收 快，上马容易、见效快，灵活性强，利于企业适应客观形势的变化，各座窑彼此独立， 互不干扰，可以滚动地分期改造建设和投产。总之，选用梭式窑常常可以在短时期内取 得明显的效果，应该是窑炉技术改造的一个较好的选择与决策。 2.2 关于燃料选择
燃料结构是窑炉发展的主要制约因素之一。燃料的选择对于窑炉的技术经济特性， 尤其是自动控制特性和操作条件的影响之大是人所尽知的。首先，选用洁净燃料是第一 要务。另外，从使用经验上看，气体燃料是优于液体燃料的，应优先选用。目前，我国 石油及其制品的进口量逐年增加，且已在消耗量中占相当大的比例。在选择窑炉燃料时 ，应及早注意并顾及这一情况，且准备相关的应对措施。在陶瓷行业中，不宜提倡以轻 柴油等作为燃料。 2.3 关于燃烧 排烟工作系统及余热利用
在窑炉的诸工作系统中，燃烧 排烟工作系统是最为关键的，它们组织了燃烧和 窑内气流的流动，对于制品的烧成过程及其质量是至关重要的。二者又紧密相关，因此 有人将燃烧 排烟工作系统称作"燃烧模式"，统一加以考虑。
目前，在梭式窑的燃烧工作系统中，按所选用的燃烧器，即烧（喷）嘴，大致可分 为三类：
（1）底烧式大气扩散式烧嘴或文丘里管式烧嘴：
这两种烧嘴多以液化石油气作燃料。前者是将燃料直接喷入大气，边扩散混合、边 燃烧，故燃烧速度较慢，燃烧亦不易完全。后者则由燃料喷射吸入空气后，在文丘里管 中先进行预混合，然后将燃料与空气的混合物一起喷出燃烧，燃烧状况有所改善。
装置这两种烧嘴的燃烧工作系统比较简单。利用燃气自身压力即可正常工作，不需 另外配置助燃风机。但不能很好地组织窑内气流，且窑容较大时，窑膛内温差就会加大 ，因此只适用于容积较小（例如小于10m3）的梭式窑，多用于烧成工艺美术陶瓷及其它 产品，在卫生陶瓷行业中应用不多。对于采用这类烧嘴的梭式窑，也还是需要精心调试 ，才能得到较佳的烧成效果[109]。
（2）高速调温烧（喷）嘴
这是目前在卫生陶瓷行业几种窑型的窑炉上应用最多的燃烧器。应该说它的应用普 遍都是很成功的，对于窑炉的技术进步起到了巨大的作用。对于高速调温烧（喷）嘴的 工作原理已经有过许多讨论[114]。这类烧（喷）嘴最主要的特点就是将高温燃料区与 掺混二次调温风的区域从空间上分开。这样，一方面可以在高温燃烧区中以很高的温度 和空间热强度，使燃烧不受干扰地、迅速而完全地进行；另一方面又可以在燃烧完成后 随心所欲地按出口质量流量、流速或风温掺兑二次调温风，从而使其可以在很低温度的 地带或阶段（例如低于250℃，甚于更低）中正常作业，而且由于喷入窑内气体的质量 流量和流速很大，形成强烈的受限射流，引起大流量的气体循环，在窑膛内产生剧烈的 搅动，使窑内温度均匀性大为改善。现在，使窑内在最高烧成温度地带或阶段的上下温 差不超过±5℃，甚至不超过±2℃都是不难做到的。这在以前几乎是不可想象的。另外 ，采用高速调温烧（喷）嘴后，对流传热也有所加强，这也是有利的，虽然增强的程度 不如人们早期估计的那样大。
一般地讲，高速调温烧（喷）嘴在高温地带或阶段，接近于满负荷、氧化气氛的工 况下运行要更好些；反之，在低温地带或阶段，小负荷，要求还原气氛的工况下运行就 会相对差一些。而脉冲燃烧方式正好可在这些方面弥补其不足。
（3）脉冲燃烧 控制系统
脉冲燃烧是一种间断燃烧或大小火交替燃烧的方法。在实现时，是使用脉宽调制技 术，通过调节燃烧时间或大火所占时间的"占空比"来实现对窑炉温度等的调节控制。因 为它的燃烧控制是单独的一套系统，且又与燃烧系统结合的十分紧密，因此习惯上就合 称为"脉冲燃烧 控制系统"。
脉冲燃烧 控制方式在其它行业的窑炉上，如冶金行业的大型热处理炉中早就有 应用。运行情况表明，该系统可以实现快速升温，且温度比较均匀，而系统配置又比较 简单，可*性亦高。
目前，多数的陶瓷窑炉还都采用连续燃烧控制的方式，即通过控制燃料、助燃空气 流量大小来使窑内的温度、气氛达到工艺要求，但由于往往受到流量测量和调节等环节 以及烧（喷）嘴本身特性的制约，常使燃烧控制难以尽如人意。目前陶瓷产品对窑内温 度的均匀性和气氛的稳定可控性的要求越来越高。随着宽断面、大窑容窑炉的出现，迫 切地要求有新的燃烧控制技术。近年来，国外已有不少的窑炉制造商把脉冲燃烧 控 制技术借鉴到梭式窑上。其中比较成功的有：以澳大利亚通用公司为代表的纯脉冲燃烧 控制技术梭式窑，用来烧成微晶玻璃制品、卫生洁具等。以美国SD公司为代表的脉冲加 比例的燃烧控制梭式窑，可用来烧成卫生洁具、日用瓷和微晶玻璃制品等[110]。国内 也已开始在梭式窑上采用这项技术，并取得了成功。
普通烧（喷）嘴的负荷调节比一般为1：4左右。当烧（喷）嘴在满负荷工作时，喷 出气体的流速、火焰形状和热效率等均可达到最佳状态。但当烧（喷）嘴流量减至最小 流量时，热负荷急剧降低，喷出气体流速大大降低，火焰形状达不到要求，热效率急剧 下降。一般地，高速烧（喷）嘴工作在满负荷流量的50%时，上述各项指标距设计要求 就有了较大的差距。而脉冲燃烧则不然，它只有两种工作状态：一种是满负荷（或大负 荷）工作，另一种是不工作（或小负荷工作）。只要通过调整两种状态的时间比就可进 行温度调节，实现以不同的速率升温或保温。采用脉冲燃烧控制可以弥补烧（喷）嘴调 节比低的缺陷。即使在低温阶段，仍能使烧（喷）嘴工作在最佳工况。另外，由于在脉 冲的作用下，大、小火频繁交替，喷出的高速热气流可使窑膛内的气体处于激烈的振荡 和搅动中，使其温度分布更加均匀。
窑内的气氛调节是另一个重要的环节。在脉冲燃烧加比例控制系统中，可先将燃料 与助燃风的压力一次性地按预定比例调整好，在运行时只需保持这两个压力稳定即可。 这比传统的直接测量烟气中残余氧含量，然后对燃料与助燃风流量及其比例进行控制的 效果要好。这是因为对压力进行测量和控制要比对气体成分测量、对流量控制简单得多 。
另外，脉冲控制中所用的仪表大大减少，仅有温度传感器、控制器和执行器。省却 了许多流量、气体成分检测控制仪表，并且只需要双位式开关控制，执行器也可由原来 的气动或电动阀门改为电磁阀门，从而大大降低了系统造价，还增加了系统的可*性。
还有，脉冲燃烧 控制系统不仅可以调整脉冲周期和脉宽，有纯脉冲和脉冲加比例的 控制方式，而且在窑内具体配置时还可以有许多种不同的组合方式，诸如：
（1）整体式：全窑所有烧（喷）嘴的脉冲周期及脉宽是相同的，各烧（喷）嘴的 脉冲的脉动时间不同。这种方式可以只对窑内某一代表性部位测温及控制。系统最为简 单，但不能调整各部位间的温差。
（2）单点式：以一个或几个烧（喷）嘴为一组，分组进行测温与控制。各组的脉 冲周期和脉宽均可不同，因此调节余地很大，有可能做到使窑内温度十分均匀。但系统 较为复杂，投入亦大。
（3）振荡式：实际上属于纯脉冲控制方式，即利用大小火交替产生类似于"移动" 火焰的加热效果，可防止低温阶段局部过热，并使窑内温度均匀一些。这种控制方式只 在对于控制要求不高的窑炉中使用。
归纳起来，脉冲燃烧 控制系统有如下优点：
（1）传热效率高，并可提高窑内温度的均匀性。
（2）对于脉冲加比例控制方式，无需在线调整，即可实现气氛的精确控制与保持 。
（3）可使烧（喷）嘴始终处于最佳工况，提高负荷比，减轻污染并降低能耗。
（4）系统简单可*，造价低。
总之，脉冲燃烧 控制技术作为一项新技术有着广阔的应用前景，对提高产品质 量、降低燃耗、减少污染可以发挥更大的作用。它是窑炉自动控制的一次革新，并将成 为燃烧控制技术的一个发展方向。
从窑膛内的传热机制看，梭式窑与一些窑车式隧道窑类似，多采用棚板装载多层卫 生陶瓷坯体烧成，装窑密度相对较大，因而属于"非中空窑"，而在辊道窑中多为单层装 载，且制品以上的空间较大，装窑密度相对较小，则属于"中空窑"。对于非中空窑，制 品之间的遮挡阻隔，窑墙内表面的热辐射不易达到窑中心部位的所有制品，因此需要更 好地组织热气体的流动以加热所有制品，并使其温度达到均匀。这也就是在梭式窑和一 些窑车式隧道窑中必须更加重视烧（喷）嘴和排烟口布置的主要原因之一［111，112］ 。
在梭式窑中，烧（喷）嘴的布置主要有以下几种方式，而且为了使喷出气流在窑膛 内形成循环气流，多采用平面或立面上的交错布置：
（1）底烧式：多用于装有大气扩散式或文丘里管式烧嘴的小窑。
（2）侧烧式：应用最多。高速调温烧（喷）嘴的高温气流可喷至7米远，对于目前 的梭式窑宽度而言已经足够。侧烧式布置和操作都比较方便。
（3）顶烧式：对于窑宽过大的梭式窑。可全部采用或辅助采用顶烧式烧（喷）嘴 布置，以保证火焰或热气流能到达窑膛中心部位。
梭式窑的排烟方式对于引导气体流动、减小窑膛内温差、窑炉结构复杂程度及造价 等有一些影响。但在现代梭式窑中其重要性已远不如烧（喷）嘴布置和燃烧控制，然而 人们受传统窑炉观念的影响仍比较重视排烟方式，并寄予过多的期望，其实已经是"时 过境迁"，需要人们更新观念了。
排烟方式主要有[111]：
（1）窑膛后端墙排烟方式：窑内气流为半倒焰式，前后温差较大，对于大窑容的 梭式窑更甚。
（2）窑膛顶部排烟方式：窑内气流为升焰式，且影响窑顶结构强度，烟囱亦难置 放，故采用的不多。
（3）窑车底部中心排烟方式：窑内气流成倒焰式，可简化窑墙结构、便于窑墙保 温，但地下须做烟道，对地下水位有要求，且烟气温降较大，故多采用机械排烟。
（4）窑体侧墙排烟方式：类似于窑车式隧道窑的排烟方式，调节方便，可不受窑 长限制，窑内气流为平焰式，气流速度较低时，易产生气体分层现象，致使上下温差很 大，在使用高速烧（喷）嘴以后，气流速度很大，搅动剧烈已大有改善，因此目前在梭 式窑中应用最多。缺点是窑墙结构较复杂，对于轻体薄窑墙设置上有些不便。
由不同的烧（喷）嘴的布置方式与排烟方式相互组合可以构成不同的燃烧 排烟 工作系统，即"燃烧模式"。各国的不同的窑炉厂商按各自的习惯开发出不同的"模式"， 例如：
（1）日本梭式窑采用侧烧，窑车底部中心排烟方式。
（2）意大利SITI公司梭式窑采用底烧，窑顶排烟方式。
（3）澳大利亚梭式窑采用侧烧，窑体侧墙经下部烟道排烟方式。
（4）德国梭式窑采用底烧与顶烧结合，窑顶排烟方式。
各种"模式"，各有千秋。可结合具体情况选用。
陶瓷窑炉与其它许多工业窑炉一样，热利用是很不充分的，这无异于是在浪费宝贵 的有限能源。因此，回收废热、利用余热永远应该是热工工作者的重要任务之一。
余热利用主要是技术手段和经济上的投入产出问题。
一些年来，旧的、传统的余热利用设备和装置，如隧道窑上装设的余热锅炉等逐渐 被淘汰，而另外一些新的技术及设备，如热管（及其换热器）、热泵等开始试验使用。
选择的余热利用技术及设备应比较成熟可*，而且应该仔细核计一下投入与产出。 在经济核算时还要注意回收能量之品位。要立足于"有用"和"有效"，盲目地"回收"并不 总是可取的。
从理论上讲，梭式窑在烧成阶段的热烟气和冷却阶段时冷却制品得到的热空气的热 焓都很大，如能回收利用是很好的[124]。但因这些"余热"随时间在数量和温度（即"品 位"）上变化很大，真正充分地加以利用就比较困难。目前对于以液化石油气为燃料的 小型梭式窑，有利用烟囱热烟气加热水用于温热贮气钢瓶，促使气化，减少剩余残液 [116]。或将热烟气、热空气送往成形车间干燥坯体的[124]。但在烧成阶段，若控制失 当，余热利用有时会对烧成产生某些干扰，另外余热利用设备比较庞大，热效率也不高 ，因此一些国外的现代梭式窑不再设置余热利用装置[115]。这一动向值得我们注意和 研究。 2.4 关于自动控制系统
在梭式窑中烧成时，制品、窑具和窑体均处于不定常热过程，正常工况下，还是周 期性热过程。因此，梭式窑的自动控制需要程序（顺序）控制。这比连续式窑炉的控制 要复杂一些，但因在窑车式隧道窑、辊道窑各带之间气氛容易相互干扰，而在梭式窑中 却没有这些干扰，这是有利的一面。当然，在用计算机控制时，要求按时间以不同预定 参数值进行程序（顺序）控制已经不是什么难事。
随着广泛采用轻质耐火材料及纤维作梭式窑窑体内衬，其热容及其滞后均变小，窑 炉的动态反应特性变好，整个控制特性亦更好。这些都有利于提高自动控制系统的控制 品质，并有可能采用更简化的系统配置设计，从而减少自动控制系统的投入、降低窑炉 总造价。前面所介绍的脉冲燃烧 控制工作系统就是一个成功的典型例子。
目前在梭式窑中，对于温度、压力、流量等被调参数通常都采用闭环调节。尤其是 对温度的调节已能达到很高的精度，例如±5℃，甚至可以做到±2℃以内。但对于气氛 的控制则比较困难。虽然可以测量烟气中的残余氧和一氧化碳含量，以燃料和助燃空气 流量作为控制参数进行闭环调节，但因测量仪表和流量控制环节存在的问题很难做到长 期正常运行。另外，被调参数温度与气氛之间还存在耦合，在调节控制过程中容易互相 干扰。虽然从理论上可以找出一些使温度与气氛解耦的方法，目前在这方面的研究有很 大的进展[121]，但技术上尚不够成熟。因此，目前在梭式窑的气氛控制中，多还是采 用开环调节。前面所介绍的脉冲燃烧 比例调节控制系统即采用这一方法，而且在其 中间接地用对燃料和助燃空气压力的测控代替对其流量的测控，从而取得较好的效果。 国外一些梭式窑在自动控制方面大致都是这样做的[117, 118]。国内梭式窑也已可做到 这一点[119]。
近一些年来，自动控制理论及其控制算法都有不小的进展，如模糊控制算法、人工 神经网络算法等，控制系统配置也更趋复杂。一些自动控制系统都声称完全不需要知晓 热工对象的控制特性，可以直接通过输出 输入信号建模，甚至无需建模就能完成控 制过程。这种观点是值得商榷的，它可能会误导用户。实际上，如果我们能对热工对象 及其控制特性有更深入、全面的了解，那末总是可以把自动控制系统设计得更好，使其 控制品质和运行状况更佳。显然，在满足工艺要求的前提下，愈是简单实用的自动控制 系统，才愈应是我们的追求目标。评价一个自动控制系统，不应只是看它的系统配置及 其控制算法有多么"先进"和复杂、投资有多大，而是应该主要看它是否能依据热工控制 对象的特性，选用最适宜、最简单实用的控制系统及其控制算法，具有较好的控制品质 ，最终能否满足工艺要求，烧出好的产品来。这方面目前似尚存在一些认识误区，需要 加以澄清。
近来，更有数字式PID温度调节器回路设计及在梭式窑中成功应用的报导，可供借 鉴[120]。 2.5 关于窑体结构、砌筑材料及炉材（窑具）
一般地讲，对于窑体的要求有：(1) 耐火；(2) 隔热；(3) 结构坚固，且具有结构 稳固性；(4) 不因挥发、落渣等影响产品(尤其使釉面)质量。
而从传热角度看，在定常与不定常传热过程中，对砌体的热性能要求是很不相同的 ：
对于连续式作业的窑炉，如窑车式隧道窑、辊道窑，窑体处于定常传热过程。为了 减少散热和降低窑体外表面温度，只需加大砌体总热阻即可达到目的。通常只需选用热 导率低的砌筑材料或增加砌体厚度即可。
而对于间歇式窑炉，如梭式窑，窑体、窑车衬砌全都处于不定常传热过程，正常工 况下还是周期性热过程。这时对窑体和窑车衬的要求就要复杂得多[114, 123]：
（1）为了减少蓄热，接触高温热气体的"热面"或"内层"应选用热惰性系统b值小的 材料
b ＝ (1)
式中：λ－ 热导率，w/m・K
c － 平均比热，J/kg.・K
ρ－ （体积）密度，kg/m3
进一步的理论分析表明，砌体蓄热量与热物性参数b值成正比。因此，从严格的意
义上讲，讨论窑体和窑车衬砌的蓄热问题时，应以热惰性系数b值的大小来划分其"轻质 "与"重质"。显然，"轻质"的，蓄热少；而"重质"的，蓄热多。纤维材料具有极低的热 导率，而且体积密度亦很低，因此热惰性系数b值很小，大致可比一些重质耐火材料（ 耐火粘土砖、高铝砖等）的b值小一个数量级，是典型的最"轻质"材料。这也就是全纤 维内衬梭式窑蓄热少、节约能耗的机理所在。
（2）为了减少散热，同样要求砌体的总热阻大。技术上的实现方案与定常传热时 相同。
（3）为了降低外表面的最高（瞬时）温度，应使砌体具有较大的热时间常数 T.T.C.(Thermal Time Constant)。这一参数相当于多层砌体结构在内面施加单位阶跃 温度扰动作用下，另一面（外面）温度响应达到某一特定值（一般规定为1－1/e ＝ 0.632）所需的时间。热时间常数T.T.C.愈大，则外表面温度的巅峰值（瞬时最高温度 ）愈低；反之亦然。这对于窑车的安全运行显然是非常重要的。
该参数不是一个物性参数，而是由物性参数（主要是材料的导温系统a＝λ/cρ） 、各层厚度及材料的叠放的层次顺序等组成的一个综合热性能指标。
纤维材料的热惰性系数b值是很小的，但因λ，ρ均小，使得导温系数a值不一定很 小，致使热时间常数T.T.C.不一定很大。所以，有时全纤维内衬的窑体或窑车衬砌外表 面温度的峰值不一定很低。这是值得注意的。我们若在*近外层处增加一薄层"重质"的 温度阻隔层，就可使T.T.C.值增加许多，从而使外表面温度峰值下降不少。
还有，从技术经济的综合效果看，选用多层结构常常是合理的，可以很容易地全面 满足使用要求。全纤维内衬窑顶使用一段时间后，因纤维老化容易掉渣（粉）造成裸装 产品釉面落脏。可采用内面加吊"重质"堇青石 莫来石薄板作成"天花板"结构，以解 决这一问题。由于该"重质"层较薄，一般仅15毫米厚，因与背后的"轻质"纤维层的"背 衬效应"，不致使蓄热明显增加[122]。因此这是一种较为合理的结构型式，是可以采用 并加以推广的。
最后还有一点要说的是关于炉材（窑具）问题。炉材与制品的质量比，对于窑炉的 运行和产品单耗影响很大。因此，选用最优质的炉材（窑具），并精心码装制品是非常 重要的。 2.6 关于卫生陶瓷重烧技术
卫生陶瓷重烧是指对那些存在局部的可修复的表面缺陷（如针孔、细裂纹等）的卫 生陶瓷瓷件进行修补并再次烧成的过程。其目的是将那些带有较少缺陷的产品转化为优 良品。从而提高卫生陶瓷的成品率、降低生产成本、获得更大的效益。但由于重烧涉及 的相关因素较多，要想使修补过的部位经过重烧与其它部位完全一样，不露痕迹，是很 不容易的。尤其是对于色釉制品，其难度更大。从这个意义上讲，重烧可能比（一次） 烧成更需要仔细研究并谨慎从事。
重烧是一门"技术"，它包括工艺和装备两方面的问题。
重烧技术更主要的是工艺问题。需要考虑修补用坯釉料与原坯釉料的烧成收缩率、 热膨胀系数、釉的熔融温度、颜色等的匹配问题，希望填补料有较宽的熔融温度范围， 并与原来的釉具有尽可能小的色差，还需要制定重烧温度、气氛制度和修补工艺规程。 国内的工艺研究人员和卫生陶瓷企业的技术人员近年来进行了大量的试验研究工作，并 已取得了基本成功，已可在工业规模实际应用[201-207]。
相对来讲，重烧技术对窑炉装备的要求并不太苛刻。一般地讲，适合于（一次）烧成的 窑炉基本上都可以用于重烧。
重烧温度一般略低于（一次）烧成温度，但也不能相差过大，另外还需与（一次） 烧成尽量保持相近的气氛，以使色釉制品发色正常，并使修补部位与其它部位的色差尽 可能小些。另外，希望重烧窑内温度分布更均匀些，并特别注意在重烧加热与冷却阶段 的发生石英晶型转变的区段降低升温和降温速率，以防止发生产品的重烧开裂。
梭式窑与窑车式隧道窑、辊道窑相比具有更大的灵活性，温度、气氛均匀且易于调 整，因此可能更适合于卫生陶瓷重烧，有条件的大中型卫生陶瓷企业宜另建梭式窑以供 重烧。当然如能很好地组织生产，也可以在连续式窑炉中集中一段时间，适当调整烧成 制度后对产品进行重烧[207]。若能进一步研究出与（一次）烧成相同温度、气氛的修 补料配方，则可将重烧产品与（一次）烧成产品在同一座连续式窑炉中混装。那样的话 ，既可不必另建专门用作重烧的窑炉，而且生产组织管理也很方便。国外已有公司可以 做到这一点[204]，我们也应该可以做到。
总之，装备要为工艺服务，只有工艺与装备工作者很好地协作配合，才能更好地实 现重烧工艺目的。 3、实例
湖北黄冈华窑集团中亚窑炉有限公司是该集团中规模较大、技术领先、实力雄厚的 集科研设计、加工制造、施工安装与调试一体化的专业窑炉公司。业务涉及建筑卫生陶 瓷、日用陶瓷、微晶玻璃、粉末冶金、稀土化工、新型建材、电瓷、技术结构陶瓷等多 个行业。
多年来，中亚公司在结合我国窑炉实际现状的基础上，不断消化吸收从国外引进成 功窑炉的先进技术和经验，多次与国内一些科研院所、大专院校以及多家国际名牌专业 窑炉公司进行广泛的合作交流，先后为全国20多个省、市、自治区设计建造了各类先进 环保节能型窑炉300余座。
特别是我公司近年研制开发的年产30 ~ 90万件高档卫生瓷宽断面组装品牌HYZYSDY 系列隧道窑，先后在唐山惠达、唐陶、唐山卫陶、唐山庄头北、北京东陶、重庆和湖南 四维瓷业、河南长葛洁达、福建厦门三鼎、广东顺德乐华（箭牌）等多家用户投产运行 ，反响强烈，得到了各用户及相关专家的好评。其中在唐陶建成并投产的80-2.6规格窑 已通过科学技术成果鉴定，先后获得黄冈市、湖北省两级科学技术成果奖，并已列入 2000年国家级重点新产品计划项目和2002年国家级"火炬计划"项目。
该系列新型卫生陶瓷烧成用宽断面组装式轻体隧道窑的主要技术经济指标，如烧成 周期、烧成气氛、控制方式、温度控制精度、所需操作控制人员数、使用寿命、窑体外 壁面温度等均已达到国外同类型窑炉的先进水平，而部分技术经济指标，如投资额、建 设周期、烧成合格率、单位产品能耗和维修等还优于进口窑炉，因此，是替代进口的理 想产品。
近年来，我公司经过不断摸索和努力，凭借丰富的窑炉设计和制造经验，通过广泛 消化吸收自国外引进的同类窑炉的先进技术和成功经验，还相继开发出1－150m3规格的 燃气梭式窑系列，其主要技术经济指标列于表1。这些梭式窑不仅可用于卫生瓷的(一次 )烧成，也可用于重烧。由表1所列的数据可以看出：我公司研发的梭式窑的主要性能已 接近或达到20世纪90年代初的国际先进水平，基本可以满足卫生陶瓷行业的要求。
另据我们对卫生陶瓷行业的调查，了解到厂家对于40 m3，60 m3，80 m3，150 m3 等几种规格的梭式窑的需求量比较大。我们将按市场需求进一步研发更多规格的梭式窑 ，并尽早使之规格化和系列化。
表1 燃气梭式窑的主要技术经济
指标
4、结束语
梭式窑是一种现代化的间歇窑。它的生产方式和时间安排灵活，对烧成品种的适应
性强。它既可作为主要的烧成设备用于小批量、多品种的产品生产，满足市场多样化的 需求，又可作为辅助烧成设备用于产品的重烧和新产品试制。梭式窑与窑车式隧道窑、 辊道窑相比较，又具有占地少、上马快、投资少、周期灵活、低风险、操作简便等优点 。因此，梭式窑是陶瓷厂家不可或缺的一种生产设备。
对于梭式窑，有一系列的技术问题需要逐一去解决，诸如：燃料选择，燃烧 排 烟工作系统配置及窑炉余热利用，自动控制系统的设计与配置，窑体结构设计、砌筑材 料及炉材（窑具）材料的选择等。当用梭式窑进行卫生瓷重烧时，还必须与工艺技术人 员一同解决好重烧技术的工艺、装备及其互相匹配适应问题。我们只有充分地认识了梭 式窑的结构特点和工作特性，设计好、选材（选型）好、施工好，并精心地调试和使用 ，才能真正发挥出梭式窑的优势，同时克服其某些先天的不足。
经过国内陶瓷窑炉产业许多公司的共同努力，已经研究开发出了各种用途、规格的 梭式窑，其中有些已接近或达到上世纪90年代初期的国际先进水平，基本可以满足卫生 陶瓷行业的要求。今后还应继续加强研发，尽早实现规格化和系列化，并不断吸收、开 发新技术，以使我国的陶瓷窑炉产业在这一领域中更上一层楼。国产窑炉的应用和推广 、陶瓷窑炉产业的发展离不开广大陶瓷企业厂家的支持，让我们携手为我国陶瓷行业的 灿烂明天而共同努力奋斗！
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