簡要概述了窯爐定制時的技術(shù)經(jīng)濟性選型原則;選型及設(shè)計制造時，雙方應(yīng)仔細交流燒成工藝參數(shù)的重要性，強調(diào)設(shè)計熱工、電參數(shù)、耐火保溫材料的影響和窯爐壽命的影響、運行成本的影響。窯爐定制時，雙方技術(shù)參數(shù)交流的重要性。

　　在電真空陶瓷制造領(lǐng)域，高性能的燒成推板電窯達到了6-7年零爐襯維修的性能狀態(tài)，圖1是景德鎮(zhèn)某公司的推板窯窯頂狀況，該電窯主參數(shù)為：爐膛尺寸13000mm(長)×300mm(寬)×310mm(高)、推板尺寸260mm(寬)×270mm(長)×35 mm(厚)、溫區(qū)8個。窯爐狀況：爐頂保溫優(yōu)良，無漏紅，塞磚取放自由，無粘結(jié);窯底無下沉、高溫滑道狀態(tài)良好。

圖1 高性能推板窯6年的窯頂

　　窯爐的運行成本是電真空陶瓷制造的主要成本之一，其中，窯爐使用過程的修理費用又占據(jù)了窯爐的主要成本。但是，窯爐的(成本)技術(shù)經(jīng)濟性是在窯爐選型時決定的，主要取決于：①雙方對燒成工藝的交流和理解;②高低檔材料的平衡選擇;③窯爐熱工結(jié)構(gòu)的設(shè)計;④窯爐氣氛結(jié)構(gòu)的設(shè)計;⑤自動化控制及器件的選擇。其中，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認為燒成工藝更是窯爐設(shè)計、使用運行(成本)的主要基礎(chǔ)條件，合理的定制選型，決定了窯爐的技術(shù)經(jīng)濟性。

1、窯爐的技術(shù)經(jīng)濟性

　　窯爐的壽命是物質(zhì)壽命、技術(shù)壽命和經(jīng)濟壽命的集合。在窯爐使用期間，窯爐運行的財務(wù)費用是動態(tài)的，包括原值、維修費用、大修理基金提取、耗材消耗費用等。在設(shè)備采購時，不但要比對設(shè)備的采購原值，同時應(yīng)比對窯爐壽命期的運行費用。比對的年限應(yīng)采用我國機械行業(yè)投資回收期基數(shù)，即5年。作為高溫燒成推板窯，采購時的數(shù)據(jù)對比，可以采用簡化的數(shù)據(jù)對比方式，即：原值(窯爐的合同價格)、年維修費用、大修理費用。費用的產(chǎn)生可以采用交流表單的方式，由談判的設(shè)備方填寫，并作為合同費用的預(yù)期，在窯爐定制合同中以備忘錄的形式存在。表1為不同窯爐公司數(shù)據(jù)。

表1 窯爐定制決策費用數(shù)據(jù)

　　從決策數(shù)據(jù)可以看出，應(yīng)采用A公司的窯爐設(shè)備。實際上，在費用收集時，由于沒有計入修理時硅鉬棒的更換費用、日常塞磚的更換費用、停產(chǎn)的影響費用、窯爐升降溫的電耗等，A 與B、C公司的費用差距還會繼續(xù)拉大。

　　在設(shè)備投入使用后，更可以采用財務(wù)數(shù)據(jù)分析方法，如最大收益法、最小年均費用法、劣化數(shù)值法等，求算出窯爐的合理使用年限，在新增窯爐時，作為重要的選取窯爐時的財務(wù)費用依據(jù)。

2、燒成工藝———窯爐定制時的重要交互條件

　　燒成工藝是推板電窯定制的基本技術(shù)條件，是窯爐燒成工藝性能、窯爐壽命、運行成本等的決定因素，可以說，在窯爐定制選型時，如果雙方?jīng)]有燒成工藝的充分交流，就不會有好的窯爐設(shè)備。燒成工藝交互的主要參數(shù)如下：

　　(1)窯爐類型：電真空陶瓷領(lǐng)域常用的窯型有單通道推板電窯、同向雙通道推板電窯、逆向雙通道推板電窯。單通道窯具有非常好的燒成工藝性能，逆向窯具有良好的節(jié)能性能，同向窯具有前2種窯的性能平衡。對于大件的異形管殼，全纖維鐘罩窯將是發(fā)展窯型。

　　(2)爐膛尺寸及推板尺寸：合理的尺寸具有更高的熱能利用效率，產(chǎn)品在推板上的擺放具有更高的容積率，推板尺寸盡可能選取行業(yè)里的常用規(guī)格標準。常用推板尺寸如表2所示。

　　(3)產(chǎn)量綱領(lǐng)：在選定爐膛及推板尺寸后，通過產(chǎn)量綱領(lǐng)與燒成工藝時間計算窯爐的溫區(qū)長度和窯爐的長度尺寸，計算所得的長度尺寸需要和推板的高溫承載能力、常用窯爐工程尺寸進行平衡。

　　(4)安裝場地及供電能力：需與窯爐的溫區(qū)長度等窯爐工程尺寸平衡，加熱溫區(qū)長度與變壓器供電能力的平衡，而最終選定窯爐的工程尺寸。

　　(5)燒成溫度制度：由氧化鋁原料、配方系、成型方式、金屬化匹配陶瓷性能所決定的燒成溫度曲線，包含排膠、升溫、燒成、冷卻等物理過程，該曲線需由實驗爐實驗，并通過工程爐驗證，是推板窯溫區(qū)設(shè)計的依據(jù)，窯爐的燒成質(zhì)量完全由這個過程決定，是窯爐定制最重要的交互條件。

　　(6)燒成氣氛制度：燒成時各個溫區(qū)對爐膛氣氛的要求;燒成時，各個溫區(qū)產(chǎn)品釋放的氣氛、揮發(fā)物。

　　(7)陶瓷配方系：氧化鋁原料及助燒劑，配方中所帶有的揮發(fā)物質(zhì)等，如硼、鋯、鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、釔等化合物、膠體含量等。

　　(8)投資能力：決定高溫材料的選用量、自動化程度、控制電氣的性能、外觀裝飾等。所定制窯爐的性能，主要取決于交互的技術(shù)條件，合理、全面的參數(shù)交底，是高性能窯爐的前提條件，但也往往是窯爐定制時的弱項。

表2 常用推板尺寸

3、高性能燒成推板窯的設(shè)計對策

　　電真空陶瓷行業(yè)的燒成推板窯，普遍存在硅鉬棒及塞磚熔融、硅鉬棒冷端燒損、爐頂熔融燒損、爐底下沉、爐頂高溫變形下沉、窯齡短等問題。在窯爐選型定貨期間，充分交互好燒成工藝技術(shù)條件是窯爐設(shè)計性能的主要基礎(chǔ)，以下是相關(guān)問題的設(shè)計對策。

　　(1)合理氧化鋁原料、配方系選擇：采用無硼、少硼氧化鋁原料，減少和消除硼對爐襯的腐蝕。合理氧化鋁粉體比表面積和助燒劑的平衡，減少低熔物的用量。

　　(2)平衡的燒成溫度制度：以長燒成保溫時間換取低燒成溫度，取得溫區(qū)長度與較低燒成溫度的平衡。

　　(3)采用高耐火度爐襯材料：選用高性能優(yōu)質(zhì)爐襯型磚，采用低鈉、低鐵、低鈣的耐火材料，提高氧化鋁剛玉相的比率，提高爐襯型磚的成型密度，提高型磚的燒成溫度。以氧化鋁剛玉相的高溫化學(xué)穩(wěn)定性，提高爐襯材料的高溫抗腐蝕性能，從而提高窯爐的高溫壽命。

　　(4)注重1100℃位置材料選型：爐膛內(nèi)這個溫度范圍是燒成低熔揮發(fā)物沉積的位置，常見的可以看到這個區(qū)域有許多琉璃狀物質(zhì)存在，取樣化驗，鈉含量高達10%以上，鈣含量8%以上，硼含量20%以上，對爐襯的腐蝕最大。按耐溫設(shè)計原則，一般窯爐公司在這個溫度段都會采用普通高鋁類材料，而造成塌爐。這個位置在設(shè)計時，應(yīng)采用比高溫段抗腐蝕性能更好的材料，以一次性的高投入，換取窯爐的長壽命，減少大修損失。

　　(5)硅鉬棒區(qū)域耐火材料選擇：爐膛型磚以上的硅鉬棒區(qū)域，全部采用氧化鋁空心球制品型磚，提高高溫性能、提高抗腐蝕性能。塞磚采用改性的氧化鋁空心球制品，提高熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性能，消除塞磚區(qū)域的熔融粘結(jié)。

　　(6)爐底采用高溫基礎(chǔ)設(shè)計：爐底采用多點高溫重質(zhì)耐火型磚支撐結(jié)構(gòu)，使爐底長期保護不下沉。

　　(7)優(yōu)化的爐膛氣氛結(jié)構(gòu)：按電真空陶瓷燒成工藝的要求，爐膛設(shè)計為具有自凈能力的爐膛氣氛結(jié)構(gòu)，采用多點排氣設(shè)計結(jié)構(gòu)，有利于膠體、低熔雜質(zhì)氣氛的排出。使燒成瓷殼時消除著色污染、提高瓷殼的介電性能，減少對爐襯的高溫腐蝕。

　　(8)高性能電爐變壓器的選用：除對變壓器的節(jié)能和控制性能作為高要求之外，隔離和介電性能指標同樣作為變壓器選型的重要指標，以消除爐膛的電離反應(yīng)造成的腐蝕。

　　(9)選用性能優(yōu)良的溫度控制儀表：選用英國歐陸等高性能儀表，使各季節(jié)爐膛溫度保護一致，同時，使爐膛的溫度保持時間穩(wěn)定，以穩(wěn)定燒成制度。

　　(10)采用自動傳送設(shè)計：采用自動傳送線設(shè)計，消除人為因素影響，使燒成工藝穩(wěn)定。經(jīng)過實際運行比對，采用自動線之后，推板的壽命將會提高30%以上。自動線的采用，會有效減少操作人員的使用，解決當下較為突出的勞動力問題。

　　高性能窯爐的設(shè)計解決對策是全方位的過程，更注重用戶的燒成工藝交互、優(yōu)質(zhì)高溫材料的選擇、優(yōu)質(zhì)設(shè)計結(jié)構(gòu)的采用。合理增加窯爐選型定制時的高性能費用，從而將大大減少窯爐運行時的頻繁修理和高額大修費用的發(fā)生。

　　在電真空陶瓷生產(chǎn)企業(yè)，我們較少的發(fā)現(xiàn)有實驗電爐的使用。在工藝穩(wěn)定、原料批次變化時，采用實驗電爐可以快速的找到燒成的條件，并指導(dǎo)推板電窯的溫度調(diào)整。實驗爐型可以很好的滿足電真空行業(yè)的使用，表3是實驗電爐的參數(shù)，圖2是實驗電爐的外觀結(jié)構(gòu)。

表3 電真空陶瓷用實驗電爐參數(shù)

圖2 快速升溫實驗箱式電爐

4、結(jié)束語

　　高性能窯爐是供需雙方充分交互設(shè)計的結(jié)果，在窯爐定制選型之初，需方應(yīng)準備充足的數(shù)據(jù)、細化方案的討論、平衡好前期采購成本及后期運行成本，才能達到窯爐定制的最佳技術(shù)經(jīng)濟性，減少和消除窯爐使用時的問題和頻繁維修的困擾。