煅烧是耐火砖制品生产中的常见工序。在煅烧过程中,原料或坯体内部发生分解、固相反应、烧结等一系列的物理化学变化,以获得相对稳定的组成、结构以及足够的强度。不同品种的 耐火砖原料和制品在煅烧过程中发生的物理化学变化是不同的。为保证这些物理化学变化的顺利完成,需要一定的煅烧制度和相应的热工装备。
煅烧制度通常包含温度制度、气氛和压力制度。在实际生产过程中,温度、压力和气氛制度是相互关联的。耐火砖煅烧设备种类繁多,统称为热工窑炉。通常可以分为两大类:①原料煅烧窑炉,如倒焰窑、竖窑、回转窑、沸腾炉、悬浮轻烧炉等;② 制品烧成窑炉,如倒焰窑、隧道窑和梭式窑。按照运行方式又可以分为连续式生产窑炉和间歇式生产窑炉,前者如隧道窑、回转窑等,后者如梭式窑、 倒焰窑等。由于能耗、环保等原因,倒焰窑、 环窑和方窑等过去普遍使用的窑炉现在用得越来越少了。
隧道窑是耐火砖生产中常见的可以连续工作的煅烧设备,既可以用来煅烧原料,也可以用来烧成制品。窑内分为预热、烧成、冷却等若干带。装有坯体的窑车由窑的入口进入,在推车装置的带动下,经预热、烧成、冷却各带,完成全部烧成过程,然后由窑的出口推出。隧道窑的长度主要取决于制品的烧成制度和产量。烧成制度主要取决于制品在烧成过程中的物理 化学变化。如硅砖,由于在加热和冷却过程中相变较复杂,对烧成制度的要求就严格,相应窑也较长。除此之外,还要考虑燃料、操作等方面的因素。隧道窑的高度主要取决于坯体在烧成过程中的特性及允许的上下温差。窑高增加,上下温差加大,易造成烧成制品质量不均匀。窑的宽度与窑的产量及允许的温差有关。隧道窑的窑墙和窑顶均由耐火材料和保温材料砌筑而成。
梭式窑是一种常用的间隙式窑炉,其工作工程是将坯装上窑车,推入窑内,按照一定的升温制度进行加热,使坯体经过预热、保温与冷却各阶段,冷却至一定温度后将制品取出。其特点是生产分批进行,热工制度易于调整,灵活性大。且其容积可以根据产品产量、烧成制度、和燃烧装置特性来决定。
竖窑为一筒状窑体,筒体主要有直筒形、喇叭形、哑铃形和矩形截面形等多种形状。主要是用来煅烧生产耐火砖的铝矾土原料,物料由布料设备从顶部加入,由卸料设备从底部卸出。而燃料燃烧所需空气由底部进入,当使用液体 或气体燃料时,一次空气可由烧嘴送入,而从冷却 带来的热空气为二次空气。竖窑由上向下大致分为预热、煅烧、冷却三带。物料在预热带借助于烟气的热量被预热;在煅烧带进行煅烧;在冷却带被窑底鼓入的冷空气冷却,而加热后的空气进入煅烧带供助燃用。为保证物料良好煅烧,上述三带应分别保持一定高度,并力求稳定。竖窑的热效率高且节能,其缺点是易形成气流分布不均,局部高温使物料在窑内结团,生产过程不易控制。