豎窯是指上部加料下部出料連續(xù)煅燒熟料的熱工設(shè)備。由窯體、加出料裝置及通風(fēng)設(shè)備等組成。廣泛用于煅燒各種耐火原料和石灰其優(yōu)點是基建投資較省，占地面積較少，熟效率高，燃耗低及易于機(jī)被化和自動化。
溫豎窯在耐火材料工業(yè)應(yīng)用歷史久遠(yuǎn)，古老的自然通風(fēng)豎窯形如瓶子，俗稱瓶子窯，是現(xiàn)代豎窯的前身。20世紀(jì)60年代豎窯結(jié)構(gòu)和操作有了明顯改進(jìn)。白云石鎂砂豎窯煅燒采用汽化冷卻壁代替耐火磚襯解決了粘窯問題。采用料封裝置，出料可不停風(fēng)，為實現(xiàn)全窯系統(tǒng)操作自動化創(chuàng)造了條件。利用系數(shù)也大幅度提高。體襯磚隔熱層采用高爐水渣硅藻土粉或硅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(dá)≥2200℃的高溫豎窯。
工作原理
按逆流傳熱原理工作。窯內(nèi)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(nèi)預(yù)熱、煅燒及冷卻，對入窯原料塊度要求嚴(yán)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(tǒng)設(shè)有加、出料系統(tǒng)，燃燒系統(tǒng)，敞風(fēng)系統(tǒng)及排煙系統(tǒng)。人工豎窯工作系統(tǒng)較簡單，原料和焦旋（或無煙媒）用人工分層從窯項送入窯內(nèi)，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(fēng)系統(tǒng)從窯底（底風(fēng)）或冷卻帶密體周邊（腰風(fēng)）送入窯內(nèi)，或兩者同時送入窯內(nèi)。廢氣由套頂煙囪排至大氣。
以焦炭為燃料的機(jī)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(nèi)。熟料由出料機(jī)間歇或連續(xù)卸出。設(shè)從底部和腰部或只從腰部鼓入的送風(fēng)系統(tǒng)。燒煙氣和原料分解產(chǎn)物形成廢氣，經(jīng)除塵后由排煙機(jī)導(dǎo)入煙囪排至大氣。在煅燒帶設(shè)汽化冷卻壁的豎窯，還設(shè)有相應(yīng)的軟水供應(yīng)和蒸汽利用系統(tǒng)。以煤氣為燃料的豎窯，在煅燒帶窯體設(shè)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(shè)橫穿斷面的梁下燒嘴。或在鍛燒帶下部窯中心處設(shè)置輔助燒嘴，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(jìn)入煅燒帶。
以油為燃料的高溫豎窯，在煅燒帶沿窯體高度設(shè)2-3排燒嘴，為此還增設(shè)有燒嘴供油系統(tǒng)、供油霧化用的壓縮空氣系統(tǒng)、燒嘴冷卻水套用的軟水系統(tǒng)。冷卻帶需要放出多余熱空氣的放風(fēng)系統(tǒng)。
基本結(jié)構(gòu)
筒體為直筒形，其外殼為鋼板，內(nèi)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(nèi)徑逐漸縮小至與出料機(jī)的卸料盤相銜接。機(jī)械化豎窯窯體上部中央裝有布料器，側(cè)面對稱開有兩個排煙口，用管道與除塵器或煙囪相聯(lián)。窯體下部設(shè)有出料機(jī)。人工豎窯煙囪設(shè)于窯頂正中部位，加料門對稱布置于窯體下部周邊。為避免物料粘結(jié)窯壁現(xiàn)象，煅燒白云石的豎窯和鎂砂的豎窯，在鍛燒帶可設(shè)汽化冷卻壁代替耐火磚襯。
窯體耐火材料襯磚分3層，內(nèi)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(xué)侵蝕。中間為保護(hù)層，當(dāng)工作層過度磨損或燒穿時起保護(hù)作用。外層為隔熱層：煅燒帶用作襯磚的材質(zhì)高溫性能要求較為嚴(yán)格。白云石、鎂砂豎窯煅燒帶厚300-380mm，內(nèi)層采用鎂磚或鎂鋁磚，粘土、高鋁豎窯鍛燒帶內(nèi)層厚230-300mm，采用高鋁磚。石灰豎窯緞燒帶內(nèi)層厚300-350mm，采用粘土磚、高鋁磚或鎂磚砌筑。中間保護(hù)層一般厚230mm，大型石灰豎窯厚580mm，用粘土磚砌筑。隔熱層厚60-70mm用輕質(zhì)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，以盡量減少對窯周邊物料煅燒的影響和節(jié)能。
窯體主要尺寸包括有效高度、內(nèi)徑和高徑比。
有效高度系指窯內(nèi)料柱高度。當(dāng)物料在窯內(nèi)緞燒周期一定時，增加有效高度可以提高產(chǎn)量，但窯內(nèi)氣流阻力隨之增加。高度過大會影響窯內(nèi)物料順行。過小則物料不能充分燒結(jié)。且出料溫度也高。有效高度與窯內(nèi)徑之比，以焦炭為燃料的白云石、鎂砂豎窯為6-7.5，粘土、高鋁、石灰豎窯為4-6。
內(nèi)徑小，窯產(chǎn)量低，內(nèi)徑過大，窯內(nèi)料柱易呈不均勻下移，影響豎窯斷面氣流均布和熟料質(zhì)量，特別是以重油、煤氣為燃料的豎窯，周邊燒嘴送入的火焰，難于達(dá)到窯內(nèi)料柱中心，造成中心物料欠燒。白云石、鎂砂、高鋁、粘土豎窯內(nèi)徑為1.6-2.5m，石灰豎窯內(nèi)徑為2.4-4m ? 。
參考資料 >