中小型梭式窯一般采用自吸式燒嘴,燒嘴位于窯爐的兩側(cè),吸煙口一般位于底部窯車。燒嘴燃燒時產(chǎn)生的熱煙氣由于浮力大于重力,受幾何壓頭的作用,由窯的兩側(cè)上升至窯頂。當遇到窯頂?shù)淖璧K后又受到煙囪的抽力作用,而被迫通過制品的空隙向下流動,形成倒焰式的氣流流動。
我們根據(jù)梭式窯熱煙氣流動方向的情況,可以利用分散垂直氣流法則來分析窯內(nèi)若要加快制品升溫,則要加大對流換熱系數(shù);要想使熱氣體流動快,則要使煙囪抽力加大。由于局部阻力和摩擦阻力損失都與氣體流速的平方成正比,當阻力損失增大到一定程度,超過幾何壓頭起主要作用時,分散垂直氣流法則不起作用,這時料垛各通道之間的阻力損失不可能完全相等,必將導致溫差。阻力損失相差越大,溫差越大。隨著燒成速度的加快,溫差將越來越大,直至影響產(chǎn)品的質(zhì)量而不得不降低升溫速度。如果將制品適當細碼,增加煙氣通道的當量直徑,在同樣的煙氣流速下摩擦阻力損失將下降,幾何壓頭其主要作用。此時,符合分散垂直氣流法則,窯內(nèi)溫度分布均勻。因此,如果加快窯內(nèi)的升溫速度,則應當將燒制制品適當細碼或按氣路流動的不同,碼坯的稀密程度也不同,盡量是各個通道口的阻力損失相等,這樣可以阻止損失起主要作用時,使升溫速度較快而溫差仍較小。例如,梭式窯靠近窯門處煙道適當留大些,增加抽力,而最里面煙道留小些,使后部通道阻力較大以平衡較大的抽力。在碼坯時要特別注意,在升溫時一般上部料垛溫度比下部快,降溫時下部比上部快。
有些梭式窯碼坯不合理,窯頂預留空間太大,由于輻射空間大且料垛碼得很緊密,熱氣流由窯兩側(cè)上升至拱頂,通過對流及輻射換熱熱氣流由上向下流動,高溫中輻射傳熱為主要傳熱方式,加上拱頂空間大輻射空間大,故頂上的溫度高而中下部的溫度低。有些窯由于是平頂?shù)那伊隙庋b的比較高,加上窯頂與窯墻成直角,在熱氣流上升至窯頂頸部時,因阻力大,熱氣流很難上升到頂部。再加上是平頂窯,窯頂?shù)牧隙忭數(shù)目臻g很小,輻射放熱空間夜宵,料垛碼裝比較密。因此,火焰基本上由中下部穿過料垛直接流向煙道,使中下部溫度高而窯頂出現(xiàn)生燒現(xiàn)象。所以,由上可以看出梭式窯的碼坯方式非常關(guān)鍵,是燒成制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。