CN1197920A - 烧制控制装置及烧制控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种用简单的结构即可进行炉窑的温度及/或烧制气氛控制的烧制控制装置及烧制控制方法。滚柱炉底窑包括高温空气导入装置、还原燃烧焰生成装置及燃烧排气处理装置。这些装置具有供气流导入通路和燃烧排气导出通路,并具有设置在流路切换装置和连通流路之间的第1·2热交换装置、第1·2燃烧区以及分流区/合流区。流路切换装置连接于供气流导入通路和燃烧排气导出通路,连通流路连接于显色带或还原带。

Description

烧制控制装置及烧制控制方法
本发明涉及烧制控制装置及烧制控制方法，更具体地说，是涉及能任意控制烧制陶瓷等的炉窑内烧制温度和/或炉窑内烧制气氛的烧制控制装置及烧制控制方法。
现有技术中广泛采用工业用烧制炉窑，该工业用烧制炉窑用于烧制陶瓷器等的坯料，制造建筑物内外装修用的瓷砖等各种陶瓷产品。该炉窑例如有隧洞式窑(TK)或滚柱炉底窑(RHK)等的连续式烧制炉窑，还有间歇式单独窑(梭窑)等各种构造的间歇式烧制炉窑。
在这种烧制炉窑中，设定成适合于所烧制陶瓷器原料的预定烧制模式温度条件和炉内环境。炉窑的烧制模式通常有升温期和冷却期，升温期是将被烧制坯料加热、烧制到1200℃～1300℃附近的最高温度区，冷却期是通过自然冷却或强制换气等方式，将被加热、烧制到最高温度区的原料冷却。坯料通过升温期的还原烧制和/或氧化烧制而被烧制，主要在冷却期呈现所需的色彩或图案。陶瓷器的色彩、图案及物性，不仅受升温期的炉窑温度条件及烧制气氛的影响，而且也受冷却期的冷却温度特性的影响。因此，在这种烧制炉窑中要进行温度控制及环境控制，以便在整个升温期和冷却期中形成适合于产品的烧制模式。尤其是烧制温度、冷却温度、氧浓度及一氧化碳浓度等的控制，对陶瓷产品的显色、物性及质量有实质性的影响，所以要严格管理。
通过调节影响燃烧反应的空气比或氧气浓度等，在烧制炉窑内形成氧化燃烧、弱氧化燃烧、中性焰燃烧、弱还原燃烧或还原燃烧等各种燃烧形态的烧制气氛，控制陶瓷器原料的烧制反应。该烧制气氛的控制，主要是通过燃烧用空气及燃烧用燃料的控制进行的。例如在还原烧制时，在炉窑区内形成限制了空气比或氧气浓度的氧气不足的不完全燃烧反应，在炉内区生成较多量的一氧化碳。另外，在氧化烧制时，使影响燃烧反应的空气比增大，在超过化学量论比或当量比的较高浓度氧气存在下，在炉窑内形成氧化性的燃烧环境。通常，按照预定的加热曲线或温度特性保持、管理该烧制气氛，促进陶瓷器原料的烧制反应及显色反应等，能批量生产具有均匀色调及物性的陶瓷产品。
在烧制陶瓷器的技术领域中，特别重视最终产品的色相、色彩、图案是否良好。通常，陶瓷器的色彩或图案取决于陶瓷器坯料中所含的铁、铜等各种金属类的化学反应，与烧制气氛相应的固有配色或色调呈现在烧制产品上。例如，还原烧制瓷砖或陶瓷砖坯材时，坯材原料中含有的三氧化二铁(Fe2O3)在烧制工序中，化学变化为一氧化铁(FeO)或四氧化三铁(Fe3O4)。三氧化二铁主要显红色，一氧化铁主要显白色，四氧化三铁主要显黑色***的色调。
通常，在烧制含有较少量三氧化二铁的坯材时，在约1100℃以上的还原环境中，产生下式所示的化学反应。
因此，在还原烧制气氛中，红色的三氧化二铁变化为白色的一氧化铁，结果，在瓷砖表面可显现通透鲜艳的色彩。
另一方面，在烧制含有较多量三氧化二铁的坯材时，在约1100℃以上的还原环境中，产生下式所示的化学反应。
即，在还原烧制的环境下，红色的三氧化二铁变化为黑色的四氧化三铁，结果，在瓷砖表面显出黑色***的颜色。上式中的 平衡关系，不仅受釉的成分或铁的添加量等的影响，而且还受烧制温度及烧制气氛的影响。尤其铁最容易受烧制气氛的不同或变化的影响。而且，还原烧制反应的开始温度对产品质量的影响有时比还原气体浓度还大。因此，在陶瓷砖或瓷砖的烧制技术中，要严格控制烧制气体的温度及性状，尤其要将氧气浓度及CO浓度控制在预定值或预定范围内，同时，要对烧制气体或烧制气氛进行严格的温度管理。
用于烧制瓷砖等的滚柱炉底窑中，沿炉长方向依次排列着预热带、烧制带、急冷带及冷却带，瓷砖原料由炉内的辊式运送装置依次通过预热带、烧制带、急冷带和冷却带后，作为瓷砖产品运出。将瓷砖原料加热到最高温度区的烧制带，具有氧化烧制区和/或还原烧制区。急冷带及冷却带用自然冷却或强制换气方式使瓷砖原料冷却。
在烧制建筑物外装修用瓷砖等时，通过使达到最高温度区的瓷砖原料徐冷，而显现比较强的红色***色调。可制造具有适合于建筑物外装修用砖等特定用途的色彩或色调的瓷砖。在约900℃～1100℃的降温区，在较高浓度的氧气存在下，通过将缓慢降温的冷却环境保持预定时间，能促进上述的红色***的显色。但是，能管理该高温及高氧浓度的环境、能保持并管理适当徐冷环境的温度坡降的温度调节装置，在现实中尚不存在，因此，希望开发出一种能任意地在炉窑内形成高温区且高氧浓度徐冷环境的烧制控制装置和烧制控制方法。
另外，在瓷砖等的陶瓷器烧制工序中，通过可变地控制炉内的一氧化碳浓度等，适当且任意调节炉内的还原烧制气氛，可保持、管理适当的炉窑烧制模式。因此，希望开发出一种能以较简单的构造、实现该烧制气氛可变控制的烧制控制装置和烧制控制方法。
此外，含有较高浓度一氧化碳等的还原烧制区的排气，不适于直接排到外界。因此，在现有的滚柱炉底窑等中，还原烧制区的排气、流入与还原烧制区连通的氧化烧制区或预热区等的氧化环境中，通过未燃烧成分的氧化反应，变为无害后排出到炉窑外。但是，在不同烧制区间的气体流的循环或流动，使各烧制区的分别控制或独立控制不稳定，或者，阻碍烧制模式的控制性，所以，这是不理想的。因此，希望开发一种构造较简单的烧制控制装置和控制方法，该装置和方法能与上述还原性环境的可变控制相关地、使还原烧制区的还原性排气中含有的未燃烧成分氧化，使还原性排气改质而能比较容易排出。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其第1目的在于提供一种能控制炉窑温度和/或烧制气氛的烧制控制装置及烧制控制方法，本发明的装置和方法，能以较简单的构造稳定地进行炉窑温度和/或烧制气氛的可变控制。
本发明的第2目的是提供一种能在炉窑内任意形成高温且高氧浓度的徐冷环境的烧制控制装置和烧制控制方法。
本发明的第3目的是提供一种构造较简单、能任意形成还原烧制气氛或中性焰烧制气氛等各种烧制气氛的烧制控制装置及烧制控制方法。
本发明的第4目的是提供一种构造较简单、能使还原烧制区的还原性排气中含有的未燃烧成分氧化，使还原性排气改质，而能比较容易排出的烧制控制装置或烧制控制方法。
为了达到上述第1目的，本发明的烧制控制装置，用于控制炉窑温度和/或烧制气氛，其特征在于；
具有串联配置着的第1热交换装置和第1燃烧区、串联配置着的第2热交换装置和第2燃烧区、将第1和第2燃烧区相互连通的连通部、可选择地切换低温供气流和燃烧排气流的各流路的流路切换装置；
上述流路切换装置交替地切换为第1位置和第2位置，在第1位置，将低温供气流导入第1热交换装置，并从第2热交换装置导出第2燃烧区的燃烧排气；在第2位置，将低温供气流导入第2热交换装置，并从第1热交换装置导出第1燃烧区的燃烧排气；
与炉窑相互连通的连通流路与上述连通部连接；
在第1位置，被第1热交换装置加热且通过连通部流入第2燃烧区的高温气流，在该第2燃烧区产生燃烧反应；在第2位置，被第2热交换装置加热且通过连通部流入第1燃烧区的高温气流，在该第1燃烧区产生燃烧反应；
由上述燃烧区的燃烧反应生成的燃烧排气和通过流路切换装置导入的低温供气流，交替地流过蓄热体，该蓄热体分别配置在第1和第2热交换装置上，该蓄热体与燃烧排气传热接触而蓄热，同时，与低温供气流传热接触而散热，将该低温供气流加热成高温气流。
根据本发明的烧制控制方法，连通部通过连通流路与炉窑的预定区相互连通，第1加热工序和第2加热工序以预定时间间隔交替地切换，结果，低温供气流被持续加热成高温。在第1加热工序，烧制控制装置通过高温的第1热交换装置导入低温供气流，由第1热交换装置将低温供气流加热成高温气流。高温气流被导入第2燃烧区，在该第2燃烧区产生燃烧反应。由第2燃烧区的燃烧反应生成的燃烧排气，通过第2热交换装置排出。燃烧排气与第2热交换装置传热接触，燃烧排气的显热被第2热交换装置的蓄热体蓄积。在第2加热工序，烧制控制装置通过高温的第2热交换装置导入低温供气流，由第2热交换装置将低温供气流加热成高温气流。高温气流被导入第1燃烧区，在该第1燃烧区产生燃烧反应。由第1燃烧区的燃烧反应生成的燃烧排气，与第1热交换装置传热接触，燃烧排气的显热被第1热交换装置的蓄热体蓄积。
根据本发明的上述构造，被第1或第2热交换装置加热成为高温的供气流，供给到与炉内环境相互连通的上述连通部。该连通部具有作为分流区或合流区的功能，分流区将高温供气流分流，合流区可导入炉内排气。被连通部分流了的高温气流，通过连通流路送到炉窑内，作为温控炉窑内带域的高温调温供气流，供给炉窑内区域。炉窑排气通过连通流路流入连通部，再通过该连通部被导入第1或第2燃烧区，在该燃烧区燃烧。
根据本发明的观点，在上述烧制控制装置中，连通部具有将高温气流分流成为第1及第2供气流的分流区。第1供气流，在流路切换装置的第1位置，被导入第2燃烧区；在流路切换装置的第2位置，被导入第1燃烧区。第1及第2燃烧区，备有可将燃烧用燃料供给到第1供气流的燃料供给机构。另一方面，第2供气流，被导入连通流路，作为控制炉窑温度的高温调温供气流，供给到炉窑内预定区域。高温的加热供气流，在上述第1加热工序中，被分流成为导入第2燃烧区的第1加热供气流和供给到炉窑内预定区的第2加热供气流。另一方面，高温加热供气流，在上述第2加热工序中，被分流成为导入第1燃烧区的第1加热供气流和供给到炉窑内预定区的第2加热供气流。
根据该构造的烧制控制装置及烧制控制方法，第1或第2热交换装置，在加热工序中，基本上不改变低温供气流成分地使其升温，所以，通过连通部供给到炉窑内的高温气流，具有与低温供气流(例如常态外气)的成分基本相同的成分。因此，将上述的烧制控制装置及烧制控制方法，作为炉内温度控制装置及炉内温度控制方法使用时，例如，可将较高氧浓度的高温供气流供给到炉窑内的徐冷区等。
根据本发明的另一观点，上述烧制控制装置，在第1及第2燃烧区备有燃料供给机构，该燃料供给机构将燃烧用燃料供给到被第1及第2热交换装置加热了的高温气流中，借助于高温气流与燃料的燃烧反应，在上述燃烧区生成还原焰或中性焰。其结果，上述高温气流通过还原焰或中性焰的燃烧反应，被改质为还原性或中性的燃烧气体。上述连通部具有将燃烧气体分流成第1及第2高温气流的分流区，在上述第1位置，通过连通部流入第2燃烧区的第1高温气流，在该第2燃烧区再次产生燃烧反应。在上述第2位置，通过连通部流入第1燃烧区的第1高温气流，在该第1燃烧区再次产生燃烧反应。另外，第2高温气流被导入连通流路，作为控制炉窑烧制气氛的还原性或中性高温燃烧气体，供给到炉窑内预定区域。
即，烧制控制装置，在上述第1加热工序，通过燃烧用燃料的供给，在第1燃烧区生成还原焰或中性焰，把在第1燃烧区的燃烧反应生成的还原性或中性燃烧气体分流成为第1气体流和第2气体流，将第2气体流供给到炉窑内预定区域，同时将第1气体流导入第2燃烧区，在第2燃烧区再次产生燃烧反应，把由第2燃烧区的再次燃烧反应生成的再次燃烧排气通过第2热交换装置排出。该烧制控制装置，在上述第2加热工序，通过燃烧用燃料的供给，在第2燃烧区生成还原焰或中性焰，把在第2燃烧区的燃烧反应生成的还原性或中性燃烧气体分流成为第1气体流和第2气体流，将第2气体流供给到炉窑内预定区域，同时将第1气体流导入第1燃烧区，在该第1燃烧区再次产生燃烧反应，把由第1燃烧区的再次燃烧反应生成的再次燃烧排气通过第1热交换装置排出。
该构造的烧制控制装置及烧制控制方法，可以作为生成还原烧制气氛或中性焰烧制气氛的一次燃烧气体的烧制气体生成装置和烧制气体生成方法使用。用该一次燃烧气体或烧制气体可对炉窑的烧制气氛进行可变控制。
根据本发明的另一观点，上述炉窑的排气通过连通流路导入连通部，该连通部具有使排气与高温气流合流的合流区。排气与高温气流的混合气流，在上述第1位置，流入第2燃烧区，在该第2燃烧区再次产生燃烧反应。上述的混合气流，在第2位置，流入第1燃烧区，在该第1燃烧区再次产生燃烧反应。这样，上述排气中的未燃烧成分，在第1或第2燃烧区基本上完全燃烧。
即，烧制控制装置，在上述第1加热工序，由第1热交换装置将低温供气流加热成为高温后，使炉窑内预定区的排气与高温加热供气流合流，把该加热供气流与排气的混合流导入第2燃烧区，在该第2燃烧区，促进排气中的未燃烧成分再次燃烧反应，使该未燃烧成分基本上完全燃烧，把由第2燃烧区的再次燃烧反应生成的再次燃烧排气导入第2热交换装置，通过该第2热交换装置排出。另外，该烧制控制装置，在上述第2加热工序，由第2热交换装置将低温供气流加热成为高温后，使炉窑内预定区的排气与高温加热供气流合流，把该加热供气流与排气的混合流导入第1燃烧区，在该第1燃烧区，促进排气中的未燃烧成分再次燃烧反应，使该未燃烧成分基本上完全燃烧，把由第1燃烧区的再次燃烧反应生成的再次燃烧排气导入第1热交换装置，通过该第1热交换装置排出。
上述构造的烧制控制装置及烧制控制方法，可作为使炉窑排气再次燃烧的排气处理装置和排气处理方法使用。根据该构造，还原烧制区的还原性排气中所含的未燃烧成分，由第1或第2燃烧区中的再次燃烧反应而氧化，基本上完全燃烧，改质为比较容易排出的燃烧排气。
根据本发明的较好实施例，上述连通部备有与炉窑相互连通的连通流路的流路端开口部、以及与该开口部相向的连通路缩小机构。该缩小机构用于限制高温供气流的流体压力，具有阻尼孔的功能。同时，限制气流的分流方向或合流方向，具有气流配向的功能。
根据本发明的较好实施例，上述蓄热体由蜂窝型蓄热体构成，备有供低温供气流和燃烧排气交替通过的多个流路。上述流路切换机构的切换时间间隔，设定为60秒以下。各蓄热体相应于设定的切换时间间隔，反复蓄热和散热，加热低温供气流并冷却燃烧排气。上述的低温供气流最好是外界环境的常态空气，并且由上述热交换装置加热至800℃以上的高温、最好加热至1000℃以上的高温。
本发明的较好实施例中，在炉窑内配置着本发明的烧制气体生成装置和本发明的排气处理装置，排气处理装置的燃烧排气至少部分地通过排气导入路，导入烧制气体生成装置的燃烧区。
本发明的另一较好实施例中，助燃空气导入上述第1及第2燃烧区，上述燃烧区的燃烧反应因助燃烧空气的导入而加剧。
根据本发明的较好实施例，上述烧制控制装置配置在滚柱炉底窑的显色带，作为控制徐冷温度的高温空气导入装置。
根据其它的较好实施例，烧制控制装置配置在滚柱炉低窑的烧制带，作为在炉内形成还原烧制气氛的还原燃烧焰生成装置。或者，作为使还原烧制区的排气再燃烧的燃烧排气处理装置。
本发明的另一较好实施例中，上述烧制控制装置配设在间歇式炉窑内，按照预定的烧制模式，形成与预热工序、烧制工序、冷却工序等各工序相应的、随时间可变控制的炉窑内环境，在时间控制或调时控制下，管理并保持全工序的烧制模式。另外，烧制控制装置，最好作为处理炉内生成的燃烧排气的燃烧排气处理装置，配设在间歇式炉窑内。
本发明的另一较好实施例中，上述烧制控制装置，作为特定用途的局部烧制机构使用。该局部烧制机构能将特定的烧制气氛的高温供气流吹入炉内局部。例如，烧制控制装置把与烧制区的一般烧制气氛不同的特定环境的高温供气流局部地或点状地吹向坯料，这样，使坯料产生所谓的窑变性烧制反应。或者，促进其显现熏银或晕色花纹等不规则色彩或图案。本发明的一个实施例中，氧化或中性的高温供气流导入还原烧制气氛的陶瓷器烧制区，结果，可在陶瓷器坯料上显现出不可预期美观的窑变性显色或窑变性图案等。另外，在本发明的另一实施例中，还原性或中性的高温供气流导入氧化烧制气氛的陶瓷器烧制区，其结果，可在陶瓷器坯料上显现特定的色彩或窑变性图案，例如低温晕色还原显色等。
图1是表示本发明第1实施例的、备有炉内温度控制装置及炉内燃烧控制装置的瓷砖烧制用滚柱炉底窑的整体构造及炉窑内温度条件的概略框图及温度线图。
图2是图1中所示预热带的炉宽方向及炉长方向的概略纵断面图。
图3是图1中所示烧制带及显色带的炉宽方向的概略纵断面图。
图4及图5是表示配设在图1所示显色带上的高温空气导入装置的整体构造及动作状态的概略框图及概略断面图。
图6及图7是表示配置在滚柱炉底窑的连续还原带上的还原燃烧焰生成装置的整体构造及动作状态的概略框图和概略断面图。
图8及图9是表示配置在滚柱炉底窑的连续还原带上的燃烧排气处理装置的整体构造及动作状态的概略框图和概略断面图。
图10是在高温空气导入装置、还原燃烧焰生成装置及燃烧排气处理装置中，构成第1及第2热交换装置的蓄热体的整体立体图(图10A)和局部放大立体图(10B)。
图11是本发明第2实施例的、备有炉内温度/燃烧控制装置的间歇式单独炉窑的整体构造的概略纵断面图。
图12及图13是表示配设在图11所示炉窑内的炉内温度/燃烧控制装置的整体构造的概略框图和概略断面图。
图14是表示本发明第3实施例的滚柱炉底窑的概略纵断面图。表示将上述第2实施例中的高温供气流导入装置及燃烧排气处理装置作为烧制坯料的局部窑变性烧制机构使用的构造。
图15是表示本发明第4实施例的滚柱炉底窑的概略纵断面图。表示将上述第2实施例中的高温供气流导入装置作为烧制坯料的局部窑变性烧制机构使用的构造。
图16是表示本发明第5实施例的滚柱炉底窑的概略纵断面图。表示将现有构造的燃烧喷枪、上述第2实施例中的高温供气流导入装置及燃烧排气处理装置作为烧制坯料的局部窑变性烧制机构使用的构造。
下面，参照附图详细说明本发明烧制控制装置及烧制控制方法的实施例。
本发明第1实施例的炉内温度控制装置及炉内燃烧控制装置的构造，如图1～图10所示。
建筑物外装修用薄型瓷砖等的瓷砖或陶瓷砖的烧制炉窑，有滚柱炉底窑RH。其整体构造大致如图1(A)所示。如图2和图3所示，滚柱炉底窑RH备有耐火材料做成的炉体60和配设在炉体60内的辊式运送装置61。运送装置61备有在炉体60宽度方向配设的多个陶瓷制或耐热钢制辊62，各辊62由驱动装置(图未示)驱动。彼此隔开窄小间隔的多个辊62沿炉体60全长排列，沿炉体60的轴线方向在炉内区形成基本连续的烧制原料运送机构。
载置着若干瓷砖坯材W的耐火、耐热板63配置在辊62上。辊62上的耐火、耐热板63被导入预热带A，通过辊62的旋转运动而沿炉长方向移送。耐火、耐热板63上的若干个瓷砖坯材W，以预定速度沿炉体60的轴线方向运送，经过各种烧制工序后，通过冷却带F运出窑外。
炉体60的炉内区，沿炉长方向划分为依次配置且相互连通的预热带A、烧制带B、显色带C、急冷带D、转移点区E和冷却带F。预先设定适合于瓷砖坯材W烧制的所谓加热曲线(图1B)，该加热曲线包含预热带A和烧制带B的台阶状升温部分、显色带C和急冷带D的温度下降部分、转移点区E和冷却带F的最终降温部分。上述升温部分将炉内温度从500℃阶段地升温到约1200～1300℃的最高温度区。上述温度下降部分使炉内温度从最高温度区渐渐降温到转移点温度区。上述最终降温部分是从转移点温度降温到炉窑出口温度。尤其是烧制带B的烧制气氛和温度下降部分(显色带C和急冷带D)的温度特性，对瓷砖原材料W的表层显现的图案及色彩有显著影响。本实施例中，作为本发明的烧制气体生成装置及排气处理装置，在烧制带B配设了还原燃烧焰生成装置2及燃烧排气处理装置3。在显色带C配置了本发明的炉内温度控制装置即高温空气导入装置1。还原燃烧焰生成装置2和燃烧排气处理装置3，控制烧制带B的还原燃烧气氛，高温空气导入装置1，控制显色带C的降温特性或温度坡降。
各炉内带域A～F的炉内温度，由包含高温空气导入装置1、还原燃烧焰生成装置2及燃烧排气处理装置3的各种加热机构及冷却机构控制为所需的温度，保持管理为与图1(B)所示加热曲线相应的炉内区的所需温度条件。由运送装置61运送的耐火、耐热板63上的瓷砖坯料W，通过被进行了温度管理和环境管理的各带域A～F的高温烧制气氛时，按照所需的温度模式及烧制模式被加热且被冷却，烧制成所需的瓷砖。
预热带A由垂拱(图未示)区划为3个室或加热区，具有导入瓷砖坯料W的第1区、后续第1区的第2及第3区。切换蓄热型喷枪***64在第2和第3区内，配设在运送装置61的下方区。如图2(B)所示，各喷枪***64备有一对喷枪单元64a、64b和四通阀形式的流路切换装置65。喷枪单元64a、64b沿炉长方向隔开一定间隔地配置着，流路切换装置65通过给排气路68、69与各喷枪单元64a、64b连接。各喷枪单元64a、64b备有蜂窝构造的蓄热体66(66a、66b)和燃料供给装置67。蓄热体6具有多个狭小流路。燃料供给装置67将LNG、LPG或化石燃料等的碳化氢类燃料供给炉内供气流。通过给排气路68、69与各喷枪单元64a、64b连接的流路切换装置65，以60秒以下、最好是30秒以下的时间间隔交替地切换为第1或第2位置，对于各喷枪单元64a、64b实施燃烧用空气及燃烧排气的给排控制。
在图2(B)所示的流路切换装置65的第1位置，第1喷枪单元64a起动燃烧。炉内燃烧排气流过第2喷枪单元64b的蓄热体66b，与蓄热体66b进行热交换，加热了该蓄热体66b后，通过给排气路69、排气导引风扇30和排气导出路EA排出。另一方面，在流路切换装置65的第2位置，第2喷枪单元64b起动燃烧，炉内的燃烧排气通过第1喷枪单元64a和给排气路68排出，加热第1喷枪64a的蓄热体66a。
通过外气导入路0A被给气推入风扇20压送到流路切换装置65的外界环境的燃烧用空气，在流路切换装置65的第1位置，通过给气路68导入第1喷枪单元64a，与高温的蓄热体66a传热接触，被预热到800℃以上、最好为1000℃以上的高温。被预热成高温的供气流，通过缩径的焚口70而高速化，以约60～100m/s的吹入速度流入炉内区。燃料供给装置67向炉内区排出碳化氢类燃料，将碳化氢类燃料供给到高温且高速的燃烧用空气流中，在高温预热空气的存存在下产生的碳化氢类燃料的燃烧反应，使得在运送装置61的下方区形成火焰。炉内生成的燃烧排气，在强制排气风扇或排气导引风扇30的排气导引压力作用下，流入第2喷枪单元64b的蓄热体66b。通过了蓄热体66b的狭小流路(蜂窝流路)的燃烧排气的保有显热，经过燃烧排气与蓄热体66b的蜂窝壁体的热交换作用，传给蓄热体66b的蜂窝壁体，由蓄热体66b蓄热。加热了蓄热体66b后而降温了的燃烧排气，通过排气导出路EA排放到大气中。
在流路切换装置65的第2位置，燃烧用空气在强制给气风扇或给气推入风扇20的给气压力下，通过给气路69导入第2喷枪单元64b，与已被加热了的第2喷枪单元64b的蓄热体66b传热接触，经过与蓄热体66b的热交换作用，被预热成800℃～1000℃以上的高温。被燃料供给装置67导入到燃烧用供气流中的碳化氢类燃料，与高温且高速的燃烧用空气流混合，在高温的预热空气存在下产生的碳化氢类燃料的燃烧反应，形成炉内燃烧火焰。炉内生成的燃烧排气，在强制排气风扇30的排气导引压力下，通过第1喷枪单元64a的蓄热体66a排出，燃烧排气所保有的显热由蓄热体66a蓄热。
这样，高温的燃烧排气和低温的燃烧用供气流，在短时间内交替地流过蜂窝型蓄热体66，燃烧用空气借助于通过蜂窝型蓄热体66进行的与燃烧排气直接热交换作用，作为超过800℃～1000℃的高温供气流导入炉内，产生碳化氢类燃料的炉内燃烧反应。预热带A的各区，由各喷枪***64独立控制，炉内温度如图1(B)所示地，呈阶段状升温的台阶状加热曲线。图2中只表示燃料供给装置67的燃料供给喷咀前端部或喷枪喉部(图2B)，关于构成燃料供给装置67的辅助喷枪及燃料供给控制阀等附属设备等，图中未示。
如图1(A)所示，预热带A还备有强制排气风扇72，该强制排气风扇72可将炉内的燃烧排气部分地排出。强制排气风扇72的抽吸口通过排气导出路71与预热带A的第1区连通。强制排气风扇72的排出口通过排气路74与干燥机等废热利用装置或废热回收装置连接。强制排气风扇72把调节喷枪***64内热交换量的、预热带A的第2及第3区的燃烧排气部分地导出炉外。从第2区及第3区通过第1区导引到排气导出路71的高温燃烧排气，使第1区的环境温度升温，在第1区形成加热环境。
预热带A还备有强制循环装置，该强制循环装置使炉内的气体循环及炉内温度分布均匀。该强制循环装置例如是配置在炉体60顶壁上的轴流风扇等气流循环装置75。气流循环装置75推动炉内高温气体流的循环，促进炉内的对流传热作用。
后续于预热带A的烧制带B，具有连续还原带B1和再氧化带B2。连续还原带B1用还原燃烧反应，进行瓷砖原材料W的炉内烧制工序。再氧化带B2用氧化燃烧反应，进行瓷砖原材料W的氧化焰烧制工序。
连续还原带B1由垂拱(图未示)区分为3个室或加热区，各分区内配设着还原燃烧气体导入口4和燃烧排气导出口5。如图3(B)所示，将还原燃烧气体导入炉内的还原燃烧气体导入口4，通过燃烧气体流路HB与还原燃烧焰生成装置2连接。将炉内生成的燃烧排气导出的燃烧气体导出口5，通过排气流路HC与燃烧排气处理装置3连接。构成炉内燃烧控制装置的还原燃烧焰生成装置2，例如，通过空气比为0.6～0.7程度的低空气比的燃烧反应形成还原焰，由该还原焰生成包含约1～6％浓度一氧化碳(CO)的还原性燃烧气体。还原燃烧焰生成装置2，将含有所需浓度一氧化碳、碳、氢(CO∶C2∶H2)的还原性一次燃烧气体导入连续还原带B1的各分区，由还原性一次燃烧气体产生并保持瓷砖原材料W的还原焰烧制反应。另外，连续还原带B1的各分区的温度，通过各导入口4和导出口5的流量控制，基本上被分区控制或个别控制。如图1(B)所示，还原带B1的温度特性呈阶段升温的台阶状加温曲线。
在连续还原带B1，瓷砖原材料W受到一氧化碳(该一氧化碳是由低氧浓度或低空气比的还原焰燃烧气氛生成的)或碳化氢类燃料的分解生成物(氢等)的还原作用，被还原烧制。通过炉内的、或在炉内生成的未燃烧成分(一氧化碳和氢等)，在燃烧排气处理装置3中产生二次燃烧反应，燃烧排气中含有的未燃烧成分，在燃烧排气处理装置3中基本上完全燃烧。
后续于连续还原带B1的再氧化带B2上，配设着与上述喷枪***64基本相同构造的下位喷枪***80和上位喷枪***81。下位和上位喷枪***80、81与上述喷枪***64同样地，分别备有左右一对蜂窝型蓄热体(图未示)、燃料供给装置(图未示)、四通阀形式的流路切换装置(图未示)。上述蜂窝型蓄热体中可流通炉内生成的燃烧排气。上述燃料供给装置能将碳化氢类燃料导入炉内。上述流路切换装置以预定时间、例如60～30秒以下的时间，将燃烧排气和燃烧用空气流的流路交替地切换。各喷枪***80、81借助于通过各蜂窝型蓄热体进行的燃烧用空气流与燃烧排气流的直接热交换作用，将燃烧用空气作为超过800℃～1000℃的高温供气流导入炉内，通过由燃料供给装置导入的碳化氢类燃料的燃烧反应，在炉内区形成火焰。再氧化带B2的各喷枪***80、81，分别控制运送装置61的下方区和上方区的烧制气氛，将炉内环境保持、管理在适当温度，在炉内生成中性焰或弱氧化性焰。
具有较高氧浓度的显色带C的高温空气在再氧化带B2上流动，各瓷砖原材料W受到喷枪***80、81的中性焰或弱氧化性焰的燃烧反应、以及显色带C的高氧浓度且高温环境的影响，产生再氧化反应。这样，通过了连续还原带B1的还原焰烧制工序的瓷砖原材料W，受到再氧化带B2的再氧化作用，至少部分地被氧化烧制。
例如，由本实施例中的连续还原带B1的还原烧制气氛，被还原成黑色***色彩的瓷砖原材料W，由再氧化带B2的再氧化作用而被再氧化，使整个表层呈红色或黄色。该一系列的工序、即连续还原烧制工序的结果，原材料W的芯部显黑色***的色彩，原材料W的表层部至少部分地显黄色或红色***的色彩。这样，在瓷砖原材料W的表面，可形成由分布于瓷砖原材料W整个表层的黄色或红色***色彩、以及露出部分表层的黑色***色彩所形成的花斑图案等不规则图案。
在烧制带B，被加热成高温并受到还原焰烧制反应及再氧化作用的瓷砖原材料W，从烧制带B被送到显色带C，在显色带C受到冷却作用。显色带C具有能使瓷砖原材料W徐冷所需的温度坡降的冷却环境，随着徐冷作用，促进瓷砖原材料W显出所需色。现有构造的滚柱炉底窑中，在约1100℃～900℃的温度范围的显色带的冷却温度坡降，是150℃/hr以上的降温速度和降温坡降，而本实施例中的滚柱炉底窑RH中，该温度范围的显色带C的冷却温度坡降，限制为75℃/hr以上的降温速度和降温坡降。通过了该缓慢冷却环境的瓷砖原材料W，与现有的不同，在表层现出比较强的红色，呈现出适合于建筑物外装修用瓷砖等预定用途的色彩。
控制炉内环境温度的高温空气导入装置1，如图3(A)所示，通过高温空气导入路HA，与显色带C的高温空气排出口6连接。构成炉内温度控制装置的高温空气导入装置1，将外界环境的空气加热至预定温度，把具有常态外气氧浓度的高温空气送到高温空气排出口6。高温空气排出口6将较高氧浓度的高温空气导入炉内。导入炉内的预定流量的高温空气，控制显色带C的炉内温度坡降，防止因过度且急速的冷却而造成瓷砖原材料W的过冷却，在炉内管理并保持高氧浓度的徐冷环境。急冷带D把通过了显色带C的瓷砖原材料W比较急速地冷却至转移点温度。急冷带D备有配设在炉体60顶壁上的外气导入口90。外气导入口90通过外气导入路91与外气导入风扇92连接。外气导入风扇92通过外气导入路91和外气导入口90，把作为冷却空气作用的外界空气送入急冷带D，并将冷却用空气吹在瓷砖原材料W上。
后续于急冷带D的转移点区E，以转移点温度附近的环境温度，对在急冷带D较急速冷却了的瓷砖原材料W进行冷却。后续于转移点区E的冷却带F，把通过了转移点区E的瓷砖原材料W冷却至200℃～300℃附近的可运出温度后，运出到滚柱炉底窑RH外。将冷却空气流沿大致水平方向送到炉内的冷却用空气导入口94，在炉体60的侧壁开口，外气导入路95与该冷却用空气导入口94连接。外气导入路95与外气导入风扇96连接，外气导入风扇96通过外气导入路95和冷却用空气导入口94，将作为冷却空气作用的外界空气导入冷却带F，在炉内形成平行于瓷砖原材料W流动的冷却空气流。
导引较高温炉内排气的排气导引风扇99，通过排气导出路98与急冷带D和冷却带F的排气导出口97连接，排气管道100与排气导引风扇99的排出口连接。排气管道100的下流端与干燥机(图未示)等的废热利用装置连接，或者与所需的废热回收装置等连接。
如图4所示。高温空气导入装置1备有第1给排路L1和第2给排路L2，该第1给排路L1和第2给排路L2通过流路切换装置21，可选择地与给气给送路CA或排气导出路EA连通。该高温空气导入装置1还备有第1热交换装置11及第2热交换装置12、分流区15、第1燃烧区13及第2燃烧区14。第1及第2热交换装置11、12将通过给气给送路CA导入的低温供气流加热至预定温度。分流区15对被第1或第2热交换装置11、12加热了的加热空气流H进行分流。第1及第2燃烧区13、14在分流区15分流了的预定流量的第1加热空气H1的存在下，产生碳化氢类燃料的燃烧反应。
给气给送路CA与强制给气风扇20(图5)的排出口连接，强制风扇20的抽吸口通过外气导入路0A与外气吸入口19连接。强制给气风扇20通过外气吸入口19吸引外界环境的常温外气，并将吸引来的外气压送到给气给送路CA。
如图5所示，流路切换装置21备有与给气给送路CA连通的供气流入口22、和与排气导出路EA连通的排气排出口25，还备有与第1给排路L1连通的第1给排口23、与第2给排路L2连通的第2给排口24。第1给排口23通过第1给排路L1与第1热交换装置11的基端部连接。第2给排口24通过第2给排路L2与第2热交换装置12的基端部连接。
在图4和图5的各图中，(A)图表示构成高温空气导入装置1的流路切换装置21的第1位置时的第1加热工序。(B)表示流路切换装置21的第2位置时的第2加热工序。流路切换装置21由旋转式四通阀构成，该四通阀具有能选择地切换为第1位置或第2位置的高速切换式或高周期切换式构造，备有固定在中心旋转轴27上的板状阀体26。旋转轴27被四通阀驱动装置(图未示)驱动旋转，可选择地切换为第1位置(图4A、图5A)或第2位置(图4B、图5B)。
四通阀驱动装置以预定的时间间隔使中心旋转轴27旋转，该预定时间间隔为60秒以下，最好为30秒以下。流路切换装置21交替地切换为第1位置(图4A、图5A)和第2位置(图4B、图5B)。在第1位置，使给气给送路CA与第1给排路L1连通，并且使第2给排路L2与排气导出路EA连通。在第2位置，使给气给送路CA与第2给排路L2连通，并使第1给排路L1与排气导出路EA连通。
流路切换装置21，在第2燃烧区14燃烧期间，将阀体26保持在第1位置(使第1给排路L1与与给气给送路CA连通且使第2给排路L2与排气导出路EA连通的位置)(图4A、5A)。在第1燃烧区13燃烧期，将阀体26保持在第2位置(使第2给排路L2与给气给送路CA连通且使第1给排路L1与排气导出路EA连通的位置)(图4B、图5B)。
如图5所示，高温空气导入装置1备有第1加热炉10A、第2加热炉10B、第3中间流路L5和连通部10C。第1加热炉10A收容第1热交换装置11，并顺次地划分第1中间流路L3和第1燃烧区13。第2加热炉10B收容第2热交换装置12，并顺次地划分第2中间流路L4和第2燃烧区14。第3中间流路L5将第1加热炉10A与第2加热炉10B相互连接。连通部10C划成分流区15与第4中间流路L6。第1及第2加热炉10A、10B和连通部10C构成切换式蓄热型热交换***10。左右的第1及第2加热炉10A、10B具有基本相同的功能和构造。第1加热炉10A、第2加热炉10B和连通部10C，以高温空气导入装置1的中心轴线为对称地配置着，由耐热性可铸、涂敷材料、耐热砖、耐火、绝热砖或耐热性陶瓷材料等各种耐火、耐热性材料形成为一体。
如图4所示，第1及第2燃烧区13、14分别备有在第1及第2燃烧区13、14形成火焰带的第1及第2喷枪43、44。第1喷枪43与能将碳化氢类燃料供给第1喷枪43的第1燃料供给管F2连接。第2喷枪44与能将碳化氢类燃料供给第2喷枪44的第2燃料供给管F3连接。燃料供给管F2、F3通过燃料供给控制装置40与燃料供给主管F1连接。燃料供给主管F1与碳化氢类燃料的燃料供给***FS连接。
如图5所示，燃料供给控制装置40备有第1燃料供给控制阀41和第2燃料供给控制阀42。第1燃料供给控制阀41装在第1燃料供给管F2与燃料供给主管F1之间。第2燃料供给控制阀42装在第2燃料供给管F3与燃料供给主管F1之间。燃料供给装置40在电子控制装置等(图未示)的控制下，与流路切换装置21同步作切换动作，选择地开放第1及第2燃料供给控制阀41、42，交替地向第1及第2喷枪43、44中的一方供给燃烧用燃料。即，第1喷枪43，在流路切换装置21的第2位置(图4B、图5B)，将燃料吹入第1燃烧区13，在流路切换装置21的第1位置(图4A、图4B)，停止吹入燃料。第2喷枪44，在流路切换装置21的第1位置(图4A、图4B)，将燃料吹入第2燃烧区14，在流路切换装置21的第2位置(图4B、图5A)，停止吹入燃料。
第1及第2喷枪43、44配置在第1及第2加热炉10A、10B的端壁，使得在第1及第2燃烧区13、14形成对着第1及第2热交换装置11、12前端面的火焰带。另外，第1及第2喷枪43、44上，通常设有辅助喷枪及点火用变压器等的附属设备，这些附属设备图中未示出。
连通部10C形成为以高温空气导入装置1的中心轴线为对称的构造，并且，在该中心轴线上，设有朝流路内方突出的三角形状断面的突出部16。高温空气导入路HA的流入口，在高温空气导入装置1的中心轴线上，在连通部10C的内壁面开口，该流入口对着突出部16的前端部分。突出部16使得在第3中间流路L5与第4中间流路L6之间形成局部的缩小流路，起到阻尼孔或流路阻力的作用，同时还起到分流机构的作用，即，将加热空气流H分流成第1及第2加热空气流H1、H2，并将各分流朝预定方向配向。强制给气风扇20及强制排气风扇30的排出压力和吸抽吸压力作用的第1及第2加热炉10A、10B的流体压力与高温空气导入路HA的流体压力的压力平衡，由突出部16形成的阻尼孔调节或控制，因此，流入分流区15的加热空气流H，按照突出部16的动压规制作用及流体分配作用，分流为所需流量比例的第1及第2加热空气流H1、H2。
低温供气流及燃烧排气流过的第1及第2热交换装置11、12，由蜂窝构造的陶瓷制蓄热体构成，该蓄热体具有多个小室孔。小室孔构成可供低温供气流及燃烧排气通过的若干流路。该蓄热体例如在氨选择接触还原法等中，作为蜂窝型触媒载体使用，最好采用备有多个狭小流路(小室孔)的陶瓷制蜂窝构造体。
如图10所示，构成第1及第2热交换装置11、12的蓄热体，其宽度W、全长L、全高H各尺寸，能组装入第1及第2加热炉10A、10B内，并且，成形为备有若干个正方形断面小室孔(流路)17的格子状蜂窝构造。形成各流路17的小室壁18的壁厚b和各小室壁18的间距(壁体间隔)P，最好与蓄热体的容积效率的最大值相应，设定为能确保0.7～1.0范围内的热交换装置11、12的温度效率的值。最好将壁厚b设定为1.6mm以下，将间距P设定为5mm以下。关于该形式的蓄热体具体构造，已在本案申请人的日本特愿平5-6911号(特开平6-213585号)中详细揭示，所以更详细的说明可引用该专利申请，此处省略其说明。
如图4(A)所示，在流路切换装置21的第1位置(第1加热工序)，送给第1给排路L1的外气或低温供气流，供给到第1热交换装置11，在第1热交换装置11被加热后，通过第1中间流路L3、第1燃烧区13和第3中间流路L5，作为已升温至预定温度的加热空气流H，送给分流区15。加热空气流H在分流区15，被分流为预定流量比例的第1加热空气流H1和第2加热空气流H2。
第1加热空气流H1通过第4中间流路L6，作为燃烧用空气供给到第2燃烧区14。供给到第2燃烧区14的第1加热空气流H1，借助于第2喷枪44供给的燃料，在第2燃烧区14产生燃烧反应，生成高温的燃烧排气。第2燃烧区14的燃烧排气，通过第2中间流路L4，流入第2热交换装置12的前端部，通过第2热交换装置12，将第2热交换装置12加热至预定温度后，从第2热交换装置12的基端部流出到第2给排路L2。第2给排路L2的燃烧排气，通过流路切换装置21和排气导出路EA，被强制排气风扇30(图5)引导，通过排气送出路31和排气口32排放到大气中。
在图4(B)所示的流路切换装置21的第2位置(第2加热工序)，送给第2给排路L2的外气或低温供气流，供给第2热交换装置12，在第2热交换装置12被加热，流过第2中间流路L4、第2燃烧区14和第4中间流路L6，作为已升温至预定温度的加热空气流H送到分流区15。加热空气流H在分流区15，被分流为预定流量比例的第1加热空气流H1和第2加热空气流H2。
第1加热空气流H1通过第3中间流路L5，作为燃烧用空气供给到第1燃烧区13。供给到第1燃烧区13的第1加热空气流H1，借助第1喷枪43供给的燃料，在第1燃烧区13产生燃烧反应，生成高温的燃烧排气。第1燃烧区13的燃烧排气，通过第1中间流路L3，流入第1热交换装置11的前端部，流过第1热交换装置11，将第1热交换装置11加热至预定温度后，从第1热交换装置11的基端部流出到第1给排路L1。第1给排路L1的燃烧排气，通过流路切换装置21和排气导出路EA，被强制排气风扇30(图5)导引，通过排气送出路31和排气口32排放到大气中。
在流路切换装置21的第1位置(图4A)或第2位置(图4B)，从第1或第2给排路L1、L2导入的低温供气流(温度Tco)，通过第1或第2热交换装置11、12的流路17，与小室壁18的传热面传热接触，与小室壁18进行热交换而被加热。因此，低温供气流被升温，作为较高温的加热空气流H(温度Tco)，从第1或第2热交换装置11、12送给分流区15，预定比例的高温供气流(温度Tco)，作为燃烧用空气流(第1加热空气流)H1供给第1或第2燃烧区13、14，借助于第1或第2喷枪43、44供给的燃烧用燃料，产生燃烧反应。预定比例(本例中是剩余的流量比例)的高温供气流(温度Tco)，作为第2加热空气流H2送出到高温空气导入路HA，如图4所示地，通过显色带C的高温空气排出口6导入炉内区，控制显色带C的炉内温度。
第1或第2燃烧区13、14中的燃烧生成的高温燃烧排气(温度Thi)，通过第1或第2热交换装置11、12的流路17，与小室壁18的传热面传热接触，通过与小室壁18的热交换，加热第1或第2热交换装置11、12。通过与第1或第2热交换装置11、12进行热交换而降温了的燃烧排气，作为较低温的燃烧排气(温度Tho)，通过第1或第2给排路L1、L2和流路切换装置21，送出到排气导出路EA。
根据上述构造的高温空气导入装置1，通过外气导入路0A导入到高温空气导入装置1的外气等低温供气流(温度Tci)，不需要利用直接燃烧的低温气流加热工序等，仅通过蓄热体的蓄热/散热作用进行的与第1或第2燃烧区13、14的燃烧排气直接的热传导/加热工序，就被加热至所需的高温度。被热交换装置11、12的显热散热作用调温至所需温度的高温空气流、即第2加热空气流H2，导入显色带C，调节显色带C内的温度，这样，显色带C的温度坡降如图1(B)所示那样比较缓慢或者说是被控制为低坡降的降温特性。
与第2加热空气流H2的流量及温度相应的显色带C的温度坡降或温度下降率，通过第1或第2燃烧区13、14的燃烧条件、供气流量或燃料供给量的控制或者可变地设定流路切换装置21的切换时间等，可控制为所需的值。而且，高温空气导入装置1在加热工序中，基本上不改变低温供气流的成分，因此，第2加热空气流H2所含有的氧浓度等成分比率，保持为与低温供气流(常态外气)的成分比率基本相同。这样，第2加热空气流H2的性状或构成成分，基本上不受高温空气导入装置1的加热作用影响。所以，高温空气导入装置1不需要氧补充设备等特别的供气流改质机构，可将具有所需氧浓度、温度的高温供气流供给显色带C，可变地控制显色带C的炉内温度。
图6和图7所示的还原燃烧焰生成装置2，备有与高温空气导入装置1基本相同构造的流路切换装置21、第1给排路L1、第2给排路L2、第1热交换装置11、第2热交换装置12、第1燃烧区13、第2燃烧区14和分流区15。还原燃烧焰生成装置2还备有通过外气导入路0A吸引常温外气的强制给气风扇20(图7)、与流路切换装置21及排气导出路EA连接的强制排气风扇30(图7)。
第1和第2燃烧区13、14分别备有在第1和第2燃烧区形成还原性火焰带的第3和第4喷枪47、48。第3喷枪47与能供给碳化氢类燃料的第3燃料供给管F4连接，第4喷枪48与能供给碳化氢类燃料的第4燃料供给管F5连接。燃料供给管F4、F5通过燃料供给控制装置40，与包含燃料供给主管F1的碳化氢类燃料的燃料供给***FS连接。燃料供给控制装置40如图7所示，备有第3和第4燃料供给控制阀45、46，第3和第4燃料供给控制阀45、46在电子控制装置等(图未示)的控制下，与流路切换装置21同步地开闭动作，交替地将燃烧用燃料供给第3和第4喷枪43、44中的一方。
但是，还原燃烧焰生成装置2中，与上述高温空气导入装置1不同，第3喷枪47，在流路切换装置21的第1位置(图6A、图7A)，将燃料吹入第1燃烧区13，在流路切换装置21的第2位置(图6B、图7B)，停止吹入燃料。第4喷枪48，在流路切换装置21的第2位置(图6B、图7B)，将燃料吹入第2燃烧区14，在流路切换装置21的第1位置(图6A、图7A)，停止吹入燃料。
第3和第4喷枪47、48，配置在第1和第2加热炉10A、10B的侧壁，在第1和第2燃烧区13、14形成火焰带。通过第3和第4喷枪47、48的燃料喷咀向第1和第2燃烧区13、14喷出的碳化氢类燃料量与强制给气风扇20的给气送风量被相对地控制，结果，第3和第4喷枪47、48在第1和第2燃烧区13、14形成还原焰。即，对于第3和第4喷枪47、48供给的碳化氢类燃料完全燃烧所需的理论空气量，以不足1.0的比率，例如以相当于0.6至0.7左右空气比的流量的燃烧用空气流，在强制给气风扇20的给气压力下，通过第1或第2热交换装置11、12导入第1和第2燃烧区13、14。被蜂窝构造的第1或第2热交换装置11、12预热至800℃～1000℃以上高温的高温供气流的存在下，第3和第4喷枪47、48喷出的燃料在第1或第2燃烧区13、14交替地形成还原焰。由还原焰的不完全燃烧反应而在第1或第2燃烧区13、14生成的还原性气体，作为含有一氧化碳、碳、氢(CO、C2、H2)的高温还原性燃烧气体流(还原燃烧气体流)H，导入分流区15。在分流区15，被分流为预定流量比例的第1气体流H1和第2气体流H2。
被热交换装置11、12加热至800℃～1000℃以上高温区的高温预热空气形成的火焰超高温预热空气燃烧模式，与400℃以下的预热空气形成的通常火焰燃烧模式相比、或者与被加热至400℃～800℃温度范围的中高温区预热空气形成的迁移火焰的燃烧模式相比，由极广范围空气比的燃烧用空气或混合气而稳定燃烧。该超高温预热空气燃烧的高度的燃烧稳定性，是由于空气预热温度的高温化而反应速度增大，燃烧特性完全变化了所致。另外，高温空气流被加热至高于燃料自已点火温度的高温，吹入该高温空气流内的燃料，在点火过程中不需要外部点火便能实现燃烧反应。而且，该超高温预热空气燃烧，可避免失火现象，在燃料吹入部的燃烧用空气(高温供气流)的通过流速相当高速化，高速的燃烧用空气流能确保燃烧区13、14的稳定燃烧。
在流路切换装置21的第1位置(图6A、图7A)，在第1燃烧区13生成的还原燃烧气体流H的一部分，通过分流区15，作为第1气体流H1供给第2燃烧区14，在第2燃烧区14进行再次燃烧反应(二次燃烧)。较高温的燃烧排气处理装置3的排气，通过排气送出路E1、控制阀装置50(第2开闭阀52)和排气流路E3，导入第2燃烧区14，与第1气体流H1混合。第1气体流H1的未燃烧成分在高温环境且较大容量的第2燃烧区14，基本上完全燃烧。在第2燃烧区14生成的高温燃烧排气，通过第2热交换装置12的蜂窝流路17，加热了第2热交换装置12的小室壁18后，通过流路切换装置21和排气导出路EA，被强制排气风扇30导引，通过排气送出路31和排气口32排放到大气中。
在流路切换装置21的第2位置(图6B、图7B)，在第2燃烧区14生成的还原燃烧气体H的一部分，作为第1气体流H1供给第1燃烧区13，在第1燃烧区13进行再次燃烧反应(二次燃烧)。较高温的燃烧排气处理装置3的排气，通过排气送出路E1、控制阀装置50(第1开闭阀51)和排气流路E2，导入第1燃烧区13，与第1气体流H1混合。第1气体流H1的未燃烧成分在高温环境且较大容量的第1燃烧区13，基本完全燃烧。在第1燃烧区13生成的高温燃烧排气，加热了第1热交换装置12的小室壁18后，通过流路切换装置21和排气导出路EA，被强制排气风扇30导引，通过排气送出路31和排气口32排放到大气中。
在分流区15分流了的第2气体流H2，作为还原性高温燃烧气体，连续地送出到燃烧气体流路HB，持续地供给滚柱炉底窑RH的连续还原带B1。含有较多量一氧化碳和氢的高温还原燃烧气体H2，如图3(B)所示，通过燃烧气体流路HB和还原燃烧气体导入口4导入炉内。在炉内形成还原性烧制气氛，其结果，瓷砖原材料W在连续还原带B1的还原焰烧制气氛中被还原烧制。如图3(B)所示，炉内生成的燃烧排气，通过燃烧排气导出口5导出到排气流路HC，通过排气流路HC送给燃烧排气处理装置3。
如图8和图9所示，燃烧排气处理装置3备有与高温空气导入装置1和还原燃烧焰生成装置2基本相同构造的第1给排路L1、第2给排路L2、第1热交换装置11、第2热交换装置12、第1燃烧区13和第2燃烧区14。燃烧排气处理装置3还备有通过外气导入路0A吸引常温外气的强制给气风扇20(图9)、与流路切换装置21及排气导出路EA连接的强制排气风扇30(图9)。
在燃烧排气处理装置3中，上述高温空气导入装置1和还原燃烧焰生成装置2中的分流区15的构造及构成，起到与其基本相同构造的合流区15的作用。排气流路HC的高温燃烧排气导入合流区15。而且，在本例中，合流区15与上述高温空气导入装置1和还原燃烧焰生成装置2的分流区15不同，它不备有三角形断面的突出部16，因此，连通部10C的全长具有均匀的流路断面形状。
燃烧排气处理装置3，备有相当于上述高温空气导入装置1和还原燃烧焰生成装置2的流路切换装置21的第1给气开闭阀28、第2给气开闭阀29、第1排气开闭阀38和第2排气开闭阀39。第1和第2给气开闭阀28、29通过给气给送路CA的分支连通管路36(图9)而相互连通。第1和第2排气开闭阀38、39通过排气导出路EA的分支连通管路37而相互连通。第1给气开闭阀28和第2排气开闭阀39同时开放且同时关闭地连动，第2给气开闭阀29和第2排气开闭阀38同时开放且同时关闭地连动。燃烧排气处理装置3的控制装置(图未示)，在第1处理工序中，开放第1给气开闭阀28和第2排气开闭阀39，且关闭第2给气开闭阀29和第1排气开闭阀38(图9A)。燃烧排气处理装置3的控制装置(图未示)，在第2处理工序中，关闭第1给气开闭阀28和第2排气开闭阀39，且开放第2给气开闭阀29和第1排气开闭阀38(图9B)。
流路切换装置21交替地切换为相应于第1处理工序的第1位置和相应于第2处理工序的第2位置。第1和第2热交换装置11、12的各蓄热体，与流路切换装置21的切换时间间隔相应地，反复蓄热或散热，加热由强制给气风扇20供给的外气，同时冷却第1或第2燃烧区13、14的燃烧排气。
在第1处理工序(9A)中，通过第1给气开闭阀28送到第1给排路L1的常温外气，被供给到第1热交换装置11，在第1热交换装置11被加热，成为高温的预热供气流H3，通过第1中间流路L3、第1燃烧区13和第3中间流路L5，在合流区15与排气流路HC的排气流H4合流。与较高氧浓度且高温的预热供气流H3合流后的排气流H5，在具有较大容积的第2燃烧区14内的膨张、扩散作用下，变成紊流，排气流H5中的未燃烧成分、尤其是一氧化碳和氢，在第2燃烧区14再次燃烧，其结果，连续还原带B1的不完全燃烧排气基本上完全燃烧。由排气流H5的再燃烧反应生成的高温燃烧排气流，与蜂窝构造的第2热交换装置12进行热交换，将第2热交换装置12加热至高温后，通过第2给排路L2、第2排气开闭阀39和排气导出路EA，由强制排气风扇30导引，通过排气送出路E1供给到还原燃烧焰生成装置2的控制阀装置50(图6和图7)。
在第2处理工序(9B)中，通过第2给气开闭阀29送到第1给排路L1的常温外气，流过第2热交换装置12，在第2热交换装置12被加热，作为高温的预热供气流H3，通过第2中间流路L3、第2燃烧区14和第4中间流路L6，在合流区15与排气流路HC的排气流H4合流。在第1燃烧区13促进排气流H4的未燃烧成分再燃烧，这样，使连续还原带B1的不完全燃烧排气基本上完全燃烧。由排气流H5的再燃烧反应生成的高温燃烧排气流，通过第1热交换装置11、第1给排路L1、第1排气开闭阀38和排气导出路EA，由强制排气风扇30导引，通过排气送出路E1供给到还原燃烧焰生成装置2的控制阀装置50(图6和图7)。排气送出路E1根据需要，备有旁通流路或大气开放流路等的流量调节机构(图未示)，该旁通流路或流量调节机构能限制送往控制阀装置50的燃烧排气流的流量。
根据备有第1给气开闭阀28、第2给气开闭阀29、第1排气开闭阀38和第2排气开闭阀39的流路切换装置21的构造，通过排气旁通流路EB和旁通流量控制阀35的配设等，可以使流路切换装置21的控制形态更多样化，从而提高燃烧排气处理装置3中的流量控制自由度。而且，各开闭阀28、29、38、39采用耐热型开闭控制阀，可切实控制较高温的燃烧排气流EA。
如上所述，上述构造的滚柱炉底窑RH，备有高温空气导入装置1、还原燃烧焰生成装置2和燃烧排气处理装置3。高温空气导入装置1，供给较高氧浓度的高温空气流，将显色带C的降温特性限制为比较缓慢的降温坡降，在显色带C形成徐冷环境，该徐冷环境能促使瓷砖表层呈现所需的红色。还原燃烧焰生成装置2，将还原性高温燃烧气体供给连续还原带B1，在还原带B1上产生并保持瓷砖原材料W的还原烧制反应。燃烧排气处理装置3，使含有未燃烧成分(CD、H2)的还原带B1的燃烧排气基本上完全燃烧。
高温空气导入装置1、还原燃烧焰生成装置2和燃烧排气处理装置3，备有可导入较低温供气流的供气流导入路CA、导出燃烧排气的燃烧排气导出路EA、与显色带C或还原带B1连接的高温空气导入路HA、燃烧气体流路HB或排气流路HC、与供气流导入路CA及燃烧排气导出路EA连接的流路切换装置21、可选择地与供气流导入路CA及燃烧排气导出路EA连通的第1或第2热交换装置11、12和第1或第2燃烧区13、14、作为供气流的分流机构或排气的合流机构的分流区或合流区15。
高温空气导入装置1的第1和第2燃烧区13、14，备有在第1加热空气流H1的存在下形成火焰带的第1及第2喷枪43、44。还原燃烧焰生成装置2的第1及第2燃烧区13、14，备有在燃烧区13、14生成还原焰的第3及第4喷枪47、48。
高温空气导入装置1，执行以预定时间间隔交替切换的第1加热工序和第2加热工序，持续地对低温供气流进行高温加热，将预定流量比例的高温供气流送到显色带C，这样，控制显色带C的温度特性，在显色带C上形成能促使瓷砖表层呈现红色的徐冷环境。还原燃烧焰生成装置2，在第1或第2燃烧区13、14形成还原焰，把在该燃烧区生成的高温还原性燃烧气体的预定流量部分送给还原带B1，这样，在还原带B1上形成瓷砖原材料W的还原烧制气氛。
燃烧排气处理装置3，起到使还原带B1的排气再燃烧或二次燃烧的作用，使还原带B1的未燃烧成分(CO、H2)完全燃烧，使还原带B1的排气能比较容易地排出。
高温空气导入装置1、还原燃烧焰生成装置2和燃烧排气处理装置3的设定温度条件，最好如下地设定。例如，低温供气流CA的温度Tci设定在10℃～30℃范围内的预定值。高温供气流H、H1、H2、H3的温度Tco设定在800℃～1400℃范围内的预定值。燃烧区13、14的燃烧排气的温度Thi设定在1000℃～1600℃范围内的预定值。燃烧排气EA的温度Tho设定在200℃～400℃范围内的预定值(装置1、2)或300℃～600℃范围内的预定值(装置3)。另外，流路切换装置21的切换时间，设定为60秒以下为宜，最好设定为30秒以下。
图11～图13中表示本发明第2实施例的炉内温度/燃烧控制装置构造。在以下说明的各实施例中，与上述第1实施例(图1至图10)的各构造要素相同者，注以相同附图标记。
如图11所示，间歇式单独炉窑BK，备有将高温燃烧用空气或燃烧气体导入炉内的高温供气流导入装置7、将炉内的燃烧排气导出的燃烧排气处理装置8。高温供气流导入装置7通过给气路HF与给气导入口82连接。燃烧排气处理装置8通过排气路HG与排气导出口83连接。可将碳化氢类燃料吹入炉内的燃料喷射装置84，与给气导入口82相邻配置。
燃烧排气处理装置8，与第1实施例中的燃烧排气处理装置3(图8和图9)的构造基本相同，所以，关于其构造和功能不再详细说明。高温供气流导入装置7，其构造与上述第1实施例中的高温空气导入装置1和还原燃烧焰生成装置2基本相同，并且，具有高温空气导入装置1和还原燃烧焰生成装置2两者的功能。
如图12和图13所示，高温供气流导入装置7备有第1和第2喷枪47、48，该喷枪47、48将碳化氢类燃料吹入第1和第2燃烧区13、14，在燃烧区13、14形成燃烧火焰。第1和第2喷枪47、48通过第1和第2燃料供给管F4、F5与第1和第2燃料供给控制阀45、46连接。构成燃料供给控制装置40的第1和第2燃料供给控制阀45、46，通过燃料供给主管F1与燃料供给***FS连接。
燃料供给控制装置40，在电子控制装置等(图未示)的控制下，与流路切换装置21同步地作切换动作，选择地开闭第1和第2燃料供给控制阀45、46，交替地将燃烧用燃料供给第1和第2喷枪47、48中的一方。
炉窑BK，在把要烧制的坯料封在窑内后，执行预热工序、氧化焰烧制工序、还原焰烧制工序、徐冷工序和急冷工序等各种工序。炉窑内温度如图1的加热曲线所示，升温到约1100℃～1300℃的高温区后降温。高温空气导入装置7，在预热工序、氧化焰烧制工序和徐冷工序中，以向炉窑BK内供给氧化性高温空气流的第1运转模式运转。在还原焰烧制工序中，以向炉窑BK内供给还原性高温燃烧气体流的第2运转模式运转。高温供气流导入装置7的第1运转模式，设定为与上述高温空气导入装置1(实施例1)的动作形态基本相同的动作形态。高温供气流导入装置7的第2运转模式，设定为与上述还原燃烧焰生成装置2(实施例1)的动作形态基本相同的动作形态。
第1和第2运转模式这两者中，高温供气流导入装置7的流路切换装置21，以30～60秒以下的时间间隔，交替地切换为第1位置(图12A、图13A)和第2位置(图12B、图13B)。图12和图13中，表示第2运转模式(还原焰生成模式)的动作形态。
在第1运转模式(氧化/加热模式)中，第2喷枪48在第1位置(图12A、图13A)将燃料吹入第2燃烧区14，如图13(A)中虚线所示，在第2燃烧区14形成火焰带，在流路切换装置21的第2位置(图12B、图13B)，停止吹入燃料。第1喷枪47，在流路切换装置21的第2位置(图12B、图13B)，将燃料吹入第1燃烧区13，如图13(B)中虚线所示，在第1燃烧区13形成火焰带，在第1位置(图12A、图13A)停止吹入燃料。
在流路切换装置21的第1位置，被第1热交换装置11加热了的高温加热空气流H，在分流区15被分流成预定流量比例的第1加热空气流H1和第2加热空气流H2。第1加热空气流H1，在第2燃烧区14产生燃烧反应，作为高温的燃烧排气通过第2热交换装置12，将第2热交换装置12加热至预定温度。在流路切换装置21的第2位置，被第2热交换装置12加热了的高温加热空气流H，在分流区15被分流成预定流量比例的第1加热空气流H1和第2加热空气流H2。第1加热空气流H1，在第1燃烧区13产生燃烧反应，作为高温的燃烧排气通过第1热交换装置11，将第1热交换装置11加热至预定温度。
被加热至800℃～1000℃以上高温的高温第2加热空气流H2，通过给气路HF和给气导入口82(图11)流入炉内区，将炉内温度升温至所需的温度。在预热工序或氧化焰烧制工序，根据需要，从燃料喷射装置84喷出碳化氢类燃料，喷出的燃料在给气导入口82的附近，与高速且高温的燃烧用空气混合，形成炉内燃烧火焰。炉窑BK的排气，通过配设在炉床部等的排气口85和废热回收装置(图未示)，从排气路86和烟囱(图未示)等排放到大气中。
在第2运转模式(还原焰生成模式)中，对于第1和第2喷枪47、48供给的碳化氢类燃料的供给量，以相当于不足理论空气量(当量比)的空气比的流量、例如以相当于0.6至0.7左右空气比的流量的燃烧用空气，由强制给气风扇20送给第1或第2热交换装置11、12。
第1喷枪47，在第1位置(图12A、图13A)将燃料吹入第1燃烧区13，如图13(A)中实线所示，在第1燃烧区13形成还原焰，在流路切换装置21的第2位置(图12B、图13B)，停止吹入燃料。第2喷枪48，在流路切换装置21的第2位置(图12B、图13B)，将燃料吹入第2燃烧区14，如图13(B)中实线所示，在第2燃烧区14形成还原焰，在第1位置(图12A、图13A)停止吹入燃料。
在流路切换装置21的第1位置(图12A、图13A)，被第1热交换装置11加热至800℃～1000℃以上高温的加热空气流H，作为由第1燃烧区13的还原焰燃烧反应生成的高温还原性燃烧气体，在分流区15分流，预定流量比例的第1加热空气流H1在第2燃烧区14再产生燃烧反应，作为高温燃烧排气通过第2热交换装置12，将第2热交换装置12加热至预定温度。在流路切换装置21的第2位置(图12B、图13B)，被第2热交换装置12加热至800℃～1000℃以上高温的加热空气流H，作为由第2燃烧区14的还原焰燃烧反应生成的高温还原性燃烧气体，在分流区15分流，预定流量比例的第1加热空气流H1在第1燃烧区13再次燃烧反应，作为高温燃烧排气通过第1热交换装置11，将第1热交换装置11加热至预定温度。
含有一氧化碳和氢的高温第2加热空气流(还原性燃烧气体)H2，通过给气路HF和给气导入口82连续地流入炉内区，在炉内形成高温的还原性气氛，对原料W实行还原烧制工序。含有较多量未燃烧成分的炉窑BK的排气，通过排气导出口83和排气路HG，导入燃烧排气处理装置8，与上述实施例1中的燃烧排气处理装置3的再燃烧作用基本相同地，受到燃烧排气处理装置8的再次燃烧作用，基本上完全燃烧。然后，由强制排气风扇30导引，通过排气送出路E1和控制阀装置50，导入高温供气流导入装置7。
这样，用该配设在间歇式单独炉窑BK上的、上述构造的高温供气流导入装置7和燃烧排气处理装置8，可选择地在炉窑内形成预热环境、氧化焰烧制气氛、中性焰烧制气氛、还原焰烧制气氛、徐冷环境、急冷环境等各种加热/烧制/冷却环境。因此，通过高温供气流导入装置7和燃烧排气处理装置8的控制，可在全部过程中根据需要可变地控制炉窑BK中的一系列烧制工序。
高温供气流导入装置7，根据需要，备有将二次流体导入第1和第2燃烧区13、14的辅助流体导入喷咀53、54。作为二次流体，可以是助燃空气或助燃气体、流量调节流体或非活性气体等特殊流体。上述助燃空气或助燃气体加剧第1和第2燃烧区13、14的燃烧反应。上述流量调节流体调节切换式蓄热型热交换***10(构成高温供气流导入装置7)的流量平衡。辅助流体导入喷咀53、54通过流体管路FA1、FA2与控制阀57、58连接，控制阀57、58与包含助燃空气供给源等的辅助流体供给***FA连接。
图14至图16是表示本发明第3～第5实施例的滚柱炉底窑RH的概略纵断面图。这些实施例中，上述第2实施例中的高温供气流导入装置7和/或燃烧排气处理装置8，作为烧制坯料W的局部窑变性烧制机构使用。
图14所示的第3实施例中，高温供气流导入装置7的给气路HJ，具有延伸到炉内区的调节气流给送管87，给送管87备有喷咀88，该喷咀88向炉内区的烧制坯料W喷出气流。高温供气流导入装置7，将较高氧浓度的高温气流、还原性燃烧气体、或弱氧化性气体、弱还原性气体或中性焰气体等的高温调节气流送到给送管87，通过各喷咀88吹到烧制坯料W的部分区。
由高温供气流导入装置7调节、并由喷咀88喷出的高温调节气流，使得在烧制坯料W的局部产生与炉内区的环境不同的烧制气氛，其结果，由局部的氧化显色或还原显色，在烧制坯料W上呈现所谓的晕色花纹、熏银花纹或斑花纹等的窑变性显色。例如，将炉内区保持为还原烧制气氛，同时，从喷咀88向烧制坯料W吹出由高温供气流导入装置7生成的高温且氧化性烧制气体，这样，可在烧制坯料W上呈现新颖的色彩或花纹。
窑炉BK的燃烧排气，通过排气导出口89和排气路HK，导入燃烧排气处理装置8，燃烧排气中的未燃烧成分，由燃烧排气处理装置8的再燃烧作用而完全燃烧。燃烧排气处理装置8的排气，由强制排气风扇30导引，通过排气送路E1和控制阀装置50，至少部分地导入高温供气流导入装置7。
图15所示的第4实施例中，高温供气流导入装置7的给气路HL，与延伸到氧化焰烧制气氛的炉内区的调节气流给送管87连接，调节气流给送管87通过喷咀88，将高温还原性燃烧气体或弱还原性燃烧气体吹到烧制坯料W的部分区。从喷咀88喷出的高温还原性气体流，对于烧制坯料W有局部的还原焰烧制作用，在氧化烧制气氛下，实行所谓的低温晕色还原烧制。这样，在烧制坯料W的至少一部分，呈现低温晕色还原形成的所需晕色。结果，在烧制坯料W上现出所谓的晕色花纹或熏银花纹等特定的窑变性显色效果。
图16所示的第5实施例中，配设在炉体60顶壁上的现有构造的喷枪9，对炉内区的烧制坯料W喷火焰，对烧制坯料W进行焙烧工序。给送高温燃烧用空气的高温空气导入路HN与喷枪9的供气流路连接，与燃烧供给***FS连接的燃烧供给管F6，与喷枪9的燃料喷射部连接。
高温空气导入路HN与高温供气流导入装置7的分流区连接，被高温供气流导入装置7预热至800℃～1000℃以上高温的燃烧用空气，通过高温空气导入路HN送给喷枪9。喷枪9利用通过高温空气导入路HN和燃料供给管F6供给的高温燃烧用空气和碳化氢类燃料，形成炉内燃烧火焰，部分地焙烧辊式运送装置61上的烧制坯料W，对烧制坯料W的预定部分进行局部烧制。
本例中，炉内气氛由上述第1实施例的还原性燃烧焰生成装置2等(图未示)，全体保持为弱还原性气氛。燃烧供给管F6的燃料供给量和高温空气导入路HN的燃烧用空气供给量，被相对地调节，对于喷枪9的燃烧用空气和碳化氢类燃料的各供给量，设定为相当于不足1.0空气比的量，例如相当于0.6～0.7空气比的量。结果，喷枪9在炉内区生成还原焰，特别在火焰的中心区形成还原焰部分，由该还原焰部分对烧制坯料W进行局部的还原焰烧制，对烧制坯料W进行所谓的焙烧。在炉内区生成的较多量一氧化碳和氢，通过排气导出口89和排气路HN导入燃烧排气处理装置8，由燃烧排气处理装置8的再燃烧作用，完全燃烧后，通过燃烧排气导出路EA和强制排气风扇30排出。
上面对本发明的较好实施例作了详细说明，但本发明并不局限于上述实施例。在权利要求记载的范围内，还可以作各种变形或变更。这些变形或变更都包含在本发明范围内。
例如，上述第1实施例中的还原燃烧焰生成装置2，不仅能在第1或第2燃烧区13、14生成还原焰，而且，通过空气比和燃料供给量的适当调节或可变控制，还可以生成具有所需特性的火焰，例如，可在第1或第2燃烧区任意生成弱还原性焰、中性焰或弱氧化性焰。这样，能提供持续地向炉窑内供给中性焰燃烧气体或弱氧化性焰燃烧气体的炉窑烧制控制装置。
另外，上述第1实施例的滚柱炉低窑RH中，将切换蓄热型喷枪***(与配置在预热带A上的切换蓄热型喷枪***64构造基本相同)配设在烧制带B上，并且，将还原燃烧焰生成装置2和/或高温空气导入装置1配置在烧制带B上，可用切换烧制带B各区环境的蓄热型喷枪***、还原燃烧焰生成装置和高温空气导入装置，任意地进行区控制。
另外，上述第1实施例的滚柱炉底窑RH，是相应于用连续高温还原烧制对烧制坯料W进行烧制而设定运转条件的，但也可以通过切换蓄热型喷枪***的适当配设等，将滚柱炉底窑RH的预热带和连续还原带设定为连续氧化烧制区，并且将上述氧化带设定为1000℃～1100℃左右的所谓低温还原区。这样，在氧化烧制区烧制反应的烧制坯料W的芯部，显黄色***或红色***，而烧制坯料W的表层部，在低温还原区中的还原气氛下，被还原烧制或部分晕色还原烧制，至少部分地呈现黑色***色彩。
构成上述热交换装置的蓄热体的蜂窝构造，广泛地包含分割流体通路、配列成蜂窝状的构造。蜂窝构造的流路断面性状，不限于图10所示的方形断面形状，可以是各种形式和形态的流路断面，例如，可以是三角形、圆形、正方形、长方形、六边形等，也可以是由圆管、板体等组合形态的流路断面。
如上所说，根据权利要求1和8记载的烧制控制装置及烧制控制方法，能以较简单的构造，稳定地可变控制炉窑温度和/或烧制气氛。
根据权利要求2、5、9记载的烧制控制装置及烧制控制方法，能在炉窑内形成高温且高氧浓度的徐冷环境。
根据权利要求3、6、10记载的烧制控制装置及烧制控制方法，能以较简单的构造，任意地形成还原烧制气氛或中性焰烧制气氛等各种烧制气氛。
根据权利要求4、7、11记载的烧制控制装置及烧制控制方法，能以较简单的构造，使还原烧制区的还原性排气中含有的未燃烧成分氧化，将还原性排气改质，使其比较容易排出。

Claims (11)

1.一种烧制控制装置，用于控制炉窑温度和/或烧制气氛，其特征在于；
具有串联配置着的第1热交换装置和第1燃烧区、串联配置着的第2热交换装置和第2燃烧区、将第1和第2燃烧区相互连通的连通部、可选择地切换低温供气流和燃烧排气流的各流路的流路切换装置；
上述流路切换装置被交替地控制切换为第1位置和第2位置，在第1位置，将低温供气流导入第1热交换装置，并从第2热交换装置导出第2燃烧区的燃烧排气；在第2位置，将低温供气流导入第2热交换装置，并从第1热交换装置导出第1燃烧区的燃烧排气；
可与炉窑相互连通的连通流路与上述连通部连接；
在第1位置，被第1热交换装置加热且通过连通部流入第2燃烧区的高温气流，在该第2燃烧区产生燃烧反应；在第2位置，被第2热交换装置加热且通过连通部流入第1燃烧区的高温气流，在该第1燃烧区产生燃烧反应；
由上述燃烧区的燃烧反应生成的燃烧排气和通过流路切换装置导入的低温供气流交替地流过蓄热体，该蓄热体分别配置在第1和第2热交换装置上，该蓄热体与燃烧排气传热接触而蓄热，同时，与低温供气流传热接触而散热，将该低温供气流加热成高温气流。
2.如权利要求1所述的烧制控制装置，其特征在于；
上述连通部具有将高温气流分流为第1和第2供气流的分流区，第1供气流，在流路切换装置的第1位置被导入第2燃烧区，在流路切换装置的第2位置被导入第1燃烧区；
上述第1和第2燃烧区，具有能将燃烧用燃料供给第1供气流的燃料供给机构；
上述第2供气流被导入上述连通流路，作为控制炉窑温度的高温调温供气流，被供给到炉窑的预定区域。
3.如权利要求1所述的烧制控制装置，其特征在于；
上述第1和第2燃烧区具有燃料供给机构，该燃料供给机构将燃烧用燃料供给到被第1和第2热交换装置加热了的高温气流中，通过高温气流和燃料的燃烧反应，在燃烧区生成还原焰或中性焰，上述高温气流通过还原焰或中性焰的燃烧反应，被变换为还原性或中性的燃烧气流；
上述连通部具有将燃烧气流分流成为第1和第2高温气流的分流区；
在第1位置，通过连通部流入第2燃烧区的第1高温气流，在该第2燃烧区再次产生燃烧反应；在第2位置，通过连通部流入第1燃烧区的第1高温气流，在该第1燃烧区再次产生燃烧反应；
上述第2高温气流被导入上述连通流路，作为控制炉窑烧制气氛的还原性或中性高温燃烧气体，被供给到炉窑的预定区域。
4.如权利要求1所述的烧制控制装置，其特征在于；
上述炉窑的排气通过连通流路导入连通部，该连通部具有使该排气与上述高温气流合流的合流区；
上述排气与高温气流的混合气流，在上述第1位置流入第2燃烧区，在该第2燃烧区再次进行燃烧反应，上述混合气流，在上述第2位置流入第1燃烧区，在该第1燃烧区再次进行燃烧反应，排气中的未燃烧成分在第1或第2燃烧区燃烧。
5.一种控制炉窑内温度的炉内温度控制装置，其特征在于；
备有第1及第2热交换装置、分流区、第1燃烧区、第2燃烧区、流路切换装置和燃料供给机构；第1及第2热交换装置能将低温供气流加热成为高温供气流；分流区将被热交换装置加热了的高温气流分流成为第1及第2供气流；第1燃烧区配置在第1热交换装置与分流区之间；第2燃烧区配置在第2热交换装置与分流区之间；流路切换装置可选择地切换应供给热交换装置的低温供气流和上述燃烧区的燃烧排气流的各流路；燃料供给机构能将燃烧用燃料供给上述燃烧区；
上述流路切换装置交替地切换为第1位置和第2位置，在第1位置，将低温供气流导入第1热交换装置并通过第2热交换装置导出第2燃烧区的燃烧排气流；在第2位置，将低温供气流导入第2热交换装置并通过第1热交换装置导出第1燃烧区的燃烧排气流；
上述第2供气流作为高温调温气流，从被分流区供给到炉窑的预定区域；
上述第1供气流，在第1位置被导入第2燃烧区，借助燃料供给机构供给的燃料，在第2燃烧区产生燃烧反应；上述第1供气流在第2位置被导入第1燃烧区，借助燃料供给机构供给的燃料，在第1燃烧区产生燃烧反应；
上述热交换装置备有蓄热体，该蓄热体与上述燃烧区的燃烧排气传热接触而蓄热，同时，与上述低温供气流传热接触而散热。
6.一种烧制气体生成装置，用于改变炉窑内的烧制气氛，其特征在于；
备有第1及第2热交换装置、分流区、第1燃烧区、第2燃烧区、流路切换装置和燃料供给机构；第1及第2热交换装置能将低温供气流加热成为高温供气流；分流区将被热交换装置加热了的高温气流分流成为第1及第2供气流；第1燃烧区配置在第1热交换装置与分流区之间；第2燃烧区配置在第2热交换装置与分流区之间；流路切换装置可选择地切换应供给热交换装置的低温供气流和上述燃烧区的燃烧排气流的各流路；燃料供给机构能将燃烧用燃料供给上述燃烧区；
上述流路切换装置被交替地控制切换为第1位置和第2位置，在第1位置，将低温供气流导入第1热交换装置并通过第2热交换装置导出第2燃烧区的燃烧排气流；在第2位置，将低温供气流导入第2热交换装置并通过第1热交换装置导出第1燃烧区的燃烧排气流；
上述燃料供给机构，将燃烧用燃料供给高温供气流，通过该高温供气流的一次燃烧反应，在燃烧区生成还原焰或中性焰；
上述第2供气流作为调节了氧浓度和/或一氧化碳浓度的高温还原性或中性烧制气体流，从分流区供给到炉窑的预定区域；
上述第1供气流，在第1位置被导入第2燃烧区，在第2燃烧区再次产生燃烧反应；在第2位置被导入第1燃烧区，在第1燃烧区再次产生燃烧反应；
上述热交换装置备有蓄热体，该蓄热体与上述燃烧区的燃烧排气传热接触而蓄热，同时，与上述低温供气流传热接触而散热。
7.一种排气处理装置，用于使含有未燃烧成分的炉窑的排气再次燃烧，其特征在于；
备有第1及第2热交换装置、合流区、第1燃烧区、第2燃烧区、流路切换装置；第1及第2热交换装置能将低温供气流加热成为高温供气流；合流区使被热交换装置加热了的高温气流与炉窑的排气合流；第1燃烧区配置在第1热交换装置与合流区之间；第2燃烧区配置在第2热交换装置与合流区之间；流路切换装置可选择地切换应供给热交换装置的低温供气流和上述燃烧区的燃烧排气流的各流路；
上述流路切换装置被交替地控制切换为第1位置和第2位置，在第1位置，将低温供气流导入第1热交换装置并通过第2热交换装置导出第2燃烧区的燃烧排气流；在第2位置，将低温供气流导入第2热交换装置并通过第1热交换装置导出第1燃烧区的燃烧排气流；
在上述合流区与高温供气流混合了的炉窑排气，在第1位置被导入第2燃烧区，在该第2燃烧区产生燃烧反应，上述炉窑排气在第2位置被导入第1燃烧区，在该第1燃烧区产生燃烧反应；
上述热交换装置备有蓄热体，该蓄热体与上述燃烧区的燃烧排气传热接触而蓄热，同时，与上述低温供气流传热接触而散热。
8.一种烧制控制方法，用于控制烧制温度和/或烧制气氛，其特征在于，具有第1加热工序和第2加热工序；
在第1加热工序，通过高温的第1热交换装置导入低温供气流，该低温供气流与第1热交换装置传热接触进行热交换，借助该热交换作用，将低温供气流加热成高温，通过连通部将高温气流导入第2燃烧区，在该第2燃烧区产生燃烧反应，把由第2燃烧区的燃烧反应生成的燃烧排气通过第2热交换装置排出，该燃烧排气与第2热交换装置传热接触进行热交换，借助该热交换作用，将燃烧排气的显热积蓄在第2热交换装置的蓄热体内；
在第2加热工序，通过高温的第2热交换装置导入低温供气流，该低温供气流与第2热交换装置传热接触进行热交换，借助该热交换作用，将低温供气流加热成高温，通过连通部将高温气流导入第1燃烧区，在该第1燃烧区产生燃烧反应，把由第1燃烧区的燃烧反应生成的燃烧排气通过第1热交换装置排出，该燃烧排气与第1热交换装置传热接触进行热交换，借助该热交换作用，将燃烧排气的显热积蓄在第1热交换装置的蓄热体内；
通过连通流路使上述连通部与炉窑的预定区域相互连通，并且，以预定的时间间隔，交替地切换上述第1加热工序和第2加热工序，对上述低温供气流持续地进行高温加热。
9.如权利要求8所述的烧制控制方法，其特征在于；
在上述第1加热工序，将高温的加热供气流分流成为第1加热供气流和第2加热供气流，将第2加热供气流供给到炉窑的预定区域，同时将第1加热供气流导入第2燃烧区；
在上述第2加热工序，将高温的加热供气流分流成为第1加热供气流和第2加热供气流，将第2加热供气流供给到炉窑的预定区域，同时将第1加热供气流导入第1燃烧区。
10.如权利要求8所述的烧制控制方法，其特征在于；
在上述第1加热工序，通过燃烧用燃料的供给，在第1燃烧区生成还原焰或中性焰，把在第1燃烧区的燃烧反应生成的还原性或中性气氛的燃烧气体分流成为第1气体流和第2气体流，将第2气体流供给到炉窑内预定区域，同时将第1气体流导入第2燃烧区，在该第2燃烧区使其再次产生燃烧反应，把由第2燃烧区的再次燃烧反应生成的再次燃烧排气通过第2热交换装置排出；
在上述第2加热工序，通过燃烧用燃料的供给，在第2燃烧区生成还原焰或中性焰，把在第2燃烧区的燃烧反应生成的还原性或中性气氛的燃烧气体分流成为第1气体流和第2气体流，将第2气体流供给到炉窑内预定区域，同时将第1气体流导入第1燃烧区，在该第1燃烧区再次使其产生燃烧反应，把由第1燃烧区的再次燃烧反应生成的再次燃烧排气通过第1热交换装置排出。
11.如权利要求8所述的烧制控制方法，其特征在于；
在上述第1加热工序，由第1热交换装置将低温供气流加热成为高温后，使炉窑内预定区域的排气与高温加热供气流合流，把该加热供气流与排气的混合流导入第2燃烧区，在该第2燃烧区，促进排气中的未燃烧成分再次燃烧反应，使该未燃烧成分实质上完全燃烧，把由第2燃烧区的再次燃烧反应生成的再次燃烧排气导入第2热交换装置，通过该第2热交换装置排出；
在上述第2加热工序，由第2热交换装置将低温供气流加热成为高温后，使炉窑内预定区域的排气与高温加热供气流合流，把该加热供气流与排气的混合流导入第1燃烧区，在该第1燃烧区，促进排气中的未燃烧成分再次燃烧反应，使该未燃烧成分实质上完全燃烧，把由第1燃烧区的再次燃烧反应生成的再次燃烧排气导入第1热交换装置，通过该第1热交换装置排出。
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