豎窯(亦稱(chēng)立窯，瓶子窯)是用來(lái)鍛燒耐火原料及石灰的窯爐。
豎窯的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、單位成品所消耗的燃料少、成本低、單位容積利用系數(shù)大、設(shè)備本身占地面積小等。缺點(diǎn)：窯內(nèi)溫度分布不均勻，因此容易產(chǎn)生欠燒和過(guò)燒品;使用焦炭或無(wú)煙煤作燃料時(shí)，灰分污染產(chǎn)品;對(duì)入窯的原料塊度有一定的限制，碎料(<30mm)不能用在豎窯鍛燒，造成了資源的浪費(fèi)，而且豎窯的生產(chǎn)能力也較小，勞動(dòng)條件較差。
從豎窯的發(fā)展來(lái)看，最初是人工操作，自然通風(fēng)，定時(shí)加出料。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，為提高產(chǎn)量、質(zhì)量、改善勞動(dòng)條件、提高生產(chǎn)效率、降低燃料消耗，逐步實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化通風(fēng)、機(jī)械化加料和出料、水冷爐壁、密閉裝置等類(lèi)型的機(jī)械化豎窯，使豎窯不斷改進(jìn)，以適應(yīng)生產(chǎn)的現(xiàn)代化。
豎窯內(nèi)各帶的作用
(1)原料在豎窯內(nèi)需歷經(jīng)三帶：預(yù)熱帶、煅燒帶、冷卻帶。
(2)在預(yù)熱帶的原料借助于煙氣的熱量進(jìn)行預(yù)熱;在煅燒帶的原料借助于燃料燃燒所放出的熱量進(jìn)行煅燒;在冷卻帶已煅燒好的原料與鼓入的冷卻空氣進(jìn)行熱交換，原料被冷卻，而空氣被加熱后進(jìn)入煅燒帶供助燃用。由于在預(yù)熱帶和冷卻帶按逆流方式進(jìn)行熱交換，熱量得到較好利用。因此，豎窯與其它類(lèi)型窯比較，有較高的熱效率。原料在窯內(nèi)的停留時(shí)間有重要意義，如果停留時(shí)間短，就會(huì)影響煅燒質(zhì)量;停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將使窯的產(chǎn)量降低，熱耗增加，有時(shí)也會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，原料在窯內(nèi)的停留時(shí)間必須與窯內(nèi)傳熱情況相配合。如能適當(dāng)提高鍛燒溫度，加大氣流速度，減少原料塊度等，均可加速傳熱速率，縮短原料在窯內(nèi)的停留時(shí)間，提高窯的產(chǎn)量。
豎窯內(nèi)物料的運(yùn)動(dòng)方式
(1)在豎窯中物料與氣流呈逆向運(yùn)動(dòng)。物料在豎窯中運(yùn)動(dòng)的原因有兩種：一種是由于物料在煅燒過(guò)程中的收縮而引起上層物料(預(yù)熱帶與鍛燒帶)的運(yùn)動(dòng);另一種是由于下部物料的卸出而引起全窯物料的運(yùn)動(dòng)。因此，預(yù)熱帶上層的物料就包含了全部收縮運(yùn)動(dòng)與出料運(yùn)動(dòng)(而冷卻帶幾乎只有出料運(yùn)動(dòng))。在混料窯中應(yīng)當(dāng)包括燃料燃盡所引起的收縮運(yùn)動(dòng)。
(2)豎窯中的空氣由窯底部鼓入或吸入，煙氣由上部經(jīng)煙囪排出。氣體在穿過(guò)散狀料層時(shí)，阻力損失很大，每米散狀料層阻力可達(dá)800〜1000Pa。因此，研究豎窯內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)，對(duì)于保證煅燒帶燃料燃燒所需空氣量的供應(yīng)、氣體在窯斷面上的合理分布、降低氣體流動(dòng)過(guò)程的阻力損失、保證豎窯產(chǎn)量、質(zhì)量等方面都是有意義的。
1)豎窯產(chǎn)量與鼓風(fēng)條件的關(guān)系：在豎窯斷面固定不變時(shí)，若空氣流量增加，則氣流速度加快;由于空氣量增大，燃料燃燒速度加快;同時(shí)，氣流與物料間對(duì)流換熱増強(qiáng)，從而加快了物料預(yù)熱、煅燒及冷卻過(guò)程，窯的產(chǎn)量、煅燒物料質(zhì)量都可以提高。豎窯一般選用高壓離心式鼓風(fēng)機(jī)或羅茨鼓風(fēng)機(jī)。為減少動(dòng)力消耗，在實(shí)際操作中應(yīng)確定較為經(jīng)濟(jì)合理的氣流速度。
2)豎窯斷面上的氣流分布：由于窯中物料堆積方式不同，將明顯影響氣體流動(dòng)過(guò)程中的阻力損失。在靠近窯壁處，物料堆積與窯壁之間的孔隙率較物料之間堆積的孔隙率大，加之物料收縮造成環(huán)形縫隙，使氣流較易從周邊通過(guò)，即在窯的同一斷面上，周邊氣流的分配較中心處為多。由于氣流分配不均勻，致使物料在窯的同一斷面煅燒不均勻，這一現(xiàn)象稱(chēng)為窯壁效應(yīng)。由于斷面上的氣流不均勻分布，影響鍛燒帶物料在豎窯中的位置與形狀。
例如，用固體燃料的混級(jí)料，由于氣流易于從周邊通過(guò)，周邊燃料就較早點(diǎn)燃，且燃燒速度較快;而中心由于流體阻力大，氣流不易通過(guò)，需較晚才能點(diǎn)燃，燃燒過(guò)程也進(jìn)行得較緩慢，從而形成“碗狀”煅燒帶。隨著鼓風(fēng)壓力的提高，空氣供應(yīng)量充分，整個(gè)煅燒帶將向上移動(dòng)，并相應(yīng)縮短;但其周邊上火仍比中心處快，故仍呈“碗狀”。若窯內(nèi)阻力很大，鼓風(fēng)壓力低，空氣供給不足，則煅燒帶向下移動(dòng)，并且拉長(zhǎng)。這樣不僅降低了煅燒溫度，而且冷卻帶變短，影響物料的煅燒與冷卻。
為克服上述現(xiàn)象，應(yīng)増加周邊流體阻力，均衡窯斷面通風(fēng)。為此，必須進(jìn)行合理布料，即將碎料布于周邊，以增加阻力，同時(shí)應(yīng)減少周邊燃料量，以降低溫度。
為了保證窯內(nèi)氣體正常流動(dòng)，并維持鍛燒帶所需空氣量，可采用三種不同的通風(fēng)方式：第一種為壓入通風(fēng)，即用風(fēng)機(jī)由窯底鼓入空氣，在窯內(nèi)形成正壓;第二種為抽出通風(fēng)，由窯頂抽風(fēng)，在窯內(nèi)形成負(fù)壓;第三種為均衡通風(fēng)，即由窯底進(jìn)行鼓風(fēng)，窯頂進(jìn)行抽風(fēng)，在窯內(nèi)形成既有正壓區(qū)，又有負(fù)壓區(qū)，并在窯的一定高度處形成零壓面的壓力制度。一般機(jī)械化豎窯采用第一種通風(fēng)形式，而自然通風(fēng)豎窯為第二種方式。
