陶瓷梭式窯是具有大時滯、強(qiáng)非線性、多變量耦合變參數(shù)的復(fù)雜對象,爐內(nèi)現(xiàn)象、氣氛、壓力等受多種因素的影響,其生產(chǎn)過程既受連續(xù)時間信號驅(qū)動,又受離散事件信號驅(qū)動,是個典型的混雜系統(tǒng)。
目前,我國陶瓷梭式窯大多采用輔以人工觀火的半自動化控制方法,控制方法仍相對比較落后,生產(chǎn)不穩(wěn)定,工人勞動強(qiáng)度大,嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量,所以有必要研究新的控制策略來保證陶瓷梭式窯生產(chǎn)穩(wěn)定開展。在工業(yè)過程控制中常用的控制方法就是PID控制,傳統(tǒng)的PID控制方法在小滯后的情況下效果還可以,但對研究的非線性純滯后混雜對象而言,采用傳統(tǒng)的PID控制就很難達(dá)到理想的控制效果。
相對于其他的濾波算法而言,卡爾曼濾波算法具有很強(qiáng)的差錯控制能力,能夠?qū)⒄`差控制在很小的范圍內(nèi),所以將卡爾曼濾波方法和PID控制方法結(jié)合起來實現(xiàn)對陶瓷梭式窯燒成帶溫度混雜智能控制。

陶瓷梭式窯是間歇式窯爐,使用燃料主要為(管道煤氣等),陶瓷窯爐與傳統(tǒng)工業(yè)窯爐相比,不僅要滿足溫度知道、壓力制度外,還要滿足氣氛制度要求,即氧化焰、中性焰的燒成,陶瓷制品的燒成過程,就是一定的溫度和氣氛條件下,使坯體和釉層發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化,形成陶瓷的各種特性和光彩奪目、自然流淌的玻璃態(tài)釉面。
該蓄熱式梭式窯窯爐主要由窯體、燃燒系統(tǒng)、換向系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)等組成,有以下特點(diǎn):
(1)采用蓄熱式燒嘴,取代傳統(tǒng)陶瓷梭式窯的文丘里噴嘴,通過交替式燃燒和排煙,利用蓄熱室的煙氣余熱助燃風(fēng),提高了燃燒效率,節(jié)約能源。
(2)采用溫度調(diào)節(jié)器和氣氛補(bǔ)償調(diào)節(jié)器相結(jié)合方式,滿足陶瓷產(chǎn)品還原氣氛燒成需求。
(3)通過變頻排煙控制方式,調(diào)節(jié)排煙風(fēng)機(jī)頻率,控制壓力,與傳統(tǒng)梭式窯的控制煙囪閘板方式相比,不僅提高了窯壓控制精度,還有益于氣氛控制。
(4)由于是蓄熱燒嘴,蓄熱式梭式窯窯爐密封性能好,可以在貧氧狀態(tài)下燃燒,避免了爐膛內(nèi)NO2的大量生成,大大降低了CO、NO2等氣體排放。

面對傳統(tǒng)能源儲量日益減少,能源價格飆升,陶瓷行業(yè)節(jié)能形勢十分嚴(yán)峻,圍繞這一新課題,國內(nèi)外陶瓷行業(yè)正在抓緊研究開發(fā)新型的燒成方法,形成一種新的發(fā)展趨勢。如陶瓷微波燒成新工藝。據(jù)有關(guān)資料報道陶瓷微波燒成理論的研究取得成果,已有多項陶瓷品種進(jìn)入實施階段,如特種陶瓷制品,象小件陶瓷齒輪、刀具,密封環(huán)等均可由微波燒成工藝燒制。陶瓷微波燒成工藝具有節(jié)能、燒成周期非常短等優(yōu)點(diǎn)。特別是高溫乃至超高溫?zé)?350℃~1600℃的精細(xì)陶瓷制品,傳統(tǒng)燒成方法需要幾小時至十幾小時,采用微波燒成僅需幾分鐘即可完成,其速度之快令人驚嘆。2017,在國際上宇宙航天事業(yè)需大量的超的精密陶瓷器具與部件,這對于微波窯爐與燒成技術(shù)發(fā)展提供了發(fā)展的新機(jī)遇。全自動控制鐘罩窯窯爐也取得了新進(jìn)展。鐘罩窯顧名思義,即窯爐外形如一座高大的鐘。燒成時需將窯體罩在高大的產(chǎn)品上,然后點(diǎn)火燒成。燒成完畢再將鐘罩吊起來,放在一旁。鐘罩窯特別適用于燒成特大型衛(wèi)生潔具與絕緣子電瓷等產(chǎn)品。2018,各國陶瓷窯爐業(yè)扎根于本國實際需求,炬星堅持以高新科技,獨(dú)立自主開發(fā)研制新型窯爐,在許多方面做得很成功,有許多經(jīng)驗值得我們借鑒與參考。
陶瓷在制造上,的操作就是燒窯。因為陶瓷的制造,從選bai擇原料到制成成品的工序很多,古人說“過手七十二,方克成器”,現(xiàn)在大概也有二十到六十左右的工序。在這些工序中,當(dāng)然都各有相當(dāng)?shù)闹匾裕绕涫呛蟮臒G操作更為重要,稍不住意就會前功盡棄,即浪費(fèi)了原材料和燃料,又浪費(fèi)了大量人力,在陶瓷工藝方面,就重要性來說,可以分為“一燒,二土,三制作”,從某種意義來說,燒窯是何等重要,也是關(guān)鍵之關(guān)鍵。陶瓷生產(chǎn)上,一般的破損率及合格率大多數(shù)是在燒窯方面,由于燒窯的操作及燒成氣氛不合理,造成破損而降低等級的產(chǎn)品百分率非常多。尤其是顏色釉的燒成,更要強(qiáng)調(diào)“燒窯”,顏色釉的燒成火焰性質(zhì),溫度,燒成時間及燃料種類對顏色的呈色變化有重要影響,有人說顏色釉的燒成是一門“火的藝術(shù)”,確有道理。要后得到陶瓷珍品,必須掌握燒窯的科學(xué)規(guī)律,闖過后關(guān)鍵工序——燒窯。①窯爐的種類很多,用于燒成陶瓷制品的窯爐按操作方法的不同可分為兩大類:間歇式窯和連續(xù)式窯。②按火焰的進(jìn)行方向分:1、升焰式窯(縱焰式窯或直焰式窯);2、倒焰式窯(升降焰式窯);3、半倒焰式窯;4、平焰式窯(橫焰式窯)。③按使用的燃料種類分:1、柴窯;2、煤窯;3、煤氣窯(窯);4、重油窯;5、電氣窯(電熱窯或電氣爐,電熱爐)。又由于陶瓷種類,分為瓷器窯,陶器窯,缸器窯,瓦器窯等;還有由于窯爐形狀,分為圓包窯,龍窯,方窯(多是長方形),階梯窯(登窯)等