1、隧道窯概況隧道窯是耐火材料、陶瓷和建筑材料工業(yè)中最常見(jiàn)的連續(xù)式燒成設(shè)備。其主體為一條類似鐵路隧道的長(zhǎng)通道。通常兩側(cè)用耐火材料和保溫材料砌成窯墻,上面為由耐火材料和保溫材料砌筑的窯頂,下部為由沿窯內(nèi)軋道移動(dòng)的窯車構(gòu)成的窯底。隧道窯屬于逆流操作的熱工設(shè)備,沿窯長(zhǎng)分為預(yù)熱、燒成、冷卻三帶。制品與氣流依相反方向運(yùn)動(dòng),在三帶中依次完成制品的預(yù)熱、燒成、冷卻過(guò)程。隧道窯兩端沒(méi)有窯門,每隔一定時(shí)間將裝好制品(磚坯的窯車推入一輛,同時(shí)裝有已燒成制品的窯車頂出一輛。窯車進(jìn)入預(yù)熱帶后,車上制品首先來(lái)自燒成帶的燃燒廢氣接觸并被加熱。而后隨窯車移動(dòng)進(jìn)入燒成帶,借助燃料燃燒放出的大量熱,達(dá)到燒成最高溫度并經(jīng)過(guò)一定保溫時(shí)

2、間后制品被燒成。燒成制品至冷卻帶,與鼓入的大量空氣相遇,制品被冷卻后出窯。冷卻制品用空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)從冷卻帶兩側(cè)窯墻基窯頂送入窯內(nèi),空氣在冷制品的同時(shí)本身被加熱。由于冷卻用風(fēng)量大,超出燃料燃燒所需的空氣量,因此只有一部分熱風(fēng)供給燃燒使用,另一部分則可抽出,作為磚坯干燥的熱源或另作他用。燃料燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庋厮淼栏G流入預(yù)熱帶,在加熱制品的同時(shí)本身被冷卻,最后經(jīng)排煙機(jī)煙筒排出。由上述分析可以看出,隧道窯中由于制品和氣流按逆流方向運(yùn)動(dòng),燒成制品及廢氣量都得到較充分的利用,因此較間歇式窯爐熱效率高。某些隧道窯在預(yù)熱帶前設(shè)有干燥帶,利用從冷卻帶抽出來(lái)的熱風(fēng)干燥磚坯。設(shè)置窯前干燥帶課省去單獨(dú)的干燥工序,節(jié)

3、能燃料,同時(shí)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。但各種不同磚坯只能按同一干燥制度進(jìn)行干燥,同時(shí)干燥廢品無(wú)法選出,它們也必須隨同正品一道繼續(xù)其后的燒成過(guò)程,造成燃料浪費(fèi)。所以對(duì)于形狀和尺寸相差比較懸殊或干燥廢品較多的磚坯,不宜入窯前干燥帶,而應(yīng)另設(shè)干燥器隧道窯窯墻的結(jié)構(gòu)窯墻是窯體的重要組成部分,它對(duì)于窯的壽命、投資、燃料消耗以及操作控制都會(huì)產(chǎn)生很大影響。選用合適的窯墻厚度對(duì)降低窯的燃料消耗,改善勞動(dòng)條件和延長(zhǎng)窯體壽命都有很大的意義。窯墻厚度是根據(jù)使用溫度和砌筑要求來(lái)決定的。預(yù)熱帶和冷卻帶由于窯內(nèi)溫度低,窯墻可以稍薄,燒成帶和靠近燒成帶的預(yù)熱帶和冷卻帶則宜采用輕厚窯墻。窯墻通常由三層組成:最內(nèi)層位耐火材料,根據(jù)窯內(nèi)溫度

4、決定,耐火材料的外層為保溫層,由各種輕質(zhì)保溫材料構(gòu)成。所選取的輕質(zhì)材料即要絕熱保溫又要保證長(zhǎng)期的安全使用而不損壞。最外層為建筑磚或黏土磚,用以保護(hù)輕質(zhì)保溫材料不損失。目前在某些新型窯中已采用大型絕熱板,外敷以薄金屬板,作為窯墻的最外層。保溫層的厚度對(duì)窯墻的厚度起決定作用。因此它決定了隧道窯損失的大小,而且也影響投資多少。保溫層增厚可以減少窯墻散熱損失,但卻增加了基建投資和砌筑維修費(fèi)用,反之則可以減少投資費(fèi)用而增加散熱損失,因而出現(xiàn)了一個(gè)”經(jīng)濟(jì)厚度“的概念。顯然,窯墻的經(jīng)濟(jì)厚度是一個(gè)受燃料、材料價(jià)格和隧道窯使用年限影響的不斷變化的數(shù)據(jù),為了節(jié)約能源和延長(zhǎng)窯爐使用壽命,窯墻厚度設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)了提高熱

5、阻的趨勢(shì),近年來(lái)研究出一些保溫性能好、耐高溫的新型輕質(zhì)保溫材料,如各種耐火纖維及其制品、空心球及其制品等等。某些新型輕質(zhì)材料不僅可以做保溫材料用,而且可以直接用作隧道窯內(nèi)襯,這樣可以大大降低窯墻的重量和厚度,簡(jiǎn)化窯墻砌筑,節(jié)約燃料,然而,輕質(zhì)保溫材料的強(qiáng)度一般都較低,在采用它們直接作為內(nèi)襯或大量使用作為保溫材料情況下,在窯爐的結(jié)構(gòu)上應(yīng)有適當(dāng)?shù)目紤]。隧道窯的窯頂結(jié)構(gòu)窯頂事隧道窯窯體的重要組成部分,它對(duì)窯的壽命有決定性的影響。窯頂所選材必須能長(zhǎng)期承受高溫作用,重量輕,保溫性能好,它的結(jié)構(gòu)應(yīng)嚴(yán)密不漏氣,并有利于窯內(nèi)氣流的合理分布。拱頂。窯頂結(jié)構(gòu)為一拱形,通過(guò)拱腳磚架設(shè)為窯墻上,拱腳磚兩邊的窯墻上安設(shè)

6、有拱腳梁,以承受拱產(chǎn)生的衡推力,窯墻外設(shè)有立柱,通過(guò)上下拉桿緊使窯頂和窯墻形成的一個(gè)整體。在進(jìn)行拱頂設(shè)計(jì)時(shí),拱角的選擇很重要,拱角太小,拱磚所受的力大,而且由于批轉(zhuǎn)和灰縫的收縮,在使用中容易產(chǎn)生下沉的現(xiàn)象。反之,若拱角大,拱半徑小,當(dāng)拱心角為180度時(shí)為半圓拱,拱磚受熱膨脹后,拱會(huì)被擠起而產(chǎn)生開(kāi)裂。同時(shí)供高增加,拱與制品之間的空間加大,容易造成上下溫差。所以造成上下溫差。所以隧道窯一般采用60-90度拱心角。平吊頂窯頂事平的,窯頂磚通過(guò)掉掛機(jī)吊在窯頂上面的鋼梁上。吊掛方法是兩塊大吊磚之間夾數(shù)塊小吊磚,大小吊磚之間凹進(jìn)和凸出的部分互相構(gòu)成一個(gè)整體,通過(guò)金屬吊桿懸掛于鋼梁上。平吊頂窯窯頂不易下沉。

7、窯墻所承受的負(fù)荷小,有利于延長(zhǎng)窯體的壽命,而且平吊頂結(jié)構(gòu)便于碼磚,磚跺和窯頂之間的間隙較少,有利于氣流的合理分布。但是,建造平吊頂窯需要大量的投資和鋼材,氣密性也沒(méi)有拱頂窯好,這種結(jié)構(gòu)多用于燒成溫度比較高,入鎂磚和高鋁磚隧道窯上。吊頂窯。隧道窯在預(yù)熱帶和冷卻帶采用一般拱頂,在溫度高的燒成帶采用吊拱頂,這樣可以節(jié)約鋼材,窯頂?shù)膰?yán)密性較好,散熱較小。但拱頂與制品間空隙大,氣流易在窯頂部流出,造成上下較大的溫差。這種拱項(xiàng)目前僅用于燒成鎂質(zhì)制品及高鋁制品的小型隧道窯。吊拱頂?shù)拇蟮醮u通過(guò)吊桿掛在鋼梁上,大吊磚和小吊磚之間通過(guò)銷釘使其聯(lián)成一個(gè)整體,各吊掛點(diǎn)的大吊磚的數(shù)目可以為1-2塊,但中心吊掛點(diǎn)的大吊磚

8、應(yīng)在三塊以上,以利吊掛。隧道窯的種類1.高溫隧道窯一般是將燒成溫度為1550度或1600度-1750度或1800度的隧道窯稱為高溫隧道窯,超過(guò)這一溫度的稱為超高溫隧道窯。它主要用于燒成直接結(jié)合堿性磚、剛玉制品、特種陶瓷等。由于其用途不同,結(jié)構(gòu)也不盡相同。用于焙燒堿性制品的高溫隧道窯的高度通常為1m左右。與普通隧道窯一樣,窯的高度也與燒成制品的性質(zhì)允許的上下溫差有關(guān),窯太高則底部制品易變形。故在1750度下燒成方鎂石、尖晶石時(shí),宜采用高為0.75m左右的低膛窯。高溫隧道窯的主體結(jié)構(gòu)與一般隧道窯并無(wú)顯著差異。其只要特點(diǎn)為:在不用純氧的情況下,窯內(nèi)能獲得高溫、具有高的窯爐高溫強(qiáng)度,氣密性好,窯車不易

9、被高溫氣體所損壞,節(jié)能效果好,窯爐的熱效率高等。目前,我國(guó)已有相當(dāng)數(shù)量的高溫和超高溫隧道窯,其中包括我國(guó)自行設(shè)計(jì)、建造的窯,其燒成溫度有的已達(dá)1800度以上,主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可與從國(guó)外引進(jìn)的同類型高溫隧道窯相媲美,且具有投資省、附屬設(shè)備少、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。但在窯內(nèi)上下溫差、節(jié)能及自動(dòng)控制等方面尚需日臻完善。因此,還必須從燃燒方式、燒嘴形式、窯爐砌筑材料的選擇,以及空氣預(yù)熱等方面進(jìn)行進(jìn)一步研究。2.頂燃式隧道窯頂燃式隧道窯的燒嘴設(shè)在窯頂,燃料和空氣從頂部燒嘴噴入磚跺間隙中燃燒,這樣,燒嘴的數(shù)量不受限制,可采用小容量、多點(diǎn)、分散的方式進(jìn)行布置,從而大大改善了傳熱情況和磚跺溫度的均與性。特別是當(dāng)其間

10、歇式燃燒方式相配合時(shí),燃料消耗可降低36%-42%。此外,側(cè)燒窯的燒嘴設(shè)在靠近車臺(tái)平面處,窯橫斷面上靜壓強(qiáng)分布不均勻。在窯底兩側(cè)有較大的負(fù)壓,而中心部由于燒嘴噴射動(dòng)壓頭的轉(zhuǎn)化形成較高的正壓,給窯底靜壓平衡的密封帶來(lái)困難， 產(chǎn)生漏氣。而頂燃窯橫斷面上靜壓強(qiáng)分布比較均 衡，其頂部有較均一地負(fù)壓，底部有較均一地正壓。它與幾何壓頭所造成的靜壓 強(qiáng)分布情況剛好相反， 減弱了熱氣體的偏流現(xiàn)象， 有利于窯內(nèi)氣體溫度的均勻性。 頂燃式窯的燒嘴也可不安裝在兩窯車接頭處，可以減少熱氣體向窯底的泄露。但 頂燃式窯由于燒嘴設(shè)在頂部，故使頂部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，多采用吊頂結(jié)構(gòu)。目前多 用于低溫?zé)傻恼惩链u和陶瓷制品。 隔焰及

11、半隔焰隧道窯 用隔焰板（馬弗板）將燃料產(chǎn)物與制品隔開(kāi)，借隔焰板的輻射傳熱使制品燒成的 窯， 稱為隔焰隧道窯。 又叫馬弗隧道窯。 制品在窯內(nèi)不與火焰接觸， 不用裝匣缽， 達(dá)到窯溫均勻地目的，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單隔焰道則較簡(jiǎn)單。 隔焰窯內(nèi)主要為固體輻射傳熱，傳熱系數(shù)大，速率高，且窯內(nèi)截面一般都不大， 窯內(nèi)溫差較小，加之制品不用裝缽，因而燒成周期大為縮短，產(chǎn)品質(zhì)量好，勞動(dòng) 強(qiáng)度低，適于易污染制品和彩色制品的焙燒。但必須解決隔焰板的材質(zhì)問(wèn)題。且 由于隔焰燒成時(shí)燃燒室溫度高， 須以較好的耐火材料砌筑燃燒室。若能將燒嘴伸 入隔焰道，又解決燃燒室的材質(zhì)問(wèn)題，則熱效率更高。這種窯的煙氣離開(kāi)隔焰道 時(shí)溫度很高，必須

12、在窯頭設(shè)置換熱器，利用煙氣來(lái)預(yù)熱空氣，作助燃空氣用，以 提高燃燒溫度，節(jié)約燃料，提高熱效率。也可將預(yù)熱空氣用于干燥。 隔焰窯雖具有一系列的優(yōu)點(diǎn)， 但由于燃燒產(chǎn)物不入窯， 窯內(nèi)不能形成還原性氣氛， 對(duì)那些含鐵量高，要求還原性氣氛的產(chǎn)品，隔焰窯是不合適的，因而出現(xiàn)了半隔 焰窯。 半隔焰窯內(nèi)坯體亦不裝缽， 在燒成帶設(shè)一些擋墻，或在隔焰板近車臺(tái)平面處開(kāi)些 孔洞，使隔焰道與窯內(nèi)相通，窯車上設(shè)火焰通道，以避免火焰直接沖擊產(chǎn)品，而 燃燒產(chǎn)物可以入窯，故比隔焰窯經(jīng)濟(jì)，它既有固體輻射又有火焰輻射，傳熱效果 好，燃耗低，且可維持還原性氣氛，適于截面較小的隧道窯。但這種窯要求燃料 清潔，對(duì)易污染產(chǎn)品的燃料更注意，以

13、免影響產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，還必須采取措施 防止煙氣倒流， 否則煙氣中的游離碳及二氧化硫?qū)⑹巩a(chǎn)品釉面無(wú)光澤，即產(chǎn)品熏 煙。 關(guān)鍵詞：隧道窯 半隔焰窯預(yù)熱帶不設(shè)隔焰板，燃燒產(chǎn)物與制品接觸，還可采取高速調(diào)溫?zé)?，?有利于快速燒成。 隧道窯的斷面的尺寸和長(zhǎng)度 窯的尺寸主要依據(jù)燒成產(chǎn)品的工藝要求和產(chǎn)量而定。 隧道窯的長(zhǎng)度主要取決于制品的燒成制度及產(chǎn)量要求。 而燒成制度主要取決于制 品在燒成過(guò)程中物理化學(xué)變化。 例如： 硅磚由于在加熱及冷卻過(guò)程中相變較復(fù)雜， 對(duì)燒成制度有較嚴(yán)格的要求， 所以硅隧道窯窯較長(zhǎng)。由于粘土磚的燒成制度不如 硅磚嚴(yán)格，窯長(zhǎng)的波動(dòng)范圍較大。 就窯本身而言，應(yīng)考慮投資、燃耗及操作等方面因

14、素。短而較寬的窯投資少，散 熱損失較小，而且窯內(nèi)阻力小，可減少漏氣和降低排煙機(jī)的動(dòng)力消耗。但是，如 果窯太短，可能廢氣溫度太高，容易損失壞排煙機(jī)并造成較大的熱量損失。同時(shí) 由于冷卻帶太短，造成冷卻效果差，使制品出現(xiàn)窯溫度高，揀選條件惡劣，而且 增加制品所帶走的熱損失。 今年來(lái)隨著預(yù)燒間歇式燃燒方式的出現(xiàn)和采用新的強(qiáng) 化燒成與冷卻方法，也出現(xiàn)了較寬而短的隧道窯。 隧道窯各帶長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)制品燒成曲線來(lái)確定，一般原則是： 為了更好的利用熱量， 預(yù)熱帶長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)排出廢氣溫度來(lái)確定，一般廢氣溫度低 于 250 度。 燒成帶（設(shè)置燒嘴的部分）長(zhǎng)度應(yīng)按制品最終燒成溫度所需持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短而定。 冷卻帶長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)出窯制品的溫度來(lái)確定，一般應(yīng)低于 100 度。 隧道窯的高度主要取決于磚坯在燒成過(guò)程中的特性及允許的上下溫差。 鎂磚由于 其荷重軟化溫度和它的燒成溫度接近，磚跺高度不宜過(guò)高，窯高通常在 1m 左右。 相反，硅磚由于其荷重軟化溫度高，所以硅磚隧道窯的高度通常在 1.9-2.1m 之 間。 我國(guó)現(xiàn)在粘土磚隧道窯或高鋁磚隧道窯的高度分別在 1.5-1.9m 和 1.1-1.5m。 允