111-13(隧道窑工作原理、结构特点)
隧道窑知识及其工作原理
一、隧道窑的工作原理及其优点隧道窑一般是一条长的直线形通道，两侧及顶部有固定的窑墙及窑顶（顶部有平顶和拱顶之分），底部铺设的轨道上运行着窑车，窑车上装载着烧成产品，依次窑车进车，窑尾出车。
窑体构成了固定的预热带，冷却带，通常称为隧道窑的“三带”。
燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或在引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带。
隧道窑的中间为烧成带，在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段制品，鼓入的冷风经制品而被加热后，再抽出送入干燥窑作为干燥生坯的热源，这一段便构成了隧道窑的冷却带。
烧结砖隧道窑使用的燃料有固体、液体和气体3种不同的燃料。
目前我国大部分隧道窑使用的是固体燃料，也就是煤。
称作内燃烧结，有条件的地方也使用外烧结法，也就是油和气作为燃烧原料。
隧道窑是连续化生产，中间没有间断期，烧成周期短产量大，不受自然天气的影响，节约燃料。
它主要是利用逆流原理工作，因此热利用率较高，与常规轮窑相比热利用率高达50%左右。
隧道窑生产可节省劳力，能改善劳动环境，可减少环境污染，操作简便，装卸产品便于实现机械化。
减轻了工人的劳动强度。
在提高产品质量上，与轮窑相比，减少了工人二次倒运，烧成温度可控可调。
容易掌控其烧成规律，破碎率较低。
隧道窑和窑体内配套设备比较耐用，因为隧道窑与轮窑相比窑内不受急冷急热的影响，所以窑体使用寿命较长，一般在5年内不大修。
隧道窑在占地面积上与相同产量和规格的轮窑相比要少2|3。
隧道窑与轮窑所用砌筑材料和配备设备不一样。
因此，投资造价要高于轮窑，但后期生产成本低于轮窑。
二、隧道窑的种类与结构隧道窑可按内宽、产量、结构、运转自动化程度等各项指标进行分类。
（一）按隧道窑的断面宽度分类可分为3.0m，3.3m，3.6m，4.6m，4.8m，6.9m，7.3m，9,3m，10.3m等不同宽度的隧道窑。
（二）按窑炉结构分类（1）按窑顶结构可分成拱顶隧道窑，吊平顶隧道窑两大结构。
四、隧道窑的原理与结构
层号
厚度mm
材料名称
体积密度kg/m3
1
2 3 4 5
126
126 126 116 75
硅线石质砖
轻质高铝砖 轻质粘土砖 硅藻土砖 隔热板
2400
1050 800 450 375
6 126 800 轻质粘土砖 传统型隧道窑的窑体材料及厚度（烧成带，内壁温度1250℃）
现代陶瓷隧道窑由于窑墙不承受荷重，可以 彩优质耐火隔热材料取代传统窑墙耐火砖层 和保温砖层，在同样热阻的条件下，使窑墙 厚度和每平方米窑墙的质量均大大下降。目 前有组合型和全耐火纤维型两种结构形式。 应当指出，隧道窑内壁温度沿长度变化很大， 组合型和全耐火纤维型窑墙，在使用温度不 同的各区段内，各种材质及其衬砌厚度，均 应根据使用温度和传热利算确定。
（2）窑体密封构造 隧道窑的窑体是不动的，而窑底一窑车的台 面，则是随窑车而运动的。为了维持窑内的 烧成制度，隧道窑是通过设置砂封槽和曲折 密封来将窑内外隔开的。 生产中应注意保持砂封槽内有砂，并能埋住 窑车的沙封板，每辆窑车的砂封板应接触良 好，不能有变形。 窑车前后的曲折密封应互相对住，两侧与窑 墙之间的间隙应均匀，不能过大。
一）窑体主要尺寸 窑体主要尺寸包括窑体长度（有效长度），内宽，内高（有效高 度）等。 目前建筑卫生陶瓷隧道窑的长度在40～120m之间， 一般来说，当断面宽、高尺寸一定，码窑方式和烧成周期不变时， 增大窑长，则单窑产量扩大。 但窑长增加后，窑内阻力成正比增大，要维持烧成带微正压则预 热带负压也将随之成正比增大，漏风量和窑内上下温差都将增大， 不仅电耗增加，而且产品质量变差，反过来又限制了产量的增大， 同时长窑投资大，窑内气流阻力减少，投资减少，这是有利的， 但产量也会有所下降，而且窑过短时，窑内温度曲线和气氛都不 易调节，不易稳定。 因此，一般认为隧道窑适宜的长度为70～80米左右。
隧道窑的构造及工作原理
5.4.3隧道窑的构造及工作原理
隧道窑一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，底部铺设的轨道上运行着窑车。
燃烧设备设在隧道窑的中部两侧，构成了固定的高温带--烧成带，燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带。
在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段的制品，鼓入的冷风流经制品而被加热后，再抽出送入干燥器作为干燥生坯的热源，这一段便构成了隧道窑的冷却带。
在台车上放置装入陶瓷制品的匣钵，连续地由预热带的入口慢慢地推入（常用机械推入），而载有烧成品的台车，就由冷却带的出口渐次被推出来（约1小时左右，推出一车）。
耐火材料用隧道窑按使用温度可分为三类：
1）低温隧道窑－烧成温度约1000℃，主要用于焙烧滑板砖和其它一些有特殊工艺要求的制品。
2）中温隧道窑：烧成温度1300℃～1650℃，主要用于烧成普通碱性砖、粘土砖、高铝砖、滑板砖、水口砖、硅砖等制品。
3）高温隧道窑：烧成温度大于1700℃，一般介于1800℃～1900℃，主要用于烧成中档镁砖、高纯镁砖、直接结合镁铬砖、镁铝质及刚玉质等制品。
硅砖隧道窑一般长150m～180m，车台面至窑顶的高度为1.6m～1.9m；碱性砖隧道窑一般长80m～100m，车台面至窑顶的高度～1m等。
隧道砖窑的工作原理
隧道砖窑的工作原理隧道砖窑是一种常见的砖窑烧制设备，它的工作原理是通过将砖坯依次放置在隧道中，通过燃烧燃料加热，使砖坯经历干燥、预热、烧成等过程，最终完成砖坯的烧制。
隧道砖窑主要由炉室、烟道、进料口和出料口等部分组成。
炉室是砖窑的主要部分，它通常由耐火砖或耐火砖砌筑而成，具有良好的耐高温性能。
烟道用于排出燃烧产生的废气，保证砖窑内部的通风和排烟。
进料口和出料口则用于将砖坯送入和取出砖窑。
在砖窑烧制过程中，首先需要将砖坯依次放置在隧道中。
砖坯通常由黏土和其他添加剂混合而成，经过成型后进入砖窑。
为了确保砖坯的质量和烧制效果，砖坯的排列应该均匀、整齐，并且要留有空隙，以便燃气和烟气的流动。
随后，砖窑开始进行烧制过程。
燃料通常采用煤炭、天然气或重油等，通过燃烧产生高温烟气，进入炉室。
烟气在炉室内流动，与砖坯进行热交换，使砖坯逐渐升温。
同时，烟气中的水蒸气会与砖坯中的水分发生反应，使砖坯逐渐干燥。
随着砖坯温度的升高，砖窑内部的温度也逐渐增加。
当砖坯达到一定温度时，砖坯中的结晶水开始释放，砖坯进入预热阶段。
在预热阶段，砖坯温度继续升高，结晶水完全蒸发，砖坯内部的化学反应逐渐发生。
当砖坯温度达到烧结温度时，砖坯进入烧结阶段。
在这个阶段，砖坯中的黏土颗粒开始熔化，与其他添加剂发生化学反应，形成坚硬的砖体。
烧结过程需要一定的时间，通常要经历几个小时甚至几天的烧制时间。
砖窑的烧制过程需要严格控制温度和烟气的流动。
温度过高或过低都会影响砖坯的烧制质量，甚至导致砖坯的破损。
因此，砖窑通常会配备温度控制系统和烟气排放系统，以确保烧制过程的稳定性和砖坯的质量。
总结起来，隧道砖窑的工作原理是通过将砖坯依次放置在隧道中，利用燃烧燃料产生的高温烟气对砖坯进行干燥、预热和烧结，最终完成砖坯的烧制。
砖窑的烧制过程需要严格控制温度和烟气的流动，以确保砖坯的质量和烧制效果。
隧道砖窑是一种常见的砖窑烧制设备，广泛应用于建筑材料行业。
隧道窑的原理与结构PPT
隧道窑的特点 隧道窑属连续式窑炉。其热工制度不随时间
而变化，只与窑长有关。窑体各部位的温度 也是稳定的。欲烧成的陶瓷坯体由其一端— —窑头入窑后，在沿窑长运动的过程中，完 成包括预热、焙烧、冷却等阶段在内的整个 烧成过程，然后由出窑端——窑尾离窑。 用于烧成陶瓷的隧道窑一般都是直形隧道。
却带。
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冷却带还可根据对冷却速度的要求分为 急冷段（烧成温度至800℃），
缓冷段（800℃～400℃）， 最终冷却段（400℃以下）。
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隧道窑的工作系统与热工制度
隧道窑的工作系统是指窑内气体的运动 路线，包括送风系统、排烟系统等。
隧道窑的热工制度是指沿窑长的温度分 布和压力分布曲线以及各带的气氛要求。
主要特点是焰气不进入工作通道,每侧燃烧烟气从每 侧预热带烟口排出。为排除坯体水汽和分解产物，在 预热带通道壁上开有排气孔（图中1）。由于排烟温 度高，在窑顶上安设热交换器以回收排烟热量。从车 下抽出的低温热风进入换热器升高温度后送干燥或助 燃用。冷却带以间接冷却为主，窑尾送入部分直接冷 风，从中部抽出。
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主要优点是： （1）传热快速，烧成周期短，单位容
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表7-3 隧 道 窑 分 类 表
分类依据
特点
窑名
①火焰隧道窑 以煤、煤气或油为燃料 按热源分
②电热隧道窑 利用电热元件加热
备注
①明焰隧道窑
按火焰是 ②隔焰隧道窑 否进入隧 道来分
③半隔焰隧道 窑
火焰直接进入隧道
在火焰和制品间有隔焰板 （马弗板），火焰加热隔 板，隔焰板再将热辐射给 制品
隔焰板上开有孔口，让部 分燃烧产物与制品接触， 或只有烧成带隔焰，预热 带明焰
电热窑 炉也有 隔焰式 （马弗 窑）， 用隔焰 板将电 热元件 和制品 分开 6
11113(隧道窑工作原理结构特点)精选文档PPT课件
2020/11/21
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★地下烟道排烟：
所有烟道均埋设 于底下，钢材用 量少，窑体美观；
土方工程大，不 适用于地下水位 较高的地区。
图1-10
2020/11/21
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★窑墙金属 烟道排烟：
钢材用量大， 窑墙结构简单
2020/11/21
图1-11 金属烟道排烟
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★窑墙内烟道排烟 （窑顶排烟）： 窑墙结构复杂。
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三、隧道窑的结构
规格：长×内宽×有效高度
有效高度：从车台平面至拱顶内衬的最大高度 图1-5 断面尺寸与长度
窑顶结构 窑墙结构
车台平面
H
隧道窑预热带结构
隧道窑烧成带结构
隧道窑冷却带结构
隧道窑窑体与窑车密封结构
2020/11/21
图1-5 半椭圆型拱顶
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1、断面尺寸与长度
长度L= 预热带长度L1 + 烧成带长度L2 + 冷却带长度L3
2020/11/21
图1-12 窑墙内烟道排烟
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4-1-2.预热带气幕装置
图1-13
2020/11/21
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4-2-1. 烧成带侧墙燃烧室
工作条件：高温、气流冲刷、承受窑墙重量。
结构：拱顶或双层拱顶，气密性好
材质：耐高温、高强度、抗热震，荷软温度高
多数窑炉的损毁主要是燃烧室的损毁。
目前，一些隧道窑，特别是高温窑炉取消 了侧墙燃烧室，将烧嘴直接插入窑内，火焰直 接在砖垛间隙燃烧。
★按燃烧装置布置形式分类 顶部加热式 底部加热式 侧部加热式（最常见）
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隧道窑知识及其工作原理
一、隧道窑的工作原理及其优点隧道窑一般是一条长的直线形通道，两侧及顶部有固定的窑墙及窑顶（顶部有平顶和拱顶之分），底部铺设的轨道上运行着窑车，窑车上装载着烧成产品，依次窑车进车，窑尾出车。
窑体构成了固定的预热带，冷却带，通常称为隧道窑的“三带”。
燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或在引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带。
隧道窑的中间为烧成带，在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段制品，鼓入的冷风经制品而被加热后，再抽出送入干燥窑作为干燥生坯的热源，这一段便构成了隧道窑的冷却带。
烧结砖隧道窑使用的燃料有固体、液体和气体3种不同的燃料。
目前我国大部分隧道窑使用的是固体燃料，也就是煤。
称作内燃烧结，有条件的地方也使用外烧结法，也就是油和气作为燃烧原料。
隧道窑是连续化生产，中间没有间断期，烧成周期短产量大，不受自然天气的影响，节约燃料。
它主要是利用逆流原理工作，因此热利用率较高，与常规轮窑相比热利用率高达50%左右。
隧道窑生产可节省劳力，能改善劳动环境，可减少环境污染，操作简便，装卸产品便于实现机械化。
减轻了工人的劳动强度。
在提高产品质量上，与轮窑相比，减少了工人二次倒运，烧成温度可控可调。
容易掌控其烧成规律，破碎率较低。
隧道窑和窑体内配套设备比较耐用，因为隧道窑与轮窑相比窑内不受急冷急热的影响，所以窑体使用寿命较长，一般在5年内不大修。
隧道窑在占地面积上与相同产量和规格的轮窑相比要少2|3。
隧道窑与轮窑所用砌筑材料和配备设备不一样。
因此，投资造价要高于轮窑，但后期生产成本低于轮窑。
二、隧道窑的种类与结构隧道窑可按内宽、产量、结构、运转自动化程度等各项指标进行分类。
（一）按隧道窑的断面宽度分类可分为3.0m，3.3m，3.6m，4.6m，4.8m，6.9m，7.3m，9,3m，10.3m等不同宽度的隧道窑。
（二）按窑炉结构分类（1）按窑顶结构可分成拱顶隧道窑，吊平顶隧道窑两大结构。
培训课件：隧道窑工作原理、结构特点41页文档
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
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2-3. 吊拱顶：
图1-7
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2-4. 双层拱顶：
图1-8
2020/5/24
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3. 窑墙结构
要求：耐高温、有一定的强度，保温性能好。 耐火材料+保温材料组成。 材质组成与厚度：用正交法，通过传热计算来 确定，并取经济厚度。 经济厚度：年均费用（保温层投资费+保温层 砌筑费+散热损失费）最低的厚度。
★按燃烧装置布置形式分类 顶部加热式 底部加热式 侧部加热式（最常见）
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预热带
烧成带
冷却带
推进窑车 烟 气 抽 出
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二次空气 气流
气
送 煤 气
风
图1-1 隧道窑工作原理图
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送 冷 空 气
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隧道窑系统图
图1-2
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一次空气送风装置：风机、喷射器
★一次空气为冷空气时： 冷空气→通风机→空气管道→烧嘴。
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图1-12 窑墙内烟道排烟
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4-1-2.预热带气幕装置
图1-13
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4-2-1. 烧成带侧墙燃烧室
工作条件：高温、气流冲刷、承受窑墙重量。
结构：拱顶或双层拱顶，气密性好
材质：耐高温、高强度、抗热震，荷软温度高
多数窑炉的损毁主要是燃烧室的损毁。
目前，一些隧道窑，特别是高温窑炉取消 了侧墙燃烧室，将烧嘴直接插入窑内，火焰直 接在砖垛间隙燃烧。
与一般共拱顶相 比的特点：
横推力小，拱下 空间小，便于气 流合理分布。
H
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车台平面
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图1-5 半椭圆型拱顶
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2-2. 平吊顶
钢梁
优点：窑顶不易下沉， 砖垛与窑顶间的空隙 小，有利于气流的合 理分布。便于码砖。
缺点：钢材用量大； 气密性差。
吊挂 机构
窑顶砖
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图1-6
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★地下烟道排烟：
所有烟道均埋设 于底下，钢材用 量少，窑体美观；
土方工程大，不 适用于地下水位 较高的地区。
图1-10
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★窑墙金属 烟道排烟：
钢材用量大， 窑墙结构简单
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图1-11 金属烟道排烟
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★窑墙内烟道排烟 （窑顶排烟）： 窑墙结构复杂。
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三、隧道窑的结构
规格：长×内宽×有效高度
有效高度：从车台平面至拱顶内衬的最大高度 图1-5 断面尺寸与长度
窑顶结构 窑墙结构
车台平面
H
隧道窑预热带结构
隧道窑烧成带结构
隧道窑冷却带结构
隧道窑窑体与窑车密封结构
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图1-5 半椭圆型拱顶
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1、断面尺寸与长度
长度L= 预热带长度L1 + 烧成带长度L2 + 冷却带长度L3
窑的长度主要取决于制品的烧成制 度及产量大小。此外，应考虑投资、燃 耗、窑的热工特性等。
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★窑的各带长度确定的一般原则：
1.预热带长度应根据排出废气温度来确定， 废气离开排烟机温 度应低于250℃； 2. 烧成带长度根据保温时间来确定 3.冷却带长度根据出窑制品的温度来确定， 一般应低于100℃
燃料、一次空气输送装置 4-3. 冷却带：抽热风装置、送冷却风装置
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4-1-1.预热带排烟装置：
两侧墙靠近车台平面处设有排烟孔。排烟孔的
多少、数量由隧道窑 的类型决定。 图1-1
排烟方式： 地下烟道排烟： 图1-10 金属烟道排烟： 图1-11 窑墙内烟道排烟(窑顶排烟）： 图1-12
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高铝砖 75% 高铝砖 60%
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1—年均总费用 （1=2+3+4）； 2 —窑墙散热年均损失 费用； 3 —年均消费的保温层 投资费用； 4 —保温层砌筑维修年 均费用
图1-9
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4. 各带的结构
4-1.预热带：排烟装置；气幕装置 4-2.烧成带：燃烧室；
第一章隧道窑
分类 工作原理
结构特点（重点） 热工制度及其调节（重点） 码砖的原理与操作（重点、难点）
砌筑与烘烤（自学） 热平衡测试与计算（自学） 节能措施 其它类型隧道窑 设计计算
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一、隧道窑分类
★按温度分类 低温隧道窑1000～1350℃ 普通隧道窑1350～1550℃ 高温隧道窑1550～1750℃ 超高温隧道窑1750～1950℃
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隧道窑长度及各带长度计算式：
V G (m3)
V— 隧道窑的有效容积， m3； G— 小时成品产量，㎏/h； η— 成品率，%； ρ— 装窑密度，㎏/ m3 。 τ— 烧成时间，h；
当隧道窑的横截面积A一旦确定，则其长度：
L G (m) A
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各带长度分别为：
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4-2-2. 烧成带一次空气送风装置
图1-1
概念：
图1-2
一次空气：通过烧嘴直接进入燃烧室（或直接 进入窑内空间）与燃料混合燃烧的空气。它可 以是冷却带抽出的多余热风，可以是冷空气。 二次空气：在冷却带吹入的冷风的一部分，流 到烧成带，与燃料混合燃烧。
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L1
1
L(m)
L2
2
L(m)
L3
3
L(m)
其中：L1、L2、L3—— 分别为预热、烧成及冷 却带长度，m；
τ1 、 τ2 、 τ3 —— 分别为预热、烧成及冷 却所需时间，h；
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★ 隧道窑的高度与跨度
高度——砖坯在烧成过程中的特性（制品的 烧成温度与荷软温度。如：镁砖，1m左右， 硅砖，1.5~1.9m ）、允许的上下温差。 跨度——产量、燃烧方式、燃烧器的类型
跨度大，产量大； 顶烧式、底烧式跨度可以较大； 使用高速烧嘴跨度可以较大
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2. 窑顶结构
要求：材质应长期承受高温作用（特别是烧 成带）、重量轻、保温性好，其结构严密， 不漏气，并有利于窑内气流的合理分布。
结构形式：拱顶、平吊顶、吊拱 2-1. 拱顶：顶拱的中心角一般60°～90°。
太大、太小都不利
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拱角梁
上拉杆 立 柱
图1-3
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拱角砖 下拉杆
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拱顶自重产生 F Q Kctg
的横向推力F： 2
2
K—温度应力系数 Q——拱顶荷重，N/cm
α—拱的中心角
图1-4 拱顶自重横向推力分析
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“双心拱”与“三心拱”顶结构