隧道窑设计与操作中应重视的问题
关于隧道窑与辊道窑的若干问题
关于隧道窑与辊道窑的若干问题热工设备一、简述隧道窑产生上下温差的原因及克服方法答：产生原因：首先，热烟气的密度较小，在几何压头的作用下会向上运动造成上下温差，尤其在预热带，因为该带处于负压下操作，从窑的不严密处，如窑门，窑车接头处，沙封板不密处等漏入大量冷风，冷风密度大，使大部分热气体向上流动，因而大大促进了该带的几何压头的作用，使气体分层严重，上下温差最大可达300－400℃.还有一个原因，窑车衬砖吸收了大量的热，使预热带下部温度降低很多，进一步扩大了上下温差。
另外，上部拱顶，窑墙上部空隙大，气体阻力小，几何压头大，上下温差大。
克服方法：1.从窑的结构上1. 预热带采用平顶或降低窑顶（相对于烧成带来说）2. 预热带窑墙上部向内倾斜3. 适当缩短窑长，减少窑的阻力，减少预热带负压，减少冷风漏入量4. 适当降低窑的高度，减少几何压头的影响5. 烟气排除口开在下部近车台面处，迫使烟气多次向下流动6. 设立封闭气幕，减少窑门漏入冷风7. 设立搅动气幕，使上部热气向下流动8. 设立循环气幕流装置，使上下温度均匀9. 采取提高窑内气体流速的措施，增加动压的作用，削弱几何压头的作用。
现多采用高速烧嘴直接造成紊流。
2.从窑车结构上1. 减轻窑车重量，采用高强度高温轻质隔热材料，减少窑车吸热；2. 车上砌气体通道，使一部分热气体从这些通道流过，提高隧道下部温度；3. 严密窑车接头，沙封板和窑墙曲折封闭，减少漏风量。
3.从码坯方法上料垛码得上密下稀，增加上部阻力，减少下部阻力，使热气体多向下流；1．适当稀码料垛，减少窑内阻力，减少预热带负压，减少冷风漏入量。
2．所以稀码可以快速烧窑。
4.在预热带长度上很多温度点设高速调温烧嘴，这种烧嘴能调节二次空气使燃烧产物达到适于该点的温度，自车台面高速喷入窑内，大大提高下部温度。
二、隧道窑的膨胀缝如何设置答：在窑墙，窑顶每隔4－10cm的距离留一热胀缝，该缝的宽度为2－4cm，胀缝应呈形布置，以增加窑体的稳定性。
隧道窑设计与操作中应重视的问题
隧道窑设计与操作中应重视的问题煤矸石烧结多孔砖、空心砖是节能型墙体材料的一种，主要代替实心粘土砖用于永久性建筑。
由于该产品具有自重轻、强度高、良好的承载抗震性能，具有优良的保温、隔热、隔音特点，在使用时，施工周期短，综合造价低，因此有着广阔的市场[1]。
这种烧结砖的使用对于保护和节约耕地、治理环境、缓和能源危机、提高建筑功能、改善居住条件、实现住宅产业现代化有着重大的现实意义。
煤矸石成分中多为粘土岩、灰质岩，成分以粘土矿物为主，本身又含有一定的发热量，实际焙烧时，基本可以不用外投煤，利用自身的热量进行焙烧而成，因此，利用煤矸石作为原料烧成建材产品——煤矸石烧结多孔砖、空心砖，基本不需要燃料，属于节能项目。
目前，采用国内外性能优良、技术先进的设备和技术已完全可以生产承重和非承重煤矸石烧结多孔砖、空心砖，并广泛用于建筑设计和施工中。
从20世纪50年代起我国就生产多孔砖、空心砖。
主要产品有240 mm×115 mm×90 mm、240 mm×180 mm×115 mm、240 mm×240 mm×115 mm等几种规格，孔洞率比较低，在15％～30%之间，由于受当时经济形势和技术状况的影响，未能形成规模，多孔砖、空心砖的产量一直不大，但还是在不断发展。
进入20世纪80年代后，随着国民经济的发展，在砖瓦生产方面大功率、高性能的挤出机已大量应用，小断面二次码烧技术、一次码烧大断面隧道窑技术、码坯机及切码自动控制技术得到了广泛的应用，真空半硬塑挤出工艺已成为主流技术，砖瓦生产技术水平及生产装备的技术水平已经有了很大的提高，20世纪80年代末，随着国家经济政策的变化及对建筑节能的重视，为多孔砖、空心砖的发展带来了机遇，我国又开始了多孔砖、空心砖生产技术及生产装备的研究，生产的主要产品有承重系列KP1型（240 mm×115 mm×90 mm）（26孔），孔洞率25%，190 mm×90 mm×90 mm(19孔) ，孔洞率25%，非承重系列240 mm×90 mm×240 mm（三孔），孔洞率50%，190 mm×190 mm ×190 mm(小9孔)，孔洞率53%，240 mm×190 mm×240 mm（大9孔），孔洞率53%，290 mm×190 mm×190 mm(12孔)，孔洞率54%[2]。
隧道窑及其工作系统操作说明
目录前言------------------------------------------------------------------4一、隧道窑系统的结构1、窑体、窑门----------------------------------------------------------42、风机-------------------------------------------------------------------63、管路系统-------------------------------------------------------------74、中控系统-------------------------------------------------------------85、窑车-------------------------------------------------------------------96、顶车机等设备-------------------------------------------------------10二、隧道窑系统的操作1、干燥的影响----------------------------------------------------------112、正常操作及思路①发热量-------------------------------------------------------------12②进车速度----------------------------------------------------------12③码坯方式----------------------------------------------------------13④风机调整----------------------------------------------------------143、几种特殊情况下的操作①、停电-------------------------------------------------------------15②、焙烧段温度偏低、偏高的纠正----------------------------15③、焙烧段前移、后移的纠正----------------------------------16④、焙烧段过长、过短的纠正----------------------------------16⑤、车底温度高的纠正-------------------------------------------17⑥、非正常情况处理----------------------------------------------18三、应建立的几种概念1、整体性、宏观性----------------------------------------------------182、预见性、滞后性----------------------------------------------------193、统一性----------------------------------------------------------------19四、常见缺陷应对1、裂纹-------------------------------------------------------------------192、石灰爆裂-------------------------------------------------------------203、黑心砖----------------------------------------------------------------20前言烧成车间隧道窑系统是砖厂最大的设备。
烧结墙体材料隧道窑应重视的问题(上)
在很 多地 方使 用 了内燃 机 或 电瓶 车 等作 为拖 动机械 ． 题 较 多 。 但是 窑 内高 温 的工 作状 态 仍然 没 有彻 底 改 变 ． 因此 要 物 质 短缺 及 砖 瓦 产 品售 价低 廉 的影 响 ．为 了降 低 造 固 体燃 料 分 为外 燃 （ 投 ） 内燃 两 种情 况 。 当 外 和 比轮 窑 低 ． 窑 车 车 面 上 大 量 积 灰 ． 除操 作 困 难 。 且 清 求建 造隧 道窑 的厂 家愈来 愈 多 但 是 由于受 过去建 设 外 燃 料 使 用 量 较 大 时 ． 道 窑 热 耗 大 ． 利 用 效 率 隧 热
题 ． 出 了应 对 隧 道 窑 的 设计 和操 作 给予 重 视 。文 中强 调 了燃 料 的 种 类 与 组 成 对 隧道 窑设 计 和 操 提
作 的影 响 ： 断 面 隧 道 窑在 预 热 带 增 设 循 环 系 统 装 置 和增 设 顶 部 中 间 排 烟 管 道 的必 要 性 ； 垛 形 大 码
隧 如劈 离砖 、 水 墙 装 饰 砖 、 地 （ ） 、 档 屋 面 瓦 道 工 序 中加 入 ． 道 窑 中温 度 的高 低 与 分 布 很 大程 清 铺 路 砖 高
外 造． 隧道 窑 确 实 有很 多 优 点 ． 其逐 步 取 代 轮 窑 是 历 史 基 本 上 将 其 全 部 按 内燃 料 考 虑 ． 投 燃 料 仅 占很 少
发展 的必 然
一
部 分 或 在 正 常 焙 烧 时 不 使 用 。 这 样 一 来 。 使 坯 就
目前 影 响烧 结砖 瓦隧道 窑 质 量 的因 素很 多 ． 如 体 中所 携 带 的 热 量 被 带 人 最 高 焙 烧 温 度 范 围 内 ． 例 也 不 同原 材 料 的坯 体 ｆ 矸 石 、 岩 、 土 或粉 煤 灰 ）不 就 是说 ． 高 焙 烧 温 度 的保 持 仍 然 要 依 靠 坯 体 中 携 煤 页 黏 、 最 热 。 同工 艺方 法 （ 次码 烧 与二 次 码烧 ） 不 同 的燃 烧方 式 带 的 内燃 料 （ 量 ） 这 种 设 计 指 导 思 想 或 焙 烧 方 一 、 （ 无 内燃及 内燃 料 发 热量 的 高低 ） 。 涉 及 到隧 道 式 ． 成 了产 品 质 量 下 降 ， 大 了黑 心 、 包 、 花 有 等 都 造 增 面 压 严 下 窑 的基本 结构 及 尺 寸 ． 至 操 作方 法 。笔 者 结合 工 作 砖 出 现 的 几 率 ． 重 时 会 出 现 窑 车 上 坯 垛 中 、 部 乃 同 对 实践 ． 目前 我 国烧 结 砖 隧 道 窑设 计 、 造 及 操作 中 过 烧 ． 时 也 增 大 了产 品 出 现 泛 霜 的几 率 。 控 制 就 建
隧道窑常见问题
隧道窑常见问题处理方法（一）在隧道窑焙烧中经常遇到的事故性问题及处理方法有下列几种：1点火1.1现象及危害点火准备工作不足是造成点火砖成废品或告等外品及点火失败在现象。
1.2原因（1）点火坯车不够；（2）未按点火操作要领进行操作；（3）点火煤坯未加足燃料；（4）点火坯车上砖坯入窑水分偏高；（5）点火工技术不全面或责任心不强；（6）未掌握好进车时间，不该进车时推车入窑。
使坯垛温度陡降，达不到正常焙烧所需带温度、火度，最后上火熄灭；（7）风闸提得过高，使热风被大量抽走，造成窑温偏低。
1.3处理方法（1）备足点火坯车。
一般点火时应准备好30个以上的干坯车；（2）严格按照点火操作要领进行操作，砌好大灶车，码好与大灶连接的点火坯车带探头砖；（3）点火坯车上砖坯入窑水分必须按制在6%以内，以免在点火后因砖坯过湿使坯车在窑内倒塌；（4）调整好窑上各风闸，并关紧窑门，用风机控制好火焰长度；（5）正确掌握好窑上的投煤时间，必须待窑烧出3排以上火眼，并底火发亮时，才可在窑上投煤引火，而窑内大灶要继续放大火，上下夹击；（6）正确掌握进车时间。
必须烧出9排以上火眼，并底火发亮时，才可以进车，但大灶必须继续烧。
进入5个以上窑车后，大灶方可停烧。
（7）当停烧大灶后发现窑内火小温度降低且有熄火危险时，应迅速关小风机、风闸，打开火眼，投入碎木柴和块状且煤质优良的有烟煤。
待火重新烧正常后才停止此项工作。
2蹲火2.1现象及危害由于某种原因，使隧道窑无条件继续焙烧，被迫蹲火在现象。
蹲火处理不好会造成废品率升高，严重时甚至可能导致熄火在发生。
2.2原因（1）没有砖坯装上窑车，或因管理上的原因，有坯装不上窑车；（2）因为停电不能继续焙烧（顶车机、风机、窑车等）；（3）窑内发生事故，不能持续进车（窑车跳轨、窑车坏在窑内、窑内倒坯等）。
2.3处理方法（1）关闭远闸，近闸也需开很小，减少通风，或只留1-2个风闸，其余全部关闭；（2）维持窑内温度，采取间断地，少量地添煤（1/3铲）；（3）尽量降低火行速度；（4）尽快修复损坏设备，进入正常焙烧；（5）尽快处理窑内事故，跳轨车、坏窑车、倒窑车；（6）当遇到停电风机不能运转时，应打开窑门，揭开烧成带和预热带之间在投煤孔盖；（7）停电时应备有应急电源，保持顶车机能正常运行，每隔4-6h推一个坯车进窑，若无坯车，窑车也可，待来电有坯车时再把空车拉出，填入坯车。
隧道窑实际问题分析与解决措施
4 焙烧出现低温
焙烧带火呈樱桃红色或浅红色，明显要出生砖，焙烧温度提不起来。 原因可能是：内燃偏低，用闸不当，低温段已基本耗尽内燃，到高温段
已无煤可烧而烧窑工又未能及时发现。当供风不足出现低温时，从火眼
投入煤粉火焰前行缓慢甚至停滞不前，反之，火焰迅速跑了，说明风量 太大，把热吹跑了，温度升不起来。此时，可把干的木柴或拌有废油的 木屑，投入保温带和焙烧带的火眼投柴救火。 对因供风不足出现的低温还应缓步加高风闸，增加风量，但不许猛提 高闸，否则会吹灭余火。对因风量太大而出现的低温，则应降闸减风或 挡一下出车端砖垛限风，在保温冷却带有余热闸的应立即落闸关闭。
2 焙烧倒窑
焙烧带的砖垛倒了，如果是码窑不当所致，则倒下来的砖不会出现严重变形。如果是
焙烧温度太高，超过了烧结温度范围的上限，砖坯软化甚至熔化，则倒下来的砖严重变形，
颜色变深，甚至粘结成一个整体。此时，唯一的办法是从窑的出车端逐一拉出窑车，直到
拉出倒砖的窑车，清理干净哈风洞里的碎砖和轨道砂沟，才能进车。造成这一事故的原因 是焙烧失察，没有及时发现窑内高温并采取相应措施降温，以及内燃过高没有在焙烧初期 低温耗煤，等砖坯到了高温带已无法控制。 预防的唯一办法是，及早发现高温倾向，如揭开火眼时窑内砖出现耀眼的白色，甚至砖 垛似乎有些摇摆，就是极端危险的信号，立即应降闸限氧，对在保温带有余热闸的应立即 高提余热闸，把从出车端来的风拉走，使焙烧严重缺氧，限制火势。如果没有余 热闸则可以用报纸等遮挡出车端的砖垛，阻止进风，同时进车，把高温 砖垛推到较低温度的保温带。 严格控制内燃掺量，不许超标。
坯垛连起来增加坯垛的稳定性。
出现以上三种问题的原因是码窑不当。码窑的基本原则是：①码窑密度：对 于烧内燃砖，一般认为每1立方米窑室空间码260块（普通实心砖）比较合理， 多孔砖和空心砖由于壁薄、有孔、用料较少，当折算成实心砖时，码窑密度 可以适量增加；②坯垛断面上的通风总面积应大于坯垛断面之30%，更必须大 于坯垛两侧及顶部与窑墙之间的通风面积；③当采用手工码坯且窑室高度超
简析隧道窑焙烧中遇到的各种问题及处理方法
2022年第1期（总第409期）在隧道窑焙烧过程中，大多数焙烧师傅都遇到过焙烧带坯垛断面火行不一致，一边慢一边快、上火慢底火快、底火慢上火快、火行速度慢但是后火败火快、温度异常等等诸多方面的问题。
有经验的焙烧师傅会根据所出现的情况来选择处理方法，但不少焙烧师傅在遇到从来没有遇到过的情况时，就不知道如何下手解决了。
本人写此文，是把自己所遇到过的、掌握了处理方法的及本人以往焙烧操作中釆用过的处理方法写出来，以供同行们参考并提出宝贵的操作经验。
1窑两侧火行速度不一致的处理方法一般来说，在焙烧过程中，产生这种情况的原因有如下几种情况：①砂封槽一边缺砂严重；②窑车两边距窑墙距离不一致，造成窑墙两侧曲封槽长短不一致；③生产半成品时，码坯机或机械手码垛时，因为窑车轨道设计存在的误差问题，使码的坯垛距窑车两侧距离不一致，换句话说就是窑车一侧距离窄，一侧距离宽，这样直接造成砖坯进窑时砖坯靠近窑一侧太近，而另一侧又太远。
为什么焙烧窑的一侧砂封槽会因为缺砂严重而导致此一侧火行速度较慢呢，因为缺砂会导致窑车底部的冷空气被抽上来而影响预热带砖坯的升温速度，直接造成此一侧的砖坯到达焙烧带时所要求的焙烧温度升温缓慢，而另一侧因为缺砂不严重或不缺砂而升温较快，直观就是坯体断面的火行速度一边快一边慢。
这种情况下，焙烧师傅应经常检查焙烧窑内两侧的砂封槽是否缺砂，如果缺砂应抓紧填砂。
这样，因砂封槽缺砂造成的火行速度不一致也就迎刃而解了。
2窑车与窑墙两侧距离不一致造成曲封槽长短不一致因为窑车与窑墙之间的距离不一致，造成窑炉所设计的曲封槽一边长一边短，因为封闭再严的窑炉，挡风板到窑墙之间总会有一定的距离，以便窑车入窑运行时不至于挂墙而毁坏窑体。
而这个距离会因为进窑端进车，出窑端不封闭而导致凉风顺着此空隙侵入，在曲封槽较短的情况下，更会造成曲封槽失去或者减弱阻挡窑底凉风侵入的作用，在焙烧风闸的作用下而被抽上窑车，造成此一侧因为凉风的侵入而升温缓慢，直接造成此一侧的火行速度较慢，最终导致窑车两边火速一边慢一边快。
隧道窑设计与操作中应重视的问题
是 历史 发展 的 必然 。在 我 国用 于烧 结 砖 瓦 的 隧道 窑 ， 目前 情 况讲 ， 然 有 许 多 这样 或 那 样 的缺 陷 就 仍 与不 足 。 如不 同原材 料 的坯体 （ 例 煤矸 石 、 页岩 、 粘土 或 粉煤 灰 ）不 同工 艺 方法 （ 次码 烧 与 二 次 码烧 ） 、 一 、
到 的 问题 较 多 。 固体燃 料 又 分 为外燃 （ 外投 ） 内燃 两种 情 况 。 和
响 ， 大 多 数 都 过 于 简化 ， 有 些 地 方 还 出现 了所 绝 在
谓 的“ 隧道窑 ” 土 。这些 “ 土法 上 马” 土 隧道窑 ” 的“ 在 很 多方 面不 完 善 ． 因 窑 的 总 长度 太 短 ， 因坯 体 或 或
不 同 的燃 烧 方 式 （ 有无 内燃道窑 的基 本结 构及 尺寸 。本 文就 等 都 目前烧 结砖 隧 道 窑设 计 、建 造 及 操 作 中存 在 的 问
题， 结合个 人 实际 工作 中的体 会 ， 几 点看 法 。 谈
１ 隧道窑 设计 时应 重视 的事 项
内， 也就 是说 最 高 焙烧 温 度 的保 持仍 然 要依 靠 坯 体 中携带 的 内燃料 （ 量 ） 热 。这种 设计 指 导思想 或是 焙 烧 方 式 ，带 来 的直 接 后果 就 是对 产 品质 量 的 损伤 ， 增 大 了黑 心 、 面包 、 花 砖 出现 的趋 势 ， 重 时会 出 压 严
原 因 ： 是 隧道 窑本 身 由于设 计 不合 理造 成 结 构存 一 在缺 陷 ： 是操 作 方法 不 当或 是 维修 不 到位 使 其 散 二 热大 、 跑风 漏气严 重 。鉴 于上 述 问题 的影 响 ， 现在使 用隧 道 窑烧 成 的厂 家 ， 遍都 增 大 了 内燃 料 的掺 加 普 量 。在设计 时 ， 算 焙烧 所需 热量 （ 计 燃料 ） ， 时 也是将 其几 乎全 部 按 内燃 料来 考 虑 ， 投燃 料 仅是 很 少 一 外
烧结墙体材料隧道窑应重视的问题(下)
现 过 烧 现 象 。分 析 原 因 ， 要 是 由于 边 隙 过 大 （ 主 达 被排 走 。 １ｃ ７ｍ左 右 ） 造 成 两 边 风 的流 量 过 大 ， 两 边 的坯 垛 ， 使
温度 无 法 达 到 最 高烧 成 温度 而 形 成 生 砖 将 边 隙调
整 到７ ｍ左 右 后 ． 砖 现 象 不 再 出现 。 ｃ 生
７ 码 坯 形 式 对 隧 道 窑 内气 流 分 布 的 影 响
气 流分 布 的整 流 作用 ． 若前 一个 坯 垛 错 位 ． 然 要影 必 根 据上 述 概念 及 目前 西 欧提倡 的做法 ． 论 坯垛 响后 面坯垛 中的气流 量 无 从热 工性 能 上讲 ． 高孔 洞率 空 心砖 较好 的码坯 形
减 小 ， 垛 中 的 流 量 增 加 ， 热 效 果 增 强 ， 差 降 度 大 断 面隧 道 窑 中码 坯 的原 则应 首先 考虑 坯 垛 热 坯 传 温 低 ，产 量 提 高 ，且 产 品 质 量 也 得 到 了改 善 。 Ｓｅ ｎ 工 性 能 的最 佳 化 ．其 次 才 是 坯 垛 的稳 固性 。具 体 来 ｔａ ｆ
６ 边 隙 对 坯 垛 穿 流 和 传 热 的 影 响 （ 是 对 产 或 量和 质 量 的 影 响 ）
边 隙是指窑 墙 和窑顶 与坯垛 之 间的距 离 根据 德 定 证 明 ． 的 边 隙 大 于 １ｃ 窑 ５ ｍ时 ． 只有 ５ ％的 气 流 能 从 国Ｓｅａ ｏｇ的研 究 ．认 为 边 隙 过 大 坯 垛 中部 穿过 ． ５ 而９ ％的气 流 从 边 隙和坯 垛 周 围流走 对 隧道 窑 的焙 烧 是 有 害 的 。 据 测 定 ． 边 隙较 大 的 在 了。现在 某 些煤 矸 石空 心砖 厂 ． 了避 免 在砖 的条 面 为 隧 道 窑 中 ． 过９ ％ 的气 体通 过 边 隙流 动 ， 量 气 体 上 产 生 压花 等 缺 陷 ．采 取 将 多 孔 砖 孔 洞 向上 两块 叠 超 ０ 大 没 有 与坯 垛 进 行 充 分 的 接 触 就被 排 出 随 着 边 隙 的 码 的 坯垛 形 式 ．这 不利 于 传 热 和 减小 坯 垛 的温 度 梯
隧道窑值得注意的问题
现代隧道窑节能设计值得注意的问题源科隆窑炉有限公司李华隧道窑是陶瓷厂主要烧成设备,广义上的隧道窑包括窑车式隧道窑、辊道窑、推板窑、网带窑等均属隧道窑的范畴,但本文就狭义上的隧道窑(窑车式隧道窑)作为研究对象,根据现代窑车隧道发展趋势,提出几个值得注意的问题,供同行参考。
1.燃料气体化国外现代化隧道窑已不采用(或不直接采用)固体燃料,也基本不使用液体燃料(重油或柴油),而几乎全部采用气体燃料(石油液化气、煤气和天然气)。
我国台商及港商在大陆兴办的数百家陶瓷企业也几乎全部采用石油液化气燃料;而我国内陆企业采用气体燃料窑炉比例还相当小,大部分还是煤窑。
有的工厂旧窑改造或建新窑仍按煤窑设计。
我国的陶瓷展品屡或世界大奖,但批量生产质量不稳定,这与使用煤的质量难以稳定有关。
采用气体燃料,除了能显著减少或消除陶瓷工厂的环境污染、工厂自身工作环境得到根本改善外,还具有以下特点:(1)、能方便地控制炉内各带气氛(空气与燃料的比例)、温度、窑炉内的压力分布,适用于自动控制的要求。
(2)、采用燃烧效率高的高速等温烧嘴、高速调温烧嘴、高速等温脉冲烧嘴、平焰烧嘴或长焰烧嘴,燃烧强度可调,火焰速度快,对流传热系数大,故升温快,缩短生产周期。
(3)、燃气(尤其石油液化气和天然气)热值大,燃烧条件好,空气过剩系数小,燃烧完全,热效率高。
(4)、气体燃料(尤其石油液化气和石油天然气)无对产品污染有害元素,烧制产品质量好。
采用无匣裸烧,降低了能耗和窑具成本。
(5)、燃料运输费用少,仓贮费用低。
(6)、由于采用一系列节能措施,能源消耗小。
尽管使用气体燃料窑炉在设备上一次投资稍大于固体或液体燃料,但在投产后的企业形象、产品合格率、产品档次、生产效率、自动化程度、综合生产成本、环境保护等方面更具有优势。
因此对于有条件的企业用气体燃料窑炉淘汰或改造旧式煤窑,不仅是环保的要求,而且也是我国陶瓷工厂向现代化、自动化上档次参与世界市场竞争的需要。
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隧道窑设计与操作中应重视的问题湛轩业[摘要]本文对目前我国砖瓦行业使用的隧道窑存在的某些缺陷从设计与操作方面进行了阐述。
文中着重强调了隧道窑设计思想上需要转变的概念和应重视的八个问题；对隧道窑的实际操作方面重点提出了环流焙烧和穿流焙烧概念上的区别，提出了隧道窑操作中“最小边隙”的概念与数据；合理坯垛形式对烧成过程的重要性；零压位的正确控制和根据实际情况的调节等。
1、隧道窑设计时应重视的事项1.1关于燃料的种类与组成1.2原材料的焙烧特性与矿物组成1.3最高允许烧成温度及烧成温度范围的测定1.4合理焙烧曲线的制定1.5预热带增设循环系统装置1.6增设隧道窑顶部中间排烟管道1.7加强窑体及车下密封1.8加强窑体的保温2.隧道窑操作中应重视的问题2.1合理的码坯形式2.2边隙对坯垛穿流和传热的影响（或是对产量和质量的影响）2.3码坯形式对隧道窑内气流分布的影响2.4坯体形状对加热和冷却速率的影响2.5坯体本身传热性能对加热和冷却速率的影响2.6正确控制隧道窑焙烧过程中的零压位2.7正确选用窑车车面垫层材料2.8窑车上下密封的重要性随着人们经济与生活水平的提高，用轮窑焙烧的砖瓦厂中，笨重的体力劳动岗位，如人工装出窑的劳动力越来越少。
虽说现在有不少地方使用了内燃机或电瓶车等的拖动机械，但是仍然没有彻底改变在窑内高温下操作的状态，因此要求建造隧道窑的厂家愈来愈多。
但是由于我国烧结砖瓦产品的隧道窑，在过去建设物质短缺及砖瓦产品售价低廉的影响下，为了降低造价，设计或建造的隧道窑绝大多数都过于简化，在有的地方还出现了所谓的“土隧道窑”。
这些“土法上马”的“土隧道窑”，在很多方面不完善，或因窑的总长度太短，或因坯体码垛太高，或因隔热保温性能不好、温差过大等问题，造成产品质量差，热耗高，窑车或砂封损坏严重，维修费用高等，使某些人们对隧道窑形成了望而却步的感觉。
然而，经合理设计及严格按要求建造的隧道窑，确实有很多优点，隧道窑将会逐步取代轮窑，这也是历史发展的必然。
在我国用于烧结砖瓦产品的隧道窑，就目前情况讲，仍然有许多方面存在着这样或那样的缺陷或不足。
例如不同原材料的坯体(煤矸石、页岩、粘土或粉煤灰)、不同工艺方法（一次码烧与二次码烧）、不同的燃烧方式（有无内燃及内燃料发热量的高低）等，都涉及到隧道窑的基本结构及尺寸，乃至操作方法。
本文就目前烧结砖隧道窑设计、建造及操作中存在的某些方面的问题，结合个人实际工作中的体会，谈几点看法如下：1、隧道窑设计时应重视的事项众所周知，隧道窑设计前应具备的基本数据和资料是：产品纲领、年工作日、成品率、燃料的种类及组成（内燃或外燃、内燃料发热量的高低、气体或液体燃料）、坯体入窑水分、原材料的矿物组成（焙烧特性）、烧成制度、码垛形式及码坯密度、排烟方式（烟囱或机械以及排放烟气中是否有对环境构成影响的有害物质，烟气是否需经过净化后排放等）、生产工艺对隧道窑机械化程度及热工测量控制的要求、建设场地的地质、水文和气象资料等。
其中容易被忽视的问题有：燃料的种类与组成、原材料的焙烧特性与矿物组成、码垛形式与产量、排放烟气中的有害物质。
1.1关于燃料的种类与组成烧砖隧道窑使用的燃料有气体（发生炉煤气、天然气、焦炉煤气、高炉煤气等）燃料、液体（柴油、重油）燃料及固体燃料（各种煤等）。
除了制造高档次产品如劈离砖、清水墙装饰砖、铺地（路）砖、烧结高档屋面瓦等使用气体或液体燃料外，绝大多数有隧道窑的厂家使用的是固体燃料。
实际中在使用固体燃料的情况下遇到的问题较多。
固体燃料又分为外燃（外投）和内燃两种情况。
当外燃料使用量较大时，固体燃料在烧砖隧道窑上就显示出热耗大，热利用效率比轮窑低；且窑车车面上大量积灰的清除非常麻烦，操作困难。
因而曾有说词：“隧道窑热耗比轮窑的高。
”造成这种现象的原因有：一是隧道窑本身有于设计不合理造成结构上存在着缺陷；二是操作方法不当或是维修不到位使其散热大、跑风漏气严重等。
鉴于上述问题的影响，现在使用隧道窑烧成的厂家，普遍都增大了内燃料的掺加量，在设计时，计算焙烧所需热量（燃料）时，也是将其几乎全部按内燃料来考虑，外投燃料仅是很少一部分或在正常焙烧时根本就不用外投燃料。
这样一来，就不得不将坯体中所携带的热量带入最高焙烧温度范围内，也就是说最高焙烧温度的保持仍然要依靠坯体中携带的内燃料（热量）。
这种设计指导思想或是焙烧方式，带来的直接后果就是对产品质量的损伤，增大了黑心、面包、压花砖出现的趋势，严重时会出现窑车上坯垛中下部的过烧；同时也增大了产品出现泛霜的几率。
对产品的质量控制也带来了不少的困难，例如必须严格控制坯体中内燃料的发热量，一旦过高，则出现焦砖；一旦过小又会出现生砖。
而且这种过大或过小的波动范围相对讲涉及到的产品数量都较大，会造成大量的废品。
这种情况在煤矸石、粉煤灰烧结砖的实际生产中会经常见到。
这种焙烧方式也不可能实现隧道窑烧成过程真正意义上的完全自动化控制，因坯体中内燃料的热量已在前道工序中加入好了，隧道窑中温度的高低与分布在很大程度上取决于内燃料所携带的热量。
从砖瓦产品焙烧的原理上讲，这种全部或是几乎全部依赖于内燃料提供焙烧中所需的总热量，将坯体中的内燃料带入最高焙烧温度下的做法，是非常不利的。
在用轮窑焙烧内燃砖过程中，长期总结的实际经验也表明：避免坯体表面过早烧结，以免液相出现后的烧结收缩使坯体表面的微孔或毛细孔道被堵塞，使坯体中部的可燃物反应后的气体释放及继续反应所需氧气的渗透受阻。
如稍有不慎，就会引发黑心、压花、面包砖的出现，甚至于烧炼结成“大坨”，严重者还会出现烧塌倒窑。
虽说大多数使用隧道窑的厂家均生产着多孔砖或空心砖，这种现象有所缓解，但也没有从根本上解决问题。
例如很多生产煤矸石砖或高内燃砖的厂家，为了避免在条面上形成压花，而将多孔砖坯体的孔洞垂直向上，双坯叠码，将压花转移到座浆面上。
这种码坯方式延长了焙烧的周期，对隧道窑的产量影响很大，也不符合传热原理，更与现代新的焙烧原理及概念相去甚远（后面在穿流与环流焙烧原理中还会谈到）。
内燃法烧砖是我国上古时期先民的发明创造，距今已有6400年以上的历史。
内燃烧砖也是一种节约能源、充分利用工业废料的重要措施。
但是如何控制含有内燃料的坯体在焙烧过程中的燃烧反应？这种燃烧反应会带来什么样的负面效应？该燃烧反应必须在何时完成？怎样有效地利用内燃料的热量而不会影响到产品的质量？内燃料的组成或矿物成分是否会影响到产品的质量及对环境造成污染？这些问题对每一位烧砖隧道窑的热工设计人员来说，都是必须了解清楚的基本设计资料或是说必须具备的基本知识。
按照西欧多家涉及烧结砖瓦窑炉公司多年的成熟经验及世界著名烧结砖瓦研究机构——德国艾森（Essen）砖瓦研究所在多年前的研究结论表明：“坯体中的内燃物质必须在液相出现前完全燃烧。
”这一结论与我国用轮窑焙烧内燃砖总结出的避免坯体表面过早烧结的经验在一定程度上是吻合的。
许多西欧的专家们在他们的研究文献中也提出在850℃前坯体中的可燃物必须燃尽，这样才能确实保证最终产品的质量。
在我国有关项目的引进过程中，西欧有名的专家也曾向我们提出过这种建议。
当然，850℃仅是一个参考数据，针对某种特定的原材料或坯体而言，应通过试验（例如热分析试验方法）来确定液相或收缩开始出现的温度。
这一温度就成为了焙烧内燃或高内燃砖隧道窑设计和操作的工艺参数，也就是重要的控制边界值。
在液相或收缩开始出现之前将坯体内的可燃物质燃尽，靠外加燃料来维持从这一温度开始到最高烧成温度。
这样做似乎是浪费了热能，其实不然，因为焙烧所需的单位热耗是一定的。
在850℃以上的窑内环境下的传热方式也发生了改变，以辐射传热为主，又因为温度较高，外加燃料能得到充分的燃烧，焙烧中的总热耗不会增大。
最有说服力的例证是西欧国家多使用气体或液体燃料，但其单位产品热耗比我们国家的隧道窑低得多。
如果我们承认这种以产品质量为核心焙烧方法的正确性时，这就得改变我们目前烧砖隧道窑的设计理念。
也就是在隧道窑的结构设计上及操作方法上要能满足在液相或收缩开始出现之前将坯体内的可燃物质燃尽（850℃）。
这种在设计思想上的改变，也会改变坯垛的码放方式，简化生产工艺及设备，如根本就没有必要进行翻坯，取消双坯叠码的形式，可大大改善隧道窑内的通风状态，减少坯垛阻力，缩短烧成周期，大幅度提高产量及质量。
因为在进入最高烧成温度区间前，坯体中的可燃物已完全氧化，在最终产品中就不可能形成压花、黑心等缺陷。
这种在设计概念上的转变，也可以是隧道窑的焙烧过程实现真正意义上的自动化控制，因焙烧的最高温度范围可人为地进行调节与控制。
同时这种焙烧方法，如果原材料中含有硫化物（例如煤矸石或某些页岩中的黄铁矿、白铁矿）时，也可减少产品的泛白和泛霜趋势。
因为有碳存在的情况下，黄铁矿在碳完全燃烧后才开始氧化。
如果坯体内燃料中的碳在最终产品中没有燃尽，就必然在其中裹带着黄铁矿，而黄铁矿分解后，并能与产品中的碱金属或碱土金属物质反应，在产品出窑后遇水则会形成泛霜。
另一种情况是在越过最高烧成温度区间后，在保温和冷却初期阶段的温度仍可使碳及黄铁矿继续氧化分解，所形成的SO2~SO3会吸附在硅酸盐或铝硅酸盐物质表面，在产品出窑后遇水时形成硫酸而溶蚀产品中的玻璃相或其它含金属离子的物质，最终形成泛霜盐。
泛白出现的原因是在冷却带抽取的、用于干燥的热空气中混入了含硫气体。
如果在到达最高温度之前坯体中的可燃物全部氧化时，在冷却带就不可能出现含硫的气体。
在设计时还必须了解清楚所用燃料和坯体中的总含硫量及总含氟量。
因国标GB90078——1996《工业窑炉大气污染物排放标准》中对烧结砖瓦工业窑炉烟气中含硫和氟化物的排放有着严格的规定。
如果设计时计算超标，就必须考虑烟气净化的处理方法。
顺便提及，由传统的化学分析方法测定的三氧化硫的数据在设计时毫无意义。
因在传统的化学分析中，将试样干燥至恒重，在850℃左右的温度下灼烧后对其各种氧化物进行测定，其中的挥发分全部归结为烧失量。
但是对所用原材料而言，特别是煤矸石及某些页岩，所含的黄铁矿在这一温度下早就开始分解了，并已释放出了绝大部分二氧化硫。
传统化学分析最终测定出的三氧化硫可能仅是硫酸盐矿物中所含的硫。
所以对计算烧砖隧道窑排放烟气中的含硫气体的浓度时失去了参考价值。
因此原材料和燃料中的总含硫量必须在常温下测定。
为了进一步说明这一问题，表1给出了某地一烧结煤矸石砖厂实际使用的煤矸石硫含量两种方法测定分析的结果。
表由表1可看到,样品1用传统化学分析测定的硫含量,即便是在焙烧过程中全部以二氧化硫气体释放，经计算排放的烟气中SO2的浓度也不会超标。
但是在常温下测定的SO3是传统化学分析测定的近20倍，无疑排放烟气中的SO2的浓度大大超标，设计时必须考虑使用烟气净化设备。