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。

（2）按窑体结构分类有全砖砌体结构窑体，有砖混结构加钢立柱，钢拉杆的窑体，也有钢筋砼框架结构的窑体
（3）组装式，全纤维，楷装结构窑体
（三）按窑型的单条产量分类
可分为年产标砖1.2亿块、8000万块、6000万块、5000万块、3000万块、2000万块等多种规格型号。

（四）按生产工艺方式分类
可分为一次码烧、一次半码烧和二次码烧、
（五）按运转自动化程度分类
可分为全自动测控的隧道窑，半自动运转的隧道窑，手动控制的隧道窑等。

三、隧道窑的各种性能比较
不论何种隧道窑生产烧结砖，其烧成原理是相同的，不同的是结构的差异，系统设置的区别，使得窑型性能有所不同，烧成效果也会发生较大变化。

不同的结构，不同的断面尺寸，不同的控制，都会产生不同的结果。

如中断面（3.0m~4.6m）的隧道窑，年生产合格产品可达3000万块标砖，能耗为每万块标砖标煤1.2t，如果生产多孔砖，每万块折标砖耗煤1.1t，运转方式为半自动或手动。

大断面（6.9m~10.3m）的隧道窑，年生产合格产品高达6000万~1.2亿快标砖，每万块标砖标耗煤达（1~1.1t）。

如烧多孔砖，每万块折标砖耗煤（0.9~1.0）t，运转方式为自动或半自动。

而全纤维楷装式隧道窑，每万标砖能耗仅为0.9t标煤，控制方式为全自动控制。

从众多生产企业来看，断面小的窑型，生产成本要高于断面大的窑型，而全纤维楷装式的隧道窑生产成本比大断面的隧道窑还要低。

所以，不同的结构，不同的造价，就有不同的性能区别。

（一）隧道窑各种性能的比较
隧道窑的各种性能，在窑建成的那一天就已经基本确定了，虽然隧道窑运行平稳，烧成制度固定不变，但遇到产品或原料发生变化时，窑的烧成制度应做一定的调整。

如果窑的性能较好的话，适应性就好，容易调整。

相反，窑的性能较差调整就有难度，产品质量也受影响。

(二)断面尺寸的比较
中断面的二次码烧隧道窑的高度（净高）比一次码烧隧道窑高，一般达到（1.6~1.8）m，有的甚至超过2.0m。

从高度比来看，二次码烧最小达到0.35，大的达到0.64，甚至超过1，而一次码烧隧道窑内高较低，主要由于湿坯的强度较低，码高后会影响底部坯体的质量，更严重的的是坯体码高后，会使窑的热工性能变差，窑内气体的分层严重，特别是预热带的上下温差增加，最高时这种温差可以达到200℃左右，这样对坯体的均匀预热和烧成带来很大的障碍。

所以，隧道窑的断面尺寸与窑内高是否合理，要根据其高度比指标来衡量。

（三）顶部结构的比较
在隧道窑中，有平顶、吊平顶、拱顶、掉拱顶这4种顶部结构方式。

中、小断面的隧道窑一般用拱顶和平顶结构，而大断面隧道窑用吊平顶结构。

平顶和吊平顶的隧道窑，顶部重量产生的动力，都是垂直方向的力，故不会对窑侧墙的结构产生任何影响。

而拱顶隧道窑拱顶重量不但产生一个垂直力，而且会产生较大的水平分力，对窑侧墙的结构有一定影响。

（四）窑体结构的比较
在隧道窑的窑体结构中，有砖混结构、砖混加钢柱结构、钢筋混凝土结构、钢筋砼框架结构、钢架结构、压型钢板结构。

在小断面隧道窑中，一般用砖混结构或砖混钢柱维护结构。

中断面隧道窑用钢筋混凝土框架结构，大断面隧道窑用钢架结构或压型钢板结构，才是最经济的建设方案。

（五）烧成性能的对比
产量、质量和能耗反映了隧道窑的烧成性能。

相同断面尺寸的窑，产质、产量取决于系统组成是否合理、窑的断面结构是否适合于热气体的运动、是否有利于气体与被烧物体之间热交换，取得最大的换热系数。

根据小断面二次码烧隧道烧窑的内高较高，窑内气体及热量分布的均匀性较差。

而一次码烧隧道窑的内高较低，窑顶预热带、烧成带、冷却带的气体及热量分布较均匀，使被烧物料在窑内得到均匀预热，均匀烧成均匀冷却，是制品外在和内在质量都具有较好的均匀性。

从生产能耗来看，二次码烧隧道窑的能耗，要比一次码烧隧道窑高10%左右，如果隧道窑进行烧结砖的生产，最好采用一次码烧工艺进行生产。

四、建设投资
在建设投资方面、平顶隧道窑的建设投资高于拱顶隧道窑。

顶部为拱顶或吊拱顶、侧墙为砖混结构的隧道窑造价较低、顶部为吊顶或吊拱顶、侧墙为砖混加钢柱维护结构的隧道窑及小断面平吊顶隧道窑的造价较高，钢筋砼框架结构和钢架结构及压型钢板结构的隧道窑造价最高
五、隧道窑的使用范围
作为生产工艺较先进的隧道窑，适用性较广，适合于生产以煤矸石、粉煤灰、页石、劣质闪图以及其他工业废渣、废料为原料的砖瓦产品，也适合于其他建筑陶瓷制品的生产。

使用该种窑型，不仅能够极大地降低工人的劳动强度，还可以提高生产效率，保证产品质量和产量、
六、对隧道窑的选择
前面对各种隧道窑的性能作了剖析，在建设时应综合考虑各种因素，根据原料的性能及投资规模大小，选择合适的隧道窑。

如果投资额较低，则可选择顶部为拱顶、侧墙为砖混结构的隧道窑。

如果投资不是很低，则选择平顶或平吊顶结构、侧墙为钢筋砼框架结构的隧道窑。

对于产量较大、投资充裕的建设项目，烧成设备可以选用顶部为吊平顶、钢筋砼框架结构或钢架结构或压型钢板结构的大断面一次码烧隧道窑。

总而言之，对隧道窑的窑型选择，应着重考虑原料、投资总额、产品结构、市场销售、综合管理水平、技术发展等要素进行判断。