隧道窑建造必读

隧道窑概况

隧道窑是耐火材料、陶瓷和建筑材料工业中最常见的连续式烧成设备。其主体为一条类似铁路隧道的长通道。通常两侧用耐火材料和保温材料砌成窑墙，上面为由耐火材料和保温材料砌筑的窑顶，下部为由沿窑内轧道移动的窑车构成的窑底。

隧道窑属于逆流操作的热工设备，沿窑长分为预热、烧成、冷却三带。制品与气流依相反方向运动，在三带中依次完成制品的预热、烧成、冷却过程。隧道窑两端没有窑门，每隔一定时间将装好制品（砖坯）的窑车推入一辆，同时装有已烧成制品的窑车顶出一辆。窑车进入预热带后，车上制品首先来自烧成带的燃烧废气接触并被加热。而后随窑车移动进入烧成带，借助燃料燃烧放出的大量热，达到烧成最高温度并经过一定保温时间后制品被烧成。烧成制品至冷却带，与鼓入的大量空气相遇，制品被冷却后出窑。

冷却制品用空气经鼓风机从冷却带两侧窑墙基窑顶送入窑内，空气在冷制品的同时本身被加热。由于冷却用风量大，超出燃料燃烧所需的空气量，因此只有一部分热风供给燃烧使用，另一部分则可抽出，作为砖坯干燥的热源或另作他用。燃料燃烧所产生的高温烟气沿隧道窑流入预热带，在加热制品的同时本身被冷却，最后经排烟机烟筒排出。

由上述分析可以看出，隧道窑中由于制品和气流按逆流方向运动，烧成制品及废气量都得到较充分的利用，因此较间歇式窑炉热效率高。

某些隧道窑在预热带前设有干燥带，利用从冷却带抽出来的热风干燥砖坯。设置窑前干燥带课省去单独的干燥工序，节能燃料，同时减轻劳动强度。但各种不同砖坯只能按同一干燥制度进行干燥，同时干燥废品无法选出，它们也必须随同正品一道继续其后的烧成过程，造成燃料浪费。所以对于形状和尺寸相差比较悬殊或干燥废品较多的砖坯，不宜入窑前干燥带，而应另设干燥器

隧道窑窑墙的结构

窑墙是窑体的重要组成部分，它对于窑的寿命、投资、燃料消耗以及操作控制都会产生很大影响。选用合适的窑墙厚度对降低窑的燃料消耗，改善劳动条件和延长窑体寿命都有很大的意义。

窑墙厚度是根据使用温度和砌筑要求来决定的。预热带和冷却带由于窑内温度低，窑墙可以稍薄，烧成带和靠近烧成带的预热带和冷却带则宜采用轻厚窑墙。窑墙通常由三层组成：最内层位耐火材料，根据窑内温度决定，耐火材料的外层为保温层，由各种轻质保温材料构成。所选取的轻质材料即要绝热保温又要保证长期的安全使用而不损坏。最外层为建筑砖或黏土砖，用以保护轻质保温材料不损失。目前在某些新型窑中已采用大型绝热板，外敷以薄金属板，作为窑墙的最外层。

保温层的厚度对窑墙的厚度起决定作用。因此它决定了隧道窑损失的大小，而且也影响投资多少。保温层增厚可以减少窑墙散热损失，但却增加了基建投资和砌筑维修费用，反之则可以减少投资费用而增加散热损失，因而出现了一个”经济厚度“的概念。

显然，窑墙的经济厚度是一个受燃料、材料价格和隧道窑使用年限影响的不断变化的数据，为了节约能源和延长窑炉使用寿命，窑墙厚度设计方面出现了提高热阻的趋势，近年来研究出一些保温性能好、耐高温的新型轻质保温材料，如各种耐火纤维及其制品、空心球及其制品等等。某些新型轻质材料不仅可以做保温材料用，而且可以直接用作隧道窑内衬，这样可以大大降低窑墙的重量和厚度，简化窑墙砌筑，节约燃料，然而，轻质保温材料的强度一般都较低，在采用它们直接作为内衬或大量使用作为保温材料情况下，在窑炉的结构上应有适当的考虑。

隧道窑的窑顶结构

窑顶事隧道窑窑体的重要组成部分，它对窑的寿命有决定性的影响。窑顶所选材必须能长期承受高温作用，

重量轻，保温性能好，它的结构应严密不漏气，并有利于窑内气流的合理分布。

拱顶。窑顶结构为一拱形，通过拱脚砖架设为窑墙上，拱脚砖两边的窑墙上安设有拱脚梁，以承受拱产生的衡推力，窑墙外设有立柱，通过上下拉杆紧使窑顶和窑墙形成的一个整体。

在进行拱顶设计时，拱角的选择很重要，拱角太小，拱砖所受的力大，而且由于批转和灰缝的收缩，在使用中容易产生下沉的现象。反之，若拱角大，拱半径小，当拱心角为180度时为半圆拱，拱砖受热膨胀后，拱会被挤起而产生开裂。同时供高增加，拱与制品之间的空间加大，容易造成上下温差。所以造成上下温差。所以隧道窑一般采用60-90度拱心角。

平吊顶

窑顶事平的，窑顶砖通过掉挂机吊在窑顶上面的钢梁上。吊挂方法是两块大吊砖之间夹数块小吊砖，大小吊砖之间凹进和凸出的部分互相构成一个整体，通过金属吊杆悬挂于钢梁上。

平吊顶窑窑顶不易下沉。窑墙所承受的负荷小，有利于延长窑体的寿命，而且平吊顶结构便于码砖，砖跺和窑顶之间的间隙较少，有利于气流的合理分布。

但是，建造平吊顶窑需要大量的投资和钢材，气密性也没有拱顶窑好，这种结构多用于烧成温度比较高，入镁砖和高铝砖隧道窑上。

吊顶窑。隧道窑在预热带和冷却带采用一般拱顶，在温度高的烧成带采用吊拱顶，这样可以节约钢材，窑顶的严密性较好，散热较小。但拱顶与制品间空隙大，气

流易在窑顶部流出，造成上下较大的温差。这种拱项目前仅用于烧成镁质制品及高铝制品的小型隧道窑。

吊拱顶的大吊砖通过吊杆挂在钢梁上，大吊砖和小吊砖之间通过销钉使其联成一个整体，各吊挂点的大吊砖的数目可以为1-2块，但中心吊挂点的大吊砖应在三块以上，以利吊挂。

隧道窑的种类

1.高温隧道窑

一般是将烧成温度为1550度或1600度-1750度或1800度的隧道窑称为高温隧道窑，超过这一温度的称为超高温隧道窑。它主要用于烧成直接结合碱性砖、刚玉制品、特种陶瓷等。由于其用途不同，结构也不尽相同。

用于焙烧碱性制品的高温隧道窑的高度通常为1m左右。与普通隧道窑一样，窑的高度也与烧成制品的性质允许的上下温差有关，窑太高则底部制品易变形。故在1750度下烧成方镁石、尖晶石时，宜采用高为0.75m左右的低膛窑。

高温隧道窑的主体结构与一般隧道窑并无显著差异。其只要特点为：在不用纯氧的情况下，窑内能获得高温、具有高的窑炉高温强度，气密性好，窑车不易被高温气体所损坏，节能效果好，窑炉的热效率高等。

目前，我国已有相当数量的高温和超高温隧道窑，其中包括我国自行设计、建造的窑，其烧成温度有的已达1800度以上，主要技术经济指标可与从国外引进的同类型高温隧道窑相媲美，且具有投资省、附属设备少、操作方便等优点。但在窑内上下温差、节能及自动控制等方面尚需日臻完善。因此，还必须从燃烧方式、烧嘴形式、窑炉砌筑材料的选择，以及空气预热等方面进行进一步研究。

2.顶燃式隧道窑

顶燃式隧道窑的烧嘴设在窑顶，燃料和空气从顶部烧嘴喷入砖跺间隙中燃烧，这样，烧嘴的数量不受限制，可采用小容量、多点、分散的方式进行布置，从而大大改善了传热情况和砖跺温度的均与性。特别是当其间歇式燃烧方式相配合时，燃料消耗可降低36%-42%。

此外，侧烧窑的烧嘴设在靠近车台平面处，窑横断面上静压强分布不均匀。在窑底两侧有较大的负压，而中心部由于烧嘴喷射动压头的转化形成较高的正压，给