隧道窑

1.曲封
曲封：由窑墙与窑车 车衬间凹凸曲折对应 面构成的一种密封结 构
曲封和砂封

曲封形式：窑墙凹进型 窑墙凸出型
图2-15 隧道窑窑体密封
曲封；2-砂封
窑车之间的曲封
2、砂封


由窑墙底部的砂槽和窑车两侧的钢制裙板组成的密封结构 包括裙板、砂封槽、漏砂管 砂子直径3－5mm， 裙板插入深度为50～100mm。
3、观察孔、测温孔、测压孔
热电偶测温
观火孔
2.4
预热带结构分析
隧道窑预热带存在的一个最主要问题：
窑内气体上下分层，热气体集中在上部，冷气体集中在下部。
预热带气体分层的原因（综合教材P17及参考教材P35）： （1）处于负压下操作，易吸入外界冷风，冷风密度大，沉在 隧道窑下部，密度较小的热烟气向上流动。 （2）窑内热气体在几何压头作用下有自然向上流动的趋势， 加之料垛上部和窑顶之间空隙较大，阻力小，使大部分热气 体由上部流过。 （3）窑车砌体在下部的吸热，使下部气体温度降低。 上述多种原因，使气体分层十分严重，上下温差最大可达300～ 400℃，如不采取措施，将大大延长预热时间。 参考教材《陶瓷工业热工设备》（刘振群编，武汉理工大学 出版社）

中温阶段（300~950℃)
此阶段坯体内部发生了较复杂的物理化学变化。包括：（1）粘 土和其它含水矿物排除结构水；（2）碳酸盐（如MgCO3、 CaCO3）分解；（3）有机物、碳素和硫化物（如FeS）被氧化， （4）石英晶型转化（转化温度573 ℃）等。
1.3 陶瓷烧成制度之温度制度（据网上资料“ 烧成与烧结）
中间层 隔热 轻质砖 115—230 陶瓷纤维 50—150
2.3.2 窑墙
高温轻质 含锆纤维 高铝纤维 硅酸铝板 莫来石 毯 支撑 钢架
钢板 230 100 50 50
内层 耐火 粘土、高铝 230—345 莫来石砖 230—345
外层 加固 红砖 240—480 钢板 3 —5
2.3.2 窑墙
按燃烧室设置位置分（常用）：上、下两排烧嘴进入烧成带
2.2

隧道窑工作系统及分带


二、隧道窑的工作过程 坯体入窑，首先经过预 热带，受来自烧成带燃 烧产物（烟气）的预热， 同时烟气自预热带的排 烟口流出。 然后坯体进入烧成带， 燃料燃烧的火焰及生成 的产物加热坯体，使其 达到一定的温度而烧成。 烧成的产品最后进入冷 却带，将热量传给窑的 冷空气，产品本身冷却 后出窑，从而形成一个 烧成周期。
1.2 陶瓷工业窑炉的分类与命名


按使用燃料：柴烧、煤烧窑、油烧、气烧、电烧 按具体用途：干燥窑、素烧、釉烧、烤花窑 按生产操作形式：连续式、间歇式
1.3 陶瓷烧成制度之温度制度（据网上资料“ 烧成与烧结”）

低温阶段（室温~300℃)
此阶段为排除水分阶段，排除在干燥过程中尚未除去的残留水分。 这些残余水分主要是吸附水和少量的游离水。 （1）120~140℃之前：可以迅速升温； （2）120℃之后：为避免坯体开裂，升温要慢。
钢轨、砂封槽、窑墙曲封等
钢轨
砂封槽
窑墙曲封
加砂管和接砂槽
加砂管
接砂槽
2.3.3
1、作用：
窑顶
2、要求：结构好，不漏气，坚固耐用； 质量小，减轻窑墙负荷； 横推力小，少用钢材； 尽量减少窑内气体分层。 3、结构形式： 拱顶 平顶（1、大盖板平顶，用于小截面隧道窑； 2、吊平顶，现常用）
拱顶结构（P12）
圆钢
吊顶砖（异型砖，规格,1块：长*宽*厚为230*210*65，P47
图3.13）
长度
标准耐火砖尺寸：230*114*65mm
吊顶砖（隧道窑窑顶）
2.3.4 窑体其它结构（P16）
1、检查坑道




作用：清扫碎屑、砂粒 冷却窑车 检查窑车、 处理事故 设置：全坑道、半坑道 尺寸：宽1m、高1.8m 缺点：加深地基深度， 增加基建投资； 须防水防漏
四、窑炉的工作系统：
典型的工作系统 特点：烧成带微正压，无冷风漏入，温度高，气氛稳定，预 热带负压小，漏气量较小，温差较小，气氛气幕、急冷气幕 保证气氛实现。
2.3 隧道窑窑体
2.3.1 隧道窑的主要尺寸

内宽: 窑内两侧墙间的距离，1－3 m 3.6m(红色表示乐华尺寸) 内高: 窑车台面至窑顶（或拱顶）的高度 ，0.8－2 m 1.3m 有效内高: 装载制品的高度（棚板面至最上层制品顶面） 全高: 轨面至窑顶的高度
• 拱脚砖：在两侧窑墙上
支撑拱顶的脚砖。
• 拱脚梁：是在拱脚处沿
窑长方向水平安置的槽 钢、角钢或钢筋混凝土 横梁。
• 立柱：是紧靠窑墙两侧
直立的工字钢、槽钢或 钢筋混凝土柱。立柱下 端埋在基础内或用拉杆 拉紧。
• 拱顶横推力通过拱脚 梁传给立柱。
平吊顶
图2-13 吊顶结构
P47，图3.11
平吊顶（辊道窑窑顶，P47，图3.11）
（陶器）
古代
穴窑
升焰窑
（瓷器） 阶级窑（龙窑）、北方的馒头窑（半倒焰窑）、明代葫 芦窑 、清代景德镇窑（镇窑，鸭蛋窑） 倒焰窑（日本首创）、 梭式窑、 钟罩窑 隧道窑、 推板窑（又称多孔窑）、 辊道窑
近、现 代


镇 窑 的 断 面 图

镇 窑 的 顶 蓬

镇 窑 的 窑 房
1.3 陶瓷烧成制度之温度制度（据网上资料“ 烧成与烧结）
冷却阶段（烧成温度～室温）
（1）烧成温度~850℃ 快速冷却阶段。快速冷却可防止釉面被重新氧化时使制品发黄，还 可以防止坯体中莫来石晶体不致长成粗大以及釉层析晶而失透。 （2）慢速冷却（850--400℃） 坯内液相完全凝固，此时必须注意坯体内外温度差所造成的热应力 和石英晶型转变时体积收缩应力对坯体的不利影响，因此冷却不宜 过快。 （3）快速冷却（400℃--室温） 由于制品的各种物化反应已基本完成，冷却速度可以快些。
三带：预热带、烧成带、冷却带（红色表示书P6数据） 预热带占窑总长的30－45%（ 35－45%） 以窑体长度分 烧成带占窑总长的10－33% （ 20－35%） 冷却带占窑总长的38－46% （ 30－40%）
以温度为界 预热带的温度范围：室温～950℃ 烧成带的温度范围：950～最高温度 冷却带的温度范围：最高温度～ 制品出窑温度
(二)烧成制度
1.温度制度：
1)各阶段应有一定的升、降温速度
2)在适宜的温度下应有一定的保温时间，使温度趋
于一致。
2
隧道窑
2.1概述
1、定义：采用轨道窑车输送制品的连续式窑炉 2、发展历史

最早在19世纪50年代的欧洲出现， 19世纪末Faugeron建造的隧道窑成功的用于烧制陶器 1958年，山东博山瓷厂，第一条煤烧日用瓷隧道窑； 1959年，咸阳陶瓷厂，第一条发生炉煤气建筑瓷隧道窑； 1965年，湖南建湘瓷厂，第一条重油日用瓷隧道窑； 1971年，唐山陶瓷厂，第一条重油卫生瓷隔焰隧道窑。
窑墙各段材料和厚度的确定 ①根据温度确定材料 ②砌筑方便，厚度变化少 ③厚度为砖长、宽的整数倍，高 度为砖厚的整数倍，少切砖 ④灰缝越小越好，耐火砖1－ 2mm，轻质砖2－3mm ⑤选用标准砖，预留膨胀缝 20 － 30mm
曲封和砂封

作用：隔断窑内与外界 的连通 （1）可防止窑内高温 直接辐射窑车下部的钢 架结构；（2）增加流 动阻力，防止漏气。
2、膨胀缝
为避免热膨胀所产生的内应力，在窑墙、窑顶上 每隔2~4m的距离设置膨胀缝，膨胀缝的宽度为 20~30mm，膨胀内填陶瓷棉或石棉。
2、膨胀缝
为避免热膨胀所产生的 内应力，在窑墙、窑 顶上每隔2~4m的距离 设置膨胀缝，膨胀缝 的宽度为20~30mm， 膨胀内填陶瓷棉或石 棉。
图1 窑墙各层砖膨胀缝的错缝留法 （P16）
2.4
预热带结构分析
减少气体分层采取的措施:设置窑头封闭气幕、搅动气 幕或循环气幕（上风下嘴结构，现在常用）
2.4.1 窑头封闭气幕（P17）
作用：减少冷空气从窑头进入 窑内 设置：窑头的窑墙、窑顶设置 分散垂直小孔或45°夹角 的狭 缝，气体喷入形成1 －2Pa的正压， 风源：车下抽热风、冷却带抽 热风、烟气

2.4.3 、搅动气幕
设置：在预热带400~800 ℃段上下温差最大，传统隧道 窑常在该带设置2~3道道搅动气幕，以一定角度逆烟 气方向喷入。 作用：使气体搅动，减小上下温差。 风源：热风
因热气体温度低，流速小，效果不够理想

要求：
（1）作为搅动气幕的热气体温度应尽量与该断面处温度相近， 否则易使窑内局部温度下降造成制品炸裂。 （2）作为搅动气幕的热气来源可以是烟道内的烟气，烧成带 窑顶二层拱内的热空气或冷却带抽来的热空气。喷出速度 应在10m/s以上才起作用。国外隧道窑搅动气幕喷出速度 大，超过100m／s，使窑内气流达到激烈的搅动，上下温 度均匀，达到快速烧成。 （3）气流喷出角度可以使90℃垂直向下，也可以120-180℃ 角度喷入。
2.2
隧道窑工作系统及分带
三、隧道窑的结构 窑体：包括窑墙、窑顶。窑墙和窑顶组成隧道 燃烧系统：由烧嘴（燃烧室）与燃料和助燃风供应系统组成 排烟系统：由排烟口、排烟道和排烟管、排烟风机或烟囱组 成 冷却系统：由风机及通风管道组成，其作用是供给冷却空气， 抽出热空气 输送系统：包括窑车、推车机、拖车、轨道等 附属设施：基础、检查坑道（现在一般不设置）、钢架等
3、现代隧道窑特点

燃料清洁化，明焰裸烧，传热效率高 采用小流量、多烧嘴的燃烧系统，窑内断面温度均匀 窑车与窑具的轻质化，减少了窑车和窑具的吸热。窑体选用 新型轻质隔热耐火材料，加强了窑体的保温，减少散热 测控系统计算机自控化，减少人为干扰，保证了产品质量