隧道窯建造必讀

1、隧道窯概況隧道窯是耐火材料、陶瓷和建筑材料工業(yè)中最常見的連續(xù)式燒成設備。其主體為一條類似鐵路隧道的長通道。通常兩側用耐火材料和保溫材料砌成窯墻,上面為由耐火材料和保溫材料砌筑的窯頂,下部為由沿窯內軋道移動的窯車構成的窯底。隧道窯屬于逆流操作的熱工設備,沿窯長分為預熱、燒成、冷卻三帶。制品與氣流依相反方向運動,在三帶中依次完成制品的預熱、燒成、冷卻過程。隧道窯兩端沒有窯門,每隔一定時間將裝好制品(磚坯的窯車推入一輛,同時裝有已燒成制品的窯車頂出一輛。窯車進入預熱帶后,車上制品首先來自燒成帶的燃燒廢氣接觸并被加熱。而后隨窯車移動進入燒成帶,借助燃料燃燒放出的大量熱,達到燒成最高溫度并經(jīng)過一定保溫時

2、間后制品被燒成。燒成制品至冷卻帶,與鼓入的大量空氣相遇,制品被冷卻后出窯。冷卻制品用空氣經(jīng)鼓風機從冷卻帶兩側窯墻基窯頂送入窯內,空氣在冷制品的同時本身被加熱。由于冷卻用風量大,超出燃料燃燒所需的空氣量,因此只有一部分熱風供給燃燒使用,另一部分則可抽出,作為磚坯干燥的熱源或另作他用。燃料燃燒所產生的高溫煙氣沿隧道窯流入預熱帶,在加熱制品的同時本身被冷卻,最后經(jīng)排煙機煙筒排出。由上述分析可以看出,隧道窯中由于制品和氣流按逆流方向運動,燒成制品及廢氣量都得到較充分的利用,因此較間歇式窯爐熱效率高。某些隧道窯在預熱帶前設有干燥帶,利用從冷卻帶抽出來的熱風干燥磚坯。設置窯前干燥帶課省去單獨的干燥工序,節(jié)

3、能燃料,同時減輕勞動強度。但各種不同磚坯只能按同一干燥制度進行干燥,同時干燥廢品無法選出,它們也必須隨同正品一道繼續(xù)其后的燒成過程,造成燃料浪費。所以對于形狀和尺寸相差比較懸殊或干燥廢品較多的磚坯,不宜入窯前干燥帶,而應另設干燥器隧道窯窯墻的結構窯墻是窯體的重要組成部分,它對于窯的壽命、投資、燃料消耗以及操作控制都會產生很大影響。選用合適的窯墻厚度對降低窯的燃料消耗,改善勞動條件和延長窯體壽命都有很大的意義。窯墻厚度是根據(jù)使用溫度和砌筑要求來決定的。預熱帶和冷卻帶由于窯內溫度低,窯墻可以稍薄,燒成帶和靠近燒成帶的預熱帶和冷卻帶則宜采用輕厚窯墻。窯墻通常由三層組成:最內層位耐火材料,根據(jù)窯內溫度

4、決定,耐火材料的外層為保溫層,由各種輕質保溫材料構成。所選取的輕質材料即要絕熱保溫又要保證長期的安全使用而不損壞。最外層為建筑磚或黏土磚,用以保護輕質保溫材料不損失。目前在某些新型窯中已采用大型絕熱板,外敷以薄金屬板,作為窯墻的最外層。保溫層的厚度對窯墻的厚度起決定作用。因此它決定了隧道窯損失的大小,而且也影響投資多少。保溫層增厚可以減少窯墻散熱損失,但卻增加了基建投資和砌筑維修費用,反之則可以減少投資費用而增加散熱損失,因而出現(xiàn)了一個”經(jīng)濟厚度“的概念。顯然,窯墻的經(jīng)濟厚度是一個受燃料、材料價格和隧道窯使用年限影響的不斷變化的數(shù)據(jù),為了節(jié)約能源和延長窯爐使用壽命,窯墻厚度設計方面出現(xiàn)了提高熱

5、阻的趨勢,近年來研究出一些保溫性能好、耐高溫的新型輕質保溫材料,如各種耐火纖維及其制品、空心球及其制品等等。某些新型輕質材料不僅可以做保溫材料用,而且可以直接用作隧道窯內襯,這樣可以大大降低窯墻的重量和厚度,簡化窯墻砌筑,節(jié)約燃料,然而,輕質保溫材料的強度一般都較低,在采用它們直接作為內襯或大量使用作為保溫材料情況下,在窯爐的結構上應有適當?shù)目紤]。隧道窯的窯頂結構窯頂事隧道窯窯體的重要組成部分,它對窯的壽命有決定性的影響。窯頂所選材必須能長期承受高溫作用,重量輕,保溫性能好,它的結構應嚴密不漏氣,并有利于窯內氣流的合理分布。拱頂。窯頂結構為一拱形,通過拱腳磚架設為窯墻上,拱腳磚兩邊的窯墻上安設

6、有拱腳梁,以承受拱產生的衡推力,窯墻外設有立柱,通過上下拉桿緊使窯頂和窯墻形成的一個整體。在進行拱頂設計時,拱角的選擇很重要,拱角太小,拱磚所受的力大,而且由于批轉和灰縫的收縮,在使用中容易產生下沉的現(xiàn)象。反之,若拱角大,拱半徑小,當拱心角為180度時為半圓拱,拱磚受熱膨脹后,拱會被擠起而產生開裂。同時供高增加,拱與制品之間的空間加大,容易造成上下溫差。所以造成上下溫差。所以隧道窯一般采用60-90度拱心角。平吊頂窯頂事平的,窯頂磚通過掉掛機吊在窯頂上面的鋼梁上。吊掛方法是兩塊大吊磚之間夾數(shù)塊小吊磚,大小吊磚之間凹進和凸出的部分互相構成一個整體,通過金屬吊桿懸掛于鋼梁上。平吊頂窯窯頂不易下沉。

7、窯墻所承受的負荷小,有利于延長窯體的壽命,而且平吊頂結構便于碼磚,磚跺和窯頂之間的間隙較少,有利于氣流的合理分布。但是,建造平吊頂窯需要大量的投資和鋼材,氣密性也沒有拱頂窯好,這種結構多用于燒成溫度比較高,入鎂磚和高鋁磚隧道窯上。吊頂窯。隧道窯在預熱帶和冷卻帶采用一般拱頂,在溫度高的燒成帶采用吊拱頂,這樣可以節(jié)約鋼材,窯頂?shù)膰烂苄暂^好,散熱較小。但拱頂與制品間空隙大,氣流易在窯頂部流出,造成上下較大的溫差。這種拱項目前僅用于燒成鎂質制品及高鋁制品的小型隧道窯。吊拱頂?shù)拇蟮醮u通過吊桿掛在鋼梁上,大吊磚和小吊磚之間通過銷釘使其聯(lián)成一個整體,各吊掛點的大吊磚的數(shù)目可以為1-2塊,但中心吊掛點的大吊磚

8、應在三塊以上,以利吊掛。隧道窯的種類1.高溫隧道窯一般是將燒成溫度為1550度或1600度-1750度或1800度的隧道窯稱為高溫隧道窯,超過這一溫度的稱為超高溫隧道窯。它主要用于燒成直接結合堿性磚、剛玉制品、特種陶瓷等。由于其用途不同,結構也不盡相同。用于焙燒堿性制品的高溫隧道窯的高度通常為1m左右。與普通隧道窯一樣,窯的高度也與燒成制品的性質允許的上下溫差有關,窯太高則底部制品易變形。故在1750度下燒成方鎂石、尖晶石時,宜采用高為0.75m左右的低膛窯。高溫隧道窯的主體結構與一般隧道窯并無顯著差異。其只要特點為:在不用純氧的情況下,窯內能獲得高溫、具有高的窯爐高溫強度,氣密性好,窯車不易

9、被高溫氣體所損壞,節(jié)能效果好,窯爐的熱效率高等。目前,我國已有相當數(shù)量的高溫和超高溫隧道窯,其中包括我國自行設計、建造的窯,其燒成溫度有的已達1800度以上,主要技術經(jīng)濟指標可與從國外引進的同類型高溫隧道窯相媲美,且具有投資省、附屬設備少、操作方便等優(yōu)點。但在窯內上下溫差、節(jié)能及自動控制等方面尚需日臻完善。因此,還必須從燃燒方式、燒嘴形式、窯爐砌筑材料的選擇,以及空氣預熱等方面進行進一步研究。2.頂燃式隧道窯頂燃式隧道窯的燒嘴設在窯頂,燃料和空氣從頂部燒嘴噴入磚跺間隙中燃燒,這樣,燒嘴的數(shù)量不受限制,可采用小容量、多點、分散的方式進行布置,從而大大改善了傳熱情況和磚跺溫度的均與性。特別是當其間

10、歇式燃燒方式相配合時,燃料消耗可降低36%-42%。此外,側燒窯的燒嘴設在靠近車臺平面處,窯橫斷面上靜壓強分布不均勻。在窯底兩側有較大的負壓,而中心部由于燒嘴噴射動壓頭的轉化形成較高的正壓,給窯底靜壓平衡的密封帶來困難， 產生漏氣。而頂燃窯橫斷面上靜壓強分布比較均 衡，其頂部有較均一地負壓，底部有較均一地正壓。它與幾何壓頭所造成的靜壓 強分布情況剛好相反， 減弱了熱氣體的偏流現(xiàn)象， 有利于窯內氣體溫度的均勻性。 頂燃式窯的燒嘴也可不安裝在兩窯車接頭處，可以減少熱氣體向窯底的泄露。但 頂燃式窯由于燒嘴設在頂部，故使頂部結構較為復雜，多采用吊頂結構。目前多 用于低溫燒成的粘土磚和陶瓷制品。 隔焰及

11、半隔焰隧道窯 用隔焰板（馬弗板）將燃料產物與制品隔開，借隔焰板的輻射傳熱使制品燒成的 窯， 稱為隔焰隧道窯。 又叫馬弗隧道窯。 制品在窯內不與火焰接觸， 不用裝匣缽， 達到窯溫均勻地目的，但其結構復雜，單隔焰道則較簡單。 隔焰窯內主要為固體輻射傳熱，傳熱系數(shù)大，速率高，且窯內截面一般都不大， 窯內溫差較小，加之制品不用裝缽，因而燒成周期大為縮短，產品質量好，勞動 強度低，適于易污染制品和彩色制品的焙燒。但必須解決隔焰板的材質問題。且 由于隔焰燒成時燃燒室溫度高， 須以較好的耐火材料砌筑燃燒室。若能將燒嘴伸 入隔焰道，又解決燃燒室的材質問題，則熱效率更高。這種窯的煙氣離開隔焰道 時溫度很高，必須

12、在窯頭設置換熱器，利用煙氣來預熱空氣，作助燃空氣用，以 提高燃燒溫度，節(jié)約燃料，提高熱效率。也可將預熱空氣用于干燥。 隔焰窯雖具有一系列的優(yōu)點， 但由于燃燒產物不入窯， 窯內不能形成還原性氣氛， 對那些含鐵量高，要求還原性氣氛的產品，隔焰窯是不合適的，因而出現(xiàn)了半隔 焰窯。 半隔焰窯內坯體亦不裝缽， 在燒成帶設一些擋墻，或在隔焰板近車臺平面處開些 孔洞，使隔焰道與窯內相通，窯車上設火焰通道，以避免火焰直接沖擊產品，而 燃燒產物可以入窯，故比隔焰窯經(jīng)濟，它既有固體輻射又有火焰輻射，傳熱效果 好，燃耗低，且可維持還原性氣氛，適于截面較小的隧道窯。但這種窯要求燃料 清潔，對易污染產品的燃料更注意，以

13、免影響產品質量。同時，還必須采取措施 防止煙氣倒流， 否則煙氣中的游離碳及二氧化硫將使產品釉面無光澤，即產品熏 煙。 關鍵詞：隧道窯 半隔焰窯預熱帶不設隔焰板，燃燒產物與制品接觸，還可采取高速調溫燒嘴，更 有利于快速燒成。 隧道窯的斷面的尺寸和長度 窯的尺寸主要依據(jù)燒成產品的工藝要求和產量而定。 隧道窯的長度主要取決于制品的燒成制度及產量要求。 而燒成制度主要取決于制 品在燒成過程中物理化學變化。 例如： 硅磚由于在加熱及冷卻過程中相變較復雜， 對燒成制度有較嚴格的要求， 所以硅隧道窯窯較長。由于粘土磚的燒成制度不如 硅磚嚴格，窯長的波動范圍較大。 就窯本身而言，應考慮投資、燃耗及操作等方面因

14、素。短而較寬的窯投資少，散 熱損失較小，而且窯內阻力小，可減少漏氣和降低排煙機的動力消耗。但是，如 果窯太短，可能廢氣溫度太高，容易損失壞排煙機并造成較大的熱量損失。同時 由于冷卻帶太短，造成冷卻效果差，使制品出現(xiàn)窯溫度高，揀選條件惡劣，而且 增加制品所帶走的熱損失。 今年來隨著預燒間歇式燃燒方式的出現(xiàn)和采用新的強 化燒成與冷卻方法，也出現(xiàn)了較寬而短的隧道窯。 隧道窯各帶長度應根據(jù)制品燒成曲線來確定，一般原則是： 為了更好的利用熱量， 預熱帶長度應根據(jù)排出廢氣溫度來確定，一般廢氣溫度低 于 250 度。 燒成帶（設置燒嘴的部分）長度應按制品最終燒成溫度所需持續(xù)時間長短而定。 冷卻帶長度應根據(jù)出窯制品的溫度來確定，一般應低于 100 度。 隧道窯的高度主要取決于磚坯在燒成過程中的特性及允許的上下溫差。 鎂磚由于 其荷重軟化溫度和它的燒成溫度接近，磚跺高度不宜過高，窯高通常在 1m 左右。 相反，硅磚由于其荷重軟化溫度高，所以硅磚隧道窯的高度通常在 1.9-2.1m 之 間。 我國現(xiàn)在粘土磚隧道窯或高鋁磚隧道窯的高度分別在 1.5-1.9m 和 1.1-1.5m。 允