烧结砖隧道窑

我国是砖瓦生产大国。目前，全国现有砖瓦企业约12万个，每年烧制6700亿块标砖，烧制这些产品的窑型主要有两种：隧道窑和轮窑。轮窑与隧道窑相比，投资省，但劳动条件恶劣，因为装窑和出窑都必须在窑室内完成，在人力资源越来越紧张的今天，轮窑的缺点尤为突出。隧道窑的装窑和卸砖均在室外进行，劳动条件比轮窑大大改善，是当前砖窑发展的主要方向。
一、烧结砖隧道窑的简介
隧道窑是建材、陶瓷、耐火工业应用较多的现代化工业窑炉，是一种连续生产的热工设备。按烧成温度可分为低温隧道窑（1000—1350℃）、中温隧道窑（1350—1550℃）、高温隧道窑（1550—1750℃）和超高温隧道窑（1750—1950℃）。按窑内运输设备可分为车式隧道窑、推板隧道窑、辊底遂道窑、输送带隧道窑、步进式隧道窑等种。一般烧结砖的烧结温度在950℃－1050℃之间，所以烧结砖隧道窑属于低温隧道窑，并且大都是窑车式隧道窑。
1、烧结砖隧道窑的结构
烧结砖隧道窑沿窑的长度方向分为预热带、烧成带和冷却带。隧道窑的墙为直形墙，墙上设有燃烧装置以及各种冷热风和燃烧气体的通道。窑顶以前多为耐火砖砌筑的拱形顶或悬挂式平顶，也有用耐火浇注料预制块砌筑的平顶，现在逐步改为耐火纤维模块吊挂的平顶。窑底则由多台移动的窑车组成。窑车沿埋设在基础中的轨道上移动。为了防止气体窜漏，窑车与窑墙之间均设有砂封装置。料坯放在窑车上由窑头依次推入窑内，经过预热、烧成和冷却，最后从窑尾出窑而获得成品。
一般烧结砖隧道窑的长度应不断于90米左右，其中烧成段在40米左右，预热段和烧成段各25米左右。预热带长度应根据排出废气温度来确定，废气离开排烟机温度应低于250℃，烧成带长度根据保温时间来确定，冷却带长度根据出窑制品的温度来确定，一般应低于100℃。
烧成带的重要性，烧成带通常称窑炉的心脏部位，它是制品烧结核心区，常年生产温度再 950～ 1050℃左右，焙烧用燃料一般是从烧成带顶部投煤孔进入燃烧加热砖坯。废气从预热带经排烟孔烟道排出，冷却制品用空气由冷却带末端的冷风口进入窑内，冷却制品后变热的热空气，一部分由热风机抽出供干燥使用，一部分进入焙烧带作助燃使用。
冷却段是对制品通过烧成后的冷却处理，便于产品出窑。
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2、烧结砖隧道窑的断面
根据隧道窑工作断面的宽度，隧道窑分为小断面隧道窑、中断面隧道窑和大断面隧道窑。一般来说，窑道工作断面小于2.5米的，称为小断面隧道窑，2.5～4.5米的为中断面隧道窑，大于4.5米的为大断面隧道窑。需要指出的是，断面小于3.0米的隧道窑是今后要逐渐淘汰的窑型，新建砖厂须谨慎使用。
3、烧结砖隧道窑的码烧
二次码烧,是将成型后的湿坯体在坯场上自然干燥,或码在干燥车上送进隧道干燥室,干燥室的横断面积比隧道焙烧窑的横断面积小得多(除此之外,还可用干燥室和吊兰干燥室等干燥),由于湿坯体强度有限,一般叠码高度较低,多为5～9层标块左右。待其干燥至残余水分约为6%～7%,再全部码在窑车上。经干燥后的坯体强度大幅度提高,可叠码至14～19层标块,再入隧道窑焙烧。
　　一次码烧,是将成型后的湿坯体直接码在窑车上,送进和焙烧窑横断面基本一致的隧道干燥窑,待其干燥至残余水分约为6%～7%,再原封不动地将其推入隧道焙烧窑焙烧。和二次码烧相比较,一次码烧的主要优点是省去了一道码坯工序,但由于湿坯体强度明显低于干坯体强度,故叠码高度受到限制,一般为7～14层标块。因而,一次码烧焙烧窑的产量比二次码烧焙烧窑的产量低得多,这是其主要缺点。
4、烧结砖的原料
烧结砖原料有很多种，现在较常用的原料有：页岩、煤矸石、粉煤灰、 尾矿、淤泥、建筑垃圾等，均作为新墙材烧结原料。
无论采用何种原料，一般它的烧结成分要达到以下要求：一是二氧化硅 SiO2含量不宜大于 70%，超过这些含量时塑性大为降低，制品抗压抗折强度也较低。二是三氧化二铝 Al2O3含量以 10～ 20%为宜，低于 10%时，制品的力学强度较低，高于 20%虽然制品强度较高，但烧成温度较高，煤耗量较大。三是三氧化二铁 Fe2O3,含量以 3～ 10%为宜，含量过高时会降低制品的耐火度。四是氧化钙 CaO，含量不得超过 10%，含量过高时将缩小烧成温度范围，当氧化钙含量大于 15%时，烧成温度将缩小 25℃。给焙烧造成困难，其颗粒较大（大于 2毫米）时更易形成酥砖或引起制品爆裂，含量过高时还可能导致坯体严重变形。五是氧化镁 MgO含量一般不超过 3%，含量越少越好。其化合物如硫酸镁在制品中产生了一种白色的泛霜，影响制品质量。六是硫酐 SO3含量一般不超过 1%，越少越好，硫酐在焙烧过程中的逸出，是制品发生膨胀和产生气泡原因，其它的含硫物对制品存在有害，如硫酸钙能引起制品泛白和起霜，硫酸镁能引起制品泛霜和体积膨胀等不利因素。
标准砖尺寸：240×115×53mm
多孔砖尺寸：240×115×90，190×190×90
空心砖尺寸：290×190×90

二、使用陶瓷纤维模块对隧道窑窑顶的节能改造
烧结砖都需要消耗燃料，不管是煤、气或者是油，但如何最大限度地提高热效率、节省能源，是烧砖窑炉设计要点。烧结砖的烧结温度一般在950℃－1050℃之间，提高窑炉绝热保温效果，必然会取得节煤效果。
烧结砖隧道窑顶以前多为耐火砖砌筑的拱形顶或悬挂式平顶，也有用耐火浇注料预制块砌筑的平顶。耐火砖和耐火浇注料都属于重质耐火材料，和陶瓷纤维相比有以下缺点：
1、容量高。是陶瓷纤维的72倍
2、导热系数高。高温状态下是陶瓷纤维的10倍。
3、施工周期长，养护复杂。重质耐火材料施工完毕都需要烘炉，并且烘炉还非常关键，直接影响到隧道窑的使用寿命。陶瓷纤维炉衬安装完毕即可工作。
济南火龙热陶瓷有限责任公司根据过去几年上千台大型工业窑炉陶瓷纤维炉衬施工经验，并结合烧结砖隧道窑的实际特点，在保证隧道窑安全运行的基础上，提出了烧结砖隧道窑窑顶改为陶瓷纤维模块吊挂结构的整套隔热保温施工方案。陶瓷纤维模块吊挂结构窑顶比传统窑顶节能效果显著，在已经安装的烧结砖隧道窑运行中，停止投煤供风48小时后，重新投煤供风仍能正常焙烧，这在普通隧道窑运行中是不可能达到的。
2011年，济南火龙公司已经成功的施工了30多条中大断面的烧结砖隧道窑，涉及新疆、四川、重庆、广西、福建以及江西多个省份和地区，在砖瓦窑炉行业已经取得了一定的美誉度。