作者：黄冈市华窑中扬窑业有限公司—徐厚林
目前我国绝大部分地区采用隧道窑生产烧结砖的生产工艺，有一次码烧、一次半码烧，二次码烧。选用中断面、大断面的隧道窑生产厂家较多。那么，就隧道窑生产烧结砖节能降耗方面，就有诸多节能的途径和降耗的手段，在日常生产中加以掌控和调整。现笔者进行了一段时间的调查，就此问题从以下三个方面谈谈一点看法，仅供生产者参考。一是，隧道窑的施工制造安装方面；二是，在生产烧结砖过程管理方面，如果有很好控制手段，那么在节能降耗方面可产生很好的经济效益。
1.窑炉施工方面的控制
在窑炉施工方面主要掌控窑墙的保温措施。首先要选用节能环保的窑用专业材料。其次隧道窑的保温工程是一项细致而又烦琐的工作。在施工安装过程中每一道工序，每一环节都必须达到设计施工说明和窑炉施工规范的质量要求。隧道窑的保温工程主要包括四大方面，一是窑墙、二是窑顶、三是管道保温等工作系统、四是窑车制造。
隧道窑墙由四个部分组成：一是耐火重质材料；二是轻质保温材料；三是隔热耐火保温棉毡；四是红砖砌体（组装隧道窑外有装饰板）。这四大部分在施工过程中必须全面控制。
1.1.首先必须控制砌体工程的共同点，耐火砌体的砖缝、灰浆饱满度，在砌体过程中根据设计要求砌体类别不同的灰缝种类，灰浆饱满度应达到95%以上，并且要根据窑炉气流方向不同的走向错缝砌筑，确保窑炉的密封性能，达到窑炉在热工作状态下的要求。现内墙灰缝饱满度来讲，笔者通过多条隧道窑施工验收检查证明，水平灰浆饱满度可达95%以上，而竖缝灰浆饱满度均未达到90%，而且很多竖缝都是空缝，从表面上看有灰浆，而实际上都是借浆缝。当窑炉点火运行时，耐火砖和轻质保温砖砌体在窑内正压时，热气流就从空缝中向外窜出保温层，使窑外墙表面温度大大超出设计要求。外墙温度高的可达百度，将大量的热量散失。同时还出现窑墙膨胀缝之间热气流的窜动，使内墙倾斜，影响窑炉使用寿命，容易产生段落损坏。其次，耐火材料有正负偏差数值，便容易产生灰缝不均匀的现象出现，那么在控制过程中应采用选砖法砌筑，把同一尺寸耐火砖组砌在同一层，达到控制灰缝的统一厚度，避免干缩后造成灰缝有空隙，保证使热气流在正压时不外窜。
1.2.保温砖砌筑，有很多筑炉工对保温砖砌体没有正确的认识，认为是填充砌体，对质量灰缝要求并不严格，这是错误的认识。保温材料的砌体它是窑内保温的核心层。窑炉是否节能保温它起着很关键的作用。对于保温耐火砖来说，其砌筑方法与同重质耐火砖相同，用耐火泥浆砌筑。但耐火泥浆应与直接火焰面接触的耐火砖所用泥浆不同，泥浆的熔点接触温度后产生粘结有所不同，应根据烧成温度的辐射面来确定耐火泥浆的配方。保证泥浆与保温砖通过温度烧结后成一整体，才能产生窑炉密封效应，达到隔热功能。那么在砌筑过程中应注意，保温墙的厚度，高度及总长度必须符合图纸设计要求的规定。灰浆饱满度要达到95%以上。在砌筑时严禁使用铁锤敲砖，以免破坏轻质保温砖的整体强度。同时应严禁用灰刀直接砍砖，需要加工的砖应用切割机切砖，保证所需尺寸准确。为避免保温砖直接与窑内明火接触，观察孔的四周可用重质耐火砖砌筑，在保温砖与保温毡或毯及外墙的搭接砖也同样用粘土耐火砖砌筑。
1.3.保温层的铺设，内墙与外墙之间的填充的保温材料层要均匀、密实、保温材料不得进水，一般的采用普通硅酸铝纤维针刺毯。在安装过程中，毯与毯之间必须接触紧密与压缝，在两块毯接头处要用高温粘结剂粘连，使其密封严实，确保其保温效果。对需要加工的毯，应用刀具切割整齐，确保使用尺寸规格，严禁用手直接撕拉。窑顶保温工作程序为（以吊顶窑为例）：
1.3.1.在耐火吊顶板与内直墙搭接部位予先铺设好高铝型硅酸铝纤维针刺毯，在耐火吊顶板V形缝填塞高铝型硅酸铝针刺毯，做20mm厚的轻骨料耐火泥封层，后进行保温层窑顶面铺设工作，顶表面必须严格密封，使窑顶热量不能外窜。
1.3.2.耐火吊板与内墙搭接处，在未吊板之前，在墙面上铺设好一层高铝型硅酸纤维针刺毯层，其厚度约大于顶板与墙面之间距离的3/1，保证窑墙在受热膨胀后不会将耐火吊板拱起。确保内墙与顶之间的密封结构不受热量的干扰。
1.3.3.耐火吊顶板V形缝的填塞办法，吊板与吊板之间用高铝纤维针刺毯，其厚度要依照V形缝下面最小尺寸处决定，使毯达到几乎不能被压缩的厚度，确保针刺毯的充实紧密。高铝针刺毯相接处，要将两毯对接长出5cm，在对接压平时就能相互压缩紧密，无空隙。在施工过程中要全部做到这一点。否则毯与毯之间有缝隙，热气流就会向窑顶上面窜，容易损坏窑顶。板与板之间的针刺毯应将其在毯的中间层拨开，使其两侧搭接在吊板上一段，以防填塞的针刺毯掉落。
1.3.4.轻骨料耐火泥封层面的处理方法，吊板上做2cm厚的轻骨料耐火泥层是第一道主要的窑顶密封层，同时也可用硅酸铝浇注料做，无论用什么材料做隔热层必须要考虑它的耐温性能。
1.3.5.顶面层的保温铺设，窑顶上保温层的底层应选用耐高温的高纯型硅酸铝纤维针刺毯，表层可用普通硅酸铝纤维针刺毯或毡。铺设时要分层压缝，毯与毯相接时要采用压缩对接法施工。如果顶上层用的是硅酸铝纤维毡时，毡与毡缝要用耐800℃胶粘接，使毡缝密封。在铺设底层时应注意耐热吊件的四周必须压实，接头处应交错搭接，铺毯要达到交错铺设，分层压实，表面平整的技术要求。若耐热吊件全部设入保温层毯内时，应将吊件四周的毯少量取出，使耐热吊钩的顶端及普通钢吊杆暴露在空气当中，有利于其自然散热，以免耐热吊钩与普通钢构在长期荷重的情况下，产生蠕变，造成吊顶板的脱落。当安装投煤管及风管时，其重力不能直接作用在耐热吊板上，可在主梁上安装适当的支撑架，使其重量落在主梁上，应保证管体位置的固定，不可左右移动。针刺毯上的投煤孔管体应用高铝硅酸铝纤维针刺毯将其包裹并绑扎结实，设入棉内的部分则用高铝质散棉分层将管壁周围塞紧塞实，防止燃烧室的高温气流外泄，形成窜火。最后将投煤管及风管底层及管壁四周用高铝棉充分塞实，确保其密封效果。在窑顶保温层铺设完成后再用耐温1000℃的涂料做外表面封层，使窑顶完全密封。这种封层面在窑炉烘窑完再做，效果更好。
1.4.余热管道保温。干燥窑干燥湿坯的热量是通过余热管道从焙烧隧道窑送来的余热。如干燥窑的热量不够，必然会影响干燥窑的热工制度，使干燥窑的干燥周期加长，所以余热的管道保温很重要，千万不要忽视。控制热量散失的办法，即按余热管道的规格将岩棉毡切割成块并修正均匀，敷设时纵横搭缝应留到管道顶部，搭接长必须超过50cm长，横向搭接必须紧密相连。后用镀锌铁丝将马粪纸捆扎在岩棉外，间隔为20cm。然后用密纹玻纤布螺旋式缠绕在马粪纸外面变上，搭接长度不小于5cm，每隔6cm用镀锌铁丝捆扎一道，捆扎时必须牢固。在膨胀节连接处的保温棉应留出间隙，以保证管道伸缩时的自由滑动。
1.5.窑车是窑炉热量吸收及热量损耗量最大的一个主体。窑车车面层是隧道窑焙烧过程中最容易出现问题的部位。那么在窑车选用材料时应注意的问题有：
1.5.1.窑车车面材料应当由高质量、具有低密度的耐火材料及轻质隔热材料组成，从底层到顶层的材料要能够适应周期性的温度变化。特别是顶部材料应尽可能的控制材料自身的比重关系，减少吸热量。
1.5.2.窑车上下密封的好坏是热损耗的关键部位，隧道窑的砂封槽的主要作用是隔热焙烧道与窑车下的气流，以减少漏气，使窑内压力和温度保持平衡与稳定。如砂封槽中砂子的填充程度不够，或者是颗粒不均匀，不能完全隔绝空气。窑车裙板的变形，裙板插入砂封槽的深度不够，窑车与窑车接头处不严，窑体外的冷空气进入，这些因素都会影响窑炉热量的损耗。要想解决这些问题，减低能耗量，必须从根本结构上去想办法。
1.5.2.1.窑车钢结构加工要做到精益求精，不能有任何的尺寸偏差。
1.5.2.2.解决砂封结构，采取双曲封、软密封、水曲封等手段措施，有效控制热量外渗及冷空气进入。
2.窑炉生产过程中的控制
窑炉在正式点火投产后，控制节能降耗的途径很多，而且很多生产厂家忽略了生产过程中的控制。笔者通过多家生产过程的调研，发现诸多不同的因素存在。其主要反应在以下几方面：
2.1.工厂的生产平面管理，其反应较为突出，很多烧结砖生产厂家，对烧结砖的认识不足，造成生产过程的平面管理混乱，浪费人力、物力、财力，增加成本开支，预期合理的投资回收期不能按期实现。
2.2.是对生产窑炉的技术性能不够了解，如烧成曲线的控制，窑炉的合理升温。产品烧成的进出时间，烧成压力控制，原料的物理变化，配比关系，可燃物的燃烧氧化过程，窑炉合理的保温时间，合理的冷却过程，都没有得到有效的控制。
2.3.干燥系统与挤出机水份过大的关系。笔者走访了很多生产企业，发现干燥与烧成窑不匹配，造成热量流失，干燥倒坯，热量使用不合理，干燥系统不流畅，码坯不规则，不不掌握季节变化对干燥的反应。成批的产品不能进入焙烧造成各种能源的浪费。
2.4.窑炉运转设备的动力配置，如风机、顶车机、牵引机、摆渡车等动力设备的电机都有潜力控制。
综上所述，以上这些综合因素，要想得到解决，首先必须对生产产品，窑炉生产过程都有明确的认识。生产烧结砖厂的平面管理是我们每个生产单位每天工作必须过问的主题。任何情况的发生，关键在于人。在生产过程中首先要建立一套完整的结合实际生产工人的技术综合素质来确立流水作业程序，如原料环节过程，成型生产过程，烧结生产过程，产品出厂堆放销售过程，这四大环节任何一个流程都不能忽略。尤其是我们在生产过程中各环节的管理负责人，对生产烧结砖的技术过程要全面的掌握和问题出现的处置办法。
3.节能降耗的措施与方法
3.1.在页岩生产烧结砖能源使用过程中，有很多砖厂在使用原煤管理上比较混乱。进厂不过磅，用煤不计量。因此必须加强能源管理，要建立厂部、车间、班组三级节能管理体系，健全节能管理制度，制定原煤消耗定额，节能奖罚措施等，并组织检查和落实。同时，必须加强煤库管理，要做到购煤有计划，入库有验收，领用有计划，进出有台帐。
3.2.要大力提倡实行内燃烧砖，如粉煤灰、矿渣、煤矸石和泥煤、桔杆，可燃垃圾等可燃物作燃料烧砖。可节约原煤和提高产品产量和质量，由于燃料在坯体内部直接加入燃烧、发热效率高，与外燃烧砖比较，窑体向外部散热少，所以内燃砖能降低单位产品的热能消耗。但需要注意的问题是，一要了解内燃料的种类，性质和热值。二要注意内燃料的处置与掺配。三要掌握内燃烧砖的码烧技术。
3.3.降低坯体残余水份是降低煤耗的重要环节和重要措施。有很多生产企业单一追求产量，而忽视砖坯干燥进出水分，特别是有很多生产企业在选择砖机时，没有考虑到砖机与生产工艺及技术生产要求的配匹关系。砖机出来的砖坯水份超20%，那么我们计算一下，砖坯每蒸发1kg水时，需要耗热量4598~5434kJ.(1100~1300kcal)，如果我们要降低坯体含水量1%的话，那将要节约多少热量？可以根据你的产量直接算出节约资金。
3.4.如使用外投煤生产时，对煤的颗粒应破碎成10~20（M）的煤粒，以增大煤在燃烧时的比表面积，达到充分燃烧。外投煤还要干燥，否则，直接增加了窑内水分，就等于增加了烧砖用煤。因此在有条件的情况下必须建立储煤棚及增加粉碎设备，保证外投煤的细而干。
3.5.注重码烧技术。码坯作业的目的是形成适合于焙烧要求的坯垛，不同的生产产品有不同的码坯方法，要根据气体在窑内流动的规则，燃料燃烧的要求才能决定码什么样的坯垛，适于焙烧。要考虑码坯对窑内通风量的影响，对焙烧道横断面上气流分配的影响，对窑内燃料量分布的影响。码坯对能源耗量也有直接关系。而且在很多砖厂对码坯的方式重视程度也不一样。它的能源消耗各不相同。
3.6.制定合理的烧成曲线，也是降低能耗的一种途径。在制定烧成曲线之间，我们必须掌握焙烧的原理。当干燥后的砖坯进入窑内，在加热焙烧过程中会发生一系列物理化学变化。这些变化取决于坯体的矿物组成、化学成份、焙烧温度、烧成时间、焙烧收缩、颗粒组成等，此外窑内气氛对焙烧结果也是一个重要的影响因素。变化的主要内容有：矿物结构的变化，生成新矿物，各种分组发生分解、化合、再结晶、扩散、熔融、颜色、密度、吸水率等一些列的变化。最后变成具有一定颜色，致密坚硬，机械强度高的制品。当坯体被加热时，首先排除原料矿物中的水分。在200℃的以前，残余的自由水及大气吸附水被排除出去。在400℃--600℃时结构水在自原料中分解，使坯体变成多孔，松弛，因而水分易于排除，加热速度可以加快。此阶段坯体强度有所下降。温度在573℃时，β-石英转化成a-石英，体积增加0.82%，此时，如升温过快，就有产生裂纹和使结构松弛的危险。600℃以后固体反应开始进行。在650-800℃，如有易熔物存在，开始烧结，产生收缩。在600-900℃，如果原料中含有较多的可燃物质，这些物质需要较长的时间完成氧化过程。在930-970℃，碳酸钙（CaCo3）分解成为氧化钙（CaO）和二氧化碳（Co2）。焙烧使原料细颗粒通过硅酸盐化合作用，形成不可逆的固体，变成我们需要的烧结砖。在了解烧成原理后我们就根据不同的原料和不同的产品制定不同的烧成曲线，烧成曲线确定后就可设定我们的窑炉结构，从而可知节能降耗的途径所在。
3.7.窑炉生产过程的操作注意事项。进出窑车时间要稳定，不能随心所欲，根据烧成曲线决定进出时间。用闸有规则，风闸一旦确定后，无须再动。入窑坯体水分必须控制在6%以下，否则影响了产品质量，而且又多耗热量。窑体内设的砂封要保持它的密封性能，注重砂封的砂料流失。窑顶投煤孔不能随便打开火眼，以免向窑内灌入冷空气。不得随意开启窑头窑尾密封门。以免增加风机额外负荷。凡需外投煤烧结时，应做到勤投少投，看火投煤，以求煤的完全燃烧。
3.8.合理使用窑内的余热利用率。隧道窑在生产过程中有很多热的利用关系，尤其是全煤矸石作原料的生产烧结砖。它分制品的余热利用和窑体内的余热利用。目前较为普遍的用法有：干燥砖坯使用窑顶设置水箱或当锅炉使用，北方地区抽出供暖使用，有的还设置余热发电功能。总而言之，余热利用它的前景很广，需我们共同发展，充分利用好余热。
