中小断面隧道窑炉的使用与改造

静jing

中小断面隧道窑炉的使用与改造

墙材企业的主要设备之一－－隧道窑炉这两年来呈现出了快速的发展势头，高产、低耗的中大断面新型窑炉不断的推陈出新，给砖瓦行业注入了朝气蓬勃的前进动力。但是这类中大断面的窑以其优良的生产性能，对前几年建造的中小断面（3.6ｍ以下）窑炉构成了巨大的冲击，尤其在邻近区域新厂的大窑和老厂的小窑共同存在时，中小断面窑的生存空间越发的凸显吃紧。

中小断面窑炉大多建造于2012年以前，当时由于隧道窑在国内刚推广数年时间，处于发展初期的摸索阶段，从窑炉设计建造到烧成运行中的管理操作，展现出了诸多的幼稚与缺陷，不但窑炉断面较小，并且其它相关设施构造也存在着程度不一的弊病。那么可以通过对中小断面窑炉进行局部的改造，提升窑炉的生产性能，使其产量有所增长，同时降低能耗和改善制品的品质。

1窑炉长度与构造

1.1窑长

中小断面窑炉的总长一般都较短，108ｍ以内的占多数，有的窑甚至仅有75ｍ长。这样的窑长多数火行速度较慢，直接导致产量低下。即使个别的窑火行速度稍微快点，引发窑车在窑内移动速度加快，砖体升温、降温幅度突增就容易出现裂纹，导致哑音砖增加，并且出窑制品温度偏高。对于有富余场地和资金的企业，可以通过加长12～25ｍ窑炉的办法来解决这个问题，施工中同时完善相关的烧成设施。

加装一个二道窑门无形中也可起到延长窑炉的作用。进坯端的窑门起到一个隔绝外部气流，保障窑内正常风压与温度的作用。所以说窑门的气密性对烧成有着重要的意义，许多中小断面窑炉仅有一道窑门，每次装窑进车的时候窑门从打开到关闭所用时间在2～5分钟，这期间外界凉风就会不停的吸入窑内，降低了前面5～8个车位坯体的温度，后面其它各带的风压力度锐减，砖体理化反应受到影响。可以通过安装一个二道窑门，装窑进坯时先开启第一道窑门，把坯车推入窑内，关闭第一道窑门，然后再打开第二道窑门把坯车往里面推。这样形成了整个装坯过程中窑内风压始终处于正常状态，能减少每次装窑进车吸入的凉风量，使窑内的热风压与砖坯处于不间断热交换状态，对提高火行速度和减少裂纹等环节是种促进。

1.2窑顶构造

窑顶内部形状分为拱顶与平顶两种，前些年中小断面的窑多数为拱顶的，随着劳动力价格上涨，许多企业购置了码坯机，淘汰了以往的人工码坯。机器码制的为平顶坯垛，该类坯垛在拱顶窑内与窑顶形成较大的空隙，这种22~58㎝大小的空隙对正常焙烧是有害的。导致热气流在上部漂浮较多，出现面火快而底火慢的不良现象。顶部过大的空隙需要一定的热能填补，才能满足烧成温度的需求，无形中增加了热能消耗。另外窑温上下差别之大，出窑制品色度老嫩不一。最好把顶部缝隙控制在8～12ｃｍ为好，这样既可拥有个良好的焙烧氛围，又保障砖垛不会剐蹭到窑顶。平吊顶的材料有硅酸铝纤维棉块和预制耐火板等多种，以使用寿命长，气密与保温效果好为选材原则。

2四带设施与操作

窑炉的相关设施由预热带、焙烧带、保温带和冷却带构成，四带之间相互协作完成了整个烧制过程。对四带相关设备、设施的配置改造，继而规范、恰当的使用操作是提高窑炉生产性能的有效举措之一。

2.1预热带

风机在烧成中和烟道、哈风一起完成了窑内风压抽力，风压越强则火行速度越快，大风压不但把保温带、焙烧带的热能快速带向前方，使火焰流速增加，并且加速了预热带坯体的热凉交换率，高交换率的坯块移动至焙烧带时底火火行速度会更快。当然使用大风压还要查看窑温是否稳定，避免空气过剩造成窑温低下，还要观察窑内抽力与窑下抽力是否一致，避免两处风压差距造成冷风吸入窑内。坯垛码放没有达到边密中稀的状态，侧部与窑墙缝隙偏大时较强的风压容易造成砖垛两侧出生砖。

烟道连接着抽烟风机和哈风，分为砖砌和铁制管道两种。内部应具有烟气宽松通过的尺寸，中小断面左右支烟道一般在90×110ｃｍ之间，要减少急转弯造成的阻力增加。烟道壁气密与保温性能也十分重要，它关系到窑内的抽力和干燥供热温度能否充足。

预热带哈风合理的使用和窑炉高效运行是分不开的，哈风在烟道及风机的配合下为焙烧提供了燃烧必须的氧气，同时也为预热坯体打下了基础，在很大程度上决定着温度曲线优劣状态。前几年建的中小断面隧道窑炉的哈风数量一般在6～9对之间，无法满足较快的火行速度，可以改造至11～13对，哈风间距应在2.8～3.5ｍ之间比较妥当。哈风数量上多一些的窑炉其使用性能要好一点，在操作中可调节的空间也大一些，坯体也能得到更充分的预热，顺利完成各项理化反应，火行速度及制品品质相应的较好。哈风在窑墙上的形状和高度也相当重要，形状应呈扁平为佳，由窑车上平面高度开始砌筑，总烟道最好设置在闸锅的下部，对于外置管道的窑炉，哈风口力争砌筑的距窑车面近些，可以起到强化坯垛底部抽力的作用，减少了热风压流动的盲区。可以依据以上论述对自己的窑炉哈风作适当的改造。

2.2焙烧带

焙烧带在预热带的后面，是窑炉的高温窑段，长度在18～25ｍ之间。窑炉的顶部设置有火眼，纵向长度大体上有38米，其中预热带和保温带也有少量分布，用于查看火情。火眼的用途是：观察、了解窑内温度，掌控砖垛各部位的焙烧状况；当窑温欠缺时外投燃料通过火眼加进窑内，眼距纵向1.1ｍ，横向0.75ｍ，窑炉中部火眼间距在0.9～1.1ｍ之间。边部火眼距窑墙0.2ｍ，并且要垂直安放，否则难以看清砖垛下部的火情。制作火眼的材料繁多，有砖砌、耐火管、铸铁管等等，无论什么材料应具有气密严实，保温良好和耐烟气高温腐蚀。应该注意的是有空腔的窑顶，火眼的管壁破损后冷风会不停的漏人窑内，抵消部分窑温，导致能耗增加，产能下降等毛病出现。

焙烧带是整个隧道窑炉中的高温窑段，在设计施工方面不但做到符合热工学的要求，还要在选材上认真、讲究。各个施工环节尺寸要严格把关，做好气密与保温工作。所用的相关材料不仅具有一定的耐火度，还要耐烟气和热冷的交替侵袭。焙烧带窑段常出现的故障有：①窑墙裂缝或鼓凸，年底停火后窑墙裂缝尺寸在1～3ｍｍ之间，并且数量极少，这属于受热膨胀产生的正常现象，反之就是建窑施工问题了。鼓凸的窑墙轻则剐塌砖垛，严重的影响窑顶安全。②窑顶烧损，高温窑段的窑顶由于建造材质低劣或者设计施工不当，致使耐火度变差，出现裂缝、下坠，甚至坍塌。有的窑顶吊砖或吊棉局部脱落，这些都会影响窑炉正常的运行。吊砖或吊棉应选用耐火度高的材料，吊块承重点要设计在窑外，避免高温烟气的直接烤熏，新窑烘窑阶段要小火慢烤，烘窑时间不能少于8～20d，给窑顶、窑墙营造个逐渐膨胀和充分反应的环境。

    焙烧操作中焙烧带放在什么位置，关乎到火行速度的快慢及干燥供热等方面的事宜。一般情况下第一排边部底火距首闸6～8ｍ为好，这样的位置可以兼顾到：①使哈风闸处及下部坯垛维持在较高的温度状态下，保障拥有了可观的火行速度。②合理或者最大限度的利用好焙烧带、保温带的热能，焙烧带太靠前了致使大量热能从近闸流向干燥室，不但浪费了热能，而且弄得干燥温度偏高。焙烧带靠后了则火行速度变缓，窑炉产能下降。隧道窑的焙烧带位置不同于轮窑，只要确定下来最佳窑段就要固定为高温段，这就是常说的“定位焙烧”，只是在每次进车时候移动一个车位，把正在全面引燃的内燃砖坯放置在高温窑室内，对制品质量和节能都是一种促进。

烧成操作中倡导“低温长烧”的办法，通过多年来的实践它可以有效的保障砖垛中部很少出现高温，边角处不容易烧出生砖。低温长烧也就是把焙烧温度调节的低点，适当延长焙烧的时间。降低内燃掺配热值，把窑温比以往的调低20～45℃，处理好窑炉的气密与保温环节，使用梯形或桥形哈风闸等操作要领，焙烧带就会被拉长2～3个车位，从而营造出了低温长烧的烧成模式。

2.3保温带

保温带在烧成中辅助焙烧带形成足够的窑温，接力完成砖体内外的理化反应。保温带与焙烧带有着唇齿相依的关系，该部位降温缓慢或者降温过快均属不良现象。保温带温度呈由高而低的状态，中后期的余热可以用于干燥砖坯，烧水和发电等用途。抽取预热的闸口或热水箱设计的位置要合理，靠前了影响窑温或制品品质，靠后了废热无法充分的利用。保温带窑下的轨道损坏率较高，这是由于一些窑抽力小，保温带正压偏大，造成该部位高温下压窑下，久而久之烤坏了轨道的混凝土基座或窑车轴承。

2.4冷却带

冷却带处于窑尾2～3辆车位，成为制品出窑前的暂时停靠点。有种观点把保温带和冷却带统称为冷却带是不妥的，这样无法实现烧成方面的精细操作。忽略了保温带的重要作用，某些窑能耗高，制品音、色方面出现的毛病，就跟保温带操作失误有着关联。

3窑底气密

直通道隧道窑不同于轮窑和环形隧道窑，窑底是有数十辆窑车靠拢在一起组成，那么窑车边沿和窑车之间的缝隙常常成为漏风的薄弱环节。这些环节处理不当就会拖窑炉产能的后腿，砖垛两侧下部极易出生砖，抵消烧成热能等毛病的出现。沙封、曲封和风压平衡是常采用的气密措施,沙封和曲封许多窑炉使用普及率较高，唯有风压平衡多数窑炉没有使用或者使用的不规范。风压平衡即做到窑内和窑下的抽力相等，既不让窑下的冷风吸入窑内，还要阻止窑内热能抽到窑下。设计到位的窑在进坯端窑下检修道内设置有抽风哈风，位置在12～25m之间，呈左右对称分布，并且拥有充足的抽力，辅以阻流板数块，开启后调节至适当的抽力，可以有效的减少或杜绝窑底漏气，促进了火行速度，减少了窑车边角处欠火砖，同时降低了内燃使用量。在窑尾保温带末端的检修道内设置有注风风机，用于窑内正压偏大时造成窑下过热而注入凉风。

前几年建的中小断面隧道窑许多窑炉没有设置窑底抽风系统，成为国内窑炉界的重大设计缺陷之一。在多家窑炉烧成对比中发现，设计合理的窑底抽风设施加上规范的操作比没有使用该设施的窑炉，无论从产量、砖色的均匀度还是节省内燃方面综合性能提高了12％～35％。对于没有窑底抽风设施的窑，通过在窑下砌筑抽风哈风与左右烟道连接，完善相关附属设施，可对窑炉的生产性能起到了锦上添花的作用。

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