第四章隧道窯隧道窯是由耐火材料、保溫材料和建筑材料砌筑而成的在內(nèi)裝有窯車等運(yùn)載工具的與隧道相似的窯爐。隧道窯工作時，運(yùn)載工具(窯車)上裝載有待燒的制品，隨運(yùn)載工具從隧道窯的一端(窯頭)進(jìn)入，在窯內(nèi)完成制品的燒制以后，從隧道窯的另一端(窯尾)隨運(yùn)載工具(窯車等)輸出，而后卸下燒制好的產(chǎn)品，卸空的運(yùn)載工具(窯車)返回窯頭繼續(xù)裝載新的坯體后再入窯內(nèi)煅燒。（用于大規(guī)模的生產(chǎn)衛(wèi)生潔具制品和較大的坯件）

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有限公司48m輕型還原焰隧道窯

河南濟(jì)源市巨康陶瓷有限公司68m素?zé)淼栏G

河北華玉股份有限公司78m日用瓷寬斷面明焰隧道窯河南焦作陶瓷總廠二瓷廠42.8m小截面隧道窯

窯型:輥道窯;燃料及燃燒方式:輕油、氣：明焰裸裝;燒成溫度(°C):2800-4000;年產(chǎn)量(萬件):200-1500萬件;

日用瓷釉中彩輥道窯爐工藝品烤花輥道窯爐第一節(jié)概述一.分類隧道窯屬于逆流操作的熱工設(shè)備，即窯車上的坯體在窯內(nèi)逆氣流方向連續(xù)移動目前最多用的為單通道明火焰隧道窯。。隧道窯盡管類型不同，其構(gòu)造也會有一些差別，但是其基本結(jié)構(gòu)和工作原理都是一樣燒成制度(一)燒成(工藝)過程1.20～200℃階段：排除殘余水分2.200～500℃階段：排除結(jié)構(gòu)水3.500～600℃階段：石英晶型轉(zhuǎn)變4.600～1050℃階段：氧化階段5.1050～1200℃階段：還原階段6.1200～1300℃階段：燒結(jié)階段7.1300～700℃階段：急冷段8.700～400℃階段：緩冷段9.400～80℃階段：急冷段預(yù)熱帶(20-900℃)燒成帶(900-1300℃)冷卻帶(1300-80℃)

隧道窯的分帶三帶：預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶，以溫度為界以窯體長度分預(yù)熱帶占窯總長的30－45%燒成帶占窯總長的10－33%冷卻帶占窯總長的38－46%預(yù)熱帶的溫度范圍：室溫～950℃燒成帶的溫度范圍：950～最高溫度冷卻帶的溫度范圍：最高溫度～制品出窯溫度按燃燒室設(shè)置位置分（常用）(二)燒成制度1.溫度制度：1)各階段應(yīng)有一定的升、降溫速度2)在適宜的溫度下應(yīng)有一定的保溫時間，使溫度趨于一致。

預(yù)熱帶的溫度控制

目的：保證所焙燒的制品按照升溫曲線的要求均勻地加熱升溫。溫度檢測：窯頭、預(yù)熱帶中部(約500℃)、預(yù)熱帶末端(900℃)；控制手段：調(diào)節(jié)排煙總閘板、各支排煙道閘板以及各種氣幕來實例如：若總閘板開度大，則預(yù)熱帶的負(fù)壓值大，易漏入冷空氣，加劇窯內(nèi)冷、熱氣體的分層，增大窯內(nèi)斷面的上、下溫度差。若總閘板開度小，則窯內(nèi)抽力就會不足，從而排煙量減少，不易升溫。減少預(yù)熱帶上下的溫差的措施：1.采用開啟封閉氣幕和攪動氣幕2.可采用低蓄熱窯車以減少上下溫差。3.在預(yù)熱帶增設(shè)輔助的高速燒嘴來增加窯內(nèi)氣流的強(qiáng)烈擾動以減少溫差和強(qiáng)化傳熱。4.加強(qiáng)窯的密封；5.可增設(shè)窯底均壓系統(tǒng)。燒成帶的溫度控制：

主要控制實際燃燒溫度和最高溫度點溫度?；鹧鏈囟葢?yīng)高于制品燒成溫度50—-100℃?；鹧鏈囟鹊目刂剖钦{(diào)節(jié)單位時間內(nèi)燃料的消耗量和助燃空氣的配比。單位時間內(nèi)燃燒的燃料量多而空氣配比又恰當(dāng)，則火焰溫度高。燃料燃燒后噴出的煙氣有擾動作用(尤其是使用高速調(diào)溫?zé)鞎r)，所以燒成帶內(nèi)的溫度分布是較為均勻的，即斷面上的上、下溫度差不大。隧道窯最高溫度點一般控制在最末一、二對燒嘴之間。最高溫度點前移會使保溫時間過長，這樣易使制品過燒變形，反之過后則保溫不足，會形成欠燒。燒還原氣氛的隧道窯，其燒成帶還要控制氣氛的轉(zhuǎn)化溫度。冷卻帶的溫度控制在700℃以前可以急冷，依靠急冷阻擋氣幕噴入的冷空氣將產(chǎn)品急冷。而對于一些裸燒的大件產(chǎn)品，為了避免冷風(fēng)噴人不均勻而會引起產(chǎn)品的炸裂問題，可考慮抽出200℃以下的熱空氣作為急冷氣幕。自700~400℃為緩冷階段，這一冷卻段由于有晶型轉(zhuǎn)變，要掌握合適的冷卻速度，400℃以后可以快速冷卻至80℃左右出窯。在窯尾可以直接鼓入冷風(fēng)。2.壓力制度

隧道窯內(nèi)的壓力變化隨氣體流動而變，情況甚為復(fù)雜。首先看一下窯內(nèi)的氣流分布情況。廢氣排出預(yù)熱帶燒成帶冷卻帶冷卻風(fēng)逸出風(fēng)循環(huán)風(fēng)抽熱風(fēng)一次風(fēng)燃料燃燒吸入風(fēng)氣幕循環(huán)風(fēng)壓力分布曲線見下圖:預(yù)熱帶燒成帶冷卻帶排煙口隧道窯壓力分布曲線

壓強(qiáng)控制很重要，一般是微正壓或微負(fù)壓。最重要是控制其燒成帶兩端的壓強(qiáng)穩(wěn)定如果窯內(nèi)的負(fù)壓過大，漏入的冷空氣多，使窯內(nèi)的溫度降低，且氣體分層嚴(yán)重，窯內(nèi)斷面上的上、下溫度差加大；同時會使燒還原氣氛時，窯內(nèi)的燒成帶難以維持還原氣氛。所以負(fù)壓大的窯是操作不好的窯。如果窯內(nèi)的正壓過大，大量熱氣體會向外冒出，這既損失了熱量，也惡化操作人員的勞動環(huán)境。窯內(nèi)的熱氣體冒入車下的坑道還會燒毀窯車的金屬構(gòu)件，造成操作事故。最理想的壓強(qiáng)控制操作是將窯內(nèi)維持為零壓，但是辦不到。只能將窯內(nèi)的關(guān)鍵部位——燒成帶與預(yù)熱帶的交界面附近維持在零壓左右。3.氣氛制度燒成帶的氣氛控制燒氧化氣氛的隧道窯，其氣氛制度比較容易控制，只需要控制空氣過剩系數(shù)大于1，但不要太大，以節(jié)約燃料和提高燃料的燃燒溫度。燒還原氣氛的隧道窯在燒成帶之前的一小段要控制為氧化氣氛，后一段要控制為還原氣氛，用氧化氣氛幕來分隔這兩段?，F(xiàn)代燒油或燒燃?xì)獾乃淼栏G是通過控制燃料量與助燃空氣量的配比來控制氧化氣氛和還原氣氛。燒氧化氣氛時，助燃空氣要略微過量；而還原氣氛時助燃空氣則要略微不足。操作員常觀察火焰的狀況簡單判斷氣氛的性質(zhì)：燒氧化氣氛時，火焰清晰明亮，可以一眼望到底，清楚地看到窯內(nèi)制品的輪廓；燒還原氣氛時，火焰混濁，不容易看清窯內(nèi)制品的輪廓。三.工作系統(tǒng)(一)工作系統(tǒng)(流程)：

1.坯體的燒制過程：

窯車方向煙氣方向2.空氣流動特點窯尾鼓入的大量冷空氣在冷卻帶被預(yù)熱，一部分作為助燃空氣，送往燒成帶，另一部分抽出供坯體干燥或氣幕用。

3.煙氣流動特點燃料在燒成帶燃燒后所產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，沿窯內(nèi)通道流入預(yù)熱帶，在加熱坯體時本身被冷卻，最后自預(yù)熱帶排煙口、支煙道、主煙道經(jīng)排煙機(jī)、煙囪被排除。隧道窯分帶及工作流程(二)工作系統(tǒng)組成1.產(chǎn)品燒成部分：即窯體部分，是隧道窯系統(tǒng)的主要部分，窯體上設(shè)有各種氣流進(jìn)出口2.窯內(nèi)輸送設(shè)備：窯車與窯具3.排煙系統(tǒng)：包括支煙道、主煙道、煙囪等各種排煙通道。4.燃料燃燒系統(tǒng)：包括燃料輸送管道、燃料預(yù)熱、燃燒器等。5.氣幕攪動系統(tǒng)：輸送風(fēng)管、風(fēng)機(jī)、及各種調(diào)節(jié)閥6.冷卻系統(tǒng)：包括急冷、緩冷、快冷。7.推車系統(tǒng)：為窯車運(yùn)動提供動力，有液壓型推車機(jī)和螺旋推車機(jī)8.窯車回路系統(tǒng)：包括窯內(nèi)軌道和窯外軌道以及驅(qū)動設(shè)備．1、窯主體窯頂窯墻窯底：窯車襯磚保溫層：用于窯直墻保溫工作層：直接接觸火焰保護(hù)層：保護(hù)窯體、并起到密封作用拱頂平頂窯車窯車金屬架：用以支托耐火襯體，窯車襯料：最大限度地降低窯車的蓄熱能力2、窯內(nèi)輸送設(shè)備——窯車和有關(guān)的窯具密封系統(tǒng)砂封槽：隔斷窯車上下空間，使冷空氣不漏入，熱氣體不漏出曲封：阻止窯內(nèi)外高溫廢氣竄入窯車下部，對窯車對保護(hù)作用。窯車兩側(cè)裝有鋼制群板，窯車在窯內(nèi)移動時，群板插入兩側(cè)砂封巢內(nèi)構(gòu)成砂封窯車與窯墻、窯車與窯車之間曲折密封：窯具：現(xiàn)代的明焰裸燒方式的窯具都是棚架結(jié)構(gòu)的，由棚板、支柱、墊磚。窯具要有一定的高溫承載力。(二)工作系統(tǒng)舉例

1.自然抽風(fēng)燒煤隧道窯2.燒油或煤氣隧道窯AB3.隔焰隧道窯一.斷面尺寸和長度(窯體的主要尺寸)(一)斷面尺寸1.高度(內(nèi)高)：指窯內(nèi)可裝制品部分的空間高度。即從窯車裝載面至拱頂?shù)母叨取?.寬度(內(nèi)寬)：指窯內(nèi)兩側(cè)墻間的距離。(二)長度1.需要考慮的因素：制品的燒成制度及產(chǎn)量要求。2.各帶長度的確定原則：

預(yù)熱帶長度根據(jù)排出煙氣溫度確定；

燒成帶長度據(jù)制品最終燒成溫度所需持續(xù)的時間長短確定；

冷卻帶長度根據(jù)出窯制品的溫度來確定。第二節(jié)隧道窯結(jié)構(gòu)3.總長和各帶長度的計算1)隧道窯的總長當(dāng)窯截面積A確定時，長度L計算：各帶長度可按下式計算：二.窯體(一)窯墻1.窯墻的作用及要求2.結(jié)構(gòu)：(二)窯頂1.窯頂?shù)淖饔?.結(jié)構(gòu)f3.拱高及跨度：

4.拱的受力分析1)半圓拱5.窯頂材料：從內(nèi)至外窯頂組成是：耐火磚→隔熱磚→輕質(zhì)粒狀填料→紅磚2)雙心拱(三)檢查坑道1.作用：清掃；冷卻窯車，檢修窯車；事故處理。2.尺寸：一般寬1m，高1.8m左右。3.要求：平時將坑道關(guān)閉，并設(shè)抽風(fēng)和鼓風(fēng)，保持與窯內(nèi)相同的壓力制度。(四)窯門三.窯車與封閉系統(tǒng)(一)窯車窯車窯車金屬架：鋼鐵或鑄鐵窯車襯料：由耐火粘土磚、輕質(zhì)保溫磚組成，最大限度地降低窯車的蓄熱能力。窯具：現(xiàn)代的明焰裸燒方式的窯具都是棚架結(jié)構(gòu)的，由棚板、支柱、墊磚。窯具要有一定的高溫承載力。窯車兩側(cè)裝有鋼制群板，窯車在窯內(nèi)移動時，群板插入兩側(cè)砂封巢內(nèi)構(gòu)成砂封窯車與窯墻、窯車與窯車之間曲折密封：密封系統(tǒng)砂封槽：隔斷窯車上下空間，使冷空氣不漏入，熱氣體不漏出曲封：阻止窯內(nèi)外高溫廢氣竄入窯車下部，對窯車對保護(hù)作用。(二)封閉系統(tǒng)窯尾砂封窯頭砂封四.燃燒設(shè)備(一)燃燒方式1.燒嘴將燃料噴入燃燒室，再將燃燒產(chǎn)物噴入窯內(nèi)去加熱坯體；2.燒嘴將燃料直接噴入窯內(nèi)燃燒，使窯內(nèi)溫度均勻，熱效率高。(二)燃燒室的布置分布在兩側(cè)窯墻，布置在靠近窯車的臺面上，可分為集中和分散布置、相對與相錯布置、一排和兩排布置①集中或分散②相對或相錯③一排或二排集中布置：在燒成帶集中布置1～2對燒嘴(燃燒室)；特點：結(jié)構(gòu)簡單，易于操作和自動調(diào)節(jié)，但窯內(nèi)溫度均勻性難以保證。

分散布置：在燒成帶自低溫起，先稀后密地布置多對燒嘴。特點：分布足夠多燃燒室能保證溫度制度和氣氛制度。相對布置：特點：砌筑簡單、調(diào)節(jié)方便，但溫度較高在燒成帶長度方向上宜出現(xiàn)溫差，且火焰相互干擾相錯布置：窯內(nèi)氣體產(chǎn)生循環(huán)使窯內(nèi)溫度均勻。（常用）兩排布置：上、下兩層布置燒嘴，避免溫度差的出現(xiàn)。燒重油的燃燒室一般將燃燒室建得要大一些，以降低燃燒室的空間熱力強(qiáng)度。燒氣體燃料時，可以不設(shè)立燃燒室，直接在窯墻上布置燃燒通道將全部燃料噴入。燃燒系統(tǒng)：配備高效率燃燒機(jī)。加熱燃料可以是輕柴油、天然氣、液化石油氣及煤氣。窯爐的每只燃燒機(jī)都配有自動點火和火焰監(jiān)測系統(tǒng)，確保滅火的燃燒機(jī)及時點烯和燃料供應(yīng)安全切斷。各區(qū)域的燃燒機(jī)即使用空氣與燃?xì)猓ㄈ加停┍壤y來自動控制空氣與燃料量，又可手動微調(diào)來調(diào)整火焰，以保證燃料達(dá)到最充分的燃燒。排煙通風(fēng)系統(tǒng)主煙道：匯總各支煙道的煙氣，并將其引入煙囪煙囪：將來自主煙道的廢氣送入高層大氣空，減少廢氣對工作環(huán)境的污染排煙口：主要在預(yù)熱帶，其目的是將隧道窯內(nèi)的燃燒廢氣引向支煙道支煙道：引導(dǎo)來自排煙口的排出廢氣進(jìn)入主煙道五、排煙系統(tǒng)注：排煙口、支煙道、主煙道的布置應(yīng)避免急劇轉(zhuǎn)彎，保證盡量減小廢氣的流動阻力損失，使廢氣在煙道內(nèi)順利排出。排煙系統(tǒng)包括：排煙口-支煙道-總煙道-排煙設(shè)備排煙機(jī)煙囪(一)排煙口—煙氣由窯內(nèi)向窯外排出的出口。1.位置：預(yù)熱帶兩側(cè)靠近車臺面的窯墻上。2.數(shù)量：占預(yù)熱帶的70%，每車布置一對。(二)支煙道—

起聯(lián)接排煙口與主煙道的作用。(三)主煙道1.作用：匯集各支煙道的煙氣，送進(jìn)煙囪。2.布置方式：(四)排煙機(jī)(五)煙囪六.氣幕概念：氣幕是指在隧道窯橫截面上，自窯頂及兩側(cè)窯墻上噴射多股氣流進(jìn)入窯內(nèi)，形成一片氣體簾幕。氣幕分類：（按照其在窯上作用和要求的不同分）窯頭-------封閉氣幕，預(yù)熱帶-----循環(huán)攪動氣幕燒成帶------氧化氣氛幕，冷卻帶-----急冷阻擋氣幕。封閉氣幕：位于預(yù)熱帶窯頭目的：窯頭形成1～2Pa的微正壓，避免了冷空氣漏入窯內(nèi)。將氣體以一定的速度自窯頂及兩側(cè)墻噴入，成為一道氣簾，該熱空氣一般是抽車下熱風(fēng)或冷卻帶熱風(fēng)。氣幕氣體送入方式：1）與窯車運(yùn)動方向相垂直

2）與出車方向成45℃設(shè)為兩道：第一道：用冷空氣第二道：用熱空氣封閉氣幕擾動氣幕：位于預(yù)熱帶，一般設(shè)置2-3道擾動氣幕工作過程：以一定量的熱氣體以較大的流速和一定的角度自窯頂一排小孔噴出，迫使窯內(nèi)熱氣體向下運(yùn)動，產(chǎn)生擾動，使窯內(nèi)溫度均勻。氣流噴出角度垂直向下，或以一定角度逆煙氣流動方向噴出。擾動氣幕作用：為了克服預(yù)熱帶氣體分層現(xiàn)象而采取的措施，氣體分層原因：隧道窯預(yù)熱帶處于負(fù)壓，易漏入冷風(fēng)，冷風(fēng)密度大，沉在下部，迫使熱氣體向上，產(chǎn)生氣體分層現(xiàn)象。氣體分層結(jié)果：氣體分層導(dǎo)致上下溫差最大可達(dá)300—400℃。這樣就必須延長預(yù)熱時間，等待下部制品預(yù)熱好，反應(yīng)完全，因此降低了窯的產(chǎn)量，增加了燃料消耗。要求：（1）作為攪動氣幕的熱氣體溫度應(yīng)盡量與該斷面處溫度相近，否則易使窯內(nèi)局部溫度下降造成制品炸裂。（2）作為攪動氣幕的熱氣來源可以是煙道內(nèi)的煙氣，燒成帶窯頂二層拱內(nèi)的熱空氣或冷卻帶抽來的熱空氣。噴出速度應(yīng)在10m/s以上才起作用。國外隧道窯攪動氣幕噴出速度大，超過100m／s，使窯內(nèi)氣流達(dá)到激烈的攪動，上下溫度均勻，達(dá)到快速燒成。（3）氣流噴出角度可以使90℃垂直向下，也可以120-180℃角度噴入?，F(xiàn)代隧道窯在熱帶靠近燒成帶的一端附近設(shè)置高速調(diào)溫?zé)靵泶鏀噭託饽弧Ｆ鋰姵鏊俣却?，燒嘴噴出的氣體溫庫可以調(diào)節(jié)到該處所需的溫度，達(dá)到快速燒成。撹動氣幕循環(huán)氣幕（與擾動氣幕作用相同）是利用軸流風(fēng)機(jī)或噴射泵使窯內(nèi)煙氣循環(huán)流動，以達(dá)到均勻窯溫的目的。軸流風(fēng)機(jī)裝在窯頂洞穴中，葉片不超出拱頂面，機(jī)軸后面有夾道通向側(cè)墻車臺面處的吸氣口，將同一截面上的煙氣抽吸并自窯頂吹向下部。氣氛氣幕（結(jié)構(gòu)同封閉氣幕）位置：位于氣氛改變的地方。隧道窯在950—1050℃處設(shè)氣氛幕——氧化氣幕，即在該處由窯頂及兩側(cè)窯墻噴入熱空氣，使之與燒成帶來的含一氧化碳的煙氣相遇而燃燒成為氧化氣氛。說明：(1)氣幕的氣體量要足夠，空氣過剩系數(shù)在1.5—2.0之間，空氣不能過多，以免該處溫度過低，氧化反應(yīng)不完全，引起坯泡。(2)作為氧化氣氛幕的空氣溫度也不能過低，一般是從冷卻帶內(nèi)，或窯頂二層拱中、間接冷卻壁中抽出的熱空氣，再經(jīng)燒成帶二層拱進(jìn)一步加熱提高溫度。（3）要求整個斷面氣氛均勻，較好地起分隔氣氛的作用，窯頂和兩側(cè)窯墻都設(shè)有噴氣孔，上部密些，下部稀些，均以90‘角噴出。急冷阻擋氣幕

位置：急冷氣幕設(shè)于冷卻帶始端作用：1)坯體在700℃以前應(yīng)急冷，縮短燒成時間。提高制品質(zhì)量。2)阻擋氣幕，防止燒成帶煙氣倒流至冷卻帶，避免產(chǎn)品熏煙。結(jié)構(gòu)：同封閉氣幕說明：（1）急冷氣幕的噴入應(yīng)對準(zhǔn)料垛間隙，入窯后能迅速循環(huán)，起到均勻急冷作用。（2）噴入的冷空氣應(yīng)在不遠(yuǎn)的熱風(fēng)抽出口抽出，必須調(diào)節(jié)好急冷氣幕和熱空氣抽出量，保持平衡，否則會影響窯的正常操作，并降產(chǎn)品質(zhì)量。（七）冷卻系統(tǒng)（即為冷卻帶的通風(fēng)裝置）注意：鼓入冷卻帶的冷空氣必須在燒成帶之前抽出，使鼓入和抽出的風(fēng)量達(dá)到平衡，不使冷空氣流入燒成帶，保證燒成帶能燒到高溫并維持還原氣氛，保證燒成帶煙氣不倒流入冷卻帶使產(chǎn)品熏煙。冷卻系統(tǒng)急冷部分緩冷部分快冷部分急冷氣幕（傳統(tǒng)隧道窯）急冷噴嘴（現(xiàn)代隧道窯）間接冷卻（傳統(tǒng)隧道窯）間接與直接冷卻相結(jié)合（現(xiàn)代隧道窯）在400℃以下，靠近隧道窯出口端鼓入一定量的空氣時燒好的產(chǎn)品快速冷卻，以縮短燒成周期。冷卻