烧结砖生产线焙烧工艺

烧成隧道窑

    烧结砖厂技术改造中，烧成隧道窑及窑车的费用占技改投资一半以上。此外，至干燥窑出来干坯，生产费用已达到生产成本的2／3，通过隧道窑烧成，获得合格产品后，能收回生产成本并产生利润，如产生废品，不仅生产费用不能收回，还得继续承担处理废品的费用。由此可见烧成隧道窑在生产工艺中的重要地位。评价隧道窑的技术指标有三项：生产能力、产品质量及烧成热耗。烧结砖厂技术改造中，当采用一次码烧工艺时，烧成隧道窑与干燥隧道窑的窑车及窑断面面积相同，但二者的热工系统、窑体结构及长度不同。烧成隧道窑长度主要由年产量及原料的烧成周期确定。年产量越高，在一定的烧成周期内，在保证烧结砖热工性能条件下，要求火行速度加快，通过隧道窑烧成的产品越多，因而隧道窑长度需要增加。不同原料有不同的烧成周期，因而隧道窑的长度也有不同。

    新建隧道窑生产线时，一般需要对主要原料及辅助原料进行化学成分、矿物组成的分析，并进行相应的土工实验及热工实验，初步确定原料的烧成温度曲线，再通过相应的生产线进行试验，最终确定窑炉的烧成周期和焙烧曲线。即便如此，隧道窑的结构、砖坯人窑水分、风机、热工系统等因素会对烧成周期有影响，依然需要在生产实践中进行调整。

    根据烧结砖工艺的要求，混合料中化学成分的含量要求如下: SiO2：55％~70％，A1203：10％~25％，Fe203：2％～10％，CaO：<15％，MgO：<5％，SO3<5％，K2O+Na20<3％，烧失量：<10％。化学成分中SiO2及A12O3，对烧成温度及烧成周期产生影响；含量较高时，应适当提高烧成温度，含量较低时，可适当降低烧成温度。其含量会影响烧成周期，进而影响到隧道窑的长度。绝大多数砖瓦原料的烧成温度在900℃~1 050℃之间。很多原料中SiO2及A12O3含量偏低的烧结砖生产企业，烧成温度为900～950℃之间时，就能够生产出高质量的产品，此时，隧道窑长度不宜过长。

    当前，烧结空心砖生产实践中，烧成隧道窑规格一般是，截面为2.5 m～3.0 m时，窑长为80 m~110 m；截面为3.3 m ~3.9 m时，窑长为90 m～130 m；截面为4.6 m～9.2m时，窑长为144m～155m。隧道窑的长度由年产量及原料性能决定。当窑断面、码窑密度、最高烧成温度、焙烧时间及燃料确定后，长度适宜的隧道窑可确保焙烧过程比较稳定，能较好地适应进窑干坯含水量的波动、原料成分的变化，对提高产品产量及质量有好处。如果继续增加隧道窑长度，不仅增加冷热烟气的流程，增大隧道窑内阻力，加大热工系统阻力，增加排烟风机功率消耗，同时增加了隧道窑、窑车及厂房的建设费用。长窑不是提高烧结空心砖产量的唯一条件。对于年产6 000万块(折普通砖)烧结空心砖生产线，可采用2条烧成隧道窑，窑断面3.6 m～3.9 m，长度130 m左右。当采用硅酸铝纤维模块吊平顶时。能有效地降低隧道窑造价。

隧道窑工作原理及其优点

     隧道窑一般是一条长的直线形通道，两侧及顶部有固定的窑墙及窑顶（顶部有平顶和拱顶之分），底部铺设的轨道上运行着窑车，窑车上装载着烧成产品，依次窑车进车，窑尾出车。窑体构成了固定的预热带，冷却带，通常称为隧道窑的“三带”。燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或在引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带。隧道窑的中间为烧成带，在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段制品，鼓入的冷风经制品而被加热后，再抽出送入干燥窑作为干燥生坯的热源，这一段便构成了隧道窑的冷却带。烧结砖隧道窑使用的燃料有固体、液体和气体3种不同的燃料。目前我国大部分隧道窑使用的是固体燃料，也就是煤。称作内燃烧结，有条件的地方也使用外烧结法，也就是油和气作为燃烧原料。 

    隧道窑是连续化生产，中间没有间断期，烧成周期短产量大，不受自然天气的影响，节约燃料。它主要是利用逆流原理工作，因此热利用率较高，与常规轮窑相比热利用率高达50%左右。隧道窑生产可节省劳力，能改善劳动环境，可减少环境污染，操作简便，装卸产品便于实现机械化。减轻了工人的劳动强度。在提高产品质量上，与轮窑相比，减少了工人二次倒运，烧成温度可控可调。容易掌控其烧成规律，破碎率较低。隧道窑和窑体内配套设备比较耐用，因为隧道窑与轮窑相比窑内不受急冷急热的影响，所以窑体使用寿命较长，一般在5年内不大修。隧道窑在占地面积上与相同产量和规格的轮窑相比要少2/3。隧道窑与轮窑所用砌筑材料和配备设备不一样。因此，投资造价要高于轮窑，但后期生产成本低于轮窑。

隧道窑的种类 

隧道窑可按内宽、产量、结构、运转自动化程度等各项指标进行分类。

（1）按隧道窑的断面宽度分类，可分为3.0m，3.3m，3.6m，4.6m，4.8m，6.9m，7.3m，9,3m，10.3m等不同宽度的隧道窑。，窑道工作断面(内宽)小于3m的，称为小断面隧道窑，3~4.5m的为中断面隧道窑，大于4.5m的为大断面隧道窑。

（2）按窑炉结构分类 

①按窑顶结构可分成拱顶隧道窑，吊平顶隧道窑两大结构。 

②按窑体结构分类有全砖砌体结构窑体，有砖混结构加钢立柱，钢拉杆的窑体，也有钢筋砼框架结构的窑体。 

③组装式，全纤维，楷装结构窑体。

 （3）按窑型的单条产量分类，可分为年产标砖1.2亿块、8000万块、6000万块、5000万块、3000万块、2000万块等多种规格型号。 

（4）按生产工艺方式分类，可分为一次码烧、一次半码烧和二次码烧。 

（5）按运转自动化程度分类，可分为全自动测控的隧道窑，半自动运转的隧道窑，手动控制的隧道窑等。 

隧道窑的结构与生产

（1）隧道窑按长度方向可分为预热带、焙烧带和冷却带（包括保温），通称为隧道窑的“三带”。对于一次码烧隧道窑而言，在预热带前还有一个干燥段。如在干燥好的砖坯基础上再用人工码至烧成窑车上进行焙烧，称为二次码烧。

（2）隧道窑内铺设有轨道，装载砖坯的窑车从窑进口端依次进入，与窑内气流相对运动，窑车在轨道上进行，经预热、焙烧带加热到即定烧成温度，再经过保温和冷却带出窑，即为成品。

（3）焙烧用的燃料，从焙烧带的投煤孔或燃烧室、或烧嘴，进入窑内燃烧加热烧结砖坯。废气从预热带经排烟孔烟道排出。冷却制品后变热的热空气，一部分由热风抽出口抽出供干燥用，一部分进入焙烧带作助燃用。

（4）在焙烧隧道窑内，制品烧成温度均在1000℃左右，在窑体结构选材上，需要在焙烧带选用较好的耐火材料砌筑窑墙和窑顶，预热带和冷却带则可用较普通的耐火砖，或黏土、页岩烧结砖。平吊顶隧道窑则采用倒T 形耐火混凝土吊板或吊梁，吊梁有混凝土和钢结构吊梁。

（5）为了窑炉密封保温性能好，避免漏风对窑内焙烧过程的影响和高温气体对窑车下部金属结构的影响，窑内两侧墙设砂封槽，槽内填充砂子，窑车两侧则有砂封板插入砂封槽内隔断上下气流的互相流动。在窑墙和窑顶均设有保温隔热耐火材料，使窑内的导热系数变小，热量不致流失，从而有效地进行热源循环使用，达到节能降耗的目的。在隧道窑结构上设有余热利用系统，将抽取的热空气供干燥室烘干砖坯使用或作为北方地区冬季供暖使用。一般在窑炉的进出端设有窑门，使窑内操作稳定，不受外界影响。

（6）隧道窑配套的设备：进出口窑门、推车机、电动拖车、窑车、回车卷扬机以及排烟风机（烟囱）、冷却鼓风机、抽热风机、换热器等辅助设备。

（7）隧道窑的工作系统主要由以下几方面来确定。一是窑的主要尺寸，由焙烧产品品种、规格、产量及窑炉的使用寿命均有影响。所以，对温度的控制十分重要。对窑炉温度的监控，主要部位是预热带、焙烧带、冷却带的顶部温度。窑内压力是标志窑炉正常与否的最重要参数，窑内压力制度确定之后，基本就可确定窑内的通风量，因此也决定了产品的生产率及制品质量。通风量的变化将会影响窑炉温度的升降。窑炉的温度变化需要一个较长过程，但压力变化却是瞬间而已，压力监测必须在同一个部位上下设置。

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