耐火材料工业窑炉.pdf

陶瓷、耐火材料工业窑炉
『本章学习目的』在于通过间歇窑和连续窑比较，深入了解和掌握硅酸盐工业窑炉的共
性与个性特点，以便读者根据实际工况运用热工原理知识，培养发现和解决高温工程问
题的基本技能。

第一节隧道窑
一、分类
隧道窑有各种不同的分类方法，大致归纳为：
1．按照烧成温度的高低可分为：
（1）低温隧道窑(1000~1350℃)；
（2）中温隧道窑(1350~1550℃)；
（3）高温隧道窑(1550~1750℃)；
（4）超高温隧道窑(1750~1950℃)。
2．按照烧成品种可分为：
（1）耐火材料隧道窑；
（2）陶瓷隧道窑；
（3）红砖隧道窑。
3．按热源可分为：
（1）火焰隧道窑；
（2）电热隧道窑。
4．按火焰是否进入隧道可分为：
（1）明焰隧道窑；
（2）隔焰隧道窑；
（3）半隔焰隧道窑。
5．按窑内运输设备可分为：
（1）车式隧道窑；
（2）推板隧道窑；
（3）辊底隧道窑；
（4）输送带隧道窑；
（5）步进式隧道窑；
（6）气垫式隧道窑。
6．按通道多少可分为：
（1）单通道隧道窑；
（2）多通道隧道窑

二、工作系统
隧道窑因类似铁路山洞的隧道而得名，目前多用单通道明焰车式隧道窑。

101.2×2.2×1.6m粘土砖隧道窑系统图
1.推车机；2.排烟机；3.烟囱；4.气幕风机；
5.抽烟风兼一次风机；6.冷却送风机；7.燃料管

三、隧道窑的规格
不同制品的隧道窑常见的规格为：
粘土砖（3~3.5万吨/年）：
预热带/烧成带/冷却带=41.8/22.0/37.4（米）
高铝砖（3.5万吨/年）：
预热带/烧成带/冷却带=72/24/60.6（米）
镁质制品（4~4.5万吨/年）：
预热带/烧成带/冷却带=72/24/60（米）
日用瓷（7x106吨/年）：
预热带/烧成带/冷却带=29.86/26.47/35.67（米）
电瓷（还原焰）（562万吨/年）：
预热带/烧成带/冷却带=38.52/28.0/50.07（米）
卫生瓷（隔焰）（2x105件/年）：
预热带/烧成带/冷却带=30/22/40（米）
釉面砖釉烧（1.8x105m2/年）：
预热带/烧成带/冷却带=13.47/6.9/13.51（米）

四、隧道窑温度制度
热工制度主要包括温度制度、压力制度和气氛制度。这些制度相互影响，且与窑车
砖垛码放及推车制度密切相关。

104×2.2×1.65m粘土砖隧道窑温度曲线及压力曲线

第二节间歇窑

一、工作原理
倒焰窑有圆窑与方窑（或矩形窑）之分，且多以容积大小进行分类，也可以最高
烧成温度或焙烧品种来分类。倒焰窑的基本结构大致相同，如图为某圆窑的结构图。

间歇式倒焰窑
1.窑室；2.燃烧室；3.档火墙；4.喷火口；5.吸火孔；
6.支烟道；7.主烟道；8.窑门；9.窑孔顶；
10.窑箍；11.看火孔（也可作取样孔）
二、倒焰窑结构
1.倒焰窑容积
决定倒焰窑容积大小的是产量，同时相对单位制品的能耗也小，但是容积过大，火
焰达不到窑的中心位置，导致窑温不均，废品或欠烧品增加。故根据生产规模、产品对
温度均匀性的要求、劳动组织条件、投资大小来决定倒焰窑的体积。
窑的容积计算分成两部分，即拱顶部分与拱顶以下的窑墙部分，后者计算简单。圆
窑顶部容积及其表面积可按照如下计算式：
V=(π/6)·f·[3·(B/2)2+f2]；
A=π·[(B/2)2+f2]
式中：V：圆窑顶部容积，m3；A：圆窑顶部表面积，m2；B：窑的跨度，m；f：
窑的拱高，m。
我国倒焰窑的设计系列为30、50、80、100、150、270m3等。陶瓷用工业窑炉的容
积多为100m3。

倒焰窑的窑高与直径：
决定窑高的因素是制品在烧成过程中所允许的负荷，即高温荷重；沿窑高温度分布
的均匀性；是否方便装卸制品等。一般耐火材料的倒焰窑为2.5～4.0m。圆窑的拱高一
般为直径的1/6～1/4。
窑的直径是根据窑的横截面上温度均匀性来决定的。火焰由喷火口喷出后控制的距
离为3m，烧无烟煤时控制的距离为2m，所以窑的直径为5—8m。

2.窑体结构
窑墙与窑顶构成窑体：设计时要考虑足够的机械强度以及蓄热和散热问题。在焙烧
时砌体所蓄积的热量占总耗量的10-15%，往往是外表面向外界散失热量的数倍。若厚
度过薄，增加散热，劣化环境条件。所以适当采用密度小，导热系数低的轻质材料作中
间保温层。一般窑墙的厚度为0.8-1.2m。

燃烧室：简称火箱。以液体燃料（重油）烧成的倒焰窑无需灰坑和炉篦；燃气倒焰窑可
不设置燃烧室。以固体燃料（煤）燃烧必需皆有。
挡火墙：它的作用是使得火焰具有一定的方向与流速，并防止部分煤灰污染制品。
喷火口：是挡火墙与燃烧室上部窑墙之间的空间。合理的截面积是炉篦水平面积的1/4～
1/5。
窑门：一