烧结砖生产工艺中，窑炉热工系统中干燥室和烧成隧道窑是重要的生产设备，由于其热工性能要求、材料规格和结构尺寸等方面的限制，隧道窑设备基本上以采用现场施工建造为主。以年产6000万块（折标砖）烧结空心砖一次码烧生产线为例，窑炉系统需要配置截面宽度为3.6m、长度约85m的干燥室和宽度为3.6m、长度约130m烧成隧道窑各2条，窑体 和基础的投资金额约为380~440万元，约占生产线总投资的四分之一。此外，干燥室和烧成隧道窑简称投产后，烧结砖质量、产量、产品品种适应性、单位产品能源消耗等等指标，对企业效益和技术经济指标有着较大的影响，因而必须高度重视隧道窑热工系统的设计和施工，否则，存在的技术失误会因窑炉质量事故，给企业造成较大的经济损失。

1 企业概况

    贵州省某烧结砖企业采用一次码烧工艺，设计生产能力为年产6000万块（折标砖）烧结空心砖，生产线建成投产不到2年。工艺中主要原料采用建筑渣土和煤矸石，原料经箱式给料机配料，双转子锤式破碎机破碎，回转筛筛分，搅拌加水、陈化后进入生产线。陈化后混合料通过箱式给料机，挤出搅拌机精细处理，送入50/50双极真空挤出机，泥条经自动切条机、切坯机，每条泥条切32块普通砖，12条一组，经编组皮带机编组后，机械码坯机码放3.6Mx3.6m窑车，每车码放普通砖4X4垛，共计5376块。码放湿坯的窑车，经静停预干燥后，通过两个干燥室干燥和两条硅酸铝纤维模块吊平顶烧成隧道窑焙烧，干燥室和烧成隧道窑长度相同，容车数量均为26车，窑长均为96.2m。进车时间为50~60min时，预计日产量将达到24~28万块合格产品。

2 烧成隧道窑结构

    该企业干燥室和吊平顶烧成隧道窑采用联体建造，中部为2条烧成隧道窑，外侧各有1个干燥室，形成“二干二烧”一次码烧工艺。

烧成隧道窑规格为道宽3.6m，长度为96.2m，窑车面到纤维模块底面高度为1800mm。

窑顶采用300mmX300mmX300mm硅酸铝纤维模块，耐热钢螺杆螺栓锚固件及保温棉等材料，并利用轻型16号工字钢主梁及50mmx50mm角钢小次梁，窑截面方向每排采用13块纤维模块构成。

窑内直墙为普通耐火砖，为节约费用，耐火砖砌筑采用一层115mm顺砌，一层235mm丁砌，由挑头砖上表面砌筑到预定标高。挑头砖下采用普通砌筑。

耐火砖后直墙采用普通烧结砖，普通砂浆砌筑。耐火砖和普通砖直墙厚度共计620mm。

普通砖砌筑烟道，宽度为800mm，设置为上烟道，烟道外侧采用370mm普通砖于干燥室和另一条烧成隧道窑相接砌筑。

3 烧成隧道窑的破坏

2014年7月，该企业由于农忙季节工人放假及市场需求减少的原因，安排1号窑继续生产，2号烧成隧道窑停火。2号窑停火初期，企业对该窑进行维修，窑内直墙平整，没有裂纹。2015年春节前夕，时隔5个月后，准备2号窑点火时，发现窑内高温带直墙出现水平裂缝、长度达到20多m，裂缝最大宽度高达50mm，部分顺切耐火砖已被顶出直墙平面，高温带中上部直播向窑道内倾斜。进入上置烟道检查，烟道底板膨胀开裂。烧成隧道窑墙出现严重破坏，虽然硅酸铝纤维模块顶没有破坏，由于高温带直墙裂纹和松动，2号烧成隧道窑已不能点火生产，必须进行修复。

4 破坏原因分析

针对2号烧成隧道窑破坏现状的检查分析，以及对窑炉施工情况的了解判断，同时考虑到该窑投产与停火时间，窑炉直墙的裂纹和膨胀现象，主要是耐火砖直墙后普通砖砌体采用了石灰石砂浆砌筑引起。

该烧成隧道窑施工中，普通砖砌体采用砂浆砌筑，砂浆骨料为石灰石人造砂。高温条件下，隧道窑内温度逐渐传递到耐火砖直墙后普通砖砌体，造成砂浆中石灰石骨料分解为氧化钙（生石灰）和二氧化碳。在改窑停火5个月的期间，生石灰吸潮，产生1~2倍的体积膨胀。

生石灰吸潮后产生的体积膨胀应力，当其水平应力作用于砌筑强度较低的窑内直墙时，直墙出现裂纹、耐火砖松动，高温带部分耐火砖被顶出，突出直墙表面。沿隧道窑长度方向，因砌体的约束作用，同时纤维模块窑顶质量较轻，膨胀应力的垂直作用，使得直墙裂纹高度扩大，由此波及上置烟道，烟道底板出现开裂。

上述普坏现象主要集中在高温带，正是由于烧成隧道窑正常工作期间，高温带高温的持续影响，使得耐火砖直墙后普通砖砌体砂浆中石灰石分解数量较多，加上该窑停火时间较长，生石灰吸潮产生的体积膨胀应力较大。

在高温带挑头砖下部普通砖砌体砂浆中，同样出现了石灰石分解，挑头砖下部普通砖砌体松动和裂纹。

检查中，松动的耐火砖砌体后能够看见已经消解的熟石灰粉。

此外，窑内直墙耐火砖采用一层115mm顺砌，一层235mm丁砌，由于耐火砖与普通砖砌筑灰缝厚度差异较大，加之耐火泥浆与砂浆的砌筑要求不同，耐火砖泥浆砌筑灰缝厚度超出规范要求，使得内直墙耐火砖砌体强度较低，缺陷较多。

没有停火的1号烧成隧道窑结构相同，普通砖砌体在施工过程中同样采用了石灰石砂浆砌筑，由于没有停火，因而石灰石分解后，生石灰吸潮并不充分，体积膨胀应力降低。但是，已经出现一两块耐火砖掉落窑车的现象。如果停火，随着体积膨胀应力的增加，1号烧成隧道窑也将出现与2号窑相同的破坏现象。

该企业隧道窑破坏的事例表明，破坏原因主要是普通砖砌体所用的砂浆石灰石分解后，生石灰吸潮膨胀产生的应力造成。对热工窑炉砌筑施工而言，禁止采用石灰石骨料，是业内的基本共识，然而，对一些无资质、不负责任的窑炉施工队伍，此种现象却可能经常出现。

5 修复方案及实施

根据烧成隧道窑破坏的现状，拆除局部窑直墙，重新砌筑，才能保证隧道窑的正常运行。由于该窑采用硅酸铝纤维模块为吊平顶，当窑直墙拆除后，纤维模块内膨胀应力消失，纤维顶将掉落。如要保留纤维吊平顶，需要事先采用特制钢制顶杆工装，焊接在16号工字钢两端底部，保持纤维模块内膨胀应力，支起后，再局部分段拆除直墙，修复墙体后，再将纤维模块吊平顶安装到原位。此方案需要加工钢制顶杆，施工难度较高，工期较长，窑体整体质量不高，但是，能够减少隧道窑纤维模块吊平顶的费用。

考虑到生产计划的要求，该企业决定采用局部整体拆除重建的方案，拆除长度为70m，70m范围内纤维模块吊平顶、上置烟道、窑直墙、挑头砖全部拆除，挑头砖下部松动的直墙也一并拆除。

砌筑时，利用原耐火挑头砖，采用耐火泥浆砌筑。

挑头砖平面以上，隧道窑内直墙采用耐火泥浆和耐火砖砌筑，厚度235mm’，保证隧道窑内直墙砌筑质量和延长其工作寿命。耐火砖墙后设置保温层，利用报废的纤维顶作为保温层，厚度为30mm，增加隧道窑直墙保温性能。

隧道窑耐火砖直墙后部普通砖砌体，采用泥浆砌筑，普通砖砌体与耐火砖直墙采用砖搭接砌筑，搭接砖为梅花桩式分布，不影响耐火砖墙后保温层保温效果，保证隧道窑直墙整体强度。

采用普通砖和预制板，泥浆砌筑上置烟道，烟道高度提高，通道面积增加。

新购置硅酸铝纤维模块，规格为600mmX300mmX300mm，利用原16号工字钢主梁、500mmX50mm角钢小次梁和耐热钢挂钩，安装纤维吊平顶。

利用报废的纤维顶作为吊平顶保温层，厚度60mm，提高隧道窑顶保温性能。

在隧道窑的修复过程中，针对原隧道窑中哈风、烟道、直墙保温等部分不合理的结构，采取措施进行了补救，有利于企业今后生产中单位产品能耗满足标准规定要求。

根据确定的修复方案和工期要求，经过40天的拆除和修复，2号烧成隧道窑修复工作顺利完成，材料及费用见表1.

表1  2号烧成隧道窑修复材料及费用

由于1号烧成隧道窑结构和砌筑材料相同，停火后也将产生与2号窑相似的破坏现象，因此，1号窑的修复费用，也将达到64.8万元。

该企业，=因烧成隧道窑破坏，直接修复费用达到129.6万元左右。如果将停产时间、修复时间的间接影响和不可预见的不利因素等损失计算在内，对于一家建成投产不到2年的企业而言，其经济损失是较大的。

隧道窑修复及点火见图8.

6 结束语

烧结砖企业建设过程中，项目前期缺乏分析论证和设计，后期施工中，又采用无资质窑炉队伍，建设过程没有质量监督，窑炉质量粗制滥造，建设费用名低暗高。应用过程中弊端和质量事故频发，产品质量得不到保证，单位产品能耗超过国家标准指标。此类中小型烧结砖项目建设事例，在经济较为落后的地区相当普遍，给地方经济建设带来负面影响，同时也给业主造成较大的经济损失。

对烧结砖项目的建设，业主降低投资的想法没有错，但是，科学决策才是降低投资的基础，需要遵循国家产业政策的规定、需要按照严格的设计和施工程序进行，不能轻信不良队伍的“忽悠”，否则，项目建设和生产实践中，必然会产生各种弊端，业主降低投资的美好愿望不仅得不到落实，反而会给业主带来较大的经济损失。

本文所列烧成隧道窑破坏原因和产生的严重后果，值得关注。