1、前言

在烧结砖瓦制品中，还原气氛是指燃料在缺氧条件下燃烧，生成含有CH4、CO、H₂等还原性气体而含氧量很低的气体氛围。一般来说，砖瓦原料中的铁元素在窑内氧气充足的情况下被氧化成红色的赤铁矿(Fe₂O₃)，这是砖瓦通常显红色的原因。如果窑内制品在氧气不足的情况下烧制，生成的CH4、CO、H₂等还原性气体和Fe₂O₃;反应生成磁铁矿(Fe₃O4)，其颜色暗，通常呈青灰色。有时候还会生成氧化亚铁(FeO)，这是铁的氧化物中氧含量最低的化合物，颜色也很暗。根据窑内发生反应时的温度和还原时间，铁的几种氧化物会以不同的比例存在。

在还原气氛下，烧结黏土制品可以产生各种各样的颜色甚至单一制品呈现多种颜色的相互作用。可以生产在现代建筑中各种受欢迎的颜色。通过还原气氛的控制，烧结砖瓦制造商不仅可以通过制品外形性能来区别，更可以通过变幻各种颜色来突出其产品的吸引力。颜色的改变是坯体本身具备的属性，不需要使用釉料或原料添加剂来实现。这种坯体本身烧制后呈现的颜色有如下特点:

a．颜色的变化是连续的，通过合理操作，控制还原气氛来控制还原程度，理论上可以产生由浅到深的无数种色彩变化。

b. 这种颜色是由内至外的，色彩鲜艳，不会随着时间的推移或者产品的磨损而改变。还原气氛烧制制品，得到的颜色穿透度高，但是其烧结工艺较普通氧化气氛工艺更加复杂，控制精度要求更高，必须考虑一些特殊的方面。接下来阐述如何在普通隧道窑的基础上实施还原气氛烧结所需的措施。

2、隧道窑还原气氛烧制工艺需要什么

隧道窑的烧成带在燃料过量的情况下，会导致氧气不足，生成CO等还原性气体。这就是还原气氛。现在习惯把燃烧气体中CO含量在4%以下称弱还原气氛，把CO含量在4%以上称重还原气氛。在这种情况下，还原性气体会和氧化铁发生反应，CO夺走氧化铁中的氧，转化为CO2，铁则被还原。当然，在窑内的燃烧气体中的碳粒子也有还原作用，但碳粒子的还原作用比CO的还原作用要弱得多，因为碳粒子与氧化铁之间的作用是属于固相反应，而CO与氧化铁的作用属于气相与固相的反应，在相同的条件下，后者的反应必然比前者的反应强烈。因此，一般窑内还原气氛的控制，都以改变窑内的CO含量来实现。

在传统的隧道窑中，在窑的末端，通过空气强制对流系统(逆风扇风机)将冷却空气吹入窑中。部分空气再次进入窑底和顶部的烟气排放系统中和热空气起排出。另一部分空气则留在窑内，并沿着窑内通道流入烧成带然后与来自燃烧带的烟气混合。正是这种富含氧气的空气会抵消在燃烧区持续形成的 还原气体，大大降低还原效果，还原气氛“随风而去”。

因此有必要在很大程度上防止这种空气流动。为了实现这一点，需要额外设置一个支路管道。在冷却带抽热风机和还原区域之间抽出空气并送入预热带重新进行调整，这部分空气的温度大约在450℃。这个温度的空气可以用在预热区中预热砖坯。关于这个支路管道的结构设计，为了能承受高温要求，必须考虑几个特殊的技术特性。例如使用带内衬耐高温的抽烟风机，充分考虑线性膨胀的管道以及强制送风的合适风机，这些部件需满足最高送风温度为800℃的高温。（未完待续）