1.概况

我国烧结砖瓦具有7000多年的悠久历史。众所周知，从古至今的亭台楼阁、庙宇、寺院和皇家宫殿建筑大多都是由烧结砖瓦建成的，所以烧结砖瓦是我古代劳动人民发明并且在世界建筑材料史上占有极重要地位的瑰宝之一。

烧结砖瓦离不开窑炉。1949年前，我国烧结砖瓦生产均是由土窑烧制的。新中国建立后，国家进行了大规模经济建设和基础工程建设，促进了我国砖瓦行业快速发展和技术进步，轮窑技术应运而生。到20世纪60年代初期，轮窑技术应用已遍及全国各地，由最初的18门一座，发展到最多达60门一座。

轮窑技术的特点：

（1）    可以连续焙烧生产，改变了土窑间歇式生产方式；

（2）    轮窑门数可多可少，比较灵活；

（3）    门数多的轮窑可以几把火同时焙烧，产量大；

（4）    轮窑煤耗要比土窑低。

我国砖瓦行业采用隧道窑烧结砖瓦工艺技术上是从引进前苏联的隧道窑烧结砖瓦工艺技术开始的。1964年，前苏联援建的采用隧道窑工艺技术的北京市窦店砖瓦厂建成投产。随后隧道窑烧结砖瓦工艺技术在我国砖瓦行业中逐步得到推广。

隧道窑烧结砖瓦技术特点：

（1）    人工操作环境条件好，劳动强度低，码窑和卸砖都在窑外进行；

（2）    热效率高，节约能源；

（3）    所需窑车、轨道耗钢量大，投资较大；

（4）    由于拱形窑的内断面小，产量低，产品成本高。

改革开放后，为了解决我国煤矸石大规模综合利用和提升我国烧结砖焙烧工艺技术，在原国家计委的大力支持下，决定引进西方国家隧道窑烧结砖瓦先进技术工艺。在1987年成功引进了法国的9.2m大断面铠式吊平顶焙烧隧道窑技术，于1990年在黑龙江双鸭山市空心砖厂建成我国第一条采用大断面铠式吊平顶焙烧隧道窑技术工艺、全煤矸石烧结空心砖生产线，成为我国大断面铠式吊平顶焙烧隧道窑技术工艺应用、全煤矸石烧结空心砖生产线建设的一个新的里程碑。

经过引进、消化吸收、自主创新之后，从1994年至今先后已有内径宽3.3m、4.6m、6.9m、9.2m等不同规格的吊平顶焙烧隧道窑在砖瓦行业中应用，尤其是大、中断面吊平顶焙烧隧道窑得到迅速推广，单条窑道年产量已有3000万块、4000万块、5000万块、6000万块、8000万块、10000万块（折标砖）一次码烧和二次码烧工艺隧道窑。

近几年来，不仅轻吊板平顶隧道窑继续发展，又出现了耐火砖、板凳吊平顶隧道窑。同时为了提高产量和方便机械化码坯，将宽2.5m，中心角60°的小断面拱形隧道窑发展到3.3m和3.6m，并同时发展了码平顶砖垛（可人工码又便于机械码）焙烧隧道窑的新技术，进一步解决了断面小、产量低和能耗高的问题。

从上述过程可以看出，我国砖瓦行业焙烧隧道窑经历了从无到有，从小到大，引进、消化吸收、再创新，并逐步形成自主知识产权的发展之路。

 

2.节能隧道窑的技术

2.1设计的特点

目前，国内设计烧结砖瓦的有关院、所设计出的节能隧道窑，主要有以下特点：

（1）各设计院、所设计的节能隧道窑符合JC982-2005标准要求。设计出的焙烧隧道窑热耗低于49.7X10⁶kj/万块（折标砖）砖，突出了节能特点。

（2）为了节能，隧道窑的机械化和自动化程度越来越高。在设备选型上，在满足需要的前提下，尽量不用动力大的设备。如在窑车运转设备和窑用风机选型上尤为突出。

（3）为了节能，隧道窑自动化水平不断提高。如采用电脑对隧道窑系统进行监测并实施调控等。

2.2节能隧道窑的结构设计

隧道窑是由基础、轨道窑车、窑墙（含砂封）窑顶及通风管6部分组成。基础设计必须做到使用平稳、牢固可靠。轨道必须标明平直技术指标及轨道安装方式与技术要求，确保窑车平稳运行，确保焙烧运转按要求的焙烧曲线运行。

窑墙设计采用复合式墙，使其达到保温隔热节能之目的；同时窑墙还要达到承重窑顶的要求，确保窑的承重主梁稳定性和牢固耐久性，确保焙烧隧道窑的使用寿命。

焙烧隧道窑窑顶不管是拱形砖顶还是平顶，窑顶的好坏是决定窑顶使用可靠与否、寿命长短的关键，因此在设计上均须按照国家标准、行业标准和有关标准进行设计。

总之，在焙烧隧道窑主要结构的设计中，要尽可能采用新技术、新工艺、新材料、新方法，使焙烧隧道窑实现技术先进、操作方便、运行平稳可靠、牢固耐久、节约能源的目标。

2.3节能措施的设计

为了实现节能减排、降耗，国内有关设计院、所在隧道窑设计上采取了一些行之有效的节能降耗措施。如前所述，尽量采用动力小的设备（包括窑上通风用的所有风机），实现节约电能。

为了降低热耗，隧道窑窑墙在设计上一般都采用隔热保温复合式窑墙，不仅用轻质保温墙而且还有隔热保温层，同时有的还采用了密封层。实践证明，由于采用隔热保温层，隧道窑的外墙表面温度都有大幅度降低，有的窑外墙面甚至于接近常温。

为了降低热耗，在设计吊平顶窑时，一是主梁挠度要尽量小，保证窑顶稳定性；二是设窑封层；三是采用隔热保温层；四是尽量减少投煤孔个数。这是因为我国砖瓦行业完全掌握全内燃烧结砖瓦技术，只要准确控制制品原料的发热量能够满足产品自身内燃的条件下，根本不需要外投燃料，所以多设投煤孔是无益的，只会增加窑顶温度。增加散热，不利于节能降耗。在实际运行中，只在烧成带后段设点火用的投燃料孔即可。实践证明，只要能很好地控制原料发热量，全内燃焙烧隧道窑完全可以不设投煤孔，即可满足烧结砖的焙烧要求。对于拱顶码平垛的3.3m或3.6m焙烧隧道窑可采取厚墙、厚顶的措施使隧道窑在焙烧运行中窑墙于窑顶外表面接近常温，减少热损失。窑顶长度可适当加长，实现出窑的成品温度接近常温，实现节能的目的。

焙烧隧道窑余热利用技术发展迅速，近些年来设计的焙烧隧道窑在冷却带、腹腔和窑车底均设有抽取余热设施，实现焙烧隧道窑的余热利用。一方面抽取余热送入恒温干燥室做干燥介质来干燥坯体；另一方面，抽取余热与工厂的采暖系统进行换热，用于工厂的办公、生活及员工洗浴取暖。根据测算，一条年产1.2亿块（折标砖）的隧道窑冬季可满足大约20000㎡的采暖面积，节能效果非常显著。

为了减少隧道窑窑热损失，在焙烧隧道窑的通风管道的外表面采用保温材料形成保温隔热层，也是减少焙烧隧道窑热损失的一种有效方法。

3.使用及节能效果

3.1使用效果

3.1.1技术成熟

吊平顶大、中断面隧道窑焙烧工艺技术从1995年至今已走过15年的历程。在这期间隧道窑焙烧工艺技术不断完善，特别是经过引进、消化、吸收、再创新，使这项技术逐步走入成熟。产品的合格率由90%上升到95%，有的达到98%，基本上达到了世界先进水平（西方先进国家产品合格率是95%～98%）。而轮窑的产品合格率平均在80%～85%。所以隧道窑焙烧砖合格率高，产品不仅外观质量好，内在质量强度标号通常可达200号或更高，而轮窑烧出的砖强度普遍达不到200号。在产量方面，一条9.2m隧道窑焙烧空心砖年平均可达6000～8000万块（折标砖）。由此可见，大、中断面平顶隧道窑打破了以往的小断面拱形隧道窑产量低的局面，取得了技术成熟、产品质量好、产量高的使用效果。

3.1.2技术先进

吊平顶焙烧隧道窑机械化、自动化程度高。由真空挤砖机挤出的泥条可实现自动切条、切坯、运坯、翻坯、转向和编组，对一次码烧工艺可自动把编组的湿坯码在窑车上。码满坯垛的窑车可实现自动进入干燥室、出干燥室，通过摆渡车可自动进入焙烧隧道窑，烧成的成品车可自动出窑、卸砖，整条生产线可以完全实现自动化；对二次码烧生产线来讲，切好的湿坯可以实现自动上托板、经过二次码烧上、下架系统、自动运行进入干燥室，出干燥室后，经过自动卸坯、编组和自动码坯系统，将码好干坯的窑车自动送入焙烧窑进行焙烧。烧好的成品窑车自动出焙烧窑后，由自动卸砖机、打包。整条生产线也可以完全实现自动化。在生产过程中，窑炉的焙烧温度曲线由电脑控制，各重要生产岗位和节点也可实现电脑联机监控。

3.1.3大、中断面吊平顶焙烧隧道窑数量在递增

由于大、中断面平顶焙烧隧道窑使用可靠，技术先进，产品质量好，产量高，备受业内人士青睐和欢迎，发展迅速。在2000年以前国内大约有近50条吊平顶焙烧隧道窑建成投产。据不完全统计，到目前为止，国内已发展到大、中断面平顶焙烧隧道窑约300多条，而且每年在以30多条的速度递增。

3.2节能效果比较

3.2.1煤耗

我国传统的土窑工艺技术焙烧青、黑色砖每万块（折标砖）平均耗标准煤约3～5t。轮窑工艺技术焙烧每万块（折标砖）平均耗标准煤约2～2.4t，而大、中断面平顶隧道窑焙烧工艺技术每万块（折标砖）平均耗标准砖约1.4～1.8t。有的煤耗甚至降低到1.2t标煤。所以大、中断面吊平顶焙烧隧道窑焙烧工艺技术上当前乃至今后一段时间国内最好的节煤型窑炉及砖瓦焙烧工艺技术。

3.2.2热利用率

轮窑虽然焙烧是连续的，但是窑墙、窑顶受热和冷却都是间歇断续的，热量散失非常多，同时烟气热量能够有效利用的厂家很少，一般都是直接排出，排烟热损失约占30%左右，加上窑墙、窑顶及成品砖出窑热损失，轮窑的热效率只有40%~50%，小断面的焙烧隧道窑热效率约为50%～60%。但大、中断面平顶焙烧隧道窑的热效率按排烟热排空计算为70%以上。如果烟气热能也做到综合利用的话，热效率可达85%以上。如果1条年产6000万块（折标砖）煤矸石空心砖全内燃隧道窑产生的余热进行综合利用，除可满足坯体干燥用的热能外，尚可满足10000㎡面积的办公与生活取暖，节能效果非常显著。由此可见，大、中断面焙烧隧道窑要远比土窑、轮窑热利用率高，节能效果好。

4.结束语

由于大、中断面焙烧隧道窑具有技术成熟、先进；机械化、自动化程度高；产品产量大、合格率高；煤耗低、热效率高等诸多优点，当前和今后一段时间内，我国砖瓦行业应把该项技术列为发展重点。制定有关政策和标准，施行节能型大、中断面隧道窑技术准入制度，从政策和标准两个方面把关，把我国砖瓦焙烧技术工艺提升到一个新的水平。