燒結磚隧道窯技術與節(jié)能降耗

　　目前，我國絕大部分磚廠采用隧道窯生產燒結磚，有一次碼燒、 一次半碼燒、二次碼燒工藝。選用中斷面、大斷面隧道窯的生產廠家較多。隧道窯生產燒結磚在節(jié)能降耗方面，有諸多節(jié)能的途徑和降耗 的控制手段可供我們日常生產中加以掌控和調整。筆者對一引起隧道窯進行了的調查，就此問題從以下三個方面談一點看法，供生產者參考。

　　1 窯爐施工方面的控制

　　在窯爐施工方面主要做好窯墻的保溫措施首先要選用節(jié)能環(huán)保的窯用保溫材料。其次，隧道窯的保溫工程是一項細致又煩瑣的工作， 在窯爐施工安裝過程中每一道工序、每一環(huán)節(jié)都必須達到設計施工說明和窯爐施工規(guī)范的質量要求。隧道的保溫工程主要包括四大方面：一是窯墻；二是窯頂；三是管系統(tǒng)保溫；四是窯車制造。

　　隧道窯墻由四部分組成：一是耐火重質材料；二是輕質保溫；三是隔熱耐火保溫棉氈；四是紅磚砌體（組裝隧道窯外裝飾板） 。這四大部分在施工過程中必須全面控制質量 。

　　1.1 砌體灰縫的控制首先必須控制砌體工程灰縫——耐火砌體的磚縫和灰漿飽度。在砌體過程中應根據(jù)砌體灰縫設計要求進行砌筑，灰漿滿度應達到 9 5％以上，并且要根據(jù)窯爐氣流方向的走向錯縫筑，確保窯爐的密封性能達到窯爐在熱工作狀態(tài)下的要求內墻灰縫飽滿度來講，筆者通過多條隧道窯施工驗收檢查發(fā)現(xiàn)，水平灰漿飽滿度可達 9 5％以上，而豎縫灰漿飽滿度均未達9 0％。而且很多豎縫都是空縫，從表面上看有灰漿，而實際上是借漿縫。當窯爐點火運行時，在窯內正壓狀況下，熱氣流就從耐火磚和輕質保溫磚砌體空縫向外竄出保溫層，使窯外墻面溫度大大超出設計要求。外墻溫度高的可達100℃，使大的熱量散失，同時還出現(xiàn)窯墻膨脹縫之間熱氣流的竄動，使墻傾斜，影響窯爐使用壽命。其次，耐火材料尺寸有誤差，容易導致灰縫寬窄不均勻。在砌筑過程中應采用選磚法砌筑，把一尺寸的耐火磚組砌在同一層，以控制灰縫厚度的均一避免干縮后灰縫有空隙保證熱氣流在正壓時不外竄。

　　1.2 保溫磚砌筑

　　有很多筑爐工對保溫磚砌體沒有正確的認識，認為是填充砌體，對質量灰縫要求并不嚴格，這是錯誤的認識。保溫材料砌體是窯爐保溫的核心層，對窯爐是否節(jié)能保溫起著很關鍵的作用。對于保溫耐火磚來說，其砌筑方法與同重質耐火磚相同。用耐火砂漿砌筑，但耐火泥漿的配方和直接明火接觸的耐火磚所用砂漿不同，配方不同砂漿的熔點就不同，焙燒應根據(jù)燒成溫度的輻射面來確定耐火泥漿的配方，保證砂漿與保溫磚燒結后成一整體、才能確保窯爐密封效果，達到隔熱功能。保溫墻的厚度、高度及總長度必須符合圖紙設計要求，灰漿飽滿度要達到9 5％以上砌筑時嚴禁使用鐵錘敲磚，以免破壞輕質保溫磚的整體強度。同時，應嚴禁用泥灰刀直接砍磚，需要加工的磚應用切割機切磚，保證所需磚尺寸準確。為避免保溫磚直接與窯內明火接觸，觀察孔的四周可用重質耐火磚砌筑，在保溫磚與保溫氈或毯及外墻的搭接部位也同樣用粘土耐火磚砌筑。

　　1.3 保溫層的鋪設

　　內墻與外墻之間填充的保溫材料層要均勻、密實，保溫材料不得進水，一般采用普通硅酸鋁纖維針刺毯。安裝時，毯與毯之間必須接觸緊密與壓縫。在兩塊毯接頭處要用高溫粘結劑粘連，使其密封嚴實，確保其保溫效果。對需要加工的保溫毯，應用刀具切割整齊，確保毯子的使用尺寸和規(guī)格，嚴禁用手直接撕拉。窯頂保溫施工程序如下（ 以吊頂窯為例） ：①在耐火吊頂板與內直墻搭接部位預先鋪設好高鋁型硅酸鋁纖維針刺毯；②在耐火吊頂板 v形縫中填塞高鋁型硅酸鋁針刺毯；③做2 0 mm厚的輕骨料耐火泥封層后，進行保溫層窯頂鋪設工作。窯頂表面必須嚴格密封，確保窯頂熱量不外竄。具體施工方法如下：

　　a.在未吊板之前，在耐火吊板與內墻搭接處的墻面上鋪設一層高鋁型硅酸纖維針刺毯層，其厚度約大于頂板與墻面之間距離的    1 /3，保證窯墻在受熱膨脹后不會將耐火吊板拱起，確保內墻與頂之間的密封結構不受熱量的干擾；

　　b.耐火吊頂板v形縫的填塞辦法，吊板與吊板之間用高鋁纖維針刺毯填塞，其厚度要依照 v形縫下面最小尺寸決定，使毯達到幾乎不能被壓縮的厚度。確保針刺毯充實緊密。高鋁針刺毯相接處，要將兩毯對接長出5 c m。確保對接壓平時能相互壓縮緊密，無空隙。在施工過程中要全部做到這一點，否則毯與毯之間有縫隙，熱氣流就會通過縫隙向窯頂上面竄，容易損壞窯頂板與板之間的針刺毯，應將其在毯的中間層撥開，使其兩側搭接在吊板上一段，以防填塞的針刺毯掉落。

　　c. 輕骨料耐火泥封層面的處理方法在吊板上做 2c m厚的輕骨料耐火泥層是第一道窯頂密封層，同時也可用硅酸鋁澆注料制作。無論用什么材料制作隔熱層必須要考慮它的耐溫性能。

　　d. 頂面層的保溫鋪設窯頂上保溫層的底層應選用耐高溫的高純型硅酸鋁纖維針刺毯，表層可用普通硅酸鋁纖維針刺毯或氈鋪設時要分層壓縫，毯與毯相接時要采用壓縮對接法施工。如果頂上層用的是硅酸鋁纖維氈，則氈與氈連接處要用耐800℃膠粘接，使氈縫密封。在鋪設底層時必須將耐熱吊件的四周壓實，接頭處應交錯搭接。鋪毯 要達到交錯鋪設、分層壓實、表面平整的技術要求，若耐熱吊件全部埋入保溫層毯內時，應將吊件四周的毯少量取出，使耐熱吊鉤的頂端及普通鋼吊桿暴露在空氣當中，有利于其自然散熱，以免耐熱吊鉤與普通鋼構在長期荷重的情況下產生蠕變，造成吊頂板的脫落。當安裝投煤管及風管時，其重力不能直接作用在耐熱吊板上，可在主梁上安裝適當?shù)闹渭?，使其質量落在主梁上應保證管體位置的固定，不可左右移動針刺毯上的投煤孔管體，應用高鋁硅酸鋁纖維針刺毯將其包裹并綁扎結實，埋入棉內的管體部分則用鋁質散棉分層將管壁周圍塞緊塞實，防止燃燒室的高溫氣流外泄，形成竄火，最后將投煤管及風管底層及管壁四周用高鋁棉充分塞實，確保其密封效果在窯頂保溫層鋪設完成后再用耐溫1000℃的涂料做外表面封層，使窯頂完全密封。密封層面在窯爐烘窯完再做，保溫效果更好。

　　1.4 余熱管道保溫

　　干燥窯干燥濕坯的熱量是通過余熱管道從焙燒隧道窯送來的余 熱，若干燥窯的熱量不夠，必然會影響干燥窯的熱工制度，使干燥周期加長，所以余熱管道的保溫很重要，千萬不要忽視控制余熱管道，熱量散失的辦法是，按余熱管道的規(guī)格將巖棉氈切割成塊并修正均勻，敷設時縱橫搭縫應留到管道頂部。搭接長度必須超過5 0 c m， 橫向搭接必須緊密相連，再用鍍鋅鐵絲將馬糞紙捆扎在巖棉外，鐵絲間為20 c m，最后用密紋玻纖布螺旋式纏繞在馬糞紙外表面上。搭接長度不小于5c m，每隔6c m用鍍鋅鐵絲捆扎一道，捆扎必須牢固。在膨脹節(jié)連接處的保溫棉應留出間隙，以保證管道伸縮時的自由滑動 。

　　1.4 窯車是吸收窯爐熱量及熱量損耗量最大的一個主體，窯車面層是隧道窯焙燒過程中最容易出現(xiàn)問題的部位，那么在窯車選用材料時應注意的問題如下：

　　a. 窯車車面材料應當由高質量、低密度的耐火材料及輕質隔熱材料組成，從底層到頂層的材料要能夠適應周期性的溫度變化特別是頂部材料應盡可能地降低材料自身的密度減少吸熱量。

　　b. 窯車上下密封的好壞是決定熱損耗的關鍵部位，隧道窯砂封槽的主要作用是隔熱焙燒道與窯車上下的氣流以減少漏氣，使窯內壓 力和溫度保持平衡與穩(wěn)定。砂封槽中砂子若填充程度不夠或者砂子顆粒不均勻，則不能完全隔絕空氣窯車裙板出現(xiàn)變形，裙板插人砂封槽的深度不夠，窯車與窯車接頭處密封不嚴，或者窯體外的冷空氣進入等因素都會導致窯爐熱量流失，必須從設計結構上解決這些問題窯車鋼結構加工要做到精益求精，不能有任何尺寸偏差采取雙曲封、軟密封、水曲封等手段措施來完善砂封結構，有效控制熱量滲及冷空氣進入 。

　　2 窯爐生產管理過程中的控制

　　窯爐在正式點火投產后，節(jié)能降耗的途徑很多，很多生產廠家卻忽略了生產過程中節(jié)能降耗，筆者通過多家生產過程的調研。發(fā)現(xiàn)磚廠存在的諸多影響節(jié)能降耗的因素其主要反映在以下幾方面：

　　a. 工廠生產管理混亂。很多燒結磚生產廠家，對燒結磚原理認識不足，生產過程中管理混亂，浪費人力、物力、財力，增加成本開支，預期合理的投資回收期不能按期實現(xiàn)。

　　b. 對窯爐的技術性能不夠了解。燒成曲線的控制、窯爐合理升溫速度、產品燒成的進出時間、燒成壓力控制、原料的物理變化、配 比關系、可燃物的燃燒氧化過程、窯爐合理的保溫時間、合理的冷卻過程等，都沒有進行有效的能耗控制。

　　c. 磚坯成型水分過大，導致燥時倒坯嚴重。干燥系統(tǒng)不能正常工作，成批的產品不能進入焙燒窯，造成各種能源的浪費。

　　d. 窯爐運轉設備的動力配置，如風機、頂車機、牽引機、擺渡車等動力設備的電機都有節(jié)能潛力可挖掘。

　　以上這些問題要想得到解決，首先必須對生產產品、窯爐工作原理有正確的認識，加強燒結磚生產管理。在生產過程中首先要建立一套完整的結合工人實際技術綜合素質的流水作業(yè)流程，原料處理環(huán)節(jié)、成型生產、燒結生產、產品出廠堆放等四大環(huán)節(jié)一個都不能忽略。尤其是各環(huán)節(jié)的管理負責人，要掌握生產燒結磚的技術全過程，對出現(xiàn)的問題要及時處置。

　　3 節(jié)能降耗的措施與方法

　　3.1加強能源管理

　　許多磚廠在原煤管理上比較混亂，原煤進廠不過磅，用煤不計量。因此必須加強能源管理，要建立廠部、車間、班組三級節(jié)能管理體系，健全節(jié)能管理制度。制定原煤消耗定額和節(jié)能獎罰措施等，并組織檢查和落實監(jiān)督制度。同時，必須加強煤庫管理，要做到購煤有計劃，入庫有驗收，領用有計劃，進出有臺賬。

　　3.2 要大力提倡內燃燒磚

　　粉煤灰、礦渣、煤矸石和泥煤、秸稈、可燃垃圾等可燃物均可作 為燃料用于燒磚，可節(jié)約原煤和提高產品產量和質量。在坯體內部直接加入燃料時，發(fā)熱效率高，與外燃燒磚相比，窯體向外部散熱少， 所以，內燃磚能降低單位產品的熱能消耗。

　　摻內燃時需要注意的問題是：一要了解內燃料的種類、性質和熱值；二要注意燃料的處理與摻配比例；三要掌握內燃燒磚的碼燒技術。

　　3.3降低坯體殘余水分是降低煤耗的重要環(huán)節(jié)和重要措施很多生 產企業(yè)單一追求產量，而忽視磚坯成型水分。從磚機出來的磚坯水分超過了20％。假若磚坯每蒸發(fā)1kg水需要耗熱量4598k J～54 3 4kJ，如果降低坯體含水量1％的話，那將要節(jié)約多少熱量，可以節(jié)約不少的資金。

　　3.4使用外投煤生產

　　煤應破碎成lmm～2mm的煤粒，以增大煤在燃燒時的比表面積， 達到充分燃燒。外投煤還要干燥，否則直接增加了窯內水分。就等于增加了燒磚用煤有條件的磚廠應建立儲煤棚及增加煤粉碎設備，保證外投煤顆粒細而干燥。

　　3.5 注重碼燒技術

　　碼坯作業(yè)的目的是形成適合于焙燒要求的坯垛，不同的產品有不同的碼坯方法。要根據(jù)氣體在窯內流動的原理和燃料性能確定碼坯形式。要綜合考慮碼坯對窯內通風量的影響，對焙燒道橫斷面上氣流分配的影響，對窯內燃料量分布的影響碼坯形式與能源耗量也有直接關系，很多磚廠對碼坯方式重視程度不一樣，它的能源消耗也就不相同。

　　3.5制定合理的燒成曲線，也是降低能耗的一種途徑在制定燒成 曲線之間，我們必須掌握焙燒原理干燥后的磚坯進入窯內，在加熱焙燒過程中會發(fā)生一系列物理化學變化。這些變化取決于坯體的礦物組 成、化學成分、焙燒溫度、燒成時間、焙燒收縮、顆粒組成等，此外 窯內氣氛對焙燒結果也有影響。在了解燒成原理后我們就可根據(jù)不同 的原料和不同的產品制定不同的燒成曲線，再根據(jù)燒成曲線設定窯爐結構 。

　　3.7焙燒過程中嚴格按窯爐操作規(guī)程進行

　　進出窯車時問要穩(wěn)定，不能隨心所欲。根據(jù)燒成曲線決定窯車進出時間。用閘要有規(guī)則，風閘一旦確定無需再動。人窯坯體水分必須控制在 6％以下，否則影響產品質量且又多耗熱量。窯體內的砂封要保持它的密封功。及時了解砂封中砂料流失情況窯頂投煤孔不能隨便打開火眼，以免向窯內灌人冷空氣。不得隨意開啟窯頭窯尾密封門， 以免增加風機額外負荷。凡需外投煤燒結時，應做到勤投少投，看火投煤，確保煤完全燃燒。

　　3.8合理利用窯內余熱

　　隧道窯在生產過程中有很多余熱可被利用。尤其是全煤矸石做原料生產燒結磚時。余熱利用目前較為普遍的用法有：① 干燥磚坯使用；②窯頂設置水箱或當鍋爐使用；③北方地區(qū)抽出供暖使用；④有的還設置余熱發(fā)電?？偠灾?，余熱利用的前景廣闊，需我們共同挖掘、充分利用好余熱。