袁东海
隧道焙烧窑与轮窑相比，具有机械化操作程度高、能连续生产、热利用率性能好、产品合格率高质量稳定、劳动强度低等优点。尤其是机械码坯、微机自动化操作与监控窑炉温度、压力等技术推广应用后，更加显示出了隧道焙烧窑的优越性，因此，它是当今生产建筑烧结砖比较先进的热工焙烧设备。
隧道焙烧窑的工作原理是根据砖坯与气体的逆向流动，通过砖坯预热、焙烧、冷却进行热交换，使砖坯焙烧成制品的热处理过程。
从现在设计与运行的隧道焙烧窑看，窑体的长度波动很大，由70～150米不等，一般多为130～150米。窑体长度取决于砖坯需要的焙烧周期，即砖坯在窑内运行所需要的时间。在窑炉设计时，主要考虑坯体内可燃物的燃烧时间与坯体在经过预热升温、焙烧和冷却降温时所能承受的热冲击情况。在确保制品不出现裂纹、黑心和变形等质量缺陷的情况下，尽可能缩短焙烧周期，以缩短窑体的长度，降低窑炉的建设投资。
以窑宽4.6米的吊平顶隧道窑为例，生产实践证明：沿窑体长度分布的每个车位的长度是4.35米，就车位数而言，隧道焙烧窑内以容27～35辆窑车，即窑长为117.8～152.6米为宜。
隧道焙烧窑的横断面，其窑顶有平顶和拱顶两种，大型砖厂多采用一次码烧的大断面吊平顶隧道焙烧窑。大断面吊平顶隧道焙烧窑的窑内宽度系列有4.6米、6.9米、9.20米和10.4米四种，其窑内高度一般为1.2～2.1米，以确保能在窑车上码放10～12层砖坯。
拱顶型隧道焙烧窑，现在尚无定型的窑型设计系列，国内现有的窑型有半圆拱、三心拱、微形拱等多种类型，而窑内宽度为2.2～4.0米，其窑内高度以能码12～15层砖坯的高度为准。这种小断面拱顶隧道焙烧窑与大断面吊平顶隧道焙烧窑相比，其优点是投资少、保温性能好、节能、焙烧周期短而相对产量高。以现在运行的一条长×宽×高=150米×2.26米×3.2米（拱顶标高）的拱型隧道焙烧窑为例：其年产量可达6000万标块，相当于一条4.6米大断面吊平顶的隧道焙烧窑的设计年产量。
隧道焙烧窑除窑体外，还配有排烟系统、抽热风系统、冷却系统、压力平衡系统和温度与压力监控系统等。
隧道焙烧窑分带
隧道焙烧窑沿窑长可分为三带，即预热带、焙烧带、冷却带。因为三带具有预热升温、焙烧、冷却的连续性，所以三带不是截然分开的。
根据焙烧制度，确定焙烧周期，设计隧道焙烧窑的长度及其三带的划分。如果预热带适当延长，车位增多，就等于延长了预热、升温的传热时间，降低进车前后的升温梯度，给慢速升温，慢速脱水，坯体均匀受热，慢速释放应力，缩小窑内上下温差，避免制品裂纹和出现黑心等创造了良好的条件。如果冷却带适当延长，车位增多，就等于延长了制品的冷却时间，对于快速进车提高产量，防止制品冷却裂纹和制品出窑温度较低，易于人工卸车等，都是十分必要的。总之，合理的窑长和三带的划分，应依据砖坯的性能、焙烧周期和产量而定。
隧道焙烧窑的主要设施
隧道焙烧窑的主要设施有排烟机及其排烟管道系统、抽热风机及其管道系统与换热器、窑尾鼓风机和窑底鼓风机等。
预热带由于有排烟机抽出烟气，全带呈现较大的负压状态，初端负压最大，向后逐渐减至“0压”车位。因此，在预热带采取车下抽风，使车下也呈现负压状态，并于窑内压力趋于平衡，以达到缩小窑内与车下的压差，减少窑车漏风，以达到稳定预热带和焙烧带温度的目的。预热带车下抽风，可通过两种途径来实现：一是用专门的抽风机；二是将车下抽风管道接在排烟管道系统上，利用排烟机抽出窑底风。目前设计运行的窑炉多采用第二种方法，采用这种方法的好处是可以节省一台风机，且安装简单。但在设计选用排烟机时，必须考虑抽窑底风的这部分风量与风压等因素。这种方法的缺点是：当调节窑下抽风或调节排烟量时，均产生相互影响。而采用第一种方法时，由于设置了专门风机，就没有与排烟系统相互影响的缺陷，这样对窑炉的稳定操作很有好处。现在有个别单位把抽窑底风管连接到干燥窑送热风机抽风母管上，这也是一个较好的节能措施。
这里应特别注意的一个问题是：车下抽风量的大小要与冷却带的窑底鼓风相匹配，并且要在抽窑底风的管道上设置阀门，以调节抽风量的大小。如果抽窑底风的管径设计太小，在把阀门全部打开时，窑车下面也不能形成负压，那么，一是在预热带窑底形成正压或微负压，不能与窑内压力趋于平衡，这时，一旦窑车或砂封不严密，窑底风就会蹿到窑内，影响砖坯预热升温，严重时，还会造成成品严重欠火；二是由于抽风量小，使窑底鼓入的冷风流速很慢而逐渐被加热升温，造成窑底温度太高，使窑车轴承化油而运行困难。例如某砖厂隧道焙烧窑刚投产时，就因为上述原因，窑底风温高达145℃，造成窑车轴承全部化油，影响了窑车的正常运行，幸被及时发现，通过采取临时措施和及时增设了抽窑底风管道才解决了窑内与窑底压力平衡的问题。对此，窑炉设计人员应汲取教训。
冷却带设窑底鼓风和窑尾的窑门或窑端两侧的鼓风。窑底鼓风一是为了冷却窑车下部，避免窑车轴承化油；二是为了平衡窑内与车下的压力，力争使两者趋于平衡。因为窑内冷却带始终处于正压状态，所以要采取窑尾的窑底鼓风的措施。窑尾的窑门和窑墙两侧的鼓风是为了对流换热冷却制品，并同时形成大量的热风，这部分热风有一部分被抽余热风机抽到隧道干燥窑供干燥砖坯使用；另一部分热风继续向前流入焙烧带作为助燃空气。另外，在冷却带前半段，设4～6对抽热风管道，并在这些管道的总管上敷设水管式换热器，经过水管换热器的热风去隧道干燥窑用于干燥砖坯，而水管式换热器置换出来的热水可供洗澡、采暖或泥料搅拌用水。
现在兴起的较先进的换热器为窑顶直烧式，即将余热锅炉直接安装在冷却带窑顶上，换热管直接敷设在窑内最顶端，这样热利用效果最好。但安装位置很重要，位置设计不合理会影响成品质量。
隧道焙烧窑的温度和压力监控
为了保证窑炉优质、高产，窑炉值班人员应按制定的焙烧窑热工制度进行操作。为此，必须对窑炉的温度和压力等重要的热工参数加以认真的监控。同时，要依据这些参数研究窑炉运行中存在问题的原因，并有针对性地采取改进措施。
1、 窑炉温度监控
窑炉温度是焙烧过程中最重要的参数。它对产品产量、质量及窑炉的使用寿命均有直接的影响。所以，对窑炉温度的控制是十分重要的。对于窑炉温度的监控，主要部位是预热带、焙烧带、冷却带窑内的顶部温度。另外，还要监控排烟温度和抽出的热温度。窑炉温度的监控点可按每隔一个车位设一测温点，即以车位号的偶数或奇数设置。
2、 窑炉压力监控
窑内压力是标志窑炉正常运行与否的重要参数。窑内压力制度确定之后，基本上就确定了窑内的通风量。因此，也决定了窑炉的生产效率及制品质量。通风量的变化影响窑炉温度的升降。但是窑炉温度的变化需要有一个较长的过程，而压力的变化却是瞬时的，因此，窑炉操作人员必须对窑内压力与车下压力加以认真监控。对窑炉运行情况的调节，就是对窑炉压力的调节，要监控窑内与车下压力的平衡状态。
在窑炉运行过程中，除进出车时窑炉的压力有显著的变化外，其他时间，一旦发现窑炉压力非人为调节而出现很大的变化时，则肯定是排烟机、鼓风机或抽热风机及其管道系统发生故障，或者是出现停机事故，操作人员应立即进行巡检处理。
压力监控点的设置，必须是在窑炉同一横断面的部位上下成对设置。设置的部位是预热带、焙烧带和冷却带的适当部位。一般主要是监控焙烧带中部及其两端的压力，即压力监控点可成对设置在接近预热带的末端、焙烧带的中部、接近冷却带的前端三个部位。
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