隧道窑的气密与保温
本文为文章的原稿，部分术语杂志社编辑有所改动，但是表达的意思仍然不变。
崔群星 （河南洛阳隧道窑技术服务站，河南 洛阳471800）
摘要： 介绍了气密和保温在隧道窑烧成运行中的重要性，重点分析
了直通道窑炉该类问题出现的原因，制定了相应的处理方案。
关键词：气密；保温；处理操作
气密与保温在隧道窑烧成中有着重要的意义，它决定着能否实现窑温的正常化，制品能否顺利完成各项理化反应以及节约燃料。有种认识常常笼统的把气密与保温称之为保温，往往忽略气密的重要性。气密和保温像睡觉盖的被子，仅有棉花网套是难敌寒意的，还要在棉花外面缝上被面、被里，才能拥有更好保暖效果。
气密与保温主要体现在窑墙、窑顶、窑车方面，其中又函盖了窑炉建造和烧成运行方面的诸多细节，处理好了这些环节是确保窑炉达到高产、优质、节能的关键因素之一。
1窑墙
窑墙的砌筑分为外墙、夹层、炉内壁三个方面。外部窑墙用常用烧结标砖或90多孔砖砌成，厚度为37ｃｍ，间隔12～15ｍ预留有1.5～2ｃｍ左右的伸缩缝，有些拱顶窑的外窑墙还设计有内收台阶，向上的每一层逐渐内砌，以强化墙体坚固程度，承受来自拱顶的横向推力。垂直的外窑墙每隔2.5～3.6ｍ贴墙竖直安放一根Ｈ钢，左右两侧对称，上部用圆钢或其它型材固定，也是为了确保窑墙的坚固性。窑炉炉内壁由烧结标砖和耐火砖砌筑而成，从进坯端窑门到预热带中部由于温度大多在650℃以内，所以墙体用烧结标砖砌筑，达到降低窑炉造价的目的。窑炉内壁中段温度较高，应采用可耐1300℃以上的耐火标砖砌筑，砌筑长度在65～82ｍ之间，隔上8ｍ左右预留一道呈垂直形状的伸缩缝，缝隙尺寸在1.5～2ｃｍ之间，点火前先把缝隙内的杂物清理干净，然后用石棉把缝隙塞满。炉内壁窑车平面以上砌筑一层水平状的曲封砖，曲封砖由大块耐火砖做成，伸出下面窑墙11ｃｍ，起到减少温度或气流互串的作用。窑车平面以下的炉内壁墙使用烧结标砖砌筑即可。保温带中后部温度相对也较低，仍然用标砖砌筑，达到经济、实用的目的。内外窑墙中间的夹层部分常用的材料有土类、轻质保温砖和石棉，单独使用其中的一种材料窑炉的气密与保温效果较差。应贴着炉内壁的耐火砖墙砌上一道25ｃｍ厚的轻质保温砖，或者与炉内壁的耐火砖墙预留下22ｃｍ缝隙，内部用石棉填充。挨着保温层再填上85ｃｍ厚的沙土，沙土在施工期间遇到水分不易结块，气密性较好，要对其过筛处理，大于0.8ｃｍ的块状物禁止混杂其中。回填中要做适量的夯实。
无论是窑炉的外墙，还是炉内壁砌筑中讲究灰浆饱满，墙面垂直、平整，坚固耐久为施工原则。炉内壁墙体砖缝如果灰浆空洞较多，那么会造成跑风漏温，热能消耗增加。有的窑炉夹层虽然砌筑或者填充了足量保温砖和石棉，但是保温砖的外墙只是抹了一层0.8ｃｍ厚的泥浆，这种泥浆经过一段时间的温度炙烤，轻则裂口，严重的成片脱落，破坏了原有的气密性。另一种施工方案为挨着保温砖外再填上85ｃｍ厚的沙土，取得了良好的保温效果。经过本人在客户窑炉调试中发现，窑炉的夹层一条窑仅砌筑了轻质保温砖；另一条窑在砌筑保温砖的前提下又填充了沙土。在同样的烧成条件下，平时烧成运行中仅砌有轻质保温砖的窑炉，不但内燃配比高出另一条窑炉35大卡以上，而且停火后前面的窑6天时间窑内焙烧段就降为常温状态；另一条又填了沙土的窑到了停火的11天，窑内焙烧段才降为外界常温，其保温与使用效果有着显著的差异。
2窑顶
隧道窑的窑顶前几年拱形的占多数，近几年来随着中大断面窑炉数量的增加，平吊顶窑逐渐代替了拱顶窑。平吊顶常用的材料为石棉块和耐火吊板，石棉吊块造价低廉，但是气密性和耐久性不如耐火吊板。吊材可以根据窑炉断面尺寸制作好相配套的吊块规格。吊板安装完毕后要做气密处理，常用的有氯化聚乙烯涂抹上面各个吊块之间的缝隙，或者使用耐火泥、蛭石加水搅拌后涂抹整个窑顶，厚度不小于2ｃｍ。继而在窑顶铺上22ｃｍ厚度的岩棉或石棉，棉块各层、各块要交错铺设，以减少热能的散失。最上面用用珍珠岩、泥浆涂抹。
火眼的设置也关乎到窑炉的气密性能优劣，平吊顶的窑炉火眼区域与窑顶之间有着28～42ｃｍ左右的空腔，所以火眼一般用灰色材质的铸铁管做成，内径在13ｃｍ左右。有的窑也有用耐火材料制作火眼管的，但是容易烧裂而破损，造成漏气跑温。火眼管与窑顶吊板连接处缝隙应用石棉塞严实，周围再涂抹上气密材料。火眼管要牢固焊接在吊顶梁架型材上，平时禁止拉燃料的车子或焙烧相关操作造成对火眼磕碰、冲击。
3窑车
窑车在直通道隧道窑中起到一个窑底的作用，协同其它设备、设施使窑炉完成了烧成运行。制作窑车时在横向的两头设置有凹凸的曲封装置，该曲封用型材制成，窑车靠拢在一起曲封之间相互插入，减少了气流和温度的互串。窑车两侧部焊制有两块沙封钎板，与车梁架连接处要固定严实，杜绝跑风漏气。钎板的厚度应大于0.8ｃｍ，薄了使用中容易弯曲变形，钎板的高度以底部高出轨道上平面6ｃｍ为佳，可为运行中提高窑炉两侧部气密程度打下基础。窑车砌筑垫砖前先在车底铺设3ｃｍ厚度的石棉，石棉上面铺设不小于18ｃｍ的细碎土类，车平面砌筑一层烧结标砖或耐火砖。窑车横向两头砌筑曲封装置，用材大多由特制的耐火砖做成。
4窑底
窑底部位气密和保温重点在各辆窑车的四周，它由沙封、曲封和风压平衡组成。只有这三种设施紧密配合，才能取得良好的效果，使用恰当了可以阻止或减少窑炉两侧下部和窑车横向连接处的漏气跑温，对保障底火火行速度和该部位温度以及节省燃料是种有力的促进。拿沙封系统来说，它由沙封槽、沙子、加沙管、窑车钎板组成。 沙封槽分为砖砌、预制水泥板、铁板等材料做成，要求坚固严实。槽顶部与窑车底的空隙不小于18厘米，利于窑下气流顺畅通过，此举能配合风压气密窑炉两侧部。为了确保这个空间距离，窑车的钎板应制作的长些，就是上文中要求的钎板底比轨道面高6厘米为妥，这样沙槽就不用砌的那么高，就可以使钎板吃沙深度在8厘米左右。 沙子应选用70％的绿豆颗粒大小， 30％小点的碎沙，含水率在8％以内，严禁有杂物大块物品掺杂其中。 加沙管每条窑只需要设计1～2对即可，放置在进窑端1.5米和20米处。沙管一般用铁管做成，内径不小于15厘米，挨着沙槽的加沙管口要比沙槽面高出6～ 9厘米，这个尺寸高了沙子会溢出沙槽，低了沙子无法自然下流。
5风压对等
窑内、窑下和窑顶的空腔这三处的风压力度要调整一致，避免气流或温度互串。许多窑炉设计建造的时候着重加强窑内的哈风结构或抽力，往往忽略了窑下和窑顶空腔的抽风设施。加上个别的窑工操作欠妥，导致窑炉常年产能低下，同一窑车制品砖垛上下内外老嫩不一，能耗也高出其它窑炉许多。
直通道隧道窑在建造时窑底检修道内应设置有1～2对的抽风哈风，位置在进坯端检修道12～28ｍ之间，为什么这个尺寸有着16ｍ的偏差呢？这是因为顶车机机型不同，引发窑下配风方向、部位的变化。然后在检修道内安装数块阻流铁板，也可以砌墙代替铁板。具体的操作详见本人著的《砖瓦》杂志2016年第8期《中大断面隧道窑的使用操作》一文。
窑顶空腔一般设置在火眼部位，在空腔的前端设置抽风系统与烟道连接，后面设置若干个进风口。开启后不但与窑内风压形成制衡，减少火眼与吊板连接处冷风吸入窑内，并且能减少窑顶操作面过热，既延迟了窑顶寿命又改善了窑工工作环境。
崔 群 星
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2017年4月19日
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