烧结砖隧道窑设计说明书

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贵州省建筑材料科学研究设计院

二○○○年九月

一、概述

二、基本结构及工作原理

1.基本结构

2.隧道窑主要结构名称

3.工作原理

4.热工制度

5.隧道窑操作注意事项

6.主要技术性能

三、施工要求

1.总则

2.施工程序

3.技术要求

4.施工检查及验收程序

四、烘窑

1.目的

2.烘窑制度

一、概述

隧道窑是烧结砖瓦厂先进的连续式焙烧设备，与其它焙烧设备相比，具有热利用率高、装卸砖坯和成品易于实现机械化、产量高、劳动强度低、工作环境好等特点。

本隧道窑是我院针对贵州省忠庄监狱砖厂建设规模、原料性能及工艺要求而设计的一次码烧隧道窑，码坯层数14层。成型砖坯码装窑车后，经干燥窑干燥，入隧道窑干坯含水率应小于8%。

本窑以煤为燃料，对煤质无特殊要求。并可在砖坯中掺入粉煤灰、炉渣或煤矸石为内燃料，以节约用煤。本窑可用于焙烧以粘土、页岩、煤矸石为原料的实心砖及空心砖。

在施工和点火之前，施工人员和操作人员应仔细阅读本说明书，熟悉热工系统原理，严格按照设计要求进行施工和操作，以保证施工质量和隧道窑正常运转。

二、基本结构及工作原理

1.基本结构

本窑为双孔（工作道）隧道窑。窑全长100.4米，采用2510×3140窑车，单工作道容车数40辆。窑工作道断面宽度3米，有效高度（从窑车面算起）1.833米。窑拱采用三心拱结构，中部60度拱半径2200，两侧60度拱半径800。外窑墙为斜窑墙，斜度1:0.38。

全窑沿窑长度分为三个热工带，预热带长39.2米，16个车位，焙烧带长27.9米，11个车位，冷却带长33.3米，13个车位。使用时可根据实际情况适当调整各带比例。

本窑每工作道设哈风闸8对，交错排列；余热闸2对，对称排列；余热空腔6个；投煤孔39排，117个；车底平衡风机1台；加砂管10对；进车端窑门1扇。

2.隧道窑主要结构名称

隧道窑主要结构名称详见隧道窑施工图。

3.工作原理

本窑为一次码烧隧道窑。砖坯在干燥前，按要求的码坯形式码装在窑车上，经干燥窑干燥后，干坯含水率不大于8%。装载干坯的窑车，被顶车机由隧道窑进车端顶入隧道窑内，每顶入一辆窑车，窑内所有窑车依次向出车端移动一个车位，如此不断向前，使砖坯在窑内经历预热、焙烧、冷却等过程，烧制成成品砖，烧制好的成品从隧道窑出口端顶出，实现连续的焙烧作业。

焙烧过程中，隧道窑内的气体与砖垛呈相对运动。冷空气从隧道窑出口端被吸入隧道窑内，首先与冷却带的热砖垛进行热交换，砖垛逐渐冷却，冷空气逐渐被加热为热空气。热空气的一部分进入焙烧带，作为助燃空气，促使投煤孔投入的煤和砖坯中的内燃料充分燃烧，达到要求的焙烧温度，形成合适的烧成气氛；另一部分热空气通过余热闸和换热空腔抽出，送到干燥窑干燥砖坯。焙烧带内燃烧产生的高温烟气向预热带运动，在预热带中把进入隧道窑的干坯不断加热，而自身温度不断降低，然后被预热带两侧的哈风闸抽出，经支烟道、总烟道送到干燥窑，也用于砖坯干燥。

4.焙烧制度

①烧成周期：36小时。其中：预热时间14小时，焙烧时间10小时，冷却时间12小时。

②烧成温度：950~1050℃。

③进车速度：54分钟/车.工作道

④成品率：≥95%。

⑤年工作日：300天。

⑥余热利用形式：冷却带热空气余热及预热带高温烟气余热。

⑦烧成温度曲线：见图1。

⑧热工系统图：见图2。

5.隧道窑操作注意事项

①余热闸只在烧成情况正常时使用。当进车缓慢，窑温不正常时，应关闭余热闸。

②窑门不可频繁开启，进车时应尽量缩短进车时间，以保持窑内焙烧气氛及压制度稳定。

③投煤孔盖在添煤后应立即盖上。无关人员不得随意揭开投煤孔盖，以免过多冷空气漏入窑内。

④窑面上堆放的煤每平米不允许超过0.5吨，以减轻窑拱负荷。

⑤按时往砂封槽中补充砂子，保持砂封槽的气密性。

⑥外投煤应经过破碎，粒度小于5毫米。含水率应小于5%。

6.技术性能表

隧道窑技术性能见表1。

技术性能表

表1

1.总则

①标高：隧道窑取窑内轨道面为±0.000米，工艺布置时请注意换算。

②基础：全窑采用整块现浇基础。

③砖：砖的标号不低于MU10，不允许采用欠火砖、酥砖和有石灰爆裂等缺陷的废品砖，禁止采用水泥砖、灰砂砖。

④耐火材料：本窑选用(NZ)-40粘土质耐火砖，其理化指标应达到(YB)395-63所规定的要求。

⑤砌筑：按照国家标准GBJ211-87规定执行。

2.施工程序

施工过程须按以下程序进行：

①地下部分：基础开挖、夯实，隧道窑基础制作。

②轨道安装：制好样板车，浇注二次混凝土。

③窑墙砌至拱脚砖，包括砂封槽安装，预留加砂管孔。

④砌窑拱及拱脚砖以上部分墙和顶。

⑤安装窑门、车底平衡风机及所有闸阀。

⑥砌筑窑车衬砖。

⑦清扫检查，准备烘窑。

3.技术要求

①基础

A.基础标高应符合设计要求，其误差不得超过如下值：+5mm,-0mm。

B.基础应经过充分养护后方可进行上部工程施工。

C.开挖隧道窑基础时，应尽量与窑房基础同时施工，以免互相产生不利影响。

②轨道安装

A.窑内轨道面标高和轨道中心线为窑体砌筑的主要定位基准，故窑内轨道应在窑墙砌筑前铺设。轨道安装质量，关系到窑车的平稳运行和隧道窑的操作安全，应引起高度重视。

B.窑内轨道标高沿隧道窑长度上均为±0.000，不设坡度。

C.窑内轨道采用24kg/m轻轨，如采购有困难，可选用大一规格的钢轨代替，此时轨道下基础标高应作相应调整。但不能选用小于设计规格的钢轨。

D.铺轨前，钢轨应进行调直校正，不得采用弯曲变形、锈蚀严重、磨损老化的旧钢轨。

E.钢轨安装尺寸允许偏差：

a.轨距宽度：±1mm;

b.轨道中心线与隧道窑中心线：±0.5mm;

c.钢轨接头间隙：-0mm,+2mm;

d.轨道纵横向水平偏差：±1mm。

F.轨道校正无误后，用200号细石混凝土进行二次浇注，浇注前基础表面应清洗干净，并用清水清洗一遍。

G.二次浇注层在未达到强度前，禁止在轨道范围内实施任何工程和通行车辆。

③烟道

A.烟道底部的最上层砖其长边应与气流方向垂直。

B.烟道拱应错缝砌筑，锁砖在拱脚两侧砌体砌筑后方能打入。

C.膨胀缝距离同内窑墙一致，缝宽10~15mm，缝内用石棉绳填实。

D.烟道必须砌筑严实，随砌随勾缝，砌筑完毕后在烟道内粉一层5mm的耐热泥浆。

④窑墙

A.砌筑前应将窑墙基础用150号细石砂浆找平，主要定位均以轨道标高和中心线为准。

B.整个内外窑墙及内撑墙应同时向上砌筑，不允许先砌内墙，再砌外墙。

C.长度方向上分段砌筑时，其分段长度内不得少于四道膨胀缝，分段接头处如不在膨胀缝处时，应采取留阶梯接头，不得采用“马牙”状接头。

D.外窑墙应倾斜向内砌筑，倾斜面与直墙同样要求砌筑平直，与内撑墙至少保持一砖以上的搭接。不得采用水平砌砖留出台阶向内收缩的办法来砌筑外窑墙。

E.内窑墙的耐火砖内衬，在砌筑到拱脚处时，应丁砌一块与红砖砌体保持有半砖以上的达接。

F.砖的砍凿面不应朝向窑道内表面和膨胀缝。

G.窑墙应砌筑平直，内墙垂直误差全高不超过5mm，平直度用2米靠尺检查，其间隙不得超过5mm。

H.内墙与窑中心线偏差不得超过±5mm。

I.内撑墙与内窑墙至少有半砖以上搭接，与外窑墙的斜砌砖至少有一砖半以上搭接，不允许砌筑内撑墙。

J.各层砖的砌筑应严格保持水平，不允许用加厚砖缝的办法来找平曲封砖和拱脚砖。

K.外窑墙的膨胀缝可每20米左右设置一道，缝宽20~30mm。

L.内窑墙膨胀缝每两个车位一道，缝宽35~45mm。膨胀缝应砌成锁口式，禁止砌成贯通式。砌筑时缝口要求整齐平直，并随砌随清扫干净，不被杂物堵塞。窑道内侧的膨胀缝最后用石棉绳填实。

M.砌筑过程中禁止用水润湿耐火砖或用水浇在耐火砖砌体上。

⑤窑拱、烟道拱

A.架设木摸前，应仔细检查拱脚砖是否合格，合格后方能架设木摸。

B.拱摸工作面到轨面±0.000尺寸允许偏差+3mm,-0mm。

C.拱脚砖后面的砌体砌筑完毕后，才能开始筑拱。

D.砌拱前拱砖应进行预排，合格后才能正式施工。砌筑时不得有扭曲、凹凸不平等缺陷。

E.拱砖一律采用“错砌”法施工，禁止采用“环砌”法施工。并且应从两侧拱脚同时向中心对称砌筑，内层拱砌筑完毕检查合格后，满堂刮浆找平后再砌上一层。

F.拱中心用一块锁砖适当用力打入，工具使用木锤，不得使用铁器或其它坚硬的工具。

G.拱的膨胀缝要上下层错开一砖长度，注意保持缝内清洁，施工完毕后用红砖盖住缝口，防止泥浆、砖屑等杂物掉入缝内。

H.拱摸移动须与砌好的窑拱保持一砖半以上的搭接，以保证接头处平滑自然。拆除拱摸后，随即对拱实施检查并加以勾缝。

I.窑拱砌筑完毕后，其最上一层拱表面干铺一层红砖，隔离填充材料。

⑥砖缝及砂浆

A.内窑墙、窑拱的耐火砖砌体，灰缝小于3mm，采用牌号（NF）-40粘土质耐火泥浆砌筑。

B.耐火砖后面的红砖砌体（包括拱、墙），灰缝3~5mm，采用混合砂浆砌筑，混合砂浆比例为，水泥：耐火粉：砂=30：30：40，其中砂中SiO2含量不低于80%，水泥标号不低于425号。

C.预热带、冷却带采用红砖砌筑的内层窑拱，拱内面灰缝不大于3mm，采用混合砂浆砌筑。

D.支烟道、总烟道要求同上。

E.外窑墙、内撑墙的红砖砌体，灰缝5~7mm，采用50号普通水泥砂浆砌筑。

⑦保温材料

A.窑墙内填充的保温材料可以采用炉渣或磷渣等多孔轻质材料。选用炉渣时，其最大颗粒尺寸不应超过15mm，残余发热量应低于210KJ/kg(50Kcal/kg)为宜，以免产生自然损害窑体。

B.填充材料应分层夯实，每层厚度大致不超过300mm。

⑧其它

A.对进场的耐火砖应进行外观及内在质量检查验收，并进行清理分类，以便在施工中合理使用。

B.耐火砖不得露天堆放。搬运时应轻拿轻放，以免损坏砖的棱角，影响施工质量。

C.施工前应检查耐火泥的砌筑性能，确定水灰比。

D.拱摸制作尺寸一定要准确，并具有足够的刚度，拱摸上的板条厚度不应小于20mm。

E.本说明书中对施工质量未作详细规定处，依照国家标准GBJ211-87《工业炉砌筑工程及验收规范》中有关规定执行。

4.施工检查和验收程序

为确保施工质量、减少返工，施工检查和验收应按施工要求规定的标准分阶段进行。

A.基础和烟道；

B.轨道；

C.砂封槽及砂封槽以下砌体；

D.曲封及以下墙体；

E.拱脚转以下墙体；

F.窑拱；

G.最后、待工程全部完工后，再进行一次最终全面验收。验收时，施工单位应根据GBJ211-87第十八章、第18.0.2条之规定，提供验收资料。

四、烘窑

1.目的

烘窑的主要目的是排除窑体的水分和促使窑炉材料的晶型转变，并使窑体各部分在投入使用前缓慢膨胀到最佳状态，防止突然升温造成严重破坏。

所以，烘窑是通过加热窑体、窑车衬砖、烟道等，使之均匀的排除砌体中所含水分（机械水和结晶水），使砌体达到一定的稳定状态，保证结构的强度，确保使用寿命和安全生产。不经烘窑就直接点火投产，或烘窑处理不当，都会对隧道窑的结构造成危害，带来无法挽回的损失。所以，对隧道窑的烘烤工作，必须严格认真，一丝不苟！

本设计根据一般情况提出以下烘窑制度和相应的升温曲线，供建设单位和施工单位实施烘窑计划时参考。如有特殊情况，应进行校正或另行制定。

2、烘窑制度

本烘窑制度是按新建的隧道窑、准备立即烘烤的情况制定的。若隧道窑建成后放置一段时间，水分会自然挥发掉一部分，烘窑时间可适当缩短，若在阴雨季节或冬季烘窑时，应适当延长烘窑时间。

应该指出，烘窑制度是根据窑体结构的实际情况确定的，烘窑时，升温速度和时间必须严格按照制度进行，不允许为了抢时间早投产而人为缩短烘窑时间，以免造成重大事故。

烘窑制度见表2，升温曲线见图3。

烘窑制度表

表2

温度范围