隧道窑(tunel kiln)

在隧道形式的窑体内，将装在窑车上的生制品沿轨道向前逐步推进，按规定的加热制度完成制品焙烧的热工设备。隧道窑的操作是连续的。窑体内的轨道上同时有若干台窑车首尾相接地排列着。当从窑头新推入一台窑车，则窑尾同时就有一台窑车被顶出，此时窑内的所有窑车也都前进了一个车位。隧道窑有固定的温度带，当窑车逐步通过窑内时，就依次经过各带，完成从预热、焙烧到冷却的整个过程。隧道窑广泛应用于建筑、陶瓷和耐火材料工业。移植到炭素工业后，针对炭素制品的焙烧的特点做了很多改造，才逐步完善并成为一种重要的焙烧炉型。

分类与特点   隧道窑可以用于一次焙烧，也可以用于二次焙烧。因此，按在生产工艺中的作用可分为一次焙烧隧道窑和二次焙烧隧道窑。二次焙烧隧道窑按挥发分和焦油的燃烧方式又可分为外燃式和内燃式两种炉型。日本是把隧道窑用作二次焙烧较多的国家。

(1)外燃式。收集焙烧过程中排出挥发分和焦油，将其引出窑外焚烧，再将燃烧后的高温烟气送回窑内，作为窑的一个加热热源。至于从焙烧制品中流出的沥青，汇集于匣钵，经干馏成炭回收利用。

(2)内燃式。充分利用制品在焙烧过程中产生的可烧性气体和液体沥青，作为燃料在窑内进行燃烧，并有效的防止沥青烟雾对环境的污染。

内燃式窑和外燃式窑相比，具有结构简单，附属设备系统少，操作难度小，易于掌握等特点。

组成和结构   隧道窑由窑本体、窑车、顶推机、托车、回车机、窑门及其他附属设施等组成(见图)。

窑体由钢结构和耐火内衬组成，按在长度方向上温度的分布，分成预热，焙烧、冷却3个温度带，各带根据其作业特点，在结构上作不同的处理。

(1)预热带。待焙烧制品装入金属匣体后随窑车进入，直到被加热到300"C，所需热量(包括窑车、内衬及匣体的加热)来自烧成带的废烟气和冷却带送来经热交换后的热风，为了快速均匀地预热制品，克服窑内气流在此区段内明显产生的分层现象，一般采取在窑头部位设立封闭气幕，即从窑顶和两侧墙开孔，通过孔洞，释出自窑后送来的热风，以阻止窑外的冷空气自窑门渗入，减少窑内的温差。

预热制品后的全部废烟气，将通过预热带内的排烟孔，经分支烟道后汇入总烟道排出，排烟孔可集中布置，也可分散布置。

(2)烧成带(焙烧带)。依据焙烧曲线，在两侧墙上布置烧嘴(指使用液体或气体燃料，如用固体燃料，需砌筑燃烧室)，制品通过后达到预定的温度，其火炬可作成明焰式和隔焰式两种，对明焰式使用长火焰，冷风则参与窑内冷却循环。

窑下设冷却系统，以便降低窑车的金属部分在高温区段下的温度，从而保证窑车的正常运行。同时调节车底空间的压力，使其与窑内压力保持平衡，以减少漏气。由专门的送风设备及管路组成。窑车由金属框架，轮轴和衬砖等组成，衬砖作为活动的窑底，保护车底免受高温的影响，同时承载制品，合理的结构应是多种耐火材料(如耐周期性温度波动，强度大，蓄热小)组合镶嵌成坚固的整体，维持较长的寿命。设在窑车两侧柜架上的砂封板，插入窑墙内的砂封槽，实现窑体底的密封，使用中由于温度高而产生变形，造成窜火，使窑车下温度升高，影响窑车的正常运行，需经常维修。

顶推机设在窑的进料端头，是推送窑车入窑的专用设备，一般采用液压传动，其动作平衡，工作可靠。

托车作为隧道窑两端转运窑车的设备，有搬运和电动操作两种形式。

回车机装在回车的轨道上，牵引窑车沿回车线返回装炉区和进车端。

窑门是窑两端的密封装置，以防窑内外气流互通，有的窑为加强密封，设双重窑门，交替开闭，门的形式有卷帘式，对开式，插板式等，手动与机动兼有。

其他如金属匣钵，充砂设施，测温测压装置等，均为隧道窑不可缺少的组成部分。

技术性能   内外燃式二次焙烧隧道窑技术性能见表1。

计算方法   隧道窑的计算方法如下：

(1)窑体断面尺寸。根据产品外形尺寸定出匣钵的几何尺寸，再按匣钵的装载数量和摆放方法，定出窑的内宽和工作高度，将该高度加上窑车的高度即可得到窑的内高。

(2)窑的长度。按下式计算

式中G为窑的小时产能，t/h，G=k为产品合格率，％；t为制品在窑内的停留时间，h；g为制品装窑的密度，t/m3；F为窑的截面积，m2；v为窑车的推进速度，m/min；l为窑车的长度，m；n为窑内存车数，按L效/ l 取整数，窑的总长L计=L效+进车长+出车余量。

(3)窑的各带长

预热带长=L×预热时间/总焙烧时间

焙烧带长=L×焙烧停留时间/总焙烧时间

冷却带长=L×冷却时间/总焙烧时间

接日本窑的数据各带长度分配大致的比例为：

预热带：占窑长   25％

焙烧带：占窑长   45％

冷却带：占窑长   30％

(4)热平衡计算。以外燃式二次焙烧隧道窑为例，其运行数据见表2。