1、引言
为合理开发利用资源，加快烧结砖瓦行业生产和机械设备企业的技术改造、产品升级，促进墙体材料行业技术进步和健康发展，推动行业结构调整和产业升级，走资源节约型和环境友好型社会经济发展模式，实现墙材革新和建筑节能工作是社会赋予我们这一代墙材制造者的历史使命。
有位老板曾经说过这样一句话“上世纪办砖瓦厂是靠劳动力赚钱、本世纪办砖瓦厂是靠机械设备赚钱”，这句话表达的意思是砖瓦行业要向机械化或自动化方向发展才能取得更好经济效益。在进入21世纪后，用隧道窑生产烧结砖瓦的优点已被多数企业认可，新建和改建隧道窑的企业是越来越多，针对隧道窑建设施工和使用技术要点进行探讨，意在抛砖引玉，并殷切地希望各位专家、行业同仁批评指正。
2、隧道窑设计与施工原则
2.1隧道窑设计：咨询——调研——寻找有专业资质的设计院或窑炉公司提供设计方案——方案比对（聘请业内专业人士进行）——确定设计方案；通过招投标确定专业窑炉建筑施工队伍；
2.2窑炉施工：必须由专业窑炉建筑公司进行施工，才能保证窑炉施工质量，确保窑炉节能、高产和延长窑炉使用寿命，企业才能做到正常生产。在施工过程中，甲乙双方应根据JC－《砖瓦焙烧窑炉》、GB—《工业炉砌筑工程质量验收规范》、GB——《烧结砖瓦工厂节能设计规范》以及GB《烧结砖瓦工厂设计规范》等相关标准进行。在进行下一道工序作业时，必须对上一道工序进行验收，同时填写验收质量证明书，经双方现场代表签字认可后存挡备查。
2.3对隧道窑建设工程质量的综合评价是：技术先进、投资省、产量高、能耗低。
3、隧道窑建设施工质量要求
3.1基础施工
窑炉基础是支撑窑体自重、窑车及产品质量，并将该质量传递给地基的结构部分，它是承受动荷载、静荷载和热膨胀为一体的基本结构之一。根据JC－《砖瓦焙烧窑炉》规定，隧道窑炉基础地耐力应大于15MPa；施工技术要求有：
a、地基处理应根据现场地基开挖的实际情况，结合不同断面窑型的结构设计、当地水文地质条件，一并进行综合考虑窑炉地基的处理方法；
b、选择施工材料（如：现浇砼、砖砌体、石砌体、其他方法）。施工材料质量符合JC－《砖瓦焙烧窑炉》第2款规定；
c、沉降缝的设置长度需要调整时，必须征得设计人员同意；
d、确定轨道的安装方式（一次浇砼、二次浇砼、预制轨枕）；
e、确定砂封槽的安装方式（一次浇砼、二次浇砼、预制砼块、铸造构件）；
f、地基基础验收质量证明书包括：长宽尺寸、平整度、标高，土质鉴定，局部处理情况（砼、砖砌体、石砌体、砂夹石回填等）；
在具备上述条件后，就可根据设计图纸和技术文件要求按规范进行窑炉基础施工。
特别注意的是窑炉基础处理不当出现的后果：①基础下沉变形，引起窑体开裂产生漏气，烧成能耗增加；②轨道变形，窑车擦坏窑墙，顶车机负荷增大，严重时无法进行正常生产。
3.2轨道安装技术要求
a、铺设前，应将轨道进行校直处理；
b、轨道安装时，根据钢轨型号不同，在两轨道之间应留8～12mm的膨胀缝，轨道夹板和螺栓方向正确，螺栓紧固要适当，两轨道的接头交错距离在3m左右。浇灌的砼强度未达到70％，不得在轨道范围内进行其它工程和通行；
c、轨道安装允许偏差：
钢轨中心线与隧道窑中心线偏差±1.0㎜；
钢轨水平偏差（纵横方向）±1.0㎜；
钢轨接头间隙偏差+2㎜
钢轨接头高差+0.5㎜（进窑、出窑方向）；
3.3窑墙施工
a、施工前对窑体基础进行验收，验收质量证明书包括：基础长宽尺寸、标高、表面平整度，砼标号、砖或石砌体标号，预留孔和人行孔位置、检查道中心线尺寸误差、轨道安装情况等。
b、窑墙砌筑：可将低温带、高温带、冷却带三部分分段进行施工，以便进行材料管理和使用。水平标高和中心线必须保持一致。施工技术要求有：①材料采购，建窑所需的烧结红砖、烧结耐火砖、耐火材料、水泥、沙子、石头、钢轨、建筑用钢材、木材等等，都必须严格地按设计文件要求进行购买，严格把好采购质量关。购买的所有材料必须是合格产品（有产品合格证明书）。若是需要更换品牌或品种的材料，应征得设计人员同意后方可采购；②材料管理，施工材料进入现场后，由材料员严格地按品种、规格进行验收，分类堆放和管理，不允许受潮的耐火材料应妥善保管，材料管理是否规范是保证施工质量的重要前提，它涉及到材料本身的质量和操作工的使用问题，以免错发错用造成损失。
C、材料使用。由使用人在领料单上填写材料的规格、品种、数量，并签字，由库管员进行核实后发货，使用人必须服从库管员和现场管理员指挥，不得随便取用材料。
d、墙体砌筑。根据设计图示尺寸进行精心施工作业，严格把好墙体砌筑、支烟道或烟道孔、哈风孔、伸缩缝、总排烟道（孔）、夹层墙体等施工尺寸砌体质量关。在砌筑前，使用人应对砌体材料进行尺寸测量，计算出砖缝厚度，以便控制砌体标高和长度距离；必要时应先进行找平，进行预砌筑。砌筑砌体的泥浆或沙浆标号必须按规定配制和使用，同时取样进行检验。墙体砌筑的泥浆饱满度应大于90％。
3.4窑顶施工
隧道窑的窑顶可分为拱顶和平顶两大结构类型。其中：拱顶又分为半园拱、三心拱、扇形拱、扁平拱、拱平顶等五种类型；平顶分为现浇耐热砼平顶、预制耐热砼吊平顶、耐火砖块组合吊平顶、硅酸铝纤维毡组合吊平顶等四种类型；
施工前对窑墙进行验收，验收质量证明书包括附表1和附表2内容。
施工时，必须根据窑顶设计结构进行精心施工，认真做好每一块砖、安装好每一个零部件和预留孔（通风孔、观察孔、测温孔、降温孔、投煤孔）等，只有这才能保证窑顶结构的完整性，确保窑顶严密不漏气，达到保温节能和正常焙烧的目的。
3.5附属设备安装调试
通风机、通风管道、顶车机、牵引机、机械窑门、摆渡车、自动焙烧系统等，必须由专业制造厂负责安装调试，在这里就不详述了。
3.6质量检验
参照GB—标准进行（表1隧道窑砌体砖缝厚度、表2隧道窑砌体的允许误差和检验方法）。
表1隧道窑砌体砖缝厚度
项次
项目
砖缝厚度（㎜）≤
1
窑墙：①预热带及冷却带内层耐火砖
②烧成带内层耐火砖
③隔热层砌体
④外墙耐火砖
⑤外墙普通砖
3
2
3
3
10
2
散热孔拱、燃烧室拱及其它拱
2
3
烧嘴砖
2
4
窑顶：①耐火砖
②黏土质隔热耐火砖
2
3
5
窑车砌体：①普通砖
②大型砖
3
5
表2隧道窑砌体的允许误差和检验方法
项次
项目
允许误差
检验方法
陶瓷窑
耐火窑
1
线尺
寸误
差
1
窑墙内各种气道的纵向中心线
±3
±5
尺量检查，每5m长检
查1处
2
窑车砌体宽度
0
－5
0
－5
尺量检查，抽查窑车数的20%
2
垂直误差
1
内墙
3
5
吊线检查，每5m抽查1处，每处上中下各检查一点
2
外墙
5
10
3
标高误差
1
砂封槽下墙面
±3
±3
水准仪检查，每5m长检查1处
2
窑墙顶面
±3
±5
4
表面平整误差
1
内墙
3
5
2m靠尺检查，每5m长检查1处
2
窑墙顶面
3
5
5
膨胀缝宽度
2
－1
2
－1
尺量检查，
全数检查
3.7常用绝热保温材料
常用绝热保温材料的热力学性能，见表3
表3常用绝热保温材料的热力学性能
材料名称
容重㎏/m3
导热系数w/m.k
使用温度℃
抗压强度MPa
加热收缩%
硅酸铝纤维毡
～
0.～0.
2.90
膨胀珍珠岩
40～
0.～0.
≤
0.3～0.5
含水率≤6
页岩陶粒
～
0.
4.0～5.0
膨胀蛭石
60～
0.～0.14
≤
≥0.4
锅炉炉渣
～
0.～0.
≤
4、隧道窑使用技术要点
4.1烘窑的目的
在较长时间的窑炉建设工程施工中，由于砌体大量地吸收了来自人为的用水润湿砖块、砌体泥浆带来的大量水分、回填土中含有的水分、大自然降雨给砌体带来的水分（还有某些砌体材料中含有化学结合水），所有这些水分都被窑墙体所吸收。如果不采取人为措施加以排除墙体中大部分水分，使窑体达到一定温度，就开始进入升温焙烧，有可能给窑体造成极大破坏。如果升温过急、温度过高，导致窑体受热后内部水分急剧蒸发，引起砖缝错位变形，使窑体产生裂纹或裂缝（拱平顶窑炉特别突出），严重的可能引起窑拱顶砖块松动或吊砖，局部下沉，破坏了窑体结构。轻者影响窑车装坯量或窑车行走；另一种情况是，由于大量的水蒸汽逸出，引起砖坯受潮造成坯体垮塌，严重地影响焙烧或堵塞窑道造成停产等等。所以对新建窑炉和长时间停窑没有使用的窑炉，在投入生产前都应该进行烘窑。
4.2烘窑前的准备
人员组织：建设方或全承包方应组织专门的班子开展这项工作，施工单位要积极配合。建设方或承包方要临时聘请在烘窑点火方面有经验的技术人员参与这项工作，并制订出具体的烘窑计划。
烘窑前应做好以下工作：①再次对窑体砌体的外观质量进行一次综合检查，查看是否有无裂缝、沉降或变形现象，并做好记录备案；②对所有通风道、砂封槽、加砂管、检查井、检查道等部位和坡墙与砖柱间膨胀缝内的异物进行清除，伸缩缝中是否充填绝热材料；所需密闭的孔、洞应及时封闭；③检查哈风闸是否牢固和严密，开启是否灵活；④检查总烟道或伸出窑外抽热排烟总道中有无积水、浸水现象；⑤检查抽风机和排风机是否正常运行，照明是否完好；⑥检查烘窑所需燃料和工具是否准备就位。
4.3烘窑步骤
烘窑时，由技术人员负责按设计方制定出的烘窑升温曲线、各阶段烘烤时间进行烘窑温度的调控，并做好烘窑原始记录等，操作人员应严格地按规定进行作业。
烘窑方法：①在一个窑车上搭好大灶，从低温带开始向高温带、保温冷却带逐步进行烘烤，关闭进车端窑门。通风排烟：一是利用火眼；二是适时开启风机，有利于水蒸汽排出；②在两个窑车上分别搭好大灶，从高温带开始分别向低温带（预热带）和保温冷却带进行烘烤；不准关闭窑门；通风排烟方式同①。这一方法烘烤时间要相对短一些；③温度控制：应根据各带划分区间，严格控制升温速度和时间，当烘烤温度和时间达到要求时，将大灶窑车移动到下一个阶段进行烘烤。
烘窑时间、各阶段升温情况可参考下列参数进行：
①常温～℃，升温速度每班控制在10～12℃，需时间3～4天；在此温度范围内，排除砌体内大量的游离水，一般占总水量的60%，应严格控制每班的升温速度，最高时不得大于15℃。达到15℃时，应进行保温或恒温1d~2d；
②℃～℃，此阶段排除砂浆中的化学水。升温速度：前3d每班控制在20℃，后2d每班控制在30℃，需时间5d；
③℃～℃，此阶段是完成石英晶型转化。升温速度每班控制在15℃，需时间2d；当?石英转化为α石英时（℃），体积发生膨胀，因而要严格控制升温速度；
④℃～℃，此阶段内窑体还要继续膨胀。升温速度每班控制在10℃～12℃，需时间2d。
上述烘窑时间，累计不得少于15d。
烘窑禁忌：一是禁止急升温和高温烘窑，以免造成水蒸汽急剧蒸发，导致窑体产生裂纹或变形；二是禁止窑内空气不流通，以防窑体产生爆裂。
4.4点火
当烘窑过程全部结束后就可转入到点火焙烧阶段。
窑车码坯形式技术要求：坯垛稳固、风（火）道畅通阻力小、码坯密度合理、断面温差小、产品无色差、焙烧火行速度易于控制、能耗低、产量高；只有在生产实践中不断改进完善，才能找到适合自己原料、产品和窑炉性能的码坯形式。
点火前准备工作：一是有充足的砖坯备用，以防砖坯着火后影响正常焙烧，产生吊火或熄火现象；二是有足够的燃料（点火木材、优质煤）和点火用工具（铲、钩、钎、清渣小车）等是否齐全；三是对通风设备和相关机械设备及照明进行再次检查，确认是否能够正常运行；四是对窑体周边再进行一次检查，查看烘窑后窑体是否有变形或裂缝产生，并做好原始记录。
点火应聘请专业技术人员来指导点火工作。①点火大灶的形式：大中断面窑多数采用炉桥式，小断面窑可采用炉桥式或阶梯式（轮窑点火方式）。大灶砌体和炉桥要结实耐用，投煤孔和观测孔布置应方便操作，点火大灶与窑墙之间应用成品砖隔开一定距离，以利保护窑墙和移动窑车。②点火大灶位置一般布置在高温带与保温冷却带交界处即可。③当大灶点燃后，先是用小火进行烘烤砖坯和窑室及各通风道，促使砖坯和窑室逐步预热，窑室温度控制在每班℃以内，此时应开启低速风机，使窑内通风量最小，但要达到空气流通。预热时间控制在36h左右；当窑室温度达到℃时，就转入高温焙烧。④在进入高温焙烧后，大灶内的温度应逐步升高，同时砖坯温度也随之升高，内燃料开始着火燃烧达到烧成温度为止。此时技术人员应随时查看窑内温度变化情况，及时调整焙烧操作，在基本达到焙烧带长度时（指大灶可以熄火），在窑面引火焙烧，时间控制在8h左右；⑤当点火大灶丢火后，转入到窑面看火焙烧时，大灶就起到保温作用。⑥在窑面看火焙烧，应严格控制火行速度，以每小时小于1m为宜。因为窑体内的水分尚未完全排除，若是温度高、火行速度又快，可能会引起窑体受热过急产生大量的水蒸汽，并急剧排出，导致窑体产生裂纹或其他破坏现象；当第一个焙烧周期完成后可适当加快火行速度，在进入第三个周期时可转入正常焙烧。
4.5焙烧
烧结砖生产过程中的最后一个环节——焙烧。要搞好焙烧操作工作，首先是要建设好一条先进的隧道窑炉，其次是要有能够驾驭该窑炉的技术人才，才能实现低消耗高产出，取得最佳经济效益；
焙烧看火操作原则是：引前火、守中火、保后火、看火添煤，调节火行速度（合理用闸或调节风机风量），减小断面温差，保持合理的焙烧曲线。目前有个别企业已开始应用自动化代替人工看火进行焙烧操作，取得较好成效，值得推广。
隧道窑焙烧过程中，要严格把好预热带、焙烧带、冷却带三带的升温、降温速度和窑内压力制度的平衡，才能保证烧成质量。因为这三带的作用和操作是有很大区别的，只要将每一带都控制好，隧道窑的烧成制度也就控制好了。
焙烧温度控制范围见表4
表4焙烧温度控制范围
各带名称
温度范围（℃）
升（降）温速度（℃/h）
所需时间（h）
累计时间（h）
预热带
常温～
12～15
12～10
12～10
～
40～60
6～4
18～14
焙
烧
带
低温带
～
50～80
3～2
21～16
高
温
带
～
～烧成温度
30～40
40～70
8～6
4～2
29～22
33～24
烧成温度～
25～35
4～3
37～27
～
40～70
7～4
44～31
冷却带
～常温
5.5
49.5～36.5
说明：①烧成温度由各地的原料物理性能决定；②焙烧窑断面上下温度差控制在20℃～40℃为宜；③焙烧时间越长，制品的强度越高；
4.6熄火
熄火的方法有以下两种：
a、在窑炉不检修的情况下熄火。在一个空窑车上用成品砖做一道厚的挡火墙，距离最后一个砖坯车相隔6～8个空窑车时，就进入挡火墙窑车以达到隔火目的。进车速度应减慢一倍；为便于下次点火。在挡火墙窑车后面隔1~2个空窑车就进入点火砖坯车。
b、需对窑炉进行检修时熄火。仍在一个空窑车上用成品砖做一道档火墙，距离最后一个砖坯车相隔2～3个空窑车时，就进入挡火墙窑车以达到隔火目的，进车速度不变，挡火墙窑车后面全部进入空窑车，使最后一车砖坯达到烧成即可。
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