隧道窯是由耐火材料、保溫材料和建筑材料砌筑而成的在內(nèi)裝有窯車(chē)等運(yùn)載工具的與隧道相似的窯爐，是現(xiàn)代化的連續(xù)式燒成的熱工設(shè)備。
隧道窯廣泛用于陶瓷產(chǎn)品的焙燒生產(chǎn)，在磨料等冶金行業(yè)中也有應(yīng)用。其中俄羅斯圣彼得堡地方設(shè)計(jì)的最新式隧道窯，較為先進(jìn)。
分類(lèi)
隧道窯有各種不同的分類(lèi)方法，大致歸納為：
1．按照燒成溫度的高低可分為：
（1）低溫隧道窯(1000~1350℃)；
（2）中溫隧道窯(1350~1550℃)；
（3）高溫隧道窯(1550~1750℃)；
（4）超高溫隧道窯(1750~1950℃)。
2．按照燒成品種可分為：
（1）耐火材料隧道窯；
（2）陶瓷隧道窯；
（3）紅磚隧道窯。
3．按熱源可分為：
（1）火焰隧道窯；
（2）電熱隧道窯。
4．按火焰是否進(jìn)入隧道可分為：
（1）明焰隧道窯；
（2）隔焰隧道窯；
（3）半隔焰隧道窯。
5．按窯內(nèi)運(yùn)輸設(shè)備可分為：
（1）車(chē)式隧道窯；
（2）推板隧道窯；
（3）底隧道窯；
（4）輸送帶隧道窯；
（5）步進(jìn)式隧道窯；
（6）氣墊式隧道窯。
6．按通道多少可分為：
（1）單通道隧道窯；
（2）多通道隧道窯。
結(jié)構(gòu)
隧道窯主要包括以下幾種：窯體、窯內(nèi)輸送設(shè)備、燃料燃燒系統(tǒng)、通風(fēng)設(shè)備。
窯體：隧道窯系統(tǒng)的主要部分，窯體上設(shè)有各種氣流進(jìn)出口。
窯內(nèi)輸送設(shè)備：窯車(chē)與窯具。
燃料燃燒系統(tǒng)：包括燃料輸送管道、燃料預(yù)熱、燃燒器等。隧道窯的加熱燃燒主要是重油，輕柴油，和天然氣煤氣，原有的直燃煤方式已不多用。油類(lèi)燃燒配備有儲(chǔ)油罐和燃燒噴嘴。因油類(lèi)成本較高使用較多的仍是天然氣和煤氣，天然氣是通過(guò)天然氣管道將天然氣輸送至窯爐有專(zhuān)門(mén)的天然氣燒嘴進(jìn)行噴射燃燒。煤氣燃燒除了有專(zhuān)一的煤氣管道輸送至爐窯外，隧道窯用戶大都自備有煤氣發(fā)生爐進(jìn)行煤氣的生產(chǎn)，由煤氣發(fā)生爐所產(chǎn)的煤氣經(jīng)過(guò)管道輸送至隧道窯燃燒室，通過(guò)煤氣燒嘴進(jìn)行噴射燃燒。
通風(fēng)設(shè)備：包括排煙系統(tǒng)、氣幕攪動(dòng)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。其作用是使得窯內(nèi)氣流按一定方向流動(dòng)。
工作原理
隧道窯始于1765年，當(dāng)時(shí)只能燒陶瓷的釉上彩，到了1810年，有可以用來(lái)燒磚或陶器的，從1906年起，才用來(lái)燒瓷胎。最初著名的隧道窯，是福基倫式，到了1910年以后，就漸漸有了許多改進(jìn)的方式。
隧道窯一般是一條長(zhǎng)的直線形隧道，其兩側(cè)及頂部有固定的墻壁及拱頂，底部鋪設(shè)的軌道上運(yùn)行著窯車(chē)。燃燒設(shè)備設(shè)在隧道窯的中部?jī)蓚?cè)，構(gòu)成了固定的高溫帶--燒成帶，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谒淼栏G前端煙囪或引風(fēng)機(jī)的作用下，沿著隧道向窯頭方向流動(dòng)，同時(shí)逐步地預(yù)熱進(jìn)入窯內(nèi)的制品，這一段構(gòu)成了隧道窯的預(yù)熱帶。在隧道窯的窯尾鼓入冷風(fēng)，冷卻隧道窯內(nèi)后一段的制品，鼓入的冷風(fēng)流經(jīng)制品而被加熱后，再抽出送入干燥器作為干燥生坯的熱源，這一段便構(gòu)成了隧道窯的冷卻帶。
在平車(chē)上放置裝入陶瓷制品的匣缽，連續(xù)地由預(yù)熱帶的入口慢慢地推入（常用機(jī)械推入），而載有燒成品的臺(tái)車(chē)，就由冷卻帶的出口漸次被推出來(lái)（約1小時(shí)左右，推出一車(chē)）。
應(yīng)用于鋼坯連續(xù)加熱，或陶瓷連續(xù)燒結(jié)。
工作過(guò)程
粘土質(zhì)陶瓷的燒成過(guò)程發(fā)生的物理化學(xué)變化：共有以下九個(gè)階段。
1）20～200℃，排除殘余水。
入窯水分要求：<1%，快燒<0.5%；升溫速度：20～35℃/h
2）200～500℃，排除結(jié)構(gòu)水。
指粘土礦物中的結(jié)晶水和層間水，安全階段，可快燒，40～50℃/hr。
3）500～700℃，石英晶型轉(zhuǎn)化。
573℃時(shí)由β－SiO2轉(zhuǎn)變成α－SiO2，體積膨脹，易變形開(kāi)裂，升溫應(yīng)慢，升溫速度：20～30℃/hr。
4）700～1050℃，氧化階段。
進(jìn)行氧化反應(yīng)和分解反應(yīng)。硫化鐵、有機(jī)化合物氧化，碳酸根、硫酸鹽、氫氧化鐵膠體分解，放出二氧化硫和CO2及水蒸氣等氣體，應(yīng)在釉面封閉以前氧清氧透，保證良好的氧化氣氛和充分的氧化時(shí)間，減少窯內(nèi)溫差，適當(dāng)進(jìn)行中火保溫，否則易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，如黑點(diǎn)、青邊，發(fā)黃、起泡等。氣氛要求：O2=4～5%，CO<1%
5）1050～1200℃，還原階段。
使氧化鐵還原為氧化亞鐵，褐黃變?yōu)榍嗌纳浦破飞珴桑_(dá)到白里泛青，即“白如玉”的效果。
要求：升溫慢，使氣體充分排除，減少坯泡；保證氣氛，避免重新氧化，CO=2～4%；保證時(shí)間，以利于還原反應(yīng)進(jìn)行徹底。
6）1200℃～燒成溫度，燒結(jié)階段。
坯體中出現(xiàn)玻璃相，氣、固、液相擴(kuò)散而達(dá)致密化，該傳質(zhì)過(guò)程與坯體的厚度平方成反比，故燒成時(shí)間與坯體厚度平方成正比。應(yīng)據(jù)此確定高火保溫時(shí)間（1～2小時(shí)），進(jìn)行高火保溫。
要求：升溫速度10～30℃/hr，CO=1%，
7）燒成溫度～700℃，急冷階段。
產(chǎn)品處于熱塑性階段，可直接吹冷風(fēng)急冷，冷卻速度達(dá)120℃/hr
8）700～400℃，緩冷階段。
石英晶型轉(zhuǎn)化，體積收縮，而液相剛凝結(jié)，較脆弱，易驚釉、開(kāi)裂，降溫速度：<80～90℃/hr。
9）400～80℃，快冷階段。
此時(shí)制品強(qiáng)度大，可直接鼓冷風(fēng)快速冷卻。
分帶
隧道窯可分為預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶。
1、預(yù)熱帶占窯總長(zhǎng)的30－45%，溫度范圍是室溫～900℃；車(chē)上坯體與來(lái)自燒成帶燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣接觸，逐漸被加熱，完成坯體的預(yù)熱過(guò)程。
2、燒成帶占窯總長(zhǎng)的10－33%，溫度范圍是900℃～最高溫度；坯體借助燃料燃燒所釋放出的熱量，達(dá)到所要求的最高燒成溫度，完成坯體的燒成過(guò)程。
3、冷卻帶占窯總長(zhǎng)的38－46%，溫度范圍是最高溫度～制品出窯溫度；高溫?zé)傻闹破愤M(jìn)入冷卻帶，與從窯尾鼓入的大量冷空氣進(jìn)行熱交換，完成坯體的冷卻過(guò)程。
特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
隧道窯與間歇式的舊式倒焰窯相比較，具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。
1、生產(chǎn)連續(xù)化，周期短，產(chǎn)量大，質(zhì)量高。
2、利用逆流原理工作，因此熱利用率高，燃料經(jīng)濟(jì)，因?yàn)闊崃康谋３趾陀酂岬睦枚己芰己茫匀剂虾芄?jié)省，較倒焰窯可以節(jié)省燃料50-60%左右。
3、燒成時(shí)間減短，比較普通大窯由裝窯到出空需要3-5天，而隧道窯約有20小時(shí)左右就可以完成。
4、節(jié)省勞力。不但燒成時(shí)操作簡(jiǎn)便，而且裝窯和出窯的操作都在窯外進(jìn)行，也很便利，改善了操作人員的勞動(dòng)條件，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。
5、提高質(zhì)量。預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶三部分的溫度，常常保持一定的范圍，容易掌握其燒成規(guī)律，因此質(zhì)量也較好，破損率也少。
6、窯和窯具都耐久。因?yàn)楦G內(nèi)不受急冷急熱的影響，所以窯體使用壽命長(zhǎng)，一般5-7年才修理一次。
但是，隧道窯建造所需材料和設(shè)備較多，因此一次投資較大。因是連續(xù)燒成窯，所以燒成制度不宜隨
意變動(dòng)，一般只適用大批量的生產(chǎn)和對(duì)燒成制度要求基本相同的制品，靈活性較差。
缺點(diǎn)
1、其隧道窯建造所需材料和設(shè)備較多，因此一次投資較大；
2、對(duì)于不同制品必須全面改變焙燒工藝制度；生產(chǎn)技術(shù)要求嚴(yán)格；窯車(chē)易損壞，維修工作量大等。
節(jié)能方式
由于隧道窯是連續(xù)性窯爐，熱利用較好，且多數(shù)隧道窯使用的助燃空氣采取的是自然風(fēng)或在冷卻帶吹入冷風(fēng)，從而使空氣變熱。雖然余熱利用，但因?yàn)槌槌龅臒峥諝庵校烊胗蟹浅６喔邷貛紵^(guò)的廢氣，所以導(dǎo)致助燃空氣中氧氣不足，燃燒效果不佳。使用換熱器換出來(lái)的熱空氣是新鮮的熱空氣，可達(dá)到最佳的助燃效果。如果使用金屬換熱器，可以進(jìn)行一部分的余熱回收，但如果冷卻帶溫度達(dá)到800度以上，金屬換熱器非常容易被高溫?fù)p壞。
操作方法
第一、改變坯垛的碼放形式，在中、下部加頭，減少孔道，降低炕腿高度。這一措施尤其是適用于沒(méi)有隨著季節(jié)變化而改動(dòng)碼窯方法的情況，對(duì)于冬季仍使用夏季高炕腿的廠家，特別適用。
第二、降低近閘的使用高度，讓保溫帶底部降溫速度慢一些。
第三、適當(dāng)延長(zhǎng)保溫帶，延長(zhǎng)供風(fēng)的距離和時(shí)間。
第四、如因冷風(fēng)進(jìn)入量過(guò)大，使保溫帶冷卻降溫過(guò)快時(shí)，可減少冷風(fēng)進(jìn)入量，降低保溫帶的冷卻降溫速度。
第五、少量勤添，重?zé)蠡稹；蛘咄ㄟ^(guò)火眼在保溫帶第一排前添人爐灰“堵后風(fēng)”。
參考資料 >