碼坯機隧道窯碼窯須知
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碼窯是為燒窯服務的，其每一個細節(jié)都必須滿足燒窯的需要，服從燒窯的規(guī)律。碼得好的磚坯，固然不一定都能燒出最好的燒結磚，但碼得不好的磚垛，不僅是造成潮塌、倒窯的罪魁禍首，還是造成前火不跑，后火不保和頂火快、底火慢及中火快、邊火慢等異?；鹎榈闹饕?。
焙燒是由窯爐、火（煤）和風共同完成的，只有后者的最佳配合，才能取得最佳效果。而它們之間的配合在多方面是依靠碼窯來實現(xiàn)的。為此，首先應該充分了解隧道窯內(nèi)火和風的特性和它們之間的相互關系，因勢利導，揚長避短。
1.隧道窯的焙燒機理
隧道窯有窯體不動，磚坯在窯車上和窯車一同移動，也有將磚坯碼放在固定窯底上而窯身移動——移動式隧道窯（全自動碼坯機）。按窯頂形式分有拱頂?shù)?、平頂?shù)乃淼栏G（全自動碼坯機）。窯體寬度也不一致，窄的才1.5m ,寬的有10m~20m，甚至更寬。窯室高度矮的只有1m，高的有2m以上，窯體有砌筑的，也有裝配式的和砌筑加裝配式的。隧道窯（全自動碼坯機）。工作時都是窯體和磚坯進行相對運動，風從出車端沿窯縱向進入，經(jīng)冷卻帶、保溫帶、焙燒帶到預熱帶轉90°，從窯室兩側的哈風口進入煙道排出。在有余熱利用系統(tǒng)的隧道窯（全自動碼坯機）中，吸收了冷卻帶、保溫帶、焙燒帶磚體余熱的一部分熱風也要從窯室兩側的余熱哈風口進入預熱帶。用于干燥坯垛，促其升溫、脫水后從哈風口排出。這就需要碼窯時，不僅在坯垛與窯墻、窯頂之間留有間隙，防止擦掛，還必須在坯垛中留有縱橫風道，以利于氣流暢通。窯內(nèi)的火是靠燃燒煤炭產(chǎn)生的，因此，首先應了解煤炭燃燒的特性。
1.1煤炭燃燒特點
實驗表明：一個分子量的碳，在足氧狀態(tài)下燃燒時生成一個分子量的二氧化碳，同事發(fā)出8050J的熱量；但如在缺氧狀態(tài)下燃燒只能生成一個分子量的一氧化碳和1380J的熱量，兩者相差5.8倍。
通常所說1kg標準煤有7000kcal的發(fā)熱量，是指在足氧狀態(tài)下燃燒生成的全都是二氧化碳，能發(fā)出7000kcal的熱量。如果是在缺氧狀態(tài)下燃燒，生成的全都是一氧化碳，則只能發(fā)出約1200kcal的熱量。
實際生產(chǎn)中，完全足氧狀態(tài)下燃燒和完全缺氧狀態(tài)下的情況都不存在，隧道窯的目標是盡可能讓煤炭充分接觸空氣，足氧燃燒釋放更多的熱量。
蜂窩煤有十幾個空洞，以及火力發(fā)電廠要把煤炭達成煤粉和空氣易通噴入爐膛（燃燒室），都是為了讓煤炭盡可能多的接觸空氣，足氧燃燒發(fā)出更多的熱量。
再說火的熱性：一是由于熱風體輕上浮，所以火焰總是向上燒的，容易造成窯內(nèi)面火快，底火慢，情況嚴重時，火勢相差5m~6m，造成底部磚欠火，頂部磚過燒；二是火有一個向中間集中的特性，窯車上燃燒的坯垛往往是中間溫度高，兩側溫度低，形成中火快、邊火慢，相差好幾米，結果是中部磚燒好了，邊部磚就欠火甚至是出生磚；邊部磚燒好了，中部磚就過燒，甚至燒焦。這是因為：在高溫焙燒帶磚坯的溫度高達900℃左右，甚至超過1000℃，兩側窯墻的溫度也少不了多少，磚坯內(nèi)有內(nèi)燃煤加熱，而窯墻只能靠“搶奪”磚垛兩側磚坯燃燒時發(fā)出的熱量，加上（從磚垛兩側與窯墻不得不留出較寬的間隙中通過的）大量的風帶走的熱量，兩邊的磚坯就升溫困難了。
這就需要我們碼窯時采取相關的預防措施，例如，給坯垛頂部增加點風的阻力，盡力使底部坯垛風道暢通；坯垛中部也留出和兩側一樣的拉縫，讓坯垛中部也通過同樣多的風，帶走同樣的熱量和適當減少坯垛中部磚坯數(shù)量，這樣既減少了坯垛中部的內(nèi)燃煤數(shù)量，又讓風帶走一定的熱量，減緩中部溫度。
1.2風在燃燒中的特性
在磚的焙燒過程中，風起著至關重要的作用，風不僅要為燃煤提供足夠的氧氣，以充分氧化保證煤炭發(fā)出**的熱量，更重要的還是窯爐焙燒時熱量交換的主要媒介和傳遞水分的工具。
隧道窯運行時，冷風從出車端進入，經(jīng)過冷卻帶、保溫帶時吸收磚體散發(fā)的余熱，在使磚體降溫的同事，風開始升溫并進入焙燒帶，以熱風促進焙燒帶坯體中煤炭更好的與氧氣充分氧化燃燒發(fā)熱并繼續(xù)升溫。當這些灼熱的風繼續(xù)前進到達預熱帶時，又把熱量傳遞給溫度較低的磚坯，使其均勻升溫，逐漸燃燒，并使磚坯中的殘余水分蒸發(fā)，然后攜帶著水蒸氣從預熱帶兩側窯墻的哈風口經(jīng)煙道排出。
在一次碼燒隧道窯中，這些含有少量水蒸氣的熱風還要流經(jīng)干燥帶，使該處磚坯均勻升溫脫水并搭載更多的水蒸氣從窯室兩側或頂部的排潮孔（哈風洞）排入大氣。
在有余熱利用系統(tǒng)的隧道窯中，還有一部分熱風從保溫冷卻帶兩側的余熱哈風口經(jīng)余熱道（管）直接進入預熱帶和干燥帶，以更好的預熱、干燥磚坯。
可見 ，風在燒磚隧道窯的工作過程中有著決定性的作用。因此有必要充分理解風的特性，以便用其所長，避其所短。風的特性有：1、什么地方風道開的大，風就往什么地方跑；2、風喜歡走直道。
風攜帶水分的能力是有限的，風的溫度越高，能帶走的水汽就越多，實驗表明：1m3的空氣在100℃時能攜帶800.99g水，而在0℃時只能攜帶4.84g水，二者相差100多倍，空氣在不同溫度時的飽和含水量見表1.
空氣溫度
（℃） 飽和含水量 空氣溫度
（℃） 飽和含水量 空氣溫度
（℃） 飽和含水量
0 4.84 35 44.67 70 248.70
5 6.92 40 58.62 75 308.04
10 9.74 45 76.20 80 378.85
15 13.52 50 98.13 85 463.21
20 18.56 55 125.23 90 569.19
25 25.14 60 158.68 95 679.53
30 33.70 65 199.4 100 800.99
隧道窯干燥帶排出氣體的溫度常低于40℃，為減少熱量浪費，排出氣體的相對濕度少于80%，這樣也可以避免窯內(nèi)坯垛凝露潮塌，實際生產(chǎn)中，30m3~40m3空氣帶走1kg水較為安全。
風一定要與磚坯表面緊密接觸才能互相交換熱量，把水汽和氧氣送給內(nèi)燃的煤粒。
進入窯內(nèi)的風只有一小部分能和磚坯表面直接接觸，能與內(nèi)燃煤直接接觸的更少，更多的風只起了一個傳遞熱量、運輸水汽的作用，所以供給隧道窯的風量及其排出煙氣的數(shù)量遠遠大于其煤炭燃燒時的理論需用量。我們把空氣實際用量與理論需要量的倍數(shù)叫空氣過剩系數(shù)，對隧道窯來說，由于坯垛與窯墻、窯頂?shù)妮^大間隙要流過較多的風，空氣過剩系數(shù)常取5~6.
不同發(fā)熱量的煤充分燃燒時需要的空氣和產(chǎn)生的煙氣量是不一樣的。實驗表明，充分燃燒1kg，發(fā)熱量為500kcal的煤所需要的空氣1m3，產(chǎn)生煙氣2.08m3；而充分燃燒1kg發(fā)熱量為7500kcal的煤則需空氣8.02m3，產(chǎn)生煙氣8.23m3。
當隧道窯選用空氣過剩系數(shù)為5時，每燃燒1Kg發(fā)熱量為500Kcal的煤（泥料）時，需空氣量5m3，產(chǎn)生煙氣6.08m3。制磚內(nèi)摻發(fā)熱量少于500Kg時，可選用這一數(shù)值。
必須說明的是，隧道窯焙燒所用風機其抽取的是煙氣，應選用合適的煙氣量。風量小了，煤炭缺氧燃燒不能充分發(fā)揮其熱量，要多耗煤；風量太大了，要把冷風燃燒成熱風也同樣要多耗煤。
2.碼窯原則
為了保證每一塊磚坯的外表面盡可能多的接觸空氣，每一塊磚坯都能均勻的與風交換熱量，使內(nèi)燃料盡可能多的吸收氧氣充分燃燒，就必須做到如下幾點：
a.坯體不能碼得太密了，以免風走不動，既缺氧燃燒，又降低產(chǎn)量；也不能碼得太稀了，通過的風太多，把熱量都吹跑了，同樣增加煤耗，降低產(chǎn)量。以普通實心磚（外形尺寸240mm*115mm*53mm）為例，一般認為每1m3窯室空間平均碼230塊~240塊為宜，并稱之為碼窯密度。當生產(chǎn)多孔磚、空心磚時，應首先按其外形體積為普通實心磚的倍數(shù)（稱折普通磚系數(shù)）換算為折合多少塊普通實心磚，再按一臺窯車所占有的窯室空間體積，計算出碼窯密度。由于多孔磚和空心磚本身有孔洞，也可以通風，其折標計算的碼窯密度可增加到280塊/m3~300塊/m3，這就是合理的碼窯密度。
b.風從隧道窯出車端進來后是沿著縱向前進，為了給風留出足夠的風道，坯垛橫斷面上所有磚坯間留出的縫隙（風道）和坯垛兩邊與窯室間隙的總面積之和應不小于窯室橫斷面積的50%。確保足夠的通風面積。實踐證明：風很難通過寬度小于15mm的窄縫，因此，相鄰兩塊磚坯，特別是磚坯的大面之間的留縫（風道）寬度不得小于40mm。
c.由于坯垛與窯墻之間不得不留出較寬的側隙（應為50mm~80mm），這就形成了較寬的風道，流過的風太多，助長了火向中間集中的傾向，對于寬度在3.3m以下的隧道窯，坯垛中部應留出一條寬度約等于兩邊側隙之和的中間風道，使中部葉流過同樣的風量，一是中間少碼坯，內(nèi)燃煤燒了；二是大風吹走的熱量多，火旺不起來，以免中部出焦磚。對于更寬的窯則宜留出較多的中部風道，其最中間的一條最寬，（以不超過180mm），往兩邊依次減窄，風道寬度總和應大于坯垛兩邊與窯墻的側隙之和。由于順坯通風，橫坯擋火，坯垛下最下一層只能碼順坯，以增加底部風量，防止底火走不動，這就是適當?shù)娘L量分配。
d.風只有在和磚坯表面緊密接觸時才能傳遞熱量，因此，碼窯時一定要使磚坯的外表面盡量裸露在外，特別是磚坯的大面，其不僅必須裸露在外，且相鄰連個大面之間的縫隙不得小于40mm，以利于通風，這就是**的傳熱面積。
以上四條可以稱之為碼窯的四項基本原則。
為了落實碼窯的四項基本原則，裝碼時除必須計算碼窯密度之外，還應注意以下六項操作要領和兩條注意事項：
3.隧道窯碼窯操作要領
a.坯垛中稀邊密。為了平衡坯垛與兩邊窯墻的側隙放跑較多的風量及火向中間集中的傾向，應在坯垛中（順窯的縱向）也留出一條或幾條通風道，其總寬度應該小于坯垛兩邊側隙之和，當窯室較寬時則應有多條縱向通風道，通道寬度為中間的較寬，越往兩邊越窄，但**寬度也不得超過一塊坯長減去60mm，以便碼拉條坯。
b.縱橫風道。窯內(nèi)求總的來說沿著窯室縱向流動，但其最后必須作90°轉彎從兩側窯墻的哈風口排出，在有頂送熱的干燥及預熱帶，這些送熱口多與窯室的橫斷面平行。為此，在坯垛的橫向也必須留有通風道，其寬度不得小于200mm，以利于通風，提高火速，增加產(chǎn)量。
這些縱橫風道把窯車上的磚坯分成若干坯垛，氣流四通八達。為增加坯垛的穩(wěn)定性，在坯垛高度三分之二以上相鄰坯垛之間可用拉條坯相互鎖住，以增強其整體的穩(wěn)定性，但坯垛高度三分之二以下部分，不許用拉條坯，以免阻擋底火前進，且一般情況下，坯垛下半截很少被搖倒。
c.坯垛與兩邊窯墻的側隙必須預留，以免擦掛窯墻，其寬度50mm~80mm足夠，不可太寬，以免大量冷風通過，帶走過多的熱量，出欠火磚。
d.窯車兩頭都應留有不少于100mm寬的留空不碼磚，以免推進時兩車坯打架，且兩車接頭處有2*100=200mm的通風道，更有利于氣流轉彎順利進入哈風，提高火速。
e.平穩(wěn)直正。窯車上的坯垛在窯車運動中難免晃動，故坯垛必須平穩(wěn)、直正，不可前傾后歪，以免倒坯。
f.火路暢通。碼坯時每塊磚坯都應前后對正，左右看齊，以確保相鄰兩坯間所留風道暢通無阻，才能提高火速、增產(chǎn)。
以上e.f兩條十分重要，但收工碼坯很難做到，機械碼坯則不是問題。
4.多孔磚和空心磚碼坯時應注意的事項
4.1高強面承壓
我們有這樣的經(jīng)驗：剛切出來的多孔磚或空心磚孔洞朝天站一個人問題不大，但如孔洞水平放置的一個人上去就壓壞了，這說明多孔磚和空心磚坯在孔洞朝天時能承受較大的壓力，有孔洞的切面是高強面。坯垛底部的磚坯要承受較大的壓力，孔洞朝天碼放，才不會被壓裂。
4.2磚坯留隙
相鄰兩塊磚坯（特別是大面）必須留有寬度為30mm~50mm的間隔，以利通風，防止接觸面缺氧燃燒（加大煤耗），或磚面出現(xiàn)因缺氧燃燒而產(chǎn)生的大黑臉。
5.總結
為了便于記憶，現(xiàn)將上述四項基本原則、六項操作要領和兩條注意事項編為如下的順口溜：
七分裝碼三分燒，燒碼師傅要記牢，
只有坯垛裝碼號，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)才能保。
碼窯密度應合理，不能太密或太稀，
折合普通實心磚，260塊較適宜。
通風面積要足夠，風助火勢磚燒透，
磚坯留空和側隙，百分（之）五十才算夠。
風量分配適當好，該多的垛該少（的）少，
平衡側隙通風大，中間拉縫不能少。
空氣接觸磚表面，熱量交換能實現(xiàn)，
磚坯裸露面積大，火快高產(chǎn)真不差。
中稀邊密很重要，縱橫風道不能少，
兩邊側隙莫太大，謹防熱量被吹跑。
窯車兩頭留空好，兩車接頭有風道，
平穩(wěn)直正坯不倒，火路暢通產(chǎn)量高。
強面承壓很重要，孔洞朝天比較好，
相鄰兩塊莫靠緊，必須留出通風道。