隧道窯的系統(tǒng)設置是否合理,、窯體結構能否滿足要求,、操作是否得當，對產(chǎn)品質(zhì)量,、產(chǎn)量,、燃料消耗以及窯爐使用壽命都有影響。
    （一）隧道窯工作原理
    隧道窯屬于泥流操作的熱工設備,，沿窯長度方向分為預熱帶,、燒成帶、冷卻帶,。制品與氣流以相反方向運動,，在三帶中依次完成制品的預熱、燒成,、冷卻的過程,。隧道窯兩端設有窯門，每隔一定的時間,，將裝好磚坯的窯車推入一輛,，同時，已經(jīng)燒成磚瓦成品的窯車被推出一輛,。坯體進入預熱帶后,，首先與來自燒成帶的燃燒產(chǎn)物（煙氣）接觸而且被加熱，而后進入燒成帶,，燃料燃燒放出的熱量及生成的燃燒產(chǎn)物加熱坯體,，使之達到一定的溫度而燒成，并經(jīng)過一定時間的保溫,，生成穩(wěn)定的制品,。燃燒產(chǎn)物自預熱帶的排煙口、煙道,，經(jīng)風機或煙囪排出窯外,。燒成的制品進入冷卻帶，將熱量傳遞給入窯的冷空氣制品本身冷卻后出窯,。被加熱的空氣一部分抽進去進行余熱利用,。
    簡單來說,，隧道窯的燒成過程就是燃料在窯內(nèi)燃燒、坯體與氣體進行熱交換,、濕交換的過程,。通過燃料燃燒產(chǎn)生的熱量，將窯內(nèi)溫度升高到坯體燒成所需溫度,，在燒成溫度時，坯體內(nèi)各組分發(fā)生一系列物理,、化學變化,，經(jīng)過這一系列變化，坯體由生坯焙燒為具有一定強度和耐久性,，符合建筑要求的磚成品,。
  （二）隧道窯燒成制度
    隧道窯工作系統(tǒng)的設置就是在熱工基礎知識的指導下，針對特定的原料和制品,，制定出適宜的燒成制度并保證燒成制度的實現(xiàn),。
    窯爐的燒成制度包括溫度制度和壓力制度，溫度制度需要根據(jù)原料性能和產(chǎn)品要求而定,，而壓力制度是保證窯爐按照既定的溫度制度進行燒成,。因此影響產(chǎn)品性能的關鍵是燒成的溫度制度。

（1）溫度制度

溫度制度依據(jù)物料在燒成過程中的化學,、物理變化制定的溫度及其與時間的關系,，包括升溫速度、燒成溫度,、保溫時間,、降溫速度等參數(shù),，并最終形成適宜的燒成曲線。

 隧道窯的燒成曲線

隧道窯的燒成曲線也是沿窯長裝在窯頂或窯側(cè)的熱電偶測得的窯內(nèi)溫度曲線（見圖5-3）,，在低溫階段接近氣體溫度，在高溫階段接近制品溫度,。窯爐在設計時都給出了溫度曲線,，這條曲線是針對待定原料和特定制品的理想狀態(tài)下的曲線，這條曲線是針對特定原料和特定制品的理想狀態(tài)下的曲線,，是假設隧道窯各種參數(shù)都處于最佳情況下繪制的曲線,，實際生產(chǎn)時，由于窯上各種裝置的差別及原料的波動,，燒成曲線不能達到理論曲線的狀態(tài),，應以理論曲線為指導，按照燒成規(guī)律,，根據(jù)實際所用的原料,、裝置,，產(chǎn)品的規(guī)格，調(diào)整至最佳燒成曲線,。
    燒成過程的溫度參數(shù)：
    各階段的升溫速度
    低溫階段（室溫~300℃）：此階段實際上是干燥的延續(xù),，升溫速度主要取決于入窯坯體的含水率、規(guī)格,、形狀,、厚度等，當坯體入窯水分高或孔洞率小而尺寸較厚時,，需要緩慢升溫,，升溫過快會引起坯體內(nèi)部水蒸汽壓力的增高而發(fā)生開裂。
    氧化分解階段（300℃~950℃）：此階段主要是排除結晶水和發(fā)生分解氧化反應,，可以快速升溫,，但是573℃時，α-石英與β-石英發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,，此階段需要平緩升溫,。
    高溫階段（950℃~燒成溫度）：此階段的升溫速率取決于窯體的大小、窯內(nèi)的溫差,、坯體的碼放密度,，以及坯體的燒成溫度范圍和燒成收縮，當窯內(nèi)溫差大,、碼窯密度高時,，升溫速度慢。

    燒成溫度與保溫時間的確定：

燒結是減少坯體中的氣孔,、增加顆粒之間的結合,，提高機械強度的工業(yè)過程。燒成溫度是指坯體燒成時獲得最優(yōu)性能時的溫度,。在燒結過程中,，隨著溫度升高和熱處理時間的延長，坯體內(nèi)部的氣孔不斷減少,，顆粒之間的結合力不斷增加,，達到一定溫度和一定時間，顆粒之間的結合力呈現(xiàn)極大值,，這時的溫度稱為最佳燒成溫度,。坯體燒結后在宏觀上的變化是體積收縮、致密度提高,、強度增加,。因此燒結程度可以用坯體的收縮率、氣孔率等指標來衡量。
燒成溫度通常是一個范圍,，稱為燒結溫度范圍,，在此范圍內(nèi)，燒成制品的體積密度和收縮無顯著變化,。
    燒成到達燒成溫度后需進行保溫,，使坯體充分的進行物理、化學反應,，生成穩(wěn)定的制品燒成溫度與保溫時間之間既相互制約又相互補償,、調(diào)節(jié)，如燒成溫度取高限,，則保溫時間不能過長,，否則會出現(xiàn)焦磚，對于較厚或燒成收縮大的坯體,，或者內(nèi)燃料摻料摻料高的坯體，可以采取低溫長燒的方法,，即取燒結范圍的下限溫度焙燒,，適當加長保溫時間來保證制品質(zhì)量。
    冷卻速度：
    冷卻是把坯體從高溫時的可塑狀態(tài)降溫至常溫穩(wěn)定態(tài)的凝結過程,。冷卻過程也需要適宜的速度,，冷卻過快過急，會造成燒成的制品由于內(nèi)外散熱不均勻產(chǎn)生應力而引起開裂,。
    溫度制度的確定依據(jù)：
    由以上敘述可以看出,，確定溫度制度主要依據(jù)坯體的性能。通常原料的化學成分決定了原料的燒成溫度,。
    燒成過程的升溫,、保溫、降溫時間組成了燒成周期,，這個過程的快慢受很多因素影響,，最主要的還是原料因素。通常以煤矸石為主要原料時,，燒成周期較長,，多為40h~52h，頁巖,、黏土,、粉煤灰等原料的燒成周期一般在30h~36h，因此,，生產(chǎn)煤矸石磚的隧道窯往往長一些,。
綜上所述，企業(yè)在建設窯爐時應根據(jù)原料的成分和工藝性能制定適宜的燒成制度,，繼而據(jù)此確定窯爐的系統(tǒng),、窯體的規(guī)格,、結構等參數(shù)，這樣才能保證制品的質(zhì)量和產(chǎn)量,。

（2）壓力制度

通常是指窯內(nèi)靜壓的大小沿窯長度方向的分布,，壓力制度的控制是和溫度制度密切相關的，控制壓力制度的目的是為了保證溫度制度,。
    窯內(nèi)冷卻帶為正壓,，預熱帶在煙囪或排煙風機抽力的作用下為負壓，在正壓和負壓之間,，必然有一個壓力等于零的車位,，這一車位成為零壓位。

 窯內(nèi)壓力曲線

    在生產(chǎn)中,，通常使零壓位控制在預熱帶和燒成帶之間,，使燒成帶保持“微正壓”，這種狀況有利于生產(chǎn),。因為,，如果零壓位在冷卻帶，則燒成帶處于負壓,，會從窯底漏入較多的冷空氣,，增大上、下溫差,。反之,，若使零壓位處于預熱帶，則燒成帶為較大的正壓,，容易使窯內(nèi)的高溫氣體漏到窯下面燒壞窯車,。在實際生產(chǎn)中，各種因素是不斷變化的,，零壓位的位置也容易發(fā)生漂移,，當零壓位離開控制位置以后，需要把它移回到原來的位置上,。
    生產(chǎn)中通過控制排煙和余熱口的閘門來調(diào)節(jié)零壓位,，余熱口抽出量增加，零壓位的位置向冷卻帶移動,。相反,，排煙閘門抽出量增加，零壓位向預熱帶方向移動,。除了控制零壓位的位置外,，尚需考慮到窯內(nèi)冷卻帶正壓和預熱帶負壓絕對值的大小，即壓力曲線的斜率。在實際生產(chǎn)中,，常常希望斜率比較小,，壓力曲線比較平坦為好，即所謂“低壓操作”,。這樣窯內(nèi)漏氣較少,，有利于生產(chǎn)。但是,，通常為了提高窯爐的燒成產(chǎn)量,，需要采用大抽力高溫作業(yè)，在這種情況下,，就應該考慮采用窯底靜壓力平衡措施,，以減少窯外氣體漏入窯內(nèi)，或窯內(nèi)氣體露出窯外,。
    （三）隧道窯工作系統(tǒng)
    磚瓦產(chǎn)品在隧道窯中燒成時,，要經(jīng)過加熱升溫、保溫,、降溫這幾個過程,，隧道窯必須滿足燒成的各種技術參數(shù)要求，其系統(tǒng)設置應能保證坯體在窯內(nèi)加熱升溫,、保溫,、降溫的正常進行,。
    隧道窯工作系統(tǒng)又叫工作流程,，是指窯內(nèi)氣體輸送系統(tǒng)，即氣體流向及有關熱工設備的使用,。隧道窯工作系統(tǒng)的確定基于燒成制度,，并要保證燒成制度的實現(xiàn)。
    由于生產(chǎn)磚瓦的原料是多種多樣的,，每一種原料的燒成性能不盡相同,，所以燒成時隧道窯的系統(tǒng)設置是有差別的，不能所有原料,、所有制品都采用相同的系統(tǒng),，但是，總結各種隧道窯的配置,，隧道窯的系統(tǒng)配置是一樣的,，都配備有窯內(nèi)通風系統(tǒng)（含排煙系統(tǒng)、抽余熱系統(tǒng),、送冷風系統(tǒng),、窯底壓力平衡系統(tǒng)）、燃料燃燒系統(tǒng)、窯車運轉(zhuǎn)系統(tǒng)和測控系統(tǒng),。隧道窯工作系統(tǒng)如圖5所示,。
    （1）隧道窯的通風系統(tǒng)
    隧道窯通風系統(tǒng)主要包括排煙系統(tǒng)、送冷風系統(tǒng),、抽余熱系統(tǒng),、窯底壓力平衡系統(tǒng)，有的窯上還沒有循環(huán)風系統(tǒng),、窯底壓力平衡系統(tǒng),，有的窯上還設有循環(huán)風系統(tǒng)。通風系統(tǒng)的作用是使氣體按一定的方向流動,，使風量在窯內(nèi)坯垛上分配均勻,，供給燃料燃燒所需的空氣，排出窯內(nèi)燒成廢氣,，維持窯內(nèi)一定的溫度制度和壓力制度,，使窯內(nèi)燒成操作能正常進行。

    ①排煙系統(tǒng)
    隧道窯排煙系統(tǒng)位于窯余熱帶,，它由排煙口,、支煙道、總煙道,、閘門和排煙風機組成,。
    其功能是將預熱帶前段的低溫、高溫煙氣排出隧道窯,，排煙時,，窯內(nèi)的低溫煙氣首先經(jīng)過設置于窯墻或窯頂?shù)呐艧熆冢谠摕熆诟浇O煙閘,，以控制排煙口的排煙量,，然后煙氣進入各個支煙道，經(jīng)過支煙道的煙氣最后匯入總煙道中,，連接在總煙道中的風機,，通過自身產(chǎn)生的抽力將煙氣排出隧道窯。
窯上排煙口的大小,，支煙道,、總煙道的斷面直徑，必須按照窯內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生廢氣量的大小計算確定,，風機也要安排出煙氣量多少計算選型,。
    排煙風機選擇是否合理，不但影響燒成產(chǎn)量和質(zhì)量,，而且也關系到隧道窯生產(chǎn)成本的高低,。在選擇排煙風機時,，首先必須求出克服系統(tǒng)阻力所需要的壓力和燒成過程所需的風量，然后再根據(jù)需要與可能選擇特性曲線平緩,、使用范圍比較寬,、性能好的型號。同時,，必須考慮風機的安裝位置,、安裝角度、成本等因素,。
    ②送風系統(tǒng)
    隧道窯送風系統(tǒng)位于冷卻帶,，它由冷卻風機、送風口,、控制閘板等組成,，其作用是向窯內(nèi)輸送供高溫磚體降溫的冷卻風，送風量大小要根據(jù)窯燒成帶燃料燃燒所需風量,、冷卻帶熱平衡計算后能抽出多少余熱所需風量大小,、及在該段風量外泄損失風量的多少等確定。這幾方面之和,，就是風機實際的通風量,，選擇風機時，根據(jù)這個風量再換算成風機的標準風量,。
    送風系統(tǒng)所選用的風機,，可以是離心風機，也可以是軸流風機,，按照窯爐的布置方式,，結構形式，燒成要求確定,。
    ③抽余熱系統(tǒng)
    隧道窯抽熱系統(tǒng)分別位于窯冷卻帶和預熱帶,。冷卻帶抽取磚體冷卻過程的換熱,，抽取的介質(zhì)為干凈空氣,；預熱帶抽取窯內(nèi)廢棄熱，抽取的介質(zhì)為高溫煙氣,。抽余熱系統(tǒng)由風機,、管道、窯內(nèi)出風口,、風閘等組成,。要根據(jù)窯的實際燒成需要，在不同位置抽取熱量,。
根據(jù)風闡開啟程度大小,，可以控制抽取熱量多少,、風量大小。根據(jù)熱工計算選擇風機的型號,。
    ④窯底壓力平衡系統(tǒng)
    隧道窯窯底壓力平衡系統(tǒng)的作用是讓窯車底部與窯內(nèi)的壓力能夠平衡,，窯內(nèi)是負壓的地方，窯底也是負壓,，窯內(nèi)是正壓的地方,，窯底也為正壓，這樣窯內(nèi)的熱氣體就不會竄入窯車下部,。同樣窯外的冷風也不會從砂封槽處漏人窯內(nèi),，使窯內(nèi)和窯外徹底隔絕。
需要指出的是,，底部壓力平衡系統(tǒng)的調(diào)試工作很重要：一定要將車底的壓力調(diào)整到與窯內(nèi)相當?shù)乃?，如果壓力相差太大，就不會起到壓力平衡的作用,，而且可能會起到相反的作用?/span>
    (2)窯車運轉(zhuǎn)系統(tǒng)
    隧道窯燒成時,，窯車在窯內(nèi)要向前運動，窯車運轉(zhuǎn)系統(tǒng)就是完成窯車在窯內(nèi)和回車線上運動的設施,。窯車運轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括電動擺渡車,、液壓頂車機、回車牽引機,、步進機,、出口拉引機、窯門等,。
    電動擺渡車是窯車在車間運行時必備的設備,，它能使窯車產(chǎn)生橫向移動和調(diào)整窯車運行方向，是將回車線上碼好濕還的窯車送往干燥室或隧道窯,，以及將窯出車端窯車運往回車線的主要設備,。
    液壓頂車機是窯內(nèi)窯車運動的驅(qū)動設備，它靠油泵供油推動油缸中的活塞作直線運動,，靠活塞推動窯車在窯內(nèi)移動,。
    回車牽引機位于回車線上，它是窯車在回車線上運動的驅(qū)動設備,。牽引機由一臺卷揚機,、一臺移動小車組成，牽引時靠卷揚機驅(qū)動小車在軌道中間運動,，然后小車推著窯車移動,。
    步進機位于回車線上碼壞處，它能夠精確地移動窯車,。在人工或碼坯機碼好一個坯垛后,，用它將窯車向前運送一個坯垛的位置,，是按照碼坯機的要求準確定位窯車的設備。
    出口拉引機是將隧道窯冷卻帶最后段,、將要出窯的最后一輛燒成的窯車拉出隧道窯的設備,。它每次只拉最后一輛窯車，目的是為隧道窯進車留出空車位,，窯車被拉引機拉出隧道窯后,，就完成了燒成過程。出口拉引機由電機驅(qū)動,，驅(qū)動功率大小根據(jù)窯車及窯車上裝磚的重量確定,。出口拉引機安裝于窯內(nèi)窯車底部，每條隧道窯只安裝一臺,。
    窯門安裝在隧道窯的窯頭和窯尾,，它的作用是將窯內(nèi)和窯外隔離開來，使窯外的冷空氣不進人窯內(nèi),，也不讓窯內(nèi)的熱風從窯門處逸出,。當隧道窯進車時將窯門升起，進車完畢后,，將窯門落下,。窯門落下后，要求窯門以及窯門與窯墻,、窯頂有很好的密封性能,。
    為了更好地保證窯體的密封性，近年來在隧道窯的進車端多設計為兩道窯門,，這是因為窯爐預熱段是負壓,，靠壓力差來引導焙燒段的熱煙氣向預熱段行進，從而與坯體發(fā)生濕熱交換繼而排出窯外,，進車時窯門打開，窯門與排煙系統(tǒng)形成了氣流通道,，阻礙了煙氣的行進與排出,，破壞了窯內(nèi)氣流的穩(wěn)定,。設置兩道窯門,，兩道門之間形成一個預備室,，第一道門打開,，窯車進入預備室,，第一道門關閉后,，再打開第二道門，將窯車頂人窯內(nèi)有效空間,，這樣分兩步進車,，窯內(nèi)與外部始終隔絕,，很有效地保證了窯內(nèi)氣流的穩(wěn)定,。
    (3)隧道窯測控系統(tǒng)
    隧道窯控制系統(tǒng)分為兩部分,，一部分是窯爐溫度和壓力的測控,，另一部分是窯車運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的控制,。
    控制窯爐溫度和壓力時，在窯爐的頂部和側(cè)墻適當部位安裝測溫測壓元件,，以檢測窯內(nèi)的溫度和壓力,。并將檢測結果送人電腦,，在窯通風系統(tǒng)上安裝自動調(diào)節(jié)裝置，或手動調(diào)節(jié)裝置,。當檢測元件測得的溫度和壓力與原先設計的溫度和壓力有較大區(qū)別時,，電腦就發(fā)出指令，指示通風系統(tǒng)上的裝置進行調(diào)節(jié)窯內(nèi)通風量,，或者人工調(diào)整通風系統(tǒng)上的手動調(diào)節(jié)裝置，以改變窯內(nèi)通風量,。
    通常在窯爐設計時，按照系統(tǒng)設置和溫度曲線預留測控元件的安裝位置,，即測溫點車測壓點,。對于窯內(nèi)高較高的窯爐和超熱焙燒的窯爐,，在高溫帶適當?shù)奈恢迷鲈O一至兩處測溫點,，位于側(cè)墻車面處，目的在于測控窯內(nèi)的斷面溫差,。
    測控元件安裝時要注意保持元件插人窯內(nèi)的深度一致,，要用保溫棉塞緊塞實,，以保證良好的穩(wěn)定性和密封性,。
    控制窯車運轉(zhuǎn)系統(tǒng)時,，在相關設備上都安裝控制開關,，利用各臺設備實際工作時的先后順序,，用繼電器控制各臺設備動作的次序,、工作時間的長短,，使窯車運轉(zhuǎn)系統(tǒng)能夠自動地工作,。另一種控制窯車運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的方法是將整個窯車運轉(zhuǎn)系統(tǒng)分為幾個區(qū),，每一區(qū)內(nèi)用自動控制的方法,，而區(qū)與區(qū)之間的協(xié)調(diào)丁。作用手動操作,。