提高砖窑的热经济性

衡量窑的热经济有两个指标，一是焙烧制品的热利用系数，二是窑的余热利用程度。目前，隧道窑的热经济普遍不高。虽然冷却制品的余热利用了一些，如抽出去干燥坯体、在窑顶设置水箱或锅炉，但利用得不够充分。尤其是水箱中的热水和锅炉中的蒸汽二次利用率一般偏低。窑顶、窑墙和车下的散热还比较多，有的窑出车温度较高，有的窑还从烧成带倒流一部分热空气至冷却带（牵制火行速度），有的窑漏损较大。以致使隧道窑焙烧的有效热（即用于蒸发水分、化学反应和将制品加热到最高温度所需要的热量除以燃料的化学热）仅为15%左右，余热利用（抽出去干燥坯体、供窑顶水箱或锅炉的热量除以燃料的化学热）约为20%，其余都损失掉了。损失的热量大致为：废气带走30%左右，窑顶、窑墙散失20%左右，出窑制品和窑车带出10%左右，车下散热和漏损也不少。因此，应进一步采取措施，提高余热利用率、减少热损失是提高窑的热经济，节约燃料的一个重要途径。

提高窑的热经济的另一途径是，在焙烧时，应尽量使窑温均匀，并加速传热，以缩短焙烧时间，提高产品的产量和质量，降低燃料消耗。

根据原料的物化性能，从理论上讲，砖的烧成周期只需要几个小时，但目前绝大多数在30小时以上，这主要是现有的隧道窑传热不快，窑内温度分布不均匀，特别是预热带上下温差太大，有的高达300~400℃。在这样状况下，当窑上部坯体已能够推到烧成带去了，可是窑下部坯体还处于低温阶段没有得到充分预热，在预热阶段应该完成的物化反应没有进行完全，如果勉强将其推到烧成带极易造成废品，所以不得不延长焙烧时间。这样做必然降低产量，增加燃料消耗。实践证明，只有加快传热和减少窑内温差（尤其在预热带创造一个“强湍流”状态，以减少其温差），才能实现快速焙烧。

影响窑内传热的因素有三个：

（1）对流和辐射传热系数（〆对和〆辐）；

（2）窑内气体（火焰）与制品的温度差（Δt）；

（3）传热面积（F）。无论增大其中的哪一个，都能增加单位时间传给制品的热量，加快焙烧速度。预热带主要靠烟气对流传热（Q对）给制品。如采取提高烟气温度来扩大烟气和制品的温差是有一定的限制的，特别是该区段温差较大的窑，烟气温度过高会导致局部温度过高，使处于该位置的坯体报废。较好的办法是码坯垛时，尽量考虑扩大烟气和制品的接触面积，并提高对流传热系数（α对）。α对几乎与气体流速成正比。因此要提高α对就要提高窑内烟气的流速。增大流速也可促使窑温趋向均匀，为快速焙烧创造条件。然而目前有些隧道窑内流速太慢，仅1~2m/s。为了增加流速，有的厂在这一带采用气体再循环，设搅拌气幕等措施，收到一定的效果。国外有的隧道窑在这一带采用了高速等温烧嘴喷气，成百倍地增加对流传热，也使得预热带的温度基本均匀一致，效果十分明显。

烧成带主要靠火焰辐射传热（Q辐）给制品。提高Q辐可以从以下两个方面着手：

（1）增强固体辐射传热。固体辐射传热系数比气体辐射传热系数大得多，增强了固体辐射可大大强化传热过程，促进快速焙烧。

（2）坯垛适当稀码，稀码使得空隙大些，可提高气体辐射层厚度，从而提高辐射能力，加速了传热。

意大利的一个砖厂给烧天然气的隧道窑喷入氧气，使窑的产量大大提高；砖中内燃料造成的“黑心”完全消失，合格品由70%增至95%；燃料消耗也有所下降。获得的经济效益可以远远补偿氧气的消耗费用。