经干燥后的砖瓦坯体进入窑内，在加热焙烧过程中会发生一系列物理化学变化，这些变化取决于坯体的矿物组成、化学成分、焙烧温度、烧成时间、焙烧收缩、颗粒组成等，此外窑内气氛对焙烧结果也是一个重要的影响因素。变化的主要内容由：矿物结构的变化，生成新矿物；各组成部分发生分解、化合、再结晶、扩散、熔融、颜色、密度、吸水率等一系列的变化。最后变成具有一定颜色、致密坚硬、机械强度高的制品。

当坯体被加热时，首先排除原料矿物中的水分。在200℃以前，残余的自由水及大气吸附水被排除出去。在400～600℃时结构水自原料中分解，使坯体变得多孔、松弛，因而水分易于排除，加热速度可以加快。此阶段坯体强度有所下降。升温至573℃时，β-石英转化成 -石英，体积增加0.82%，此时如升温更快，就有产生裂纹和使结构松弛的危险。600℃以后固相反应开始进行。在650～800℃，如有易熔物存在，开始烧结，产生收缩。在600～900℃，如果原料中含有较多的可燃物质，这些物质需要较长的时间完成氧化过程。在930～970℃，碳酸钙（CaCO3）分解成为氧化钙（CaO）和二氧化碳（CO2）。

焙烧使原料细颗粒通过硅酸盐化合作用，形成不可逆的固体。

冷空气通过冷却带的砖瓦垛，由于热交换过程制品被冷却到20～40℃。冷却的速率因原料而异，尤其冷至573℃，游离石英由 型转变为β型，体积急剧收缩0.82%，使坯体中产生很大的内应力。此时应缓慢冷却，否则易使制品开裂。

玻璃相（约为2%或更少）及少量莫来石的产生是砖瓦制品强度提高的主要原因。焙烧温度为1000℃时，多孔砖的抗压强度比900℃时约高50%；焙烧温度950℃时多孔砖的抗压强度比900℃约高25%。与砖比较，瓦通常需要再更高的温度下焙烧。

 

2. 制定烧成制度应遵循的原则是什么？应考虑哪些因素？

制定烧成制度应遵循的原则是：以现代质量控制系统为核心，

寻求材料的力学和热学条件的统一，在确保烧成质量的前提下，实现快速烧成，以达到高产、低耗的目的。

 制定烧成制度应考虑的因素：

（1） 根据坯体化学成分和矿物成分可确定所属相图，以及胀缩曲

线及显气孔率曲线，可以初步判断烧成温度和烧结温度范围，以及在焙烧过程的不同温度阶段分解气体量的多少。

（2） 根据差热曲线了解坯体吸、放热情况，以及坯体形状尺寸和

坯体力学、热物理性能的测定，再通过综合判断，可确定制品各阶段极限速率和最大供热速度。

（3） 窑炉结构特点，码窑图，燃料种类，供热能力大小以及调节

的灵活性。

（4） 调节了解同类原料和产品生产和试验资料。

    

3. 热分析法包括哪些项目？有什么作用？

热分析法主要包括差热分析、热失重分析和热胀缩分析。

热分析的作用：可以了解砖瓦制品或所用原料在烧成过程的不

同温度范围时发生的热量变化、质量变化、体积变化，从而可以了解其矿物组成，为制定合理的烧成曲线提供依据。

 

4. 对窑炉整体性能要求有哪些？

（1） 窑炉必须按批准的设计图纸和相关技术文件施工。

（2） 窑炉应满足使用要求，第一次大修期不低于运转5年。

（3） 窑炉主体部位不允许出现影响热工性能的破坏性裂纹、位

移、塌落、漏气、窜火现象。

（4） 窑炉热耗指标应符合：隧道窑＜49.7×106Kj/万块； 轮

窑（带抽取余热）＜46.0×106Kj/万块。

 

5. 对窑炉基础要求有哪些？

（1） 窑炉地基基础开挖的基槽承载力应达到设计要求。设计未明确

时，隧道窑地基承重力应大于0.15MPa，轮窑大于0.12MPa，地基承载力达不到要求时，必须进行局部处理。

（2） 做好窑炉地基基础、地下风道、设备基础的防水处理。

（3） 隧道窑轨道安装应符合设计要求。

①铺设前，轨道应校直。

②允许偏差

钢轨中心线与隧道窑中心线偏差：±1.0mm

钢轨水平偏差：±1.0mm

钢轨接头间隙偏差：0mm

钢轨接头高差： 。

 

6. 对窑墙体要求有哪些?

（1） 窑墙应于窑炉基础、附属设备基础完成并验收合格后，方可进

行施工。

（2） 窑墙砌筑应预先找平基础，必要时进行预砌，基础标高误差

 。

（3） 砌筑耐火制品的泥浆饱满度不得低于90%。

（4） 隧道窑窑墙砌筑测量定位应以窑车轨顶面标高和轨道中心线

为准，烧结普通砖外墙砖缝8～10mm。外表面用原浆勾缝。

（5） 窑墙采用复合墙体时，可由内向外或由外向内逐次退台砌筑，

不得采用先砌内外两层后砌中间各层的砌筑方法。耐火砖和隔热砖砌筑时，高度方向每隔2～5皮，长度方向每隔一定距离（按设计）与外层咬砌，咬砌所用砖应切割使用，不得砍砖。砂封槽、曲封砖和拱脚砖下的三段窑墙质量，应分别进行检查后，才可砌筑上部砌体。

（6） 砌筑窑墙时应同时安装好预埋件和预留洞口。金属管件外裹隔

热材料。

（7） 轮窑窑墙内的回填土应用干细土和（或）具有保温性能的工业

炉渣，每层厚不得超过200mm,分层夯实，回填土随窑墙砌筑同时进行。回填土中不应含有垃圾、树根等杂物。

（8） 轮窑窑墙内的撑墙应符合设计要求，砌体施工应与烧结普通砖

墙体施工相同，砌筑时应与内外墙咬砌。

（9） 轮窑内墙采用普通砖时，灰缝不大于5mm。拱脚以上级拱灰缝

不大于3mm。轮窑内墙体泥浆砖缝允许厚度误差±1mm。

（10） 轮窑墙体中设有风道，风道应满浆砌筑且内侧采用泥浆抹

面进行封闭。

 

7. 对窑顶要求有哪些？

窑体顶部可分为平吊顶和拱形顶两种形式。

（1） 砌筑拱形顶时，应预先检查拱脚表面，表面应平整，角度应正

确，长度方向表面误差不大于±5mm，拱胎膜经检查合格后，方可砌筑。

（2） 轮窑拱形顶砌筑时，宜与两侧的压拱墙同时进行。压拱墙未完

成施工，不宜拆除拱模。

（3） 轮窑拱顶的投煤孔宜采用耐火混凝土代替普通砖加工，耐火混

凝土可用现浇方式施工，与拱顶砌筑同时进行。

（4） 轮窑拱顶应设有保温隔热层，露天的轮窑顶应设防水层并有排

水设施。

（5） 平吊顶结构采用轻质耐火混凝土板吊顶时应现场预制，并与吊

挂材料配合施工。耐热葫芦与吊板宜留膨胀间隙，预制后进行试验，达到设计指标后方可施工。预制吊挂件位置应准确，误差不大于±2.5mm。

（6） 吊挂材料采用的耐热钢构的加工尺寸应符合设计要求。

（7） 吊挂砖或吊挂板应预砌筑，并进行选分和编号，必要时应加工。

吊挂砖或吊挂板不允许有裂纹、缺损、扭曲和毛刺等缺陷。

（8） 吊顶砌筑时，吊顶板之间、吊顶板与预留孔之间的孔隙应采用

耐高温的硅酸铝纤维制品填塞、封闭。砌筑时应调整耐火吊挂砖或吊挂板底面高度一致，底平面平整度误差不大于±5mm。

（9） 铺设窑顶保温隔热层时应分层铺设，错缝施工，不允许产生通

缝。铺设时宜采用高温粘接剂，分层粘接。

 

8. 窑炉施工完毕后，必须完成哪些工作？

（1） 应将窑通风道内、窑体膨胀缝内、轨道接头、砂封槽内及接头、

风道管道及接头、测量孔及观察孔内杂物清理干净。轨道面用钢刷刷净。

（2） 砂封槽内填充细度5～7mm、深度不低于100～130mm的石英砂。

（3） 隧道窑应全部空机试运转。检查窑体砌筑质量，轨道安装误差。

检查每辆窑车的加工质量，耐火材料的砌筑质量，对不合格的部位予以修复。

9. 流量、体积流量、质量流量、流速、平均流速的意义有什么不同？

如何换算？

流体在管道中流动时，单位时间内流过某一截面的流体的体积或质量，称为流体的流量。前者称体积流量，用V表示，单位为m3/s；后者称质量流量，用M表示，单位为kg/s。

流速为流体质点在单位时间内流过的距离。管道断面积不同，流速可能相差很大，同一断面中心流体质点的流速最大，边缘处趋近于零。所以经常要用到平均流速这一概念。平均流速为体积流量与管道截面积的比值，通常也简称流速，用符号 表示，常用单位为m/s。

设管道断面积为F（m2），体积流量为V（m3/s），质量流量为M（kg/s），流体密度为d(kg/ m3),则流速与流量的关系可用下式表示：

 

 

由于气体的体积与温度成正比，与压力成反比，当已知状态下的流速与流量时，可按下式换算为标准状态;

 

 

式中 、 ——分别为标准状态下的流速和流量；

 、 ——分别为工作状态下的流速和流量。

因为窑炉内的压强与大气压强相近，故上式压强的影响可忽略，简化为：

 

 

 

10. 降低系统总阻力损失由什么意义？如何降低系统总阻力损

失？

系统总阻力损失越大，电量消耗越多。不但要增加东路设备的能力，增加生产成本，而且限制了窑炉产量。降低系统总阻力损失意味着节约电能。

减低系统总阻力损失可采取以下措施：

（1） 选取适当的流速。流速达，则摩擦阻力系数 和局部阻力损

失 都相应增加；若取流速小，要保持既定产量，则会增大投资。一般用烟囱排烟时取2～3m/s，用风机排烟时取8～12m/s。

（2） 对运行中的窑炉，要经常清除烟道内的集灰，在地下水位较高

的地区，要防止烟道内积水。

（3） 力求减少不必要的阻力户，当烟道断面变化是，用逐步变化代

替突然变化。用圆滑转弯代替直角转弯，用缓慢转弯代替急转弯。

（4） 使管道光滑些可以减小摩擦阻力系数。

（5） 尽量缩短管道长度。

 

11. 窑炉系统内气体流动过程的阻力损失可分为几种？如何计算?

窑炉系统内气体流动过程的（阻力）损失可分为：摩擦阻力损失、局部阻力损失和负位压头损失。

摩擦阻力损失发生的原因是：由于气体在流动过程中与管道的壁面产生摩擦要消耗能量而损失的压头。属于不可逆损失（流体的机械能转化为热能）。摩擦阻力损失 与气体的动压力W的平方成正比，与单位面积上的压力P成正比，与管道的长度L成正比（故也称沿程阻力损失），与管道的当量直径D成反比。可按下式计算：

 

局部阻力损失发生的原因是：由于气体在流动过程中与管道内某些障碍物如弯头、断面扩大、断面收缩、入口、出口及阀门等发生冲击，引起涡流，而造成的能量（压头）损失。属于不可逆损失（流体的机械能转化为热能）。其大小与局部阻力系数 和单位面价上的压力P成正比、与气体的动压头的平方成正比。可按下式计算：

 

负位压头损失发生的原因是：由于热气流在垂头烟道内向下流动时，几何压头增加，几何压头属于机械能，在上升过程中基本可以恢复，由于温度可能下降，进行阻力计算时必须考虑。烟道中心高度为Z时负位压头损失的大小可按下式计算：

 

注意：气体向下流动时，Z为正；气体向上流动时Z为负，此时几何压头称为推动力。

 

12. 什么是隧道窑的工作系统？它与热工制度有什么关系？

隧道窑的工作系统是指窑内气体的运动路线，包括送风系统、排烟系统等。

隧道窑的热工制度是指沿窑长的温度分布、压力分布曲线以及各带的气氛要求。热工制度是由制品加热的工艺要求决定的，为了保证热工制度的实现，须有相适应的工作系统，也就决定了窑体结构、附属设备和管路布置。因此，工作系统的合理与否，直接影响窑炉操作管理、产量、质量和能源消耗。

 

13. 隧道窑的基本参数有哪些？

根据2005年发布的建材行业标准JC982-2005《砖瓦焙烧窑炉》中对隧道窑的技术参数仅规定了窑的内宽（3～4m，4～5m，5～7m，＞7m）、坯垛码高（窑车面上：1.2～2m）、日产量（分别为：≥7、≥10、≥15、≥20万块/日）、燃烧消耗指标（49.7×106kJ/万块,折合成品砖热耗为476kcal/kg，万块成品砖耗热折标煤高达1.699t；实际上是非常高的热耗指标。现在控制较好的一次码烧大断面隧道窑的热耗有的已经做到了300～350 kcal/kg，其中包含干燥所需热量。这与行业内多年来的经验数据较为吻合，即每万块砖耗热量在1 ～1.2t标煤之间）。该标准中规定隧道窑的长度由设计单位决定。从这些数据就不难看出这个标准中的技术指标过于简单而且含混，也没有注明是一次码烧还是二次码烧时的产量，而且热耗指标高的离谱，在实际中的可操作性上仍然存在着某些严重的缺陷，应尽快修订。该标准中规定的隧道窑基本参数如表1所示。