作者简介：赵镇魁 ，原重庆市建筑材料设计研究院院长、总工程师；教授级高级工程师、享受国务院特殊津贴。被中国砖瓦工业协会授予的“中国砖瓦行业终身成就奖”。参与设计了国内外一百余个砖瓦厂，调试了中国第一条采用挤出成型工艺的大型页岩砖厂——年产9000万块页岩砖的重庆市第二砖瓦厂，同时试制成功页岩砖瓦，为我国页岩砖瓦厂大量兴建和成功并援助若干个国外页岩砖瓦厂做出了历史性贡献。 

主要著作有：大型设计手册《烧结砖瓦厂工艺设计》和国家职业技能标准《砖、瓦生产工》；独立编著了《烧结页岩砖》、《烧结砖瓦生产技术》、《烧结砖瓦生产技术350问》、《烧结砖瓦生产技术一本通》和《烧结砖瓦生产应知应会600问》；与他人合作编著了《风选锤式粉碎机》。发表技术文章近百篇。《砖瓦》杂志编委会副主任和《砖瓦世界》杂志专家。

周大林：窑炉研发建造工程师，从事烧结空心砖生产工艺和热工设计研究二十余年，在重庆、云南、湖北、山东，河南等省市成功主持或参与多家砖瓦厂新建与技改，具有丰富的空心砖生产工艺研发及管理经验，热工技术尤为强项。

严  彦：大学文化，砖瓦工艺设计工程师，曾参与多个砖瓦厂设计，并发表了《试谈隧道窑横断面的当量值》等技术文章。

在1958年出版的大学教科书《硅酸盐工业热工设备》中写道：“隧道窑按形状分为直形隧道窑和环形隧道窑两种。直形隧道窑用得十分普遍，而环形隧道窑由于存在这样那样的缺点，故用得极少” 。这就说明了在六十年前，已经有了环形隧道窑。

据有关资料介绍：1972年1月丹麦锡克堡的里斯勃罗瓦厂的一座自动化圆形隧道窑建成投产。其窑道形状是一个圆环截面，用于烧瓦。未能废除窑车。其特点是：作业时，窑车底部的轨道在辊轮上滑动，窑车与轨道做相对运动，装、出窑在同一侧面进行，便于搬运。燃料为液化气体。热耗为1380kJ/kg成品瓦（330kCal/kg成品瓦）。

另外，法国的一些砖厂采用自动旋转窑底的环形窑，该种窑以连续环形旋转窑底取代窑车，其特点是：①由于采用了连续式窑底，因而消除了窑车与窑车之间的接缝，改善了窑底的密封性能，减少了热损失；②窑底设置了“连续砂封”存放砂子，不存在砂子漏失问题，省去了经常补充沙子的操作；③利用旋转的窑底可在同一侧固定的位置连续装、出窑，便于搬运。不足之处是窑底在旋转过程中有时出现偏移现象。燃料为气化的燃油或煤气。

我国西安力元窑炉有限公司的柏飞先生经过多年潜心研究，发明了环形移动式隧道窑（以下简称“移动窑”）。并于1997年开始兴建第一座移动窑，该窑内宽4m，内高1.5m，窑体总长120m，窑体环形中心线直径80m（周长约为251m）。1998年底，该窑点火试烧成功。并获得了“移动式隧道窑及采用该隧道窑生产黏土制品的工艺布局”和“环形输坯机及移动式隧道窑烧砖工艺系统”等多项发明专利。

我国自创的移动窑和丹麦的圆形隧道窑及法国的旋转环形窑的主要不同之处在于：①前者的窑体只占环形窑道的40~45%，后者的窑体基本上占了全部环形窑道（只留了一个作为装、出窑的缺口）；②前者不用窑车及附属设备，后者需要窑车及附属设备；③前者窑体移动，坯垛不动，后者窑体不动，坯垛移动。

直形固定式隧道窑自1751年发明之后，长达129年未能用于生产实际，其中的一个关键问题是没有解决窑车上下空间的密封问题。由于窑车上下漏气，造成了窑内各段的断面温差加大，影响窑车及附属设备的正常运转，降低了窑的产量和制品的质量，增加了窑的能耗。而环形移动式隧道窑彻底甩掉了窑车及附属设备这个包袱，就是一个成功，也给环形移动式隧道窑注入了强大的生命力和诱惑力。

在柏飞先生发明的基础上，近十年来，移动窑获得了快速发展，在国内二十余个省市已建成投产几百条。根据原料性能、产品的规格大小、产量等要求，窑长从120m到160m不等；内宽也多种多样，有4.5m、5.5m、6.8m、7.9m、8.8m、9.6m、10.8m、12.8m、14m等。四川宜宾恒旭窑炉科技开发有限公司还建成了内宽达23.8m移动窑，是世界上宽度最大的窑。日产普通实心砖高达80万块。这是带有窑车的窑无法做到的。

下面对环形移动式隧道窑谈点粗浅的看法：

1、和轮窑相比较，环形移动式隧道窑的主要优点：

⑴、移动窑是在窑体外码坯垛，卸成品也是在窑体外进行的，人工操作条件好，而且装出窑较易机械化。

而轮窑是在窑体内码坯朵和卸成品的，环境温度高、粉尘大，操作条件差，且装、出窑难以机械化。虽然国外的直通窑有用叉装出窑的，但没有移动窑在外界操作方便。

⑵、移动窑是定点焙烧，窑墙和窑顶的温度是不变的，属于稳定传热。

而轮窑是周而复始循环焙烧，因而也周而复始的加热冷却，窑顶和窑墙属于不稳定传热。就这一点讲，移动窑的热能利用效率高于轮窑。

⑶、在生产正常的情况下，移动窑的闸阀提法一旦确定，无需再动。

而轮窑随着火的走动，需频繁启、落闸阀，较麻烦。

⑷、移动窑的闸阀较少，主要布置在火前进方向的预热带，且多数处于启用状态，未启用的闸阀较少，即使未启用的闸阀漏气也是拉火前进的。

而轮窑一圈都要布置闸阀，数量较多，且多数处于未启用状态。这些未启用的闸阀要使之密闭不漏气是很困难的。在负压处窑外冷气向窑内窜，正压处窑内热气向窑外窜，漏气量较大。由于这些闸阀多数不在火前进方向的预热带，故牵制了火行速度。

⑸、移动窑的投煤孔较少，且主要布置在中部零压点附近，故漏入或漏出的气不多。

而轮窑一圈布满了投煤孔，数量多，各种压力状态的都有，故漏入或漏出的气体较多。

例如：A厂有一座总长137m(包括干燥段长度)的移动窑，设了169个投煤孔；而B厂有一座24门轮窑，投煤孔多达526个。是移动窑的3倍以上。

⑹、轮窑要糊纸挡，纸挡难免不漏气。而移动窑无纸挡。

⑺、轮窑一圈要设门，门的数量多。频繁封门、打洞开门工作量较大，且门是个薄弱环节，散热多，故靠近窑门的地方制品容易欠火。而移动窑只有两道门（干燥进坯垛端一道门，干燥段与预热段交界处一道截止门），但要指出的是，移动窑干燥进坯垛端门靠近排烟排潮风机，此处负压大，如密封不好，大量外界冷空气会漏入窑内，就近进入排烟风机，不但牵制了窑的生产能力发挥，而且增大了烟气过量空气系数，增加了烟气净化的难度。

⑻、轮窑装、出窑时，运输车辆频繁进出窑道，极易碰坏窑门或窑墙。而移动窑不存在这个问题。

⑼、移动窑的内高可高可低。但轮窑由于要进入人站立操作，内高不能太低。

⑽、移动窑一般采用平吊顶，内高可窄可宽（最宽的已达到23.8m）。而轮窑（尤其是国内用得较多的环形轮窑）的拱顶内高一般较大，如果做得太宽则内墙必然很矮，影响进人操作。故内宽有2.6m、2.9m、3.75m、4.0m、大于4.6m的不多。

⑾、移动窑如用二次进风机，风机的位置可以固定不动。而轮窑用二次进风机，风机的位置要随火移动。麻烦。

⑿、如某制品在窑内焙烧的预热带、烧成带、保温冷却带的长度确定后，采用轮窑的窑体展开长度要比采用移动窑的窑体展开长度长一些，因轮窑的窑道内要空出一段作为装、出窑的位置。

⒀、轮窑的漏气点大大多于移动窑的漏气点，轮窑“拉后腿”的地方较多，故他的火行速度一般低于移动窑。移动窑的火行速度为3.5~4.0m/h较普遍。而轮窑的火行速度达到2.5~3m/h的不多。故在横断面积相同的情况下，移动窑的产量往往高于轮窑。

⒁、移动窑可做成装配式，即先在工厂进行预制，然后在现场装配。和采用砌筑方式相比，其主要优点是：①可以标准化、规模化生产，规格统一，系列配套，满足用户对不同产品的需求；②可以按照国家能耗标准组织生产，达到节能降耗的目的；③由于是标准化、规模化生产，可以降低造价；④全部组件在工厂加工现场仅需简单安装，故工期短，见效快。

而轮窑（尤其是国内用得较多的环形轮窑）只能采用砌筑方式。该种窑是用几十万块砖，乃至上百万块砖用人工砌筑而成。不但施工周期长，而且由于灰缝很多，要使每条灰缝中的泥浆都饱满、严密不漏气是很难的。且砌筑是多人完成，每个人的技术水平不同，责任心也有差别，造成窑体各处的质量不一样，在使用过程中极易造成窑体开裂。

⒂、轮窑在投入使用前必须烘烤，以蒸发在砌筑过程中带入的大量水分。而移动窑的装配件不含水分，装配完成后即可投入使用，无需烘烤。

2、与直形固定式隧道窑相比较，环形移动式隧道窑的主要优点：

⑴、固定窑须配大量的窑车及其运转设备。而移动窑不需要窑车及其运转设备。和固定窑相比，移动窑节省建设资金。

⑵、因窑车尺寸越大，窑车越笨重，越不灵活，且购置费用高，运转设备动力消耗大。受窑车外形（主要是宽度）尺寸制约，固定窑的宽度不能太大，当前我国用得最宽的是9.23m。而移动窑不需要窑车及其运转设备，无窑车外形尺寸制约，故内宽比9.23m大的较为普遍。

⑶、就窑底而言，固定窑是由若干辆窑车组成的活动窑底，窑车与窑车之间很难密封严实，极易漏气。正压处热气向检查坑道漏，致使窑车金属部件变形、开裂，窑车轴承润滑油结焦，从而导致窑车运转不灵活，增加顶车机负荷，甚至导致窑体损坏。负压处检查坑道内冷空气向窑室内漏，致使窑车下层制品欠烧，降低产品合格率。窑车上下漏气是固定窑的最大缺点。而移动窑的坯垛是码在环形道的地平面上，无上下漏气之虞。鉴于固定窑的窑车是活动的，它的结构密封难度远大于移动窑。

⑷、固定窑的坯垛是码在窑车上，是随窑车移动的，移动时易产生晃动，为了防止塌跺，其稳定性显得尤为重要。而移动窑的坯垛是码在地面上，坯垛是不动的就这一点讲，其塌跺的可能性远小于固定窑。

⑸、环形移动式隧道窑较好地实现了“一条龙”一次码烧工艺。为了简化热工工艺和减少热能消耗，上世纪七十年代，我国建设了数百条“一条龙”一次码烧隧道窑（所谓“一条龙”，是干燥室的出车端与焙烧窑的进车端相连接，连接处的两坯垛空隙间用截止闸门隔离）。这种窑仅北京就建了40条，南京建了10条，上海建了10条。这是我国砖瓦工作者的创举，基本上是成功的。但由于有些厂不当做法，致使窑车变形，造成应该定点的坯垛位置有所移动，而截止闸门的位置又不能随之移动，往往造成截止闸门落在坯垛上，被迫不用闸门，从而造成热工制度难以控制。

而移动窑令人满意地解决了上述问题，较好地实现了“一条龙”一次码烧工艺。这是因为坯垛是码在地平面上不会移动的，加之装有截止闸门的窑体是移动的，故可使截止闸门准确地落在二坯垛的间隙中，使干燥段与焙烧段彻底分离。

3、环形移动式隧道窑的特殊性

⑴建窑场地必须是正方形。

移动窑的窑体是沿两条直径大小不同的同心圆形成的园环道上移动的，不但建窑场地要大，而且必须是正方形的。

例如：内宽为9.6m移动窑，外轨直径为120m，加上外环道路和排水沟等，最少需一块138m×138m的场地，即19044㎡，合28.567亩；又如：内宽为12.40m移动窑，外轨直径为128m，最少需要一块145m×145m的场地，即21025㎡，合31.537亩。

⑵如在寒冷地区和严寒地区使用，其年有效使用期很短，由于成型后的湿坯体，要在窑体外的环形道上存放一段时间才进窑内，在气温较高、无霜冻期的南方，坯体在窑体外通过自然阴干可以缓慢失去一些水分，不但可以节省进入窑内干燥段的热能消耗，还会减少干燥裂纹和塌坯现象，有利于提高干燥质量。但在有霜冻期的寒冷地区和严寒地区，因霜冻会冻坏坯体，每年只能使用5~7个月，其年有效使用期很短。

⑶不能采用二次码烧工艺。

移动窑采用的是一次码烧工艺，不能采用二次码烧工艺。因一次码烧的坯垛不能太低，否则窑的产量会很低。故原料的干燥敏感性系数偏高，或产品为高孔洞率砌块，应采用二次码烧工艺，故不能采用移动窑。

如云南省某砖厂的原料为黏土，干燥敏感性系数较高为2.55，生产普通实心砖，坯垛高度为13层，采用了移动窑一次码烧工艺。结果是坯体干燥裂纹较多，干燥塌坯严重，被逼将窑体拆除。应引以为戒。

⑷只能烧固体燃料，不能烧气体燃料和液体燃料。

因窑体不固定，须经常移动，如采用气体或液体燃料，其管道布置很复杂。故只能采用固体燃料燃烧。如要生产清水墙装饰砖等高档制品，必须用气体燃料，则不宜采用移动窑。

⑸在满足干燥和焙烧制度的前提下，不要随意加长窑体。

因加长了窑体，增加窑体的重量，同时也增加了砂风板插入砂风槽的长度，增大了砂风板与砂风槽内砂子的阻力，给窑体移动增加了难度（也必然增加窑体移动时的动力消耗）。

⑹因内、外轨道同心圆的直径都很大，故要求轨道安装精度高、稳定性好。以免导致有些轮子悬空、脱轨，使其余轮子负担加重及增加局部阻力。

⑺因窑体行走的轮子负荷大，无论是主动轮还是从动轮，均不宜采用机床上加工的型钢轮，以免受力后产生变形；也不宜采用铸铁轮，铸铁轮抗折差、不耐磨；应该采用铸钢轮。

⑻为了减轻窑体移动时的重量和动力消耗，窑的内顶和内墙材料一般采用硅酸铝纤维模块。希望该材料的含杂质量少一些（尽量提高纯度），否则含硫气体易进入模块孔隙（硅酸铝模块的孔隙率很高），与这些杂质起化学反应，使纤维材料粉化、脱落。另外，由于纤维很细，在高速含尘气体的长期冲刷下，也要产生磨损，导致脱落。故有的厂每隔5年左右要更换一次窑的易磨损部位模块。内墙模块的安装要固定牢靠，防止使用时出现凸鼓现象，在窑体移动时擦碰坯垛，致使坯垛倒塌和损坏窑内壁。

⑼因装、出窑的位置经常移动，采用机械码坯，夹坯次数多达三次，多次夹起放下易伤害坯体，故应力求湿坯体有较高的机械强度；如采用机械打包成品，则打包机也需经常移动，故这种打包机比固定式打包机复杂得多。

⑽移动窑内外两圈的砂风槽都很长，为了防止错误的空气漏人窑内，砂风槽中应填充足够的砂子，砂面高度不宜低于50~60mm，砂子的理想粒度是5~7mm的占30%，其余70%是无尘细颗粒。

因运输成品的车辆要到环形道上作业极易将碎砖块等杂物掉进砂风槽内，给窑体移动增加阻力，应及时清除这些杂物。

⑾一般湿坯体要在窑外环形道上静停一段时间，通过自然缓慢蒸发一部分水分，不但可以减少窑内热能消耗，而且由于进窑前坯体中的水分已向临界水分有所靠拢，可减少窑内坯体湿塌和干燥裂纹的产生。故在条件允许的情况下，应使环形道的周长尽量长些，这样做也可以使湿坯体的静停时间长一些。

⑿窑的环形道应高出周围道路0.15m左右，以防止雨水流进窑的环形道，破坏既定的热工制度和增加热能消耗，并在环形道的边缘采取加固措施，或临时放置钢板作进出车道，以保护环形道边缘不被运输车辆压坏。

⒀由于移动窑的窑体要经常移动，给烟气脱硫装置的做法带来一定的难度。一些窑炉公司为此也做了多种脱硫方法的尝试，用得较多的是将脱硫塔置于中心点附近，在环形道内侧做一条环形总烟道，总烟道上面开有若干个带有闸阀的接口，窑在移动后将排烟（潮）风机用管道与这些口搭接（窑移动一次换一个搭接口），让烟（潮）气进入环形总烟道，再入脱硫塔。这种作法的不足之处是：①由于送往脱硫塔的烟道较长，拐弯多，故产生的阻力较大；②可能出现的漏气点多。

值得一提的是，重庆洲乐堂科技有限公司的周大林先生在2014年8月至2015年5月期间，获得了“环形移动式隧道窑立式烟气净化装置”、“环形移动式隧道窑窑室地下过料涵道”、“环形移动式隧道窑移动折叠窑棚”三项发明专利。使高度不低于15m的立式脱硫塔紧靠排烟风机并和窑体同时移动，由于送往脱硫塔的烟道很短，故产生的阻力较小。

4、结论

窑体移动是环形移动式隧道窑的一大特色，也可以说是一个创举。它是既不用窑车及其附属设备，又在窑体外装、出的连续生产窑。它具有投资少、建设周期短、使用中热能消耗少、生产成本低、工伤事故少等诸多突出的优点，受到不少砖厂（尤其是南方以页岩、煤矸石为原料的一次码烧砖厂）的青睐。它虽然还存在一些不尽人意的地方，但它必竟还年轻，“窑龄”不足20岁，不像轮窑已用了长达149年，直行固定式隧道窑也用了136年。

笔者坚信，在敢于实践、勇于探索创新的我国砖瓦人的共同努力下，它会不断得到改进、完善和发展。环形移动式隧道窑和直行固定式隧道窑这对“热工兄弟”都在为我国的砖瓦事业做出各自的贡献。