耐火砖烧成设备隧道窑具有操作连续,生产能力较大,燃料消耗极低,窑炉寿命较长,机械化自动化程度较高,劳动条件好,容易控制烧成制度及产品质量较高等优点,但仍然不能适应冶金工业迅速发展的强化冶炼与延长炉龄的需要,为此人们做过许多工作,意识到除了改进工艺净化原料外,高温烧成是获得优质耐火材料的重要环节。当前,国外高温隧道窑烧成温度达1750℃以上,其几何尺寸趋向于宽而短,同时窑的容积小。高温隧道窑的结构形式主要有超高温隧道窑、顶烧式隧道窑两种。
超高温隧道窑所采用的措施有:
(1) 采用高发热值的燃料,如重油或天然气等;
(2) 提高一次空气温度;
1. 预热带顶部设置热交换器,可预热空气到300℃,然后将预热空气送入预热带、燃烧带双层拱顶之间进行二次预热,使之温度达到600℃ 以上,再引入烧嘴。
2. 冷却袋的热空气通过烧成带夹壁墙加热,加热温度可达1000℃左右,然后用烧嘴喷射器将高温热风引入窑内。
(3) 加入富氧空气,提高氧含量,必要时采取纯氧供应。在烧嘴上采用富氧空气进行燃烧。
(4) 预热带窑顶设气幕装置,以消除预热带内的气体分层。
(5) 冷却带设有气流搅拌装置,以强化冷却制品。
(6) 窑不设检查廊,窑底设有冷却窑车吹风装置,简化隧道窑基础。提高烧成温度。
(7) 为延长烧嘴寿命及阻止重油过热焦化以致碳堵塞烧嘴,在烧嘴外层设有水冷或空气氨冷却管,烧嘴的外套管有Al₂O₃90%铝质耐火混凝土保护,里外层管均采用耐热钢。
(8) 材质,预热带低温段的窑顶、窑墙用高铝砖、镁砖,高温段窑顶用90% Al₂O₃抗热震性好的高铝砖。
燃烧带的窑顶、窑墙均用电熔高铝砖可直接结合碱性砖砌筑;其中用的隔热砖为含有90% Al₂O₃高铝空心隔热砖。冷却带高温段的窑顶采用含有90% Al₂O₃的抗热震性好的高铝砖,高温段的侧墙和低温段窑顶和侧墙均采用致密粘土砖。
近年来,我国已开始着手研究高温隧道窑的工作、结构和砌筑材质等问题。顶烧式隧道窑的烧嘴设在窑顶。烧嘴可采用小流量多点、分散的配置方式。这种窑可大大改善窑内温度状况,使其分布更趋均匀,并改善火焰气流对制品的传热条件;减弱热气流向窑底的泄漏;窑的宽度可不受限制,窑的长度可相应缩短,其产量高、投资小;如果与间歇式燃烧相配合,可大大减少燃料消耗。