輪窯

輪窯也稱為環窯，是在公元1858年由德國人富里多利、霍夫曼（Holfmann）所設計的一種連續式窯爐，因此也稱霍夫曼(Hoffman)窯，其外形為一橢圓型，其屋頂通常都做成八個角，與民間盛行之八卦圖形相似，因此在台灣也被稱為“八卦窯”；這種連續生產的焙燒設備，曾經是我國磚瓦工業生產中廣泛使用的一種窯型，農村地區仍大量使用。

基本介紹

• 中文名：輪窯
• 又稱：環窯
• 設計者：富里多利、霍夫曼
• 設計年份：1858年

簡介

輪窯結構

就一般情況而言，輪窯有一個連續的環形窯道，其直段部分為直窯段，半圓弧部分為彎窯段。窯道內沒有橫隔牆，在窯道外側牆隔一定距離設一個窯門，作為裝出磚坯或成品磚之用，兩個相鄰窯門間的對應區段．稱為一個窯室，或叫一個“門”，輪窯的規格就是以若干門數表示。燒一部火輪窯，一般為16-22門，兩部火一般為32-40門，三部火一般為54-60門。 每個窯室的長度(即門距)為5m左右，窯道內斷面尺寸一般為內高2.8m以下，內寬3-4m,沿整個窯道長度方向的兩條平行窯道之間設有總煙道，每個窯室側牆下部設有排煙孔(俗稱“哈風”)，這種排煙孔設定於外側牆處，稱之為“外哈風”，設轉置於內牆處，稱之為內哈風：有的輪窯是兩種哈風兼有。有的輪窯就只設外哈風。在內、外哈風均設的輪窯中，由於結構上的特點和窯道內橫向里外溫度存在差異的原因，該種輪窯在彎窯段的窯室就僅設外哈風。

總煙道和排煙孔之間由地下支煙道相連通，支煙道與總煙道連線處設有鑄鐵錐形閘。總煙道上設煙囪或排煙風機，另外也有用地下煙道將總煙道延伸至窯外一側，再通向煙窗或排煙風機。

上述排煙孔、支煙道、總煙道和煙囪(或排煙風機)設施構成整個排煙系統。在輪窯焙燒過程中，燃料燃燒後的煙氣即經排煙孔、支煙道流入總煙道，再經煙囪或排煙風機排空。

工作系統

輪窯外牆總厚度1.5～2.5m，由兩層磚牆中間填乾粘土築成，內窯牆厚365-485mm，外斜牆厚為370mm，輪窯頂由窯拱、填土層和面層組成，總厚度約為1.0m，其中窯拱磚厚為365mm，上面即用乾粘土充填密實，面層用磚乾法鋪砌，窯拱和窯道內牆一般為普通建築磚，也有採用部分粘土質耐火磚砌築以提高砌體耐火等級和質量，延長窯的使用壽命

輪窯內產品焙燒是通過燃料在其磚垛內部燃燒方式實現的，故在窯頂設定投煤孔(俗稱“火眼”)，燃料自投煤孔進入窯內，投煤孔沿窯道長度方向布置若干排，排距為750-1000mm，每排一般為4-5個，其橫向間距為800-100Dmm左右，每排邊部投煤孔與窯道側牆間距一般不大於400mm，投煤孔內淨空尺寸一般為120×120-150×150mm。

有些輪窯還設定有熱利用系統，用以抽取熱空氣和煙氣，供給人工乾燥室烘乾磚坯。熱利用系統包括抽取直接餘熱、間接換熱和高溫煙氣三部分，直接餘熱是窯外空氣進入

冷卻帶被加熱後變成的熱氣體，它直接從冷卻帶經投煤孔抽出；間接換熱是在窯拱的外表面鋪設換熱管道，通過管道內空氣與窯頂內部蓄熱之間的交換，將冷空氣加熱後抽出;高溫煙氣是直接抽取焙燒帶前部的低濕含量的高溫煙氣。

工作原理

正常焙燒的輪窯，可分成預熱帶、燒成帶，冷卻帶。製品碼入輪窯後不移動，而各帶隨著連續不斷地裝坯(碼窯)，焙燒，出坯(出窯)作業，則沿著環形窯道移動，燃料自焙燒帶的投煤孔送入窯內後，在坯垛或空隙間進行燃燒，進而產生熱量加熱坯體。燃料燃燒所需空氣來自冷卻帶，即冷空氣由冷卻帶已打開的窯門進入，向焙燒帶方向流動，由於對流傳熱的作用，冷空氣被加熱成熱空氣，這部分熱空氣，除部分從冷卻帶的投煤孔溢出或當窯內設熱利用系統時，有一部分披抽送至於燥室外．其餘部分則進入焙燒帶供燃料燃燒用。燃料燃燒所生成的煙氣繼續向預熱帶方向移動，通過對流、傳導等熱交換，使預熱帶的坯體得到預熱而升溫，從而煙氣溫度則相應逐漸降低，最後經排煙系統排出窯外。為了能使預熱帶維持負壓，使煙氣能向前移動，在預熱帶一般開啟五個排煙錐形閘，以控制煙氣流量。裝坯時，每間窯室用“紙檔”把窯道整個斷面封嚴，當火焰向前移動一個窯室距離時，即應提起預熱帶始端紙擋前一個窯室的錐形閘，將其紙檔燒掉，同時將靠近焙燒帶的一個錐形閘關閉，從而各帶均前進一個窯室，配合裝坯、出坯的作業，使輪窯焙燒即可連續不斷地循環進行。輪窯按每個部火而言，各帶分布情況大致為：預熱帶 5-7門；焙燒帶 2-3門；冷卻帶4-5門}裝出坯窯3-4門。在正常生產中，雖然火焰不斷前移（火行速度一般為一晝夜20-40m）,使各帶的位置也隨著相應前移，但各帶所占窯室數基本無大變化，處於相對穩定狀態。因此，在實際生產過程中，要求生產管理和操作保證各帶均衡，才能使輪窯得以始終正常運行，產品的產量和質量也才能有所保證。

輪窯的改進

輪窯是生產磚瓦的的一種古老的熱工設備。雖然它具有連續性生產，產量較高，可以採用各種燃料，建造費用低等優點，但與隧道窯，輥道窯等現代窯爐相比較，其機械化程度低，作業環境差，勞動強度高，這是因為傳統輪窯的結構使得製品機械化裝窯和出窯受到較大限制之故。近些年來，針對輪窯存在的問題和不足進行了研究和改進，其中敞開式輪窯（Opening Hoffman）就是一例。

窯敝開式輪窯是在原有傳統輪窯的基礎上，主要做了如下改進：

1、改環形窯道變成兩條平行的直形窯道； 、

2、 直形窯道兩端和中部加設升降式窯門；

3、在窯道靠近兩端窯門處，內牆各設“過火洞”，使兩條平行的窯道連通，以保持仍能連續焙燒；

4、為適應機械化裝卸製品，有利於窯內傳熱，採用吊平頂結構；

5、設定餘熱利用系統，將磚坯冷卻熱抽出，作為部分乾燥熱源；

6、投煤孔橫向排列採用不等距方式，以利窯內坯垛焙燒溫度均勻；

7、窯內製品的機械化裝卸，需配備專用叉車進行。專用叉車由適應不同規格製品的特殊叉具和普通叉車配套組成。

特點

優點

由於輪窯連續性作業，生產能力較大，而且產品焙燒過程中燃料燃燒所需的空氣絕大部分來自冷卻帶已被預熱過的熱空氣，而燃燒後的產物——煙氣通過預熱帶時，又可用來充分預熱磚坯，使其排煙溫度僅為100-120℃左右，因而燃料燃燒熱得以合理使用，使單位產品燃料消耗遠低於間歇式窯爐。

輪窯焙燒每萬塊標準磚(規格240 x115×53 mm)其煤耗包括內燃料和外投煤量，一般為0.8-1.0t標準煤(其發熱量QPH=2.93*1000kj/kg)，而間隙式作業的土窯煤耗為輪窯煤耗的三倍，每萬塊標準磚需2.5-3.0 t標準煤。

輪窯所需配套的機械設備及鋼材用量都少，投資省，易上馬。在改革開放初期的中國廣大農村實施新的農業經濟政策時，不少地方籌建鄉鎮企業的小型磚瓦廠，絕大多數選擇輪窯這一窯型，與土窯相比，採用輪窯焙燒磚瓦製品，既符合節約能源的要求，也與早期農村鄉鎮企業的財力和技術管理水平相適應。

缺點

但是輪窯的結構和工藝作業水平，與隧道窯相比，產量小，自動化水平太低，操作條件差，勞動強度高，所以已逐漸被一次碼燒的隧道窯或輥道窯等更先進的窯爐所取代，經國務院批准,1999年1月國家經貿委國家經貿委令第6號發布了《淘汰落後生產能力、工藝和產品的目錄(第一批)》。