窑炉设计 96米焦炉煤气隧道窑

景德镇陶瓷学院 《窑炉课程设计》说明书 题目：日产20000件花瓶隧道窑设计

学 号：200710230109 姓 名：罗 园 春 院 （系）：材料科学与工程学院 专 业：07材化(一)班 指导教师：朱庆霞 孙健 樊斌 李杰 1

一 前言 随着经济不断发展，人民生活水平的不断提高，陶瓷工业在人民生产、生活中都占有重要的地位。陶瓷的发展与窑炉的改革密切相关，一定结构特点的窑炉烧出一定品质的陶瓷。因此正确选择烧成窑炉是获得性能良好制品的关键。 陶瓷窑炉可分为两种:一种是间歇式窑炉,比如梭式窑;另一种是连续式窑炉,比如隧道窑。隧道窑由于窑内温度场均匀，从而保证了产品质量，也为快烧提供了条件；而隧道窑中空、裸烧的方式使窑内传热速率与传热效率大，又保证了快烧的实现；而快烧又保证了产量，降低了能耗。所以，隧道窑是当前陶瓷工业中优质、高产、低消耗的先进窑型，在我国已得到越来越广泛的应用。 烧成在陶瓷生产中是非常重要的一道工序。烧成过程严重影响着产品的质量，与此同时，烧成也由窑炉的窑型决定。 在烧成过程中，温度控制是最重要的关键。没有合理的烧成控制，产品质量和产量都会很低。要想得到稳定的产品质量和提高产量，首先要有符合产品的烧成制度。然后必须维持一定的窑内压力。最后，必须要维持适当的气氛。这些要求都应该遵循。 在高考之后我曾在广东惠好陶瓷厂做过一个多月的临时工，由于当时并不知道我现在会学习有关窑炉的有关知识，以至于在那时候并没有对陶瓷厂的设备有过多的认真学习。不过由于我有对陌生事物是好奇而会去了解，所以到现在还依稀记得一些有关当时的窑炉。该厂使用的窑炉有隧道窑和辊道窑，隧道窑窑长近200米，内宽2米多，高近2米。且利用余热干燥生坯，热效率高，温度控制准确、稳定，传动用窑车轨道传动，传动平稳，维护方便，便于调节，控制灵活。通过对其窑炉结构和控制的了解，借鉴其经验数据，结合现代窑炉的发展情况，本次设计的隧道窑总长96米，内宽2.5米，烧成温度是11210摄氏度，燃料采用焦炉煤气。 2

目 录 1 前言………………………………………………………………………………………1 2 设计任务与原始资料……………………………………………………………………4 3 窑体主要尺寸的确定……………………………………………………………………5 3.1 装车方法………………………………………………………………………… 3.2 窑车尺寸的确定………………………………………………………………… 3.3 窑主要尺寸的确定………………………………………………………………… 3.4 各带长度的确定 3.5 推车时间 4 烧成制度的确定………………………………………………………………………… 5 工作系统的确定………………………………………………………………………… 5.1燃烧系统………………………………………………………………………… 5.2排烟系统………………………………………………………………………… 5.3其他附属系统结构…………………………………………………………………… 5.3.1 事故处理孔………………………………………………………………… 5.3.2 测温测压孔及观察孔……………………………………………………… 5.3.3 膨胀缝……………………………………………………………………… 5.3.4 挡墙………………………………………………………………………… 5.3.5 窑体加固钢架结构形式…………………………………………………… 6 燃料及燃烧计算…………………………………………………………………………… 6.1 空气量的计算…………………………………………………………………… 6.2 烟气量的计算…………………………………………………………………… 6.3 理论燃烧温度的计算……………………………………………………………… 7 窑体材料及厚度的确定…………………………………………………………………… 8 热平衡计算………………………………………………………………………………… 8.1 预热带及烧成带热平衡计算………………………………………………… 8.1.1 热平衡计算基准及范围……………………………………………………… 8.1.2 热平衡框图…………………………………………………………………… 3

8.1.3 热收入项目…………………………………………………………………… 8.1.4 热支出项目…………………………………………………………………… 8.1.5 列出热平衡方程式…………………………………………………………… 8.1.6 列出预热带烧成带热平衡表………………………………………………… 9 冷却带热平衡……………………………………………………………………………… 9.2.1 热平衡计算基准及范围……………………………………………………… 9.2.2 热平衡框图…………………………………………………………………… 9.2.3 热收入项目…………………………………………………………………… 9.2.4 热支出项目…………………………………………………………………… 9.2.5 列出热平衡方程式…………………………………………………………… 9.2.6 列出冷却带热平衡表………………………………………………………… 10 烧嘴的选用………………………………………………………………………………… 11总结………………………………………………………………………………………… 12参考文献…………………………………………………………………………………… 4

二 设计任务与原始资料 2.1 课程设计的目的与任务 本课程的目的是对学生学习《热工过程及设备》课程的最后总结，学生通过课程设计将能综合运用和巩固所学知识，并学会如何将理论知识和生产实践相结合，去研究解决实际中的工程技术问题，本设计的任务主要是培养学生设计与绘图的基本技能，初步掌握窑炉设计的程序、过程与内容。 2.2 设计基本要求

2.2.1课程设计应当成为创造性劳动，应表达出自己的设计思想，而不是简单地照搬现成的资料，独立思考完成，杜绝抄袭往届的课程设计。 2.2.2 窑炉结构和工作系统合理，设计计算正确，独立完成，大胆创新 2.2.3 图纸：清晰干净，制图规范，尺寸齐全；图纸文字一律仿宋字体，各字体大小参考机械制图书；图纸上墨。 2.2.4 设计图纸范围：窑体结构图，窑体主要断面图。 2.3 设计任务

日产20000件花瓶焦炉煤气隧道窑设计 2.4 原始数据

花瓶坯体组成（%） 图表1 胚体组成 SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O I.L 73.2 17.15 0.35 0.45 1.0 1.2 1.75 4.9

产品尺寸：Φ200*160 产品质量2.8公斤/件； 入窑水分：〈1% 产品合格率：95% 烧成制度：烧成周期：15小时，最高烧成温度：1210℃（温度曲线自定） 窑具：SiC棚板、SiC支柱，尺寸自定 5

三 窑体主要尺寸的确定 3.1 装车方法 由于产品单一，为了便于装车和便于控制和测量温度及气氛，采用顺序多层次装车方案：沿长度方向上装3列棚板，沿宽度方向上装4排棚板，高度方向上装4层。 3.2 窑车尺寸的确定

取制品与制品间间距为50mm，棚板间间距为50mm。 取棚板规格为750*750*25mm。 取支柱规格为Φ50*175mm。 窑车车面尺寸为：长 Lc=750*4+3*50=3150mm， 宽 Lb=750*3+50*2=2350mm。 3.3 窑主要尺寸的确定

取最高层制品与窑顶间间距为100m。 窑内高：H=4*（175+25）+100=900mm。 取车台面高为400mm。 窑高：400+H=1300mm。 取窑车也窑墙间距为75mm。 窑内宽：B=750*3+50*2+75*2=2500mm。 为改善窑内传热，使制品在烧成带受热均匀。烧成带窑内宽加宽300mm，取2800mm。 全窑制品数：G=24*95.015*20000=13158件。

依据棚板规格，每块棚板装9件制品，制品间间距50mm 每车制品数：Gc=9*3*4*4=432件。 装窑密度：ρ=15.3432=137.14件/米。

窑内存车数：Nc=43213158=30.46辆，取30辆。 窑的有效长度：L=30*3.15=95.94m，实际长度取96m。 3.4 各带长度的确定

预热带：Ly=96155.5=35.2米，实际取35米。 6

烧成带：LS=96153=19.2米，实际取20米。 冷却带：LL=96-35-20=40米。 3.5 推车时间

每车用时：3060*15=30min。 设室内1/3的窑车数为备用车，则共需窑车数为30+10=40辆。

四 烧成制度的确定 制定温度曲线

0, 205.5, 9006.5, 1210

15, 808.5, 1210

020040060080010001200

1400

05101520图表2 烧成温度曲线 五 工作系统的初步确定

5.1 燃烧系统 在烧成带12-16号车位设5对烧嘴，均匀分布且呈交叉设置。助燃空气不事先预热，由助燃风机直接抽取车间的室内空气。 5.2排烟系统

在预热带2-10号车位设9对排烟口，每车位一对交叉排列，烟气通过排烟孔到窑墙