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1、景德镇陶瓷学院窑炉课程设计说明书1 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,比如本设计书设计的辊道窑。辊道窑是当代陶瓷工业的先进窑炉，我国70年代开始已陆续应用于日用陶瓷工业、建筑陶瓷工业。80年代后，滚到窑已广泛地用于我国建陶工业中。辊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；而快烧又保证了产量，降低了能耗。产品单位能耗一般在200035
2、00 kJ/kg ，而传统隧道窑则高达55009000 kJ/kg 。所以，辊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。通过对其窑炉结构和控制的了解，借鉴经验数据，本文设计的辊道窑，全窑长95.4米，内宽2.55米，烧成温度是1180摄氏度，燃料采用重油，热效率高，
3、温度控制准确、稳定，传动用电机、链传动和齿轮传动结构，联接方式主要采用弹簧夹紧式，从动采用托轮磨擦式，传动平衡、稳定，维护方便，控制灵活。本设计书在写作过程中得到老师和同学的指导，在此表示深深地谢意。2 设计任务书一、设计任务日产4000平米玻化砖重油辊道窑设计二、原始数据玻化砖1 坯料组成（%）表21：坯料组成（%）SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2ONa2OI.L68.3516.272.302.650.852.202.154.852产品规格：6006008mm，单重4公斤/块；3入窑水分：1%4产品合格率：95%5烧成周期：50分钟（全氧化气氛）6最高烧成温度：1180（温度曲线
4、自定）三、燃料表22：燃料组成重油CdafHdafOdaf+NdafSdafQnet(MJ/Nm3)86121141.584、 夏天最高气温：393 窑体主要尺寸的确定3.1 窑内宽的确定产品的尺寸为6006008mm，设制品的收缩率为8%。由于坯体尺寸=产品尺寸/（1-烧成收缩）,得坯体尺寸为：652652mm 435435mm内宽定为2550mm，横断面可并排5块砖坯，离两内墙间隙有：（2550-6525）/2=187.5 355mm 符合要求最后确定窑内宽：B=2550mm3.2 窑体长度的确定3.2.1 窑体长度的确定窑容量=（日产量烧成周期）（24产品合格率） =（360050/50
5、）（2495%） =175.4 157.9(/窑)装窑密度=每米排数每排片数每片砖面积 =（1000652）5（0.60.6） =1.839 2.761(/每米窑长)有效窑长=窑容量装窑密度 =157.92.761 =95.4 57.2 (m)取单节长度为2000mm,节间联接长度8mm，每节总长度为2008mm。窑的节数=954002008=47.5节,取节数为48节所以算出窑长为L=200848=96384m3.2.2 窑体各带长度的确定预热带占全窑总长的31.25%，节数=4831.25%15，取15节，长度15200830120mm；烧成带占全窑总长的 31.25%，节数=4831.2
6、5%15，取15节，长度15200830120 mm；冷却带占全窑总长的 37.5%，节数=4837.5%18，取18节，长度18200836144mm。3.3 窑内高的确定表31： 窑内高度表1-15节16-33节34-48节辊上高（mm）300600300辊下高（mm）300600300内总高（mm）6008006004 烧成制度的确定温度制度：1 烧成周期：60min2 各带划分：表41： 各带划分名称温度/时间/min升温速率/min单元节预热带排烟段205007.5641650095011.2540715烧成带950118018.7518.751630冷却带急冷11807003.75
7、1283133缓冷70050012.5163443快冷500807.5564348累计60485 工作系统的确定5.1 排烟系统辊道窑为快烧窑，烟气温度高，一般达到250300，为了提高热利用率，辊道窑采用集中排烟方式，本设计于第1节窑顶设一对直径为200mm圆形排烟口；第6节窑顶设一对直径为200mm圆形排烟口；窑底排烟汇总支烟管从窑上辊了传动的主动端一侧向上进入窑顶的总烟气管道。在各出烟口分别用圆管引出，汇总到上下排烟分管，最后汇总到窑顶的排烟总管中。设置一排烟分机，同时留一个风机备用。在总烟道上设置总风闸，防止烟气温度过高损坏风机，另在烟道上还设计了一过滤网。5.2 燃烧系统5.2.1
8、烧嘴的设置根据所选用的燃料为重油，采用全部喷入窑道燃烧的方式，只通过烧嘴砖的燃烧道中空部分燃烧，不另设燃烧室，并在辊上辊下各设一层烧嘴，同层烧嘴两侧交错布置，同侧烧嘴上下交错布置。为均匀窑内温度，强化窑内对流换热，选用小流高速烧嘴。在窑体预热带7-15节的各节辊道下排布一对烧嘴，在窑体烧成带16-30，每节设置4对烧嘴，上下对侧均交错布置。每个烧嘴对侧设置一个火焰观察孔，共69对烧嘴。5.3 冷却系统制品在冷却带有晶体成长、转化的过程，并且冷却出窑，是整个烧成过程最后的一个环节。从热交换的角度看，冷却带实质上是一个余热回收设备，它利用制品在冷却过程中所放出的热量来加热空气，余热风可供干燥或者作
9、助燃风用，达到节能的目的。本设计中冷却系统分急冷段、缓冷段和快冷段。5.3.1急冷通风系统急冷指的是从最温度1180到700，制品由于液相存在而且有相当的可塑性，可采用直接喷冷风对吹冷却，而不会使产品破裂。在急冷段第3133节辊上下都设置吹风管，横贯窑断面，每节设有5对，每一管对着产品的侧面都开有70mm圆形出风口，对着产品均匀吹冷风。5.3.2 缓冷通风系统制品冷却到700400范围时，是产生冷裂的危险区，应严格控制该段冷却降温速率。为达到缓冷目的，采用热风冷却制口的办法，在该段第3743节，在窑顶设置一对抽热风口。直径为250mm。5.3.3 快冷通风系统制品冷却至500以后，可以进行快速
10、冷却。采用辊上下冷风喷管冷却，在第43-48节每节设置6对冷风管对吹，直接鼓吹冷内，进行冷却制品。设一矩形抽冷风口，尺寸为1600580 mm。5.3.4 热风抽出口位置、抽热风管走向热风抽出口设在每节窑的中部，抽热风管走向为从各支管汇入窑顶总管，总管通向预热带，使抽出的热风进入预热风管，对制品进行预热。5.4传动系统5.4.1 辊子材质的选择辊道窑对辊子材料要求十分严格，它要求制辊子材料热胀系数小而均匀，高温抗氧化性能好，荷重软化温度高，蠕变性小，热稳定性和高温耐久性好，硬度大，抗污能力强。常用辊子有金属辊和陶瓷辊两种。为节约费用，不同的温度区段一般选用不同材质的辊子。本设计在选用如下：表5
11、1：辊子的选材低温段（20200）无缝钢管辊棒403000（mm）中温段（200600）耐热不锈钢管403000（mm）高温段（6001180）莫来石-刚玉质陶瓷辊棒403000（mm）5.4.2 辊距的确定辊距即相邻两根辊子的中心距，确定辊距主要依据是制品长度、辊子直径以及制品在辊道上移动的平稳性，一般用下面经验公式计算：H=（1/31/5）l式中：H为辊距，；l为制品长度，。因l600，故可得H的范围在：120200，考虑到每节长2008，辊距定为100，每节装21根辊棒。 辊子总数为N=2048=960根5.4.3 传动方案 传动机构采用齿轮传动，并采用分段传动，分别带动的方式，全窑共1
12、5个电动机来带动，平均每3 节用一台电机。传动过程：电机-减速器-主动链轮-滚子链-从动链轮-联轴节-传动轴-主动齿轮-从动齿轮-辊棒传动轴-辊子。5.5 窑体附属结构5.5.1 事故处理孔事故处理孔设在辊下，且事故处理孔下面与窑底面平齐，以便于清除出落在窑底上的砖坯碎片。为了能清除窑内任何位置上的事故而不造成“死角”，两相邻事故处理孔间距不应大于事故处理孔对角线延长线与对侧内壁交点连线。图51：事故处理孔的布置由上图知： 则： =20.4=6.63m 两事故处理孔中心距L应小于或等于6.63m又因为每节长度只有2.08m，所以，可以每节设置一个事故处理孔，本设计在每节设置一个事故处理孔，尺寸
13、为：400130mm，两侧墙事故处理孔采取交错布置的形式。当事故处理孔在不处理事故时，要用塞孔砖进行密封，孔砖与窑墙间隙用耐火纤维堵塞密封，防止热气体外溢或冷风漏入等现象对烧成制度产生影响。5.5.2 测温测压孔及观察孔测温测压孔间距一般为35 m，高温段布密些，低温段布稀些，在烧成曲线的关键点，如氧化末段，晶型转化点，釉始熔点，成瓷段，急冷结束等都应设测温孔。本设计在窑前带、预热带和冷却带每隔一节窑顶设置测温测压孔，对应的窑墙与窑顶错开每隔一节设置；在烧成带窑顶均设置，窑墙错开设置；在各带联接处多设置一两个。每个烧嘴的对侧窑墙设置直径30mm的观察孔，上窑墙观察孔的里面要向下打个斜角，以便可
14、以观察窑内砖的走势情况及其它燃烧情况5.5.3 膨胀缝砌体为多层砖，各层砖的膨胀缝应错缝留设。窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，为避免砌体开裂、挤坏，必须重视窑体膨胀的留设，窑墙、窑顶等砌体都要留设，一般每隔2m左右留设20mm膨胀缝，内填陶瓷棉或石棉。5.5.4 挡墙本设计一起设计了挡墙和挡板，分别设在各个温度段之间以均匀温度和调节窑内温度。在冷却带急冷鼓风两端及抽热风段两端也设置挡墙，对窑内压力制度进行调节。由于辊道窑属中空窑，工作通道空间大，气流阻力小，难以调节窑内压力制度及温度制度。因此，通常在辊道窑工作通道的某些部位，辊下筑挡墙，辊上插挡板，缩小该外工作通道面积，以增加气流阻力，便于压力与温度制度的调节。一般来说，下挡墙与上档板的设置应该根据各个段的要求来定。如在烧成带与冷却带之间设置挡墙、挡板是为避免烧成带的烟气倒流，又避免了压力波动时急冷风窜流向烧成带而降低高温区温度。预热带设置挡墙、挡板可以增加烟气在高温区的滞留时间，提高烟气利用率，从而提高热利用率。还用为了更好的控制温度，还
