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1、课 程 设 计 字 第 院(系) 材料科学与工程 专 业 材料科学与工程 班 级 材料 0803 姓 名 毛 倩 济 南 大 学 2012年01 月07日课 程 设 计 任 务 书 材料科学与工程 学院 材料科学与工程 专业学生姓名 罗柏桥 学号 20080102098 课程设计题目 年产量为5000t的的水泥窑用耐 火材料产品烧成隧道窑的烟囱设计 课程设计内容与要求：1设计任务设计一条年产量为40000吨的水泥窑用耐火材料产品烧成隧道窑的烟囱。2 原始数据2.1 年产量 15000t 2.2 年工作日 330天/年2.3 成品率 90%2.4 制品入窑水分 2.0%2.5 装车密度 6000
2、kg/车2.6 高温系数 0.82.7 最高烧成温度 17502.8 燃料 煤气（净化）其组成： CO H2 CH4 C2H4 CO2 O2 N2 H2O 30.0 15.0 4.0 0.2 6.0 0.2 42.1 2.5 3气候地址条件3.1 年最高温度 383.2 年最低温度 -103.3 年平均气压 745mm Hg3.4 地耐力 150/cm23.5 地下水位 10m4设计目的本课程是继热工过程与设备课程的一个大型作业，要求应用热工过程与设备、工程制备、无机材料工工艺学、粉体工程及流体力学等知识，使理论和实践有机结合起来，学会查阅相关资料，掌握基本设计计算和绘图技能，为以后的工作打下
3、基础。 5任务要求进行隧道窑设计的基本计算，绘制某一部分的结构图。具体内容为： 5.1 进行隧道窑窑型的选择5.2 进行燃料量，烟气量的计算5.3 进行燃烧用空气量的计算5.4 进行窑体尺寸计算5.5 确定窑体材料及厚度设计开始日期 2011年12月31日 指导教师 刘永杰 教研室主任 （签字） 设计完成日期 2012年01月13日 院长（系主任） （签字） 年 月 日目 录 1 烧成制度的确定.12 窑体主要尺寸的确定.23 窑体及工作系统的确定.34 窑体材料以及厚度的确定.55 燃料燃烧计算.56 物料平衡计.87 预热带和烧成带的热平衡计算.98 冷却带的热平衡计算.159 烟囱的计算
4、.2010 烟囱材料的选择与计算.2511 后记.3112参考文献.31前 言 本次设计是设计设计一条年产量为40000吨的水泥窑用耐火材料产品烧成隧道窑的烟囱。经过这次设计，是我对隧道窑和烟囱有了进一步的了解，巩固了所学的有关隧道窑及烟囱方面的知识。在初步理解隧道窑结构和烟囱的基础上，通过本次试验，使我对隧道窑及烟囱认识更加全面。1 烧成制度的确定根据制品的化学组成、形状、尺寸、线收缩率及其他一些性能要求，制定烧成制度如表1-1表1-1 烧成制度 温度范围（摄氏度） 时间（h） 202002.5预热带2006004预热带6009005预热带90012005.5预热带120015006烧成带1
5、50017506烧成带175017501烧成带175014503冷却带145010005冷却带 10008003冷却带 8004006冷却带 4002004冷却带 200803冷却带2 窑体主要尺寸的确定2.1 坯体的规格 选用高铝砖作为烧制制品，干坯体中AlO含量75%，结构水含量5.72%坯体尺寸为230mm172mm75mm，制品密度为2500kg/m，每块制品质量m=7.4175kg。2.2 窑车的选择 装车密度 6000kg/车，则每车可装：809块窑车长设为2.5米 砖垛间距77mm，根据装车块数和砖的尺寸得出窑车尺寸：窑车长为2.5m，则可装砖8块,；宽为2.9m，则可装砖11块
6、；高装9层，加一层底砖，共10层，底砖不计入产量装砖的排列为 81192.3 窑体尺寸的确定2.3.1 窑长的确定装车密度相当于8119792块/车，即每车装砖质量为 7927.41755874.6kg装车密度2349.86kg/m窑长L 129m窑内容车数：n51.6辆，取52辆全窑不设进车和出车室，所以窑的有效长度为 522.5130m2.3.2 各带长度的确定预热带长41m烧成带长32m冷却带长57m推车时间62.3分/车推车速度0.96车/小时2.3.3 窑宽的确定 如果窑宽太宽，两侧喷入火焰不能汇合，但考虑到窑车受热膨胀，窑的内宽要比窑车两边各宽50mm，为了方便计算，根据窑车和制品
7、的尺寸，窑内宽取3m。2.3.4 窑高的确定 窑车内装砖高度为7510750mm，轨面到窑车底的高度为250mm，窑车上设300高的通道，窑车衬面边缘为200mm，为了方便计算和保证窑内制品质量，窑高取1.5m。3 窑体及工作系统的确定 3.1 窑体 以2米为一个模数单元节，全窑69.7米，共有35节。窑体由窑墙主体、窑顶和钢架组成窑体材料由外部钢架结构（包括窑体加固系统和外观装饰墙板）和内部耐火隔热材料衬体组成。砌筑部分，均采用耐火隔热材料。窑墙、窑顶和窑车衬体围成的空间形成窑炉隧道，制品在其中完成烧成过程。 3.1.1 钢架 每一钢架的长度为2米，含钢架膨胀缝。全窑共70个钢架结构，其高度
8、宽度随窑长方向会有所改变。钢架主要有轻质方钢管、等边角钢等构成，采用焊接工艺，并在焊接处出去焊渣、焊珠，并打磨光滑。窑墙直接筑在钢板上，钢架承担着窑墙和窑顶及附属设备的全部重量。 3.1.2窑墙 窑墙采用耐火隔热材料。常用材质如下：硅砖，聚轻高铝砖，轻质粘土砖，硅酸铝纤维毯，硅钙板，轻质耐火材料。窑墙砌筑在钢结构上。每隔两米留设20mm左右的热膨胀缝，用含锆棉填实。 3.1.3窑顶 窑顶是吊顶板或吊顶转和角钢或细钢筋等组成的平顶结构。角钢直接焊接焊接在窑顶钢架上，细钢筋则做成钩状挂在窑顶钢架上。吊顶板或吊顶转与角钢或细钢筋紧固。这样，窑顶的重量也由钢架承担。 在窑顶上 ，铺厚度适宜的保温棉和耐
9、火棉，窑顶材料的轻质化，可大大减少窑体蓄热。 3.1.4 测温孔 为了严密监视及控制窑内温度和压力制度，及调节烧嘴的开度，一般在窑道顶及侧墙留设测温孔安装热电偶。测温控的间距一般为3-5米，高温煅布置密集些，低温段布置相对稀疏。 3.1.5 曲封、砂封和车封 窑墙与要车之间、窑车与窑车之间做成曲折封闭。曲封面贴一层高温耐火棉。窑车之间要承受推力，所以在窑车接头的槽钢内填充散棉，以防止上下漏气。 砂封是利用窑车两侧的厚度约6-8mm的钢制裙板，窑车在窑内运动时，裙板插入窑两侧的内装有直径为1-3mm砂子在砂封槽内，隔断窑车上下空间。砂封槽用厚度3mm左右的钢板制作而成，且留有膨胀缝。 3.2 排烟系统 为了更好地利用烟气的热量能，采用分散排烟的方式。在第一节两侧墙设置一道气幕，在预热带设置十对排烟口，主烟道位于窑头方向，上上排烟支阀。烟气由各排烟口经垂
