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1、年产 60 万 m2地砖隧道窑的设计学 院 专 业 材料科学与工程 学 号 姓 名 指导老师 2012 年 6 月 20 日目录前言 .11 原始数据 .22 窑体主要尺寸的计算 .32.1 隧道容积的计算.32.2 窑体有效长度的确定.32.3 窑内宽和高尺寸的确定.32.4 窑体各带长度的确定.32.5 窑体总长度的确定.33 工作系统的确定 .43.1 排烟系统.43.2 燃烧系统.43.3 冷却系统.43.4 窑体附属结构.54 窑体材料及厚度的确定 .54.1 窑体材料及厚度.54.2 钢体结构的计算.64.3 材料用量的计算.86 预热带及烧成带的热平衡计算 .106.1 预热带及
2、烧成带的热平衡计算.106.2 热收入项目.106.3 热支出项目.136.4 列出热平衡方程式.157 冷却带的热平衡计算 .167.1 热收入项目.167.2 热支出项目.167.3 列出热平衡方程式.178 燃烧室的计算 .189 排烟系统计算及排烟机的选型 .199.1 排烟系统的计算.199.2 风机的选型.22结论 .23参考文献 .23前言随着经济不断发展，人民生活水平的不断提高，地砖工业在人民生产、生活中都占有重要的地位。地砖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
3、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，隧道窑是当前地砖工业中优质、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。
4、这些要求都应该遵循。第 1 章 原始数据题目：年产60万m 2地砖隧道窑的设计原始资料：1.生产设备：年产60万m 2地砖隧道窑2.产品规格：10010020mm地砖3.成品率：85%4.坯体组成百分比（干基 %）：5.坯体水分：相对水分3%6.装窑密度：39.90 m 2/m3 附匣钵烧，每匣钵装150块地砖硅胚，每个匣钵8.25 kg，每块砖坯入窑湿重0.41kg7.烧料：60#重油 QDW=37000 kJ/kg 预热温度90SiO2 Al2O3 CaO MgO 其余63.24 21.20 2.05 3.01 10.508.烧成制度： 氧化气氛：=1.52.0烧成时间：48小时 料品入窑
5、平均温度85料品出窑平均温度130最高烧成温度1220冷却带抽热水温度200温度制度：85400700950 预热带95012201200 烧成带1200700400130 冷却带9.三带比例： 预热带 烧成带 冷却带% 41 20 3910.年工作日：340天/年11.总烟道内烟气温度240 总烟道内空气系数=3.512.外界空气温度25，地下水位较低地区13.窑车高度取660mm（轨面至窑车衬砖高度） ，铁轨面距下拉杆高度取300mm14.窑型：明焰隧道窑第 2 章 窑体主要尺寸计算2.1 隧道容积的计算1隧道容积= 生产任务（m 2/h)烧成时间（h） 即：V= G m3成品率装窑密度（
6、m 2/m3） KgG= 生产任务（m 2/h）烧成时间（h） = 600000 =73.53 m 2/h年工作日（日/年）24（h/日） 34024V= G = 73.5348 =104.07Kg 85%39.902.2 窑体有效长度的确定假设窑长L为76 m，窑车长度l为1.8mn(窑车数量)= L窑长 = 76 = 42.22辆 取42辆L窑车 1.8则窑车有效长为：421.8=75.6m2.3 窑内宽和高尺寸的确定令窑内宽B取1.1m（地砖隧道窑内宽0.31.3m） 。拱心角取90，则拱高f=0.207B=0.2071.1=0.2277由V=FL 有 即：F= V = 104.07 =
7、1.38L有 75.6由F=HB+ 2/3 Bf 得：1.38=H1.1+2/3 1.10.2277即：H=1.066m验证：H/B=1.066 /1.1=0.9694 在0.81之间合理。所以原假设窑内宽B=1.1m合理。由于轨面至窑车衬砖面高660mm。 即侧墙高度（轨面至拱脚)H=0.660+0.9694=1.6294 m2.4 窑体各带长度的确定预热带长度=预热带比例总长=41%75.6=30.996 m烧成带长度=烧成带比例总长=20%75.6=15.12 m冷却带长度=冷却带比例总长=39%75.6=29.484 m2.5 窑体总长度的确定因为进车室取长范围23m，出车室2m左右，
8、分别取进车室2.5m，出车室2.0 m，则窑体总长为75.6+2.5+2.0=80.1m。推车时间： 48 60 =68.57min/车42小时推车数： 60 =0.875车/h68.57第 3 章 工作系统的确定3.1 排烟系统2排烟系统占预热带长度的65%80%。取L 排 =75% L预 =75%30.996=23.247m 由于每车位设一对排烟口，所以排烟口个数：n 排 = 21.247=12.915对，取13对1.8即：L 排 =131.8=23.4（m) L 排 / L预 = 23.4 =75.49%30.996故可在214号车位设13对排烟口，每车位一对。在预热带从第2-14号车位
9、设13对排烟口，每车位一对。烟气通过各排烟口到窑墙内的水平烟道，由9号车位的垂直烟道经窑顶金属管道至排烟机，然后由铁皮烟囱排至大气。排烟机及铁皮烟囱皆设于预热带窑顶的平台上。在1号、5号、7号车位有三道气幕。其中1号车位气幕为封闭气幕，窑顶和侧墙皆开孔，气体喷出方向与窑内气流成90角。5号和7号车位为扰动气幕，气体由窑顶喷出，方向与窑内气流成150角。用作气幕的气体从冷却带的间接冷却部位抽出。3.2 燃烧系统2在烧成带19/20号28/29号车位设8对燃烧室，不等距分布，前疏后密，一排布置，两侧相对排列。其中，在低温带每隔14202500mm较疏布置，在高温带每隔14002000mm较密布置。助燃空气不预热，由助燃风机直接抽车间冷空气，并采用环形供风方式，使各烧嘴前压力基本相同。3.3 冷却系统2冷却带在3033号车位处，在6.5m，由侧墙上的小孔直接吸入车间冷空气，冷却气体流动方向与窑车前进方向相同（顺流） 。从换热观点，逆流冷却效率高，但砖砌体易漏风，逆流漏进的冷风和700左右的产品接触，易急冷至更低温度，达到SiO 2晶体转化温度而使产品开裂，所以要采用顺流。该处窑顶自2933号车位有7米长的二层拱间接冷却，冷空气亦由窑顶孔洞处自车间吸入。由间壁、二层拱抽出来的热空气经窑顶上金属管道送往预热带作气幕。自 3441 号车位设 8 对热风抽出口，每车位
