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 2021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窑体有效长度确实定 32.3窑内宽和高尺寸确实定 32.4窑体各带长度确实定 32.5窑体总长度确实定 33 工作系统确实定 43.1排烟系统 43.2燃烧系统 43.3冷却系统 4 3.4窑体附属结构 54 窑体材料及厚度确实定 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预热带及烧成带的热平衡计算 106.2热收入工程 106.3热支出工程 13 6.4列出热平衡方程式 157 冷却带的热平衡计算 167.1热收入工程 167.2热支出工程 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前言随着经济不断开展，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。
地砖的开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,比方梭式窑;另一种是连续式窑炉,比方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这些要求都应该遵循第1章 原始数据题目：年产60万m2地砖隧道窑的设计原始资料：1.生产设备：年产60万m2地砖隧道窑2.产品规格：100×100×20mm地砖3.成品率：85%4.坯体组成百分比〔干基 %〕：SiO2Al2O3CaOMgO其余63.2421.202.053.0110.505.坯体水分：相对水分3%6.装窑密度：39.90 m2/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90℃8.烧成制度： ①氧化气氛：а=1.5—2.0 ②烧成时间：48小时 ③料品入窑平均温度85℃ ④料品出窑平均温度130℃ ⑤最高烧成温度1220℃ ⑥冷却带抽热水温度200℃ ⑦温度制度：85℃～400℃～700℃～950℃ 预热带 950℃～1220℃～1200℃ 烧成带 1200℃～700℃～400℃～130℃ 冷却带 9.三带比例： 预热带 烧成带 冷却带 % 41 20 39 10.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а=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〔m2/h)×烧成时间〔h〕 即：V= G·τ m3 成品率×装窑密度〔m2/m3〕 K·g G= 生产任务〔m2/h〕×烧成时间〔h〕 = 600000 =73.53 m2/h 年工作日〔日/年〕×24〔h/日〕 340×24V= G·τ = 73.53×48 =104.07 K·g 85%×39.902.2 窑体有效长度确实定 假设窑长L为76 m，窑车长度l为1.8m n(窑车数量)= L窑长 = 76 = 42.22辆 取42辆 L窑车 1.8 那么窑车有效长为：42×1.8=75.6m2.3窑内宽和高尺寸确实定令窑内宽B取1.1m〔地砖隧道窑内宽0.3～1.3m〕。
拱心角α取90°，那么拱高f=0.207B=0.207×1.1=0.2277 由V=F·L有 即：F= V = 104.07 =1.38 L有 75.6 由F=HB+ 2/3 Bf 得：1.38=H×1.1+2/3 ×1.1×0.2277 即：H=1.066m验证：H/B=1.066 /1.1=0.9694 在0.8～1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窑体各带长度确实定 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窑体总长度确实定 因为进车室取长范围2～3m，出车室2m左右，分别取进车室2.5m，出车室2.0 m，那么窑体总长为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/h 68.57第3章 工作系统确实定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=13×1.8=23.4〔m) L排/ L预 = 23.4 =75.49% 30.996 故可在2～14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1420～2500mm较疏布置，在高温带每隔1400～2000mm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，使各烧嘴前压力根本相同3.3冷却系统[2]冷却带在30～33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，到达SiO2晶体转化温度而使产品开裂，所以要采用顺流该处窑顶自29～33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34～41号车位设8对热风抽出口，每车位一对热空气经过窑墙内的水平热风通道，于36号车位处用金属管道由热风机抽送枯燥。
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来看，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 ，余热风可供枯燥用，到达节能目的窑尾42号车位处，由冷却风机自窑顶和侧墙集中鼓入冷却空气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来看，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 ，余热风可供枯燥用，到达节能目的车下自18～36号车位，每隔3米设一个冷却风进风口，由车下冷却风机分散鼓风冷却，并于9号车位处排烟机排走3.4窑体附属结构[2]烧成带前后，即17号、28号车位处，设两对事故处理口全窑无检查坑道第4章 窑体材料及厚度确实定4.1窑体材料及厚度[2]窑墙、窑顶所采用的材料及厚度应满足各段使用性能要求，考虑各处的温度，对窑墙、窑顶的要求，砖型及外形整齐等方面，根据上述原那么，确定窑体的材料及厚度见下表4-1： 温 度 范 围 〔℃〕 长度范围 〔m) 窑 墙 材 料 〔m) 窑 顶 材 料 〔m)Ⅰ 等粘土砖Ⅱ 等粘土砖轻质粘土砖红砖Ⅰ 等粘土砖Ⅱ 等粘土砖轻质粘土砖粒状高炉渣红砖钢 筋混凝土 〔进车室〕 85～400 700～950〔事故处理口〕950～1220～1200〔烧嘴处〕 1200～1130〔事故处理口〕 1130～700 700～400 400～130〔出车室〕 (2.0) 0～24.5124.51～32.47 32.47～48.3148.31-49.3172.2～79.2 (2.0)0.230〔空〕0.1200.3450.9300.230(空)0.120间隙通道厚等之和:0.04+0.15+0.040.230.230.230.230.2。