辊道窑窑炉设计.

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1、辊道窑窑炉设计1 前言 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20003500 kJ/kg ,而传统隧道窑则高达55009000kJ/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

2、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 200 米，内 宽 2.81米，烧成温度是1180摄氏度，燃料采用天然气，单位质量得产品热耗为2543.6 kJ/kg。热 效率高，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。

3、经过紧张的三周，有时候，特别是画图时，对于没有经过训练的我们来说，很是不容易，进 入 状态时饭也顾不上吃，叫外卖，夜以继日的，就像绣花一样，不经历还真不知道这其中的滋 味，我 想这次的窑炉设计实习，给予我们的不仅仅是设计的本身，还让我们知道什么是细致，什么 叫技术。在此，特别感谢周露亮、朱庆霞、孙健、李杰几位老师的细心指导，没有他们的指导，我们 就 无从下手。由于水平所限，设计书中一定有不少缺点和不足之处，诚挚地希望老师批评指正。2 设计任务书 一、 设计任务:日产 10000 平米玻化砖辊道窑设计 设计任务：日产 10000 平米玻化砖天然气辊道窑炉设计 （一）玻化砖1坯料组成（%）：SiO

4、2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O I.L68.35 16.27 2.30 2.650.85 1.76 2.15 4.852. 产品规格：400x400x8mm,单重3公斤/块；3. 入窑水分：1%4产品合格率： 95%5.烧成周期： 60 分钟（全氧化气氛）6.最高烧成温度：1180C（温度曲线自定）（二）燃料天然气CO H2 CH4C2H4H2SCO2N2O2Qnet(MJ/Nm3)0.2 0.295.63.50.30.10.1041.58（三）夏天最高气温：37C3 窑体主要尺寸的确定3.1 窑内宽的确定产品的尺寸为400x400x10mm,设制品的收缩率为8%

5、。由于坯体尺寸=产品尺寸/ （1-烧成 收缩） ,得坯体尺寸为： 435x435mm两侧坯体与窑墙之间的距离取100mm,设内宽B=2810mm,取产品长边平行于辊棒，计算 宽度方向坯体排列的块数为： n=（2810-100x2） /435=6,确定并排 6 块。确定窑内宽 B=435x6+100x2=2729mm,取 2810mm。3.2 窑体长度的确定3.2.1 窑体长度的确定窑容量=（日产量x烧成周期）三（24x产品合格率）=（10000x60/60） = （24x95%）=438.6（/窑）装窑密度=每米排数x每排片数x每片砖面积=（1000=435） x6x （0.4*0.4）=2.

6、2 （就/每米窑长）有效窑长=窑容量=装窑密度=438.6=2.2=200（m）取单节长度为2500mm,节间联接长度8mm。窑的节数=200=2.508=79.7 节,取节数为 80 节 所以算出窑长为 L=2500x80=200m3.2.2 窑体各带长度的确定预热带占全窑总长的30%,节数=80x30.%=24节，长度=24x2.5 = 60m；烧成带占全窑总长的25%,节数=80x25% = 20节，长度=20x2.5 = 50m；冷却带占全窑总长的45%，节数=80x45% = 36节，长度=36x2.5 = 90m。3.3 窑内高的确定表 31： 窑内高度表1-24 节25-56 节

7、57-80 节辊上高（mm）290360290辊下高（mm）390460390内总高（mm）6808206804 烧成制度的确定（1） 温度制度： 烧成周期：60min 各带划分：（2）气氛制度：全窑氧化气氛。（3）烧成温度曲线大致如下：1200 11801000 950800 700600 5004002000图 41：烧成温度曲线75 工作系统的确定5.1 排烟系统采用集中排烟方式，排烟口设在第 1， 3， 6 节，每节上下各 5 对直径为 200mm 的圆形 排烟口直通窑体外，排烟口设在距每节窑头 600mm 处。下排烟口上方设置支柱和挡板以防止碎坯 落入下排烟 口。排烟出口处设置排烟阀

8、，然后经水平分管进入总烟管。总烟管设于窑顶，上有总闸。利 用烟气抽力，引导窑内气体流动。5.2 燃烧系统5.2.1 烧嘴的设置本设计在预热带后部即烧成带前就开始设置烧嘴，有利于快速升温和温度调节，缩短烧成周 期，达到目的。考虑到在低温段设置烧嘴不宜太多。因此，在在第724 节，每节辊下交错设置 2 对烧嘴，在 2444 节，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， 因此，本设计总共有 136 对烧嘴。5.2.2 天然气输送装置在天然气总管前设一个连锁保险器，保证助燃风机事故、停电、天然气压力过低时能迅速自 动切断天然气，确保安全。天然气总管设一放散管。天然气支

9、管和分管分别从分管和总管侧方 引出防止冷凝水淤积在管道内。辊上或辊下每 4 个燃烧系统组成一个控制单元。5.3 冷却系统5.3.1 急冷通风系统从烧成最高温度至少800C以前，制品中由于液相的存在而且具有塑性,此时可以进行急冷, 最好的办法是直接吹风冷却。辊道窑急冷段应用最广的是直接风冷是在辊上下设置横窑断面的 冷风喷管。每根喷管上均匀地开有圆形或狭缝式出风口，对着制品上下均匀地喷冷风，达到急冷的 效果。由于急冷段温度高，横穿入窑的冷风管须用耐热钢制成，管径为6080mm。本设计也采用直接吹风冷却，在第4550节每节设置12根80急冷风管，上下管布置在同一断面并横穿过窑内，每根风管的窑内部分均

10、匀开90个10圆孔.5.3.2 缓冷通风系统在第57-66节的每节辊上安装12根60间壁换热管做间接冷却,换热管一端敞开做吸风口， 另一端接抽热风管,通向余热风机。在66-72节窑的顶部设置7个圆形抽热风口，直径为250mm。 缓冷换热和抽热共用一台风机。85.3.3 快冷通风系统窑尾采用直接吹冷风冷却产品。在窑炉最后2节两侧安装轴流风扇，每节窑顶、窑底各设4 台轴流风扇，上下对制品强制冷却。在第78节设一矩形抽冷风口，尺寸为1050x500 mm。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

11、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 1 ：辊子的选材低温段（25020） 无缝钢管辊棒中温段（200500C和500C80C）瓷棒高温段（5001180C和1180500C）碳化硅辊棒5.4.2 辊子直径与长度的确定 辊子的直径大，则强度大；但直径过大，会影响窑内辐射换热和对流换热。因中试窑比较短， 辐射换热和对流换热空间有限，本设计辊子的直径要小些，故选用直径为 30mm 的辊棒， 而长度则取2550mm。5.4.3 辊距的确定为了保证无论何时制品在转动过程中都有3 根辊棒

12、，所以应取问产品的1/4 以下，即辊距 不大于400/4=100mm,因此，本设计确定辊距为50m,每节窑为2508/50=50根。5.4.4 传动系统的选择考虑到产品的质量问题， 辊道窑的传动系统由电机、链传动和齿轮传动结构所组成。 为避免停电对正常运行的辊道窑造成的危害，辊道窑一般都设在滞后装置，通常是设一台以 电 瓶为动力的直流电机。停电时，立即驱动直流电机，使辊子停电后仍能正常运行一段时间， 避免被压弯或压断，以便在这段时间内，启动备用电源。5.4.5 传动过程电机f主动链轮f滚子链f从动链轮f主动斜齿轮f从动螺旋齿轮f主轴f主轴上的斜齿 轮-被动斜齿轮_车昆棒传动装置_车昆子5.4.

13、6 传动过程联接方式 依据以上原则，联接方式主要采用弹簧夹紧式，从动采用托轮磨擦式。95.5 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 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2.5m，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，尺寸为：400x130mm,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

14、，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为严密监视及控制窑内温度制度，及时调节烧嘴开度，在窑道顶及窑侧墙中央留设若干处测 温孔，以安装热电偶。本设计在1、6、63、65节及7-70节的偶数节设置直径为40mm测 温孔，辊上设在窑顶，辊下设在窑侧墙，两侧墙的测温孔交错布置。压力制度中零压面的位置控制特别重要，一般控制在预热带和烧成带交接面附近。若零压过 多移向预热带，则烧成带正压过大，有大量热气体逸出窑外，不但损失热量，而且恶化操作条 件；若 零压过多移向烧成带，则预热带负压大，易漏入大量冷风，造成

15、气体分层，上下温差过大 延长了烧成周期，消耗了燃料。本设计以观察孔代替测压孔。10在每个烧嘴的对侧窑墙设置60mm的观察孔，以便烧嘴的燃烧状况。未用时，用与观察孔 配套的孔塞塞住，以免热风逸处或冷风漏入。5.5.3 膨胀缝窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，因此在窑墙、窑顶及窑底砌体间要留设膨胀缝以避免 砌体的开裂或挤坏。本设计窑体采用装配式，每节窑体留设 2 处宽度为 10mm 的膨胀缝， 内填陶瓷棉。各层砖的膨胀缝要错缝留设。5.5.4 挡墙窑道上的档板和挡火墙可以起到窑内气体的上下和水平导流、调整升温曲线、蓄热辐射及截 流作用。档板负责对窑内上半窑道的控制,采用耐高温硬质陶瓷纤维板制成,可以通过在窑顶外 部调整位置的高低。挡火墙负责对窑内下半窑道的控制,采用耐火砖砌筑,高低位置相对固定。窑道 档板和挡火墙设置在同一横