年产860万件汤盘天然气隧道窑设计说明书

景德镇陶瓷学院《窑炉课程设计》说明书题目：年产860万件汤盘天然气隧道窑设计说明书目录前言一、设计任务书 (4)二、烧成制度的确定2.1 温度制度的确定 (5)三、窑体主要尺寸的计算..3.1棚板和立柱的选择 (5)3.2窑长及各带长的确定 (5)3.2.1 装车方法 (5)3.2.2 窑车尺寸确定 (6)3.2.3窑内宽、内高、全高、全宽的确定 (6)3.2.4 窑长的确定 (7)3.2.5 全窑各带长的确定 (7)四、工作系统的确定4.1 排烟系统 (7)4.2 燃烧系统 (8)4.3 冷却系统 (8)4.4 传动系统 (8)4.5 窑体的附属结构 (8)五、窑体材料及厚度的选择 (8)六、燃料燃烧计算 (12)七、物料平衡计算 (13)八、热平衡计算 (14)九.冷却带的热平衡计算 (18)十、烧嘴的选用 (21)十一、心得体会 (22)十二、参考文献 (23)前言隧道窑是耐火材料、陶瓷和建筑材料工业中最常见的连续式烧成设备。

是以一条类似铁路隧道的长通道为主体，通道两侧用耐火材料和保温材料砌成窑墙，上面为由耐火材料和保温材料砌成的窑顶，下部为由沿窑内轨道移动的窑车构成的窑底形成的一种烧成过程。

随着经济的不断发展，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，某一种特定的窑炉可以烧制出其他窑炉所不能烧制的产品，而有时需要一种特定的产品，就需要对其窑炉的条件加以限制，因此，配方和烧成是陶瓷制品优化的两个重量级过程，每个过程都必须精益求精，才能得到良好，称心的陶瓷制品。

隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备，以窑车为运载工具，具有生产质量稳定、产量大、消耗低的特点，最适合于工艺成熟批量生产的日用瓷。

由于现在能源价格不断上涨，为了节约成本，更好的赢取经济利益，就需要窑炉在烧成过程中严格的控制温度制度、气氛制度，压力制度，提高生产效率及质量，更好的向环保节能型窑炉方向发展。

所以，我们作为新一批的陶瓷制作学习者，要求经过这个设计周，全面了解一个合适，高校的烧成窑炉在生产实践中都应注意的问题，将自己学的理论知识与现实生产进行紧密贴合。

了解隧道窑的设计过程，和在设计过程中应注意的问题。

一、设计任务书材料科学与工程学院 2013.10二、烧成制度的确定2.1 温度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，制定烧成制度如下：表1 烧成制度三、窑体主要尺寸的计算：3.1棚板和立柱的选择：查资料得10寸汤盘的详细参数如下：大小：333×333×20(单位：mm) 单件制品质量：0.48kg考虑坯体收缩率8%，所以：坯体直径尺寸=产品尺寸/（1-烧成收缩）=333/(1-8%)=362mm坯体高度尺寸=产品尺寸/（1-烧成收缩）=20/（1-8%）=21.74mm所以，棚板的尺寸选择为：350×350×10（mm）支柱的尺寸为：50×50×100（mm）3.2窑长及各带长的确定：3.2.1装车方法采用窑车上设置棚板并14层码放，每块棚板放置一个平盘坯体。

棚板设置规格为：5×6（其中5表示行数，6表示列数），相邻棚板间距为10mm，最底层四周棚板与垫板相距为15mm，每块棚板采用三个支柱，连线成等腰三角形。

上下层棚板间距由支柱高度决定，为100mm。

3.2.2窑车尺寸确定由此确定窑车车面尺寸为：长：350×6+10×5+15×2=2180mm宽：350×5+10×4+15×2=1820mm窑车架高223mm，窑车衬面边缘用四层的轻质砖共4×65+4×2=268mm，则：窑车总高为：223+268=491mm3.2.3 窑内宽、内高、全高、全宽的确定①内宽：隧道窑内宽是指窑内两侧墙间的距离，包括制品有效装载宽度与制品和两边窑墙的间距。

窑车与窑墙的间隙尺寸一般为25~30mm，此次设计中取用30mm，则预热带与冷却带窑内宽: B=2180+30×2=2240mm②内高：内高是指，隧道窑内可装制品部分的空间高度，通常指从窑车面到窑顶的高度。

为了避免火焰直接冲刷到局部制品上，影响火焰流动，造成较大温差，窑车的台面与垫板间、上部制品与窑顶内表面之间都设有火焰通道，其高度：棚板下部通道取230mm，上部火焰通道取239mm。

因此，窑内高初定为：230（下火道）+14×10（棚板）+6×100（支柱）+239（上空间）=1209mm 由于具体的高度确定还与选择的耐火砖尺寸厚度的整数倍有关。

通常耐火砖厚度取65mm，所以高度方向上，耐火砖块数=1209/65=18.6，取19块，则高度为：19×65=1235mm，灰缝：19×2=38mm，则预热带、冷却带窑内高：1235+38=1273mm，对于烧成带，内高增大一块标准砖的宽度134mm，所以，烧成带内高=1273+134=1407mm③全窑高即轨面至窑顶外表面：在内高的基础上加上窑车高。

预热带、冷却带：1273+491+350=2114mm烧成带：1407+491+450=2348mm④全窑宽（两侧外墙之间的距离，没有包括钢架）：根据窑墙所选的材料,预热带、冷却带单侧窑墙厚度为405mm，烧成带单侧窑墙厚度为455mm，故:预热带、冷却带全窑宽=405×2+2240=3050mm烧成带全窑宽=455×2+2240=3150mm3.2.4 窑长的确定窑车每层装载制品数为5×6=30件，共14层,所以，每车装载制品数为：30×14=420件，干制品质量480g ，则每车装制品质量为480g ×420=201.6kg ,装窑密度g=每车装载件数/车长=420/2.18m=192.66件/m. 则窑长：96.9818.242099.0163302410860244=⋅⋅⨯⨯=⋅⋅=g K Dy G L τm G —生产任务，件/年； L —窑长，m ；τ—烧成时间，h ； K —成品率，%；D —年工作日，日/年； g —装窑密度，件/每米车长。

窑内容车数：n=98.96/2.18=45.39辆，取整数46辆，此时窑长=46× 2.18m=100.28m 。

该窑采用钢架结构，全窑不设进车和出车室，故全窑长取102.00m 。

全窑分为51个标准节，每节长为 2m 。

3.2.5 全窑各带长的确定根据烧成曲线，各带烧成时间与烧成周期的比值，预热带取19节，烧成带取13节，冷却带取19节，则各带长及所占比例为：预热带长=2×19=38m ，占总长的37.25% 烧成带长=2×13=26m ，占总长的25.50% 冷却带长=2×19=38m ，占总长的37.25% 四、工作系统的确定 4.1 排烟系统其中1~7节为排烟段，第一节前半节两侧墙及窑顶设置一道封闭气幕，喷入由冷却带抽来的热风。

后半节上部和下部各设1对排烟口（180×100mm ，为砌筑的方便高度取3×67=201mm ），目的是使窑头气流压力自平衡，以减少窑外冷空气何向内侵入。

其余每节在其上、下部各设1对排烟口，位置正对。

烟气经过窑墙内水平烟道，由垂直烟道经窑顶金属管道到排烟机，然后由铁皮烟囱排至大气。

4.2 燃烧系统在烧成带20节到23节设对燃烧室，每节一对，不等距分布，前疏后密，一排布置，两侧相错排列，有利于烧成带温度制度的调节。

24节到32节，各节设3个燃烧室，相错排布，上不一个，下部两个。

4.3 冷却系统冷却带按照烧成工艺分成三段：第33--39节为急冷段。

该段采用喷入急冷风直接冷却方式，除急冷首节（第33节）只在后半节设冷风喷管（尺寸 67）（上设3个，下设2个）外，其余每节上部设5个冷风喷管，下部设4个冷风喷管，上下喷管交错设置。

第40--45节为缓冷段。

本设计中采用直接热风冷却的方法，为了能使急冷段和快冷段来的热风对制品进行充分缓冷，设计中40节不设抽热风口，46节不设喷风管。

其余5节各设1对相错的抽热风口。

第46--49节为快冷段。

第47~49节上下部各设3对冷风喷管，49节前半部上下部各设置2个，通过喷管鼓入冷风直接对窑内的制品进行冷却，以保证制品的出窑温度低于80℃。

4.4 传动系统由于窑车连续性传动，原理：由于螺旋杆上的活塞在油压的作用下连续不断的向前前进，推动窑车在窑内移动。

4.5 窑体的附属结构4.5.1 事故处理孔事故处理孔下面应与窑底面平齐，以便于清除出落在窑底上的碎片。

事故处理孔尺寸为：宽345mm，高115mm，设在41号车位。

4.5.2 测温孔及观察孔在烧成曲线的关键处设置测温孔，低温段布稀点，高温处密点，以便于更好地了解窑内各段的温度情况。

观察孔是为了观察烧嘴的情况。

4.5.3 膨胀缝窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，为避免窑体开裂，挤坏，必须重视窑体膨胀缝的留设。

在此次设计中窑节之间留20毫米膨胀缝，以陶瓷棉填充。

五、窑体材料及厚度的选择5.1 窑体窑体由窑墙主体、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，均采用轻质耐火隔热材料。

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。

5.2 钢架每一钢架长度为2米，含钢架膨胀缝。

全窑共35个钢架结构，其高度、宽度随窑长方向会有所改变。

钢架主要由轻质方钢管、等边角钢等构成，采用焊接工艺，并在焊接处除去焊渣、焊珠，并打磨光滑。

窑墙直接砌筑在钢板上，钢架承担着窑墙和窑顶及附属设备的全部重量。

5.3 窑墙窑墙采用轻质耐火隔热材料。

常用材质如下：石棉板、轻质粘土砖、硅藻土砖、普通硅酸耐火纤维板、含铬耐火纤维毡、轻质高铝砖、矿渣棉等耐火材料。

窑墙砌筑在钢架结构上。

每隔2米留设20mm左右的热膨胀缝，用含锆散棉填实。

窑墙最外面用10mm厚的石棉板（为方便画图，画图时没考虑灰缝的长度）。

5.4 窑顶窑顶是由吊顶板或吊顶砖和角钢或细钢筋等组成的平顶结构。

角钢直接焊接在窑顶钢架上，细钢筋则是做成钩状挂在窑顶钢架上。

吊顶板或吊顶砖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火棉，窑体材料的轻质化，可大大减少窑体蓄热。

5.5 测温孔在烧成曲线的关键处设置测温孔，以便于更好地了解窑内各段的温度情况，观察孔是为了观察烧嘴的情况。

测温孔的间距一般为3-5米，高温段布置密集些，低温段布置相对稀疏。

为了严密监视及控制窑内温度和压力制度，及时调节烧嘴的开度，一般在窑道顶及侧墙留设测温孔安装热电偶。