陶瓷窑炉及设计 隧道窑5
隧道窑的结构和工作原理
隧道窑的结构和工作原理1. 隧道窑的简介说到隧道窑，大家可能会想，“这是什么东东？”其实，隧道窑是一种超牛的工业炉，主要用于陶瓷、砖块、瓦片等材料的烧制。
它的结构就像一条漫长的隧道，里面有各种各样的设备和技术，让我们一起走进这个神秘的世界吧！2. 隧道窑的结构2.1 窑体隧道窑的主体就像一根长长的管子，真是“见缝插针”的艺术！它一般由耐火砖构成，能够承受高温，简直就像是高温的“铁血战士”。
窑体内部有多条通道，用于进出不同的产品。
这样一来，就能一次性烧制大量的东西，效率杠杠的，真是“多一事不如少一事”的好选择。
2.2 热交换系统然后就是热交换系统了，听起来高大上，其实就是把热气循环利用的聪明办法。
这个系统可以让窑内的热量得到最大化的利用，简直就像“过期不候”的节能达人，省钱又环保。
大家知道，烧砖烧瓦可是个耗能大户，能省一分钱就是一分钱啊！2.3 进料和出料系统别忘了进料和出料系统，这可是“流动性”的重要保证。
它们负责把未烧制的材料送进去，以及把烧好的成品搬出来。
想象一下，一个个瓷砖像赶集一样，纷纷走出隧道窑，真是“人山人海”，热闹非凡！3. 隧道窑的工作原理3.1 烧制过程说到工作原理，隧道窑的烧制过程简直像个大舞台，产品们在这里上演一场精彩的“火焰秀”。
首先，未烧制的材料被送入窑内，随着温度逐渐升高，它们就像变魔术一样，发生一系列化学变化。
刚开始的时候，温度可能在600℃左右，慢慢地，直到1300℃，那种高温简直是“热火朝天”！3.2 冷却过程烧制完后，接下来就是冷却过程了。
这时候，窑内的温度开始下降，就像“凉风习习”的秋天，产品们终于可以松一口气。
冷却的过程也很重要，太快可能会导致产品裂开，这可是“功亏一篑”的事情啊！所以，隧道窑一般采用渐进式冷却，让每一个产品都能安安全全地“顺风归家”。
4. 小结总的来说，隧道窑不仅仅是一座简单的窑炉，它就像是一台高效的生产机器，运转起来那叫一个顺畅。
它的设计和工作原理融合了许多现代科技，既节能又环保，真是“聪明绝顶”。
隧道窑课程设计
隧道窑课程设计一、引言隧道窑是一种传统的烧制陶瓷器皿的窑炉构造，广泛应用于中国古代的陶瓷生产。
本课程设计将从隧道窑的原理、结构、操作流程等方面进行详细探讨，并设计一堂关于隧道窑的实践课程，以提供学生对陶瓷制作的全面了解和实践经验。
二、隧道窑概述2.1 隧道窑的定义隧道窑是一种纵向布置的陶瓷烧制窑炉，具有连续性和高效率的特点。
其独特的结构设计使得烧制过程中热能利用更加充分，能够同时进行多次烧制，提高了陶瓷生产的效益。
2.2 隧道窑的原理隧道窑的烧制原理主要包括燃料燃烧和热传导两个过程。
燃料通过烧炉的方式提供热能，而热传导则是指热能从燃料到陶瓷器物的传递过程。
2.3 隧道窑的结构隧道窑主要由加热区、烧成区和冷却区组成。
加热区用于燃烧燃料产生热量，烧成区用于陶瓷器物的烧制，冷却区则用于冷却已烧成的器物。
三、隧道窑的操作流程3.1 燃料准备在进行隧道窑烧制之前，需要准备好燃料。
常用的燃料包括柴火、煤炭等。
燃料的选择要根据窑炉的规模和烧制需求进行。
3.2 装窑在装窑的过程中，需要将陶瓷器物放置在窑炉的合适位置。
同时，要注意器物之间的间隔，以免相互接触造成损坏。
3.2.1 空间利用为了充分利用窑炉的空间，可以采用合理的器物布局方式，尽量减少空隙。
3.2.2 稳定固定对于易碎的陶瓷器物，需要采取稳定的固定措施，以防止在烧制过程中发生移动或倒塌。
3.3 点火在进行隧道窑的烧制之前，需要点燃燃料，使其燃烧产生热量。
点火过程需要注意火势的适度，以免过热造成器物破损。
3.4 烧制烧制过程是隧道窑的核心环节，经过连续的高温烧制，使陶瓷器物得到完全烧结，达到预期的质量要求。
3.4.1 控温在烧制过程中，要注意控制窑温的升降速度和保持时间，以及不同区域的温度分布。
3.4.2 排烟燃烧产生的烟气需要通过排烟口排出，以保持窑内的良好通风环境。
3.5 冷却烧成的器物需要经过冷却过程，降低温度到适合处理的程度。
冷却过程需要缓慢进行，以免快速温差造成器物开裂。
隧道窑简介
隧道窑简介隧道窑属于连续性火焰加热窑炉，一般是一条长直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，底部铺设轨道上运行着窑车，主要用于耐火材料，陶瓷，建筑用砖的烧成。
隧道窑与间歇式的旧式倒焰窑相比较，具有一系列的优点。
1、生产连续化，周期短，产量大，质量高。
2、利用逆流原理工作，因此热利用率高，燃料经济，因为热量的保持和余热的利用都很良好，所以燃料很节省，较倒焰窑可以节省燃料50-60%左右。
3、采用气幕、搅动循环装置，保证窑内温度上下均匀及烧成气氛，减少废品。
4、烧成时间减短，比较普通大窑由装窑到出窑需要3-5天，而隧道窑连续生产，节约装出窑升温及冷却时间。
5、节省劳力。
不但烧火操作简便，而且装窑和出窑的操作都在窑外进行，也很便利，改善了操作人员的劳动条件，减轻了劳动强度6、提高质量。
预热带、烧成带、冷却带三部分的温度，常常保持一定的范围，容易掌握其烧成规律，因此质量也较好，破损率也少。
7、窑和窑具都耐用。
因为窑内不受急冷急热的影响，所以窑体使用寿命长。
但是，隧道窑建造所需材料和设备较多，因此一次投资较大。
因是连续烧成窑，所以烧成制度不宜随意变动，一般只适用大批量的生产和对烧成制度要求基本相同的制品，灵活性较差。
隧道窑工作原理隧道可分为三带：预热带，烧成带，冷却带。
坯体（未烧半成品）干燥至一定水分装载在窑车上入窑，首先经预热带，受到来自烧成带的燃烧产物（烟气）预热，然后进入烧成带，燃料燃烧的火焰及生成的燃烧产物加热坯体，使达到一定的温度而烧成。
烧成的产品最后进入冷却带，将热量传给入窑的冷空气，产品本身冷却后出窑。
隧道窑结构概括的说隧道窑包括四部分：1）窑体2）窑内输送设备3）燃烧系统4）通风系统。
1.窑体是由窑墙、窑顶所组成。
窑体设置检查坑道，便于清扫落下的碎屑和砂粒，冷却窑车，检查窑车，以及在发生倒剁事故时，便于拖出窑车进行事故处理。
窑在进出车端设计有窑门，保证窑内操作稳定，防止冷空气漏人以减小气体分层，减少上下温差。
隧道窑
隧道窑
1.概述 2.隧道窑的结构 3.隧道窑的温度制度
概述
在耐火材料、陶瓷等制品的生产过程中， 烧成是一道重要工序，对产品的产量和质 量影响较大。 烧成设备主要有两大类，一类是连续式窑， 如隧道窑；另一种为间歇式窑，如倒焰窑 等。
高铝砖（3.5 万吨/年）： 预热带/烧成带/冷却带 = 72/24/60.6（米）
镁质制品（4~4.5 万吨/年）： 预热带/烧成带/冷却带 = 72/24/60（米）
日用瓷（7 x 106 吨/年）： 预热带/烧成带/冷却带 = 29.86/26.47/35.67（米）
电瓷（还原焰）（562 万吨/年）： 预热带/烧成带/冷却带 = 38.52/28.0/50.07（米）
概念： 一次空气：通过烧嘴直接进入燃烧室（或直接 进入窑内空间）与燃料混合燃烧的空气。它可 以是冷却带抽出的多余热风，可以是冷空气。 二次空气：在冷却带吹入的冷风的一部分，流 到烧成带，与燃料混合燃烧。
一次空气送风装置：风机、喷射器
★一次空气为冷空气时： 冷空气→通风机→空气管道→烧嘴。
★一次空气为热风时： 冷却带的多余热风→耐热风机→管道→烧嘴；
★窑的各带长度确定的一般原则：
1.预热带长度应根据排出废气温度来确 定，废气离开排烟机温 度应低于250℃；
2. 烧成带长度根据保温时间来确定 3.冷却带长度根据出窑制品的温度来确
定，一般应低于100℃
隧道窑长度及各带长度计算式：
V— 隧道窑的有效容积， m3；
隧道窑总体概况
三.工作系统
(一)工作系统(流程)：
1.坯体的烧制过程：
窑车方向
烟气方向
2.空气流动特点 窑尾鼓入的大量冷空气在冷却带被预热，一部 分作为助燃空气，送往烧成带，另一部分抽出供坯 体干燥或气幕用。 3.烟气流动特点 燃料在烧成带燃烧后所产生的高温烟气，沿窑 内通道流入预热带，在加热坯体时本身被冷却，最 后自预热带排烟口、支烟道、主烟道经排烟机、烟 囱被排除。
2)在适宜的温度下应有一定的保温时间，使温度趋
于一致。
预热带的温度控制 目的：保证所焙烧的制品按照升温曲线的要求均匀 地加热升温。 温度检测：窑头、预热带中部(约500℃)、预热带 末端(900℃) ； 控制手段：调节排烟总闸板、各支排烟道闸板以及 各种气幕来实现。 例如： 若总闸板开度大，则预热带的负压值大，易漏入冷 空气，加剧窑内冷、热气体的分层，增大窑内断面的 上、下温度差。 若总闸板开度小，则窑内抽力就会不足，从而排烟 量减少，不易升温。
两排布置：上、下两层布置烧嘴，避免温度差的
出现。 烧重油的燃烧室一般将燃烧室建得要大一些，以 降低燃烧室的空间热力强度。
烧气体燃料时，可以不设立燃烧室，直接在窑墙
上布置燃烧通道将全部燃料喷入。
燃烧系统 ： 配备高效率燃烧机。 加热燃料可以是轻柴油 、天然气、液化石油气 及煤气。 窑炉的每只燃烧机都配 有自动点火和火焰监测 系统，确保灭火的燃烧 机及时点烯和燃料供应 安全切断。
窑车与窑墙、窑车与窑车之间曲折密封：
密封系统
砂封槽：隔断窑车上下空间，使冷空气不漏入， 热气体不漏出 曲封：阻止窑内外高温废气窜入窑车下部， 对窑车对保护作用。
窑尾砂封
窑头砂封
四.燃烧设备 (一)燃烧方式
窑炉设计 隧道窑
洛阳理工学院《隧道窑课程设计》说明书题目：年产30万件蹲便器隧道窑设计学号：B07010221姓名：李志博院（系）：材料科学与工程学院专业：无机非金属材料工程指导教师：钱跃进目录1 前言 (1)2 设计任务与原始资料 (4)3 窑体主要尺寸的确定 (5)3.1 装车方法…………………………………………………………………………3.2 窑车尺寸的确定…………………………………………………………………3.3 窑主要尺寸的确定…………………………………………………………………3.4 各带长度的确定3.5 推车时间4 烧成制度的确定…………………………………………………………………………5 工作系统的确定…………………………………………………………………………5.1燃烧系统…………………………………………………………………………5.2排烟系统…………………………………………………………………………5.3其他附属系统结构……………………………………………………………………5.3.1 事故处理孔…………………………………………………………………5.3.2 测温测压孔及观察孔………………………………………………………5.3.3 膨胀缝………………………………………………………………………5.3.4 挡墙…………………………………………………………………………5.3.5 窑体加固钢架结构形式……………………………………………………6 燃料及燃烧计算……………………………………………………………………………6.1 空气量的计算……………………………………………………………………6.2 烟气量的计算……………………………………………………………………6.3 理论燃烧温度的计算………………………………………………………………7 窑体材料及厚度的确定……………………………………………………………………8热平衡计算…………………………………………………………………………………8.1 预热带及烧成带热平衡计算…………………………………………………8.1.1 热平衡计算基准及范围………………………………………………………8.1.2 热平衡框图……………………………………………………………………8.1.3 热收入项目……………………………………………………………………8.1.4 热支出项目……………………………………………………………………8.1.5 列出热平衡方程式……………………………………………………………8.1.6 列出预热带烧成带热平衡表…………………………………………………9 冷却带热平衡………………………………………………………………………………9.2.1 热平衡计算基准及范围………………………………………………………9.2.2 热平衡框图……………………………………………………………………9.2.3 热收入项目……………………………………………………………………9.2.4 热支出项目……………………………………………………………………9.2.5 列出热平衡方程式……………………………………………………………9.2.6 列出冷却带热平衡表…………………………………………………………10 烧嘴的选用…………………………………………………………………………………11总结…………………………………………………………………………………………12参考文献……………………………………………………………………………………二设计任务与原始资料2.1 课程设计的目的与任务本课程的目的是对学生学习《陶瓷工业热工设备》课程的最后总结，学生通过课程设计将能综合运用和巩固所学知识，并学会如何将理论知识和生产实践相结合，去研究解决实际中的工程技术问题，本设计的任务主要是培养学生设计与绘图的基本技能，初步掌握窑炉设计的程序、过程与内容。
陶瓷窑炉的分类
陶瓷窑炉的分类及特点一、陶瓷窑炉分类1、按构造型式分：梭式窑、隧道窑、辊道窑、推板窑、圆型转盘窑、钟罩窑2、按供热方式分：煤窑、柴窑、电窑、燃气窑.煤窑、柴窑已被淘汰,清洁能源窑炉电、燃气已走向成熟阶段.3、按烧成温度分：高温窑、中温窑、低温窑.二、陶瓷窑炉介绍1、梭式窑：是间歇烧成的窑,跟火柴盒的结构类似,窑车推进窑内烧成,烧完了再拉出来,卸下烧好的陶瓷.窑车如同梭子,故而称为梭式窑.2、隧道窑：一般是一条长的直线形隧道,其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶,底部铺设的轨道上运行着窑车.燃烧设备设在隧道窑的中部两侧,构成了固定的高温带,烧成带,燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用下,沿着隧道向窑头方向流动,同时逐步地预热进入窑内的制品,这一段构成了隧道窑的预热带.在隧道窑的窑尾鼓入冷风,冷却隧道窑内后一段的制品,鼓入的冷风流经制品而被加热后,再抽出送入干燥器作为干燥生坯的热源,这一段便构成了隧道窑的冷却带.3、辊道窑：辊道窑是连续烧成的窑,以转动的辊子作为坯体运载工具的隧道窑.陶瓷产品放置在许多条间隔很密的水平耐火辊上,靠辊子的转动使陶瓷从窑头传送到窑尾,故而称为辊道窑.4、倒焰窑：燃烧所产生的火焰都从燃烧室的喷火口上行至窑顶,由于窑顶是密封的,火焰不能继续上行,在走投无路的情况下,就被烟囱的抽力拉向下行,经过匣钵柱的间隙,自窑底吸火孔进支烟道,主烟道,最后由烟囱排出.5、推板窑：又称推板式隧道窑,是一种连续式加热烧结设备,按照烧结产品的工艺要求,布置所需的温区及功率,组成设备的热工部分,满足产品对热量的需求.把烧结产品直接或间接放在耐高温、耐磨擦的推板上,由推进系统按照产品的工艺要求对放置在推板上产品进行移动,在炉膛中完成产品的烧结过程.三、陶瓷窑炉选择1、对于日产量在20M3以下,且产品种类较多,烧成温度各异,由于其本身产量难以满足隧道窑的生产量,推荐采用快速烧成梭式窑.2、对于日产量等于或大于20M3,但其釉色复杂,如窑变结晶釉需一定的恒温及冷却时间,可采用传统梭式窑或电热梭式窑；如果窑变釉或结晶釉只是部分,可以选用快速窑,快速窑不是只快,也可以放慢.慢,温差可控制很小.但慢的节能效果差.3、对产量较大、高度较高、重量较重、温度较高、釉色单一,可选用台车式隧道窑.如高温日用陶瓷,卫浴陶瓷.4、对温度在1300℃以内,产量较大的艺术陶瓷、日用陶瓷、卫浴陶瓷,建议采用辊道窑,或大型快速梭式窑.。
陶瓷窑炉及设计 第一章隧道窑第一节概述
陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑
SUST
陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑
分类依据 窑 名
特点
按热源分
按火焰是否 进入隧 道来分
1.火焰隧道窑 2.电热隧道窑
1.明焰隧道窑 2.隔焰隧道窑 3.半隔焰隧道窑
以煤、煤气或油为燃料 利用电热元件加热
火焰直接进入隧道 火焰和制品间有隔焰板(马弗板)，火焰加热隔 焰板，隔焰板再将热辐射给制品 隔焰板上有孔口，让部分燃烧产物与制品接 触，或烧成带隔焰，预热带明焰
第一章
隧 道 窑 （1）
陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑
1.1 概述 1.定义：
指连续式窑炉 广义指直通道、连续式烧成的窑炉。 狭义是指窑车式、直通道、连续式窑炉。
SUST
陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑
2.分类： 按燃料分：煤烧、油烧、气烧和电烧 按制品运载方式分：窑车、辊道、推板 按火焰与制品的接触情况：明焰、隔焰 按通道数：单通道、双通道、多通道 按尺寸: 大型 长100米以上，断面宽1～2米以上， 高1～2米。 小型 数米长，断面：分米×分米（特种瓷）
按窑内运 输设备分
1.窑车隧道窑 2.推板隧道窑 3.辊底隧道 4.输送带隧道窑 5.步梁隧道窑 6.气垫隧道窑
按通道 多少分
1.单通道隧道窑 2.多通道隧道窑
注：电热窑炉也有隔焰式(马弗窑)，用隔焰板将电热元件和制品分开
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 3.隧道窑的特点
利用烟气来预热坯体，使废气排出温度只在200℃℃左右。 利用产品冷却放出的热加热空气使出窑产品温度仅80℃左右 连续性窑、窑墙、顶温度不变，不积热，热耗很低
辊道窑的钢架结构:由槽钢、角钢、方形钢管、圆钢和扁钢
陶瓷窑炉及设计 第一章隧道窑 第二节隧道窑的工作系统和结构(1)
墙体上孔洞砌筑方法 (a)宽度小于250的孔洞砌筑方法；(b)宽度小于450的孔洞砌筑方法
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 圆形墙错缝与直形墙错缝方法相同，圆形墙应按中心线砌筑
圆形墙的错缝砌法
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑
砌体检查方法 (a)水平度检查方法，(b)倾斜度检查方法，(c)垂直度检查方法
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑
在砌筑工作中有停歇时，不允许留垂直的缺口，应按图留 成阶梯或退台状。
墙体阶梯形退台砌筑方法
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑
炉墙为两种或两种以上砖砌筑：
每一种砌体必须单独砌筑，犹如一堵单墙。 内外墙互相咬砌的砌筑层
窑
名
焙烧卫生陶瓷明焰隧道窑 焙烧卫生陶瓷隔焰隧道窑 焙烧釉面砖素烧明焰隧道窑 焙烧釉面砖釉烧明焰隧道窑
焙烧锦砖明焰隧道窑
各带长度比例％ 预热带 烧成带 冷却带 32～34 18～20 46～48 34～38 20～22 44～46 36～44 16～22 32～40 30～32 15～20 46～50 40～50 17～20 32～40
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑
窑顶用材料： 内衬耐火砖 中间隔热砖， 粉状或粒状 隔热材料之上，用一些粉状或粒状的材料填平上部， 硅藻土、粒状高炉矿渣，废碎耐火砖等 红砖 外表的整齐和便于人行走，上面平铺一层红砖。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 窑内温度在1300℃以下：
陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑－结构
隧道窑的工作原理
隧道窑的工作原理
隧道窑是一种用于烧制陶瓷、砖等材料的传统窑炉。
其工作原理如下：
1. 装载材料：首先，在隧道窑的入口处将要烧制的陶瓷或砖坯装载到窑内。
通常，窑内会有一条滚筒输送带，将材料逐渐推入窑内。
2. 预热和燃烧：当材料进入窑内后，窑炉的燃烧室内点燃燃料，如天然气或油，以提供燃烧所需的高温。
燃烧产生的热量会传递到窑内空气和材料表面，使其逐渐升温。
3. 热交换：隧道窑内通常有多个隔板，将窑腔分隔为不同区域。
隔板上开有孔洞，使烟气从窑炉经过旁边的窑腔，与正在升温的材料进行热交换。
这样可以提高热能利用效率，减少烟气排放。
4. 烧结和烧制：随着温度的升高，材料逐渐达到烧结和烧制的温度。
烧结是指将材料内部颗粒粘结在一起的过程，而烧制是指使材料表面形成坚固涂层的过程。
这两个过程通常需要较高的温度和持续一定时间。
5. 冷却和卸货：当材料完成烧制后，窑炉的燃烧会逐渐减弱，冷却气流进入窑内。
冷空气通过窑腔，使烧制完成的陶瓷或砖坯逐渐降温，防止其过快冷却而出现开裂。
最后，经过冷却的产品从窑口处卸下。
这就是隧道窑的基本工作原理。
通过燃烧产生的高温和热能，使材料完成烧制和烧结过程，从而得到所需的陶瓷或砖等制品。
隧道窑窑炉设计说明书
隧道窑窑炉设计说明书在现代工业制造过程中，隧道窑窑炉是一个重要的工具。
本文将介绍隧道窑窑炉的设计说明书。
一、概述隧道窑窑炉是一种用于干燥和烧制陶瓷、石材、砖块等建筑材料的特殊设备。
它通常由若干个单元组成，单元之间相互连接，形成一个长隧道，因此得名。
二、设计要求1. 燃烧效率高：采用高效节能燃烧器，使燃烧效率高，减少能源消耗。
2. 温度控制精确：采用温度控制系统，实现精确的温度控制，保证产品质量。
3. 操作便捷：控制系统简单易用，方便操作。
4. 安全可靠：采用高强度、耐高温材料，避免炉体爆炸或漏气等安全问题。
5. 低噪音：减少噪音污染，避免对周边环境和人群的影响。
三、设计原理1. 结构设计：采用模块化设计，方便装配和维护。
2. 材料选择：炉体采用高纯度耐火材料，保证耐火度高，不易开裂变形。
3. 燃烧器设计：采用预混合式燃烧器，使燃烧效率高，广泛适用于各种燃气和液体燃料。
4. 温度控制系统：采用智能温度控制系统，控制精确可靠，满足各种加热控制需求。
5. 热风循环系统：采用科学的热风循环系统，使热量均匀分布，保证产品烧制质量。
四、设计参数炉长：100m炉温：1300℃燃气压力：0.4MPa燃气消耗：560m³/h热风循环风量：20000m³/h风压：500Pa五、设计优势1. 生产效率高，可快速完成瓷石砖等材料的大批量生产。
2. 操作简便，操作人员可在控制室完成所有操作。
3. 温度控制精准，保证了产品烧制质量。
4. 燃烧效率高，节能环保。
5. 安全可靠，采用耐高温材料，防爆防漏。
综上所述，隧道窑窑炉作为一种特殊的陶瓷窑炉，其设计要求和原理高度依赖技术实力和专业知识。
设计者应当认真研究建筑材料的特性，并结合生产实际和环保要求，创造出高效、安全、环保的设计方案。
景德镇陶瓷学院 窑炉设计 (隧道窑)赵双阳.
景德镇陶瓷学院《窑炉课程设计》说明书题目：年产330万件8寸汤盘隧道窑院（系）：材料科学与工程学院专业：10热工（1）班姓名：赵双阳学号：201010610109指导教师：周露亮二○一三年10 月20 日目录一：烧成制度的确定 (3)二：窑体主要尺寸的确定 (3)三：工作系统的确定 (5)四：窑体材料以及厚度的确定 (6)五：燃料燃烧计算 (7)六：物料平衡计算 (8)七：预热带加热带热平衡计算 (9)八：冷却带热平衡计算 (13)九：窑体材料概算 (16)十:参考文献 (18)十一:后记 (18)一：烧成制度的确定1.1 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，制订烧成制度如下：20℃—200℃ 2小时预热带氧化气氛200℃—800 2小时预热带氧化气氛800℃—1050℃ 2小时预热带氧化气氛1050℃—1290℃ 3小时烧成带氧化气氛1290℃—1290℃ 2小时保温阶段1290℃—800℃ 2小时冷却带800℃—60℃ 5小时冷却带烧成周期:18小时1.2 烧成曲线图如下：二：窑体主要尺寸的确定2.1、窑内宽的确定2.1.1、坯体规格因每件坯体尺寸为Φ200×40，取收缩率为8%，胚体尺寸=产品尺寸÷（1-8%）经计算200÷（1-8%）=217.4mm ，选定棚板为515×515mm ，支柱40×40×55mm。
考虑到坯体较轻和分层放置，棚板厚度定为10mm。
棚板用SiC材料体积密度为3.22g/cm3综合考虑窑高和每车载件数，确定每块棚板装4个坯体，一层装6块棚板，沿长度方向和宽度方向分别为3块和2块，共装6层。
棚板间距20mm，棚板与横向车边距离30mm,与纵向车边距离30mm，则窑车长Le=515×3+20×2+30×2=1645mm，宽Be=515×2+30×2+20=1110mm，窑车与窑墙及窑顶间距为30mm，则窑内宽B=1110+30×2=1170mm。
4.1隧道窑0525
火膛
火道
仰韶文化横穴窑(半坡遗址3号窑)复原示意图
富田窑址现代馒头窑
窑炉外壁和烟囱是用 废弃的匣钵和普通砖 砌成的，窑炉的内壁 用耐火砖。
由窑炉头、窑床、 窑尾构成，窑身柴 孔42对。窑门5个， 窑身上方建有窑棚 ，全长43.4米，头 低尾高 。
创烧于明代,延烧至 今,是华东地区目前 仍以传统方法烧造 紫砂陶器的唯一一 座古龙窑,2006年被 列为国家级文物保 护单位。
4.1.1.3通风排烟系统与燃烧系统
（1）预热带 排烟系统、封闭气幕及搅动气幕等。 排烟系统：排烟口、支烟道、主烟道、排烟机及烟囱 等 排烟口的布置： 分散排烟（负调节方式），易控制烟气流量，保证烧 成曲线，减少气体分层现象。自第二车位起，约占预 热带全长的70%。 集中排烟（正调节方式），充分利用废气余热，结合 高速调温烧嘴用。
表4.1隧道窑的分类表（P310-311）
4.1.1隧道窑的分带、流程和结构
隧道窑内，装有坯体的窑车迎着气流连续式或 间歇式运动，一般将其分为三个带。 预热带 烧成带 冷却带
隧道窑的分带：
三带：预热带、烧成带、冷却带。
预热带占窑总长的30~45%
以窑体长度分 烧成带占窑总长的
10~33%
划分方法 (三种）
该空间是主要进行燃料燃烧、热传递和坯体进行物理 化学反应的场所。
合理地选择窑体的砌筑材料！
膨胀缝的设置（窑墙和窑顶沿纵向每隔4-10m一处，宽 度20-40mm）！ 隧道窑各段、各层的材料和厚度由该段的温度确定。
注意：窑体内壁所用的耐火材料由被烧制品的温度制 度决定。
现代隧道窑的特点：由轻质保温耐火砖、耐火纤维构
现代较小（200-250mm） ¤窑车上耐火材料衬料 现代隧道窑窑车的特点：轻质化，降低窑车的蓄热量。
隧道窑设计
三、工作系统的确定
1。封闭气幕： （1）位置——预热带窑头，一道或二道？ （2）形式：①窑墙顶开孔。多用于间歇进车
——② 窑顶与出车方向成45°， 多用于连续进车 （3） 气源——冷却带抽取的热空气、车间冷空气，气体的温度 2。搅动气幕、循环气幕 ➢ 是否设置？ 几道气幕？ ➢ 位置、形式、气源 3。排烟系统： • ①、排烟口： ➢ 长度方向的布置：
• 六、烟道和管道计算
• 排烟口、垂直支烟道、水平支烟道、垂直烟道及连 接的金属管道的尺寸
• 冷却带：热风抽出口尺寸——计算方法同排烟口 • 阻力计算
• 七、钢架结构 • 拱脚梁、上拉杆、下拉杆、立柱 • 说明所选用材料， • 各种结构的布置——间距
• 八、其他附属设备与结构 • 1、窑车 • 2、窑门：是否设置，开启形式、选用材料 • 3、轨道： • 4、窑炉基础 • 5、膨胀缝的设置： • 6、砂封、车封——画在手工图上
• （7） 其他热损失
六、冷却带热平衡计算：
• 目的：确定冷却空气用量（窑尾冷却风用量） • 计算范围：冷却带 • 方法：与预热带、烧成带 热平衡方法相同 • 注意：
各项热量的计算一定与工作系统中所确定的 相对应
• 五、燃烧装置的设计 • 1、每个烧嘴的燃料消耗量 • 2、燃烧室尺寸计算：
根据空间热力强度：(1.25~2.10)106(KJ/m3.h)
断面结构示意图
拱脚梁
车高
拱脚砖
拱高 墙高 下拉杆
窑车
• 火道
窑车结构与材质
三、工作系统的确定
• 原则： • 满足制品的焙烧技术要求——减少温度差，加
强传热，充分利用余热 • 提高热利用率，减少热耗，窑炉具有良好的热
工性能及各个方面的使用性能 • 便于施工、操作 • 考虑实际，节约投资
隧道窑课程设计说明书
山东大学窑炉设计说明书题目：设计一条年产卫生瓷5万大件的隧道窑学号：姓名：学院：材料科学与工程学院班级：指导教师：一、前言随着经济不断发展，人民生活水平的不断提高，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，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。
二、设计任务与原始资料1课程设计题目设计一条年产卫生陶瓷5万大件的隧道窑2课程设计原始资料（1）、年产量：5万大件/年；（2）、产品名称及规格：洗手盆，800*500*300,质量20Kg/件;（3）、年工作日：350天/年;（4）、成品率：90%；=15500KJ/Bm3;（5）、燃料种类：城市煤气，热值QD（6）、制品入窑水分：2.0%；（7）、烧成曲线：20~~970℃， 8h；970~~1280℃， 3h；1280℃，保温 1.5h；1280~~80℃， 12.5h；最高烧成温度1300℃，烧成周期25h。
3课程设计要求采用合理窑型，对窑体尺寸进行计算，确定窑炉工作系统，选择窑体材料并确定其厚度，对燃料燃烧、窑炉热平衡及排烟系统进行计算，确定燃料消耗量。
隧道窑的原理
隧道窑的原理
隧道窑是一种用于烧制陶瓷的窑炉，它的原理主要是通过控制
燃烧过程中的氧气供应和热量传递，以达到烧制陶瓷的效果。
隧道
窑通常由进料口、燃烧室、热风循环系统和出料口等部分组成，下
面我们来详细了解一下隧道窑的原理。
首先，进料口是将生坯陶瓷制品送入隧道窑内进行烧制的入口，燃烧室是燃料燃烧的地方，热风循环系统则是将燃烧产生的热风均
匀地吹送到窑内，使窑内温度均匀。
出料口则是烧制完成后将陶瓷
制品取出的地方。
隧道窑的原理主要包括燃烧原理和热传递原理。
在燃烧过程中，燃料在燃烧室中燃烧，产生高温烟气，然后通过热风循环系统将热
风送入窑内。
热风在窑内流动，使窑内温度升高，从而完成陶瓷制
品的烧制过程。
隧道窑的热传递原理是通过热风循环系统将热量均匀地传递到
窑内，使窑内温度保持均匀。
热风循环系统通常包括风机、燃烧室、管道和出风口等部分，通过这些部分将热风均匀地送入窑内。
隧道窑的原理还包括氧气供应原理。
在燃烧过程中，氧气是燃
料燃烧的必要条件，通过控制燃烧室的通风口和热风循环系统的风量，可以有效地控制氧气的供应，从而控制燃烧过程的温度和速度，保证陶瓷制品的烧制质量。
总的来说，隧道窑的原理是通过控制燃烧过程中的热量传递和
氧气供应，使窑内温度均匀，完成陶瓷制品的烧制过程。
隧道窑在
陶瓷工业中具有重要的地位，它的原理不仅涉及热力学和气体流动
等知识，还涉及工程技术和生产实践，对于陶瓷制品的质量和产量
都有着重要的影响。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 （5）
烘窑方案与实际烘窑时间
阶段 温度范围(℃) 升温速度 所需时间(d) 使用燃料 说 明
计划 实际 计划 实际 从室温到 (1)保温操作是以
1 室温~150 6 2 150~150 0
7 7 6.33 550℃用大同 该温度±10℃来 煤和焦炭烘 控制的；
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 （5）
3.烘窑操作要点 以明焰隧道窑为例，其烘窑的操作要点如下： (1)选择合适的烘窑方法。 (2)点火 燃烧室(烧嘴)点火顺序： 先高温部分后低温部分。 两排烧嘴则先下部后上部，对侧错开
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 （5）
(3)严格控制升温速度 方法： ①改变加煤量间隔时间(或调节风油量及其配比) ②控制炉栅燃烧面积和炉渣厚度、调节炉门、排烟支闸开 度 ③ 200℃以下，两窑门打开，窑上孔洞打开 ④烟囱总闸全开，排烟机、排烟闸打开(窑头支闸开度 小、中间全开、后段较中部小)，冷风机暂不开。 ⑤排湿阶段： 控制升温，不能太快，煤烧窑要控制加煤量，氧化充分 时间：6～10d，以全窑不冒水泡为准
品车(先小件，后大件；先无套装的，后有套装的)，进车速度逐 步加快，保证第一辆装有半成品的窑车进入烧成带时，烧成带的 最高烧成温度和气氛制度都已达到制品的要求
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 （5）
(5)适时启动风机
烧成带窑温升到500℃左右时，启动排烟风机(没有烟囱排 烟的窑，烘窑一开始就要启动)；
标准门尺寸装好一定数量的“模拟车”，将其穿插在空窑车之 间进窑(烧成带和预热带为二空一满交替停车，冷却带全部空车)。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 （5）
(6)所有附属设备(包括燃烧供应设备)进行试运转，并测定 管路闸板不同开度时的风压和风量，为投产后的热工调节提 供参考依据。
(7)预热带的排烟支闸全部打开，冷却带的各对支闸(包括 窑门)全部关闭，窑体上所有可能会将外部冷空气吸入窑道 的各种孔洞全部堵塞好。
在点燃喷嘴前启动高压(助燃)风机； 700～800℃启动冷却带抽热风机、车下冷却风机和窑头封 闭气幕风机，逐步启动急冷风机、气氛气幕风机和窑尾风机， 并逐步调整闸板开度，调节烧成带气氛和冷却带温度。1200℃ 左右，装有半成品的窑车可推入窑内，车速每小时一车。
(6)注意拉杆松紧程度 烘烤窑炉的过程，注意拉杆－－－第一章 隧道窑 （5）
隧道窑烘窑过程中的注意事项 (1)发现窑体开裂严重时，应及时采取保温措施，用石棉泥将 裂缝填塞紧，再适当缓慢升 温。 (2)随窑温升高要经常检查窑顶拉杆的松紧程度，并及时调整 (3)升温速度不宜急剧变化，严禁采用急升急降温度的办法来 达到温度指标。 (4)自始至终要密切注意预热带的升温速度(尤其是窑头至400℃ 的这段区间)，严防窑头 温度升得太高，应设法提高窑车车面 温度，缩小上下温差。 (5)若冷却带温度太低，应及时采取相应措施，以防制品进入 冷却带炸裂。
0 2 6.33 烤,共计34d (2)窑温由10号、
3 150~300 12.5 5 4 10.33
11号热电偶(烧成
4 300~300 0 0 3 1
带末端)测量
5 300~450 12.5 11.5 4 4.33 6 450～600 12.5 7.5 4 6.66 7 600～600 0 0 2 l
(8)热工测量仪表全部安装无误，正常使用。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 （5）
2.烘烤升温曲线的制订 升温曲线要求： 确保窑体均匀干燥 适应砌体材料的体积变化 避免砌体内水分急剧蒸发和体积的急剧变化而导致 窑体开裂 烘烤时间： 新建隧道窑烘窑时间约3～5周 短期停窑检修约需4～10d，
8 600~750 16.7 30 3 1.66
北京市陶瓷厂75m油烧半隔焰隧道窑的烘烤 烘烤方法：采用在事故处理 孔和喷嘴下部设临时外部燃烧室烘烤。
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 （5）
阶段 温度范围(℃) 9 750~750 10 750~900 1l 900~900 12 900~1100 13 1100~1100 14 1100~1250
共计
升温速度 00 12.5 25 00 13.3 29 00 25 50
所需时间(d) 使用燃料
2 0.33 从550℃到 4 2 1250℃用
重油和原 2 0.33 油烘烤， 5 2.33 共计10d 2 0.33
2l
45 44
说明
(1)保温操作是 以该温度±30℃ 来控制的； (2)窑温由9号 和10号热电偶 测量
烘烤后期 使窑内热工制度接近或达到最高烧成温度
进入调试阶段 使窑内热工制度符合制品烧成实际要求
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑（5）
1.烘窑前的准备 (1)按技术施工图和窑炉施工标准，对窑体和附属设施验收。 (2)清扫窑道内外杂物，特别膨胀缝内、轨道接头缝内、轨面
和窑体各洞孔内的残留异物。 (3)砂封槽内满铺7～12目石英砂，使其深度符合要求。 (4)调整窑顶拉杆的松紧度。 (5)用空匣钵、废制品或其他填充物(如普通粘土砖坯)，按装车
第一章
隧 道 窑 (5)
陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 （5）
1.6隧道窑的烘烤 砌筑或修理好的窑炉在正常运行前须先烘烤
烘烤目的： 窑体、烟道、烟囱等均匀地加热 均匀地排除其中的水分 均匀地膨胀 防止砌体开裂，确保窑炉使用寿命和安全生产
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 （5） 烘烤要求：
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陶瓷窑炉与设计－－－－第一章 隧道窑 （5）
(4)有计划地推车进窑 温度300℃时，一空一满的交错进车，利用窑车的蓄热加热冷
却带。 窑车可载空匣钵，车上的装载密度比正常的小，逐步增加，最
初车速为每3h一车，逐渐加快。 排烟支闸依次关小(窑头一对最小或全关，靠烧成带一对最大或
全开)。 500℃以上连续进满车，进满车次序应先“模拟车”，后半成