陶瓷隧道窑

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2、窑内输送设备:窑车与窑具 3、排烟系统:包括支烟道、主烟道、烟囱等。 4、燃料燃烧系统:燃料输送管道、燃料预热、燃烧器等。 5、气幕搅动系统:输送风管、风机、及各种调节阀 6、冷却系统:包括急冷、缓冷、快冷。 7、推车系统:为窑车运动提供动力,液压和螺旋推车机 8、窑车回路系统:包括窑内轨道和窑外轨道以及驱动设备.
2、冷却带:
其压力大小直接影响到冷却带前后两端鼓入的冷风和抽走热风的平衡以 及烧成带温度高低和产品质量。 注:急冷气幕要自窑顶及两侧窑墙同时喷入并全面封锁而阻挡烟气。 3、检查坑道: 要点:其压力与窑内接近平衡,即
冷却带车下维持正压 预热带车下维持负压 烧成带在零压附近
隧道窑的设计计算
1.窑体主要尺寸及结构的计算; 2.燃料燃烧及燃烧设备的计算;
3)、循环气幕(与扰动气幕作用相同)
• 是利用轴流风机或喷射泵使窑内烟气循环流动,以达到均匀 窑温的目的。
• 轴流风机装在窑顶洞穴中,叶片不超出拱顶面,机轴后面有 夹道通向侧墙车台面处的吸气口,将同一截面上的烟气抽吸 并自窑顶吹向下部。
4)气氛气幕(结构同封闭气幕) • 位置:位于气氛改变的地方。 隧道窑在950-1050℃处设气氛幕——氧化气幕,即在该处由 窑顶及两侧窑墙喷入热空气,使之与烧成带来的含一氧化碳 的烟气相遇而燃烧成为氧化气氛。 • 说明: (1)气幕的气体量要足够,空气过剩系数在1.5-2.0之间, 空气不 能过多, 以免该处温度过低,氧化反应不完全,引起坯泡。 (2)作为氧化气氛幕的空气温度也不能过低,一般是从冷却带内或 窑顶二层拱中、间接冷却壁中抽出的热空气,再经烧成带 二层拱进一步加热提高温度。 (3)要求整个断面气氛均匀,起分隔气氛的作用,窑顶和两侧 窑墙都设有喷气孔,上部密些,下部稀些,均以90°角喷出。
*最高温度点:一般控制在最末一二对烧嘴之间 *温度的测量:热电偶、光学高温计、辐射高温计及测温锥等。
3、冷却带的温度控制:
分三段
>700℃以前急冷(急冷阻挡气幕) 700-400℃为缓冷段,靠其热风抽出口冷却 400-80℃靠窑尾直接鼓入冷风冷却
二、烧成气氛控制:
烧氧化气氛的窑:其气氛控制是α>1
• 所以不止对一座窑进行标定,对同地区相同类型的窑进行标 定,找出各窑的优缺点,找出最佳化的设计和最佳化的操作 条件,制定标准操作规程,设计标准型的窑炉。 • 热工标定:繁重的工作,重要的工作,定期进行热工标定。
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第三节 隧道窑的自动调节
• 隧道窑是连续性窑,在正常生产的情况下,窑内的温度、 气氛、压力应该稳定。 • 产品种类变更,码坯方法,燃料质量和数量波动,风量改 变,天气关系或地下水影响,使烟囱抽力变化以及工人操 作经验不同等。
预热带(燃烧室之前) 烧成带(设有燃烧室的位置) 冷却带(燃烧室之后)
★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℃
隧道窑的工作系统:
1、产品烧成部分:即窑体部分,设有各种气流进出口。
3.通风设备及其他附属设施计算.
设计隧道窑的要求
• 1.产品质量要好。 • 隧道窑的结构系统、热工测量及调节系统等的设计应能满足 制品烧成制度(温度、压力、气氛)的要求。 • 2.烧成周期要短。 • 设计要尽可能为快速烧成创造条件,使产品实际烧成速度接 近于其理论烧成速度。 • 3.生产产量要大。 • 要合理地确定窑的断面尺寸(长、内宽、内高),满足产量大 的要求。 • 4.一次投资要省。 • 在保证质量的前提下,因地制宜,就地取材,选择经济、高 效的砌体材料和结构。
5)急冷阻挡气幕 位置:急冷气幕设于冷却带始端 作用: 1)坯体在700℃以前应急冷,缩短烧成时间。提高制品质量。 2)阻挡气幕,防止烧成带烟气倒流至冷却带,避免产品熏烟 。 结构:同封闭气幕 说明: (1)急冷气幕的喷入应对准料垛间隙,入窑后能迅速循环, 起到均匀急冷作用。 (2)喷入的冷空气应在不远的热风抽出口抽出,必须调节 好急冷气幕和热空气抽出量,保持平衡,否则会影响窑的正 常操作,并降产品质量。
• 窑内调节的主要参数是温度,其次是气氛。
• 压力调节—保证温度和气氛的稳定。
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隧道窑热工性能的评价 • 陶瓷工业窑炉多是以燃料燃烧为热源的火焰窑炉,其能耗 高低既与产品性质和窑炉类型有关,又取决于燃料燃烧、 气体流动和向物料传热的热工过程。 • 了解陶瓷工业窑炉的热工性能及其间的定量关系,寻求改 进窑炉结构设计与操作控制及降低单位产品的燃料消耗的 方法,从而提高窑炉的热工性能。 • 评价窑炉热工性能,是为了衡量窑炉热利用的技术水平和 经济性。它对进一步改进陶瓷生产工艺,提高窑炉设计水 平,改善热工管理和降低产品能耗等具有重要的意义。
隧道窑的分带:
三带:预热带、烧成带、冷却带。
以窑体长度分
预热带占窑总长的30~45% 烧成带占窑总长的10~33% 冷却带占窑总长的38~46% 预热带的温度范围:室温~950℃ 烧成带的温度范围:950~最高温度 冷却带的温度范围:最高温度~ 制品出窑温度
划分方法 (三种)
以温度为界
按燃烧室设置位置分(常用)
• 注意: *热气体温度应尽量与该断面处温度接近;
*喷出速度应在10m/s以上(国外>100m/s) *作为搅动气幕的热气来源可以是烟道内的烟气,烧成带窑顶
二层拱内的热空气或冷却带抽来的热空气。 *气流喷出角度可以90℃垂直向下,也可以120-180℃喷入。 • 现代隧道窑在预热带靠近烧成带附近设置高速调温烧嘴来代 替搅动气幕。烧嘴喷出的气体可以调节到该处所需的温度, 达到快速烧成。
烧还原气氛的窑:在烧成带前一小段要控制氧化气氛,后一大段控制还原 气氛,用氧化气氛幕来分隔二段。
气氛的控制与温度的控制密切相关。 三、各带的压力控制: 压力制度保证温度和气氛制度的实现。 1、烧成带: 核心:控制烧成带两端的压力稳定。 要点:烧成带维持零压附近。 从预热带的负压→冷却带的正压,要经过烧成带的零压面,该面位置十分重要,分 为: a、烧煤气、烧油或炉栅下鼓风烧煤的窑:控制在预热带和烧成带的交界面处; b、靠烟囱抽风烧煤的窑(炉栅下不鼓风):控制在烧成带1、2对或2、3对或烧成 末;

6、冷却系统:
自然冷却 强制冷却 7、附属设备: 即窑车运行所需的机械设备。 现代隧道窑自动运行系统包括: 窑头油压推车机 电动托车 链式进窑机 直接冷却 直接和间接冷却
链式出窑机
步进回车机
(二)隧道窑的工作原理
火焰隧道窑
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火焰隧道窑的工 作原理
(2)隧道窑内传热 A、对流传热 Q=αc (t-tm)F B、辐射传热 Q=5.67εεm*(T/100)4-(Tm/100)4] ▲传热:低温下以对流传热为主,高温下以辐射传热为主
封闭气幕 搅动气幕 循环气幕
组成
氧化气氛幕
急冷阻挡气幕
1)、封闭气幕: 在预热带窑头,将气体以一定的速度自窑顶及两侧墙喷入,形成一道所帘以阻挡冷空气 漏入窑内。 2)、搅动气幕: 位于预热带,一般设置2-3道扰动气幕 作用:减少预热带气体分层。 气体分层原因:预热带处于负压,易漏入冷风,冷风密度大,迫使热气体向上。 气体分层结果:导致上下温差可达300-400℃。延长预热时间,降低窑的产量,增加燃料 消耗。
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操作控制
温度、气氛、压力三个部分的控制
一、各带的温度控制: 1、预热带: * 满足预热升温曲线以保证均匀的加热制品,从制品入窑起到第一对燃烧室止,其中 控制约500℃以及末端约900℃的温度稳定。 * 测量:用热电偶测量窑顶温度近车台面温度 * 控制手段:调节烟气总闸、排烟支闸以及各种气幕。 总闸:开度大小影响预热带负压、漏入空气多少、气体分层、上下温差
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隧道窑(窑车 式 ) ★按温度分类
低温隧道窑1000~1350℃ 普通隧道窑1350~1550℃ 高温隧道窑1550~1750℃ 超高温隧道窑1750~1950℃ ★按燃烧装置布置形式分类 顶部加热式 底部加热式 侧面加热式(最常见)
隧道窑工作系统及结构
隧道窑工作系统(工作流程)指窑内气体输送系统。 一、工作系统及分带: 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
相对即两侧燃烧室相对称布置
相错即两侧燃烧室略有错开(以半个到一个车位为宜)
#一排还是二排: 一排布置时接近车台面处;烧气且用棚板装车时,分两层布置。 2)烧煤、烧重油、烧煤气的燃烧室: 3)烧嘴: 现代隧道窑采用液体和气体燃料,多用高速烧嘴,其焰气喷出速度为70-100m/s。 * 特点: a焰气以高速直接喷向物料表面,可减薄物料表面的气体层流底层,增大传热速率, “冲击加热”。 b其焰气可带动周围的烟气在窑内循环,形成强烈的搅拌,使窑内温度和气氛均匀,强 化传热,提高产量和质量。
排烟机和烟囱:为排烟系统的最后设置,或只有烟囱而没有排烟机。 其阻力计算:自窑内零压面算起,经料垛,排烟口,支烟道,主烟道至烟囱底 部的全部压力。
5、气幕、搅动循环装置: 窑内气体产生分层的原因:预热带处于负压,易漏入冷空气而沉在下部,热气体在其 上而产生分层现象。 措施:用气幕或循环装置。 气幕:在窑横断面上,自窑顶及两侧窑墙上喷射多股气流进入窑内,形成一片气体帘 幕。
• 设计时是为了求得每小时的燃料消耗量,以便设计燃烧室, 选择烧嘴,并进行通风设备的计算和选型。
• 热工标定进行的热平衡计算,目的是为了衡量设计是否合理,
操作是否正常,热耗的分布如何,有无改进之处等。
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• 注意:如果热收入和热支出达不到平衡,应考虑测定的数据 有错误,或选点不恰当,数据没有代表性,要重新考虑,全 面衡量。 • 热工标定是为了判断一座窑设计或操作是否合理。
2)、窑具: 窑具是窑车车面以上装载制品的辅助用具。 匣钵,棚板和立柱。 3、燃烧设备:燃料种类
燃烧室 烧嘴 其他附属设备
1)、燃烧室的布置: #集中或分散:若采用1-2对燃烧室时称集中布置。若采用10或更多的燃烧室时称分散 布置。 一般小断面的短隧道窑,设1-2对燃烧室 大断面的长隧道窑,设5-8对燃烧室 #相对还是相错:
二、隧道窑的结构:
窑体 窑内输送设备
燃烧设备
通风设备
1、窑体:由窑墙和窑顶所组成 窑墙:作用 窑顶:作用
现代隧道窑:多采用平吊顶,用异形砖砌筑窑顶,其 下沿为平顶或近似平顶。
检查坑道: 窑门:旧式隧道窑窑头及窑尾都设有窑门,防止窑头漏入冷 空气和窑尾漏出冷风。 2、窑车及窑具: 1)、窑车:用来运载制品,窑车在窑内构成封闭的活动窑 底,窑车由金属车架及其上耐火材料组成。
4、排烟系统: 由排烟口、支烟道、主烟道、排烟机及烟囱等 排烟口的布置:隧道窑预热带设置分散的排烟口,易控制各点的烟气流量,保证烧 成曲线,可减少气体分层现象。 其布置是自进窑第二车位起,每车布置一对排烟口,其地段约占预热带全长的70%。 排烟口可设置得多些。 支烟道和主烟道:在排烟口底下,支烟道起联接排烟口和主烟道的作用,主烟道汇 集各支烟道的烟气送进烟囱。
• 隔焰隧道窑 • 多通道隧道窑 • 推板式隧道窑
• 辊底式隧道窑
• 步进式隧道窑 • 气垫窑
第二节 隧道窑的热工标定
• 热工标定是按热平衡要求,对隧道窑进行全面的热工测量, 核对热收入和热支出是否平衡。 • 设计时的热平衡计算和热工标定时的热平衡计算:计算步骤 和方法完全相同,标定时各个参数已测出,不必假定。
排烟支闸:分配各段的烟气,以满足各点的温度要求。分预热带 末端和窑头两种支闸板。 减少预热带上下温差的措施: ①用封闭和搅动气幕;②窑车接头处要严密不漏气;③合理的码 垛。
2、烧成带的温度控制: 实际燃烧温度 控制两点
最高温度点
*实际火焰温度: 应高于制品烧成温度的50-100℃,火焰温度的控制是调节单 位时间内燃料消耗量和空气配比。
• 5.生产成本(特别是燃料消耗)要低。 • 既要考虑节约材料及造价,又要减少热损耗,充分利用余热、 • •
• •
废热等。 6.操作条件要好。 要充分考虑到工人操作的安全和方便。 7.要有一定的灵活性。 陶瓷工厂中的产品品种、规格常常变化,所以要适当地考虑 到烧成制度、装载方法等变化的可能性。
其他类型隧道窑
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