无机非金属材料热工设备简介
热工设备
1.原有化合物化合键破坏2.新材料化合键重组3.新材料制品成型4.新材料化合键合成5.新材料制成。
1.必须在设备结构上满足热制备工艺过程要求2.必须在热工制度上..3.在自动控制上和调节上… 间歇式、连续式制备与生产过程都要经过高温阶段（即需要热制备过程）。
5. 无机非金属材料通常是通过离子键、共价键或离子-共价混合键构成。
6.无机非金属材料、有极高分子材料、金属材料并列为三大基础材料。
7.窑业材料-硅酸盐材料-无机非金属材料是我国对材料认识的几次飞跃。
窑炉9.热工设备：产生热量、利用热量的设备。
是一些高温结构空间即在这些空间内能够用加热的方法，按工艺要求的烧成制度，使原料、生料或生坯经过一系列物理化学变化后成为熟料或产品。
1.普通烧制方法（固相烧结、液相烧结、熔化三种具体烧制方法）、高技术制备方法（材料的“放电等离子体烧结”、微波烧结、激光烧结、热压烧结、热等静压制备、自蔓延高温合成、活化烧结、真空烧结、爆炸烧结、气氛烧结、活化热压烧结）其本质是在物料温度低于熔化温度的高温条件下，物料内部产生致密化的过程。
是在高温阶段将物料的气孔排除，使气孔率下降、物料颗粒之间粘合、物料收缩产生致密化、晶界移动、烧结体强度、化学稳定性提高，可以有部分固相反应存在，也允许有晶型转变以及固溶体存在，但不出现液相。
是在高温烧结阶段除了固相烧结的特征外，还会有部分液相出现，其产品中也有玻璃相存在。
除原料的前期处理和烧制品的后期处理阶段，大体都经过预热、烧成、冷却三阶段。
水泥：生料制备-干燥预热-碳酸盐分解-固相反应-烧结反应-冷却-熟料。
陶瓷：生坯体-干燥预热-脱水分解-晶型转变区域-坯体内气体排出-烧成保温-冷却。
玻璃：石英砂、纯碱、长石粉碎-池窑-池窑进料口-干燥预热熔化-调整静置-出料口-成型（锡槽）对于稳定的系统输入热量之和等于输出热量之和是构成窑炉高温空间的窑体材料。
包括耐火材料（粘土砖、高铝砖、镁质砖及浇注料）、保温材料、围护结构材料。
3.1 隧道窑与辊道窑
要求：
（1）作为搅动气幕的热气体温度应尽量与该断面处温度相近， 否则易使窑内局部温度下降造成制品炸裂。
（2）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。喷出速度应 在10m/s以上才起作用。 （3）气流喷出角度可以使90℃垂直向下，也可以120-180℃ 角度喷入。 现代隧道窑在预热带靠近烧成带的一端附近设置高速调温烧 嘴来代替搅动气幕。其喷出速度大，烧嘴喷出的气体温度可 以调节到该处所需的温度，达到快速烧成。
无机非金属材料热工设备—陶瓷部分
＊ 烧嘴的调节：调节燃气和空气的流量来控制 烧嘴的燃烧过程，以达到烧成工艺所需的最佳参 数（温度、气氛等）。
无机非金属材料热工设备—陶瓷部分
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，以随焙烧制品的变动而进行调节。 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。
无机非金属材料热工设备
——陶瓷部分
主讲 李小雷
Email: lixl@
材料类专业课程
绪
论
• 一.烧成在陶瓷生产中作用和地位
• 二.烧成设备 • ——各种窑炉
三.窑炉的发展历程
• 1．古代陶瓷窑炉（1850年前）
• ※距今5000年前（竖穴窑和横穴窑）1200℃ 氧化焰 → • ※距今2500年前 战国时代 南方（龙窑）北方（馒头窑）
变化的规律。
③ 压力制度：窑内气体压力随时间（或位置）变化的规律。
无机非金属材料热工设备(姜洪舟版)全书配套课件
水泥生产的过程是要经过“二磨一烧”：即生料磨，水泥 窑 和水泥磨。其中水泥窑系统是将水泥生料在高温下烧成为 水泥熟料的热工设备，是水泥生产中的一个极为重要的关键环 节。
水泥熟料的烧制过程： 预热阶段(室温～900℃)：生料中残余水的排除，500 ℃结构水
排出，随着生料升温，少量MgCO3分解。
根据窑头空气量进行计算：
V1K V2 K VLOK M yrVa0
2.2悬浮预热器——旋风筒
2.2.1旋风预热器的工作原理
(1)生料粉在废气中分散与悬浮
(2)气、固之间换热 （在联结管道内完成） (3)气、固相的分离，生料粉的收集 （在旋风筒内完成）
2.2悬浮预热器——旋风筒
向下旋转的气流——被称为 外旋流。 向上旋转的气流——被称为 内旋流。 旋风筒内的流畅是三维流场： 切向分速度、径向分速度、轴 向分速度
10000 ( L1 L2 ) e (%) L1 (100 L2 )
（2）真实分解率: 生料在预热器内预热和分解的真实数据,不考虑飞灰对所取 样品分解率的影响.
et e 100m fh (e fh e)(100 L1 ) 10000 L1e fh (%) e 100m fh (100 L1 )(L2 L fh ) L1 (100 L2 ) (%)
燃烧带单位截面面积、单位时间内所承受的热量 Q yr qA ( kJ / m 2 h) Di2 4
3）回转窑内燃烧带的表面热力强度（燃烧带的表面热负荷)
燃烧带单位表面面积、单位时间内所承受的热量
qF Qyr (kJ / m 2 h)
Di Li
4）回转窑内燃烧带的容积热力强度（燃烧带的容积热负荷) 燃烧带单位容积、单位时间内所承受的热量
无机非金属材料热工设备课程综述
无机非金属材料热工设备综述第二章新型干法水泥回转窑系统1、新型干法水泥回转窑系统以悬浮预热和窑外分解为技术核心。
2、分解炉的主要目的是增产。
3、分解炉按主气流的运动形式分为四种基本形式：旋流式、喷腾式、悬浮式及流化床式。
4、窑外分解窑的优点：1、结构方面：在悬浮预热器和回转窑之间加了一个分解炉，分解炉高效地承担了原来主要在回转窑中的碳酸钙的分解任务，这样可以缩短回转窑，从而减少回转窑的占地面积，减少可动设备数和降低回转窑的成本。
2、热工过程方面：分解窑是预分解窑的第二热源，将传统上燃烧全部加入窑头的作法改为小部分加入窑头，大部分燃料加入分解炉，这样有效改善了整个窑炉的热力分布，有效减轻了窑中的耐火材料的热负荷，减少了高温下产生的氮氧化物，有利于保护环境。
3、工艺过程方面：将熟料烧成过程中热耗最大的部分转移到分解炉中，由于燃料和生料高度分散，所以燃料燃烧产生的热能快速的传给生料，于是，燃烧，换热和碳酸钙的分解都的到了优化，水泥工艺的烧成更加完善，熟料的产量、回转窑的单位容量、单机产量都得到了提高，热耗也因此有所降低。
缺点：窑外预分解窑的流体阻力大，电耗高，基建投资大，对原料燃料有一定的限制。
1.5 为什么悬浮预热器系统内气、固之间的传热效率极高？为什么悬浮预热器系统又要分多级串联的形式？答：（1）生料粉粉进入管道后，随即被上升的气流所冲散，使其均匀的悬浮于气流当中。
由于气、固之间的换热面积极大，对流换热系数也较高，因此换热速度极快。
（2）在管道内的悬浮态由于气流速度较大，气固相之间的换热面积极大，所以气固相之间的换热速度极快，气固相在达到动态平衡后，再增加气固相之间的接触面积，其意义已经不大，所以这时只有实现气固相分离进入下一级换热单元，才能起到强化气固之间传热的作用。
1.6 在旋风预热器系统中，旋风筒的作用是什么？气固相之间的换热主要是发生在连续各级旋风筒的管道内还是发生在旋风筒内？答：作用：完成气固相的分离和生料粉的收集。
无机非金属材料热工设备重点
无机非金属材料热工设备重点1，无机非金属材料与有机（高分子）材料、金属材料并列为三大基础材料。
除了这三种基础材料以外，材料的另一个重要分支就是基于这三大基础材料而发展迅速的复合材料。
（P3）2，热工设备的主要代表就是：窑炉。
（P3）3，烧结的本质就是在物料温度低于融化温度的高温条件下，物料内部产生致密化的过程。
（P4）4，热工设备主要是指窑炉，窑炉是一个能够产生高温的空间，构成这个空间的窑体材料叫做：筑炉材料，显然筑炉材料包括耐火材料、保温材料、普通建筑材料。
（P9）5，新型干法水泥回转窑系统是以“悬浮预热”和“窑外分解”技术为核心。
（P19）6，“二磨一烧”：生料磨、水泥窑和水泥磨。
（P19）7，P20 图2.1 NSP窑系统的流程图（a）和（b）要求：注解物料流程新型干法水泥回转窑：预热器系统，分解炉，回转窑，熟料冷却机，燃料燃烧器。
8，整个系统内燃料燃烧所需要的助燃空气被分成三部分：第一部分来自窑头的鼓风机，被称为：一次空气（或称：一次风），其主要作用是：携带从窑头煤粉舱下来的煤粉经喷煤管高速喷入回转窑内高效燃烧来保持喷出的火焰有一定的“刚度”(平、顺、直)。
另外两部分的助燃空气则是来自于水泥熟料冷却机内的预热空气，它们分别被称为：二次空气（或称：二次风）和三次空气（或称：三次风）。
二次空气是从窑头进入回转窑内成为窑头煤粉燃烧的主要助燃空气。
三次空气则是通过专门设立的三次风管进入分解炉而成为分解炉内煤粉燃烧所需的助燃空气。
在这三种空气中，二次空气和三次空气的预热温度不受限制，越高越好；而一次空气不允许被预热，否则温度较高的一次风会使煤粉中的挥发分在喷煤管中提前逸出，从而有可能造成煤粉爆炸的事故。
（P21）9，新型干法水泥回转窑系统的两个主要评价指标：一是产量；二是热耗。
即：产量是否达标（产量是否高于设计产量）；热耗是否达标（热耗是否低于设计热耗）。
（P21）10，表观分解率e：是指从窑尾入窑的下料管中取料样，经测定其烧失量后计算而得到的分解率。
无机非金属专业设备讲解
粉碎机械概述一、粉碎过程固体物料在外力作用下，克服了内聚力，使之碎裂的过程，称为粉碎过程。
基本的粉碎方式有（a）挤压粉碎；物料夹在两个工作面之间，由于工作面施加逐渐增大的静压力而粉碎（b）冲击粉碎；物料夹在两个作相对运动的工作面，靠运动的工作面对物料磨擦时所施的剪切力，或者靠物料彼此之间摩擦时的剪切作用而使物料粉碎（c）摩擦剪切粉碎；高速运动的粉碎体对被粉碎物料的冲击和高速运动的物料向固定壁或靶的冲击（d）劈裂粉碎等。
物料搁在尖棱工作体间受尖劈楔入，物料因拉应力而粉碎二、粉碎模型①体积粉碎模型整个颗粒均受到破坏，粉碎后生成物多为粒度大的中间颗粒。
随着粉碎过程的进行，这些中间颗粒逐渐被粉碎成细粉成分。
冲击粉碎和挤压粉碎与此模型较为接近②表面粉碎模型在粉碎的某一时刻，仅是颗粒的表面产生破坏，被磨削下微粉成分，这一破坏作用基本不涉及颗粒内部。
这种情形是典型的研磨和磨削粉碎方式。
③均一粉碎模型施加于颗粒的作用力使颗粒产生均匀的分散性破坏，直接粉碎成微粉成分粉碎系统一、分类(a)为简单的粉碎流程；(b)为带预筛分的粉碎流程；(c)为带检查筛分的粉碎流程；(d)为带预筛分和检查筛分的粉碎流程被粉碎物料的基本物性一、强度材料的强度是指其对外力的抵抗能力，通常以材料破坏时单位面积上所受的力来表示，单位为N/m或Pa。
二、硬度硬度表示材料抵抗其他物体刻划或压入其表面的能力，也可理解为在固体表面产生局部变形所需的能量三、易碎(磨)性所谓易碎(磨)性即在一定粉碎条件下，将物料从一定粒度粉碎至某一指定粒度所需要的比功耗，即单位质量物料从一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的能量，四、脆性五、材料的韧性材料的韧性是指在外力的作用下，塑性变形过程中吸收能量的能力。
颗粒的几何形态特性一、粒度1、粒度是表示颗粒尺寸大小的几何参数，是颗粒在空间范围所占大小的线性尺度。
球形度φ(Carman 形状因数) ：一个与待测的颗粒体积相等的球形体的表面积与该颗粒的表面积之比2、累积分布把颗粒大小的频率分布按一定方式累积，便得到相应的累积分布。
4.2 无机非金属材料热加工方法简介
4．2．2．3微波煅烧
微波煅烧的特点：烧成温度高，应用 温度可达2200 ℃；升温速率快，最快达 1400℃/min；加热方式为体加热。
应用：目前以烧结陶瓷为主，在实验 室的研究报告和较小型的商业特种陶瓷产品 中均显示了良好的研究结果，烧出了具有各 种优良性能的陶瓷制品。
利用微波辐射下几个水泥品种矿乡形 成机理进行了研究，并取得了令人满意的结 果。
这两种方法主要用于煅烧水泥或石 灰。
1．旋风烧成法 2．沸腾烧成法
4．2．2．2热压烧成
热压烧成法用于陶瓷的生产。
热压是在加压和加热的条件下，使成型 和烧成同时完成的新工艺。
按加压方式的不同可以分为一次热压、 两次热压、多次热压以及间断热压和连续热 压等几种。 热压工艺的特点 高温等静压烧成工艺的最大特点
率较低；二是实际物质反应热耗高于理论热耗。 ——设备庞大； ——环境污染严重，这主要包括气体污染、粉尘污染及噪
声污染。其中以水泥生产尤为严重。
4.2.1.3传统热加工中所使用的主要设备
隧道窑、辊道窑、倒燃窑、池窑、马蹄形窑、 坩埚窑、回转窑、立窑、立波尔窑等，由于对生产 产品品种、质量要求等因素的要求不同，所使 用 的热加工设备不同。
回转窑、立窑、立波尔窑是水泥生产的主要热 加工设备；
池窑、马蹄形窑、坩埚窑是玻璃生产的热加工 设备；
隧道窑、辊道窑、倒燃窑等是陶瓷生产的主要 热加工设备，也可用于特种水泥、墙体砖、广场砖 的生产。
4．2．2近代热加工方法与设备
利用极高的升温速度即热活化的快速煅烧或烧 成方法，可以使生料或生坯的预热、分解、固相 反应与固液相反应各阶段基本上趋于重叠。这样， 晶格破坏与物质的无定形化，使分解产物和形成 的矿物中间相具有很大的活性，降低反应活化能。
无机非金属热工设备温习资料
无机非金属材料：通过离子键、共价键和离子-共价混合键组成。
热工设备的先进性要紧体此刻：热效率高、单位产品热耗和电耗低、人力本钱低、机械化和自动化程度高、生产的平安系数高、科学治理水平高、安装操作简单方便。
无机非金属的热制备方式：一般烧制方式和高技术制备方式。
热工设备分为：间歇式和持续式。
水泥工业的进展趋势：大型化、高度自动化、指标先进化、清洁生产化、循环经济化。
水泥：一种细磨材料，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一路的水硬性胶凝材料。
回转窑的五个重要性能指标：发烧能力，燃烧带的截面、表面、容积热力强度，燃烧带的空气多余系数。
一样取~。
碳酸盐分解反映有何特点：缩核型强吸热气固反映；烧失量大阻碍碳酸盐分解速度的因素：1石灰质原料的活性和物理性质;2生料中粘土质组分的性质3生料细度和颗粒级配4生料悬浮分散程度5窑系统的CO2分压6温度水泥熟料的形成进程：1生料的干燥；2生料的脱水；3硅酸盐分解时期；4固相反映进程；（5）1250 ~1280℃，有液相形成；6水泥熟料烧成时期7水泥熟料冷却时期；硅酸盐分解反映机理：1）气流向颗粒表面的传热进程；2）热量由表面以热传导方式向分解面传递进程；3）碳酸盐在必然温度下吸热，进行分解并放出CO2的化学进程；4）分解出的CO2，穿过CaO 层面向表面扩散的传质进程；5）表面的CO2向周围介质气流扩散进程。
（熟料的形成热一样为：1675--1755 Kj/kg ）形成热：生料在加热进程中发生了一系列物理化学转变，将全进程的总吸热量减去总放热量，由0℃的干生料在没有任何热量损失和物料损失的情形下，烧成1Kg熟料所需的净热量。
预分解窑与其他类型水泥窑有何区别：1结构：在悬浮预热器与窑之间增设一分解炉。
2热工方面：分解炉是预分解窑系统的“第二热源”炉与窑的燃料比为6：4。
3工艺方面：碳酸盐分解的吸热进程、燃料的燃烧在分解炉内以悬浮状态下进行。
无机非金属材料热工设备简介(PPT 82页)
玻璃工业热工设备
西南科技大学材料学院
主要发展方向归纳在以下几点
薄型浮法玻璃生产与加工 建筑用节能玻璃加工应用 功能薄膜玻璃新产品生产加工及应用 薄型防弹、防盗玻璃加工及应用
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3.0.2.玻璃概念及生产工艺过程
• 玻璃：由熔融物冷却硬化而得到的非 晶态无金属材料。
1 玻璃熔制部分 1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
• 投料机的布置：
侧面加料；
正面加料;（浮法窑用）
特点：
（a)螺旋式投料机
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1 玻璃熔制部分 1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
正面加料
(b)垄式投料机
(c)振动式投料机
(d)辊筒式投料机
特点（b)料粉成垄状，料层不均匀。 （c)加料面宽，料层薄。
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1 玻璃熔制部分
1.3 分隔装置
分布在池窑熔化部和冷却部之间的装置
玻璃液分隔装置 包括 气体空间分隔装置 (1) 玻璃液的分隔装置
❀作用：改善玻璃液的质量 ❀分类：深层和浅层
深层：凡将窑池高度隔断一半以上或者分隔设备的通道 的横断面积小于熔化部池窑横断面积的20%者；
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• 浮法玻璃退火窑辊道技术：在退火窑热端 解决“辊印”问题，冷端解决金属辊硫化物 和锡等附着物。 • 一窑多线：一窑生产两种以上的品种， 英国皮尔金顿发明了一窑三线。
• 计算机模拟技术在玻璃工业中的应用
• 节能工业技术
• 环保技术
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浅层：不符合上述者为浅层。 平板玻璃池窑常用
无机非金属材料热工设备简介
无机非金属材料热工设备简介1. 引言无机非金属材料在热工设备中扮演着重要角色，广泛应用于许多工业领域，如能源、冶金、化工等。
本文将对无机非金属材料热工设备进行简要介绍，包括定义、分类、特性及应用领域等方面进行讨论。
2. 定义无机非金属材料是指由非金属原子组成的材料，其晶体结构稳定，不含可熔化的金属原子。
常见的无机非金属材料包括陶瓷、氧化物、复合材料等。
3. 分类根据无机非金属材料的组成和特性，可以将其分为以下几类：3.1 陶瓷材料陶瓷是指以无机非金属材料为主要成分制成的材料。
陶瓷材料具有高硬度、高熔点、化学稳定性好等特点，广泛应用于高温热工设备中的隔热层、耐火材料、陶瓷涂层等方面。
3.2 氧化物材料氧化物是由金属元素与氧元素形成的化合物，具有良好的绝缘性能和耐高温性能。
常见的氧化物材料包括氧化铝、氧化钇、氧化锆等。
这些材料通常用于热工设备中的绝缘层、耐火材料等领域。
3.3 复合材料复合材料是由两种或多种不同种类的材料组合而成的新材料，其中无机非金属材料起到重要作用。
复合材料具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于热工设备的结构件、管道等部件。
4. 特性无机非金属材料具有以下几个主要特性：4.1 高温稳定性无机非金属材料具有良好的高温稳定性，能够在高温环境下保持结构的稳定性和性能。
4.2 耐腐蚀性无机非金属材料通常具有较好的耐腐蚀性，能够抵御酸、碱、溶剂等对材料的侵蚀。
4.3 绝缘性能无机非金属材料具有良好的绝缘性能，能够隔绝电流和热量的传导，被广泛应用于电力设备和高温热工设备的绝缘层。
5. 应用领域无机非金属材料在热工设备中有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：5.1 能源领域无机非金属材料可用于太阳能电池、燃料电池等能源设备中，提高能源转换效率。
5.2 冶金领域无机非金属材料在冶金设备中起到隔热、耐火等作用，如高炉内隔热材料、铸造模具等。
5.3 化工领域无机非金属材料可用作化工设备的耐腐蚀材料，如化学反应器、储罐等。
热工设备_
而将两个烧制过程合二为一的 烧制工艺称为：一次烧成。凡一次 烧成的陶瓷制品或尽管是二次烧成 ，但釉烧温度要高于素烧温度的陶 瓷制品称为：Porcelain；凡需经过 二次烧成，而且素烧温度高于釉烧 温度的陶瓷制品则称为：Chinaware 或china。
传统陶瓷窑已经基本上被淘 汰，而连续式的隧道窑在大批量 烧成陶瓷产品（包括微晶玻璃） 以及烧成耐火材料（包括砖、瓦 等建筑材料）等方面表现出巨大 优势。对于很多陶瓷产品的烧成 ，辊道窑具有比隧道窑更为先进 的性能。所以本章的学习重点是 隧道窑和辊道窑。
4.1 隧 道 窑
隧道窑（Tunnel Kiln）为窑车式隧道 窑的简称，1887年法国人Faugeron成功地 将其用于烧制陶瓷。经过不断改进，隧道 窑已经成为现今陶瓷制品（包括微晶玻璃 ）以及烧结型耐火材料制品、还有砖、瓦 等建筑材料的主要烧成设备。就隧道窑本 身而言，也有很多种类型。如果按照隧道 窑不同特征分类，在教材上如表4.1所示。
从广义上来讲，陶瓷是指由 金属元素、非金属元素的化合物 所组成的多晶体固体材料。这个 广义上的陶瓷定义实际上就是本 教材绪论中所提到的“硅酸盐材 料”，也就是现在已经扩展后的“ 无机非金属材料”，它的英语名 称是：Ceramics。
从狭义上来讲，陶瓷包括普通 陶瓷与特种陶瓷。普通陶瓷（简称 ：普陶）主要包括：日用陶瓷（包 括艺术陶瓷）、建筑陶瓷（包括卫 生陶瓷）、工业陶瓷（有绝缘电瓷 、化工用瓷等）这三大类传统陶瓷 产品；而特种陶瓷（简称：特陶， 也被称为：技术陶瓷、先进陶瓷、 精细陶瓷、新型陶瓷等
无机非金属材料热工设备重点
无机非金属材料热工设备重点1，无机非金属材料 与 有机（高分子）材料、金属材料 并列为三大基础材料。
除了这三 种基础材料以外，材料的另一个重要分支就是基于这三大基础材料而发展迅速的复合材料。
（P3）2，热工设备的主要代表就是：窑炉。
（ P3）3， 烧结的本质 就是在物料温度低于融化温度的高温条件下，物料内部产生致密化的过 程。
（P4） 4，热工设备主要是指窑炉，窑炉是一个能够产生高温的空间，构成这个空间的窑体材 料叫做： 筑炉材料 ，显然筑炉材料包括耐火材料、保温材料、普通建筑材料。
（ P9）5，新型干法水泥回转窑系统是以“ 悬浮预热 ”和“ 窑外分解 ”技术为核心。
（ P19） 6，“二磨一烧”： 生料磨、水泥窑和水泥磨。
（ P19）7, P20图2.1 NSP 窑系统的流程图 （玄）和（b ）要求：注解物料流程新型干法水泥回转窑：预热器系统，分解炉，回转窑，熟料冷却机，燃料燃烧器。
8，整个系统内燃料燃烧所需要的助燃空气被分成三部分： 第一部分来自窑头的鼓风机， 被称为： 一次空气 （或称：一次风） ，其主要作用是：携带从窑头煤粉舱下来的煤粉经喷煤 管高速喷入回转窑内高效燃烧来保持喷出的火焰有一定的“刚度” （平、顺、直 ）。
另外两部 分的助燃空气则是来自于水泥熟料冷却机内的预热空气， 它们分别被称为： 二次空气 （或称： 二次风）和 三次空气 （或称：三次风） 。
二次空气是从窑头进入回转窑内成为窑头煤粉燃烧 的主要助燃空气。
三次空气则是通过专门设立的三次风管进入分解炉而成为分解炉内煤粉燃 烧所需的助燃空气。
在这三种空气中， 二次空气和三次空气的预热温度不受限制， 越高越好； 而一次空气不允许被预热，否则温度较高的一次风会使煤粉中的挥发分在喷煤管中提前逸 出，从而有可能造成煤粉爆炸的事故。
（P21）9，新型干法水泥回转窑系统的两个主要评价指标：一是 产量；二是 热耗 。
即：产量是 否达标（产量是否高于设计产量）；热耗是否达标（热耗是否低于设计热耗）。
无机非金属材料生产设备
压制成型机的分类
应用领域
根据压制方式可分为机械压制成型机和液压 压制成型机；根据自动化程度可分为手动、 半自动和全自动压制成型机。
广泛用于陶瓷、耐火材料、磨料等无机非金 属材料的生产。
注浆成型机
设备结构
主要包括注浆系统、模具、脱模机构、控 制系统等。
A 工作原理
将浆料注入到模具内，通过重力或 外加压力使浆料在模具内均匀分布
圆锥破碎机
适用于中、细碎破碎，具 有高效、节能、耐磨等特 点。
振动筛
通过振动将破碎后的原料 按粒度大小进行筛分，实 现分级。
配料与混合设备
自动配料系统
根据生产需求，自动完成 各种原料的精确配料。
混合机
将配料后的原料充分混合 均匀，确保产品质量稳定。
搅拌器
用于在混合过程中加强原 料的搅拌和混合效果。
电热元件窑炉
利用电热元件发热对物料进行加 热，温度控制精确，适用于高纯
度材料生产。
冷却装置
自然冷却
01
利用周围环境对物料进行自然冷却。
强制冷却
02
通过风扇或冷却水等方式对物料进行强制冷却，提高生产效率。
缓冷装置
03
在冷却过程中控制冷却速度，避免物料因快速冷却而产生裂纹
等缺陷。
05
表面处理与检测设备
机械安全装置
在易发生机械伤害的部位设置防护罩、 安全门等装置，防止人员受到机械伤 害。
自动化控制系统
采用PLC、DCS等自动化控制系统， 实现对生产设备的远程监控和自动化 控制，提高生产安全性。
07
设备选型、维护与保养策略
设备选型原则及建议
01
02
03
04
适应性原则
热工设备玻璃部分-第二章玻璃池窑
（2）、熔化区的宽度 应该让火焰充分燃烧，大型浮法窑达10 以上。 一般都是随窑的的规模增大而增加。 如果窑池太宽：造成沿窑池宽度上温度分布不均 匀；窑碹的横推力增大，影响窑碹的结构强度； 火焰空间分隔设备安置较困难。 如果窑池宽度太小：火焰容易烧到对面的小炉和 蓄热室，使它们过早损坏，而窑池内的配合料却 因火焰未能充分燃烧而熔化缓慢，甚至熔化不好。 根据文献及统计资料和生产工艺要求有如下计算 宽度的公式： B=0.0075×G＋6.75 其中：G—为窑池的生产能力，即每昼夜能熔化 好的玻璃液量，吨/天；
ห้องสมุดไป่ตู้
熔化率是熔窑的一项重要技术经济指标，它反映 出单位熔化面积熔化能力的大小，同时又是一项 综合性的指标，可以反映整个熔化作业的水平。 选取原则为——平均、先进，还要留有余地 下表列出了我国目前的熔化率经验数据。
（1）熔化面积确定 首先按国家规定，熔化面积的算法必须一致，以 便各种玻璃池窑的熔化率进行比较。对于平板池 窑熔化面积，是从前脸墙算到末对小炉中心线后 一米处。这是指火焰能够覆盖的熔化部的部分面 积。 熔化部面积是指熔化部长×宽的面积。熔化部的 面积应计算至卡脖前为止。
A、熔化部窑池的基本尺寸
熔化部窑池基本尺寸包括：长度、宽度、 熔化面积、深度 。熔化部的尺寸应符合所 规定的该窑熔化能力，以求配合料在窑池 中有足够的逗留时间来进行熔化、澄清、 均化等。 熔化率的确定 玻璃池窑每平方米熔化面积，每昼夜所熔 化的玻璃液量称为熔化率。 单位是： 吨/（㎡· 天） ， 一般用“K”表 示。
无机材料热工设备
无窑
升焰式圆窑
龙窑
梭式窑
方窑
阶级窑
车式隧道窑
景德镇窑
辊底隧道窑
2020/3/11
窑炉的发展
木柴
煤
机械通风
气体燃料 液体燃料
大型连续 生产窑炉
2020/3/11
陶瓷的发展
➢原始瓷尊 西周 ➢高17.3厘米 口径 16.3厘米 底径11.3 厘米 ➢安徽省屯溪飞机场 M1出土 ➢安徽省博物馆藏
2020/3/11
2020/3/11
5、1050-1200 ℃阶段 作用：还原阶段 注意： ➢燃烧产物含有2-4%一氧化碳 ➢一氧化碳能将氧化铁（褐黄色）还原成
氧化亚铁（青色），坯体白里泛青 ➢含铁少，含钛较高，应在氧化气氛中烧
成
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6、1200-1300 ℃阶段 作用：烧结阶段 注意： ➢出现玻璃相 ➢通过烧成段的时间由氧化、还原和烧结
5）镁砖 ➢ 成分：含MgO：80～85％ ➢ 分类：烧结镁砖和不烧镁砖 ➢ 方法：烧结镁砖是用煅烧良好、组织均匀的烧
结镁石作原料，用亚硫酸纸浆废液作粘合剂， 加压成型后，在1600～1700 ℃烧成。不烧镁砖 是将烧结镁砂加卤水(含水氯化镁)捣打而成 ➢ 特点：是碱性耐火材料。镁砖耐火度甚高，一 般超过2000 ℃ ，荷重软化点低，1500 ℃就开 始软化，热稳定性不好
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3）高铝砖： ➢ 成分：含Al2O3 46％以上。 ➢ 方法：以天然高岭石和含水铝氧石(波美石，水铝石)为
主要矿物组成的高铝矾土为原料，在1450～1500 ℃左 右烧成。 ➢ 特点：高铝砖的耐火度及荷重软化点比粘土砖的高， 开始软化温度在1420-1500 ℃以上，抗化学腐蚀性也较 好，但其热稳定性较低。使用温度，根据含Al2O3的多 少在1400～1600 ℃ 。以硅线石矿物为主制成的高铝质 硅线石砖．是筑窑的好材料。
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• 节能工业技术
• 环保技术
3.3浮法玻璃发展新品种方面 • 利用太阳能发电的平板玻璃 • 电致变色玻璃 • 光致变色玻璃 • SUNERGY硬镀膜多功能玻璃 • 自洁净玻璃 • 信息产业玻璃
• 计算机硬盘用玻璃基板 • 折光玻璃 • 防净电和抗电磁波干扰玻璃 • 天线玻璃 • 蓄光玻璃 • 防盗玻璃
1、玻璃熔制部分（掌握）
组成
投料部分 熔化部 分隔设备 冷却部 成型部（锡槽）
3.1 浮法玻璃池窑和锡槽 1 玻璃熔制部分
窑柱
玻璃熔 制部分
1 玻璃熔制部分 分隔装置
熔化部
投料 部分
冷却部 窑柱
1 玻璃熔制部分
1 玻璃熔制部分
1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙） （1）投料机
• 作用：是运送玻璃配合料入窑的一种机械设备。 • 布置：池窑熔化部前上端，用钢结构固定和支承。
主要发展方向归纳在以下几点
薄型浮法玻璃生产与加工 建筑用节能玻璃加工应用 功能薄膜玻璃新产品生产加工及应用 薄型防弹、防盗玻璃加工及应用
3.0.2.玻璃概念及生产工艺过程
• 玻璃：由熔融物冷却硬化而得到的非 晶态无金属材料。 • 生产工艺过程
原料的制备 玻璃液的熔制 玻璃产品的成型 玻璃制品的退火及载板
（2）投料池
• 投料池的结构：突出于窑池之外和窑池相通的矩形 小池，其上下与窑池池壁平齐，耐火材料品种也相同。
胸墙
大碹
池壁
投料池 池底
1 玻璃熔制部分 1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
(d)辊筒式投料机
特点（b)料粉成垄状，料层不均匀。 （c)加料面宽，料层薄。
（d)投料连续，平坦均匀。
1 玻璃熔制部分 1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
发展趋势
4
(e)倾斜式投料机
布置：正面加料 特点：连续薄层加料，减少粉尘飞扬，实现液面自
动控制。
1 玻璃熔制部分
1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
1
2
3
4
国 内 某 一 玻 璃 厂
浮法玻璃池窑（平板玻璃）
马蹄焰玻璃池窑（日用玻璃）
3.0.3玻璃熔窑（窑炉）的分类
池窑（连续式窑炉） 池窑分类见表 坩埚窑（间歇式窑炉） 2.1
池窑按产品
平板玻璃池窑（浮法玻 璃池窑）
日用玻璃池窑（马蹄焰 玻璃池窑）
3.1 浮法玻璃池窑和锡槽 内容
2.2浮法生产技术方面
• 超薄技术：英国皮尔金顿可生产0.4 －1.1mm的薄玻璃，可用于生产ITO导电 膜玻璃。
• 在线镀膜技术：先进国家在浮法线可 进行金属化合物热解镀膜、化学气相沉 积镀膜技术，产品有低辐射镀膜和阳光 控制低辐射玻璃，
• 浮法玻璃退火窑辊道技术：在退火窑热端 解决“辊印”问题，冷端解决金属辊硫化物 和锡等附着物。 • 一窑多线：一窑生产两种以上的品种， 英国皮尔金顿发明了一窑三线。
热工设备
2、热工设备：产生热量、利用热量的设备。 代表有窑炉。还有其它设备。
3、窑炉：指某一结构空间，其空间内能够用 加热的方法，按照工艺要求的烧成制度，使
原料经过一系列的物理化学变化变为产品。
对于一稳定系统， n 热量输入＝ n 热量输出
i=1
i=1
热平衡方程，简称热平衡
★对设计窑炉来说：能耗
• 20世纪初涌现了各种生产方法，垂直 引上法，平拉法，无槽垂直引上法。 • 1953年以后开始研究浮法技术，57年取 得成功，耗时7年，耗资400万英镑。
• 我国从65年开始在洛阳玻璃厂研制浮法 工艺，71年成功，78年投入工业生产，称为 “洛阳浮法”。 • 到目前为止，我国有400多家平板玻璃生产 厂家，年产量为5.32亿重量箱。有5000多家玻 璃深加工企业。
目的 ★对运转窑炉来说：测量数据的可靠性
★对管理者来说：优化操作
热工设备
4、筑炉材料 筑炉材料：修建窑炉所用的材料。
筑炉材料
耐火材料（各种形状的耐火材料） 保温材料（K<0.022kj/m.℃) 普通材料（红砖、金属钢材等）
3 玻璃池窑及有关的设备 （课程内容）
3.0 前言 3.1 浮法玻璃池窑及锡槽 3.2 浮法玻璃池窑及锡槽的设计简介 3.5 玻璃池窑的操作原理－作业制度简介 3.6 燃烧器
• 玻璃与玻璃加工主要由5家公司垄断， 其总生产能力占全世界的70%以上，日本的 旭硝子（21%），英国皮尔金顿（12%）， 美国PPG(11%),法国圣戈（11%），美国加 迪安（9%）。最大的是旭硝子公司有37条 （03年）浮法线，，资产157.8亿美元，年 销售额67亿美元。
• 浮法玻璃品种0.1－30mm各种厚度，玻璃 熔窑拉引规模在150－1000t/d。
3.0 前言
3.0.1 平板玻璃生产情况 3.0.2 玻璃概念及生产工艺过程 3.0.3 玻璃熔窑（窑炉）的分类 3.0.1平板玻璃生产情况
1.1平板玻璃的发展进程
1.2浮法生产技术方面 1.3浮法玻璃发展新品种方面 1.1平板玻璃的发展进程 • 浮法玻璃生产技术是目前平板玻璃生 产技术最大规模的机械化、自动化方法。 • 最早出现在公元前650年以前。 • 平板玻璃规模化生产是18世纪出现。
• 类型
螺旋式投料机 垄式投料机 振动式投料机 辊筒式投料机 新型投料机
1 玻璃熔制部分 1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
• 投料机的布置： 侧面加料； 正面加料;（浮法窑用）
特点：
（a)螺旋式投料机
1 玻璃熔制部分 1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
正面加料
(b)垄式投料机
(c)振动式投料机
1 玻璃熔制部分 2 热源供给部分 3 余热回收部分 4 排烟供气部分 5 锡槽
3.1 浮法玻璃池窑和锡槽
浮法平板玻璃生产工艺过程：
A
A
A－A
3.1 浮法玻璃池窑和锡槽
浮法玻璃池窑结构
掌握
玻璃熔制部分
热源供给部分
组成
四大组成
余热回收部分
排烟供气部分
结构、布置、特点、应用
3.1 浮法玻璃池窑和锡槽
西南科技大学
无机非金属材料热工设备
Thermal Equipment in Ceramics
材料类专业课程
课程内容
设工备作源自结原构理
热工
设备
结
构
作业
设
制度
计
课程目标
新技术
先进结 构
课程目标 自动控制
优质材 料
热工设备
几个基本概念
1、
材料
有机材料
金属材料
产品 特点
无机非金属材料 （硅酸盐材料）
要经过高温制备而成。图0.1