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Q

D

（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。依据上述计算，绘出窑炉详细结构图。

三、烧成制度的确定

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~~970℃， 8h；预热带

970~~1280℃， 3h；烧成带

1300℃，保温 1.5h；保温阶段

1300~~80℃， 12.5h；冷却带

烧成周期:25小时

2、窑型选择

卫生瓷是大件产品，采用普通窑车隧道窑。

由于考虑到燃料为城市煤气，经过净化处理，不会污染制品。若再从窑的结构上加以考虑，避免火焰直接冲剧制品，所以采用明焰露袭的形式(制品不袭匣钵)，既能保证产品质量，有增加了产量，降低了燃料消耗，改善了工人的操作条件，并降低了窑的造价，是合理的。

四、窑体主要尺寸的确定

1、窑主要尺寸的确定。

为使装车方便，并使窑内温度均匀，快速烧成，采用单层装车的办法，即窑车上只放一层制品。根据几种装车方法确定：窑车长×宽＝1500×870mm，平均每车装制品8件／车，干制品的平均质量为每件20Kg，则每车装载量为160Kg/车。

=50000×25÷350÷24÷（0.9×8÷1.5）

=31.00 m

窑内容车数：n=31.00/1.5=20.67辆取20辆

则窑车有效长度为：20×1.5=30m

2、窑体各带长度的确定

预热带长Ly=（预热时间/总烧成时间）×总长=8/25×30=9.6m

烧成带长Ls=（烧成时间/总烧成时间）×总长=（3+1.5）/25×30=5.4m 冷却带长Lv=（冷却时间/总烧成时间）×总长=12.5/25×30=15m 设进车室2m，出车室2m，则窑总长为30十2十2＝34m。

窑内宽B根据窑车和制品的尺寸取800mm。窑内侧墙高(窑车装载面至拱脚)根据制品最大尺寸(并留有空隙)定为500mm。拱心角α取60°，则拱高f＝0．134B ＝0.134×800＝107mm

轨面至窑车衬砖面高660mm。为避免火焰直接冲击制品，窑车上设300mm高之通道(由40mm厚耐火粘土板及耐火粘土砖柱组成)。

侧墙总高为(轨面至拱脚)H＝500十300十40十660＝1500mm

窑内容车数20辆

推车时间： 25×60/20=75min/车

小时推车数： 60/75=0.80 车/h

五、工作系统的确定

在预热带2—6号车位设9对排烟口，每车位一对。烟气通过各徘烟口到窑墙内的水平烟道，由4号车位的垂直烟道经窑顶金后管道至徘烟帆，然后由铁皮烟囱排至大气。排烟机及铁皮烟囱皆设于预热带窑顶的平台。

在1号、3号、5号车位有三运气幕。其中1号车位气幕为封闭气幕，窑顶和侧培皆开孔，气体喷出方向与窑内气流成90。声。3号和5号车位为扰动气幕，气体由窑顶喷出，方向与窑内气流成150。角。用作气幕的气体从冷却带的间接冷却部位抽出。

在烧成带7号一10号车位设4对携烧室，不等距分布，两测相对排列。

助燃空气不预热，由助燃风机直接抽车间冷空气，并采用环形供风方式，各烧最前压力基本相同。

冷却带在11—14号车位处，有4m长的间壁急冷段，由侧路上的小孔直接吸人车间冷空气，冷却气体流动方向与窑车前进方向相同(顺流)。从换热观点，逆流冷却效率高，但砖砌体易漏风，逆流漏进的冷风和700℃左右的产品接触，易急冷至更低温度，达到SiO

晶形转化温度而使产品开裂。所以要采用顺流。该处窑

2

顶自12—14号车位有4m长的二层拱间接冷却，冷空气亦由窑顶孔洞处自车间吸入。由间壁、二层拱抽出来的热空气经窑顶上金属管道送往预热带作气幕。这里只作为计算例题，实际上该段应采用直接风急冷或直接、间接相结合，将丙层拱抽来的热气再喷入窑内作急冷，可防止大件产品炸裂。

自15—18号车位设4对热风抽出口，每车位一对。热空气经过窑墙内的水平热风通道，于：3号车位处用金届管道由热风机拍送干燥。窑后4：号车位处，由冷却风机自窑顶和侧墙集中鼓入冷却空气。车下自7—17号车位，每隔3m设一个冷却风进风口，由车下冷却风机分散鼓风冷却，并于5号车他处由排姻机排走。

烧成带前后，即6号、12号车位处，设两对事故处理口。

六、窑体材料以及厚度的确定

根据上述原则，确定窑体的材料及厚度如表1—7。材料及厚度确定后可进行材料的概算。计算方法同例(1--1)、 (1--2)，逐段逐层的计算。确定全窑的材