马国艳梭式窑设计说明书

22m31700℃氧化锆制品梭式窑设计

计算说明书

专业班级：材料0804班

姓名学号：马国艳 31#

指导老师：陈晋

摘要

梭式窑是从传统的倒焰窑演变而来，在烧制小批量、高质量、高科技、高附加值的陶瓷产品以及实验室规模或试验规模陶瓷新产品的小试、中试等方面仍有一定的优势。本次设计的22m3 氧化锆制品梭式窑，最高烧成温度为1700℃，内高1.2米，内宽2.088米，采用60度的拱中心角，窑体总长度为9.90米。窑墙由三种耐火材料组成，从内到外分别为刚玉砖，轻质硅砖砖，红砖，厚度分别为232 mm、580mm、348mm。窑顶从内到外分别为刚玉砖、泡沫氧化铝砖、高炉炉渣，厚度分别为232 mm、232 mm、55 mm。选用3个长为3.3米的窑车，设置3对先进的高速调温烧嘴，高速调温烧嘴布置在半窑车位处，在窑的高度方向上，高速烧嘴往往是设置在梭式窑的偏上部，这样的布置有利于窑内气体形成强烈的循环。

关键词：梭式窑窑墙窑顶烧嘴燃烧

目录

1窑体结构及主要尺寸的设计计算 (4)

1.1梭式窑内高的确定 (4)

1.2梭式窑内宽的确定 (4)

1.3拱中心角的选择 (4)

1.4梭式窑总长度的确定 (5)

2窑体砌筑体的设计 (5)

2.1砌筑体材质的选择 (5)

2.1.1窑墙 (5)

2.1.2窑顶 (5)

2.1.3窑车 (6)

2.2砌筑体尺寸的确定 (6)

2.2.1窑墙尺寸的确定 (6)

2.2.2窑顶尺寸的确定 (7)

2.3膨胀缝 (7)

2.4砖数砌量的确定 (8)

2.5加砂管 (8)

3燃料燃烧计算及燃料设备的选择 (9)

3.1燃烧计算 (9)

3.2烧嘴的选型及布置设计计算 (11)

4小结 (12)

参考文献 (13)

梭式窑是从传统的倒焰窑演变而来，故而属于“间歇式”窑型。在陶瓷领域以及耐火材料领域，尽管目前大规模工业化生产梭使用的窑炉是隧道窑以及更为先进的辊道窑，但是由于梭式窑对所烧成制品的适应性强，可以适应不同尺寸、不同形状、不同材质制品的烧成，所以它特别适合于小批量、多品种产品的生产。下面将详细介绍本次设计的22m3 1700℃烧成氧化锆制品梭式窑。

原始资料：

（1）每窑要求生产成品：5-150吨/窑

（2）成品率：95%

（3）装窑密度：1.2吨/立方米

（4）窑容积系数：0.9

（5）最高烧成温度：1700℃

（6）燃料的种类及组成：重油

重油组成为：

% C H O S W A

85.5 11.5 0.5 0.5 2.0 0

(7)空气过剩系数： =1.1-1.15

(8)燃料消耗量：160kg/h

（9）当地气象条件：夏季平均温度27℃，年平均大气压力96000Pa

1窑体结构及主要尺寸的设计计算

1.1梭式窑内高的确定

梭式窑内高为窑车台面至窑顶的空间高度。根据材料所能允许的堆垛高度来确定窑的内高。对于氧化锆制品梭式窑来说，由于其荷重软化温度和它的烧成温度接近，砖跺高度不宜太高，故其窑内高通常在1米左右。砖跺上下所允许的温差也是考虑窑内高时应注意的影响因素之一。窑高增加，上下温差加大，容易造成烧成质量不

均匀。综合考虑后，将窑内高定为H=1.2m

1.2梭式窑内宽的确定

梭式窑的内宽为窑内两侧窑墙之间的距离，现代梭式窑多采用扁宽型断面设计，窑的宽高比一般为B/H≈2,其中B为窑的内宽，经查表附录一圆整的B=2088mm。

1.3拱中心角的选择

梭式窑的窑顶有拱顶和平顶两种类型，耐火材料梭式窑，烧成温度高，多为拱顶窑。窑顶是用楔形砖砌筑，拱中心角太小，拱砖受力太大，在使用过程中还会产生下沉现象；反之，若拱中心角大，拱半径小，当受热时拱砖膨胀，拱会被挤起而产生开裂现象，同时拱过高，拱顶制品之间孔隙加大，增加上下温差。拱中心角一般在60度~180度之间，其中60度的拱中心角采用较多，本次设计选用60度的拱心角，查《热工课程设计指导书》附录2可准确确定拱顶尺寸：跨度B=2088 mm，半径R=2088mm，矢高h=280 mm。

1.4梭式窑总长度的确定

由上可知，B=2.088 m，H=1.200 m，h=0.280 m，V=22m3。

设F为窑横截面积：

1×2.088×(2.088－0.280)+(1.2－F=nπR2/360－

2

0.280)×2.088=2.235 m2

V知，

由L=

F

V=9.90m

L=

F

即确定梭式窑的总长度L=9.90m

2窑体砌筑体的设计

2.1砌筑体材质的选择

最高烧成温度为1700℃

2.1.1窑墙

设置三层窑墙，考虑到最高烧成温度和材料最高使用温度，而且窑墙要有一定强度承受荷重、支持窑顶，以及防止发生化学侵蚀。

设定窑内温度为1700℃，窑墙外表面温度为120℃，空气温度为20℃。窑墙由三种耐火材料组成，从内到外分别为刚玉砖，轻质硅砖，红砖。温降分别为1700℃、1550℃、600℃、120℃。

2.1.2窑顶

窑顶有三种材料组成，从内到外分别为刚玉砖、泡沫氧化铝砖、高炉炉渣。温降分别为1700℃、1500℃、600℃、120℃。

2.1.3窑车

梭式窑的窑车运行轨道是由窑内轨道、窑外托车轨道、窑外停车

轨道和装车轨道等组成。这次设计的梭式窑采用轻质窑车，另外由于梭式窑窑车的装载量也较轻，所以梭式窑的窑车轨道一般是采用轻轨。其上部是用耐火材料砌筑的车台面，下部是金属车架，窑车的台面在梭式窑内构成密封的窑底，窑车的裙板插入窑体两侧的砂封槽中，使窑车的上、下之间不漏气。

选用长为3.3米的窑车，数量3个。窑内有效容积：22m3。

2.2砌筑体尺寸的确定

计算窑墙厚度所用公式是属于稳定导热公式，用该公式计算的窑墙厚度对于连续式窑是适用的，而对于间歇式窑窑墙，则存在一定的误差。所以在设计中假定属于稳定导热。

砌筑体的长、宽、高尺寸都应该考虑砖行。计算时并包括灰缝在内。耐火砖灰缝一般为2—3mm。标准耐火砖尺寸为230×113×65毫米。耐火砖墙高度砌砖尺寸取68的倍数；耐火砖墙水平砌砖尺寸取116的倍数，其值可由《热工设计指导书》附录表格中查出。

窑顶厚度也可用同样的方法计算，常用的标准拱中心角为60°和90°，拱厚为230~300毫米。吊拱顶厚230~300毫米，吊平顶厚200~250毫米。

根据公式q=λ×(t内－t外)/δ来确定各种材料的厚度。