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窑炉课程设计

景德镇陶瓷学院

《窑炉课程设计》说明书

题目：年产650万件汤盘液化气隧道窑设计

学号： 2

姓名：

院（系）：材料科学与工程学院

专业：

指导教师：

二○一二年十月十四日

1．前言

陶瓷工业窑炉是陶瓷工业生产中最重要的工艺设备之一，对陶瓷产品的产量、质量以及成本起着关键性的作用。它把燃料的化学能转变成热能或直接把电能转变成热能，以满足制品焙烧时所需要的温度，在期间完成一系列的物理化学变化，赋予制品各种宝贵的特性。因此，在选择窑炉时，为了满足陶瓷制品的工艺要求，应充分了解窑炉类型及其优缺点，考察一些与已投入生产的陶瓷厂，然后结合本厂实际情况和必要的技术论证，方可定之。判断一个窑炉好坏的标准，通常由以下几个方面来评价：

1.能满足被烧成制品的热工制度要求，能够焙烧出符合质量要求的陶瓷制品。

2.烧窑操作要灵活，方便，适应性强，能够满足市场多变的要求。

3.经济性要高。包括热效率要高，单位产品的综合能源消耗要少，炉龄要长。

4.容易实现机械化，自动化操作，劳动生产率高。

5.劳动条件好，劳动强度小，环境污染小。

以上几点，其中能否满足所烧制品的热工制度要求，是衡量陶瓷窑炉性能好坏的重要技术

指标。实际生产中，往往是力求使制品被烧使窑内温差尽量减少，它是提高产品合格率的关键所在。

隧道窑是耐火材料、陶瓷和建筑材料工业中最常见的连续式烧成设备。其主体为一条类似铁路隧道的长通道。通道两侧用耐火材料和保温材料砌成窑墙，上面为由耐火材料和保温材料砌筑的窑顶，下部为由沿窑内轨道移动的窑车构成的窑底。

隧道窑的最大特点是产量高,正常运转时烧成条件稳定,并且在窑外装车,劳动条件好,操作易于实现自动化,机械化.隧道要的另一特点是它逆流传热,能利用烟气来预热坯体,使废气排出的温度只在200°C左右,又能利用产品冷却放热来加热空气使出炉产品的温度仅在80°C左右,且为连续性窑,窑墙,窑顶温度不变,不积热,所以它的耗热很低,特别适合大批量生产陶瓷,耐火材料制品,具有广阔的应用前景.

2．设计任务书

一、设计任务

年产650万件汤盘液化气隧道窑设计

二、原始数据

（一）汤盘

1.汤盘坯料组成（%）

SiO2	Al2O3	CaO	MgO	Fe2O3	K2O+Na2O	I.L
69.20	19.96	0.87	0.49	0.88	3.12	5.48

2.产品规格：9英寸，0.4kg/块

3.入窑水分：〈3%

4.产品合格率：95%

5.烧成制度：烧成周期：16小时，最高烧成温度：1320℃（温度曲线自定）

6.窑具：SiC棚板、SiC支柱，尺寸自定

（二）燃料

美微乳

液化气	H2	CH4	C2H6	C2H4	C3H8	C3H6	C4H10	C4H8	C5H12	C5H10	Qnet(MJ/Nm3)
	10	6	5	16	15	15	2	8	10	13	110

（三）夏天最高气温：38℃

3.窑体主要尺寸的计算

为减少窑内热量损失，提高热利用率，根据原始数据所给的清洁燃料液化气，直液压三爪拉马接用明焰裸烧，并结合装载制品9英寸汤盘的重量大小，选定全耐火纤维不承重型结构窑车：棚板、支柱均为碳化硅材料，以降低蓄散热损失，考虑到全窑最高烧成温度为13200C，故碳化硅材料选用SiC 50%，体积密度 2.2g/cm3，最高使用温度 14000C，导热系数计算式 5.23- 1.28×10-3t）。

棚板规格：长×宽×高: 360×360×10(mm)

棚板质量=310×310×10×10-6×2.2==2.11 Kg

支柱规格：长×宽×高: 50×50×100(mm)

支柱质量=50×50×100×10-6×2.2=0.55Kg

3.1 窑内宽的确定

3.1.1汤盘规格

9英寸，9英寸=22.86cm=228.6mm，400g/每块，胚体高度定为20mm。考虑烧成收缩为9%，则: 坯体直径尺寸=产品尺寸÷（1-烧成收缩）=228.6÷（1-9%)=250（mm），坯体高度尺寸=产品尺寸÷（1-烧成收缩）=21.97（mm）

3.1.2汤盘码放方法

采用窑车上设置棚板并7层码放，每块棚板放置一个汤盘坯体。棚板设置规格为：5×6（其中5表示行数，6表示列数），相邻棚板间距为10mm，最底层四周棚板与垫板相距为1

5mm，每块棚板采用三个支柱，连线成等腰三角形。上下层棚板间距由支柱高度决定，为100mm。

3.1.3 窑车尺寸确定

车长=310×6+10×5+15×2=1940mm

车宽=310×5+10×4+15×2=1620mm

窑车架高223mm，窑车衬面边缘用四层的轻质砖共4×65+4×2=268mm，在窑车的中部填充硅酸铝纤维折叠棉块上铺1层含锆纤维毡。

窑车总高为：223+268=491mm

3.1.4 窑内宽的确定

隧道窑内宽是指窑内两侧墙间的距离，包括制品有效装载宽度与制品和两边窑墙的间距。窑车与窑墙的间隙尺寸一般为25~30mm，本设计中取用30mm，则热窑内宽:

B=1620+30×2=1680mm

全窑宽（两侧外墙之间的距离，没有包括钢架）：根据窑墙所选的材料材在预热带、冷却带单侧窑墙厚度为405mm，烧成带单侧窑墙厚度为455mm，故，预热带、冷却带全窑宽=405×2+1680=2490mm，烧成带全窑宽=455×2+1680=2590mm。

3.2窑长的尺寸确定

窑车每层装载制品数为5×6=30件，共7层,故每车装载制品数为30×7=210件，干制品质量400g，则每车装制品质量为400g×210=84kg ,装窑密度g=每车装载件数/车长=210/1.94m=108.24件/m

127.69m

G—生产任务，件/年； L—窑长，m；

—烧成时间，h ； K—成品率，%；

D—年工作日，日/年； g—装窑密度，件/每米车长。

窑内容车数：n=127.69/1.94=65.82辆，取整数66辆，此时窑长=66×

1.94m=128.04m。

该窑采用钢架结构，设进车和出车室各2m，故全窑长取132.04m，分为64

个标准节，每节长2000mm。

根据烧成曲线，各带烧成时间与烧成周期的比值，预热带取20节，烧成带取19节，冷却带取25节，则各带长及所占比例为：

预热带长=2×20阵列天线=40m 占总长的31.3%

烧成带长= 2×19=38m 占总长的29.7%

冷却带长=2×25=50m 占总长的39.0%

3.3窑内高的确定

为避免烧嘴喷出的高速火焰直接冲刷到局部制品上，影响火焰流动，造成较大温差，窑车

台面与垫板间、上部制品与窑顶内表面之间都设有火焰通道，其高度（大于或等于烧嘴砖尺寸）：棚板下部通道取230mm，上部火焰通道取239mm。

因此，窑内高初定为：230+7×10+6×100+239=1139mm

由于具体的高度确定还跟选择的耐火砖尺寸厚度的整数倍有关，通常耐火砖厚度取65mm，所以高度方向上耐火砖块数=1139/65=17.52，取18块，则高度为：

18×65=1170mm，灰缝：18×2=36mm，

则预热带、冷却带窑内高：1170+36=1206mm，

对于烧成带，内高增大一块标准砖的宽度134mm，所以内高=1206+134=1340mm

全窑高(轨面至窑顶外表面）：在内高的基础上加上窑车高，预热带、烧成带为1206+491+350=2047，烧成带为1340+491+450=2281mm。

4．烧成制度的确定

4.1 温度制度的确定

表4动力钳-1 温度制度

温度（0C）	时间（h）	烧成阶段	升（降）温速率（0C/h）
20---300	2.0	预热带	140
300---600	2.0	预热带	150
600---900	2.0	预热带	175
900---13武夷菌素20	3.0	烧成带	140
1320---1320	1.0	烧成带（高火保温)	0
l65621320---800	2.0	冷却带(急冷带）	260
800---400	2.0	冷却带(缓冷带）	200
400---80	2.0	冷却带(快冷带）	160