窑设计说明书--B组

萍乡学院《窑炉课程设计》说明书题目：300×600×6（mm）年产400万m2的内墙砖辊道窑设计院（系）：材料与化学工程系专业：无极非金属材料工程姓名：学号：指导教师：肖素萍二○一六年五月二十一日目录1、前言..........................................................12、原始数据......................................................13、烧成制度的确定................................................24、窑体主要尺寸确定..............................................34.1.窑长尺寸...................................................34.2.窑高.......................................................45、工作系统的确定................................................45.1.排烟系统...................................................45.2.燃烧系统...................................................55.3.冷却系统...................................................55.4.传动系统...................................................65.4.1.传动系统的选择.........................................65.5.窑体附属结构...............................................66、窑体的材料....................................................87、燃料燃烧计算..................................................97.1.助燃空气量计算.............................................97.2.烟气量计算.................................................97.3.燃烧温度计算...............................................98、窑炉工程材料用量..............................................109、总结..........................................................12文献..........................................................13附录：窑体图11.前言辊道窑是近几十年发展起来的新型快烧连续式工业窑炉，在釉面砖、墙地砖、彩釉砖等建筑陶瓷工业生产中已经普遍用作主要的烧成设备，近几年正逐步在日用瓷等陶瓷工业中得到应用。陶瓷窑炉可分为两种:间歇性窑炉，如梭式窑;连续式窑炉，如辊道窑。辊道窑是当代陶瓷工业的先进窑炉，我国70年代开始已陆续应用于日用陶瓷工业，建筑陶瓷工业，80年代后，辊道窑已广泛地用于我国建陶工业中。与隧道窑相比，辊道窑用连续多排棍子代替窑车输送制品，取消了窑车，取消了砂封，避免车下窑外冷空气漏入隧道，使窑面同一截面上下温度均匀，大大缩减烧成时间，为优质高产低热耗创造了条件。辊道窑的设计计算包括:窑体主要尺寸计算，燃料燃烧计算，通风阻力计算等，使用天然气烧窑，可减少环境污染。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质量，与此同时，烧成也由窑炉决定。在烧成过程中烧成制度是最重要的关键。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，要严格控制温度制度，压力制度和气氛。通过借鉴经验数据，本文设计的辊道窑，全窑长167.808米，内宽3米，烧成温度1200℃，燃料为天然气。2、原始数据年产量：400万m2/年产品名和规格：内墙砖300×600×6mm年工作日：330烧成周期：40min成品率：95%坯体入窑水分：1%烧成收缩：8%坯料化学组成:表2.1成分SiO₂Al₂O₃CaOMgOFe₂O₃TiO2K₂ONa₂OIL含量%63.5019.203.782.690.400.332.412.685.012釉料化学组成:表2.2燃料种类：天然气表2.3组成COH2CH4C2H4H2SCO2N2O2Qd(KJ/Nm3)含量0.20.295.63.50.30.10.10415803、烧成制度的确定窑炉的烧成制度取决于坯釉料的组成和性质、坯体的造型、大小和厚度以及窑炉的机构、装窑的方法、燃料的种类等因素。而烧成制度主要包括温度曲线、压力曲线和气氛控制。在制定合理的烧成制度时，还要考虑窑的结构究竟升温和降温的速度多少才能使窑内温度均匀，以保证整个截面上制品烧热，要综合上述因素进行制定3.1温度制度：预热带(20-900℃)40×30.3%=12.12min烧成带(900-1200℃)40×28.9%=11.56min冷却带(1200-80℃)40×40.8%=16.32min表3.1温度制度表成分SiO₂Al₂O₃CaOMgOFe₂O₃TiO2K₂ONa₂OBaOB207Zn0总量含量%52.6514.403.963.720.100.024.302.024.003.574.96100位置单元节温度（℃）时间（min）升温速率（℃/min)备注预热带1-920-3004.7458.7排烟段10-17300-6004.2170.818-23600-9003.1694.3下设烧嘴烧成带24-29900-11003.1662.930-451100-12008.4011.946-501200-8002.63152.1急冷段3图3.1温度制度曲线3.2气氛制度根据要求全窑为氧化气氛烧成3.3压力制度预热带为(-40)～(-25)Pa,烧成带8Pa。4、窑体主要尺寸的确定4.1、窑长尺寸窑体主要尺寸包括窑的断面尺寸和窑长，断面尺寸由内宽和内高组成。烧成收缩：8%横向排数4排间隙:196mm窑内宽：652×4+2×101=2810mm装窑密度：（1000÷326）×4×0.3×0.6=2.16（m2/每米窑长）0200400600800100012001400051015202530354045冷却带51-59800-5004.7463.3缓冷段60-68500-2504.7452.769-76250-804.2140.4快冷段累计404窑长：(4000000×40/60)÷(24×330×2.16×0.95)=166.3m每节长2200m节间长度8m节数：166300÷2208=76节实际窑长:2208×76=167808mm=167.808m预热带23节长度=2208×23=50784m占总长23/76=30.3%烧成带22节长度=2208×22=48576m占总长22/76=28.9%冷却带31节长度=2208×31=68448m占总长31/76=40.8%4.2．内高的确定从理论上来说，对焙烧建筑瓷砖的辊道窑辊下高最好应大于砖对角线长度，由于烧成带有烧嘴，要保证燃烧空间等的需要，一般烧成带内高比预热带的前段、冷却带的后段要高出200-400mm。表4.1辊道窑内高分布表5、工作系统的确定5.1排烟系统1-9节为排烟系统，在第1、3、6、9节设置4个排烟系统，每处在窑底和辊上窑侧墙同时设置。窑底排烟口设在该节后半部分，一排5个，用1.5mm的耐热钢板制成直径为200mm的排烟支管直接从窑底插入窑辊道下部，为防止落渣，开口向着烟气来流方向。辊上排烟口设在该节前半部，用1.5mm的耐热钢板制成位置预热带烧成带冷却带辊上高（mm）400500400辊下高（mm）500600500内总高（mm)90011009005400×230(mm)的排烟支管直接从窑顶下部插入两侧墙。上下排烟口均由直径Φ400mm的垂直烟支管圆管引出，汇总到窑顶的直径为900mm排烟总管中，最后连接到排烟机排出。在第7、8节窑顶设置排烟机平台，上设两台Y9-3810D锅炉引风机(其中一台备用)。5.2燃烧系统该辊道窑使用天然气作燃料，采用小流量多烧嘴系统，共装138只烧嘴。为了有利于快速升温和温度调节，在预热带后段600℃处就开始设置烧嘴，即第18，20,22节的每节辊下设置1对烧嘴，交错布置，可根据实际需要关闭或开启烧嘴数量;为加强窑内气流扰动，在设有烧嘴的对侧窑墙上部设有Φ48mm的喷风管。在烧成带的第24～45节，辊上下设置烧嘴，每节辊设置3对烧嘴，辊上下烧嘴及对侧烧嘴均互相错开排列，并在辊上下方每个燃烧器对侧窑墙分别设置一个火焰观察孔，但如遇到事故处理孔，则取消观察孔。天然气由升压风机升压，通过Φ350×4(mm)天然气总管、阀门、总管天然气处理系统(汽水分离器→过滤器→调压器)，总管设在窑顶，天然气经Φ89mm的分管，再由Φ42mm的金属软管送至各烧嘴。为使结构紧凑，助燃风管设在窑砌体四角，助燃风管系用1.2mm厚302耐热钢板焊接制成;助燃空气经直接焊在助燃风管上Φ48mm的分管、阀门送至烧嘴。5.3冷却系统由于该窑较长，故用4节窑长布置急冷鼓风，即在第47-50节辊上下设置横穿窑断面的冷风喷管（每节辊上设6根，辊下设4根），每根喷管上均匀地开有Φ76mm的圆形出风口，对着制品上下均匀地喷冷风，达到急冷效果。急冷风由2台9-265.6A鼓风机送风，经由Φ360mm的急冷风总管，至布置在窑体四角Φ230mm急冷风分管，最后由直接焊在分管上Φ76mm钢管经球阀与窑内喷风管相连接。第51-59节的辊上设置间冷风管，每节辊上设8根。间冷风管为1.2mm厚Φ50mm的304薄壁耐热钢管，从一侧窑墙插入，另一侧窑墙顶出来，通向窑顶Φ260mm的抽热风支管，最后通向Φ700mm的抽热风总管，与窑内热风一道由Y8-389D抽热风机抽出送干燥用。此外，第56-67节的窑顶每节设一个2380×60(mm)的长方形抽热风口，经热风罩与调节闸板后通向抽热风总管。6在窑尾快冷段，分别在第69、70、72、73、75、76节窑顶设置轴流风机，每节并排装5台T35-113.55AYSF-71320.75kW小型轴流风机，共装30台。在第63、74节窑顶装有集热风罩，由500mm管道通向抽热风总管或由设在窑尾的热风烟囱排空。5.4传动系统表5.1辊子表低温段(20～200℃)40×3000(mm)的无缝钢管辊子中温段(预热带200～600℃，冷却带400～80℃）40×3000(mm)的耐热不锈钢管高温段(燃烧段600～1200℃，急冷段1200～700℃)40×3000(mm)的莫来石一刚玉质陶瓷辊棒冷却带缓冷段(700～400℃)40×3000mm的莫来石辊棒5.4.1.传动系统的选择传动系统由电动机、减速设备和传动机构组成，采用分段传动分段带动的传动方案和螺旋齿轮传动机构。将窑分成23段，每段由一台电机驱动，采用变频调速。5.4.2.转速的确定产品速度=窑长/周期=167.808÷(40×60)=0.06992m/s转速=0.06992/（0.04×2×π）=0.27968r/s考虑阻力及他因素影响取，转速为0.3r/s5.5窑体附属结构5.5.1事故处理孔事故处理孔设在辊下，且事故处理孔下面与窑底面平齐，以便于清除出落在窑底上的砖坯碎片，为了能清除窑内任何位置上的事故而不造成“死角”，两相邻事故处理孔间距