辊道窑

第3章辊道窑(P40)第3章辊道窑急冷风管助燃风管辊棒一、定义：通道扁平、以平行排列辊棒转动输送制品的连续式窑炉二、发展概况1、国外19世纪20年代，最初应用于冶金工业30年代，美国：陶瓷烤花40年代，意大利：快烧面砖60-70年代，国外先进国家已普遍使用辊道窑焙烧建筑瓷§1、概述1973年沈阳陶瓷厂焙烧釉面砖；1974年山西省闻喜县陶瓷厂建成我国第一条煤烧日用瓷烤花辊道窑；同年，辽宁省海城县陶瓷厂建成我国第一条烧重油的日用瓷烤花辊道窑。1982年，广东石湾利华装饰砖厂首家从意大利唯高公司引进FRW2000型辊道窑；此后的近二十年，先后从意大利、日本高砂公司、德国、美国等引进了500余座各种规格的辊道窑。80年代:全引进90年代:全引进+仿制二十世纪末，辊道窑的设计与制造已基本实现了国产化，有的还远销至国外。2、国内按热源：火焰式、电热式按燃料：气烧、油烧按层数：单层、双层四、窑体材料窑体材料均为轻型化1、轻质隔热耐火材料：莫来石隔热砖、高铝聚轻球砖2、陶瓷纤维材料：多晶莫来石纤维、结晶氧化铝纤维氧化铝纤维、硅酸铝纤维等纤维形式有：纤维模块、纤维毡、纤维棉等。三、分类五、辊道窑的特点1、断面小，单层焙烧；2、窑内阻力小，窑内正负压小；3、辊棒作为运载工具，窑体密封性好，漏气量小；4、窑内温度均匀，上下温差小，小于±5℃，烧成周期短，属于快烧窑；5、采用轻质砌筑材料，无窑车、窑具蓄热，能耗低；6、机械化与自动化程度高，与生产线连成整体，劳动强度小；7、占地少，结构简单，建造快。§2、分带及工作系统1、三带预热带：窑头～900℃烧成带：900℃～最高烧成温度冷却带：最高烧成温度～窑尾2、工作系统排烟燃烧冷却传动气烧明焰辊道窑工作系统图（P41图3.1）1—排烟风机2—煤气站3—助燃风机4—急冷风机5—抽热风机6—窑尾风扇窑体由窑墙、窑顶和窑底组成一、窑体主要尺寸主要取决于产量、窑型、燃料种类及产品规格1、窑内宽B：窑道内两侧墙间的距离，明焰辊道窑B＝2.0～2.5m。乐华仿古砖辊道窑：2.3（2.6？）mB=坯体尺寸×块数＋2×边距宽体窑是发展方向。§3.3辊道窑窑体（P42）砖坯离窑壁间隙100～200mm。制约因素：产品、产量、辊棒长度与强度、宽度方向温差。窑内高为窑道内整个空间的高度，等于辊上高（辊棒中心线到窑顶的距离）和辊下高（辊棒中心线到窑底的距离）之和。乐华公司：烧成带辊上、辊下高均为434mm，预热带为372mm。辊上高主要保证燃烧空间与气流的顺畅，辊下高是为了处理从辊上掉下的制品，一般要求大于制品对角线长度。对大规格砖辊下高可小于制品尺寸，因内高太大会增大窑墙散热。考虑因素：1）保证制品顺利通行；2）保证有足够的燃烧空间；3）利于气体辐射传热；4）利于布置烧嘴。2、窑内高（P43）3、窑长L乐华辊道窑共128节，每节2.1m。1、影响因素：窑过长会产生预热带较大负压和较难保证制品在窑内运行平稳。2、计算（辊道窑P141例6.1，隧道窑P142例6.2）L＝窑容量÷装窑密度现以辊道窑为例窑容量（m2/窑）＝年产量(m2/y)×烧成周期T(h)年工作日×24h×成品率(%)装窑密度（m2/m窑长）＝每块砖面积×每排块数×每米排数。二、窑墙：1、作用2、要求：具备耐高温、具有一定强度和保温性能好三大基本条件。3、厚度：300~350（P43）115～230＋100～200＋3～4材料轻质耐火材料陶瓷纤维毡钢板乐华隧道窑烧成带的窑墙尺寸和材料钢板支撑钢架硅酸铝板高铝纤维含锆纤维毯高温轻质莫来石5050100230二、窑墙：保温棉耐热砖4、孔砖（P44）•形式•尺寸：厚度115～150mm，长度一般每块孔砖不少于3孔。•孔径：比辊棒外径大10mm、腰子形。孔砖与孔砖之间留出热膨胀与砌筑灰缝的位置。孔砖与窑墙结合的两种结构形式（P44）孔砖承重型——孔砖承载上窑墙1-窑支撑钢架；2-角钢；3-纤维毡；4-孔砖；5-绝热砖；6-上窑墙；7-吊顶孔砖不承重型——钢板托撑上窑墙1-窑支撑钢架；2-纤维毡；3-角钢；4-耐热扁钢；5-孔砖；6-七字形砖；7-上窑墙；8-吊顶三、窑顶(P45）除了必须耐高温、积散热小具有一定的机械强度外，特别要保证其结构合理，使之不易漏气。另外，辊道窑是轻体窑，为减少窑墙或其支撑结构的负荷，更要采用高强度的轻质耐火材料构筑窑顶。1、厚度与材料350～400230～280轻质耐火材料150～100陶瓷纤维毡2、结构形式：大盖板拱顶平顶—吊顶(1)耐热钢穿轻型吊顶砖的结构形式3、吊顶砖(3)吊顶砖吊挂的结构形式（现在比较通行）辊道窑常会发生断坯（砖）现象，为便于处理断辊、卡砖等事故，在窑侧墙每隔一定间距设置事故处理孔。事故处理孔一般设置在辊下，且事故处理孔的下孔面应与窑底面平齐，以便于清除落在窑底上的砖坯碎片。3.3.4其它结构（P49）（1）事故处理孔其它结构（2）、挡墙与挡板（P49）1）作用：由于辊道窑属中空窑，通道空间大，气流阻力小，难以调节窑内压力制度与温度制度。因此，通常在辊道窑工作通道的某些部位，辊下砌筑挡墙，辊上插入挡板，缩小该处工作通道面积，以增加气流阻力，便于压力与温度制度的调节。1、挡板：耐热钢板或硬质高温陶瓷纤维板制成2、凹墙3、挡墙：标准直形砖砌成其它结构（2）、挡墙与挡板（P49）挡板2）结构：•挡板：材料为耐热钢板或硬质高温陶瓷纤维板，可上下移动。整块或多块组合•挡墙：标准直形砖横砌在窑底横断面上，4～6层砖3）设置：位置、多少（P50）挡板-挡墙的位置及其作用：预热带-烧成带之间，增加烟气在烧成带的停留时间；烧成带-冷却带之间的设置起分隔两带的作用。急冷和缓冷之间一般也会设置；烧成带若干节之后也会设置，使分隔成不同的温度区，便于控制和调节窑内温度。避免增加窑顶不严密处，上挡板不宜太多，下挡墙可比上挡板多设置一些。（3）膨胀缝（4）测温孔与观火孔测温孔设置：三带均有设置。烧成带窑顶、辊下侧墙处成对设置，便于测量温差。间距：每2~3节设置有测温孔，高温区略密。烧成曲线的关键点也布置。观火孔设置：烧嘴对面设置观火孔，观察烧嘴燃烧情况。若观火孔位置布置了事故处理孔，则事故处理孔也可作观火孔用。§3.4预热带结构分析，排烟系统（P51）排烟口：位于窑顶、窑底圆形，3～5对槽形支烟管闸板汇总烟管排烟风机辊道窑属快烧窑，离窑烟气温度较高，一般250℃～400℃。为提高热利用率，采用集中排烟（仅窑头设一处排烟）或准集中排烟（3～5处）。排烟口大多设置在窑顶与窑底。1—汇总烟道2—排烟支管3—排烟口4—排烟支闸5—调风闸6—下排烟支管7—下排烟口8—下排烟支闸排烟总管、分管、支管排烟总管分管支管下排烟口挡板（防止掉渣进入排烟管）3.5烧成带结构分析3.5.1烧嘴的布置（品字形，和附录图纸布置相同，烧成带每节4对烧嘴）烧嘴孔距辊棒中心约为320mm3.5.2管路布置烧嘴3.6冷却带结构分析3.6.1急冷段结构（书上45~48节）急冷段冷风喷管断面图1—空气方管2—球阀3—冷风喷管4—孔砖5—窑底垫板冷风喷管喷风口急冷带通风系统.avi急冷带通风系统.avi3.6.2缓冷段结构（P59，书上49~56节）方式一：间接冷却抽热风机、总管、支管和闸板等方式二：顶抽，窑顶开矩形孔，直接冷却（书上57~65节）空窑节和另外一个窑的轴流风机（66~73节）§3.7辊道窑的传动系统（P61）一、辊棒1、性能要求强度：陶瓷辊许用应力≥45Mpa刚度：刚度是衡量辊子抵抗弹性变形的能力耐磨性：耐磨性是指辊子抵抗磨损的能力耐热性：抗氧化、热变形及蠕变、抗热振性能的能力尺寸公差：辊子的直线度、圆度、圆柱度、两端同轴度吸水性能：以便在辊子表面涂层主要问题：塑性变形，断裂§3.7辊道窑的传动系统（P61）§3.7辊道窑的传动系统（P61）2、规格：Φ（25～75）×L（1500～3800）×δ（3～5）乐华：Φ54mm，L3.85m，每节的辊棒数为303、辊棒材质金属质：冷拔无缝钢管：使用温度≤500℃；耐热合金钢管：1300℃，价格贵使用较少。非金属质：高铝质：可达1350℃(陶瓷棍棒)刚玉质：＞1300℃；SiC质：1600℃，强度高，但价格很贵，重结晶SiC质进口价为4000元/根1、确定原则：保证制品最少与三根辊子接触，不至于掉下考虑每节窑长必须是辊距的整数倍。2、换辊时的注意事项：换上的辊子要预热换下的辊子要均匀冷却清洗打磨掉辊棒上的污物，再涂一层氧化铝浆。4、辊距二、辊子的联接形式1、螺母式联辊子1插入接头3的内孔，接头3外表面加工成圆锥管螺纹，沿圆周均匀分布3～4条纵向槽，通过弹性销4与轴9联接，拧紧螺母2时，接头3的内径变小从而将辊子夹紧，结构简单，对中性好，接头3内径调节范围小，对辊子外径尺寸要求较严格。1—辊子2—管螺母3—圆锥管螺纹接头4—弹性销5—轴承座6—紧固螺钉7—链轮8—紧固螺钉9—轴2、弹簧夹紧式联接套环接头2与辊子联接的一端相距180分布二条纵向通槽，辊子插入后拧紧螺钉3即可夹紧辊子；弹簧片4一端固定在轴6上，另一端夹入套环接头中部的凹槽中；换辊方便，更换辊子时只需将弹簧片拧起脱离凹槽便使辊子连同套环接头与轴分离，并从窑的另一侧取走。采用最广泛辊子与套环接头内径尺寸相差较大时，对中性较差。1—辊子2—套环接头3—螺钉4—弹簧片5—螺钉6—轴3、开口销孔联接开口销穿过辊子与接头的销孔进行联接联接方式简单，要求辊子联接部位加工销孔一般用于金属辊棒的联接。1—辊子2—开口销3—接头二、传动方式：•链传动•齿轮传动----斜齿轮三、传动过程：电机→减速器→主动链轮→滚子链→从动链轮→传动轴→主动螺旋齿轮→从动螺旋齿轮→辊棒传动轴→辊子方向：正向驱动、反向驱动和往返摆动三种状态速度：设计成变速、双速、多级变速的整体传动整个窑烧成周期由变频器控制。电动机和链轮、链条等传动芯轴可分卡簧式，夹套式等，主动端、从动端装配式钢架优点：窑体分段按模数设计，实现了辊道窑设计制造的标准化；选用不同的段数可以灵活地组成各种窑炉，形成同型号多种生产能力的辊道窑系列；便于窑炉生产厂家标准化生产而降低成本，保证质量，大大减少了现场施工时间，加快了窑炉建筑与安装进度。§4钢架结构(P77)作用：加固窑体，钢架本身又是传动系统的机身。分类：整体式、装配式两大类钢架结构形式：角钢、槽钢构成的钢架结构方形钢管构成的钢架结构侧架、吊顶钢架、底架、底支撑柱、梁、筋整体式装配式角钢、槽钢构成的钢架结构框架以角钢、槽钢焊接而成。立柱4采用6.3号热轧等边角钢，上面开小圆孔，用于两节间的螺栓联接；底框架1两端采用12号热轧普通槽钢，每端开5个节间螺栓联接的小圆孔；底框架上有三根6号槽钢构成的底横梁10，上铺底板9（4mm的花纹钢板）上拉梁8用5号等边角钢直接焊死在侧立柱上；上下侧板均由2mm厚钢板冲压而成，上下安置的助燃风管2由4mm厚钢板制成，同时也起到了侧板的作用该窑采用拱顶，其拱脚梁3为14号槽钢。1—底框架2—助燃风方管3—下侧板4—侧立柱5—上侧板6—拱脚梁7—助燃风方管8—上拉梁9—底板10—底横梁11—脚支撑方钢（方形钢管）构成的钢架结构（P77）立柱、上下侧梁、下横梁、底侧梁等均采用60×4的方管焊接而成。在一节窑体钢架中，每侧共有立柱三根，两端的立柱上开有供M8螺栓节间联接的四个小孔。下横梁11每节共三根，焊在底侧梁12上，下横梁11上焊角钢作底框架10，上铺底板9。上下侧板用2～3mm钢板冲压制成。吊顶梁1采用56×56×5的等边角钢。1—吊顶梁2—上侧梁3—助燃风方管4—上侧板5—立柱6—下侧板8—下侧梁9—底板10—底框架11—下横梁12—底侧梁13—底支撑造形美观，抗弯强度大吊顶钢架结构托梁2焊接在立柱1上，吊顶钩6由5耐热圆钢制成，其一端制成弯钩通过吊顶砖夹板4将吊顶砖8吊起，另一端用紧固螺母5固定在吊顶横梁3，1—侧立柱2—托梁3—吊顶横梁4—