【正文】 .............................. 32 （ 3） 冷卻帶熱平衡計算 ................................................. 33 熱平衡示意圖 .................................................... 33 熱收入 .......................................................... 33 制品帶入的顯熱 2Q ......................................... 33 冷卻風帶入顯熱 6Q ......................................... 34 熱支出 .......................................................... 34 制品帶出顯熱 7Q ............................................ 34 熱風抽出時帶走的顯熱 8Q .................................. 34 窯體散失熱量 9Q ........................................... 35 年產(chǎn) 70 萬平方米玻化磚液化 石油氣輥道窯設(shè)計 6 由窯體不嚴密處漏出空氣帶走顯熱 10Q ........................ 37 列熱平衡方程 .................................................... 37 列熱平衡表 ...................................................... 38 第八章 管道尺寸以及阻力計算和風機選型 .................................. 39 抽煙風機的管道尺寸、阻力計算 .................................... 39 管道尺寸 .................................................. 39 阻力計算 .................................................. 40 風機的選型 ................................................ 41 其他系統(tǒng)管路尺寸確定、風機的選型 ................................ 42 液化石油氣輸送管徑的計算 .................................. 42 助燃風管計算 .............................................. 43 冷卻帶風管計算 ............................................ 44 風機選型 .................................................. 46 第 九 章 工程材料概算 .................................................... 47 窯體材料概算 .................................................... 47 鋼材的概算 ......................................................49 年產(chǎn) 70 萬平方米玻化磚液化 石油氣輥道窯設(shè)計 7 前 言 隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，陶瓷工業(yè)在人民生產(chǎn)、生活中都占有重要的地位。陶瓷的發(fā)展與窯爐的改革密切相關(guān)，一定結(jié)構(gòu)特點的窯爐燒出一定品質(zhì)的陶瓷。因此正確選擇燒成窯爐是獲得性能良好制品的關(guān)鍵。 陶瓷窯爐可分為兩種 :一種是間歇式窯爐 ,比如梭式窯 。另一種是連續(xù)式窯爐 ,比如輥道窯。輥道窯由于窯內(nèi)溫度場均勻，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量，也為快燒提供了條件；而輥道窯中空、裸燒的方式使窯內(nèi)傳熱速率與傳熱效率大，又保證了快燒的實現(xiàn)；而快燒又保證了產(chǎn)量，降低了能耗。產(chǎn)品單位能耗一般在 2022～ 3500 KJ/Kg ，而傳統(tǒng)隧道窯則高達 5500～ 9000 KJ/Kg 。所以，輥道窯是當前陶瓷工業(yè)中優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的先進窯型，在我國已得到越來越廣泛的應(yīng)用。 燒成在陶瓷生產(chǎn)中是非常重要的一道工序。燒成過程嚴重影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，與此同時，燒成也由窯爐決定。 在燒成過程中，溫度控制是最重要的關(guān)鍵。沒有合理的燒成控制，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都會很低。要想得到穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和提高產(chǎn)量，首先要有符合產(chǎn)品的燒成制度。然后必須維持一定的窯內(nèi)壓力。最后，必須要維持適當?shù)臍夥铡＿@些要求都應(yīng)該遵循。 我設(shè)計的輥道窯是連 續(xù)式窯。窯爐總長 54 米，內(nèi)寬 米，燒成溫度是 1250 攝氏度。燃料采用液化石油氣。我設(shè)計的輥道窯，窯體趨向輕型化，燃料清潔化，燒成質(zhì)量好，產(chǎn)量高，年產(chǎn)量達 70萬平方米。全窯采用新型耐火材料，改善了窯爐的保溫性。 1 原始資料收集 設(shè)計前必須根據(jù)設(shè)計任務(wù)收集所需的原始資料。設(shè)計原始資料如下： 1. 產(chǎn)量：年產(chǎn) 700000㎡地磚 年產(chǎn) 70 萬平方米?；u液化 石油氣輥道窯設(shè)計 8 2. 產(chǎn)品規(guī)格 :500 500 12 (㎜ )，密度： ㎏ 310 kg/ 3m 3. 年工作日 ： 335 天 4. 燃料：液化石油氣 （熱值 100 3/MJ m ，主要成分丙烷，丁烷，氣液共存壓力~，出自《熱工手冊》） 5. 坯入窯含水量：≤ 2﹪ 6. 原料組成： 2SiO 23ALO 23FeO 2TiO CaO MgO 22K O NaO? 灼減 70 7. 最高燒成溫度： 1250℃ 8. 燒成合格率： 90% 9. 燒成制度： （ 1） 溫度制度： 燒成周期 — 48分鐘 （ 2） 氣氛制度：全窯氧化氣氛 （ 3） 壓力制度：預(yù)熱帶負壓操 作 40~25Pa，燒成帶微正 壓＜ 8Pa,冷卻帶正壓 2 窯體主要尺寸的確定 進窯磚坯尺寸 產(chǎn)品規(guī)格： 500 500 12 mm 產(chǎn)品寬度 500mm，考慮燒成收縮為 5%，四周預(yù)留拋光尺寸為 7mm,則： 坯體尺寸 =產(chǎn)品尺寸247。（ 1燒 成收縮） =500247。（ 15%） +2 7 540? mm 內(nèi)寬的確定與排磚方法 由于現(xiàn)在的輥棒等材料性能的提高，且輥道窯大多采用吊頂結(jié)構(gòu)，所以此次設(shè)計成寬體輥道窯。再根據(jù)產(chǎn)量，所用的燃料（液化石油氣）等因素，所以 暫定窯內(nèi)寬 B =2022mm 。而坯體離窯墻內(nèi)壁一般有 100～ 200 mm 間隙，取 150 mm。根據(jù)了解，橫向的坯體是緊貼在一起，并沒有留間隙。所以內(nèi)寬等于磚坯尺寸每排片數(shù)＋磚坯離窯內(nèi)壁的間距。 年產(chǎn) 70 萬平方米?；u液化 石油氣輥道窯設(shè)計 9 則可排磚數(shù)為： n ( 2022 2 150) 540 ? ? ? ? ? 片 故 確定并排 3片，則窯內(nèi)寬 B=540 3+150 2=1920 ㎜ 最后定窯內(nèi)寬為 1920 mm。 內(nèi)高的確定 輥道窯的內(nèi)高被輥子分隔成輥上高和輥下高兩部分。對于輥上高的設(shè)置，要考慮以下四個方面：損壞的坯體能否順利從輥棒之間掉下去，燒嘴的設(shè)置也要有一定的高度，氣體與坯體之間的換熱強度，氣流通暢與燃燒空間。而對于輥下高的設(shè)置而言，主要是損壞的坯體能否順利從輥棒之間掉下去即保證處理事故的方便。從傳熱角度來講，燒成帶以輻射為主，所以氣體厚度要大點，內(nèi)高稍高些。而預(yù)熱帶以對流換 熱為主，所以內(nèi)高比燒成帶低，使得橫截面減小，流速加快，提高對流換熱強度。再結(jié)合其它三方面，內(nèi)高的設(shè)置如下 （單位 mm） ： 溫度較抵處：預(yù)熱升溫段 400～ 900℃ 即 1～ 10節(jié) 冷卻降溫段 700～ 80℃ 即 22～ 27節(jié) 溫度較高處：燒成升溫段 900～ 1250℃ 即 10～ 18節(jié) 急冷降溫段 1250～ 700℃ 即 19～ 21節(jié) 位置 第 110， 2227節(jié) 第 1118節(jié) 第 1921節(jié) 輥上高 350 450 450 輥下高 350 350 350 內(nèi)總高 700 800 800 （單位 mm） 燒成制度的確定 （ 1） 溫度制度： 考慮到入窯水分比較低，可以快速升溫而不會使坯體炸裂。 燒成周期 :48 min 各溫度段的劃分與升溫速率 名稱 溫度 /℃ 時間 /min 升溫速率 /℃ min1 長度比例 /% 年產(chǎn) 70 萬平方米?；u液化 石油氣輥道窯設(shè)計 10 窯前段 40～ 250 6 35 預(yù)熱帶 250～ 1050 35 燒成帶 1050～ 1250 8 25 冷卻帶 1250～ 80 68 累計 48 100 （ 2） 氣氛制 度：全窯氧化氣氛 （ 3） 壓力制度：預(yù)熱帶 15～ 10 Pa ，燒成帶 8 Pa 窯長及各帶長的確定 現(xiàn)在窯爐已經(jīng)向?qū)掦w化、自動化、輕型化發(fā)展，已經(jīng)有長 300 多米的寬體窯。其主要原因是現(xiàn)在的輥棒的質(zhì)量的提高，還有各種材料的飛速發(fā)展。 窯長的確定 ? 22窯 容 量 （ m/ 每 窯 ）窯 長 （ m ）裝 窯 密 度 （ m/ 每 米 窯 長 ） 244870000060 335 24 90%????????222年 產(chǎn) 量 （ m /a ） 燒 成 周 期 （ h ）窯 容 量 （ m/ 每 窯 ）年 工 作 日 產(chǎn) 品 合 格 率 （ % ）= （ m/ 每 窯 ） ? ? ? 2裝 窯 密 度 每 米 排 數(shù) 每 排 片 數(shù) 每 片 磚 面 積 （ m/ 每 窯 ） 同一列磚磚距取 20 mm ，則 裝窯密度 21000 3 0 .5 4 1 .4 65 4 0 2 0? ? ? ?? ? ?/m 每 窯 所以窯長 ??m 取 54m 此次采用裝配式，由若干節(jié)聯(lián)結(jié)而成。由于制品的尺寸是 500 500 12㎜，且輥棒在高溫的時候會有一些變形。考慮這些因素，設(shè)計棍棒中心間距為 100㎜。設(shè)計每節(jié) 20根棍棒，即每節(jié)長 2022㎜，節(jié)與節(jié)聯(lián)接的長度為 8㎜。則 年產(chǎn) 70 萬平方米?；u液化 石油氣輥道窯設(shè)計 11 節(jié)數(shù) 54000 ?? （節(jié)） 取節(jié)數(shù)為 27 節(jié) 。 因而窯長度為： 20 08 27 8 54 20 8L ? ? ? ? mm 各帶長的確定 對于冷卻帶各段的設(shè)置：剛剛進入急冷階段時，坯體仍處于熔融的朔性狀態(tài)，不容易產(chǎn)生應(yīng)力，可以急冷而不開裂，因為高溫下的應(yīng)力大部分被液相的彈性和流動性所補償。該階段要設(shè)置好急冷的控制溫度。過低，產(chǎn)生風裂；過高，給緩冷造成壓力，甚至也會產(chǎn)生風裂。而緩冷段主要是提供石英晶型轉(zhuǎn)變的場所，故緩冷區(qū)要足夠長，使降溫過程平穩(wěn)緩慢，安全度過石英晶型轉(zhuǎn)換期。所以三段的時間分配分別為 ， ， 。 據(jù)燒成曲線中溫度的劃分，各段長度： 窯前段： 3 2022 6024?? mm 取 3 節(jié) 長度 =3 2022 6024?? mm 預(yù)熱帶： 54208 35% ?? mm 取 10節(jié) 長度 =10 2022 20220?? mm 燒成帶： 54 20 8 16 .7% 90 52 .7?? mm 取 5節(jié) 長度 =5 2022 10040?? mm 冷卻帶： 54 20 8 35 .8 % 19 40 6. 5?? mm 取 9節(jié) 長度 =9 2022 18072?? mm 急冷段： 48 ? ? （節(jié)） 取 3節(jié) 長度 =3 2022 6024?? mm 緩冷段： 48 ? ? （節(jié)） 取 4節(jié) 長度 =4 2022 8032?? mm 快冷段： 48 ? ? （節(jié)） 取 2節(jié) 長度 =2 2022 4016?? mm 年產(chǎn) 70 萬平方米玻化磚液化 石油氣輥道窯設(shè)計 12 圖 窯爐各帶劃分及編號 溫度段（℃） 時間（ min） 升溫速率（℃ /min） 節(jié)數(shù) 編號 窯前段 40～ 250 6