【文章內(nèi)容簡介】 出風口，對著制品上下均勻地噴冷風，達到急冷的效果。由于急冷段溫度高，橫穿入窯的冷風管須用耐熱鋼制成，管徑為 60～80mm。 本設計也采用直接吹風冷卻，在第 22— 24 節(jié)每節(jié)設置 12 根 Φ80 急冷風管 ,上下管布置在同一斷面并橫穿過窯內(nèi) , 每根風管的窯 內(nèi)部分均勻開 80 個 Φ10圓孔 。 .從一側(cè)窯墻插入，另一側(cè)窯墻頂出來，通向窯頂?shù)?Φ260mm的抽熱風支管最后通向 Φ700mm的抽熱風總管。與窯內(nèi)熱風一道由 Y8389D 抽熱風機抽出送干燥用 緩冷通風系統(tǒng) 第 25— 30節(jié)每節(jié)設置 6根 Φ80急冷風管 做冷卻，換熱管一端敞開做吸風口，另一端接抽熱風管， 通向余熱風機。 在 4247節(jié)窯的頂部設置 6個圓形抽熱風口，直徑為 250mm。緩冷換熱和抽熱共用一臺風機。 快冷通風系統(tǒng) 窯尾采用直接吹冷風冷卻產(chǎn)品。在窯爐最后 2節(jié)兩側(cè)安裝軸流風扇，每節(jié) 窯頂、窯底 各設 4臺軸流風扇， 上下對制品強制冷卻 。在第 49節(jié)設一矩形抽冷風口，尺寸為 16005 80 mm。 輥子材質(zhì)的選擇 輥道窯對輥子材料要求十分嚴格，它要求制輥子材料熱脹系數(shù)小而均勻，高溫抗氧化性能好，荷重軟化溫度高，蠕變性小，熱穩(wěn)定性和高溫耐久性好，硬度大，抗污能力強。 常用輥子有金屬輥和陶瓷輥兩種。為節(jié)約費用，不同的溫度區(qū)段一般選用不同材質(zhì)的輥子。本設計在選用如下： 表 5－ 1：輥子的選材 低溫段（ 250～ 20） 無縫鋼管輥棒 中溫段（ 200～ 500℃和 500℃～ 80℃） 瓷棒 高 溫段（ 500～ 1180℃和 1180～ 500℃） 碳化硅輥棒 輥子直徑與長度的確定 輥子的直徑大，則強度大；但直徑過大，會影響窯內(nèi)輻射換熱和對流換熱。因中試窯比較短，輻射換熱和對流換熱空間有限，本設計輥子的直徑要小些，故選用直徑為 40mm的輥棒，而長度則取 3100mm。 輥距的確定 為了保證無論何時制品在轉(zhuǎn)動過程中都有 3根輥棒，所以應取問產(chǎn)品的 1/4以下，即輥距不大于 670/4=160mm，因此，本設計確定輥距為 50mm，每節(jié)窯為 2100/50=42根。 棍子總數(shù) =42 51=2142根 傳動系統(tǒng)的選擇 考慮到產(chǎn)品的質(zhì)量問題， 輥道窯的傳動系統(tǒng)由電機、鏈傳動和齒輪傳動結(jié)構(gòu)所組成。 為避免停電對正常運行的輥道窯造成的危害，輥道窯一般都設在滯后裝置，通常是設一臺以電瓶為動力的直流電機。停電時，立即驅(qū)動直流電機，使輥子停電后仍能正常運行一段時間，避免被壓彎或壓斷，以便在這段時間內(nèi)，啟動備用電源。 本設計選用多電機分段傳動分段帶動的傳動方案。將窯分成 10段，每段由一臺電機托動，采用變頻調(diào)速。所有電機可以同時運行，每臺亦可單獨運行，當處理打縲、堵窯等事故時，將電機打到擺動狀態(tài)，使磚 坯前后搖擺運行，可保證這些區(qū)段的制品不粘輥，輥子不彎曲，磚坯亦不會進入下一區(qū)段。 傳動過程 電機→主動鏈輪→滾子鏈→從動鏈輪→主動斜齒輪→從動螺旋齒輪→主軸→主軸上的斜齒輪→被動斜齒輪→輥棒傳動裝置→輥子 傳動過程聯(lián)接方式 依據(jù)以上原則，聯(lián)接方式主要采用彈簧夾緊式，從動采用托輪磨擦式。 窯體附屬結(jié)構(gòu) 事故處理孔 事故處理孔設在輥下，且事故處理孔下面與窯底面平齊，以便于清除出落在窯底上的磚坯碎片。為了能清除窯內(nèi)任何位置上的事故而不造成“死角”，兩相鄰事故處理孔間距 不應大于事故處理孔對角線延長線與對側(cè)內(nèi)壁交點連線。 圖 5－ 1：事故處理孔的布置 由上圖知： Bcb ????cot ? ?? bBBc ??? c ot 則： ? BbcbL ???? 12)(2 =2 ? = ? 兩事故處理孔中心距 L應小于或等于 又因為每節(jié)長度只有 ，所以，可以每節(jié)設置一個事故處理孔，本設計在每節(jié)設置一個事故處理孔，尺寸為： 400 130mm，兩側(cè)墻事故處理孔采取交錯布置的形式。當事故處理孔在不處理事故時，要用塞孔磚進行密封，孔磚與窯墻間隙用耐火纖維堵塞密封，防止熱氣體外溢或冷風漏入等現(xiàn)象對燒成制度產(chǎn)生影響。 測溫孔及觀察孔 測溫孔 為嚴密監(jiān)視及控制窯內(nèi)溫度制度，及時調(diào)整燒嘴開度，一般在窯道頂及火道側(cè)墻留設若干處測溫孔以安裝熱電偶。測溫孔間距一般為 3~5米，高溫段布密些，低溫段布稀些，在燒成曲線的關鍵點，如氧化末段、晶體轉(zhuǎn)化點、釉始溶點、成瓷段、急冷結(jié)束等都應設測溫孔。 在每個燒嘴的對側(cè)窯墻設置Φ 80mm 的觀察孔，以便燒嘴的燃燒狀況。未用時，用與觀察孔配套的孔塞塞住，以免熱風逸處或冷風漏入。 膨脹縫 窯體受熱會膨脹，產(chǎn)生很大的熱應力，因此在窯墻、窯頂及窯底砌體間要留設膨脹縫 以避免砌體的開裂或擠壞。本設計窯體采用裝配式，在每節(jié)窯體中部留設 1 處寬度為 10mm 的膨脹縫，內(nèi)填礦渣棉，各層磚的膨脹縫要錯縫留設。 窯道檔板和擋火墻 窯道上的檔板和擋火墻可以起到窯內(nèi)氣體的上下和水平導流、調(diào)整升溫曲線、蓄熱輻射及截流作用。檔板負責對窯內(nèi)上半窯道的控制 ,采用耐高溫硬質(zhì)陶瓷纖維板制成 ,可以通過在窯頂外部調(diào)整位置的高低。擋火墻負責對窯內(nèi)下半窯道的控制 ,采用耐火磚砌筑 ,高低位置相對固定。窯道檔板和擋火墻設置在同一橫截面上。全窯共設置 3對閘板和擋火墻結(jié)構(gòu)，分別在 1112節(jié)、 2122節(jié)、 2425節(jié)之間設置。 窯體加固鋼架結(jié)構(gòu)形式 輥道窯鋼架結(jié)構(gòu)起著加固窯體作用，而鋼架本身又是傳動系統(tǒng)的機身。本設計采用金屬框架裝配式鋼架結(jié)構(gòu)，立柱用 75 50mm方鋼、上橫梁用 50 50mm方鋼、下梁用 100 50mm方鋼。在一節(jié)窯體鋼架中，每側(cè)共有立柱 3根，兩頭每個立柱上開有攻M12 螺栓節(jié)間聯(lián)接的 6 個孔。下橫梁每節(jié)共 3 根，焊在底側(cè)梁上，下橫梁上焊有 50 50mm的等邊角鋼作底架，以便在其上擱置底板。上下側(cè)板可用 2～ 3mm 鋼板沖壓制成，吊頂梁采用 50 50 5mm的等邊 角鋼。 6 燃料燃燒計算 空氣量 ①計算理論空氣量（燃料每 100m3）： L0=（ ++*2+*3+*3/2)*100/21=(Nm3/Nm3) ②計算實際空氣量： a 取 ， Lα =L0*=(Nm3/Nm3) 煙氣量 ①計算理論煙氣量（燃料每 100m3）： V0=++*3+*4+*2+++L0*79/100 =(Nm3/Nm3) ②計算實際煙氣量： Vα =V0+（ a1） *L0=(Nm3/Nm3) 燃燒溫度 設空氣溫度 t0=20℃，此時的空氣比熱 c0=*℃，天然氣比熱 c1=*℃，t1=t0，現(xiàn)設 tth=1700℃，燃燒產(chǎn)物比熱 cg=*℃，則理論燃燒溫度： tth=（ 41580*100+*20*+100*20*） /（ *） =℃ 相對誤差（ ） /1700=%5%,假設合理。 取高溫系數(shù)η =，實際溫度 t=*=℃，高于最高溫度 1120℃，條件符合。 7 窯體材料的確定 窯體材料及厚度的確定：列表表示全窯所用材料及厚度 表 41窯體材料和厚度表（ 1） 11 2751節(jié) 名稱 材質(zhì) 使用溫度(℃ ) 導熱系數(shù) [W∕ (m?℃ )] 厚度（ mm） 窯 頂 耐火層 1600℃ + 103t 230 隔熱層 1150 ～ 150 窯 墻 耐火層 1600℃ + 103t 230 隔熱層 硅酸鹽耐火纖維束 1350 ～ 190 窯 底 耐火層 1600℃ + 103t 230 隔熱層 900 + 10 t 130 膨脹層 1350 ～ 100 表 42窯體材料和厚度表（ 3） 1626節(jié) 名稱 材質(zhì) 使用溫度(℃ ) 導熱系數(shù) [W∕ (m?℃ )] 厚度（ mm） 窯 頂 耐火層 1600℃ + 103t 230 隔熱層 1150 ～ 150 窯 墻 耐火層 1600℃ + 103t 230 隔熱層 硅酸鹽耐火纖維束 1350 120 窯 底 耐火層 球磚 1600℃ + 103t 130 隔熱層 900 + 10 t 130 膨脹層 1350 ～ 100 熱平衡計算包括預熱帶、 燒成帶熱平衡計算和冷卻帶熱平衡計算。 在第 1～ 4節(jié)熱源為煙氣余熱，即利用煙氣帶走顯熱，所以 1～ 4節(jié)不列入熱平衡計算中，但是在計算時，應以第 4節(jié)坯體計算配體帶入顯熱，以第 5節(jié)煙氣溫度值計算煙氣帶走顯熱。預熱帶熱平衡計算的目的在于求出燃料消耗量，冷卻帶熱平衡計算，目的在于計算出冷空氣鼓入量和熱風抽出量。另外，通過熱平衡計算可以看出窯爐的工作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等各方面是否合理，哪項熱耗最大，能否采取改進措施。 預熱帶及燒成帶熱平衡計算 熱平衡計算基準及范圍 熱平衡計算必須選定計算基準，這里 時間以 1h為計算基準， 0℃作為基準溫度。 熱平衡框圖 圖 預熱帶和燒成帶熱平衡示意圖 1Q —— 坯體帶入顯熱： aQ —— 助燃空氣帶入顯熱 39。aQ —— 漏入空氣帶入顯熱： fQ —— 燃料帶入化學熱及顯熱 2Q —— 產(chǎn)品帶出顯熱 3Q —— 墻、頂、底散熱 4Q —— 物化反應耗熱 5Q —— 其它熱損失 gQ —— 廢氣帶走顯熱 熱收入項目 第 16節(jié)熱源為煙氣余熱，即利用煙氣帶走顯熱，所以 16節(jié)不列入熱平衡計算中 ，但是計算時，應以第 6節(jié)計算坯體帶入顯熱，以第 7節(jié)煙氣溫度值計算煙氣帶走顯熱。 坯體帶入顯熱 1Q 1. 制品帶入顯熱 1Q 1Q ＝ 111 tcG 其中： 1G —— 如窯制品質(zhì)量 (Kg/h) 1c —— 入窯制品平均比熱 ,kJ/(kg℃ ) 1t —— 制品的溫度 , ℃。 取燒成灼減量 4%，瓷磚單重 入窯干制品質(zhì)量 rG = %96*%97*24*330 1 3 0 0 0 0 0 * =(kg/h) 入窯制品含自由水 % 入窯胚體質(zhì)量 1G = % ? =（ kg/h) 制品入窯時的溫度為 20℃ ，取入窯制品比熱為 :(kg ℃ ) 則胚體帶入顯熱為： 1111 tcGQ ? = 20=（ KJ/h） 燃料帶入化學熱及顯熱 fQ 天然氣低熱值 Q =35960(kJ/Nm3) 入窯天然氣溫度 ft =20℃， 20℃時天然氣 ?fc KJ/（ Nm3.℃ ） 設天然氣消耗量為 Xm3/h fQ ＝ X( Q + fc ft )＝ X（ 35960+ 20）＝ （ KJ/h） 助燃空氣帶入顯熱 aQ 助燃空氣溫度 at =20℃， 20℃時空氣比熱容 ac = [kJ/（ Nm3℃） ] 助燃空氣實際總量 aV =（ Nm3/h） 所以 aQ = aV at ac X= 20X=（ KJ/h） 漏入空氣帶入顯熱 39。aQ 取預熱帶漏入空氣過剩系數(shù) g? =，漏入空氣溫度 at =20℃，空氣比熱容 ac = kJ/（ m3℃） ? = 漏入空 氣總量： aV =X（ g? ? ） 0aV =X（ ） =（ m3/h） 所以 39。aQ = aV ac at = 20=（ KJ/h） 熱支出項目 產(chǎn)品帶出顯熱 2Q (KJ/h) 燒成產(chǎn)品質(zhì)量 3G =（ g/h） 制品出燒成帶產(chǎn)品溫度 2t ＝ 1170℃，表可知 :產(chǎn)品平均比熱為 : 所以 2Q = 3G 2c 2t = 1170 =(KJ/h ) 3Q 將計算分為 2部分 ,即第 8～ 15節(jié) : 500950℃ ,取平均值 725℃；第 16～ 26節(jié)： 9501170℃取平均值為 1060℃。 ⅰ 第 8～ 15節(jié) :窯外壁表面平均溫度 40℃，窯內(nèi)壁平均溫度 725℃ a. 窯頂 窯 頂 耐火層 1600℃ + 103t 230 隔熱層 1150 ～ 150 1t =725℃ at =40℃ 設 2t =445℃ ， 3t =76℃ 1? =+ 10 3? 221 tt ? =+ 103（ 725+445） /2= W/m℃ aaa tttttta ???????3443413])100273()100273[()( 4076])1 0 0 402 7 3()1 0 0 762 7 3[()4076( 4441???????a = W/m℃ 1? = 2? = W∕ (m?℃ ) 2? = 熱流密度： q=att a122111???????=1 40725 ?? ?=495（ W/㎡） 校核 2t 、 3t 2t = 1t q11?? =725 495=449℃ 445445449??? %5%1%100 ?? 允許 3t = 1t （2211 ???? ? ） q=725（ ? ） 495=78 767678??? 100%=%5%允許 窯頂散熱面積 : 2 ??頂A 8= 則 頂頂 qA?Q ＝ 495 ＝ 98927kJ/h 窯 墻 耐火層 1600℃ + 103t 230 隔熱層 硅酸鹽耐火纖維束 1350 120 1t =725℃ at =40℃ 設 2t =485℃ ， 3t =73℃ 1? =+ 210 213 tt ?? =+ 103（ 725+485） /2= W/m℃ a =（ att ?3 ） 41 +aatttt????3443 ])100273()100273[( =（ 7340） 41 + 4073 ])10040273()10073273[( 44????= W/m℃