【文章內(nèi)容簡介】 翻譯： .............................................................................................................................. 51 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動力工程畢業(yè)設(shè)計說明書 I 摘要 關(guān)鍵詞：輥道窯、節(jié)能 本設(shè)計說明書對所設(shè)計的年產(chǎn) 220 萬平方米?；u輥道窯加以說明。 窯頂采用耐熱鋼穿輕型吊頂磚的吊頂結(jié)構(gòu)，為了降低全窯 的熱損失減小單位產(chǎn)品熱耗，全窯均采用輕質(zhì)耐火材料。燃料用 水煤氣 ， 采用高速調(diào)溫?zé)鞂χ破愤M行裸燒來強化窯爐內(nèi)部傳熱，同時對高速燒嘴可進一步調(diào)節(jié)使窯內(nèi)溫度均勻提高成品率，從而達到節(jié)能的目的。 為有效利用煙氣熱，在窯爐前段采用 集中 排煙的方式，另外在緩冷段采用抽熱空氣的方式來冷卻制品，對熱煙氣也可加以利用 。 對全窯的控制采用計算機自動控制來實現(xiàn)，既提高了產(chǎn)品的成品率又降低的工作人員的工作強度，降低了生產(chǎn)成本。 本設(shè)計特點：在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時降低單位產(chǎn)品熱耗，實現(xiàn)陶瓷行業(yè)上的“綠色、環(huán)保、節(jié)能”。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動力工程畢業(yè)設(shè)計說明書 II Abstract Key word: The roller kiln, energy conservation This design is yearly produces 2,200,000 square meter wood grain brick roller kiln, the kiln length 155 meters, the kiln width . The crown uses the hightemperature steel to put on the light suspended ceiling brick the suspended ceiling structure, in order to reduce the entire kiln the heat lose to reduce the unit product to consume hotly, the entire kiln uses the light quality fireproof material. Because the fuel uses the blue gas is the clean fuel uses the high velocity modulation warm burner nozzle to carry on the bare fever to the product to strengthen the kiln stove interio r heat transfer, simultaneously may further adjust to the high speed burner nozzle makes in the kiln the temperature to enhance the rate of finished products evenly, thus achieves the energy conservation the goal. Is hot for the effective use haze, the section selects the method in front of the kiln stove which the disperser discharges fume, moreover uses in the slow cold section pulls out the hot air the way to cool the product, also may perform to the hot haze to use. Uses the puter automatic control to the entire kiln control to realize, both enhanced staff39。s working strength which the product rate of finished products and reduces, reduced the production cost. This design characteristic: While improves the product quality to reduce the unit product to consume hotly, realizes in the ceramic profession “the green, the environmental protection, the energy conservation” 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動力工程畢業(yè)設(shè)計說明書 1 第一篇 設(shè)計任務(wù)書及原始資料 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 院（系） 熱能工程系 20xx 年 11 月 10 日 專業(yè) 熱能與動力工程 班級 05 熱工 學(xué)生姓名 李進邦 指導(dǎo)教師 童劍輝 題目 年產(chǎn) 220 萬 m2 玻化磚水煤氣輥道窯設(shè)計 主要研究內(nèi)容和設(shè)計技術(shù)參數(shù)： 產(chǎn)品名稱及規(guī)格： ?；u （ 80080012mm） 燒成周期、溫度及氣氛查有關(guān)文獻自定 年工作日： 300 天 產(chǎn)品合格率： ≥ 90% 坯體入窯水分： 1% 燃料： 水煤氣 坯料化學(xué)組成及其他設(shè)計參數(shù)、指標自定 基本要求（含成果要求）： 按設(shè)計要求收集有關(guān)設(shè)計資料，完成設(shè)計計算 獨立完成圖紙設(shè)計，大膽創(chuàng)新 繪制窯爐主體結(jié)構(gòu)圖、主要斷面圖、鋼架結(jié)構(gòu)圖（包括斷面圖）、管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、傳動系統(tǒng)圖及燒嘴磚、孔磚等部件結(jié)構(gòu)詳圖 設(shè)計圖紙至少有一張用 CAD（ A3）繪制 設(shè)計說明書規(guī)范、完整 翻譯至少 1 篇有關(guān)本專業(yè)的英（中）文文獻。（字數(shù)不少于 2 千） 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動力工程畢業(yè)設(shè)計說明書 2 工作進度計劃： 第 1－ 4 周：畢業(yè)實習(xí)，收集有關(guān)設(shè)計資料 第 5 周：查閱、收集有關(guān)文獻資料，初步確定設(shè)計方 案 第 6－ 7 周：完成設(shè)計計算 第 8 周：修改并最后確定設(shè)計方案，構(gòu)思設(shè)計草圖 第 9－ 16 周：繪圖并將圖紙上墨 第 17 周：撰寫、打印設(shè)計說明書 第 18 周：整理材料，準備答辯 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動力工程畢業(yè)設(shè)計說明書 3 原始數(shù)據(jù)的收集 坯料組成（ %）： 坯料組成 表 11 化學(xué)成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O 酌減 百分含量（ %） 5 入窯水分： 1% 產(chǎn)品合格率： 95% 燒成溫度： 1250℃ 燒成周期： 60 分鐘 年工作日： 300天 /年 產(chǎn)品規(guī)格： 800 800 12mm， 單片重： 氣氛制度：全窯氧化氣氛 燃料：水煤氣 （ 10500～ 11300 KJ/ Nm179。） 其它參數(shù)：室溫 20℃，夏天最高溫度 40℃； 空氣比熱： KJ/（ m3 ℃） 產(chǎn)品比熱： 一般為 KJ/（ m3 ℃） 燒成制度的確定 窯爐的燒成制度取決于坯釉料的組成 和性質(zhì)、坯體的造型、大小和厚度以及窯爐結(jié)構(gòu)、裝窯的方法、燃料種類等等因素。而燒成制度主要包括溫度曲線、壓力曲線和氣氛控制。根據(jù)不同產(chǎn)品的要求，確定溫度曲線、氣氛性質(zhì)，壓力曲線是實現(xiàn)溫度和氣氛性質(zhì)的主要控制條件，三者相互關(guān)聯(lián)，相輔相承。 只要窯內(nèi)溫度均勻，各階段都可以加快。但氧化、還原和燒結(jié)卻要按照反應(yīng)所需要時間來控制。在制定合理的燒成制度時，還要考慮窯的結(jié)構(gòu)究竟升溫和降溫速度多少才能使窯內(nèi)溫度均勻，以保證整個橫截面上的制品燒熱，要綜合上述原則進行制定。 確定燒成制度的根據(jù) ①坯體在加熱過程中性狀變 化的考察 主要參考三元系統(tǒng)平衡相圖，如長石質(zhì)瓷坯料的組成以長石 石英 粘土三組分為主，可參考 K2OAL2O3SiO2 三元系統(tǒng)平衡相圖。而滑石質(zhì)瓷坯料組成以滑石 粘土 長石三組分為主，則參考 MgOAL2O3 SiO2三元系統(tǒng)平衡相圖。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動力工程畢業(yè)設(shè)計說明書 4 ②坯體的形狀、厚度與含水量對燒成制度的影響 薄壁小件制品的入窯水分易于控制，一般采取短周期快速燒成。厚壁大件制品的升溫速度不宜過快。但對于輥道窯來說，由于截面寬而小，溫差很小，所以可以快速升溫來縮短燒成周期。 ③升溫速度 升溫速率除了取決于坯料性能外，還受窯爐溫度均勻程 度、燃料性質(zhì)以及裝窯密度等因素的影響。 ④燒成法 坯體燒成法直接影響到燒成制度的制定。 玻化 磚一般都采用一次燒成以不進行干燥就進入窯爐燒成。 制定燒成制度 溫度曲線的四大特性指標是燒成各階段的升溫速度、最高燒成溫度、保溫時間以及冷卻速度。 ①加熱蒸發(fā)期（室溫～ 200℃） 在預(yù)熱帶室溫～ 200℃階段排除殘余水分。在此階段如果制品入窯水分過高，則不宜升溫過快，以免引起制品不均勻收縮，產(chǎn)生變形和開裂。若制品入窯水分控制在臨界水分（約 1%）以下，則可快速升溫而不使制品開裂。但也不宜太快，以免引起燒成缺陷。 ②氧化分解及晶型轉(zhuǎn)化期（ 200～ 950℃或 1050℃） 在該期內(nèi)坯體無收縮現(xiàn)象發(fā)生，氣孔率不斷增加，強度略有增加，因此汽水與氧化產(chǎn)物可以自由地散逸。升溫速度主要取決于原料的純度和坯體的厚度，并受氣流速度和氣氛的影響。一般，本階段可以采取快速升溫。 排除結(jié)構(gòu)水階段（ 200～ 500℃） 結(jié)構(gòu)水指粘土礦物中的結(jié)晶水和層間水。其中高嶺土 AL2O3 2SiO2 2H2O 中結(jié)晶水的分解屬于一級化學(xué)反應(yīng)，溫度 每升 高 100℃，其分解速度就可以加快一倍，分解速度很快，制品不至開裂，所以這一階段屬于安全升溫階段。 石英晶型轉(zhuǎn)化 階段（ 500～ 600℃） 石英晶型轉(zhuǎn)化，由 β－ SiO2體積膨脹 %，如果控制不當，這是一個危險階段。但這個反應(yīng)本來是很快的，只要幾分鐘就可以完成。目前生產(chǎn)中出現(xiàn)石英晶型轉(zhuǎn)化而使制品開裂的現(xiàn)象，原因是窯內(nèi)溫度不均勻而引起。掌握這一階段的關(guān)鍵是窯內(nèi)溫度均勻，景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動力工程畢業(yè)設(shè)計說明書 5 使整個制品能均勻膨脹，即使快也是安全的。 ③氧化階段（ 600～ 1050℃） 從窯爐結(jié)構(gòu)來說，自 900℃左右的氧化爐起就已進入燒成帶。在這一階段要把制品中的硫化亞鐵氧化成氧化鐵，并放出二氧化硫；碳酸鹽分解放出二氧化碳；有機物中的碳氧化，生成二氧化碳。這些 反應(yīng)都要在釉面?；郧巴瓿?，以便生成的氣體排除干凈，否則會產(chǎn)生缺陷。這一階段是很重要的，要保證一定的時間、一定的溫度和足夠的氧化氣氛，才能避免缺陷產(chǎn)生。 ④?；纱善冢?950 或 1050～ 1250℃） 在該期內(nèi)坯體瓷化，釉層?；湛s比較大。保證坯體受熱均勻，使之高溫反應(yīng)趨于均一是本階段的關(guān)鍵。因此，升溫速率取決于窯爐結(jié)構(gòu)、裝窯密度、坯體的收縮變化及燒結(jié)范圍。 ⑤保溫階段（ 1250℃ ） 因為是快速燒成，煙氣的溫度與制品溫度的溫差較大，所以保溫時間不易太長。實際上，由于上一過程中的升溫速度比較緩慢，所以無須高火 保溫，因反應(yīng)在高火中進行得比較完善，可省去。 ⑥急冷階段（ 1250～ 700℃） 冷卻速度主要取決于坯體的厚度以及坯內(nèi)液相的凝固速度。冷卻初期瓷胎中的玻璃相還處于塑性狀態(tài)，急冷所引起的熱應(yīng)力大部分被液相的塑性和流動性所補償，不會產(chǎn)生被破壞作用。但也要均勻急冷，否則還是會開裂的。 ⑦緩冷階段（ 700～ 400℃） 緩冷階段的溫度取決于瓷胎中玻璃相的轉(zhuǎn)化溫度，液相中的 AL2O3和 SiO2含量越高，轉(zhuǎn)化溫度也越高，一般在 800～ 830℃。低于轉(zhuǎn)化溫度，液相開始凝固，殘余石英發(fā)生晶型轉(zhuǎn)化，必須放慢冷卻速度，力求制品截面 溫度的均勻分布，盡可能消除或減少熱應(yīng)力。 ⑧快冷階段（ 400～ 80℃） 此階段熱應(yīng)力變小，可加快冷卻速度。 從上述各階段的分析可以看出，只要窯內(nèi)溫度均勻，各階段都可以加快。但燒結(jié)還要按照反應(yīng)所需時間來控制。在制定合理的燒成制度時，還要考慮窯的結(jié)構(gòu)，究竟升溫和降溫速度多少才能使窯內(nèi)溫度均勻，以保證整個截面上的制品燒熟，要綜合上述原則進行制定。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動力工程畢業(yè)設(shè)計說明書 6 溫度的劃分與升溫速率表 12 名稱 溫度（ /℃） 時間（ /min） 升溫速率（ /℃ min1） 節(jié)數(shù)（ /節(jié)） 加熱蒸發(fā)段 室溫～ 250 6 1～ 7 預(yù)熱帶排水階段 250～ 500 4 8～ 11 石英晶型轉(zhuǎn)化階段 500