【導(dǎo)讀】年產(chǎn)32萬(wàn)噸輥道窯設(shè)計(jì)。無(wú)機(jī)非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)。高溫設(shè)備課程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)間20xx年05月26日至20xx年06月08日

　　

【正文】 風(fēng)為鼓入風(fēng)的 95%,故抽出熱風(fēng)量應(yīng)為 m3 / :t8 =400o C,查表知此時(shí)的比熱為 :c8 =(m3 ?℃ ),則 : Q8 = t8 c8 = 400 Vx = Vx 窯體散失熱 Q9 在 冷卻 帶的窯體散熱（ 12～ 16 節(jié)）：該段的溫度范圍為 1250～ 100，窯內(nèi)壁平均溫度 675℃ ,窯外壁溫度為 40℃ a 窯頂： 輕質(zhì)粘土磚導(dǎo)熱系數(shù)λ 磚 =（ m.℃），厚度б 1=230mm 硅酸鋁耐火纖維束導(dǎo)熱系數(shù)λ 硅 = W/（ m.℃），厚度б 2=90mm 熱流 q=（ 26040） /（ +） =（ W/m2） 窯頂散熱面積 A 頂 =**7＝ 故： Q 頂 =**=（ KJ/h） b 窯墻： 年產(chǎn) 32 萬(wàn)噸輥道窯設(shè)計(jì) 17 輕質(zhì)粘土磚導(dǎo)熱系數(shù)λ 磚 =（ m.℃），厚度б 1=230mm 硅酸鋁耐火纖維束導(dǎo)熱系數(shù)λ 硅 = W/（ m.℃），厚度б 2=130mm 熱流 q=（ 26040） /（ +） =（ W/m2） 一側(cè)窯墻散熱面積 A 墻 =**7= 故：二側(cè)窯墻散熱量 Q 墻 =2***=（ KJ/h） c 窯底：在窯下面與干燥器間裝 有 100mm 厚耐火纖維起保溫作用。 輕質(zhì)粘土磚導(dǎo)熱系數(shù)λ 磚 =（ m.℃），厚度б 1=130mm 硅藻土磚導(dǎo)熱系數(shù)λ 硅 = W/（ m.℃），厚度б 2=195mm 熱流 q=（ 26040） /（ +） =150（ W/m2） 窯底散熱面積 A 底 = m2 故： Q 底 =150**=（ KJ/h） 窯體總散熱量： Q9=++=（ KJ/h） 其他熱損失 Q10 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)占熱收入的 5% Q10=*（ Q2+Q6） =*（ 285075+26Vx ） =+ Vx 列出熱平衡方程式 Q2 +Q6 =Q7 +Q8 +Q9 +Q10 285075+26 Vx =+ Vx +++ Vx 解得 Vx = 列出預(yù)熱帶燒成帶平衡表 熱收入 熱支出 項(xiàng)目 KJ/h % 項(xiàng)目 KJ/h % 產(chǎn)品帶入顯熱 285075 產(chǎn)品帶出顯熱 冷卻風(fēng)帶入顯熱 抽熱風(fēng)帶走顯熱 年產(chǎn) 32 萬(wàn)噸輥道窯設(shè)計(jì) 18 窯體散熱 其他熱損失 總計(jì) 總計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng) 傳動(dòng)系統(tǒng)包括輥棒及傳動(dòng)裝置。輥道窯的傳動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)、減速設(shè)備和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所組成。 輥棒的選擇 輥棒的材質(zhì)有兩種：一是金屬質(zhì)，也就是我們所說(shuō)的鋼棒；一是陶瓷質(zhì)，也就是我們所說(shuō)的瓷棒，瓷棒又分為高 溫棒、中溫棒和低溫棒。根據(jù)使用溫度選用不同的輥棒，鋼棒一般用在窯頭、窯尾。對(duì)輥棒一般有以下要求：好的抗熱震性能、好的高溫抗氧化性能、高的荷重軟化溫度、小的蠕變性 (高溫體積穩(wěn)定性 )和好的去污性。本設(shè)計(jì)對(duì)于輥棒的選擇如下：在低溫段（ 40～ 400℃）采用Φ 40 2320mm 無(wú)縫鋼管棍子；在中溫段（ 400～700℃）采用Φ 40 2320mm 莫來(lái)石輥棒；而高溫段（ 700～ 1250℃）采用Φ 40 2320mm莫來(lái)石 — 剛玉質(zhì)陶瓷輥棒。 傳動(dòng)裝置 目前窯爐的傳動(dòng)方式有鏈傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、螺旋齒輪傳動(dòng)、圓錐齒輪傳動(dòng)和 直齒輪傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，早期的輥道窯大多采用鏈傳動(dòng)，但鏈傳動(dòng)不夠平穩(wěn)，鏈條較長(zhǎng)時(shí)易發(fā)生爬行現(xiàn)象。摩擦傳動(dòng)比較平穩(wěn)，但可靠性稍差。齒輪傳動(dòng)具有明顯的可靠性和平穩(wěn)性，不過(guò)，由于齒與齒之間為點(diǎn)接觸，容易磨損，對(duì)安裝和潤(rùn)滑要求較高。用的較多的是螺旋齒輪傳動(dòng)。 電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置也有兩種形式：一是長(zhǎng)軸傳動(dòng)，其特點(diǎn)是一臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)一根與窯長(zhǎng)差不多的長(zhǎng)軸，通過(guò)二級(jí)減速將動(dòng)力分配若干組，長(zhǎng)軸上裝有離合器。一是多電機(jī)傳動(dòng)，特點(diǎn)是將窯分成若干組，幾個(gè)模數(shù)段為一組，每組由一臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)，采用變頻調(diào)速，所有電機(jī)可同時(shí)運(yùn)行， 每臺(tái)亦可單獨(dú)運(yùn)行，我們現(xiàn)在使用的就是多電機(jī)傳動(dòng)。 本設(shè)計(jì)采用螺旋齒輪傳動(dòng)與多電機(jī)傳動(dòng)，并且使用差速傳動(dòng)（對(duì)裸燒產(chǎn)品還對(duì)調(diào)整變形有好處）。差速傳動(dòng)就是相鄰輥棒速度有微小差異，通過(guò)配置不同尺數(shù)的齒輪比來(lái)實(shí)現(xiàn)，一般使用 15： 22和 17： 25。除了第 1— 2 節(jié)采用一個(gè)電機(jī)，其余都是兩節(jié)使用一個(gè)電機(jī)。其中電機(jī)為 ，速比為 1： 59。 輥距的確定 年產(chǎn) 32 萬(wàn)噸輥道窯設(shè)計(jì) 19 輥距即相鄰兩根輥?zhàn)拥闹行木?，確定輥距主要依據(jù)是制品長(zhǎng)度、輥?zhàn)又睆揭约爸破吩谳伒郎弦苿?dòng)的平穩(wěn)性。 考慮到制品長(zhǎng)度較大，因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得： H=(1/31/5)l=。 同時(shí)考慮到每節(jié)窯長(zhǎng) 20xxmm，確定最后的輥距為 27mm，每節(jié)裝 20 根輥棒。 輥?zhàn)涌倲?shù)為 320 根 輥棒的聯(lián)接形式 主動(dòng)端采用彈簧夾緊式，而從動(dòng)端使用的是托輪摩擦式連接，這種聯(lián)接方式對(duì) 更換輥?zhàn)臃浅７奖?。托輪摩擦式連接是將輥棒自由的放在間距相等的托輪上，利用輥?zhàn)拥哪Σ亮?dòng)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)。 傳動(dòng)過(guò)程 電機(jī)→減速器→主動(dòng)鏈輪→滾子鏈→從動(dòng)鏈輪→主動(dòng)螺旋齒輪→從動(dòng)螺旋齒輪→輥棒傳動(dòng)軸→輥?zhàn)印? 7 窯體附屬結(jié)構(gòu) 事故處理孔 本設(shè)計(jì)將事故處理設(shè) 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。為加強(qiáng)窯體密封，應(yīng)盡量少設(shè)置事故處理口，而為了便于處理事故，兩側(cè)墻事故處理一般采用交錯(cuò)布置形式，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(yīng)大于事故處理孔對(duì)角線延長(zhǎng)線與對(duì)側(cè)內(nèi)壁交點(diǎn)連線。經(jīng)過(guò)計(jì)算，取事故處理孔尺寸為：輥下處理孔 360 115mm，輥上處理孔 230115 mm。根據(jù)同側(cè)事故處理孔距離 L≥ 2（ b+c） =2b（ 1+B） /δ =2 360（ 1+20xx） /360=4018㎜，其中各個(gè)符號(hào)如下圖，經(jīng)過(guò) 計(jì)算，取 L=4016mm。同時(shí)考慮到實(shí)際情況，結(jié)合一些先進(jìn)窯爐的經(jīng)驗(yàn)，具體布置如下：在低溫段： 20～ 500℃之前，以及 冷卻帶 第 12～ 15 節(jié)每2 節(jié)設(shè)一輥上事故處理口，輥上事故處理口一共設(shè)置 3個(gè)。全窯每 2節(jié)之間設(shè)置一輥下事故處理口，從進(jìn)窯的第 2節(jié)開(kāi)始布置。 為了避免熱氣體外溢，必須對(duì)事故處理口進(jìn)行密封。在里面用耐火材料制作的塞磚，再用棉塞緊。 觀察孔與測(cè)溫口 每個(gè)燒嘴的對(duì)側(cè)窯墻設(shè)置直徑 30mm 的觀察孔，上窯墻觀察孔的里面要向下打個(gè)斜 年產(chǎn) 32 萬(wàn)噸輥道窯設(shè)計(jì) 20 角，以便可以觀察窯內(nèi)磚的走勢(shì)情況及其它燃燒情況，當(dāng)遇到了事故處理口時(shí) 就不設(shè)置觀察口。 測(cè)溫口根據(jù)上面熱電偶的設(shè)置而設(shè)置。 膨脹縫 窯體受熱會(huì)膨脹，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，為避免砌體開(kāi)裂、擠壞，必須重視窯體膨脹的留設(shè)，窯墻、窯頂?shù)绕鲶w都要留設(shè)，一般每隔 2m 左右留設(shè) 20～ 40mm 膨脹縫，內(nèi)填陶瓷棉或石棉。 本設(shè)計(jì)為了砌窯的方便，除了高溫區(qū)外每隔一節(jié)留設(shè) 30 ㎜的膨脹縫，高溫區(qū)則應(yīng)多留一道膨脹縫。而寬度方向上也要留膨脹縫，這沒(méi)有具體的規(guī)定，留多少道膨脹縫則根據(jù)砌筑的方便與廠家的要求來(lái)定。還有膨脹縫也應(yīng)該錯(cuò)縫設(shè)置。 下?lián)鯄蜕蠙n板 由于輥道窯屬中空窯，工作通道空 間大，氣流阻力小，難以調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力制度及溫度制度。因此，通常在輥道窯工作通道的某些部位，輥下筑擋墻，輥上插擋板，縮小該外工作通道面積，以增加氣流阻力，便于壓力與溫度制度的調(diào)節(jié)。 一般來(lái)說(shuō)，下?lián)鯄εc上檔板的設(shè)置應(yīng)該根據(jù)各個(gè)段的要求來(lái)定。如在燒成帶與冷卻帶之間設(shè)置擋墻、擋板是為避免燒成帶的煙氣倒流，又避免了壓力波動(dòng)時(shí)急冷風(fēng)竄流向燒成帶而降低高溫區(qū)溫度。預(yù)熱帶設(shè)置擋墻、擋板可以增加煙氣在高溫區(qū)的滯留時(shí)間，提高煙氣利用率，從而提高熱利用率。還用為了更好的控制溫度，還在中高溫設(shè)置幾個(gè)上檔板與下?lián)鯄Α? 故本設(shè)計(jì)在燒 成帶兩端即 8 節(jié)和 11 節(jié)設(shè)上下?lián)醢鍝鯄Y(jié)構(gòu)，有利于該段溫度的控制和調(diào)節(jié)，同時(shí)起到阻擋急冷空氣進(jìn)入的作用。同時(shí)在 窯前、 預(yù)熱帶第 4節(jié)和第 7 節(jié)也設(shè)置上下?lián)醢鍝鯄Φ慕Y(jié)構(gòu)，起到阻擋氣流，減小上下溫差的作用。 鋼架結(jié)構(gòu) 鋼架結(jié)構(gòu)每一節(jié)都設(shè)有 17根 60 60 4mm 的方鋼，吊頂選用 60 5mm 的等邊角鋼，下橫梁焊有 60 5mm 的等邊角鋼，而燒嘴的固定用 50 5的等邊鋼。窯體外殼采用 2—4mm 鋼板沖壓而成。 測(cè)壓孔 本設(shè)計(jì)不設(shè)置測(cè)壓口