【正文】 G S ??? 其中： sG —— 入窯濕制品的質(zhì)量 （ kg/h）； 1t —— 入窯制品的溫度 20℃； 1c —— 入窯制品的平均比熱 （ ℃）（ ?kgkJ ）。 10 熱工窯爐專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 10 物料平衡計(jì)算 由已知得 10 寸湯盤(pán)的坯料組成（ %）： ： SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O 每小時(shí)燒成制品的質(zhì)量 mG 制品質(zhì)量為 350g ，每車(chē)裝 315 個(gè) ， 每 車(chē) 制 品 的 質(zhì) 量 為 ?? ，推車(chē)速度 = 28 車(chē) /18 時(shí) = 車(chē) /時(shí)。下表是各段材料的選擇 10 熱工窯爐專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 8 位置 （溫度段） 窯墻 窯頂 材質(zhì) 厚度（ mm） 該段厚度（ mm） 材質(zhì) 厚度（ mm） 該段厚度（ mm） 排煙段 （ 13） （ 20300℃） 輕質(zhì)高鋁磚 230 430 輕質(zhì)粘土吊頂磚 230 380 高純型耐火纖維刺毯 200 高純型耐火 纖維刺毯 150 預(yù)熱升溫段（ 49） （ 300950℃） 輕質(zhì)高鋁磚 230 430 輕質(zhì)粘土 吊頂磚 230 380 高純型耐火纖維刺毯 200 高純型耐火 纖維刺毯 150 燒成段（ 1016） （ 9501310℃） 莫來(lái)石輕質(zhì)高鋁磚 230 530 莫來(lái)石輕質(zhì) 高鋁磚 230 530 含鋯型硅酸纖維板 100 含鋯型硅酸纖維板 100 高純型耐火纖維刺毯 200 高純型耐火 纖維刺毯 200 急冷段（ 1719） （ 1310800℃） 輕質(zhì)高鋁磚 230 430 輕質(zhì)粘土吊頂磚 230 380 高純型耐火纖維刺毯 200 高純型耐火 纖維刺毯 150 緩冷段（ 2025） （ 800400℃） 輕質(zhì)高鋁磚 230 430 輕質(zhì)粘土吊頂磚 230 380 高純型耐火纖維刺毯 200 高純型耐火 纖維刺毯 150 快冷段（ 2628） （ 40080℃） 輕質(zhì)高鋁磚 230 430 輕質(zhì)粘土吊頂磚 230 380 高純型耐火纖維刺毯 200 高純型耐火 纖維刺毯 150 10 熱工窯爐專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 9 燃燒系統(tǒng)計(jì)算 助燃空氣量計(jì)算 燃料是 0 號(hào)柴油， 低位發(fā)熱量 dQ = 41800（ 3mkJ ）根據(jù)《理論空氣量和燃燒生成煙氣經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式》 ， 單位理論空氣消耗量 0 0 0 ???? dQL（ 33 mm NN ），取過(guò)剩系數(shù) ? = 則實(shí)際需要空氣量： ??? LLa （ 33 mm NN ） 生成煙氣量： ? ? 0 0 0 ???? ?dg Q（ 33 mm NN ） 燃燒溫度計(jì)算 燃料的理論燃 燒溫度，公式如下： ggaaarrdth cV LtctcQt ??? 式中 gar ccc 、 燃料、空氣及煙氣的比熱容， ℃）（ ?3k NmJ ； aL —— 一定空氣消耗系數(shù)下的單位燃料燃燒空氣消耗量， 33 mm NN ， aL =? 0L ； gV —— 一定空氣消耗系數(shù)下單位燃料燃燒生成煙氣量， 33 mm NN ； ar tt、 —— 燃料及空氣的預(yù)熱溫度，℃。在預(yù)熱帶頭部緩冷段頭部的窯墻上各設(shè)置一對(duì)加砂斗。砂封是利用窯車(chē)兩側(cè)的厚度約 6~8mm 的鋼制裙板，窯車(chē)在窯內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，裙板插入窯兩側(cè)的內(nèi)裝有直徑為 1~3mm 砂子的砂封槽內(nèi)，隔斷窯車(chē)上下空間。曲封面貼一層高溫耐火棉。為方便畫(huà)圖，圖紙中沒(méi)有表 示出。 壓力控制主要靠調(diào)節(jié)煙氣、空氣等流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)中分別布置于 1 1 1 1 2 27 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)窯頂中部各設(shè)置一處測(cè)溫孔 ,共 10 支。 在窯頂上，鋪厚度適宜的保溫棉 和耐火棉，窯體材料的輕質(zhì)化，可大大減少窯體蓄熱。吊頂板或吊頂磚與角鋼或 細(xì)鋼筋緊固。 窯頂 窯頂是由吊頂板或吊頂磚和角鋼或細(xì)鋼筋等組成的平頂結(jié)構(gòu)。每隔 2 米留設(shè) 20mm 左右的熱膨脹縫，用含鋯散棉填實(shí)。常用材質(zhì)如下：石棉板、輕質(zhì)粘土磚、硅藻土 磚、普通硅酸耐火纖維板、含鉻耐火纖維氈、輕質(zhì)高鋁磚、礦渣棉等耐火材料。窯墻直接砌筑在鋼板上，鋼架承擔(dān)著窯墻和窯頂及附屬設(shè)備的全部重量。全窯共 28個(gè)鋼架結(jié)構(gòu)，其高度、寬度隨窯長(zhǎng)方向會(huì)有所改變。窯墻、窯頂和窯車(chē)襯體圍成的空間形成窯爐隧道，制品在其中完成燒成過(guò)程。 10 熱工窯爐專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 6 窯體及工作 系統(tǒng)的確定 窯體 窯體由窯墻主體、窯頂和鋼架組成窯體材料由外部鋼架結(jié)構(gòu)（包括窯體加固系統(tǒng)和外觀裝飾墻板）和內(nèi)部耐火隔熱材料襯體組成。 第 26~28 節(jié)為快冷段。本設(shè)計(jì)中采用直接熱風(fēng)冷卻的方法，為了能使急冷段和快冷段來(lái)的熱風(fēng)對(duì)制品進(jìn)行充分緩冷，設(shè)計(jì)中 20 節(jié)不設(shè)抽熱風(fēng)口， 25 節(jié)不設(shè)噴風(fēng)管。該段采用噴入急冷風(fēng)直接冷卻方式，除急冷首節(jié)只在后半節(jié)設(shè)冷風(fēng)噴管（尺寸Φ 67）（上設(shè) 3 個(gè)，下設(shè) 3 個(gè)）外，其余每節(jié)上部設(shè) 6個(gè)冷風(fēng)噴管，下部 6 個(gè)冷風(fēng)噴管，上下噴管交錯(cuò)設(shè)置，前后正對(duì)，每側(cè)共 15個(gè)。 燒嘴和觀火孔一一正對(duì)。 燒成帶工作系統(tǒng)布置 第 10 節(jié)到第 16 節(jié)為燒成帶，第 11 節(jié)，每節(jié)設(shè)置 2支燒嘴，上下部分別是 1燒嘴和 1 觀火孔， 12 節(jié)上下分別 2觀火孔和 2燒嘴。共六對(duì) 另外，為方便調(diào)節(jié)預(yù)熱帶溫度，盡量減少上下溫差，在第 4~9 節(jié)上部設(shè)置噴風(fēng)管，下部設(shè)置高速調(diào)溫?zé)欤瓷巷L(fēng)下嘴結(jié)構(gòu)），同時(shí)燒嘴的正對(duì)面是觀火孔（尺寸Φ 67） ，每節(jié)設(shè) 1 根噴風(fēng)管 （尺寸Φ 67） ， 1只高速調(diào)溫?zé)?，每?jié)交替排列，高速調(diào)溫?zé)靽姵龅臒釤煔馀c噴風(fēng)管?chē)姵鲲L(fēng)在窯內(nèi)斷面上形成氣流循環(huán)，使窯內(nèi)氣流實(shí)現(xiàn)激烈的攪動(dòng)，促進(jìn)上下溫度場(chǎng)的均勻，而且加快了窯內(nèi)的對(duì)流傳熱，縮短燒成時(shí)間，共用 6支。目的是使窯頭氣流壓力自平衡，以減 少窯外冷空氣進(jìn)入窯體。 全窯各帶長(zhǎng)的確定 有燒成時(shí)間可知，各個(gè)段時(shí)間為 、 、 小時(shí)，據(jù)此預(yù)熱帶 9節(jié)，燒成帶 7節(jié)，冷卻帶 12 節(jié) 各段長(zhǎng)度及所占比例 預(yù)熱帶 9節(jié) 9 2 = 18m，占總長(zhǎng) 18/56 = % 燒成帶 7節(jié) 7 2 = 14m，占總長(zhǎng) 14/56 = % 冷卻帶 12 節(jié) 12 2= 24m，占總長(zhǎng) 24/56 = % 各個(gè)溫度段對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度下表 溫度（ 0C） 燒成階段 長(zhǎng)度（ m） 節(jié)數(shù) 20~300 預(yù)熱帶 6 1~3 300~600 預(yù)熱帶 6 4~6 600~950 預(yù)熱帶 6 7~9 950~1310 燒成帶 10 10~14 1310~1310 燒成帶（高火保溫 ) 4 15~16 1310~800 冷卻帶 (急冷帶） 4 17~19 800~400 冷卻帶 (緩冷帶） 12 20~25 400~80 冷卻帶 (快冷帶） 6 26~28 10 熱工窯爐專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 5 工作系統(tǒng)的確定 預(yù)熱帶工作系統(tǒng)的確定 預(yù)熱帶 9節(jié)， 1~3 節(jié)為排煙，第 1節(jié)前半節(jié)兩側(cè)墻及窯頂設(shè)置一道封閉氣幕，氣慕風(fēng)由冷卻帶抽來(lái)的熱空氣提供。代入數(shù)值可求的 L=。 燒成帶的窯總高： 車(chē)架高度 223+內(nèi)高 1340+窯頂高 530=2093mm 窯長(zhǎng)尺寸 每輛窯車(chē) 5 7 9= 315 件，裝窯密度 g=315/=（件 /每米窯長(zhǎng)）。 因此，窯內(nèi)高初定為：上部火焰通道 239 + 制品碼裝高度 800 + 窯車(chē)臺(tái)面距棚板 230=1269mm。 由于采用明焰裸燒，燒成帶不設(shè)燃燒室，而只在窯墻上砌筑燒嘴磚構(gòu)成燃燒通道，為使噴入的燃料有足夠的燃燒空間，增大氣體輻射層厚度，利于煙氣對(duì)制品的輻射傳熱。窯車(chē)與窯 墻的間隙尺寸一般為 25~30mm，本設(shè)計(jì)中取用 30mm，則預(yù)熱帶與冷卻帶窯內(nèi)寬 : B1=20xx+30 2=2060mm 2）窯全寬 預(yù)熱帶和冷卻帶窯全寬 =窯內(nèi)寬 2060+兩側(cè)墻寬 430 2=2920mm。 裝 5 層，棚板間距 10mm，距窯車(chē)邊緣 15mm， 每層中，橫 9豎 7擺放，每層用 63 塊棚板， 80 個(gè)支柱。 10 熱工窯爐專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 2 燒成制度的確定 溫度制度的確定 根據(jù)制 品的化學(xué)組成、形狀、尺寸、線(xiàn)收縮率及其他一些性能要求，制訂溫度制度如下：（燒成周期 18小時(shí)） 表 21 溫度制度 溫度（ 0C） 時(shí)間（ h） 燒成階段 升（降）溫速率（ 0C/h） 20300 預(yù)熱帶 300600 預(yù)熱帶 600950 預(yù)熱帶 9501310 燒成帶 13101310 燒成帶（高火保溫 ) 0 1310800 冷卻帶 (急冷帶） 255 800400 冷卻帶 (緩冷帶） 40080 冷卻帶 (快冷帶） 160 燒成曲線(xiàn)圖 0500100015000 16h 18h溫度曲線(xiàn)203006009501310 131080040080時(shí)間 /h溫度/℃ 10 熱工窯爐專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 3 窯體尺寸的計(jì)算 窯車(chē)棚板和支柱的選用 為減少窯內(nèi)熱量損失，提高熱利用率，根據(jù)原始數(shù)據(jù)所給的零號(hào)柴油，直接用明焰裸燒，并結(jié)合裝載制品羅漢湯碗的重量大小，選定全耐火纖維不承重型結(jié)構(gòu)窯車(chē)： 棚板、支柱均為碳化硅材料 ，以降低蓄散熱損失，考慮到全窯最高燒成溫度為 13100C，選用碳化硅材料選用 SiC 50%，體積密度 ，最高使用溫度 14000C，導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算式 + 103t 。 C左右 ,且為連續(xù)性窯 ,窯墻 ,窯頂溫度不變 ,不積熱 ,所以它的耗熱很低 ,特別適合大批量生產(chǎn)陶瓷 ,耐火材料制品 ,具有廣闊的應(yīng)用前景 . 通過(guò)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，本學(xué)期第 14到 16 周為窯爐課程設(shè)計(jì)。 隧道窯的最大特點(diǎn)是產(chǎn)量高 ,正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)燒成條件穩(wěn)定 ,并且在窯外裝車(chē) ,勞動(dòng)條件好 ,操作易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 ,機(jī)械化 .隧道要的另一 特點(diǎn)是 它逆流傳熱 ,能利用煙氣來(lái)預(yù)熱坯體 ,使廢氣排出的溫度只在 200176。其主體為一條類(lèi)似鐵路隧道的長(zhǎng)通道。實(shí)際生產(chǎn)中，往往是力求使制品被燒使窯內(nèi)溫差盡量減少，它是提高產(chǎn)品合格率的關(guān)鍵所在。 ，勞動(dòng)強(qiáng)度小，環(huán)境污染小 。包括熱效