【正文】 ～ 600 3 12～ 15 預(yù)熱帶氧化階段 600～ 1050 10 45 16～ 27 燒成帶 1050～ 1250 10 28～ 39 保溫帶 1250 3 0 40～ 42 急冷帶 1250～ 700 6 43～ 49 緩冷帶 700～ 400 12 25 50～ 63 快冷帶 400～ 80 6 64～ 70 累計(jì) 60 70 氣氛制度： 保持全窯氧化氣氛。 壓力制度：預(yù)熱帶－ 40～ 25Pa,燒成帶＜ 8 Pa。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 第二篇 輥道窯主要尺寸的確定 內(nèi)寬的確定 確定內(nèi)寬時(shí)，要考慮輥?zhàn)娱L(zhǎng)度、窯墻厚度以及水平方向溫度的均勻性等因素。在最初的輥道窯中，明焰輥道窯的內(nèi)寬一般為 ~ 米。隨著輥?zhàn)硬牧腺|(zhì)量的提高，生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，輥道窯的內(nèi)寬被進(jìn)一步加寬，如我國(guó)廣東佛山輥道窯窯內(nèi)寬已達(dá) 4~5 米。 根據(jù)產(chǎn)品、所用的燃料、窯內(nèi)傳熱等因素，粗略確定內(nèi)寬的尺寸，設(shè)計(jì)為 B米，成品的尺寸為 800 800 12 mm，制品的收縮率 ψ 為 10%。坯體尺寸 =產(chǎn)品尺寸 /（ 1燒成收縮） =800/（ 110%） = ㎜ . 本設(shè)計(jì)在寬度方向上坯體排列 3 塊 , 兩側(cè)坯體與窯墻之間的距離取 100㎜。窯內(nèi)寬B=150 2+ 3= ㎜。 為計(jì)算窯爐內(nèi)寬的方便，所以取 B為 3000mm。 窯長(zhǎng)的確定 窯容量及平面利用率 窯容量： 24* *Ny MN kT???? （ 11） 式中 Mn年產(chǎn)量 (米 2/年 )； τ 產(chǎn)品的燒成周期 (小時(shí) )； k產(chǎn)品合格率； T年工作日； 則有： 4 2602 2 0 * 1 0 * ( )60 3 2 1 . 6 4 ( /2 4 * 9 5 % * 3 0 0yNm?? 窯 ） 裝窯密度 g= 每米排數(shù)每排片數(shù)每片磚面積 =（ 1000/） 3 =（㎡ /米窯長(zhǎng)） （ 12） 則窯長(zhǎng) ： L / 3 2 1 . 6 4 / 2 . 1 6 1 4 8 . 9 ( )yN g m? ? ? 窯體有效長(zhǎng)度的計(jì)算 利用裝配方式，由若干節(jié)聯(lián)結(jié)而成，設(shè)計(jì)每節(jié)長(zhǎng)度為 2124mm，節(jié)與節(jié)之間聯(lián)結(jié)長(zhǎng)度景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 為 6mm，總長(zhǎng)度為 2130mm，因此，窯的節(jié)數(shù)為： ，設(shè)計(jì)節(jié)數(shù)為 70節(jié)，因而窯長(zhǎng)為 2130 70=149100mm。 窯前工作臺(tái)長(zhǎng)度取 ，窯尾工作臺(tái)取 。（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取得，窯尾工作臺(tái)長(zhǎng)度長(zhǎng)一點(diǎn)是因?yàn)楫a(chǎn)品出窯溫度為 80℃，要工作人員方便撿取產(chǎn)品，故使制品出窯后的冷卻時(shí)間能夠稍微長(zhǎng)一點(diǎn)。） 那么窯爐的實(shí)際長(zhǎng)度為： L=2130 70+2300+3600=15500，取 155 米； 窯爐各段長(zhǎng)度的確定 輥道窯預(yù)熱帶占窯總長(zhǎng)的 %，燒成帶占總窯長(zhǎng)的 %，冷卻帶占總長(zhǎng)的%。 預(yù)熱帶： %=，取 27 節(jié)； 燒成帶： %=，取 15 節(jié)； 冷卻帶： %=，取 28 節(jié)。 窯內(nèi)高度的確定 該窯爐各帶 內(nèi)高值如下 ： 棍上棍下內(nèi)空間高度 表 21 1～ 15 節(jié) 16～ 49 50～ 70 輥上高 395 417 395 棍下高 395 417 417 內(nèi)高 790 834 812 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 第三篇 工作系統(tǒng)的確定 輥道窯的工作系統(tǒng)包括排煙系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、冷 卻系統(tǒng)等。 排煙系統(tǒng) 明焰輥道窯的燃燒火焰直接進(jìn)入窯道內(nèi)的輥道上下空間，對(duì)制品直接進(jìn)行加熱。為提高熱利用率，一般均采用集中排煙方式，即在窯頭不遠(yuǎn)處的窯頂、窯底設(shè)置排煙口，煙氣自燒成帶向預(yù)熱帶流動(dòng)，至窯頭排煙口抽出，經(jīng)排煙總管、排煙機(jī)排出室外。本設(shè)計(jì)也采用集中排煙的方案。 在第一，二，四，六節(jié)的每節(jié)窯頂和窯底分別設(shè)置 三個(gè) 排煙口進(jìn)行排煙。在各排煙口分別設(shè)置圓管引出，匯總到窯頂、窯底的排煙分管中，最后連接到總管進(jìn)行集中排煙。在二、三節(jié)窯頂設(shè)置放排煙機(jī)風(fēng)機(jī)的平臺(tái)，在其上設(shè)置排煙風(fēng)機(jī)，并設(shè)置另一臺(tái)備用。 預(yù)熱帶噴風(fēng)系統(tǒng) 明焰輥道窯多采用完全的集中排煙方式，無(wú)疑大大提高了熱利用率。但是，由于缺乏對(duì)預(yù)熱帶溫度的調(diào)整手段，有時(shí)就難以保證制品按需要的燒成曲線升溫。為克服這一缺陷，本設(shè)計(jì)在預(yù)熱帶棍上設(shè)置噴風(fēng)口，從 1015 節(jié)每節(jié)布置三對(duì)噴風(fēng)口，共 36 個(gè)，其風(fēng)可來(lái)自冷卻帶抽出的熱風(fēng)。并在第 1 17節(jié)的上方布置兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)（一臺(tái)備用）。 燃燒系統(tǒng) 燒嘴與觀火孔的設(shè)置 為有利于燃燒帶的溫度調(diào)節(jié)，采用 WDHTCC4型 燃?xì)飧咚?燒嘴。 本設(shè)計(jì)從第 12 節(jié)開(kāi)始設(shè)置高速調(diào)溫?zé)?，這樣有利于快速升溫調(diào)節(jié)，縮短燒成時(shí)間 ，以達(dá)到快速燒成的目的?？紤]到在低溫帶設(shè)置燒嘴不宜太多，所以在預(yù)熱帶的尾段（ 1227節(jié)）只在輥下設(shè)置燒嘴，每節(jié)一對(duì)；在第 2835節(jié)輥上、輥下設(shè)置燒嘴，每節(jié)設(shè)置 2 對(duì)，并在輥上下方各個(gè)燃燒器對(duì)側(cè)窯墻分別設(shè)置一個(gè)火焰觀察孔；在 36～ 42 節(jié)輥上下每節(jié)設(shè) 4對(duì)燒嘴，對(duì)稱布置；全窯燒嘴共 120 個(gè)。 水煤氣輸送裝置 從煤氣站送過(guò)來(lái)的煤氣，由總管路送到車間，然后經(jīng)過(guò)濾器、壓力表、自動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥和氣動(dòng)安全閥，由自動(dòng)調(diào)壓器把總管煤氣壓力降到窯爐適用的壓力并穩(wěn)壓后送到窯爐景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 上方的煤氣總道。本系統(tǒng)中煤氣主管處壓力為 104 － 104 ，經(jīng)穩(wěn)壓后壓力穩(wěn)定在 104 。 燃燒系統(tǒng)分為若干個(gè)主調(diào)節(jié)單元，每個(gè)單元又分為輥上信道溫度調(diào)節(jié)和輥下信道溫度調(diào)節(jié)，各單元所用燃?xì)夥謩e從窯上煤氣總管道引出，經(jīng)單元手動(dòng)球閥和由電動(dòng)執(zhí)行器帶動(dòng)的蝶閥后送至本調(diào)節(jié)單元的各燒嘴。在每控制單元設(shè)置一電磁閥，有斷電保護(hù)功能，防止斷電后煤氣泄入窯內(nèi)。 冷卻系統(tǒng) 制品在冷卻帶有晶體成長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化的過(guò)程，并且冷卻出窯， 是整個(gè)燒成過(guò)程最后的一個(gè)環(huán)節(jié)。從熱交換的角度來(lái)看，冷卻帶實(shí)質(zhì)上是一個(gè)余熱回收設(shè)備，它利用制品在冷卻過(guò)程中放出的熱量來(lái)加熱空氣，余熱風(fēng)可供干燥或助燃風(fēng)用，達(dá)到節(jié)能的目的。 急冷通風(fēng)系統(tǒng) 從燒成最高溫度至 700℃以前，制品中由于液相的存在而具有塑性，此時(shí)可以進(jìn)行急冷，最好的辦法是直接吹風(fēng)冷卻。輥道窯急冷段應(yīng)用最廣的直接風(fēng)冷是在輥上下設(shè)置橫穿窯斷面的冷風(fēng)噴管。每根噴管上均勻地開(kāi)有圓形式出風(fēng)口，對(duì)著制品上下均勻地噴冷風(fēng)，達(dá)到急冷效果。由于急冷段溫度高，橫穿入窯的冷風(fēng)管須用耐熱鋼制成，管徑為40～ 100mm。本設(shè)計(jì)也采用此種結(jié)構(gòu)，用 7 節(jié)窯長(zhǎng)進(jìn)行急冷，每節(jié)輥上下 均 分布 6 對(duì)φ50 急冷風(fēng)管（急冷的前半節(jié)不設(shè)置急冷風(fēng)管），交錯(cuò)排列橫穿過(guò)窯內(nèi)，窯內(nèi)部分的管子開(kāi)圓孔若干。 緩冷通風(fēng)系統(tǒng) 制品冷卻到 700～ 400℃范圍時(shí)，是產(chǎn)生冷裂的危險(xiǎn)區(qū)，應(yīng)嚴(yán)格控制該段冷卻降溫速率。為達(dá)到緩冷目的，一般采用熱風(fēng)冷卻制品的辦法。大多數(shù)輥道窯在該段設(shè)置 3～ 6處抽熱風(fēng)口，使從急冷段與窯尾快冷段過(guò)來(lái)的熱風(fēng)流經(jīng)制品，讓制品慢速均勻地冷卻。 首先 采用抽熱風(fēng)的方法，在窯爐的第 51～ 63 節(jié)每隔一節(jié)窯頂及窯底分別設(shè)置 1 對(duì)抽熱風(fēng)口，對(duì)稱布置，抽 走來(lái)至急冷和快冷的熱風(fēng)，這樣可緩和降溫速率，達(dá)到抽走急冷段的熱風(fēng)的目的。 在緩冷帶的中部設(shè)有一個(gè)平臺(tái)，上面布置兩臺(tái)抽熱風(fēng)機(jī)（一臺(tái)備用）。 快冷通風(fēng)系統(tǒng) 制品冷卻到 400℃以后可以進(jìn)行快速冷卻。由于制品溫度較低，使傳熱動(dòng)力溫差小，景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 即使允許快冷也不易于達(dá)到。而此段冷卻也很重要，如達(dá)不到快冷目的出窯產(chǎn)品溫度大于 80℃時(shí)，制品即使在窯內(nèi)沒(méi)有開(kāi)裂，也會(huì)因出窯溫度過(guò)高而出窯后炸裂，故要加強(qiáng)該段的冷風(fēng)冷卻。一般都采用冷風(fēng)管進(jìn)行快冷。其冷卻效果好，并便于該段溫度的調(diào)節(jié)。在快冷一區(qū) 第 6467 節(jié)窯爐 每節(jié) 設(shè)置 6對(duì) 12 根 快冷風(fēng)管，同時(shí)在該段的 64 節(jié)上方設(shè)有一工作平臺(tái)，其上布置兩臺(tái)快冷風(fēng)機(jī)（一臺(tái)備用）。 在快冷二區(qū)（ 6870 節(jié)），用低壓大流量軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷卻，將磚坯溫度進(jìn)一步降低，一般直接排入大氣。 窯體附屬結(jié)構(gòu) 事故處理孔 建陶工業(yè)輥道窯多用來(lái)燒制墻地磚、瓷質(zhì)磚等片狀制品，一般將磚坯直接放在輥?zhàn)由?，常?huì)發(fā)生斷磚（坯）現(xiàn)象。為便于處理斷輥、卡磚、起摞等事故，在窯側(cè)墻每隔一定間距須設(shè)置事故處理孔。 事故處理孔一般設(shè)在輥下，且事故處理孔下孔面與窯底平齊，以便清除出落在窯底上的磚坯碎片。事故處理孔大小尺寸通常寬 240～ 450mm，高 65～ 135mm。同時(shí)，為加強(qiáng)窯體密封，應(yīng)盡量少設(shè)置事故處理孔，而為了便于處理事故又希望多設(shè)置，要很好解決這一矛盾，必須合理布置事故處理孔。兩側(cè)墻事故處理一般均采取交錯(cuò)布置的形式。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)。 本設(shè)計(jì)設(shè)定設(shè)定事故處理孔的尺寸為： 360132 mm。對(duì)于事故處理孔要進(jìn)行密封，內(nèi)部擋火材料做成大蓋板，間隙填入陶瓷棉，最外部的鋼板密封前段還需要用一定的保溫材料。密封的目的是為了防止熱氣體外溢 ，冷氣體漏入等引起的熱損失對(duì)產(chǎn)品的燒制產(chǎn)生影響。 膨脹縫 窯體受熱膨脹產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，為避免窯體開(kāi)裂、擠壞，必須重視窯體的膨脹縫的留設(shè)，孔磚間也應(yīng)留設(shè)。窯體膨脹縫應(yīng)在窯體的每一節(jié)的中間，保證節(jié)間氣密性，所以本設(shè)計(jì)的窯體膨脹縫（ 10mm）設(shè)置在每節(jié)的中部。 測(cè)溫孔 為了嚴(yán)密監(jiān)視及控制窯內(nèi)溫度和壓力制度，及時(shí)調(diào)節(jié)燒嘴的開(kāi)度，一般在窯道頂及火道側(cè)墻留設(shè)測(cè)溫孔及安裝熱電偶。一般高溫成瓷區(qū)每節(jié)設(shè)一對(duì)，輥上設(shè)在窯頂，輥下設(shè)在窯側(cè)墻；兩側(cè)墻的側(cè)溫孔交錯(cuò)布置。除高溫區(qū)外一般是按燒嘴控制區(qū) 23節(jié)設(shè)置 一景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 側(cè)溫孔，并且設(shè)在燒嘴對(duì)側(cè)窯墻上。本設(shè)計(jì)在 1～ 27 節(jié)每奇數(shù)節(jié)于窯頂布置， 28～ 49節(jié) 從 28節(jié)開(kāi)始隔節(jié) 在窯頂、窯側(cè)墻 交錯(cuò) 布置，急冷段奇數(shù)節(jié)窯頂布置，緩冷段 從 50節(jié)開(kāi)始 每隔 2 節(jié)在窯頂布置 直至第 64 節(jié) 。 在燒成帶 2842 節(jié)用 S 型熱電偶，其他均用 K型。 選用 41 套熱電偶，其中 S 偶 22 支， K 偶 19支，窯爐的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)工業(yè) PLC集中控制，傳動(dòng)速度由變頻器調(diào)控。窯爐的進(jìn)磚或出磚情況通過(guò)專門設(shè)置的攝像機(jī)和監(jiān)視器來(lái)監(jiān)控。排煙、助燃風(fēng)機(jī)設(shè)報(bào)警開(kāi)關(guān)，通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)與窯爐的燃燒系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)鎖。 這樣，在燒成曲線的關(guān)鍵點(diǎn)，如氧化末段、 晶型轉(zhuǎn)化點(diǎn)、釉始熔點(diǎn)、成瓷段、急冷結(jié)束等都有留設(shè) 擋火板、擋火墻的設(shè)置 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，輥下砌筑擋墻，輥上插入擋板，縮小該處工作通道面積，以增加氣流阻力，便于壓力與溫度制度的調(diào)節(jié)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于生產(chǎn)產(chǎn)品品種會(huì)發(fā)生變化，故可能需要調(diào)節(jié)擋墻擋板的高度，所以在布置的擋墻擋板為活動(dòng)的，以便于操作人員進(jìn)行調(diào)節(jié)。 本設(shè)計(jì)擋板和擋墻設(shè)置如下：急冷與保溫帶交接 第 42 和 43節(jié)之間 ， 急冷和緩冷交接第 49 和 50節(jié) 之間， 高 溫保溫段前 第 39 和40 節(jié)之間，高溫帶 第 33 和 34 節(jié)之間 ， 預(yù)熱帶 第 27 節(jié)和 28 節(jié)之間， 第 15 和第 16 節(jié)之間，預(yù)熱帶第 7和 8 節(jié)之間。 測(cè)壓孔 壓力制度中零壓面的位置控制特重要，一般控制在預(yù)熱帶和燒成帶的交界面附近。若零壓過(guò)多移向預(yù)熱帶，則燒成帶正壓過(guò)大。有大量熱氣體逸出窯外，不但損失熱量，而且惡化操作條件；若零壓過(guò)少移向燒成帶，則預(yù)熱帶負(fù)壓大，易漏入大量冷風(fēng)，造成氣體分層，上下溫差過(guò)大，延長(zhǎng)了燒成周期，消耗了燃料。故本設(shè)計(jì)在第 2 32 節(jié)每節(jié)的窯側(cè)墻觀察孔位置布置了測(cè)壓孔。 鋼架結(jié)構(gòu) 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(dòng)系統(tǒng)的機(jī)身。本設(shè)計(jì)采用金屬框架裝配式鋼架結(jié)構(gòu)，立柱、上下側(cè)梁、下橫梁、底側(cè)梁等均采用 60mm 60mm 4mm的方型鋼管焊接而成。在一節(jié)窯體鋼架中，每側(cè)共有立柱 3 根，兩段的立柱上揩油供 M8螺栓節(jié)間聯(lián)接的 4 個(gè)小孔。下橫梁每節(jié)共 3 根，焊在底側(cè)梁上，下橫梁上焊有 50 50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，吊頂景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 梁采用 50 32 4的角鋼。 窯底支撐采用可調(diào)節(jié)的方式。 第四章 窯體材料及厚度的確定 窯體材料的確定原則 輥道窯窯墻與所有工業(yè)窯爐的窯墻一樣，必須具備耐高溫、具有一定強(qiáng)度和保溫性能好三個(gè)基本條件，選用的材料要保證材料長(zhǎng)期允許使用工作溫度大于實(shí)際使用的最高溫度。特別是，由于輥?zhàn)右┻^(guò)窯墻，為了提高輥?zhàn)娱L(zhǎng)度的有效利用率，對(duì)窯墻厚度有更嚴(yán)格的控制。換言之，為了增加輥道窯窯內(nèi)有效寬度，就應(yīng)盡量減薄窯墻，同時(shí)考慮到材料的價(jià)格問(wèn)題在達(dá)到要求之內(nèi)盡量選用價(jià)廉的材料以減少投資 。 窯體材料厚度的確定原則 ①為了砌筑方便和外形整齊，窯墻厚度變化不要太多；