衛(wèi)生陶瓷梭式窯綜述

1、231300 C燒成衛(wèi)生陶瓷制品梭式窯設(shè)計(jì)班級：材料0903姓名：指導(dǎo)老師：徐長海摘要|梭式窯是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的新型間歇式窯爐，具有燒成制度易于改 變、溫度均勻、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到青睞。梭式窯的運(yùn)行狀態(tài)是影響產(chǎn)品 質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素，因此開展這方面的理論與實(shí)驗(yàn)研究具有重要的意 義和價(jià)值。在滿足產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)能力，盡可能的提高燒成質(zhì)量，縮小窯內(nèi)的 溫差，溫度、氣氛容易調(diào)節(jié)；實(shí)現(xiàn)快速燒成，縮短燒成周期，提高生產(chǎn)效率，i節(jié)約燃料，降低成本；改善勞動(dòng)條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；利于余熱利用。梭式窯采用氣體燃料有許多優(yōu)點(diǎn)，如燃燒過程（包括溫度、氣氛、火焰、長度等）容易 控制；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)

2、節(jié)；氣體燃料本身可以預(yù)熱，即用低發(fā)熱量的煤氣也可i以獲取較高的燃燒溫度，以適應(yīng)產(chǎn)品燒成的工藝要求，或利用余熱加熱煤氣，節(jié)約燃料。另外，氣體燃料機(jī)械雜質(zhì)少，能適應(yīng)某些凈化要求嚴(yán)格的工業(yè)窯爐 使用，以實(shí)現(xiàn)明焰裸燒。本文主要介紹了梭式窯煤氣燃料燃料的計(jì)算、窯體的 主要尺寸計(jì)算、梭式窯其主體的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：衛(wèi)生陶瓷，設(shè)計(jì)，燃?xì)?，?jì)算323mshuttle kiln designClass:0903class materialName: Wang WenhuiTeacher: Xu ChanghaiAbstractShuttle kiln is nineteen sixties developed in

3、termittent kiln, having a firing system easy to change, temperature uni formity, low en ergy con sumpti on, more and more favored. Shuttle kiln operati on state is in flue ncing the product quality and the product ion efficie ncy are importa nt factors, therefore, to carry out the theoretical and ex

4、perime ntal research has importa nt sig ni fica nee and value.To meet the product quality and product ion capacity, as far as possible to improve the firing quality, reduce the temperature differe nee in side the kil n, temperature, atmosphere is easy to adjust; to achieve rapid firing, shortening t

5、he firing cycle, improve product ion efficie ncy, sav ing fuel, reduci ng costs; improve working conditions, reduce labor intensity; for waste heat utilization. Shuttle type kiln by fuel gas has many advantages,such as the combustion process ( including temperature, atmosphere, flame, le ngth) is ea

6、sy to con trol; and is easy to realize automatic control; fuel gas itself can be preheated, which uses low calorific value gas can obtain higher combustion temperature, in order to adapt products sintering process requirements, or utilization of waste heat of heating gas, fuel saving. In addition, t

7、he fuel gas mechanical impurities less, can adapt to some purification dema nding in dustrial fur naces, in order to achieve flame bare firing. This paper mainly introduces the shuttle kiln gas fuel calculation, kiln, shuttle kiln main dimension calculation of its main body design.Key words: sanitar

8、y ceramics , design, gas, calculation目錄f前言 31. 設(shè)計(jì)要求 32. 窯爐主要尺寸設(shè)計(jì) 33. 窯爐砌筑體 43.1砌筑體材質(zhì)的選擇 4|3.1.1 窯墻 53.1.2 窯頂 53.2砌筑體尺寸的確定 53.2.1窯墻尺寸的計(jì)算 53.2.1窯墻尺寸的計(jì)算 5|3.2.2窯頂尺寸的計(jì)算 63.3膨脹縫 64. 燃燒計(jì)算及燃燒設(shè)備的選擇 74.1燃料燃燒計(jì)算 74.2實(shí)際燃燒溫度溫度 84.3燒嘴的數(shù)量、選型以及布置 9主要參考文獻(xiàn) 10刖言梭式窯（Shuttle kiln,也稱：往復(fù)窯，或稱：臺(tái)車式窯）是從傳統(tǒng)的倒焰窯 演變而來，故而屬于“間歇式”或“

9、半連續(xù)式”窯型。自80年代來，我國引進(jìn)不少梭式窯，也在借鑒的基礎(chǔ)上，自行研制開發(fā)不少梭式窯，梭式窯在我國投 入使用以來，因其具有升、降溫速度快、操作靈活方便，便于維修等特點(diǎn)，近 年來在冶金、化工、陶瓷、無機(jī)材料等領(lǐng)域得到廣泛使用。為了掌握梭式窯的 特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)點(diǎn)，增強(qiáng)工程設(shè)計(jì)能力，提高設(shè)計(jì)計(jì)算和理論分析能力而設(shè)計(jì)一個(gè) 30m3燒成衛(wèi)生陶瓷制品梭式窯。1設(shè)計(jì)要求1窯爐種類：衛(wèi)生陶瓷梭式窯2. 窯內(nèi)有效容積：23m33. 最高燒成溫度：1300 E4. 燃料種類及組成：凈化煤氣煤氣組成:成分CO2COH2CH4C2H4H2SN2含量（%）4.529141.80.20.350.25. 成品率：95%6

10、. 裝窯密度：1.2噸/立方米7. 窯容積系數(shù)：0.98空氣過系數(shù)a =1.19當(dāng)?shù)貧庀髼l件：夏季平均溫度 27 T，年平均大氣壓力96000Pa2. 窯爐主要尺寸設(shè)計(jì)窯體的主要尺寸主要依據(jù)被煅燒制品的產(chǎn)量要求，產(chǎn)品性能、燒嘴噴射能 力、溫度分布均勻性等各方面因素綜合確定。梭式窯內(nèi)高為窯車臺(tái)面至窯頂?shù)目臻g高度。根據(jù)材料所能允許的堆垛高 度來確定窯的內(nèi)高。如鎂磚由于其荷重軟化溫度和他的燒成溫度接近，磚跺高 度不宜太咼，姑其窯內(nèi)咼通常在 1米左右；而硅磚由于其荷重軟化溫度咼，其 窯內(nèi)高通常在1.92.1米；現(xiàn)有粘土磚和高鋁磚窯內(nèi)高分別為 1.51.9米和1.1 1.5米。磚跺上下所允許的溫差也是考

11、慮窯內(nèi)咼時(shí)應(yīng)注意的影響因素之一。窯 高增加，上下溫差加大，容易造成燒成質(zhì)量不均勻。本梭式窯的內(nèi)高設(shè)計(jì)為 1626mm。(2) 梭式窯的內(nèi)寬為窯內(nèi)兩側(cè)窯墻之間的距離。窯的內(nèi)寬與窯的產(chǎn)量和允許 的溫差有關(guān)。產(chǎn)量隨窯寬的增加而增大，太寬則中心溫度偏低?，F(xiàn)代梭式窯多B采用扁寬型斷面設(shè)計(jì)，窯的寬高比一般為 一、2,其中B為窯的內(nèi)寬，H為窯H的內(nèi)高。所以本梭式窯的內(nèi)寬設(shè)計(jì)為 3248mm。(3) 拱中心角的選擇。梭式窯的窯頂有拱頂和吊頂兩種類型。耐火材料梭式窯，燒成溫度高，多為拱頂窯。拱頂采用楔形磚砌筑，拱中心角的選擇很重要， 拱中心角太小，拱磚受力太大，在使用過程中還會(huì)產(chǎn)生下沉現(xiàn)象；反之若拱中 心角大，

12、拱半徑小，當(dāng)受熱時(shí)，拱磚膨脹，拱會(huì)被擠起而產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，同時(shí) 拱過高，拱頂制品之間孔隙加大，增加上下溫差。拱中心角一半在60 180之間，其中60的拱中心角采用較多。本梭式窯的拱中心角采用60,其半徑為 3248mm,矢高為 403mm。2v(4) 梭式窯的橫截面積F=4.154m，梭式窯的總長度L=5.537m3. 窯爐砌筑體3.1砌筑體材質(zhì)的選擇選擇砌筑體材質(zhì)時(shí)充分考慮了砌筑體所處的工作條件，其中包括：(1) 工作溫度：該窯爐因用于燒制衛(wèi)生陶瓷，最高燒成溫度為1300 C。(2) 溫度應(yīng)力：承受溫度應(yīng)力較大的部位，選擇穩(wěn)定性好的材料。(3) 承重荷載：承受荷重大的部位選擇了強(qiáng)度大的磚。輕質(zhì)

13、磚和硅藻土磚沒 用于砌筑承重拱頂或拱角磚，也沒用于砌筑同鋼結(jié)構(gòu)立柱相接觸的窯墻。在溫 度下承重還考慮了材料的荷重軟化點(diǎn)。(4) 化學(xué)侵蝕：不同種類的耐火制品砌筑接觸時(shí)，考慮了它們之間的反應(yīng)； 對于整個(gè)窯體來說，還要防止由于局部砌體過早損壞而導(dǎo)致停產(chǎn)。紅磚、硅藻土磚、粘土磚、高爐礦渣的最高使用溫度、體積密度及相應(yīng)的 導(dǎo)熱系數(shù)分別為：紅磚硅藻土磚粘土磚高爐礦渣最高使用溫度C)60090013001400700體積密度19002300700 曲曲建建利技更嚳#卅彎曉 課程設(shè)計(jì)（論文）用紙(Kg/m3)導(dǎo)熱系數(shù)W/（mC）0.71.20.198+0.268 1-3t0.698+0.64 -3t0.62

14、3.1.1窯墻窯墻要有一定強(qiáng)度才能承受荷重、支持窯頂；要耐高溫；要能保溫，以維 持窯內(nèi)煅燒溫度，減少散熱損失，降低環(huán)境溫度。所以本梭式窯的窯墻由內(nèi)向 外分別采用了紅磚、硅藻土磚、粘土磚砌筑。3.1.2窯頂窯頂除要有一定強(qiáng)度、耐熱、保溫性能好壞，還要不漏氣、重量輕，推力小等 要求。所以本梭式窯的窯頂采用的粘土磚、硅藻土磚砌筑，用鍋爐礦渣填充， 窯頂表面平鋪一層紅磚以便行走。3.2砌筑體尺寸的確定根據(jù)公式q=（t內(nèi)-t外）來確定各種材料的厚度。由此公式可以堆出：:.=-5q（t內(nèi)-t外）3.2.1窯墻尺寸的計(jì)算對于本窯爐，窯內(nèi)最高溫度為1300E，保溫層的溫度為780C，窯墻的外 表面溫度取100

15、120C，空氣溫度取 20C。2q1=1350 4.184 號(hào)00=1569J/m2 s粘土磚:入=0.698+0.64 X11300+ 780）乞=1.40、1=入 /q（t 內(nèi)-外）=1.40 4569 1300 780）=0.463m查表后取464mm;硅藻土磚：入=0.198+0.268 彳780+ 300） 4=0.36-2=入/qt內(nèi)-外)=0.36 4569 780 300)=0.110m 查表后取116mm;紅磚：啟0.7 3=入/q內(nèi)外）=0.7 4569 （300- 160）=0.062m查表后取63mm。3.2.2窯頂尺寸的計(jì)算窯頂：q2=1600 4.184 4600=

16、1860 J/mf s粘土磚：、4 =入 /q（t 內(nèi)-外）=1.4 48601300 850）=0.338m查表后取340mm;硅藻土磚：-5=入 /q（t 內(nèi)-外）=0.35 4860850 500）=0.066m查表后取68mm;高爐礦渣：、 6= X /q（t 內(nèi)-外）=0.624 1860X （350 160）=0.063m取 68mm3.3膨脹縫幾種常用的耐火材料每米砌體的膨脹縫按下列尺寸留設(shè)。耐火粘土磚和輕質(zhì)粘土磚砌體 56mm/ m硅磚砌體12mm/m鎂磚砌體1012mm/m高鋁磚砌體68mm/ m由于上述所用的材料的工作溫度都大于80E，都應(yīng)設(shè)膨脹縫，且膨脹縫的位置應(yīng)避開受力

17、部位和骨架，關(guān)應(yīng)按間距2米左右均布。窯墻膨脹縫的內(nèi)層與外層之間留成鋸齒形，上下層之間留成鎖口形式以保證密圭寸。窯頂膨脹縫，單層拱頂留直縫，為保證密封應(yīng)在拱頂壓一層磚；多層拱頂膨脹縫應(yīng)錯(cuò)開，最上一層應(yīng)拱頂也應(yīng)壓一層磚保證密封。如下圖：4燃燒計(jì)算及燃燒設(shè)備的選擇4.1燃料燃燒計(jì)算設(shè)窯爐使用的煤氣組成干基如下表:成分CO2COH2CH4C2H4H2SN2含量(%)4.529141.80.20.350.2其中含水率為4%, a=1.1時(shí)?；鶞?zhǔn)：1Nm3濕煤氣xux 1=xd (1-出0)換算成濕煤氣組成：xu=xd 100=0.96xd100換算后的煤氣組成如下表:成分CO2COH2CH4C2H4H2

18、SN2H2O含量(%)4.3227.8413.441.730.190. 948.194.0(1) 1Nm3煤氣燃燒所需要的空氣量 理論空氣量為：00.2784 0.13443 100Va=(+0.0173 2+0.0019 3+0.0029 X ) X2 222133=1.195 Nm3 / Nm3實(shí)際空氣量為：、，、，033Va=a Va=1.1 X.195=1.315 Nm / Nm(2) 1Nm3煤氣燃燒理論生成煙氣量為:V=(0.043+0.2784+13.44+3 0.X173+4 X.0019+2 X.0029+0.4819+0.04)+79 v a=1.99(Nm /kg)1Nm

19、3煤氣燃燒實(shí)際生成煙氣量為:033V= V +( a- 1)Va =0.0195+(1.1- 1) x.195=2.07 Nm / Nm煙氣組分:2.07VH20 =. *.1344+2.19 +.29 X1QQ%=1Q.42Q3%2.07Vn2=Q.4819 X嚅=4819+1.315 簽超88%V02 =( a 1) V21%1QQ%=5.7729%2.Q7Q.QQ29Vso2 =X1QQ%=Q.14QQ96%2Q.74.2實(shí)際燃燒溫度溫度f氣體燃料的發(fā)熱量：Qnet=126QQCc+1Q8QQH2+358QQCH4+59QQQC2H4+637QQC2H6+8Q6QQC3H63+9120Q

20、C3H8+1187QQC4H1Q+146QQQC5H12+232QQH2S(KJ/Nm )3Qnet=126X 27.84+1Q8X 13.44+358X 1.73+59QX Q.19+232X 0.29=5758 KJ/Nm3|燃燒所需空氣量：33:Va=1.315 Nm3/ Nm3 煤氣實(shí)際煙氣量：33:V=2.Q7 Nm3/ Nm3 煤氣發(fā)生燃燒時(shí)煤氣溫度tg與空氣溫度ta均為2QC，其中空氣在Q2QC的平均比熱 |容為 1.296 KJ/Nm3理論燃燒溫度：Qnet - CgtgVaCatVc5758 1.32 2Q 1.315 1.296 2Q5758 1.32 2Q 1.315 1.296 2Q2.Q7c5818.52.Q7c即 2.Q7ctth=5818.5設(shè)tth =17QO,查表知發(fā)生煤氣燃燒產(chǎn)物的平均比容物C =1.6,7則 Q =2.Q7 X 1.67 X 1700=58765818.5 設(shè) t