日產(chǎn)1.2萬m2拋光磚輥道窯設(shè)計(jì)

1、材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 摘要日產(chǎn)1.2萬m2拋光磚輥道窯設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)的輥道窯全長216.3m，采用裝配式結(jié)構(gòu)，每節(jié)箱體長2.1m，采用天然氣作為燃料，燃燒器采用高速燒嘴，可有效的提高燃燒質(zhì)量。為了更好的調(diào)節(jié)溫度，采用6段分散排煙，排煙口設(shè)在窯底和輥上側(cè)墻，且在這些區(qū)段的前后設(shè)有擋墻和擋板，有效加強(qiáng)內(nèi)部氣體保留時(shí)間，提高冷熱交換效果。窯體多使用輕質(zhì)材料。燃燒器分布較廣，在預(yù)熱帶中前段只有輥下才有燒嘴，有利于節(jié)省燃料，調(diào)節(jié)溫差，使制品燒成質(zhì)量極好；緩冷段設(shè)置較長，有利于控制產(chǎn)品缺陷；本設(shè)計(jì)的輥道窯，窯體趨向輕型化，燒成質(zhì)量好，產(chǎn)量高。并在窯尾將抽熱風(fēng)收集用于干燥，節(jié)能減排，倡導(dǎo)潔凈生

2、產(chǎn)，優(yōu)化工作環(huán)境。關(guān)鍵詞：輥道窯 溫度 節(jié)能 快燒88材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 英文摘要abstract this design of roller kiln is a 216.3 m, using assembled structure, each section 2.1 m long body, by using natural gas as fuel, burner adopting high speed burner, can effectively improve the quality of combustion. in order to better adjust te

3、mperature, the spread of section 6 smoke, smoke in the mouth and roller kiln wall roof-mounted solar panels, and in these segments of the front and back of the retaining wall and a baffle, effectively strengthen internal gas reserves the time, improve the effect of cold and heat exchange. kiln body

4、use more lightweight materials. burner a wide distribution, in the tropical had to roll in only a burner, to save fuel, adjust the temperature difference, the products quality is extremely good burn; slow cooling section set a long, be helpful for control product defect; this design of roller kiln,

5、kiln body light-duty trend, burn them to good quality and high yield. and in the end will be collected at a hot air drying, energy conservation and emission reductions, advocate clean production, optimize work environment.keywords: roller kiln temperature energy saving it's材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 目錄 目

6、 錄摘要iabstractii1 前 言12 設(shè)計(jì)任務(wù)書及原始資料23 窯體主要尺寸的確定33.1 內(nèi)寬的確定33.2 窯體長度的確定33.2.1 窯體長度的初步確定33.2.2窯體有效長度的計(jì)算44 燒成制度的確定及各帶劃分54.1溫度制度54.2氣氛制度64.3壓力制度64.4 窯內(nèi)高度的確定75 工作系統(tǒng)的確定85.1排煙系統(tǒng)85.2燃燒系統(tǒng)85.2.1燒嘴的設(shè)置85.2.2天然氣、助燃空氣輸送裝置85.3冷卻系統(tǒng)85.3.1急冷帶通風(fēng)系統(tǒng)95.3.2 抽熱風(fēng)口的設(shè)置95.3.3快冷通風(fēng)系統(tǒng)95.4傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇95.4.1傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇95.4.2輥?zhàn)硬馁|(zhì)的選擇105.4.3輥?zhàn)又睆降?/p>

7、確定105.4.4輥距的確定105.4.5輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速的選擇105.4.6傳動(dòng)過程115.5窯體附屬結(jié)構(gòu)115.6 鋼架結(jié)構(gòu)126 窯體材料的確定136.1 窯體材料確定原則136.2 窯體材料的選用及校核計(jì)算136.2.1窯體材料校核計(jì)算156.2.2各段窯體材料及厚度177 燃料及燃料計(jì)算257.1 燃料天然氣對(duì)應(yīng)成分的濕成分的換算257.2 理論空氣需要量的計(jì)算267.3 實(shí)際空氣需要量的計(jì)算267.4理論煙氣量的計(jì)算267.5實(shí)際煙氣量的計(jì)算267.6理論燃燒溫度的計(jì)算268 物料平衡計(jì)算289 熱平衡計(jì)算309.1 預(yù)熱帶和燒成帶的熱平衡計(jì)算309.1.1 熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)及范圍309.

8、1.2熱平衡示意圖309.1.3 熱收入項(xiàng)目319.1.4 熱支出項(xiàng)目329.1.5熱平衡方程369.1.6列出預(yù)熱帶、燒成帶熱平衡表379.2冷卻帶熱平衡計(jì)算389.2.1 熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)及范圍389.2.2熱平衡示意圖389.2.3熱收入項(xiàng)目389.2.4熱支出項(xiàng)目399.2.5列熱平衡方程439.2.6列冷卻帶熱平衡表4310 管道尺寸、阻力計(jì)算及風(fēng)機(jī)選型4410.1計(jì)算抽煙風(fēng)機(jī)的管道尺寸、阻力計(jì)算對(duì)風(fēng)機(jī)的選型4410.1.1管道尺寸4410.1.2阻力計(jì)算4510.1.3風(fēng)機(jī)的選型4610.2 其他系統(tǒng)管道尺寸的確定、風(fēng)機(jī)的選型4610.2.1燃料管徑的計(jì)算4610.2.2助燃風(fēng)管管徑

9、4710.2.3冷卻帶風(fēng)管管徑4810.2.4風(fēng)機(jī)的選型5111燒嘴的選用5411.1每個(gè)燒嘴所需的燃燒能力5411.2選用燒嘴5412 工程預(yù)算5512.1窯體材料概算5512.1.1窯墻材料概算5512.1.2 窯底材料的概算5712.1.3 窯頂材料的概算5712.2 鋼材材料概算5913 后記6114參考文獻(xiàn)6215 外文文獻(xiàn)63材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 前言 1 前 言 隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，陶瓷工業(yè)在人民生產(chǎn)、生活中都占有重要的地位。陶瓷的發(fā)展與窯爐的改革密切相關(guān)，一定結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的窯爐燒出一定品質(zhì)的陶瓷。因此正確選擇燒成窯爐是獲得性能良好制品的關(guān)鍵。

10、陶瓷窯爐可分為兩種:一種是間歇式窯爐,比如梭式窯;另一種是連續(xù)式窯爐,比如輥道窯。輥道窯由于窯內(nèi)溫度場均勻，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量，也為快燒提供了條件；而輥道窯中空、裸燒的方式使窯內(nèi)傳熱速率與傳熱效率大，又保證了快燒的實(shí)現(xiàn)；而快燒又保證了產(chǎn)量，降低了能耗。產(chǎn)品單位能耗一般在20003500 kj/kg ，而傳統(tǒng)隧道窯則高達(dá)55009000 kj/kg 。所以，輥道窯是當(dāng)前陶瓷工業(yè)中優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的先進(jìn)窯型，在我國已得到越來越廣泛的應(yīng)用。燒成在陶瓷生產(chǎn)中是非常重要的一道工序。燒成過程嚴(yán)重影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，與此同時(shí)，燒成也由窯爐決定。在燒成過程中，溫度控制是最重要的關(guān)鍵。沒有合理的燒成控制，產(chǎn)品質(zhì)

11、量和產(chǎn)量都會(huì)很低。要想得到穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和提高產(chǎn)量，首先要有符合產(chǎn)品的燒成制度。然后必須維持一定的窯內(nèi)壓力。最后，必須要維持適當(dāng)?shù)臍夥?。這些要求都應(yīng)該遵循。在設(shè)計(jì)之初我在唯美集團(tuán)工作、實(shí)習(xí)，該廠使用的窯爐是意科設(shè)計(jì)、建造的。該窯長326米，內(nèi)寬2.8米，利用余熱干燥生坯，熱效率高，溫度控制準(zhǔn)確、穩(wěn)定，傳動(dòng)用齒輪傳動(dòng)，摩擦式聯(lián)結(jié)輥筒，傳動(dòng)平衡、穩(wěn)定，維護(hù)方便，無級(jí)調(diào)節(jié)，控制靈活。設(shè)計(jì)認(rèn)為，通過仿制吸收其先進(jìn)技術(shù)，又有主助于加深原窯的認(rèn)識(shí)，更好管理窯爐。所以，本設(shè)計(jì)我借鑒該窯爐的設(shè)計(jì)思想，加上我個(gè)人的見解。 我設(shè)計(jì)的輥道窯是連續(xù)式窯。窯爐總長216.3米，內(nèi)寬2.5米。燃料采用天然氣。我設(shè)計(jì)的輥道

12、窯，窯體趨向輕型化，燒成質(zhì)量好，產(chǎn)量高，日產(chǎn)1.2萬m2拋光磚輥道窯。本設(shè)計(jì)在窯尾將抽熱風(fēng)收集用于干燥，節(jié)能減排，倡導(dǎo)潔凈生產(chǎn)，優(yōu)化工作環(huán)境。材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 設(shè)計(jì)任務(wù)書及原始資料 2 設(shè)計(jì)任務(wù)書及原始資料（一）設(shè)計(jì)任務(wù)題目：日產(chǎn)1.2萬m2拋光磚輥道窯設(shè)計(jì)（二）原始數(shù)據(jù)1、坯料組成：sio2al2o3caomgofe2o3k2ona2oi.l68.3516.272.302.650.852.22.154.852、產(chǎn)品規(guī)格：600×600×10mm3、入窯水分：<1%4、產(chǎn)品合格率：95%5產(chǎn)品收縮率：9%5、燒成周期：40min6、最高燒成溫度：

13、12307、年工作日：330天/年8、燃料：天然氣（低位熱值34673kj/m3）9、其它參數(shù)：室溫20,夏天最高溫度40材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 窯體主要尺寸的確定3 窯體主要尺寸的確定3.1 內(nèi)寬的確定隨著輥?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)寬有進(jìn)一步加寬的趨勢(shì)。根據(jù)金德鍵的研究結(jié)果表明，增加輥道窯的有效內(nèi)寬，可以提高產(chǎn)量、降低能耗?？紤]到初次設(shè)計(jì)輥道窯，故在確定窯的內(nèi)寬的時(shí)候，以一些現(xiàn)有的先進(jìn)窯爐的技術(shù)參數(shù)作為參照，以保證本次設(shè)計(jì)的實(shí)用性和先進(jìn)性。確定窯寬時(shí)，一方面要考慮輥?zhàn)娱L度、窯墻厚度，另一方面還要考慮水平方向溫度的均勻性等因素。根據(jù)產(chǎn)量，所用的燃料，窯內(nèi)傳熱

14、等因素，粗略確定內(nèi)寬的尺寸，設(shè)計(jì)為b米，制品的收縮率為9%，則為計(jì)算窯內(nèi)寬方便取為660mm，兩側(cè)坯體與窯墻之間的距離取260mm，暫定窯內(nèi)寬b=2000mm，則可排磚數(shù)：（2000-260×2）/660=2.24，取3塊并排。最后確定窯內(nèi)寬b660×3+260×2=2500mm3.2 窯體長度的確定3.2.1 窯體長度的初步確定窯容量 密度為： g每米排數(shù)×每排片數(shù)×每片磚面積（m2/米窯長） （1000÷659.3）×3×0.6×0.61.638m2/米窯長窯長lny/g350.88/1.638=21

15、4.21m3.2.2窯體有效長度的計(jì)算利用裝配方式，由若干節(jié)聯(lián)結(jié)而成，設(shè)計(jì)單元模數(shù)：每節(jié)長度為2100mm，因此，窯的節(jié)數(shù)為：214.21/2.1102.004節(jié)，取103節(jié)實(shí)際窯的有效長度為： l103×2100216300mm材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 燒成制度的確定及各帶劃分4 燒成制度的確定及各帶劃分 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(shí)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。

16、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(shí)間來控制。在制定合理的燒成制度時(shí)，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(gè)橫截面上的制品燒熱，要綜合上述原則進(jìn)行制定。4.1溫度制度燒成周期：40min燒成曲線 根據(jù)燒成曲線中溫度的劃分，確定各帶節(jié)數(shù)、長度及單元節(jié)分配并填入下表：預(yù)熱帶：l/40×t1/2100= 33.99（節(jié)） 取34節(jié) 長度=2100×34=71400（mm） 占總長34/103=33%燒成帶：l/40×t2/2100= 28.84（節(jié)） 取29節(jié) 長度=2100×29=60900

17、（mm） 占總長29/103=28%冷卻帶：l/40×t3/2100= 40.1（節(jié)） 取40節(jié) 長度=2100×40=84000（mm） 占總長40/55=39%各溫度帶的劃分：名稱單元節(jié)溫度（/）時(shí)間（/min）升溫速率（/·min-1） 排煙帶1-1820-400757.3預(yù)熱帶19-27400-7003.488.3 預(yù)熱帶28-34700-10002.8107.1燒成帶35-541000-11507.719.5燒成帶55-631150-12303.522.9急冷帶64-691230-7002.4-220.8緩冷帶70-84700-4005.8-51.7尾冷

18、帶 85-92400-2003.1-64.5 尾冷帶 93-103200-804.3-27.9總計(jì)103404.2氣氛制度保持全窯氧化氣氛。4.3壓力制度預(yù)熱帶40-25pa,燒成帶8 pa。4.4 窯內(nèi)高度的確定輥道窯的內(nèi)高被輥?zhàn)臃指舫奢伾细吆洼佅赂邇刹糠?。?nèi)高是制品在窯內(nèi)傳熱和燒成的空間，內(nèi)高必須合理，既能有利于產(chǎn)品換熱滿足煙氣有足夠的流動(dòng)空間，又必須滿足一定的燒成空間和冷卻空間，所以，內(nèi)高的確定有一定的原則：考慮到所用燃料為天然氣，燃料中所含有的n2量比較大，單位燃料所需要的空氣量也比較大，煙氣量也比較大，為了有利于熱量的傳遞，保證有足夠的燒成空間和冷卻空間，所以把窯內(nèi)尺寸稍稍加大了一些

19、。各節(jié)窯內(nèi)高度如下：窯前段(第1節(jié)第18節(jié))預(yù)熱帶、燒成帶、急冷帶、緩冷帶（第19節(jié)84節(jié)）快冷帶(第85節(jié)第103節(jié))輥上高（mm）470532470輥下高（mm）456456456內(nèi)總高（mm）926988926材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 工作系統(tǒng)的確定5 工作系統(tǒng)的確定輥道窯的工作系統(tǒng)確定包括排煙系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。5.1排煙系統(tǒng)由于本設(shè)計(jì)的輥道窯較長，總長為216.3米，因此共設(shè)了七處排煙，分別設(shè)在窯前第一節(jié)、第二節(jié)、第四節(jié)、第七節(jié)、第十節(jié)、和第十二節(jié)。每節(jié)排煙口的設(shè)置為在窯頂和窯底分別設(shè)有5個(gè)直徑為150的排煙支管，第一、二節(jié)的排煙支管伸入窯內(nèi)且開口向著煙氣的流動(dòng)

20、方向；煙氣從各排煙口進(jìn)入排煙支管，然后通過每節(jié)的排煙支管進(jìn)入上下排煙分管，最后通過直徑為800的總排煙管由排煙風(fēng)機(jī)排出室外。5.2燃燒系統(tǒng)5.2.1燒嘴的設(shè)置 選用的燃料是天然氣，為均勻窯溫強(qiáng)化窯內(nèi)對(duì)流換熱和利于燒成帶溫度的調(diào)節(jié)，本設(shè)計(jì)選用燒嘴芯為材料的燒嘴，保證燃燒充分。并從23節(jié)到34節(jié)開始布置燒嘴，每節(jié)輥下布置兩對(duì)燒嘴，從35節(jié)開始到燒成帶62節(jié)結(jié)束，輥上輥下分別設(shè)置兩對(duì)燒嘴，并在輥上輥下每個(gè)燒嘴的對(duì)側(cè)窯墻上設(shè)置一個(gè)觀火孔。5.2.2天然氣、助燃空氣輸送裝置 氣燒輥道窯的天然氣總管一般設(shè)置在窯頂上方，天然氣由總管經(jīng)過支管流向燒嘴，助燃空氣總管經(jīng)過兩支支管分別從35節(jié)、53節(jié)流入，先通過鋼

21、架結(jié)構(gòu)的空心管再由軟管通向燒嘴。5.3冷卻系統(tǒng)制品在冷卻帶有晶體成長、轉(zhuǎn)化的過程，并且冷卻出窯，是整個(gè)燒成過程最后的一個(gè)環(huán)節(jié)。從熱交換的角度來看，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程中所放出的熱量來加熱空氣 ，余熱風(fēng)可供干燥或作助燃風(fēng)用，達(dá)到節(jié)能目的。5.3.1急冷帶通風(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4010

22、0mm。 本設(shè)計(jì)也采用此種結(jié)構(gòu)，用6節(jié)窯長進(jìn)行急冷，每節(jié)輥上、下一共分布39根直徑為128mm的急冷風(fēng)管（急冷的前半節(jié)不設(shè)置急冷風(fēng)管），交錯(cuò)排列橫穿過窯內(nèi)，窯內(nèi)部分的管子開圓孔若干。 5.3.2 抽熱風(fēng)口的設(shè)置制品冷卻到700500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)有38處抽熱風(fēng)口，使從急冷段與窯尾快冷段過來的熱風(fēng)流經(jīng)制品，讓制品慢速均勻地冷卻。本設(shè)計(jì)一方面采用抽急冷帶過來的熱風(fēng)的方法來調(diào)節(jié)溫度，另一方面，由緩冷風(fēng)機(jī)從窯外抽空氣通過緩冷風(fēng)管，來緩和降溫速率。風(fēng)罩抽走這一帶的空氣。并且從71節(jié)開始到84節(jié)中每節(jié)

23、設(shè)置一對(duì)間壁管和6對(duì)支管。5.3.3快冷通風(fēng)系統(tǒng) 在終冷帶第一區(qū)，配置支管小孔直接冷卻系統(tǒng)，在輥面上、下室內(nèi)空氣并在窯內(nèi)形成空氣回路來冷卻，由與高壓小流量冷卻形成，所以冷卻后的熱空氣溫度比較高，可回收做余熱利用。在終冷二區(qū)，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。5.4傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇5.4.1傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇該窯傳動(dòng)采用傳統(tǒng)的45度斜齒傳動(dòng)，齒輪常浸于油槽中，使傳動(dòng)系統(tǒng)處于良好的潤滑狀態(tài)中，從而最大限度地保證傳動(dòng)的平衡性。在燒成帶采用差速齒輪傳動(dòng)方案，有效地減少輥棒高溫蠕變傾向，增強(qiáng)輥棒的自凈能力。傳動(dòng)電機(jī)采用擺線針輪電機(jī)40臺(tái)，全窯傳動(dòng)電機(jī)用十三臺(tái)變頻器來進(jìn)行獨(dú)立

24、調(diào)速，使該窯爐能夠最大限度地適應(yīng)不同產(chǎn)品，燒成周期具有很大的調(diào)節(jié)范圍。5.4.2輥?zhàn)硬馁|(zhì)的選擇輥道窯對(duì)輥?zhàn)硬馁|(zhì)要求十分嚴(yán)格，它要求制輥材料熱脹系數(shù)小而均勻，高溫抗氧化性能好，荷重軟化溫度高，蠕變性小，熱穩(wěn)定性和高溫耐久性好，硬度大，抗污能力強(qiáng)，本設(shè)計(jì)選用陶瓷棍棒。5.4.3輥?zhàn)又睆降拇_定輥?zhàn)拥闹睆酱螅瑒t強(qiáng)度大，但直徑過大，會(huì)影響窯內(nèi)輻射換熱和對(duì)流換熱。對(duì)于用托輥磨擦式聯(lián)接的輥?zhàn)觼碚f，輥?zhàn)拥闹睆酱笮凶栌谠黾虞佔(zhàn)又g的摩擦力。因此，輥?zhàn)拥闹睆娇筛鶕?jù)制品的重量和輥?zhàn)拥穆?lián)接方式來決定。如制品較重或輥?zhàn)拥穆?lián)接方式是托輥摩擦式，輥?zhàn)討?yīng)選擇直徑大一些的，故選用直徑為60mm的輥棒。5.4.4輥距的確定模

25、數(shù)為2100的部分每節(jié)布置28根的輥?zhàn)?，其它的每?jié)布置26根的輥?zhàn)?。低溫區(qū)：2100/28=75高溫區(qū)：2100/26=80.77所以低溫區(qū)的輥距為75mm,高溫區(qū)的輥距為80.77mm.輥?zhàn)拥目倲?shù)為n=48×28+66×26=3060根5.4.5輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速的選擇n=kl/×d×tl-窯長，mmt- 燒成周期 mind- 輥?zhàn)又睆?mmk-考慮到制品的滑動(dòng)系數(shù),一般取k = 1.05那么，n=（210000×1.05）/（3.14×60×40）=29r/min輥道窯采取分段傳動(dòng)時(shí)，各段速度略有不同，為防止制品在運(yùn)行過程時(shí)起摞

26、、壘磚，自窯頭向窯尾方向各段轉(zhuǎn)速依次加快，但由于各段間轉(zhuǎn)速差別不大（后一段僅比前一段快0.05r/min左右），在傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)通常采用變頻電機(jī)或變頻調(diào)速器。因此，進(jìn)行傳動(dòng)比計(jì)算是，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速取其平均值5.4.6傳動(dòng)過程電機(jī)減速器主動(dòng)鏈輪滾子鏈從動(dòng)鏈輪傳動(dòng)軸主動(dòng)螺旋齒輪從動(dòng)螺旋齒輪棍棒傳動(dòng)軸輥?zhàn)印?.5窯體附屬結(jié)構(gòu)（1）事故處理孔事故處理孔設(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。高箱事故處理孔和低箱事故處理孔尺寸：370mm×198mm 對(duì)于事故處理孔在不處理事故時(shí)，要進(jìn)行密封，內(nèi)部堵塞耐火材料做成的大蓋板，間隙填入陶瓷棉，最外部的鋼板密封前端仍需一段耐火

27、材料。密封是為了防止熱氣體外溢、冷風(fēng)漏入等對(duì)燒成制度產(chǎn)生影響。（2）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。（3）測溫孔為了嚴(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)燒嘴的開度，一般在窯道頂及火道側(cè)墻留設(shè)測溫孔及安裝熱電偶。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)2-3節(jié)設(shè)置一對(duì)測溫孔，并且設(shè)在燒嘴對(duì)側(cè)窯墻上。本設(shè)計(jì)在118節(jié)每兩節(jié)的奇數(shù)節(jié)于窯頂布置,每節(jié)側(cè)墻布置，

28、1963節(jié)每兩節(jié)偶數(shù)節(jié)在窯頂、窯側(cè)墻布置，急冷段奇數(shù)節(jié)窯頂布置，緩冷段每隔四節(jié)在窯頂布置。選用48套pid溫控儀表，72套熱電偶，其中s偶40支，k偶32支，窯爐的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過工業(yè)plc集中控制，傳動(dòng)速度由變頻器調(diào)控。窯爐的進(jìn)磚或出磚情況通過專門設(shè)置的攝像機(jī)和監(jiān)視器來監(jiān)控。排煙、助燃風(fēng)機(jī)設(shè)報(bào)警開關(guān)，通過壓力開關(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)。（4）擋火板和擋火墻的設(shè)置由于輥道窯是中空窯，工作通道空間大，氣流阻力小，為便于調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力制度和溫度制度，在預(yù)熱帶和燒成帶（18和19節(jié)之間），燒成帶和急冷帶之間（63和

29、64節(jié)之間）,設(shè)置擋板和擋墻燒成帶下槍區(qū)和燒成帶上下升溫區(qū)(34和35節(jié)之間)，燒成帶上下升溫區(qū)和燒成帶上下保溫區(qū)(52和53節(jié)之間),緩冷帶和快冷帶之間（84和85節(jié)之間）設(shè)擋墻急冷二區(qū)和緩冷帶之間（70和71節(jié)之間）設(shè)置擋板，上方采用耐火纖維板吊掛，擋墻用高鋁磚砌筑，上擋板還以上、下調(diào)節(jié)以控制各段溫度。（5） 測壓孔壓力制度中零壓面的位置控制特別重要，一般控制在預(yù)熱帶和燒成帶的交界面附近。若零壓過多移向預(yù)熱帶，則燒成帶正壓過大。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，上下溫差過大，延長了燒成周期，消耗了燃料。

30、故本設(shè)計(jì)在第17、26、34節(jié)每節(jié)的窯側(cè)墻觀察孔位置布置了測壓孔。（6）觀察孔在每個(gè)燒嘴的對(duì)側(cè)窯墻設(shè)置了70的觀察孔，并在急冷區(qū)也布置了7對(duì)70的觀火孔，在緩冷區(qū)71節(jié)到73節(jié)也設(shè)置了5對(duì)50觀火孔，以便及時(shí)觀察窯內(nèi)情況。未用時(shí)，用與觀察孔配套的孔塞塞住，以免熱風(fēng)逸出或冷風(fēng)漏入。5.6 鋼架結(jié)構(gòu)主要以矩型方管為主而構(gòu)成,規(guī)格為：100×50mm、70×50mm、60×40mm、50×30mm材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 窯體材料的確定6 窯體材料的確定6.1 窯體材料確定原則窯體材料要用耐火材料和隔熱材料。耐火材料必須具有一定的強(qiáng)度和耐火性能以

31、便保證燒到高溫，窯體不會(huì)出現(xiàn)故障。隔熱材料的積散熱要小，材質(zhì)要輕，隔熱性能要好，節(jié)約燃料。6.2 窯體材料的選用及校核計(jì)算傳統(tǒng)的窯體砌筑材料大多為粘土磚或高鋁質(zhì)耐火磚或保溫磚，這些材料的特點(diǎn)是密度大、強(qiáng)度低、保溫性能差，用這些材料砌筑的窯墻厚，窯體散熱損失大，難以滿足輕型、快速燒成輥道窯的要求。如今我們使用輕質(zhì)耐火材料，這些材料不僅密度小、絕熱性能好，又可耐高溫，熱穩(wěn)定性好，用它們砌筑的窯體，起耐火和隔熱雙重作用。選擇的時(shí)候，從長期使用溫度、耐壓強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性這三個(gè)方面來考慮，尤其是耐火材料的長期使用溫度。一般設(shè)計(jì)人員都是根據(jù)分類溫度來選擇材料的，最高使用溫度即分類溫度，它是指連續(xù)保溫24小

32、時(shí)其重?zé)€變化不大于2的實(shí)驗(yàn)溫度，但這個(gè)溫度與工作溫度是有差別的，不能作為隔熱耐火磚的工作溫度。根據(jù)郭海珠所發(fā)表的輥道窯用輕質(zhì)耐火材料的選擇文章中：工作溫度分類溫度10分類溫度40。我對(duì)所選擇的材料作了一些相應(yīng)的校核計(jì)算。1、根據(jù)工業(yè)窯爐最高工作溫度及各部分工作溫度選用輥道窯爐壁及各部分壁襯材質(zhì)。2、以窯爐窯壁傳熱計(jì)算結(jié)果為依據(jù)，確定窯爐爐壁襯結(jié)構(gòu)（壁襯總厚度、各層壁襯材料厚度），并預(yù)測纖維爐襯的經(jīng)濟(jì)效果。陶瓷纖維爐壁傳熱計(jì)算內(nèi)容：窯壁斷面溫度分布，窯壁冷面溫度，多層爐壁層間溫度。爐壁散熱損失。爐襯穩(wěn)定態(tài)傳熱是個(gè)綜合過程，一般由三部分組成（見下圖）。爐內(nèi)熱源以輻射和對(duì)流方式向爐壁內(nèi)表面（熱面）

33、給熱q1，使?fàn)t壁熱面溫度上升，最后穩(wěn)定在某一溫度。 爐壁內(nèi)部，由爐壁熱面向爐壁外表面（冷面）傳導(dǎo)熱量q2。 爐壁冷面向環(huán)境散熱，用to表示環(huán)境溫度，只要冷面溫度大于環(huán)境溫度，爐冷面即以輻射給熱和對(duì)流給熱方式向環(huán)境散熱，用q3表示。 穩(wěn)定態(tài)傳熱條件下：爐壁熱面向爐壁冷面的傳熱計(jì)算 爐壁熱面向爐壁冷面的傳熱為傳導(dǎo)傳熱，其計(jì)算公式為： q2=(t1- t2)/r r熱阻，單層爐壁r=s/，雙層爐壁r= s1/1+s22， n層爐壁r= s1/1+s22+s3/3+sn/n 為爐壁導(dǎo)熱系數(shù)，w/（m·k） s為爐壁厚度，m。爐壁冷面向環(huán)境的散熱計(jì)算爐壁冷面向環(huán)境的散熱，其計(jì)算公式為： q=3

34、=q輻射+q對(duì)流在窯爐設(shè)計(jì)中，常采用以下簡化公式計(jì)算爐壁冷面向環(huán)境散熱量w/（m·k）. q+3=(9+0.06t外)（t外-20）多層窯爐各層厚度計(jì)算，（以下圖所示三層爐壁為例）。s1=1（t1-t2）/q3s2=2（t2-t3）/q3s3=3（t3-t外）/q36.2.1窯體材料校核計(jì)算 由于計(jì)算各帶的方法是相類似的，所以現(xiàn)只以燒成段最高溫度一箱為例說明，其他段方法一致。方案一：s1用jm26磚，厚度為230mm,導(dǎo)熱系數(shù)1=0.74s2用isowool1400陶瓷纖維棉板，厚度為100mm, 導(dǎo)熱系數(shù)2=0.152已知條件，使用溫度1230，最高使用溫度1300（除輥棒外的窯體

35、結(jié)構(gòu)），r=0.23/0.74+0.1/0.152=0.97q=(1230-80)/1.069=1186(w/m2)驗(yàn)算：t1=1250 t2=t1-q×(s1÷1)= 1230-1186×(0.23÷0.74)=861 t3=t2-q×(s2÷2)=861-1186×(0.1÷0.152)=80符合要求，所需費(fèi)用：500￥/m2方案二：s1用jm26磚，厚度為114mm,導(dǎo)熱系數(shù)1=0.74，長期使用溫度1250 s2用輕質(zhì)高鋁磚，厚度為114mm,導(dǎo)熱系數(shù)2=0.79，長期使用溫度1160s3用isowool1

36、400陶瓷纖維棉板，厚度為20mm, 導(dǎo)熱系數(shù)3=0.152s4用普通硅酸鋁陶瓷纖維棉板，厚度為100mm, 導(dǎo)熱系數(shù)4=0.185已知條件，使用溫度1230，最高使用溫度1300（除輥棒外的窯體結(jié)構(gòu)），r=0.114/0.74+0.114/0.79+0.02/0.152+0.1/0.185=0.99q=(1230-80)/0.99=1161.6(w/m2)驗(yàn)算：t1=1230t2=t1-q×(s1÷1)= 1230-1161.6×(0.114÷0.74)=1062t3=t2-q×(s2÷2)= 1062-1161.6×(0

37、.114÷0.72)=889t4=t3-q×(s3÷3)= 889-1161.6×(0.02÷0.152)=745.5t5=t4-q×(s4÷4)= 745.5-1161.6×(0.1÷0.185)=156符合要求，所需費(fèi)用：486￥/m2經(jīng)過比較，選用方案二好，不僅造價(jià)少，而且熱流小，即通過窯體的散熱小。同理可得，經(jīng)過對(duì)預(yù)熱帶、燒成帶、急冷帶、緩冷帶、的材料校核計(jì)算，所選用的材料厚度均符合設(shè)計(jì)要求。6.2.2各段窯體材料及厚度表6-1各段窯體材料及厚度預(yù)熱一區(qū): 低箱起始箱:1終止箱18層號(hào)頂部/r側(cè)墻

38、/s底部/b材料厚度材料厚度材料 厚度1高鋁聚輕球輕質(zhì)耐火磚0.8150粘土磚0.8114粘土磚0.8672硅酸鋁標(biāo)準(zhǔn)毯20硅酸鋁纖維氈50粘土磚0.8673珍珠巖30硅酸鋁纖維氈50總厚度mm200250134預(yù)熱二區(qū): 高箱起始箱:19終止箱22層號(hào)頂部/r側(cè)墻/s底部/b 材料 厚度 材料 厚度 材料 厚度1高鋁聚輕球0.8230高鋁聚輕球0.8115高鋁聚輕球0.8672硅酸鋁標(biāo)準(zhǔn)毯20粘土磚0.8115粘土磚0.8673珍珠巖30硅酸鋁標(biāo)準(zhǔn)毯20粘土磚0.8674 硅酸鋁纖維氈50粘土磚0.8675 硅酸鋁纖維氈50粘土磚0.8676 硅酸鋁纖維氈507 硅酸鋁纖維氈50總厚度mm2

39、80450335燒成一區(qū): 高箱下槍起始箱:23終止箱34層號(hào)頂部/r側(cè)墻/s底部/b材料厚度材料厚度材料厚度1高鋁聚輕球0.8230高鋁聚輕球0.8115高鋁聚輕球0.8672硅酸鋁標(biāo)準(zhǔn)毯20高鋁聚輕球0.8115粘土磚0.8673珍珠巖30硅酸鋁標(biāo)準(zhǔn)毯20粘土磚0.8674硅酸鋁纖維氈50粘土磚0.8675硅酸鋁纖維氈50粘土磚0.8676硅酸鋁纖維氈507硅酸鋁纖維氈508鋁箔紙總厚度mm280450335燒成二區(qū): 高箱上下槍起始箱:35終止箱54層號(hào)頂部/r側(cè)墻/s底部/b 材料 厚度 材料 厚度 材料 厚度1莫來石吊頂磚230莫來石115高鋁聚輕球0.8672硅酸鋁標(biāo)準(zhǔn)毯20高鋁聚

40、輕球0.8115高鋁聚輕球0.8673珍珠巖30硅酸鋁標(biāo)準(zhǔn)毯20粘土磚0.8674硅酸鋁纖維板50粘土磚0.8675硅酸鋁纖維板50粘土磚0.8676硅酸鋁纖維板507硅酸鋁纖維板50總厚度mm300450335燒成三區(qū): 高箱上下槍起始箱:55終止箱62層號(hào)頂部/r側(cè)墻/s底部/b 材料 厚度 材料厚度 厚度 材料1莫來石吊頂230莫來石磚115莫來石0.8672硅酸鋁標(biāo)準(zhǔn)毯20莫來石磚115高鋁聚輕球0.8673珍珠巖30硅酸鋁標(biāo)準(zhǔn)毯20粘土磚0.8674硅酸鋁纖維板50粘土磚0.8675硅酸鋁纖維板50粘土磚0.8676硅酸鋁纖維板507硅酸鋁纖維板508鋁箔紙總厚度mm28045033

41、5過渡區(qū)、急冷一區(qū): 高箱起始箱:63終止箱63層號(hào)頂部/r側(cè)墻/s底部/b 材料 厚度 材料厚度 材料 厚度1莫來石吊頂磚230莫來石磚115高鋁聚輕球0.8672硅酸鋁標(biāo)準(zhǔn)毯20高鋁聚輕球0.8115高鋁聚輕球0.8673珍珠巖30硅酸鋁纖維板50粘土磚0.8674硅酸鋁纖維板50粘土磚0.8675硅酸鋁纖維板50粘土磚0.8676鋁箔紙總厚度mm280380335急冷二區(qū): 高箱起始箱:64終止箱70層號(hào)頂部/r側(cè)墻/s底部/b 材料 厚度 材料厚度 材料 厚度1高鋁聚輕球0.8230高鋁聚輕球0.8115高鋁聚輕球0.8672硅酸鋁標(biāo)準(zhǔn)毯20高鋁聚輕球0.8115高鋁聚輕球0.8673

42、珍珠巖30硅酸鋁纖維板50粘土磚0.8674硅酸鋁纖維板50粘土磚0.8675硅酸鋁纖維板50粘土磚0.8676鋁箔紙總厚度mm280380335緩冷區(qū): 低箱起始箱:71終止箱84層號(hào)頂部/r側(cè)墻/s底部/b材料厚度材料厚度材料厚度1高鋁聚輕球輕質(zhì)耐火磚1.0150輕質(zhì)粘土磚0.8-1.0150輕質(zhì)粘土磚0.8-1.0672硅酸鋁標(biāo)準(zhǔn)毯20硅酸鋁纖維氈100輕質(zhì)粘土磚0.8-1.0673珍珠巖30硅酸鋁纖維板504鋁箔紙總厚度mm200300134終冷一區(qū): 低箱起始箱:85終止箱92層號(hào)頂部/r側(cè)墻/s底部/b 材料 厚度 材料 厚度 材料 厚度1硅酸鋁纖維氈50粘土磚0.8150粘土磚0

43、.8672硅酸鋁纖維板50硅酸鋁纖維氈50粘土磚0.8673硅酸鋁纖維氈504總厚度mm100250134終冷二區(qū)(空箱): 低箱起始箱:93終止箱100層號(hào)頂部/r側(cè)墻/s底部/b1配軸流風(fēng)機(jī)材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 燃料及燃料計(jì)算7 燃料及燃料計(jì)算7.1 燃料天然氣對(duì)應(yīng)成分的濕成分的換算 查工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)，查3-18表可知，天然氣的一般組成：天然氣體積成分（%）成分co2h2so2c2h4coh2ch4n2煤氣煙氣含量0.50.20.30.50.10.49810.7-0.81.24天然氣的發(fā)熱量是：33490kj/m337680 kj/m3。 對(duì)應(yīng)成分的濕成分換算：根據(jù)公式：

44、x濕%=x干%（100+h2o濕）/100，其中h2o濕%=0.00124g干h2o/（1+0.00124 g干h2o）。查<<燃料及燃燒>>附表5,得20時(shí)，g干h2o=18.9g/m3，故co2濕%=(0.5 ×100)/(100+0.124×18.9)=0.48%h2s濕%=(0.2×100)/100+0.124×18.9)=0.19%o2濕%=(0.3×100)/(100+0.124×18.9)=0.29%c2h4濕%=(0.5×100)/100+0.124×18.9)=0.49%c

45、o濕%=0.1% h2濕%=0.39% ch4濕%=95.77% n2濕%=0.98% w%=2.29%qd=4.187×(3046×co%+2580×h2%+8550×ch4%+14100×c2h4%+5520×h2s%)=4.187×3046×0.1+2580×0.39+8550×95.77+14100×0.49+5520×0.19)/100=34673kj/m3計(jì)算出來的低溫發(fā)熱量屬于33490kj/m337680kj/m3范圍.7.2 理論空氣需要量的計(jì)算根據(jù)氣體燃料

46、的化學(xué)組成，計(jì)算其理論空氣需要量 l04.76×（0.5×co+0.5×h2+2×ch4+3×c2h4+1.5×h2s+o2）4.76×（0.5×0.1+2×0.39+2×95.77+3×0.49+1.5×0.19-0.29）×10-29.20nm3/nm3 7.3 實(shí)際空氣需要量的計(jì)算由于在氧化氣氛下燒成,可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取空氣消耗系數(shù)1.1，那么，實(shí)際空氣需要量為：lnl01.1×9.2010.12(nm3/nm3)計(jì)入水分:ln/= ln+0.00124

47、×18.9 ln=10.12 +0.00124×18.9×10.12=10.36(nm3/nm3)7.4理論煙氣量的計(jì)算理論煙氣量的計(jì)算：按照燃料的化學(xué)成分計(jì)算理論煙氣量：v0co+h2+(n+m/2)cnhm+2h2s+co2+n2+h2o ×10-2+0.79 l0=0.1+0.39+（2+2）×0.49+（1+2）×95.77+2×0.19+0.98+2.29 ×10-2+0.79×9.210.20(nm3/nm3)7.5實(shí)際煙氣量的計(jì)算vnv0+（n-1）l010.20+(1.1-1) ×

48、;9.20=11.12(nm3/nm3)7.6理論燃燒溫度的計(jì)算t=( qd+qk+qr-qf)/v0ctf+( ln/- l0)c空空氣及燃料溫度均按在室溫20 時(shí)計(jì)算，熱分解不考慮時(shí),空氣比熱為ca1.30kj/m3.天然氣比熱為：c燃=3.425kj/(m3)現(xiàn)設(shè)t=1800 查燃料及燃燒表5-2，c空/=1.51kj/(m3 ).熱分解不考慮，則t(34673+10.36×1.3×20+1.69×20)/10.2×1.67+(10.36-9.20) ×1.51=1862 因（1862-1800）/18623.33%<5% 所以假設(shè)

49、合理 t=1800。不計(jì)熱分解時(shí)溫為1862,則估計(jì)分解時(shí)溫度均為1800,所以可在1800下求熱分解量:vco2=(co+co2+ncnhm) ×10-2=0.1+1×95.77+2×0.49+0.49) ×10-2=0.97(m3/m3)vh2o=(h2+m/2cnhm+h2o) ×10-2=0.39+2×95.77+2×0.49+2.29) ×10-2=1.95(m3/m3)co2%=vco2/vn=0.97×100%/11.12=8.72%h2o%=vh2o/vn=1.95×100%/1

50、1.12=17.54%設(shè)燃燒室壓力為105pa則pco2= co2%=0.09 ×105pa ph2o =h2o%=0.18×105 pa查<<燃料及燃燒>>附表8與附表9知:fco2=4.8%,fco2=1.46%所以,q分co2=12600vco+10800vh2 =12600(vco2)未fco2+10800(vh2o)未fh2o =12600×0.97×4.8×10-2+10800×1.95×1.46×10-2 =894 kj/(m3 )所以t=(qd+qk+qr-qf)/v0ctf+( ln/- l0)c空=(34673+10.36×1.3×20