武理工熱工設(shè)備教案

熱工設(shè)備教案模塊1緒論課程模塊1是本課程的緒論，本模塊重點(diǎn)介紹本課程的整體概所以本章的教學(xué)綱領(lǐng)是：科學(xué)布局、整體展開、逐層深入、簡潔明了、回味無窮。本章的主要內(nèi)容是：(1)材料、無機(jī)非金屬材料、熱工設(shè)備之間的關(guān)系。(2)材料熱制備過程與熱工設(shè)備之間爐與熱工設(shè)備的隸屬關(guān)系。課程模塊1概要：關(guān)于本模塊的概要，如下所述：教學(xué)要求是：本模塊的教學(xué)要求是要講清楚"無機(jī)非金屬材料的同學(xué)為什們要學(xué)習(xí)本課程?",也就是說，材料、無機(jī)非金屬材料與熱工設(shè)備之間的關(guān)系要在講課過程中講清楚。從而讓同學(xué)們樹立對于本課程的興趣，進(jìn)而認(rèn)識到學(xué)習(xí)本課程的重要意義所在，認(rèn)識到熱工設(shè)備的內(nèi)涵與共性所在，認(rèn)識到本課程講課內(nèi)容的總體概況所在。重點(diǎn)難點(diǎn)：本模塊的重點(diǎn)在于讓同學(xué)們弄清楚無機(jī)非金屬材料的內(nèi)涵與共性所在。本模塊的難點(diǎn)在于怎樣讓同學(xué)們?nèi)娴乩斫鈳追N無機(jī)非金屬材料產(chǎn)品燒制過程中所遵循的工藝規(guī)律與熱工規(guī)律所在以及進(jìn)行熱工設(shè)備熱平衡計算的真正目的所在。教學(xué)設(shè)計：我們課程團(tuán)隊(duì)將本章的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計為按照以下的思路來進(jìn)行講解：從總體(材料科學(xué)與基礎(chǔ))到具體(無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備),從材料制備或生產(chǎn)(規(guī)模化的材料制備與加工便是生產(chǎn)過程)所用熱工設(shè)備的內(nèi)涵到無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備的外延，從熱工設(shè)備的共性到無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備的整體概況。這種從總體到具體的逐漸由淺入深的教學(xué)設(shè)計思路，能夠看到本課程在材料科學(xué)與工程這個大環(huán)境之中的具體”坐標(biāo)",這樣學(xué)習(xí)起來就能夠有的放矢，有規(guī)律可尋，有奮斗的目標(biāo)。評價考核：本模塊教學(xué)效果的評價考核主要是考察同學(xué)們對于本課程與無機(jī)非金屬材料專業(yè)方向的具體聯(lián)系弄清楚了沒有?同學(xué)們對于無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備的內(nèi)涵、外延、共性、總體概況弄清楚了沒有?無機(jī)非金屬材料生產(chǎn)過程中所用的窯爐與熱工設(shè)備之間的隸屬關(guān)系弄清楚了沒有?教材內(nèi)容：本課程所選用的教材是由武漢理工大學(xué)出版社出版的《無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備(第5版)》這本國家級規(guī)劃教材。本模塊具體講課的內(nèi)容就體現(xiàn)在該教材的第1章之中?！鲜?可塑之物"(也就是人們常說的原料),材為"有用之物"(也就是人們常說的產(chǎn)品)。從"料"到"材"就需要制備與加工過程。所以，材料的本質(zhì)就是指將配置好的優(yōu)選原料再通過人們的制備與加工過程而得到的那些有用物質(zhì)，也就是人們常說的材料產(chǎn)品(材料會以制品、元件、器件等多種形式存在)。材料被人類用于制造各種建筑物、設(shè)施、機(jī)器、裝備、器具等能夠被人們使用的各它構(gòu)成了現(xiàn)代社會科技發(fā)展與文明進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)。無機(jī)非金屬材料—無機(jī)非金屬材料與金屬材料、有機(jī)高分子材料并列為三大基礎(chǔ)材料，構(gòu)成了材料的三大支點(diǎn)?；谶@三大基礎(chǔ)材料的復(fù)合材料也發(fā)展迅速，從而構(gòu)成了材料的另一個重要體系。無機(jī)非金屬材料在英語中叫做Ceramics,該詞匯來源于古希臘語，意味"火之物"。這也就是說無機(jī)非金屬材料的制備需要高溫，高溫能夠破壞原料中原有的化學(xué)鍵而形成新的化學(xué)鍵(共價鍵或離子鍵或兩者的混合鍵)。當(dāng)然，在漢語中，無機(jī)非金屬材料這個名稱也是逐漸演變而來。陶瓷曾經(jīng)是這類材料的典型代表，火、硅氧四面體結(jié)構(gòu)的曾經(jīng)是這類材料的重要標(biāo)志，所以這類材料在歷史上的名稱曾經(jīng)有陶瓷材料、窯業(yè)材料、硅酸鹽材料。后來，隨著其涵蓋范圍的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)在將這類材料統(tǒng)稱為"無機(jī)非金屬材料",它屬于無機(jī)材料的范疇。在無機(jī)材料中，由于金屬材料單列為一個材料體系，因此人們又常常將無機(jī)非金屬材料簡稱為"無機(jī)材料"。材料熱工設(shè)備—由材料的本質(zhì)可知，由原料變成為材料需要制備與加工過程(規(guī)?；闹苽?、加工過程便是生產(chǎn)過程)。原料的制備與核心制備階段；三是制成物的后處理階段。對于無機(jī)非金屬材料而言，其核心制備階段便是熱制備階段，而且往往是高溫制備階段。要產(chǎn)生高溫就需要有熱量，產(chǎn)生熱量、傳遞熱量、利用熱量的裝置或設(shè)備就叫做熱工設(shè)備。窯爐—在材料領(lǐng)域中，熱工設(shè)備的典型代表便是窯爐。窯爐實(shí)際上就是指這樣一些高溫結(jié)構(gòu)空間，在這些結(jié)構(gòu)空間內(nèi)，能夠用加熱的方法，按照工藝要求的燒成制度，使優(yōu)選后原料的混合體或坯體經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)變化后成為燒制品。所以窯爐的三窯素是空間、高溫與物理化學(xué)變化，注意：窯爐注重高溫與化學(xué)變化，沒有高溫或化學(xué)變化的熱工設(shè)備還有其它的稱謂。只有一個教學(xué)單元。關(guān)于該教學(xué)單元的內(nèi)容如下所述：演示文稿：請點(diǎn)擊模塊工熱工設(shè)備.ppt教學(xué)錄像：本次課的教學(xué)錄像參見本網(wǎng)站的【講課錄像】欄目習(xí)題作業(yè)：本次課的習(xí)題作業(yè)參見本網(wǎng)站的【拓展資源】>作業(yè)系統(tǒng)欄目中的相應(yīng)內(nèi)容。試卷：本次課的試卷參見本網(wǎng)站【拓展資源】>試題庫欄目中的相應(yīng)內(nèi)容。名詞解釋：熱制備方法分類一無機(jī)非金屬材料熱制備方法分的燒制方法主要包括固相燒結(jié)、液相燒結(jié)、熔化；高科熱技制備方法盡管也涉及到固相燒結(jié)、液相燒結(jié)與熔化，但是，所用的方法卻是高科技的材料制備方法。工藝過程特點(diǎn)一不管使用哪種熱制備方法，無機(jī)非金屬材料的熱制備過程大體上都要經(jīng)過預(yù)熱、燒成與冷卻這三個階段。熱工過程特點(diǎn)一熱工設(shè)備必需在設(shè)備結(jié)構(gòu)與熱工制度上滿足所制備品熱制備工藝過程不同階段的要求。于是就有了三種類型的熱工設(shè)備：間歇式(同一空間在不同時刻滿足);連續(xù)式(同一時刻在不同的區(qū)域滿足);半連續(xù)式(介于間歇式與連續(xù)式之間)。熱平衡計算一根據(jù)能量守恒的原理，對于一個穩(wěn)定的系統(tǒng)，輸入熱量之和應(yīng)該等于輸出熱量之和，這就是熱平衡計算的基本原理。對于熱工設(shè)備來說，進(jìn)行熱平衡計算有三個目的：第一，對于熱工設(shè)備的設(shè)計來說，利用熱平衡這個等式可以計算出一個(設(shè)計時所需的)待確定量。第二，對于一個熱工設(shè)備的測量來說，進(jìn)行熱平衡計算可以驗(yàn)證測試數(shù)據(jù)的可靠性如何。第三，對于一個熱工設(shè)備的操作、控制與管理來說，進(jìn)行熱平衡計算可以知道熱工設(shè)備內(nèi)的熱量分配是不是合理。若不合理，如何調(diào)整?一個新技術(shù)實(shí)施后熱量分配是否更合理?筑爐材料一熱工設(shè)備主要是指窯爐，而窯爐是一個能夠產(chǎn)生高溫的空間，構(gòu)成這個空間的窯體材料就叫做"筑爐材料"。筑爐材料包括耐火材料、保溫材料與普通建筑材料，當(dāng)然，也有合二為一的情況，例如，保溫耐火材料。利用利用筑爐材料新建的窯爐在正式生產(chǎn)之前換窯按照能夠適應(yīng)耐火材料砌體體積變化的加熱速度升溫，以排除耐火材料砌體中的水分以及適應(yīng)相應(yīng)的晶型轉(zhuǎn)變，從而為窯爐的安全穩(wěn)定生產(chǎn)大下基礎(chǔ)。這一過程便被稱為烘烤窯爐，簡稱：烘窯或烤窯。燃燒設(shè)備一能夠有效組織燃料燃燒的設(shè)備被稱為"燃燒設(shè)備"。各種燃燒設(shè)備盡管其工作目的都相同，單其結(jié)構(gòu)卻隨著燃料的不同而差別很大，一般來說，人們是按照燃料形態(tài)的不同來分類一固體燃料燃燒設(shè)備(例如，煤粉燃燒器)、液體燃料燃燒設(shè)備(例如，油槍)、氣體燃料燃燒設(shè)備(例如，燃?xì)鉄?。兩個例題：在本章的講課中，有兩個例子需要引起關(guān)注，其一是在砌筑熱工設(shè)備時必需設(shè)置的一些膨脹縫；其二是在砌筑熱工設(shè)備時必需預(yù)留的一些孔位。①膨脹縫一熱工設(shè)備提供了高溫空間，但是，也應(yīng)當(dāng)注意：熱工設(shè)備是在常溫下砌筑、高溫下使用。熱脹冷縮是普遍存在的物理現(xiàn)象，為了讓熱工設(shè)備在高溫下使用時不會因?yàn)槟突鸩牧舷嗷D壓過度而遭到損壞，在常溫下砌筑熱工設(shè)備的砌體時，必需留有大小合適的膨脹縫，而且還要將一些耐火棉塞入膨脹縫中以保持砌體的密封。②各種孔位—熱工設(shè)備在工作時，其內(nèi)部是高溫空間。任何人是無法進(jìn)入高溫空間的，為此，就需要在熱工設(shè)備的墻壁上設(shè)置一些必要的空孔位，例如，觀察孔、攝像孔、測量孔、事故處理孔等。教學(xué)案例之一：在講解本章的內(nèi)容時，需要講到這樣的問題，這就是：不管使用哪種熱制備方法，無機(jī)非金屬材料的熱制備過程大體上高溫階段高溫階段子門原料段產(chǎn)品為了將此規(guī)律在同學(xué)們的頭腦中能夠留下深刻的印象，在講解這個問題時可以用我們平時常見的現(xiàn)象作比擬，這就是每天的氣溫變化規(guī)律。上午是比擬升溫階段、中午是比擬高溫階段、下午是比擬冷卻階段。就材料的熱制備過程而言，經(jīng)過預(yù)熱、高溫、冷卻這三個階段之后，原料就變成了材料產(chǎn)品。而每天氣溫的變化規(guī)律就是太陽從"東"到"西"的運(yùn)行過程。于是，材料產(chǎn)品就可以比擬為"東西"。這種比擬也剛好符合人們的俗語習(xí)慣—“東西”代表各類材料產(chǎn)品，具體的講課過程請觀看本章的教學(xué)錄像一本網(wǎng)站的【講課錄像】>1章1,這個教學(xué)案例是將一些平常大家熟知的知識應(yīng)用到具體的教學(xué)過程，這樣可以加深同學(xué)們對于有關(guān)規(guī)律的印象，提高有關(guān)知識點(diǎn)在同學(xué)們頭腦中的"沉淀程常見問題：在具體講課過程中，同學(xué)常常會提出這樣的問題：①我們專業(yè)為什么要學(xué)這門課?這個問題可以通過老師講解材料與熱工設(shè)備之間的關(guān)系(尤其是熱工設(shè)備與無機(jī)非金屬材料之間的關(guān)系)來解決，從而讓同學(xué)們了解到本課程作為一門專業(yè)必修課在本專業(yè)學(xué)習(xí)與教育中的重要地位。②無機(jī)非金屬材料專業(yè)的學(xué)生有什么努力的方向?通過講解無機(jī)非金屬材料的外延(尤其是講解與國民經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)的、具有高科技含量的那些無機(jī)非金屬材料行業(yè))可以讓同學(xué)們明晰這個問題的答案，從而有助于使同學(xué)們自己選擇自己的攻讀方向、自己的努力專家講座：有待于本課程團(tuán)隊(duì)在以后的課程建設(shè)中邀請相關(guān)的專家進(jìn)行相關(guān)的學(xué)術(shù)講座。姜洪舟.無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備(第5版).武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2015當(dāng)然，其他的文獻(xiàn)資料也可以供同學(xué)們在學(xué)習(xí)本章有關(guān)內(nèi)容時閱讀參考，例如，如下所述的圖書資料可以閱讀參考：[1]江東亮，李龍士，歐陽世翕，施劍林.中國材料大典一第8、9卷：無機(jī)非金屬材料工程(上)、(下).北京：化學(xué)工業(yè)出版[2]姜洪舟，田道全.無機(jī)非金屬材料熱工基礎(chǔ).武漢：武漢理[3]林宗壽.無機(jī)非金屬材料工學(xué)(第3版).武漢：武漢理工[4]師昌緒.材料大辭典.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994[5]師昌緒.材料科學(xué)技術(shù)百科全書.北京：中國大百科全書出[6]師昌緒，李恒德，周廉.材料科學(xué)與工程手冊(上、下冊).北[7]水中和.材料概論.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2006[8]王琦.無機(jī)非金屬材料工藝學(xué).北京：中國建材工業(yè)出版社，[9]謝峻林.無機(jī)非金屬材料工學(xué).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010[10]楊華明，宋曉嵐，金勝明.新型無機(jī)材料工學(xué).北京：化學(xué)工[11]張聯(lián)盟主編.材料學(xué).北京：高等教育出版社，2005[13]中國建筑工業(yè)出版社/中國硅酸鹽學(xué)會編.硅酸鹽辭典.北模塊2水泥工業(yè)熱工設(shè)備課程模塊2是關(guān)于水泥工業(yè)熱工設(shè)備的介紹，具體是新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)(或稱：新型干法水泥熟料燒成系統(tǒng))。在本模塊的教學(xué)過程中，以筒(旋風(fēng)筒)—管(旋風(fēng)筒之間的聯(lián)接管道)—爐(分解爐)一窯(回轉(zhuǎn)窯)一機(jī)(冷卻機(jī))為講課的主線，這是因?yàn)橥惨还芤粻t一窯一機(jī)這"五位一體"的熱工設(shè)備共同構(gòu)成了新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)。所以，本模塊的教學(xué)綱領(lǐng)是：整體概述、科學(xué)布局、逐次展開、重點(diǎn)突出、彼此關(guān)聯(lián)。本模塊的主要內(nèi)容統(tǒng)概述；(2)旋風(fēng)預(yù)熱器；(3)分解爐；(4)回轉(zhuǎn)窯；(5)篦冷機(jī)；(6)煤粉燃燒器簡介；(7)操作過程概述；(8)所用耐火襯料概況。課程模塊2概要：關(guān)于本模塊的概要，如下所述：教學(xué)要求是：本模塊的教學(xué)要求是要講清楚”新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)",也就是說，新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的由來、優(yōu)點(diǎn)、流程、組成以及基本原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作要點(diǎn)、耐火襯料等方面的知識要在講課過程中講清楚。讓同學(xué)們能夠徹底地弄懂弄通這個先進(jìn)且成熟的水泥熟料燒成系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)以及操作等方面的知識，從而對于該水泥熟料燒成系統(tǒng)對于水泥生產(chǎn)過程的重要性會有一個全新的認(rèn)識。重點(diǎn)難點(diǎn)：本模塊的重點(diǎn)在于新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)五個核心設(shè)備"筒(旋風(fēng)筒)—管(旋風(fēng)筒之間的聯(lián)接管道)—爐(分解爐)—窯(回轉(zhuǎn)窯)—機(jī)(篦冷機(jī))"。本模塊的難點(diǎn)在于怎樣正確地認(rèn)識各種分解爐與各種篦冷機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)所在以及該水泥熟料燒成系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步對于"節(jié)能減排"、對于社會的可持續(xù)發(fā)展的重要性所教學(xué)設(shè)計：我們課程團(tuán)隊(duì)將本模塊的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計為按照以下的思路來進(jìn)行講解：系統(tǒng)與有關(guān)參數(shù)的概述、旋風(fēng)預(yù)熱器、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、篦冷機(jī)、操作要點(diǎn)、耐火襯料簡介。當(dāng)然在具體的講課過程中有些內(nèi)容可能會有相互融合、相互滲透。這種教學(xué)思路的設(shè)計既有利于任課教師的講課邏輯次序，又能夠使同學(xué)們理順學(xué)習(xí)的頭緒，從而有序且完整地學(xué)習(xí)好本模塊的有關(guān)內(nèi)容。評價考核：本模塊教學(xué)效果的評價考核主要是考察同學(xué)們對于“筒一管一爐一窯一機(jī)”這五位一體的核心設(shè)備是否有正確的認(rèn)識?對于有關(guān)的技術(shù)參數(shù)是否能夠科學(xué)地認(rèn)識?對于旋風(fēng)預(yù)熱器、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、篦冷機(jī)、煤粉燃燒器的工作原理與具體結(jié)構(gòu)有沒有正確的理解?對于新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的操作要點(diǎn)與耐火襯料的選用原則有沒有科學(xué)地去理解?教材內(nèi)容：本課程所選用的教材是由武漢理工大學(xué)出版社出版的《無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備(第5版)》這本國家級規(guī)劃教材。本模塊具體講課的內(nèi)容就體現(xiàn)在該教材的2章之中，具體來說是其第2.1節(jié)～2.6節(jié)、2.8節(jié)、2.9節(jié)。知識點(diǎn)注釋：旋風(fēng)預(yù)熱器一旋風(fēng)預(yù)熱器是由若干級的換熱單元所組成(最早的旋風(fēng)預(yù)熱器為4級，現(xiàn)在一般為5級，大型窯為6級),每個換熱單元都必需同時具備以下三個功能：第一，生料粉在廢氣中的分散與懸浮；第二，氣、固相之間的換熱；第三，氣、固相之間的分離(氣流被排走，生料粉被收集)。每一級換熱單元都是由旋風(fēng)筒及其聯(lián)接管道所構(gòu)成。各個旋風(fēng)筒之間的聯(lián)接管道在氣、固相換熱方面起著主要作用，而旋風(fēng)筒的主要功能是完成氣、固相的分離與固相生料粉的收集。分解爐一分解爐是在旋風(fēng)預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)窯之間的一個熱源設(shè)備。在分解爐內(nèi)會噴入相當(dāng)數(shù)量的燃料(約占整個燒成系統(tǒng)燃料燒耗的60%～70%)與其助燃空氣(被稱為：三次風(fēng))以大大提高入窯生料的分解率(表觀分解率可以提高到85~95%)。設(shè)置分解爐有三大優(yōu)點(diǎn)：第一，分解爐高效地承擔(dān)了原來在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行的大量碳酸鈣分解任務(wù)，這樣就可以縮短回轉(zhuǎn)窯、減少占地面積以及降低窯體的設(shè)備費(fèi)用。第二，由于大量的燃料被送入分解爐內(nèi)，這就有效地改善了整個窯系統(tǒng)的熱力布局，從而大大減輕回轉(zhuǎn)窯內(nèi)耐火襯料的熱負(fù)荷，延長窯齡。這種優(yōu)化的熱力布局也有助于降低氮氧化物NO,(有害成分)的含量，從而有利于環(huán)境保護(hù)。第三，將水泥熟料燒成過程中耗熱量最大的碳酸鈣分解過程主要放在分解爐內(nèi)進(jìn)行后，由于燃料與生料粉處于同一空間且高度地分散，所以燃料炭燒所產(chǎn)生的熱量能夠及時高效地傳遞給預(yù)熱后的水泥生料，于是燃燒、換熱及碳酸鈣的分解過程都得到優(yōu)化，水泥熟料煅燒工藝更臻完善，水泥熟料的質(zhì)量、回轉(zhuǎn)窯的單位溶劑產(chǎn)量、單機(jī)產(chǎn)量因而得到大幅度的提高，水泥熟料燒成的熱耗也因此有所降低，也能夠利用一些低質(zhì)燃料。回轉(zhuǎn)窯一水泥回轉(zhuǎn)窯是一個傾斜的、通過若干輪代放置在若干對托輪上的旋轉(zhuǎn)圓筒體。從其工作原理的角度來看，水泥回轉(zhuǎn)窯具備以下幾個功能：第一，水泥回轉(zhuǎn)窯是一個燃料燃燒設(shè)備，它具有較大的燃燒空間和熱力場，能夠供應(yīng)足夠的助燃空氣，是一個裝備優(yōu)良的燃燒裝置，能夠保證燃料充分燃燒，可以為水泥熟料的煅燒提供必要的熱源。第二，水泥回轉(zhuǎn)窯室一個熱交換設(shè)備，它具有比較均勻的溫度場，可以滿足熟料生產(chǎn)過程中各個階段的換熱要求，特別是A礦生成的要求。第三，水泥回轉(zhuǎn)窯是一個高溫化學(xué)反應(yīng)設(shè)備。熟料礦物形成的不同階段有不同的要求，水泥回轉(zhuǎn)窯既能夠滿足不同階段、不同礦物對于熱量、溫度的要求，又能夠滿足它們對于停留時間的要求。第四，水泥回轉(zhuǎn)窯是一個輸送設(shè)備，用來輸送物料和讓氣流通過。只是從輸送物料的角度來看，水泥回轉(zhuǎn)窯還具有更大的潛力。除了這四條功能以外，水泥回轉(zhuǎn)窯還具有講解與利用一些可燃廢棄物的作用，這在講究環(huán)境保護(hù)的當(dāng)今社會顯得非常重要。篦冷機(jī)一篦冷機(jī)的全稱是”推動篦式冷卻機(jī)",它是當(dāng)前獲得廣泛應(yīng)用的水泥熟料冷卻機(jī)。而且，正在運(yùn)行的篦冷機(jī)主要是第三代、第四代篦冷機(jī)。篦冷機(jī)的功能與作用有以下四條：第一，作為一個工藝設(shè)備，篦冷機(jī)承擔(dān)著對于高溫熟料的冷卻任務(wù)，尤其是具有驟冷的功能。驟冷能夠組織水泥熟料中A礦晶體的長大或分解，能夠使液相凝固為玻璃體(使得MgO以及大部分的C?A固化在玻璃體內(nèi)),也可以防止(有活性的)β-C?S向(會引起水泥熟料粉化的)γ-C?S轉(zhuǎn)換，從而提高水泥熟料的質(zhì)量。第二，作為一個熱工設(shè)備，篦冷機(jī)在對水泥熟料冷卻的同時還承擔(dān)著對于入窯二次風(fēng)、入爐三次風(fēng)的加熱升溫任務(wù)，這對于燃料(尤其是中、低質(zhì)燃料)的著火與預(yù)燃、提高燃料的燃燼率、提高燃燒效率，從而保持全要系統(tǒng)有一個優(yōu)化的熱力分布具有重要的促進(jìn)作用。第三，作為一個熱回收設(shè)備，篦冷機(jī)承擔(dān)著對于待冷卻水泥熟料中大量熱焓的回收任務(wù)。由冷卻風(fēng)所回收的高溫熟料余熱除了在第二條中所述的通過高溫二次風(fēng)入窯、高溫三次風(fēng)入爐從而降低整個熟料燒成系統(tǒng)的熱耗以外，還隨同入煤磨熱風(fēng)用于煤粉的干燥，也隨同余風(fēng)進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行中、低溫余熱發(fā)電，從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)備用途、提高生產(chǎn)效率以及節(jié)能降耗之目的。第四，篦冷機(jī)對于高溫熟料進(jìn)行有效的冷卻，也有利于熟料的輸送、儲存與粉磨。專家講座：有待于本課程團(tuán)隊(duì)在以后的課程建設(shè)中邀請相關(guān)的專家進(jìn)行相關(guān)的學(xué)術(shù)講座。無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備(第5版).武漢：武當(dāng)然，其他的文獻(xiàn)資料也可以供同學(xué)們在學(xué)習(xí)本模塊有關(guān)內(nèi)容時閱讀參考，例如，如下所述的文獻(xiàn)資料可以閱讀參考：[1]白禮懋.水泥廠工藝設(shè)計實(shí)用手冊.北京：中國建材工業(yè)出版社，1997.[2]陳傳德.新型干法水泥技術(shù)原理原理與應(yīng)用.北京：中國建材工業(yè)出版社，2004.[3]高長明.預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)技術(shù)及進(jìn)展.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.[4]胡道和.水泥工業(yè)熱工設(shè)備.武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，[5]李懷斌.預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)綜合技術(shù)及操作實(shí)例.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2006.[6]李海濤.新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與裝備.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[7]劉志江.新型干法水泥技術(shù).北京：中國建材工業(yè)出版社，[8]馬寶國.新型干法水泥生產(chǎn)工藝.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[9]王君偉.新型干法水泥生產(chǎn)工藝讀本.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[10]熊會思，熊然.新型干法水泥廠設(shè)備選型使用手冊.北京：中國建材工業(yè)出版社，2007.[11]于興敏.新型干法水泥實(shí)用技術(shù)(上、下冊).北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.[12]周慧群.水泥煅燒技術(shù)及設(shè)備(回轉(zhuǎn)窯篇).武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2006.《新世紀(jì)水泥導(dǎo)報》等一些水泥工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)期刊雜志中的相關(guān)論文也可以作為本模塊的文獻(xiàn)資料。模塊3玻璃工業(yè)熱工設(shè)備課程模塊3是關(guān)于玻璃工業(yè)熱工設(shè)備的的介紹，具體介紹浮法平板玻璃生產(chǎn)與日用玻璃生產(chǎn)所用的熱工設(shè)備(前者為主、后者為輔),在本模塊的教學(xué)過程中，將以玻璃生產(chǎn)過程中加料→熔化(包括澄清、均化)→冷卻→成型→退火這幾個熱工過程所涉及到的熱工設(shè)備為講課的主線，其中也要講解與其相關(guān)的一些內(nèi)容，例如，用于回收廢氣余熱來預(yù)熱助燃空氣及煤氣的蓄熱室、燃燒設(shè)備(小爐與燃燒器)以及玻璃池窯的操作要點(diǎn)等。另外，也將簡單介紹一些玻璃生產(chǎn)過程所用的新技術(shù)。本模塊的教學(xué)綱領(lǐng)是是：整體概述、分類講解、尋求邏輯、逐次展開、彼此關(guān)聯(lián)。本模塊的主要內(nèi)容是：(1)浮法平板玻璃池窯與錫槽；(2)馬蹄焰玻璃池窯；(3)玻璃池窯的操作原理；(4)退火窯；(5)玻璃深加工熱工設(shè)備簡介；(6)燃油燃燒器簡介；(7)所用耐火材料簡介。教學(xué)要求是：本模塊的教學(xué)要求是要講清楚"浮法平板玻璃池窯與錫槽"、"馬蹄焰玻璃池窯"、"退火窯"等玻璃生產(chǎn)的核心熱工設(shè)備。也就是說，這些熱工設(shè)備的由來、優(yōu)點(diǎn)、流程、組成以及基本原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作要點(diǎn)、耐火襯料等方面的知識要在講課過程中講清楚。讓同學(xué)們能夠徹底地弄懂弄通上述熱工設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)以及操作等方面的知識，從而對于這些熱工設(shè)備對于玻璃生產(chǎn)的重要性有一個全新的認(rèn)重點(diǎn)難點(diǎn)：本模塊的重點(diǎn)在于"浮法平板玻璃池窯與錫槽"、"馬蹄焰玻璃池窯"、"退火窯"的工作原理與具體結(jié)構(gòu)。本模塊的難點(diǎn)在于怎樣正確地認(rèn)識上述熱工設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)所在以及相關(guān)的玻璃生產(chǎn)新技術(shù)與玻璃深加工技術(shù)對于"節(jié)能減排"、對于社會的可持續(xù)發(fā)展的重要性所在。教學(xué)設(shè)計：我們課程團(tuán)隊(duì)將本模塊的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計為按照以下的思路來進(jìn)行講解：對于”浮法玻璃池窯與錫槽”,將利用同學(xué)們熟知的一些知識，用類比的方法尋求一種邏輯關(guān)系來將其工作原理與具體結(jié)構(gòu)講解清楚。對于"馬蹄焰玻璃池窯",由于它與浮法平板玻璃池窯的結(jié)構(gòu)有一種"平行"的關(guān)系，因此，將利用一種"平行類比"的方法來將馬蹄焰玻璃池窯的工作原理與具體結(jié)構(gòu)講解清楚。其他內(nèi)容也要尋找一種能夠便于同學(xué)們理解的邏輯關(guān)系來進(jìn)行具體的講解。這種一直在尋求邏輯關(guān)系的教學(xué)思路設(shè)計既有利于任課教師的講課，又能夠使同學(xué)們理解，從而有邏輯且完整地學(xué)習(xí)好本模塊的有關(guān)內(nèi)容。評價考核：本模塊教學(xué)效果的評價考核主要是考察同學(xué)們對于"產(chǎn)的核心熱工設(shè)備是否有正確的認(rèn)識?對于有關(guān)的新技術(shù)是否能夠科學(xué)地認(rèn)識?對于玻璃池窯的熔化部(熔化區(qū)+澄清區(qū))、冷卻部、成型部、退火窯的工作原理與具體結(jié)構(gòu)有沒有正確的理解?對于玻璃池窯的操作要點(diǎn)與耐火襯料的選用原則有沒有科學(xué)地去理解?教材內(nèi)容：本課程所選用的教材是由武漢理工大學(xué)出版社出版的《無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備(第5版)》這本國家級規(guī)劃教材。本模塊具體講課的內(nèi)容就體現(xiàn)在該教材的第2章之中，具體來說是其第3.1知識點(diǎn)注釋：浮法玻璃工藝一1902年美國科學(xué)家W.Heal與Hitchcock申請了平板玻璃浮法成型的專利。1940年英國皮爾金頓兄弟公司開始結(jié)合該專利在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行探索，從而建立了"浮法玻璃工藝"的浮法玻璃工藝概念。1951年，該公司開始浮法玻璃工藝的試驗(yàn)工作。1959年正式宣布浮法玻璃生產(chǎn)線成功并獲得其專利權(quán)(簡稱：PB法)。由于它所生產(chǎn)的平板玻璃產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)、產(chǎn)量大而被歐、美、日等國家的玻璃廠家所購買、投產(chǎn)，有的公司購買其專利后還對其進(jìn)行了修改(例如，美國PPG公司的LB法)。中國是世界上唯一沒有通過購買皮爾金頓公司的專利而自行發(fā)明浮法玻璃工藝的國家，被命名為：洛陽浮法。LB法與洛陽浮法并稱為世界上的三大浮法玻璃工藝。玻璃池窯一熔制玻璃的窯爐被稱為：玻璃熔窯，玻璃熔窯分為兩大類：玻璃池窯與玻璃坩堝窯。玻璃池窯在玻璃工業(yè)生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位。只是在生產(chǎn)小批量、多品種的玻璃產(chǎn)品或特種玻璃產(chǎn)品時，才會用到玻璃坩堝窯。若從橫向看其結(jié)構(gòu)，玻璃池窯內(nèi)分為氣體空氣(上部結(jié)構(gòu))和窯池(下部空間),若從縱向來看，玻璃池窯內(nèi)分為熔化部 (包括：熔化區(qū)與澄清區(qū))、分隔裝置(包括：氣體空間分隔與玻璃液分隔)和冷卻部。從回收高溫廢氣余熱的方式來說，玻璃池窯有蓄熱式與換熱式之分，前者的熱回收效率更高，所以獲得廣泛的應(yīng)用。蓄熱式玻璃池窯是在玻璃池窯的外部設(shè)置蓄熱室(回收高溫廢氣的余熱來預(yù)熱助燃空氣和煤氣)與小爐(組織燃料的燃燒)。浮法平板玻璃池窯一該窯型用于浮法玻璃工藝之中，其作用是熔制(熔化、澄清、均化、冷卻)合格的玻璃液到錫槽內(nèi)成型。該窯型屬于橫焰、蓄熱式玻璃池窯，它的蓄熱室與小爐是設(shè)置在其熔化區(qū)的兩錫槽—錫槽實(shí)質(zhì)上就是浮法玻璃工藝的成型部，來自浮法平板玻璃池窯冷卻部的合格玻璃液(1050℃~1100℃)經(jīng)流液道與流槽磚進(jìn)入錫槽內(nèi)錫液的上面后便鋪展開來，這樣在玻璃液的表面張力、自身重力、錫液浮力等自然力的作用下會形成一個自然攤平厚度(6～7mm)。若要生產(chǎn)比此厚度更厚的厚玻璃板或比此厚度更薄的薄玻璃板，則需要一些專用裝置(例如，拉邊機(jī)、擋墻)。為了防止錫槽內(nèi)的錫液氧化，錫槽內(nèi)還需要通入保護(hù)氣體(N?為主、H?為輔),為了優(yōu)化控制溫度分布，還需要有分區(qū)控制的電加熱裝置。除此以外，錫槽還有一些附屬馬蹄焰玻璃池窯一生產(chǎn)日用玻璃的玻璃池窯曾經(jīng)有很多種窯型，然而，經(jīng)過長期實(shí)踐的對比，逐漸優(yōu)勝劣汰。由于馬蹄焰玻璃池窯在衡多方面具有優(yōu)勢，所以，現(xiàn)在生產(chǎn)日用玻璃的玻璃池窯以此窯型為主。馬蹄焰玻璃池窯屬于蓄熱式玻璃池窯，它的蓄熱室與小爐是設(shè)置在玻璃池窯的端部。退火窯一成型后或熱加工后的玻璃制品內(nèi)部會存在著一些應(yīng)力，熱應(yīng)力(或稱：溫差應(yīng)力)就是其中的一種。這些應(yīng)力的存在會影響到玻璃制品的強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性。退火就是將玻璃制品內(nèi)的熱應(yīng)力降低到允許的程度，完成該過程所用的熱工設(shè)備便是退火窯。浮法平板玻璃退火所用的退火窯是輥道式退火窯(一次退火法);日用玻璃制品退火所用的退火窯主要是網(wǎng)帶式退火窯(多數(shù)為二次退火法)。專家講座：有待于本課程團(tuán)隊(duì)在以后的課程建設(shè)中邀請相關(guān)的專家進(jìn)行相關(guān)的學(xué)術(shù)講座。無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備(第5版).武漢：武當(dāng)然，其他的文獻(xiàn)資料也可以供同學(xué)們在學(xué)習(xí)本章有關(guān)內(nèi)容時閱讀參考，例如，如下所述的文獻(xiàn)資料可以閱讀參考：[1]陳國平.玻璃工業(yè)熱工設(shè)備.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007[2]陳正樹.浮法玻璃.武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1997[3]樊德琴.玻璃工業(yè)熱工設(shè)備及熱工測量.武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1993[4]劉曉勇.玻璃生產(chǎn)工藝技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008[5]孫承緒.玻璃工業(yè)熱工設(shè)備.武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，[6]田英良，孫詩兵.新編玻璃工藝學(xué).北京：中國輕工業(yè)出版社，2009[7]王宙.玻璃工廠設(shè)計概論.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2011[8]吳柏誠.玻璃制造工藝基礎(chǔ).北京：中國輕工業(yè)出版社，1997[9]徐長仁.玻璃工業(yè)熱工過程及設(shè)備.北京：中國輕工業(yè)出版社，[10]張銳，許紅亮，王海龍等.玻璃工藝學(xué).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008[11]張銳，陳德良，楊道媛等.玻璃制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009[12]張戰(zhàn)營，劉縉，謝軍.浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備(第二版).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010領(lǐng)域領(lǐng)內(nèi)期刊雜志中的相關(guān)論文也可以作為本模塊的文獻(xiàn)資料。模塊4隧道窯與輥道窯課程模塊4是關(guān)于隧道窯與輥道窯介紹，具體是關(guān)于這兩種窯爐的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、操作要點(diǎn)等方面內(nèi)容的介紹。隧道窯與輥道窯主要用于普通陶瓷產(chǎn)品的燒制過程。對于薄件陶瓷產(chǎn)品、小件陶瓷產(chǎn)品，輥道窯比隧道窯具有更優(yōu)的技術(shù)指標(biāo)，而且可以實(shí)現(xiàn)快速燒成。而隧道窯不僅能夠用于燒制陶瓷產(chǎn)品，還可以用于燒制磚、瓦等建筑材料以及燒制耐火磚，還可以用于微晶玻璃的燒結(jié)或晶化。在本模塊的教學(xué)過程中，先講隧道窯，再講輥道窯。而且，還要通過講解這兩種窯爐的相互關(guān)聯(lián)與相互類比來加深同學(xué)們對于這兩種窯爐工作原理與具體相互類比、各自評述、彼此關(guān)聯(lián)。本模塊的主要內(nèi)容是：(1)隧道窯；(2)輥道窯；(3)這兩種窯爐的操作原理、自動測控與安全保護(hù)；(4)燃?xì)馊紵骱喗椋?5)所用耐火材料簡介；(6)其他類型隧道窯簡介。教學(xué)要求是：本模塊的教學(xué)要求是要講清楚"隧道窯"與"輥道窯"這兩種普通陶瓷生產(chǎn)的核心熱工設(shè)備。也就是說，這些熱工設(shè)備的由來、優(yōu)點(diǎn)、流程、組成以及基本原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作要點(diǎn)、耐火襯料等方面的知識要在講課過程中講清楚。讓同學(xué)們能夠徹底地弄懂弄通上述熱工設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)以及操作等方面的知識，從而針對這兩種熱工設(shè)備對于普通陶瓷產(chǎn)品的重要性有一個全新的認(rèn)識。重點(diǎn)難點(diǎn)：本模塊的重點(diǎn)在于隧道窯內(nèi)基本結(jié)構(gòu)與輥道窯內(nèi)基本結(jié)構(gòu)。本模塊的難點(diǎn)在于隧道窯內(nèi)產(chǎn)生冷熱氣體分層的原因及其防治措施；輥道窯能夠快速燒成的原因探究與輥道窯節(jié)能減排的原因探究。教學(xué)設(shè)計：本課程中所說的隧道窯室是指窯車式隧道窯，而輥道窯則是一種典型的無窯車式隧道窯。基于這樣的聯(lián)系，我們課程團(tuán)隊(duì)將本模塊的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計為按照以下的思路來進(jìn)行講解：對于隧道窯，重點(diǎn)講解古代陶瓷窯是怎樣逐漸演化為現(xiàn)代陶瓷隧道窯，隧道窯各部分結(jié)構(gòu)的作用所在。對于輥道窯，由于它是一種典型的無窯車式隧道窯，所以，它與輥道窯之間有一種”平行"的關(guān)系，因此，將利用一種"平行類比"的方法來將輥道要的工作原理與具體結(jié)構(gòu)講解清楚。這種尋求平行教學(xué)法的教學(xué)思路設(shè)計既有利于任課教師的講課，又能夠使同學(xué)們理解，從而有利于同學(xué)們?nèi)嫱暾貙W(xué)習(xí)與理解本章中的有關(guān)內(nèi)容。評價考核：本章教學(xué)效果的評價考核主要是考察同學(xué)們對于"隧道窯”與”輥道窯”這兩個普通陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所用的核心熱工設(shè)備重要性是否有充分的認(rèn)識?對于這兩種窯爐內(nèi)有關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)置目的與工作原理有沒有正確的認(rèn)識?對于有關(guān)的新技術(shù)是否能夠科學(xué)地認(rèn)識?對于這兩種窯爐的操作要點(diǎn)、測控原理與安全保護(hù)與耐火襯料的選用原則有沒有著重去學(xué)習(xí)與掌握?教材內(nèi)容：本課程所選用的教材是由武漢理工大學(xué)出版社出版的《無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備(第5版)》這本國家級規(guī)劃教材。本章具體講課的內(nèi)容就體現(xiàn)在該教材的4章之中，具體來說是其第.41知識點(diǎn)注釋：隧道窯一隧道窯是窯車式隧道窯的簡稱，它是一種連續(xù)式窯。雖然在19世紀(jì)50年代索道窯就已經(jīng)在其歐洲其他工業(yè)中得到應(yīng)用，但是直到1887年法國人Faugeron才成功地將隧道窯應(yīng)用于燒制陶瓷制品。顧名思義，隧道窯就是一個長長的、由耐火材料與保溫材料以及建筑材料砌筑而成的隧道。在隧道內(nèi)裝有窯車等運(yùn)載工具，窯車上裝載著待燒的坯體與必要的窯具(它們統(tǒng)稱為：坯件)。坯件隨窯車從隧道窯的一端(窯頭)進(jìn)入隧道窯，在窯內(nèi)完成燒制過程以后，再從隧道窯的另一端(窯尾)隨窯車出窯，而后卸下燒制好的制品，卸空后的窯車?yán)^續(xù)裝載著新的坯件并返回窯頭入窯煅燒。輥道窯—20世紀(jì)上半葉問世的輥道窯作為快速燒成、高效節(jié)能、自動化程度高和環(huán)保程度高的陶瓷燒成設(shè)備，在陶瓷工業(yè)中顯示出巨大的優(yōu)勢。與隧道窯相比，輥道窯最突出的特點(diǎn)是：采用由許多平行排列的、轉(zhuǎn)動的輥?zhàn)咏M成的輥道來代替窯車作為燒制坯件的運(yùn)載工具，坯件可以直接方在輥道上(例如，面磚類),也可以放在墊板上(例如，小型陶瓷潔具、日用陶瓷類)。隧道窯中的窯車消耗了很多熱量，窯具消耗的熱量也較多。而在輥道窯中，這些熱量損失就可以大大降低。另外，輥道窯的中空結(jié)構(gòu)、無匣缽的裸燒方式也使其內(nèi)的傳熱速率與傳熱效率大大增加，這既有利于實(shí)現(xiàn)快速燒成，有能夠有效地降低燒成熱耗。同時，輥道窯廣泛地采用輕質(zhì)保溫耐火材料也進(jìn)一步降低了熱量損失。輥道窯的窯體橫斷面呈扁平狀，這樣可以最大程度地減弱預(yù)熱帶內(nèi)熱、冷氣流的上、下分層，從而最大程度地保持?jǐn)嗝鏆饬鳒囟鹊木鶆蛐?。而且，輥道窯屬于中空窯，所以窯內(nèi)的氣流阻力小，故而窯內(nèi)的正、負(fù)壓強(qiáng)都不大，再加上輥道窯內(nèi)沒有像輥道窯那樣需要用砂封裝置來密封的嚴(yán)重漏風(fēng)部位，因而漏風(fēng)量大大減少，這也有利于窯內(nèi)橫斷面上氣流溫度的均勻分布。這樣，可以保證所焙燒陶瓷紙皮的質(zhì)量及其穩(wěn)定性，同時也為快速燒成創(chuàng)造了條件。由于易于控制，所以輥道窯的機(jī)械化和自動化程度很高。而且因?yàn)樗褂玫娜剂辖^大多數(shù)為清潔燃料，因此輥道窯的環(huán)境污染程度很低。輥道窯還具有以下的優(yōu)點(diǎn)：占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單、建造周期短?？傊?，現(xiàn)代化輥道窯的綜合效益高，優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低污染，其應(yīng)用有利于社會的可持續(xù)發(fā)展。只是對于一些大件的陶瓷制品(例如，大件的衛(wèi)生陶瓷制品),輥道窯快速燒成與節(jié)能減排的優(yōu)勢并不明顯，而且還受到輥道窯斷面高度低的限制，而還需要利用隧道窯來燒成?？焖贌梢粋鹘y(tǒng)的陶瓷燒制周期為幾天的時間。隧道窯的燒成周期為20小時左右。而輥道窯的燒成周期可以縮短到30分鐘~1個小時，這就是所謂的快速燒成。輥道窯可以實(shí)現(xiàn)快速燒成，但是，不同陶瓷產(chǎn)品的快速燒成周期有所不同，其中燒成周期最短的是燒制面磚之類的薄件陶瓷制品。其他類型隧道窯一以上所述的隧道窯是指窯車式、明焰式、單通道的隧道窯，簡稱為：隧道窯。實(shí)際上，在陶瓷工業(yè)中，還存在著非窯車式隧道窯；多通道隧道窯；隔焰式隧道窯及半隔焰式隧道窯。具體的非窯車式隧道窯則包括：推板窯、輥底窯(即輥道窯)、輸送帶式窯、步進(jìn)窯、氣墊窯、梁式窯、旋轉(zhuǎn)移動式隧道窯等。專家講座：有待于本課程團(tuán)隊(duì)在以后的課程建設(shè)中邀請相關(guān)的專家進(jìn)行相關(guān)的學(xué)術(shù)講座。無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備(第5版).武漢：武當(dāng)然，其他的文獻(xiàn)資料也可以供同學(xué)們在學(xué)習(xí)本章有關(guān)內(nèi)容時閱讀參考，例如，如下所述的文獻(xiàn)資料可以閱讀參考：[1]陳凱.現(xiàn)代陶瓷工業(yè)技術(shù)裝備.北京：中國建材工業(yè)出版社，[2]胡國林.建陶工業(yè)輥道窯.北京：中國輕工業(yè)出版社，1998[3]李家駒.陶瓷工藝學(xué).北京：中國輕工業(yè)出版社，2001[4]宋尚.現(xiàn)代陶瓷窯爐.武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1991[5]張長海.陶瓷工業(yè)熱工設(shè)備及熱工測量.武漢：武漢大學(xué)出版社，1988雜志》等一些陶瓷工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)期刊雜志中的相關(guān)論文也可以作為本章的文獻(xiàn)資料。模塊5與科研實(shí)驗(yàn)、科研試驗(yàn)、節(jié)能減排有關(guān)的一些熱工設(shè)備課程模塊5是本課程中科技含量最高的一章，本模塊重點(diǎn)簡介與科研實(shí)驗(yàn)、科研試驗(yàn)、節(jié)能減排有關(guān)的一些熱工設(shè)備。所以說，本模塊的講課內(nèi)容與同學(xué)將來從事的無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域內(nèi)的科研活動、研發(fā)活動等密切相關(guān)。所以本模塊的教學(xué)綱領(lǐng)是：高新技術(shù)、分類講解、逐層深入、相互關(guān)聯(lián)、邏輯有序。本模塊的主要內(nèi)容是：(1)梭式窯。(2)電熱窯爐與一些高科技的材料熱制備技術(shù)。(3)余熱鍋爐。教學(xué)要求是：本模塊的教學(xué)要求是要講清楚"梭式窯"、"電熱窯爐與一些高科技的材料熱制備技術(shù)"、"余熱鍋爐"等本模塊的主要內(nèi)容。也就是說，要將梭式窯、電熱窯爐與高科技熱制備技術(shù)在無機(jī)非金屬材料的科技研發(fā)、高檔產(chǎn)品生產(chǎn)與科研實(shí)驗(yàn)中的作用講清楚；將”余熱鍋爐"在無機(jī)非金屬材料工業(yè)節(jié)能減排中的作用講清楚。從而讓同學(xué)們認(rèn)識到本章的內(nèi)容對于科研開發(fā)、對于工業(yè)領(lǐng)域的節(jié)能減排具有極其重要的意義，進(jìn)而重視本模塊的內(nèi)容。當(dāng)然，由于課時所限，本模塊的內(nèi)容為略講、簡介，但是這不能減弱同學(xué)們對于本模塊內(nèi)容重要性的認(rèn)識，同學(xué)們可以自學(xué)其內(nèi)容，這是一個不斷學(xué)習(xí)、繼續(xù)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)：本模塊的重點(diǎn)在于讓同學(xué)們認(rèn)識本模塊的內(nèi)容所具有的高科技含量，對于本模塊內(nèi)容的學(xué)習(xí)將為自己以后的工作、以后的事業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。本模塊的難點(diǎn)在于怎樣讓同學(xué)們通過書本來理解具體熱工設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)用途與實(shí)際應(yīng)用等問題。教學(xué)設(shè)計：我們課程團(tuán)隊(duì)將本章的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計為按照以下的思路來進(jìn)行簡介：從梭式窯(新產(chǎn)品中試或生產(chǎn)所需的熱工設(shè)備)→電熱窯爐與一些高科技的材料熱制備技術(shù)(主要用于材料制備實(shí)驗(yàn))→余熱鍋爐(用于節(jié)能減排的熱工設(shè)備),當(dāng)然，這其中的有些內(nèi)容會有所融合、有所貫通。這種教學(xué)思路的設(shè)計既沿用了教材內(nèi)容的排序，又能夠使同學(xué)們知道各自的關(guān)注點(diǎn)所在，從而將來能夠有目標(biāo)地來不斷學(xué)習(xí)本章中相關(guān)內(nèi)容。評價考核：本模塊教學(xué)效果的評價考核主要是考察同學(xué)們對于梭式窯、電熱窯爐與一些高科技的材料熱制備技術(shù)、余熱鍋爐各自的用途弄清楚了沒有?對于其中的一些技術(shù)要點(diǎn)有沒有的一些個人見解?自己對本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)有什么目標(biāo)?教材內(nèi)容：本課程所選用的教材是由武漢理工大學(xué)出版社出版的《無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備(第5版)》這本國家級規(guī)劃教材。本模塊具體講課的內(nèi)容就體現(xiàn)在該教材的第5章之中，具體來說是其第5.1節(jié)、第5.2節(jié)、第5.4節(jié)。一梭式窯(也稱：抽屜窯、往復(fù)窯、臺車式窯、活底式窯)是從傳統(tǒng)的倒焰窯演變而來。它屬于"間歇式"或"半連續(xù)式"的窯型。該窯型的窯門可以設(shè)置在窯體的一端，這時窯車在同一端進(jìn)、出；也可以在窯體的兩端都設(shè)置窯門，這時窯車可以分別從窯車的兩端進(jìn)、出，或者窯車從一端進(jìn)、從另一端出。由此可見，在該窯型中，窯車的進(jìn)、出往復(fù)運(yùn)動類似于織布時的穿"梭子",故而得名：梭式窯。梭式窯對于所生產(chǎn)制品的適應(yīng)性較強(qiáng)，可以適應(yīng)不同尺寸、不同材質(zhì)制品的燒成，所以它特別適合于小批量、多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)，從而滿足市場多樣化的需求。當(dāng)然，一些小批量、高附加值、高科技陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)也多用梭式窯來燒成。梭式窯能夠非常方便地改變其燒成曲線，因此它被科研單位廣泛地用于新產(chǎn)品的小試、中試。另外，梭式窯也會出現(xiàn)在陶瓷藝術(shù)家的工作室之中，用它來燒制所創(chuàng)作的陶瓷藝術(shù)品。隨著新型保溫耐火磚與耐火纖維的出現(xiàn)，使得梭式窯的燒成熱耗大為降低(甚至可以與隧道窯相媲美),于是高效節(jié)能型梭式窯就成為當(dāng)今梭式窯的主流。電熱窯爐—電熱窯爐，顧名思義，就是指以電能為熱源的小型窯爐。它被廣泛地用于無機(jī)非金屬材料的實(shí)驗(yàn)研究工作或小批量高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。電熱窯爐的優(yōu)點(diǎn)在于：第一，熱效率高、體積?。坏诙?，能夠精確控溫，所以產(chǎn)品質(zhì)量高；第三，很容易實(shí)現(xiàn)各種燒成氣氛；第四，爐內(nèi)溫度較為均勻，不會產(chǎn)生局部高溫區(qū)；第五，操作過程簡便，工作環(huán)境清潔。電熱窯爐的缺點(diǎn)是：在大部分地區(qū)，電能的價格相對燃料的價格還是很高的，這也在一定的程度上限制了電熱窯爐的規(guī)模，所以電熱窯爐多為小型窯型。電熱窯爐的類型主要有：電阻爐(包括：電極爐)、電磁感應(yīng)爐、電弧爐(包括：弧像爐)、電子束爐、紅外加熱爐。另外，盡管太陽爐不屬于電熱窯爐，但是卻具有電熱窯爐的一些功能。高科技的材料熱制備技術(shù)一高科技的材料熱制備技術(shù)必然會涉及到一些高科技的加熱方法，主要包括：材料的"微波燒結(jié)"技術(shù)、材料的”激光燒結(jié)"技術(shù)、材料的"微波燒結(jié)"技術(shù)、材料的"熱壓燒結(jié)"技術(shù)、材料的"熱等靜壓燒結(jié)"技術(shù)、材料的"反應(yīng)燒結(jié)"技術(shù)(尤其是其中技術(shù))、材料的"活化燒結(jié)"技術(shù)、材料的”活化熱壓燒結(jié)"技術(shù)、材料的"真空燒結(jié)"技術(shù)、材料的"氣氛燒結(jié)"技術(shù)、材料的"爆炸燒結(jié)"技術(shù)等具體的材料熱制備技術(shù)或方法。余熱鍋爐一余熱鍋爐是指利用工業(yè)中的余熱來將常溫的水加熱為熱水或水蒸氣的熱工設(shè)備。在無機(jī)非金屬材料工業(yè)領(lǐng)域，余熱鍋爐是利用工業(yè)窯爐所排放的300℃~400℃中、低溫廢氣作為熱源將常溫水加熱為水蒸氣。所產(chǎn)生的水蒸氣傳統(tǒng)上用于加熱重油以及洗浴用水?，F(xiàn)在，則能夠?qū)⑵溆糜诎l(fā)電，即所謂的"余熱鍋爐發(fā)電"技術(shù)，在這方面較為成功的實(shí)例是新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的中、低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)以及浮法玻璃廠的余熱發(fā)電系統(tǒng)。專家講座：有待于本課程團(tuán)隊(duì)在以后的課程建設(shè)中邀請相關(guān)的專家進(jìn)行相關(guān)的學(xué)術(shù)講座。學(xué)習(xí)手冊：本次課的學(xué)習(xí)手冊參見本網(wǎng)站【課程概要】>學(xué)習(xí)指南。文獻(xiàn)資料：本模塊的文獻(xiàn)資料以教材為主：無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備(第5版).武漢：武當(dāng)然，其他的文獻(xiàn)資料也可以供同學(xué)們在學(xué)習(xí)本章有關(guān)內(nèi)容時閱讀參考，例如，如下所述的文獻(xiàn)資料可以閱讀參考：[1]曹茂盛，徐群，楊酈，王學(xué)東.材料合成與制備方法.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001[2]該書編委會.電爐生產(chǎn)新工藝、新技術(shù)與節(jié)能環(huán)保設(shè)計及質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)務(wù)全書.北京：北方工業(yè)出版社，2006[3]郭茂先.工業(yè)電爐.北京：冶金工業(yè)出版社，2006[4]果世駒.粉末燒結(jié)理論.北京：冶金工業(yè)出版社，1998[5]鐵征騎.新型陶瓷手冊.南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1996[6]宋尚.代陶瓷窯爐.武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1996[7]王振東.電熱合金.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006[8]殷聲，賴和怡.自蔓延高溫合成技術(shù)和材料.北京：冶金工業(yè)出版社，1995[9]袁潤章.自蔓延高溫合成技術(shù)研究進(jìn)展.武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1994[10]甄漢生.等離子體物理學(xué).北京：清華大學(xué)出版社，1990[11]周建，傅文斌，袁潤章.微波等離子體化學(xué)氣相趁機(jī)金剛石膜.北京：中國建材工業(yè)出版社，2002另外，關(guān)于"材料科學(xué)、材料工程以及新材料、能源材料"的專業(yè)期刊雜志中的相關(guān)論文也可以作為本章的文獻(xiàn)資料。模塊6無機(jī)非金屬材料行業(yè)內(nèi)其他熱工設(shè)備課程模塊6是關(guān)于無機(jī)非金屬材料行業(yè)內(nèi)其他熱工設(shè)備的簡介，本模塊重點(diǎn)簡介一些專用熱工設(shè)備。所以說，本章中所提到的一些熱工設(shè)備盡管對于各自的行業(yè)非常重要，然而卻是無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域?yàn)g覽為主、拓展知識、以備將來。本模塊的主要內(nèi)容是：(1)燒制石灰、石膏、混凝土輕集料、燒脹陶粒、膨脹珍珠巖等材料的熱工設(shè)備；(2)熱養(yǎng)護(hù)混凝土制品的熱工設(shè)備；(3)高溫制備一些特殊玻璃制品、搪瓷、碳素材料、課程模塊6概要：關(guān)于本模塊的概要，如下所述：教學(xué)要求是：本模塊的教學(xué)要求是只需要概要性地講清楚"燒制石灰、石膏、混凝土輕集料、燒脹陶粒、膨脹珍珠巖等材料的熱工設(shè)備"、"熱養(yǎng)護(hù)混凝土制品的熱工設(shè)備"、"高溫制備一些特殊玻璃制品、搪瓷、碳素材料、磨料等材料的熱工設(shè)備"等本模塊的主要內(nèi)容。這是由于課時所限，本模塊的內(nèi)容不可能進(jìn)行細(xì)講而只能夠略講、簡介。然而，這不能忽視本模塊內(nèi)容重要性的理由，同學(xué)們在聽講任課老師簡介的基礎(chǔ)上，可以瀏覽器本模塊中的相關(guān)內(nèi)容，從而在頭腦中有一個初步的印象。將來在工作中，如果從事相關(guān)的工作或者遇到相關(guān)的問題，可以自學(xué)其內(nèi)容，這是一個不斷學(xué)習(xí)、繼續(xù)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的問題。重點(diǎn)難點(diǎn)：本模塊的重點(diǎn)在于讓同學(xué)們充分地認(rèn)識無機(jī)非金屬材料、無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備的外延非常廣泛。盡管本模塊的內(nèi)容在無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備的范圍內(nèi)屬于非主流設(shè)備。但是，其產(chǎn)品對于人類社會、對于國民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)那可是十分巨大的。本模塊的難點(diǎn)就在于在極其有限的學(xué)時內(nèi)怎樣讓同學(xué)們汲取這么的知識，所以任課老師及聽課學(xué)生對此都此倍加努力。教學(xué)設(shè)計：我們課程團(tuán)隊(duì)將本模塊的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計為按照以下的思路來進(jìn)行講課：先將本模塊中設(shè)計到的熱工設(shè)備作一個梳理，然后，再逐個地簡單介紹這些熱工設(shè)備。評價考核：本模塊教學(xué)效果的評價考核主要是考察同學(xué)們對于梭式窯、電熱窯爐與一些高科技的材料熱制備技術(shù)、余熱鍋爐各自的用途弄清楚了沒有?對于其中的一些技術(shù)要點(diǎn)有沒有的一些個人見解?自己對本模塊內(nèi)容的學(xué)習(xí)有什么目標(biāo)?教材內(nèi)容：本課程所選用的教材是由武漢理工大學(xué)出版社出版的《無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備(第5版)》這本國家級規(guī)劃教材。本模塊具體講課的內(nèi)容就體現(xiàn)在該教材的第6章之中。知識點(diǎn)注釋：石灰窯一石灰窯是燒制熟石灰(CaO)的熱工設(shè)備。在現(xiàn)代工業(yè)社會，石灰不再僅僅是作為建筑材料與化工原料，也是作為排放煙氣的脫硫劑(將煙氣中的二氧化硫、三氧化硫變?yōu)槭啵环Q為：脫硫石膏，英語簡稱：FGD),這對于環(huán)境保護(hù)來說十分重要。燒制石膏的熱工設(shè)備一燒制石膏的熱工設(shè)備就是指將生石(俗稱：二水石膏，英語名稱：Gypsum)礦石的其應(yīng)用之一就是可以與水泥熟料及混合材共同粉磨為水泥。熟石膏(俗稱：半水石膏，英語名稱：Plaster或Hemihydrate)的水化活性很好，它有α型、β型這兩種晶型。α型半水石膏的強(qiáng)度較高，因此被稱為：高強(qiáng)石膏，但其生產(chǎn)成本較高。與之有所不同的是，β型半水石膏的強(qiáng)度盡管較低，但是因?yàn)槠渖a(chǎn)成本較高，所以獲得廣泛的應(yīng)用。然而，如果煅燒溫度過高則會將生石膏煅燒為幾乎沒有水化活性的Ⅲ型無水石膏(AnhydriteⅢ)。在當(dāng)今社會中，不僅生石膏礦石需要煅燒，脫硫石膏、磷石膏(磷肥廠的副產(chǎn)品)也需要煅燒。煅燒石膏的熱工設(shè)備包括：石膏炒鍋、流態(tài)化石膏煅燒爐、石膏回轉(zhuǎn)窯、回轉(zhuǎn)帶式石膏煅燒爐以及多管石膏煅燒爐等。輕集料燒結(jié)機(jī)一輕集料混凝土的耐熱、耐火性能均優(yōu)于普通混凝土，只是其彈性模量較低。輕集料燒結(jié)機(jī)的類型有兩種“間歇式”與"連續(xù)式"。連續(xù)式輕集料燒結(jié)機(jī)又分為"環(huán)式"和"帶式"。帶式輕集料燒結(jié)機(jī)也分為"鼓風(fēng)式"與"抽氣式"。燒脹陶粒燒結(jié)機(jī)一對于黏土、頁巖等原料的燒脹陶粒來說，其焙燒過程主要是在雙回轉(zhuǎn)窯內(nèi)完成的。雙回轉(zhuǎn)窯主要是由預(yù)熱回轉(zhuǎn)窯、鏈接裝置、燒脹回轉(zhuǎn)窯組成。膨脹珍珠巖燒結(jié)機(jī)一膨脹珍珠巖的焙燒爐有"立式"與"臥式"之分。立式焙燒爐的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、投資省，它又分為座地式和懸吊式。臥式焙燒爐的優(yōu)勢是產(chǎn)量大，它也分為：轉(zhuǎn)動式(即回轉(zhuǎn)窯)和不動式(即固定管式爐)?；炷林破窡狃B(yǎng)護(hù)設(shè)備一密實(shí)成型后的混凝土需要養(yǎng)護(hù)以確保其水泥水化與硬化而需要的外界條件(優(yōu)勢是濕度條件)。養(yǎng)護(hù)的方法主要有兩大類：自然養(yǎng)護(hù)與快速養(yǎng)護(hù)。自然養(yǎng)護(hù)是指：現(xiàn)場澆筑的新拌混凝土在自然氣候條件下采取覆蓋保濕、澆水潤濕、防風(fēng)防干、保溫防凍的養(yǎng)護(hù)措施。自然養(yǎng)護(hù)的混凝土制品，其質(zhì)量較好。所以，建筑工程普遍采用新拌混凝土的自然養(yǎng)護(hù)。但是，有些緊急工程需要加速混凝土的硬化，這時，在能夠保證混凝土質(zhì)量的前提下，可以采用快速養(yǎng)護(hù)措施。熱養(yǎng)護(hù)混凝土制品就混凝土快速養(yǎng)護(hù)工藝法的一種，其所用的熱養(yǎng)護(hù)設(shè)備就被稱為：混凝土制品熱養(yǎng)護(hù)設(shè)備。它主要包括：蒸養(yǎng)立窯、水平隧道窯、折線型隧道窯。其中，折線型隧道窯的應(yīng)用最為廣泛。制備特殊玻璃制品用的熱工設(shè)備一制造浮法平板玻璃與制造日用玻璃用的熱工設(shè)備在本課程模塊3中進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。本章中所的特殊玻璃制品就是除了上述玻璃產(chǎn)品之外的其他特殊玻璃制品，具體包括：玻璃纖維、玻璃光纖、玻璃管、玻璃基板(超薄玻璃板)、光學(xué)玻璃、石英玻璃與高硅