萍乡学院。
窑炉课程设计》说明书。
题目：窑炉设计 7000m2 液化气辊道窑。
院 （系）：材料与化工学工程系
专业。学号。
姓名。指导老师： 肖素萍
二〇一三年月日。
前言。隧道窑是耐火材料、陶瓷和建筑材料工业中最常见的连续式烧成设备。其主体为一条类似铁路隧道的长通道。
通道两侧用耐火材料和保温材料砌成窑墙，上面为由耐火材料和保温材料砌筑的窑顶，下部为由沿窑内轨道移动的窑车构成的窑底。
隧道窑的最大特点是产量高，正常运转时烧成条件稳定，并且在窑外装车，劳动条件好，操作易于实现自动化，机械化。隧道要的另一特点是它逆流传热，能利用烟气来预热坯体，使废气排出的温度只在200°c左右，又能利用产品冷却放热来加热空气使出炉产品的温度仅在80°c左右，且为连续性窑，窑墙，窑顶温度不变，不积热，所以它的耗热很低，特别适合大批量生产陶瓷，耐火材料制品，具有广阔的应用前景。
本设计为年产10万件高为：0.7m，长为：
1.7m，宽为：0.
8m的浴缸的隧道窑。窑炉总长为190m，烧成周期为40小时，最高烧成温度为1320℃，采用的是0#柴油。
目录。一原始资料的收集4
二烧成制度的确定5
三窑体主要尺寸的计算6
四工作系统的确定7
五窑体材料及厚度的选择9
六燃料燃烧计算11
七物料平衡计算13
八热平衡计算13
九冷却带的热平衡计算18
十管道尺寸、阻力计算21
十一工程材料概算26
十二后记29
一、 原始资料的收集。
由设计任务书得到：1、年产量：10万件。
2、产品规格：高：0.7m 长：1.7m 宽：0.8m
3、年工作日：330天。
4、燃料：0#柴油，qnet=41800kj/nm3
5、入窑水分：1.7％
6、产品合格率：98％
7、烧成周期：40小时。
8、最高烧成温度：1320℃
9、坯料组成（％）
10、燃料组成成分：
二、 烧成制度的确定。
2.1 温度制度的确定。
根据制品的化学组成、形状、尺寸、线收缩率及其他一些性能要求，制订温度制度如下：（烧成周期=40小时）
2.2 烧成温度曲线。
三、 窑体主要尺寸的计算。
3.1 窑车棚板和支柱的选用。
为减少窑内热量损失，提高热利用率，并结合装载制品浴缸的重量大小，选定全耐火纤维不承重型结构窑车：棚板、支柱均为碳化硅材料，以降低蓄散热损失，考虑到全窑最高烧成温度为13200c，故碳化硅材料选用sic 50%，体积密度 2.2g/cm3，最高使用温度 14000c，导热系数计算式 5.
23- 1.28×10-3t）。
3.2 窑长和窑宽尺寸的确定。
3.2.1浴缸规格。
170cmx80cmx170cm，35kg。
3.2.2平盘码放方法。
采用窑车上设置2层码放，每块棚板放置一个浴缸坯体。
3.2.3 窑车尺寸确定。
车长=2m 车宽=1m 车高=1.8m，分两层在窑车的中部填充硅酸铝纤维折叠棉块上铺1层含锆纤维毡。
3.2.4 窑内宽、内高、全高、全宽的确定。
① 内宽：隧道窑内宽是指窑内两侧墙间的距离，包括制品有效装载宽度与制品和两边窑墙的间距。窑车与窑墙的间隙尺寸一般为25~30mm，本设计中取用30mm，b1=1000mm+10×2=1200mm=1.
2m由于使用的是非清洁燃料柴油，所以烧成带两侧均设置燃烧室，为了改善传热，则烧成带内宽定为。
b2=1200mm+40mm=1240mm
内高：由于具体的高度确定还跟选择的耐火砖尺寸厚度的整数倍有关，通常耐火砖厚度取45mm。
窑内高=700(每层高）×2+100架底和架高离窑的距离）×2+45（架层中间）+200+155=2000mm=2m
全窑高(轨面至窑顶外表面）：在内高的基础上加上窑车高，预热带、烧成带为2000mm+200+300=2500mm。
全窑宽（两侧外墙之间的距离，没有包括钢架）：根据窑墙所选的材料（具体选材在第六部分窑体材料及厚度的选择中）预热带、冷却带单侧窑墙厚度为405mm，全窑宽=455×2+1240=2150mm。
3.2.5 窑长的尺寸确定。
g—生产任务，件/年； l—窑长，m；
烧成时间，hk—成品率，%；
d—年工作日，日/年； g—装窑密度，件/每米车长。
窑内容车数：
该窑采用钢架结构，全窑不设进车和出车室，故全窑长取190m。全窑分为95个标准节，每节长为 2m。
3.2.6 全窑各带长的确定。
根据烧成曲线，各带烧成时间与烧成周期的比值，预热带取30节，烧成带取30节，冷却带取35节，则各带长及所占比例为：
预热带长=2×30=60m 占总长的31.6%
烧成带长= 2×30=60m 占总长的31.6%
冷却带长=2×35=70m 占总长的36.8%
四、工作系统的确定。
4.1 排烟系统。
其中1~11节为排烟段，第一节前半节两侧墙及窑顶设置一道封闭气幕，气慕风由冷却带抽来的热空气提供。后半节上部和下部各设1对排烟口（尺寸由第十一部分算得180×100mm，为砌筑的方便高度取3×67=201mm，排烟量可通过过桥转来控制），目的是使窑头气流压力自平衡，以减少窑外冷空气进入窑体。第二节到第四节每节在窑车台面棚板通道处各设2对排烟口，位置正对。
烟气经过窑墙内水平烟道，由垂直烟道经窑顶金属管道到排烟机。然后由铁皮烟囱排至大气。排烟囱及铁皮烟囱皆设于预热带窑顶的平台上。
4.2 燃烧系统。
在烧成带33节到51节设23对燃烧室，每节一对，不等距分布，前疏后密，一排布置，两侧相错排列。
4.3 冷却系统。
冷却带按照烧成工艺分成三段：
第55—65节为急冷段。该段采用喷入急冷风直接冷却方式，除急冷首节只在后半节设冷风喷管（尺寸67）（上设5个，下设5 个）外，其余每节上部设9个冷风喷管，下部设9个冷风喷管，上下喷管交错设置。
第66—80节为缓冷段。本设计中采用直接热风冷却的方法，为了能使急冷段和快冷段来的热风对制品进行充分缓冷，设计中66节不设抽热风口，80节不设喷风管。其余10节各设1对相错的抽热风口，共5对。
第81—95节为快冷段。第83—93节上下部各设3对冷风喷管，在95节前半部上下部各设置3个，通过喷管鼓入冷风直接对窑内的制品进行冷却，以保证制品的出窑温度低于80℃。
4.4 传动系统。
由于窑车连续性传动，原理：由于螺旋杆上的活塞在油压的作用下连续不断的向前前进，推动窑车在窑内移动。
4.5 窑体的附属结构。
4.5.1 事故处理孔。
事故处理孔下面应与窑底面平齐，以便于清除出落在窑底上的碎片。事故处理孔尺寸为：宽345mm，高115mm，分别设在30号车位和52车位。
4.5.2 测温孔及观察孔。
在烧成曲线的关键处设置测温孔，低温段布稀点，高温处密点，以便于更好地了解窑内各段的温度情况。观察孔是为了观察烧嘴的情况。
4.5.3 膨胀缝。
窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，为避免窑体开裂，挤坏，必须重视窑体膨胀缝的留设。本设计在窑节之间留20毫米膨胀缝，内填陶瓷棉。
五、窑体材料及厚度的选择。
5.1 窑体。
窑体由窑墙主体、窑顶和钢架组成窑体材料由外部钢架结构（包括窑体加固系统和外观装饰墙板）和内部耐火隔热材料衬体组成。砌筑部分，均采用轻质耐火隔热材料。窑墙、窑顶和窑车衬体围成的空间形成窑炉隧道，制品在其中完成烧成过程。
5.2 钢架。
每一钢架长度为2米，含钢架膨胀缝。全窑共60个钢架结构，其高度、宽度随窑长方向会有所改变。钢架主要由轻质方钢管、等边角钢等构成，采用焊接工艺，并在焊接处除去焊渣、焊珠，并打磨光滑。
窑墙直接砌筑在钢板上，钢架承担着窑墙和窑顶及附属设备的全部重量。
5.3 窑墙。
窑墙采用轻质耐火隔热材料。常用材质如下：石棉板、轻质粘土砖、硅藻土。
砖、普通硅酸耐火纤维板、含铬耐火纤维毡、轻质高铝砖、矿渣棉等耐火材料。窑墙砌筑在钢架结构上。每隔2米留设20mm左右的热膨胀缝，用含锆散棉填实。
窑墙最外面用10mm厚的石棉板（为方便画图，画图时没有考虑灰缝的长度）。
5.4 窑顶。
窑顶是由吊顶板或吊顶砖和角钢或细钢筋等组成的平顶结构。角钢直接焊接在窑顶钢架上，细钢筋则是做成钩状挂在窑顶钢架上。吊顶板或吊顶砖与角钢或细钢筋紧固。
这样，窑顶的重量也由钢架承担。
在窑顶上，铺厚度适宜的保温棉和耐火棉，窑体材料的轻质化，可大大减少窑体蓄热。
5.5 测温、测压孔。
温度控制： 为了严密监视及控制窑内温度和压力制度，及时调节烧嘴的开度，一般在窑道顶及侧墙留设测温孔安装热电偶。本设计中分别布置于、标准节窑顶中部各设置一处测温孔，共22支。
因此在烧成曲线的关键点，如窑头、氧化末段、晶型转化点、成瓷段、急冷结束等都有留设。
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