隧道窑设计Word文件下载.doc
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200810610133
指导教师:
孙健
20011年10月27日
前言
本次设计是设计年产265万件9寸平盘隧道窑。
经过此次设计,我对隧道窑有了进一步的了解,巩固了所学的有关隧道窑方面的知识。
在初步掌握了隧道窑结构的基础上,通过本次设计,使我对隧道窑认识更加全面。
设计任务书
原始资料收集
1、生产任务:
年产量265万件9寸平盘
2、产品的规格:
0.220kg∕件
3、工作日:
330天∕年
4、成品率:
98﹪
5、燃料的种类:
焦炉煤气组成如下:
H2
H2S
CO2
CO
N2
O2
CH4
CnHm
Qnet(MJ/Nm3)
58.5
0.1
1.6
5.9
5.0
0.4
25.5
3.0
17.4
6、坯体入窑水分:
2.2%
7、原料组成
坯料的化学组成(%):
SiO2
Al2O3
CaO
MgO2
Fe2O3
K2O
Na2O
IL
70.10
19.65
0.25
0.45
1.05
1.0
1.75
5.72
8、烧成制度:
周期19小时
9、最高烧成温度:
1310oC
10、气氛制度:
还原气氛
11、窑具:
SiC棚板、SiC支柱尺寸自定
目录
一:
烧成制度的确定…………………………………………………………….4
二:
窑体主要尺寸的确定………………………………………………………...4
三:
工作系统的安排………………………………………………………………6
四:
窑体材料以及厚度的确定………………………………………………………8
五:
燃料燃烧计算…………………………………………………………………8
六:
物料平衡计算…………………………………………………………………9
七:
加热带热平衡计算……………………………………………………………10
八:
冷却带热平衡计算……………………………………………………………14
九:
排烟系统的设计计算…………………………………………………………17
十:
后记…………………………………………………………………………19
十二:
参考文献……………………………………………………………………20
烧成制度的确定
1.1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,制订烧成制度如下:
20℃—200℃2.5小时预热带氧化气氛
200℃—800℃2.5小时预热带氧化气氛
800℃—1050℃1小时预热带氧化气氛
1050℃—1310℃4小时烧成带还原气氛
1310℃—1310℃1小时保温阶段
1310℃—800℃2小时冷却带
800℃—60℃6小时冷却带
烧成周期:
21小时
1.2烧成曲线图如下:
窑体主要尺寸的确定
2.1、窑内宽的确定
2.1.1、坯体规格
因此坯体规格:
255×
25=6375mm2
2.1.2、装车方法的确定:
(车上棚板的放置方法)
沿车的长度方向装5行棚板,每个棚板的间距为10mm,与棚板车边间距为20mm。
沿车的宽度方向装6行棚板,每个棚板的间距为10mm,棚板与车边间距为20mm。
棚板采用的规格为:
360×
10重量:
2.2g/cm-3
支柱:
高40mm重量:
故窑车车面的尺寸:
Le(长)=2250mm
Be(宽)=1880mm
所以为了方便预热带和冷却带均取一样的内宽:
B=1930mm(其中25mm为窑车与窑墙的间距),为了改善传热,在烧成带窑宽增加70mm,B/=2000mm
2.2、窑内高尺寸的确定:
2.2.1、为了计算方便,可以将车上的棚板定为统一的高度,坯体在窑车内分7层放。
则高度为:
660mm,取715mm(为65mm砖厚的整数倍)
窑车高度的确定:
轨面到窑车衬砖面的高度为285mm,为了避免火焰直接冲刷制品,窑车上设300mm高的通道(由145mm厚的耐火粘土板及粘土砖组成)窑车的高度为:
H(车)=285+145+300=700mm
2.3、窑体有效长度的确定
每块棚板制品装1件,则:
装车密度Ge=6×
5×
7=210件/车
装窑密度=210/2.25=93.33(件/米)
窑长L=(生产任务*烧成时间/年工作日)/(成品率*装窑密度)
=(2650000×
19/330×
24)/0.98×
93.33
=69.5m
窑内容车数:
n=L/2=31辆
2.3、窑体各带长度的确定
预热带长Ly=(预热时间/总烧成时间)×
总长=7/21×
70=22.1m
烧成带长Ls=(烧成时间/总烧成时间)×
总长=5/21×
70=18.4m
冷却带长Lv=(冷却时间/总烧成时间)×
总长=9/21×
70=29.5m
2.5、窑体总长度的确定
窑体总长为L=70米
推车时间:
19×
60/31=36.7(分/车)
每小时推车数:
60/36.7=1.63(车/小时)
工作系统的确定
3.1窑体
以2米为一个模数单元节,全窑70米,共有35节。
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。
3.1.1钢架
每一钢架长度为2米,含钢架膨胀缝。
全窑共54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。
3.1.2窑墙
窑墙采用轻质耐火隔热材料。
常用材质如下:
聚轻高铝砖,轻质粘土砖,硅酸铝纤维毯,硅钙板,轻质高铝砖等耐火材料。
窑墙砌筑在钢结构上。
每隔两米留设20mm左右的热膨胀缝,用含锆散棉填实。
窑墙最外面用10mm厚的碳酸钙板。
3.1.3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。
3.1.4检查坑道和事故处理孔
由于窑车上棚架稳固,不容易发生倒窑事故。
即使发生窑内卡车或者其他事故,也可停窑,能够快速冷却下来,再进行处理,对生产影响不大。
因此该隧道窑不设置窑内车下检查坑道。
这样既简化了窑炉基础结构,减少了施工量和难度,又降低了成本,窑体保温也得到明显改善。
3.1.5测温孔
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。
测温孔的间距一般为3-5米,高温段布置密集些,低温段布置相对稀疏。
3.1.6曲封、砂封和车封
窑墙与窑车之间、窑车与窑车之间做成曲折封闭。
曲封面贴一层高温耐火棉。
窑车之间要承受推力,所以在窑车接头的槽钢内填充散棉,以防止上下漏气。
砂封是利用窑车两侧的厚度约6—8mm的钢制裙板,窑车在窑内运动时,裙板插入窑两侧的内装有直径为1—3mm砂子的砂封槽内,隔断窑车上下空间。
砂封槽用厚度3mm左右的钢板制作而成,且留有膨胀缝。
3.2排烟系统
为了更好的利用烟气的热量能,采用分散排烟的方式。
在预热带1~6节设为排烟段,第一节两侧墙设置一道气幕,喷入有冷却带抽出的热风,并在窑头上部设一对排烟口,后半部下部和上部各设1对排烟口,第二节上部也加设1对排烟口,目的是使气流压力自平衡,以减少窑外冷风和向内侵入,其余每节在下部各设2对排烟口。
主烟道位于窑头方向,上设有排烟支阀。
烟气由各排烟口经窑墙内水平烟道进入窑内垂直烟管,汇总到排烟总管由排烟机抽出,送到成型车间干燥坯体。
为了方便调节预热带温度,在第7~11节上部设置喷风管,每节设3跟,一侧2
根另一侧则1根,反复交错布置,达到减小预热带上下温差的目的。
为了提高预热带后段下部制品温度,进一步缩小预热带后段的温差,在第7~11节下部设置高速调温烧嘴,每节设3只,高度就设在窑车棚板的下部通道上,两侧墙则交错布置。
3.3气幕的设定
1号车位窑头设封闭气幕。
考虑到烟气温度不是很高,故窑顶采用钢板风盒,出风与进车方向成90度角;
窑两侧墙内竖插管道,管壁开孔与进车方向成90度角。
封闭气幕的风源为外界空气。
3.4燃烧系统
此窑采用两侧垂直和水平交错排列,这样有利于均匀窑温和调节烧成曲线。
下部烧嘴喷火口对准装载制品的下部火道,上部烧嘴喷火口对准装载制品上方的部分。
烧嘴
直接砌筑在窑墙上,采用刚玉莫来石材质。
第12~20节为烧成带,前两节仍与预热带一样,仅在下部设置3对烧嘴,从20节开始,每节上下均布有高速烧嘴,上部设置2只,下部设置3只,上下与两墙均呈交错布置,这样有利于烧成带温度制度的调节。
3.5冷却系统
制品在冷却带有晶体成长、转化的过程,并且冷却出窑,是整个烧成过程最后的一个环节。
冷却带按烧成工艺分成三段,第21~24节为急冷段。
该段采用喷入急冷风直接冷却方法,除急冷前两节只在后半部分设冷风喷口(上设4对,下设3对)外,其余每节上部设5对,下部设4对冷风喷口。
上下风口交错设置;
第25~29节为缓冷段,该节交错的设置若干抽气孔;
第30~3节为快冷段,为加强出窑前的快速冷却,该段第46~52节布置冷风喷管,直接鼓入冷风,每节7对——上部4对,下部3对,下一节则上部3对,下部4对。
窑尾2节则在顶部设置抽热口,由抽热风机送至干燥室。
抽热风系统包括两部分:
一部分是急冷段抽热,冷一部分为窑尾快冷段直接抽热风系统,另一部分为窑尾快冷直接抽热风系统,各配2台抽热风机。
窑尾2节的窑顶设计成整体抽热风罩,该段抽出的热风有快冷段抽热风机系统抽出。
3.6输送系统及附属装置
隧道窑内铺设轨道,轨道安放在钢架上的轨道垫板上,用螺丝联结并焊接。
窑车是制品运输的载体。
窑车底架由槽钢、钢板等经螺丝联结、焊接而成。
在窑头和窑尾各有一手动拖车道,每拖车道上有一辆拖车