年产12万大件卫生瓷的隧道窑说明书.docx

1、年产12万大件卫生瓷的隧道窑说明书 关键设备工程设计训练 课程设计(论文) 设计（论文）题目 设计一条年产12万大件卫生瓷的隧道窑 学院名称 材料与化学化工学院 专业名称 材料科学与工程（无机非金属分析） 学生姓名 学生学号 任课教师 设计（论文）成绩 教务处 制2015年 1月 20日 2013-2014学年第1学期 课程设计任务书一、课程设计题目设计一条年产卫生瓷12万大件的隧道窑 二、课程设计原始资料1.年产量：12万大件/年；2.产品规格：400200200mm,干制品平均质量10Kg/件；3.年工作日：340天/年；4.成品率：90%；5.燃料种类：天然气，热值 QD=36000KJ

2、/Bm3 6.制品入窑水分：2.0%； 7.烧成曲线： 20970, 9h； 9701280, 4h； 1280， 保温1h； 128080, 14h； 最高烧成温度1280，烧成周期28h。三、课程设计要求1课程设计严格按照成都理工大学课程设计(学年论文)工作管理办法进行规范管理；2要求提交窑炉设计说明书一份，设计图一张(隧道窑剖面图)；3要求计算正确，设计合理，文图相符，课程设计报告3000字(含数据表、插图)；4采用学校规定的“成都理工大学学生的撰文专用稿纸”，参照学校规定的毕业设计(论文)撰写格式要求(含数据表、插图)，撰写或编排打印课程设计；参照学校规定的毕业设计(论文)装订结构，课

3、程设计报告、图纸等一并装入学校规定的“成都理工大学学生撰文资料袋”。一、 前言 随着科技进步和全球经济一体化的形成，对于产品质量和科技含量要求比以往更高。对于热工设备，主要的还是节能和加热质量，这就要求有更好的便宜耐火材料，隧道窑作为其主要的热处理设备，主要是利用燃气燃烧加热和缓慢冷却，对材料进行处理。隧道窑设计是利用热工基础理论及实践知识，组织烧成工艺，以达到优质、高产、低消耗。耐火制品的烧成可分为二大类，一是连续式窑，主要是隧道窑，具有过程稳定，操作连续，机械化自动化水平高，产量高，质量好，燃耗低，劳动条件好，使用寿命长等特点。是目前国内外应用最广泛最现代化的窑炉之一。二是间歇式窑：只要是

4、倒焰窑，其优点是构造简单，灵活性大；缺点是产量低，能耗高，不宜实现机械化，劳动强度大等。近年来，在倒窑的基础上发展起来的锁式窑钟罩窑半隧道窑等，对上述缺点已有所改善 隧道窑具有生产连续化，周期短，产量大，质量高，、生产连续化，周期短，产量大，质量高。热利用率高，燃料经济，烧成时间减短，节省劳力。质量较好，破损率也少，窑和窑具都耐久的特点。故是很多陶瓷厂选用的对象。二、设计任务及原始资料（一）、课程设计题目设计一条年产卫生瓷12万大件的隧道窑 （二）、课程设计原始资料1.年产量：12万大件/年； 2.产品规格：400200200mm,干制品平均质量10Kg/件； 3.年工作日：340天/年； 4

5、.成品率：90%； 5.燃料种类：天然气，热值 QD=36000KJ/Bm3 6.制品入窑水分：2.0%； 7.烧成曲线：20970, 9h； 9701280, 4h； 1280， 保温1h； 128080, 14h； 最高烧成温度1280，烧成周期28h。（三）、课程设计要求1课程设计严格按照成都理工大学课程设计(学年论文)工作管理办法进行规范管理；2要求提交窑炉设计说明书一份，设计图一张(隧道窑剖面图)；3要求计算正确，设计合理，文图相符，课程设计报告3000字(含数据表、插图)；4采用学校规定的“成都理工大学学生的撰文专用稿纸”，参照学校规定的毕业设计(论文)撰写格式要求(含数据表、插图

6、)，撰写或编排打印课程设计；参照学校规定的毕业设计(论文)装订结构，课程设计报告、图纸等一并装入学校规定的“成都理工大学学生撰文资料袋”。三、烧成制度的确定1、烧成曲线： 20970, 9h， 预热带； 9701280, 4h， 烧成带； 1280， 保温1h， 保温带； 128080, 14h， 冷却带； 最高烧成温度1280。烧成周期：28h2、窑型选择卫生瓷是大件产品，采用普通窑车隧道窑。由于考虑到燃料为天然气，经过净化处理，不会污染制品。若再从窑的结构上加以考虑，避免火焰直接冲剧制品，所以采用明焰露装的形式(制品不袭匣钵)，既能保证产品质量，又增加了产量，降低了燃料消耗，改善了工人的操

7、作条件，并降低了窑的造价，是合理的。四、窑体主要尺寸的确定1、窑主要尺寸的确定为使装车方便，并使窑内温度均匀，快速烧成，采用单层装车的办法，即窑车上只放一层制品。根据几种装车方法确定：窑车长宽1500870 mm，平均每车装制品10件车，干制品的平均质量为每件10Kg，则每车装载量为100Kg/车。则窑车的装载图为： 1500 mm可直接求出窑长： =66.67 m 窑内容车数：n=66.67/1.5=44.45辆 取44辆则窑车有效长度为：451.5=66 m2、窑体各带长度的确定 根据烧成曲线：设进车室2 m，出车室2 m，则窑总长为67十2十271 m 窑内宽B根据窑车和制品的尺寸取80

8、0 mm。窑内侧墙高(窑车装载面至拱脚)根据制品最大尺寸(并留有空隙)定为500 mm。拱心角取60，则拱高f0134B0134800107mm轨面至窑车衬砖面高660 mm。为避免火焰直接冲击制品，窑车上设300 mm高之通道(由40 mm厚耐火粘土板及耐火粘土砖柱组成)。 侧墙总高为(轨面至拱脚)H500十300十40十6601500 mm 窑内容车数46辆 推车时间： 小时推车数： 五、工作系统的确定在预热带211号车位设10对排烟口，每车位一对。烟气通过各排烟口到窑墙内的水平烟道，由5号车位的垂直烟道经窑顶金属管道至排烟机，然后由铁皮烟囱排至大气。排烟机及铁皮烟囱皆设于预热带窑顶的平台

9、上。 在1号、3号、6号车位有三道气幕。其中1号车位气幕为封闭气幕，窑顶和侧墙皆开孔，气体喷出方向与窑内气流成90角。3号和6号车位为扰动气幕，气体由窑顶喷出，方向与窑内气流成150角。用作气幕的气体从冷却带的间接冷却部位抽出。 在烧成带15号23号车位设7对燃烧室，不等距分布，两侧相对排列。 助燃空气不预热，由助燃风机直接抽车间冷空气，并采用环形供风方式，使各烧嘴前压力基本相同。 冷却带在2328号车位处，有7 m长的间壁急冷段，由侧墙上的小孔直接吸入车间冷空气，冷却气体流动方向与窑车前进方向相同(顺流)。从换热观点，逆流冷却效率高，但砖砌体易漏风，逆流漏进的冷风和700左右的产品接触，易急

10、冷至更低温度，达到SiO2晶形转化温度而使产品开裂。所以要采用顺流。该处窑顶自2328号车位有8 m长的二层拱间接冷却，冷空气亦由窑顶孔洞处自车间吸入。由间壁、二层拱抽出来的热空气经窑顶上金属管道送往预热带作气幕。（实际上该段应采用直接风急冷或直接、间接相结合，将两层拱抽来的热气再喷入窑内作急冷，可防止大件产品炸裂。） 自3143号车位设11对热风抽出口，每车位一对。热空气经过窑墙内的水平热风通道，于33号车位处用金属管道由热风机抽送干燥。 窑尾44号车位处，由冷却风机自窑顶和侧墙集中鼓入冷却空气。车下自1535号车位，每隔3 m设一个冷却风进风口，由车下冷却风机分散鼓风冷却，并于5号车位处由

11、排烟机排走。 烧成带前后，即15号、24号车位处，设两对事故处理口。全窑无检查坑道。 六、窑体材料以及厚度的确定 窑体的材料及厚度如下表所示。材料及厚度确定后可进行材料的概算。确定全窑的材料消耗量。窑体的材料及厚度温度范围（）长度范围（m）窑墙材料（m）窑顶材料（m）等粘土砖等粘土砖轻质粘土砖红砖等粘土砖等粘土砖轻质粘土砖粒状高炉渣红砖钢筋混凝土（进口室）（2）0.2400.0520950016.50.2300.2350.4950.2300.0750.1200.05375095016.521.50.2300.3500.2300.1130.0750.1200.053（事故处理口）（空）（空）（粘

12、）0.1200.2300.2650.345（粘）0.2300.1130.0750.1200.0539501280126021.533.50.3450.4700.3450.2300.1130.0750.1200.053(烧嘴处)0.9300.2300.2300.1130.0750.1200.0531260119033.534.50.2300.3500.3800.2300.1130.0750.1200.053(事故处理口)（空）（空）（粘）0.1200.2300.2650.3450.2300.1150.0750.1200.053119071034.541.5间隙通道壁厚+空隙+壁厚0.04+0.1

13、50+0.040.3500.3800.2300.1130.0750.0890.053（空）0.15071033041.559.450.2300.4950.2300.0750.1200.0533308059.45670.2300.5000.2300.0750.1200.053(出车室)（2）0.2400.05七、燃料燃烧计算 1、燃烧所需空气量 该窑用天然气，其热值为：理论空气量： 实际空气量: 取空气过剩系数=1.29 2、燃烧产生烟气量 理论烟气量： 实际烟气量： 3、燃烧温度 理论燃烧温度tth：现设t=1730 ，查表，在1730 时的烟气比热为： 则： =（36000+3.1220+12.2861.320）/（13.2861.64）=1669.7 求得t=1730，所以最初假设的1730的相对误差为： 小于5%，所以合理。取高温系数：=0.80 则实际温度为: ，比烧成温度1280高55.76，认为合理。4、用经验数据决定燃料消耗量 燃料消耗量的计算，可直接选用经验数据(如下表)。表中列出隧道窑焙烧各种陶瓷产品的单位热耗。将每小时的产量乘以表中数据，即为该窑每小时财的热耗.隧道窑单位产品热耗 产品名称单位热耗产品名称单位热耗瓷 器460026000J/kg产