日产14万平方米抛光砖气烧辊道窑设计毕业设计(编辑修改稿)

日产14万平方米抛光砖气烧辊道窑设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

于工程学院毕业设计 日产 万㎡抛光砖气烧辊道窑设计 7 第 7~8 周 完成 设计计算 第 9~14 周 完成 设计绘图 第 15 周 编写 设计 说明书。 2 烧成制度的确定 温度 制度的确定 窑炉的烧成制度取决于坯釉料的组成和性质、坯体的造型、大小和厚度以及窑炉结构、装窑的方法、燃料种类等等因素。 而烧成制度主要包括温度曲线、压力曲线和气氛控制。 根据不同产品的要求，确定温度曲线、气氛性质，压力曲线是实现温度和气氛性质的主要控制条件 ，三者相互关联，相辅相承。 只要窑内温度均匀，各阶段都可以加快。 但氧化和烧结却要按照反应所需要时间来控制。 在制定合理的烧成制度时，还要考虑窑的结构究竟升温和降温速度多少才能使窑内温度均匀，以保证整个横截面上的制品烧热，要综合上述原则进行制 对于辊道窑而言 ,窑内容易保证均匀 ,因此可以快速升温与冷却 .现对各阶段所需时间进行分析 :入窑水分 %,升温速度达 150～ 200℃ /h 便会使制品开裂 .对于辊道窑来说 ,快速升温阶段不是石英转化的危险阶段 ,但是在此阶段一系列的氧化分解反应需要足够的时间 .氧化反应速度一般随温 度的升高而加快 .在最高烧成温度下保温一定的时间 .急速冷却阶段是产品处于塑性阶段 ,故可以较快地冷却制品 ,但是急冷后期 (也即700～ 400℃时 )降温速率应减慢 (因为制品在此温度段时 ,已基本硬化 ,若冷却过快 ,由于膨胀收缩的原因 ,易使制品炸裂 ),400℃以后随着制品强度的增加 ,可以快速冷却 .现在具体列表如表 1 所示 : 气氛制度 根据要求全窑为氧化气氛烧成 压力制度 预热带为 (40)～ (25)Pa,烧成带 8 Pa 材料科学于工程学院毕业设计 日产 万㎡抛光砖气烧辊道窑设计 8 位置 温度 ℃ 变温速率 （℃ min1） 时间（ min） 预热带 20250 3 250600 3 600900 烧成带 9001100 6 11001200 1200 0 3 冷却带 1200700 3 700400 400200 20080 48 表 1烧成制度 材料科学于工程学院毕业设计 日产 万㎡抛光砖气烧辊道窑设计 9 5 10 15 20 25 30 35 40 452020040060080010001200℃min烧成温度曲线图 3 窑体主要尺寸确定 窑内宽的确定 窑内宽 为窑道内两侧墙间的距离，随着辊子材料质量的提高，生产技术的进步，辊道窑的内宽有进一步加宽的趋势。 增加辊道窑的有效内宽可以提高产量、降低能耗。 在确定窑的内宽的时候，一方面要考虑辊子长度、窑墙厚度、还要考虑水平方向温度的均匀性等因素。 根据产量，所用的燃料，窑内传热等因素，粗略确定内宽的尺寸，设计为 B 米，成品的尺寸为 600 600mm，制品的烧成 缩 和磨边倒角的总损耗取 10%。 坯体尺寸 =产品尺寸 /（ 1烧成收缩） =600/（ 110%） =667mm 两侧坯体与窑强之间的距离取 100200mm， 假 设 B=，根据所定内宽 B，计算宽度方向坯体排列的块数为 ： 材料科学于工程学院毕业设计 日产 万㎡抛光砖气烧辊道窑设计 10 n=（ 2500160 2） /667=，确定并排 3块 667 3=2020 mm,有效宽为 2100 mm 考虑到辊子长度的有效利用，取 窑内宽 B=2100+175 2=2450 mm。 但是为了利于烟气排除窑外、压力控制和温度制度的实现，加速预热带的升温和冷却带的降温速度，本设计采用加宽预热带和烧成带的内宽，取 2600mm。 窑体长度的确定 装窑密度 K=（ 1000247。 667） 3 = ㎡ /m 窑长 窑长的确定 L= 604514000   = m 单节长度的确定 辊距的确定原则： 1/51/3 的制品长度，但是考虑到该窑炉比较长且产量比较大，且根据实际生产经验 600 600 的砖辊距一般取 85mm，本设计采用 85mm 的辊距。 同时单元节长度一般为 2 m 左右，本设计预热带前部和冷却带部分采用 27 根棍棒，所以单节长度为 2295mm；预热带后部和烧成带采用 22根棍棒，所以单元节长度为 1870mm，之所以采用 1870mm 的单元 节长度是为了 提高烧嘴密度，加速搅拌促进温度均匀分部，以达到设定的温度曲线。 各带长度的确定 预热带 长 ： 247。 45 ＝ 其中 20250℃和 250 到 600℃单元节长度为 2295mm， 600900℃单元节长度为1870mm，所以 20250℃取 8节， 250600℃取 8节， 600900℃取 18 节。 烧成带 长 ： 247。 45 ＝ 所有温度段采用 单元节长度为 1870mm，取 54 节。 冷却带 长 ： 247。 45 ＝ 材料科学于工程学院毕业设计 日产 万㎡抛光砖气烧辊道窑设计 11 所有温度段采用 2295mm，取 46 节。 所以烧成制度和温度曲线对应的单元节的位置如下表所示： 表 2 温度曲线对应单元节数列表： 位置 节数 温度 ℃ 变温速率 （℃ min1） 时间（ min） 预热带 18 20250 3 916 250600 3 1734 600900 烧成带 3555 9001100 6 5680 11001200 8190 1200 0 3 冷却带 9198 1200700 136 99120 700400 121129 400200 130136 20080 辊上高、辊下高的确定 现代 辊道窑 辊上高、辊下高的确定原则是保证能够处理废品和为砖尺寸的整倍数。 本设计采用的辊下高均为 6＝ 399mm，再加上孔砖的一半高度 60mm 和一层陶瓷纤维纸的厚度 1mm，总高为 460mm。 辊上高的确定： 116 节 ： 61＋ 5＋ ＝ 420 mm，该段拱顶高度为 348mm。 1798 节： 61＋ ＋ 4＋ ＝ 420 mm，该段拱顶高度为 328mm。 99136 节： 6＋ 61＝ 460 mm。 辊上高、辊下高分部表： 位置 /节 辊上高 /mm 辊下高 /mm 总高 /mm 116 420 460 880 1798 420 460 880 99136 460 460 920 材料科学于工程学院毕业设计 日产 万㎡抛光砖气烧辊道窑设计 12 4 工作系统确定 辊道窑的工作系统包括排烟系统、燃烧系统、冷却系统等，下 面是各系统的安排及位置情况： 排烟系统 明焰辊道窑可分别从窑顶和窑底设排烟口，本设计采用准集中排烟法排烟。 在第 1 13 节设置顶抽和底抽。 在各烟口分别用圆管引出，汇总到窑顶、窑底的排烟支管中，最后连接到总管进行集中排烟。 在 79 节窑顶设置放排烟风机的平台，并排布置一级排烟风机和二级排烟风机，左右各一台，其中一台备用。 材料科学于工程学院毕业设计 日产 万㎡抛光砖气烧辊道窑设计 13 烧成系统 本设计的为明焰辊道窑，且使用水煤气作燃料，所以采用全部喷入窑道内燃烧的方式，仅通过烧嘴砖的燃烧道中空部分燃烧，而不另设燃烧室，并在辊子上下各设 一层烧嘴，同一层烧嘴两侧交错布置，同一侧烧嘴上下交错布置。 烧嘴的设置 本设计在 600℃ 18 节就开始设置烧嘴，有利于快速升温和温度调节，缩短烧成周期，达到快烧的目的。 考虑到在低温段设置烧嘴不宜太多。 因此，在 1829 节每节的后半节辊上设置 1 对烧嘴；在 1829节的辊下设置两队对烧嘴；在 3086 节每节的辊上设置两对烧嘴； 8790 节的后半节设置一对烧嘴；在 3090节每节的辊上辊下均设置两对烧嘴；辊上辊下烧嘴及对侧烧嘴均互相错开排列；总共 552 支烧嘴。 在每个烧嘴对侧窑墙分别设置一个火焰观察 孔，但如遇到事故处理孔，则取消观察孔。 煤气输送装置 煤气由煤气站经升压风机升压，通过管道、阀门、总管煤气处理系统，送至各节烧嘴，每四支烧嘴共一根供气支管。 助燃空气由风机通过助燃主管道、支管和阀门送至烧嘴。 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煤成过程最后的一个环节。 从热交换的角度来看，冷却带实质上是一个余热 回收设备，它利用制品在冷却过程中所放出的热量来加热空气，余热风可供干燥或作助燃风用，达到节能目的。 急冷通风系统 从烧成最高温度至 700℃以前，制 品中由于液相的存在而具有塑性，此时可以进行急冷，最好的办法是直接吹风冷却。 辊道窑急冷段应用最广的直接风冷是在辊上下设置横 窑断面的冷风喷管。 每根喷管上均匀地开有圆形或狭缝式出风口，对着制品上下均匀地喷冷风，达到急冷效果。 由于急冷段温度高，横穿入窑的冷风管须用 304不锈耐热钢制成，管径为 76mm。 本设计也采用此种结构， 其中 9 92节为过度区，在 9398 节窑长进行急冷，每节辊上辊下均匀分布 8支急冷风管，风管采用交错排列布置。 前三节急冷管开口比后面的三节急冷管开口少。 缓冷通风系统 材料科学于工程学院毕业设计 日产 万㎡抛光砖气烧辊道窑设计 14 制品冷却到 700400℃范围时，由于有晶型转换，会有比较大的体积变坏，是产生冷裂的危险区，应严格控制该段冷却降温速率。 为达到缓冷目的，一般采用热风冷却制品的办法。 大多数辊道窑在该段设有抽热风口，使从急冷段与窑尾快冷段过来的热风流经制品，让制品慢速均匀地冷却。 本设计设置一节过度，第 99 节；在 100114 布置换热管和抽热风的方法，抽走来至急冷带和快冷带的热风，这样可缓和降温速率，达到抽走急冷段的热风。 换热管布置在辊上，每节布置 8 根； 115120 节为过渡节，只在辊上开设抽热风口。 快冷通风系统 制品冷却到 400℃以后可以进 行快速冷却。 介由于制品温度较低，使传热动力温差小，即使允许快冷也不易达到。 而此段冷却也很重要，如达不到快冷目的出窑产品温度大于 80℃时，制品即使在窑内没有开裂，也会因出窑温度过高而出窑后炸裂，故要加强该段的吹风冷却。 一般都采用快冷风管和轴流风机进行快冷。 其冷却效果好，并便于该段温度的调节。 本设计快冷段前部的 121123 节上下各相错布置三根直径为 89mm 的快冷管，在 124128 节辊上辊下各均匀交错布置 6 根直径为 89mm 的快冷管；其中 129节为过渡箱， 130 箱为了利于窑炉的压力控制采用空箱结构；在 131136节每节辊上辊下各布置 2 台轴流风机直接鼓冷风进行冷却制品，共 24 台。 窑体附属结构的布置 事故处理 孔 本设计将事故处理孔设在辊下，辊上只在 99 和 100 节设置，且事故处理孔下面与窑底面平齐，以便于清除出落在窑底上的砖坯碎片。 为加强窑体密封，应尽量少设置事故处理，而为了便于处理事故，两侧墙事故处理一般采用交错布置形式，为了能清除窑内任何位置上的事故而不造成“死角”，两相邻事故处理孔间距不应大于事故处理孔对角线延长线与对侧内壁交点连线。 考虑到砌筑应该比求出值稍大一点，故取事故处理孔长度为： 330mm。 对于事故处理孔在不处理事故时，要进行密封，内部堵塞耐火材料做成的事故孔塞砖，外部采用和窑墙同等材质的保温纤维之类的棉类制品制成棉塞。 塞于事故孔塞砖的外部起密封作用。 密封是为了防止热气体外溢，冷风漏入等引起的热损失对烧成制度产生影响。 测温孔、测压孔、观火孔、膨胀缝和挡板挡墙 材料科学于工程学院毕业设计 日产 万㎡抛光砖气烧辊道窑设计 15 测温孔： 为严密监视及控制窑内温度制度，及时调节烧嘴开度，一般在窑道顶及火道侧墙留设若干处测温孔以安装热电偶。 测温孔间距一般为 35 米，高温段布密些，低温段布稀些，在烧成曲线的关键点，如氧化末段、 晶型转化点、釉始熔点、成瓷段、急冷结束等都应设测温孔。 本设计共在 测压孔： 压力制度中零压面的位置控制特重要，一。