年产3万吨镁砖隧道窑毕业设计计算说明书(编辑修改稿)

年产3万吨镁砖隧道窑毕业设计计算说明书(编辑修改稿)内容摘要：

3 ㎜、 毫米、 2 ㎜。 结合采用亚硫酸纸浆废液（密度为 ~㎝ 3 ）或者 MgCl2 水溶液。 ① 混炼 在轮辗机或混砂机中进行，加料顺序：颗粒料→纸浆 废液→细粉，全部混合时间不低于 CaO 量，并提高了镁砂的烧结程度，一般都取消了困料工序。 ② 成型 烧结镁砂是瘠性物料，且胚体水分含量少，一般不会出现气体被压缩而产生的过压废品，因此，可采用高压成型，使胚体密度达。 这有利于改善制品的性能。 ③ 干燥 胚体的干燥过程中，所发生的物理化学变化包括水分的蒸发和镁砂的水花两个过程。 干燥介质的入口温度一般控制在 100~120℃，废气出口温度一般控制在 10~60℃。 ④ 烧成 镁砖的烧成可以在倒焰窑和隧道窑中进行。 它们的荷重软化温度低， 同时在结合剂失去作用后胚体强度较低，所以，砖垛不宜太高，一般在 左右。 由于物料在煅烧过程中所发生的物理化学变化在原料煅烧过程中已基本完成，制品的主要矿物组成可以认为与烧结镁石基本相同，只是反应接近平衡的程度和矿物成分分布的均匀性有所提高。 其烧成制度的制定主要从烧成过程物理水的排除，水解产物的分解和胚体在不同温度下的结合强度几方面考虑。 200℃以下，主要是水分的排除，升温速度不宜太快； 400~600℃水化产物的分解，结合水析出，升温速度要适当降低； 600~1000℃结合剂失去结合作用，而液相尚未生成， 胚体主要靠颗粒间的摩擦力来维持，强度降低，升温速度不宜太快； 1200~1500℃液相开始形成，并形成陶瓷结合，升温速度可适当提高； 1500以上至最终烧成温度，陶瓷结合比较完整，胚体强度较大，升温速度可加快。 烧成最终温度下的保持时间视制品而定。 为了防止 FeOMgO 固溶体，使氧化铁生成 MF。 这样既能促使制品烧结， 第 10 页 又不显著降低耐火性能，故一般采用弱氧化气氛烧成。 冷却时，在液相凝固前砖胚具有缓冲应力的能力，冷却速度可以提高，单液相凝固后，砖胚的塑性已经消失，为了避免裂纹的产生，冷却速度不宜太快。 但 800℃以下 可采用快冷。 4 温度、压力和气氛制度的确定 温度制度 隧道窑温度制度的稳定对产品质量起着重要的作用，因而应具有完整的温度制度控制系统。 而窑温度制度的稳定主要是保持烧成带的温度稳定。 烧成带的温度与燃料的发热值、供给量、空气和燃料量的比例，一次和二次空气量的比例及温度，推车时间间隔，窑车装砖量和装砖图等因素有关。 在理想情况下，上述所有因素应保持稳定。 为了使窑内温度制度稳定，目前设计一般可按以下项目进行控制： 1） 根据烧成带的温度调节燃料供给量。 2） 根据燃料的消耗量调节一次空气的供给量。 3） 根据预热带与烧成带相接 处得负压要求调节废气排出量。 4） 根据冷却带与烧成带相接处的正压要求调节冷却鼓风量及抽出热空气量。 5） 窑各带应设若干温度测量点。 6） 其他温度测量项目：①废气温度。 ②抽出热风温度。 ③重油温度。 图 1 本设计的各带安排 车位 温度 带 1~5 100~400℃ 预热带 6~13 400~600℃ 预热带 14~25 600~1200℃ 预热带 25～ 35 1200~1600℃ 烧成带 35~48 800~1400℃ 冷却带 48～ 55 100~800℃ 冷却带 压力制度 隧道窑内压力制度的合理确定有 助于烧成温度的稳定，燃料消耗量的减少，砖垛截面烧成的均匀，漏气减少及改善工厂操作条件等。 为了控制窑内压力制度设计上设有零压区。 烧成带一般采取微正压操作，以避免因负压操作吸入冷空气而破坏了烧成。 因而零压区一般设于预热带与烧成带相接处或邻近烧成带附近，使烧成带处于微正压区。 零压区的具体位置，常随着窑的操作制度变化 第 11 页 而变化。 一般可根据烧成工艺要求，推车时间间隔，烧成带的长短以及高温点车位多少等来确定。 气氛制度 烧成气氛对制品的烧成、制品的性质有很大关系，直接影响到烧成时，一系列的物理化学变化。 为了防止 FeOMgO 固溶体，使氧化铁生成 MF。 这样既能促使制品烧结，又不显著降低耐火性能，故一般采用弱氧化气氛烧成。 5 隧道窑总体设计 隧道窑内容纳窑车数的确定 N=τ /△ τ （ 51） 式中 τ — 烧成时间，时； Δτ — 推车时间间隔，分。 N=100 60247。 110=55（辆） 每辆窑车装砖量的确定 G=jgη 24 60/Δτ （ 52） 式中 G— 窑的产量，吨 /年； J— 窑年的工作日数，日； g— 窑车平均装砖量，吨 /量； η — 成品率， %。 G=30000 110247。 (24 60) 350 95%=(吨 ) 查热工课程设计参考资料汇编得取 7 吨 /辆 窑车尺寸的确定 选择窑车的长度 l,对于窑底的严密性有重要意义。 要车越长，要车的接头越少，故窑车的长度不宜太短，一般可取 ～ 米。 根据装砖量，查阅各厂的窑车尺寸可得；窑车为长 米，宽 米。 窑长的确定 L=XL （ 53） 式中 L— 隧道窑的长度， m； N— 窑内容纳的窑车数量， n； 第 12 页 l— 窑车的长度， m/n。 L=55 =165（ m） 窑的截面积尺寸的确定 窑的截面尺寸的确定，取决于产量的要求、截面温度均匀性及制品的温度荷重性能等因素。 窑的截面增大，生产能力将相应增加，对厂房及窑的投资影响不大。 但截面尺寸过分增加，将造成截面各部分温度不均匀，呈现窑两侧过烧和底部欠烧等现象，以致要延长烧成时间，才能保证处于低温部位制品的烧成。 因此，只有在窑截面温度均匀及制品的装砖允许高度得到保证的前提下，才允许增大窑的截面尺寸 窑高度的确定 窑高度的确定应考虑保证制品在烧成温度下不致变形以及保证截面垂直方向的温度均匀等因素。 由于镁质制品的荷重软化温度与烧成温度相近，故窑的高度一般只能在 ～。 本设计窑高度取。 窑宽度的确定 确定窑的宽度应考虑到保证截面水平方向的温度均匀。 较宽的窑在燃烧消耗、产量等方面优于宽度较小的窑。 实践证明窑的宽度不超过 米时，仍然可保证制品均匀烧成。 本设计宽度取。 故窑 的规格为： 165m 窑各带的划分及长度的确定 隧道窑按热工制度（温度、压力、气氛制度）。 隧道窑划分预热带 21 个，烧成带 19 个，冷却带 15 个。 各带长度可按下式确定 L1=τ 1 L/τ （ 54） L2=τ 2 L/τ （ 55） L3=τ 3 L/τ （ 56） 式中 L L L3— 分别为预热带、烧成带、冷却带， m； τ τ τ 3 — 分别为预热带，烧成及冷却时间， h。 τ — 烧成时间 L1=247。 100 165=75（米） L2=18247。 100 165=30（米） L3=247。 100 165=60（米） 第 13 页 有效容积的计算和装窑密度的计算 窑的有效容积 ： V=165 =（ m3） 装窑密度 ： ρ =gN/V （ 57） 式中： g— 每车装砖量 N— 窑内容纳窑车数 V— 窑的有效容积 ρ =7 55/=(kg/m3) 窑车数量的确定 1）装砖台应占用窑车数量 装砖台一般设 3 个，应占用窑车 3 辆。 2）由于装砖、卸砖班制不同，所占用的窑车数量不同。 本设计卸砖采用两班制，推车时间间隔按 110min 计，故应占窑车 4 辆。 3）窑车上贮胚占 用的窑车数 窑车上贮胚一般按半班至一班入窑的窑车数量。 本计算窑车上贮胚按一班考虑，则应占窑车 4 辆。 4）窑内容纳的窑车数为 55 辆。 5）卸砖台应占用窑车数量 卸砖台一般设有 3 个，应占用窑车 3 辆。 6） 窑外冷却占用窑车数量 窑外冷却占用窑车数，应按烧成的制品品种，窑的操作制度而定。 镁质制品隧道窑按 3 班出窑的窑车数计算为 12 辆。 7） 检修占用的窑车数量 检修窑车占用的窑车数，应按烧的不同制品品种而有所不同，根据生产经验，镁质制品隧道窑窑车检修占用窑车数一般为 5 辆。 本设计的窑车数位 3+4+4+55+3+12+5=86（ 辆） 6 隧道窑各带结构的确定 预热带烟道和气幕配置 （ 1）烟道 预热带烟道一般宜设在地下，只有当地水位较高时，才设地上烟道或管道。 采用地下烟道时厂房内温度低，烟道闸板设置位置较低操作方便，烟道建成后 第 14 页 不需要修理，但结构复杂。 当地下水位较高时必须采用防水措施，投资较大，为了便于清扫和检查，窑两侧地下支烟道应各设入孔，其尺寸一般不小于 600 600 毫米。 地上烟道。 采用这种烟道，其结构比较复杂，砌筑质量要求高，否则空气容易被吸入烟道内，增加排烟机的负荷。 烟 道闸板设置位置较高操作不便。 计 算 烟道 截 面积 尺寸 时， 废 气排 出速 度 一般 取 4 ～ 5 米 / 秒。 （ 2）排废气孔数量的确定 ： 确定窑预热带排废气数量的原则如下； ①根据窑排出的废气量。 ②应保证窑预热带第一号车位至第三号车位废气温度为 150～ 250℃。 因该处温度过高易使制品产生裂纹。 ③排废气孔的数量一般为 6～ 10 对，空口尺寸应按同时只用 3～ 5 对作业计算，该处废气速度可选 4～ 5 米 /秒。 排废气孔的数量过多，将促使高温废气大量排出，降低窑的热效率，且使制品预热带不足，废品增加，甚至需延长烧成时间。 ④排废气孔的布置应便于调整窑内的废气温度。 一般从窑头第 1 至 3 号车位按一个车位布置一对，往后可按二个车位布置一对，大型窑一般可按一个车位布置一对。 隧道窑预热带气幕装置 隧道窑内气体流动的特点之一，是气体由冷却带往预热带沿水平方向流动时，热气体上升使窑上下出现温差，窑越高温差越大。 尤其是当窑的封砂槽以及窑车之间的接缝密封性差时，窑底吸入大量的冷风，使预热带温度分层现象更明显，有时上下温差可达 400～ 500℃。 由于窑截面上下温差大，使砖垛加热不均匀，欠烧品增多，导致必须延长烧成时间。 缩小上下温差的措施 除装砖合理并调整砖垛阻力，减少窑内外压差，从而减少冷空气吸入量之外，还应改进窑的密封结构，合理选定窑的高度，检查廊设压力平衡装置以及用喷射器或高压风机在预热带造成横截面的强制气体循环。 气幕装置的设计数据如下； ①气幕装置气流在喷口处得速度，一般应取 60～ 70 米 /秒以上，否则形不成气幕。 ②气幕用的介质，粘土砖隧道窑一般可采用冷或热空气，硅砖隧道窑宜采用热空气或高温空气。 由窑排出低于 200℃的废气，因其中含水气较多，在输送过程中易冷凝、并腐蚀管道，不宜作为气幕的介质。 ③气幕喷头的材质，一般采用粘土质制品。 当采用钢材时，最好采用耐火刚。 ④气幕用的鼓风机压力，一般可取 300～ 500 毫米水柱。 ⑤ 气幕装置的布置一般可和排废气孔相对应，安装位置一般从窑头第二号 第 15 页 车位算起，小型窑可隔二个车位在窑顶布置一个，大型。