年产220万平方米玻化砖水煤气辊道窑设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

年产220万平方米玻化砖水煤气辊道窑设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

翻译： .............................................................................................................................. 51 景德镇陶瓷学院 热能与动力工程毕业设计说明书 I 摘要 关键词：辊道窑、节能 本设计说明书对所设计的年产 220 万平方米玻化砖辊道窑加以说明。 窑顶采用耐热钢穿轻型吊顶砖的吊顶结构，为了降低全窑 的热损失减小单位产品热耗，全窑均采用轻质耐火材料。 燃料用 水煤气 ， 采用高速调温烧嘴对制品进行裸烧来强化窑炉内部传热，同时对高速烧嘴可进一步调节使窑内温度均匀提高成品率，从而达到节能的目的。 为有效利用烟气热，在窑炉前段采用 集中 排烟的方式，另外在缓冷段采用抽热空气的方式来冷却制品，对热烟气也可加以利用。 对全窑的控制采用计算机自动控制来实现，既提高了产品的成品率又降低的工作人员的工作强度，降低了生产成本。 本设计特点：在提高产品质量的同时降低单位产品热耗，实现陶瓷行业上的“绿色、环保、节能”。 景德镇陶瓷学院 热能与动力工程毕业设计说明书 II Abstract Key word: The roller kiln, energy conservation This design is yearly produces 2,200,000 square meter wood grain brick roller kiln, the kiln length 155 meters, the kiln width . The crown uses the hightemperature steel to put on the light suspended ceiling brick the suspended ceiling structure, in order to reduce the entire kiln the heat lose to reduce the unit product to consume hotly, the entire kiln uses the light quality fireproof material. Because the fuel uses the blue gas is the clean fuel uses the high velocity modulation warm burner nozzle to carry on the bare fever to the product to strengthen the kiln stove interio r heat transfer, simultaneously may further adjust to the high speed burner nozzle makes in the kiln the temperature to enhance the rate of finished products evenly, thus achieves the energy conservation the goal. Is hot for the effective use haze, the section selects the method in front of the kiln stove which the disperser discharges fume, moreover uses in the slow cold section pulls out the hot air the way to cool the product, also may perform to the hot haze to use. Uses the puter automatic control to the entire kiln control to realize, both enhanced staff39。 s working strength which the product rate of finished products and reduces, reduced the production cost. This design characteristic: While improves the product quality to reduce the unit product to consume hotly, realizes in the ceramic profession “the green, the environmental protection, the energy conservation” 景德镇陶瓷学院 热能与动力工程毕业设计说明书 1 第一篇 设计任务书及原始资料 景德镇陶瓷学院毕业设计（论文）任务书 院（系） 热能工程系 20xx 年 11 月 10 日 专业 热能与动力工程 班级 05 热工 学生姓名 李进邦 指导教师 童剑辉 题目 年产 220 万 m2 玻化砖水煤气辊道窑设计 主要研究内容和设计技术参数： 产品名称及规格： 玻化砖 （ 80080012mm） 烧成周期、温度及气氛查有关文献自定 年工作日： 300 天 产品合格率： ≥ 90% 坯体入窑水分： 1% 燃料： 水煤气 坯料化学组成及其他设计参数、指标自定 基本要求（含成果要求）： 按设计要求收集有关设计资料，完成设计计算 独立完成图纸设计，大胆创新 绘制窑炉主体结构图、主要断面图、钢架结构图（包括断面图）、管路系统结构图、传动系统图及烧嘴砖、孔砖等部件结构详图 设计图纸至少有一张用 CAD（ A3）绘制 设计说明书规范、完整 翻译至少 1 篇有关本专业的英（中）文文献。 （字数不少于 2 千） 景德镇陶瓷学院 热能与动力工程毕业设计说明书 2 工作进度计划： 第 1－ 4 周：毕业实习，收集有关设计资料 第 5 周：查阅、收集有关文献资料，初步确定设计方 案 第 6－ 7 周：完成设计计算 第 8 周：修改并最后确定设计方案，构思设计草图 第 9－ 16 周：绘图并将图纸上墨 第 17 周：撰写、打印设计说明书 第 18 周：整理材料，准备答辩 景德镇陶瓷学院 热能与动力工程毕业设计说明书 3 原始数据的收集 坯料组成（ %）： 坯料组成 表 11 化学成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O 酌减 百分含量（ %） 5 入窑水分： 1% 产品合格率： 95% 烧成温度： 1250℃ 烧成周期： 60 分钟 年工作日： 300天 /年 产品规格： 800 800 12mm， 单片重： 气氛制度：全窑氧化气氛 燃料：水煤气 （ 10500～ 11300 KJ/ Nm179。 ） 其它参数：室温 20℃，夏天最高温度 40℃； 空气比热： KJ/（ m3 ℃） 产品比热： 一般为 KJ/（ m3 ℃） 烧成制度的确定 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、还原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定。 确定烧成制度的根据 ①坯体在加热过程中性状变 化的考察 主要参考三元系统平衡相图，如长石质瓷坯料的组成以长石 石英 粘土三组分为主，可参考 K2OAL2O3SiO2 三元系统平衡相图。 而滑石质瓷坯料组成以滑石 粘土 长石三组分为主，则参考 MgOAL2O3 SiO2三元系统平衡相图。 景德镇陶瓷学院 热能与动力工程毕业设计说明书 4 ②坯体的形状、厚度与含水量对烧成制度的影响 薄壁小件制品的入窑水分易于控制，一般采取短周期快速烧成。 厚壁大件制品的升温速度不宜过快。 但对于辊道窑来说，由于截面宽而小，温差很小，所以可以快速升温来缩短烧成周期。 ③升温速度 升温速率除了取决于坯料性能外，还受窑炉温度均匀程 度、燃料性质以及装窑密度等因素的影响。 ④烧成法 坯体烧成法直接影响到烧成制度的制定。 玻化 砖一般都采用一次烧成以不进行干燥就进入窑炉烧成。 制定烧成制度 温度曲线的四大特性指标是烧成各阶段的升温速度、最高烧成温度、保温时间以及冷却速度。 ①加热蒸发期（室温～ 200℃） 在预热带室温～ 200℃阶段排除残余水分。 在此阶段如果制品入窑水分过高，则不宜升温过快，以免引起制品不均匀收缩，产生变形和开裂。 若制品入窑水分控制在临界水分（约 1%）以下，则可快速升温而不使制品开裂。 但也不宜太快，以免引起烧成缺陷。 ②氧化分解及晶型转化期（ 200～ 950℃或 1050℃） 在该期内坯体无收缩现象发生，气孔率不断增加，强度略有增加，因此汽水与氧化产物可以自由地散逸。 升温速度主要取决于原料的纯度和坯体的厚度，并受气流速度和气氛的影响。 一般，本阶段可以采取快速升温。 排除结构水阶段（ 200～ 500℃） 结构水指粘土矿物中的结晶水和层间水。 其中高岭土 AL2O3 2SiO2 2H2O 中结晶水的分解属于一级化学反应，温度 每升 高 100℃，其分解速度就可以加快一倍，分解速度很快，制品不至开裂，所以这一阶段属于安全升温阶段。 石英晶型转化 阶段（ 500～ 600℃） 石英晶型转化，由 β－ SiO2体积膨胀 %，如果控制不当，这是一个危险阶段。 但这个反应本来是很快的，只要几分钟就可以完成。 目前生产中出现石英晶型转化而使制品开裂的现象，原因是窑内温度不均匀而引起。 掌握这一阶段的关键是窑内温度均匀，景德镇陶瓷学院 热能与动力工程毕业设计说明书 5 使整个制品能均匀膨胀，即使快也是安全的。 ③氧化阶段（ 600～ 1050℃） 从窑炉结构来说，自 900℃左右的氧化炉起就已进入烧成带。 在这一阶段要把制品中的硫化亚铁氧化成氧化铁，并放出二氧化硫；碳酸盐分解放出二氧化碳；有机物中的碳氧化，生成二氧化碳。 这些 反应都要在釉面玻化以前完成，以便生成的气体排除干净，否则会产生缺陷。 这一阶段是很重要的，要保证一定的时间、一定的温度和足够的氧化气氛，才能避免缺陷产生。 ④玻化成瓷期（ 950 或 1050～ 1250℃） 在该期内坯体瓷化，釉层玻化，收缩比较大。 保证坯体受热均匀，使之高温反应趋于均一是本阶段的关键。 因此，升温速率取决于窑炉结构、装窑密度、坯体的收缩变化及烧结范围。 ⑤保温阶段（ 1250℃ ） 因为是快速烧成，烟气的温度与制品温度的温差较大，所以保温时间不易太长。 实际上，由于上一过程中的升温速度比较缓慢，所以无须高火 保温，因反应在高火中进行得比较完善，可省去。 ⑥急冷阶段（ 1250～ 700℃） 冷却速度主要取决于坯体的厚度以及坯内液相的凝固速度。 冷却初期瓷胎中的玻璃相还处于塑性状态，急冷所引起的热应力大部分被液相的塑性和流动性所补偿，不会产生被破坏作用。 但也要均匀急冷，否则还是会开裂的。 ⑦缓冷阶段（ 700～ 400℃） 缓冷阶段的温度取决于瓷胎中玻璃相的转化温度，液相中的 AL2O3和 SiO2含量越高，转化温度也越高，一般在 800～ 830℃。 低于转化温度，液相开始凝固，残余石英发生晶型转化，必须放慢冷却速度，力求制品截面 温度的均匀分布，尽可能消除或减少热应力。 ⑧快冷阶段（ 400～ 80℃） 此阶段热应力变小，可加快冷却速度。 从上述各阶段的分析可以看出，只要窑内温度均匀，各阶段都可以加快。 但烧结还要按照反应所需时间来控制。 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，以保证整个截面上的制品烧熟，要综合上述原则进行制定。 景德镇陶瓷学院 热能与动力工程毕业设计说明书 6 温度的划分与升温速率表 12 名称 温度（ /℃） 时间（ /min） 升温速率（ /℃ min1） 节数（ /节） 加热蒸发段 室温～ 250 6 1～ 7 预热带排水阶段 250～ 500 4 8～ 11 石英晶型转化阶段 500。