1、 本科生毕业设计年产 80 万 抛光砖天然气辊道窑设计Annual 80 square meters of polishing brick gas kiln design学 号 ： 姓 名 ： 专 业 班 级 ：指 导 老 师 ： 完 成 日 期 ： 材料科学与工程学院本科生毕业设计 摘 要1摘 要本人设计任务为年产 80万抛光砖天然气辊道窑设计。经过对原始数据的分析和计算，为了对其他数据整体把握，定下了三块砖并排行进的走砖方式。窑炉总长 64.32米，有效宽是 2.3米，烧成温度是 1210。采用天然气作为燃料，燃烧器采用高速脉冲烧嘴，外加套管代替烧嘴砖的方式，可有效的提高燃烧质量。事故处理
2、孔的布置相对密集，相对交错布置。排烟口和抽热风口分别设置在辊上下，且在这些区段的前后设有挡墙和挡板，有效加强内部气体滞留时间，提高冷热交换效果。窑体多使用轻质材料，在保证窑外生产管理环境的前提下减少窑墙厚度，加强保温效果；燃烧器分布较广，在预热带中前段基本只有辊下才有烧嘴，有利于节省燃料，调节温差，使制品烧成质量极好；缓冷段设置较长，有利于控制产品缺陷；每两节就有一对测温孔，测温管分别从窑顶和侧面伸入，侧面的测温孔相错布置，有利于全面获取窑炉内部相对较接近的温度数据。为了方便砌筑工作，在设计中我将砌筑考虑在内，在高度方向上尽可能不砍砖，且计算中已经将单砖和泥浆厚度带入到设计中。本设计将在缓冷抽
3、出的热风部分用于助燃，加强了燃烧和预热效果，且其余废热和预热带抽烟段抽出热烟用于干燥及生活用水，能很好的节能减排。我设计的辊道窑，窑体趋向轻小型化，设计可能相对保守，但都求实用。全窑采用气密性良好的布置，尽可能隔绝窑内外环境，倡导洁净生产，优化工作环境。关键词：快速烧成、辊道窑、保温 、节能本科生毕业设计 Abstract2AbstractI design task as “ an annual output of 800,000 square meters of natural gas roller kiln “After the analysis of raw data and calcu
4、lations, in the grasp of the overall consideration of other data, I set three brick brick walk way to move side by sideTotal length of 64.32 m the furnace, the effective width is 2.3 meters, the firing temperature is 1210 . Using natural gas as fuel, high-speed pulse burner burner, plus a brick burn
5、er casing instead of the way, can effectively improve the combustion qualityAccident relatively dense arrangement of holes, relatively staggered layoutExhaust port and pump hot air up and down in the roll were set, and in these sections before and after the retaining wall and the baffle has effectiv
6、ely strengthen the internal gas retention time, improve the exchange of hot and cold effect. Kiln to use more lightweight materials, guarantee the production and management of the environment outside the kiln under the premise of reducing the wall thickness of the kiln to enhance the insulation effe
7、ct; burner widely distributed in the preheating zone in the front burner only under basic only roll will help save Fuel, adjust the temperature, so that the quality of products, excellent firing; slow cooling section to set a longer conducive to control of product defects; every two holes have a pai
8、r of temperature, temperature control, respectively, stretching from the furnace top and side, the side Temperature with the wrong hole layout is conducive to relatively close to full access to the internal furnace temperature data. In order to facilitate the work of masonry, masonry in the design,
9、I will take into account the height of cut as much as possible the direction of brick, and the calculation has a single thickness of brick and mud into the design. This design will be out of the hot air part of the slow cooling for combustion, enhanced combustion and preheating, and the remaining wa
10、ste heat and preheat with hot smoke smoking section out of water for the dry and can be a good energy saving and emission reduction. I designed the roller kiln, my kiln tends to light and small, design may be relatively conservative, but they find useful. All kiln with good air tight layout, cut off
11、 from the kiln internal and external environment as much as possible, promote cleaner production, optimize the working environment.Keywords: quick firing, roller kiln, insulation, energy saving本科生毕业设计 目录3目录前 言61 设计任务书及原始资料72 窑体尺寸的确定82.1 进窑砖坯尺寸82.2 排砖方法、内宽及内高的确定82.2.1 排砖方法及内宽82.2.2 内高82.3 烧成制度的确定92.4
12、 窑长及各带长102.4.1 窑长102.4.2 各带长103 工作系统的确定113.1 排烟系统113.2 燃烧系统113.2.1 烧嘴的设置113.3 冷却系统123.3.1急冷通风系统123.3.2 缓冷通风系统123.3.3快冷通风系统123.4 窑体附属结构133.4.1 事故处理孔133.4.2 测温孔133.4.3 观火孔133.4.4膨胀缝133.4.5挡墙、挡板134窑体材料确定154.1窑体材料确定原则154.2窑体材料厚度的确定原则154.3全窑体所用材料及厚度列表155燃料燃烧计算165.1空气量165.2.烟气量165.3.燃烧温度166物料平衡计算17本科生毕业设计
13、 目录46.1相关物理质量计算 177预热带烧成带热平衡计算187.1热平衡计算准则187.2热平衡示意图187.3热收入项目187.3.1坯体带入显热187.3.2燃料带入化学热及显热197.3.3助燃空气带入显热197.3.4预热带漏入空气带入显热197.4热支出项目207.4.1热制品带出显热207.4.2窑体散热207.4.3物化反应耗热267.4.4烟气带走显热267.4.5其他热损失267.5 热平衡方程268 冷却带热平衡计算288.2热收入项目288.2.1产品带入显热288.2.1冷风带入显热288.3 热支出项目288.3.1产品最终带出的显热298.3.4其它热损失348
14、.4 热平衡方程349烧嘴选型3610 传动计算3710.1 传动系统的选择3710.2 传动过程：3710.3 辊子材质的选择3710.4 辊距的确定3810.5 辊子传动过程中的联接方式3810.6 辊子转速的选择3811 管道尺寸、阻力计算及风机的选用3911.1排烟风机的管道尺寸、阻力计算3911.1.2 抽烟管道及风机3911.1.3风机的选型40本科生毕业设计 目录511.2 其他管道及风机4111.2.1天然气输送管径的计算4111.2.2助燃风管的计算4111.2.3冷却带风管计算4211.2.4缓冷抽热风管4211.2.5急冷风管4211.2.6快冷风管4311.2.7其他风
15、机选型4312 材料概算45后 记49参考文献50本科生毕业设计 前 言6前 言随着经济不断发展，人民生活水平的不断提高，陶瓷工业在人民生产、生活中都占有重要的地位。陶瓷的发展与窑炉的改革密切相关，一定结构特点的窑炉烧出一定品质的陶瓷。因此正确选择烧成窑炉是获得性能良好制品的关键。陶瓷窑炉可分为两种:一种是间歇式窑炉,比如梭式窑;另一种是连续式窑炉,比如辊道窑。辊道窑由于窑内温度场均匀，从而保证了产品质量，也为快烧提供了条件；而辊道窑中空、裸烧的方式使窑内传热速率与传热效率大，又保证了快烧的实现；而快烧又保证了产量，降低了能耗。产品单位能耗一般在 20003500 KJ/Kg ，而传统隧道窑则
16、高达 55009000 KJ/Kg 。所以，辊道窑是当前陶瓷工业中优质、高产、低消耗的先进窑型，在我国已得到越来越广泛的应用。烧成在陶瓷生产中是非常重要的一道工序。烧成过程严重影响着产品的质量，与此同时，烧成也由窑炉决定。抛光砖产品的形状，吸水率，抗压强度及存放滞变情况都受到窑炉烧成制度合理程度的影响。在烧成过程中，温度控制是最重要的关键。没有合理的烧成控制，产品质量和产量都会很低。要想得到稳定的产品质量和提高产量，首先要有符合产品的烧成制度。然后必须维持一定的窑内压力，压力是温度的保证，也是窑炉控制的保证。设计之前我已经将设计的基本情况确定，并进行了详尽的计算。当我在广东唯美陶瓷有限公司实习
17、的时候，有机会长期观察辊道窑的细节部分并进行思考。这样我对我设计的窑炉有了更多的理解，且对之前一些荒唐的想法予以了否定。于是我又开始重新设计，因为对窑炉的实物了解，我的设计更加合理化。带着对公司的窑炉一些不足之处的理解，我设计的窑炉也甄于完善。我设计的辊道窑是连续式窑。窑炉总长 64米，内宽 2.3米，烧成温度是1210摄氏度。燃料采用天然气。我设计的辊道窑，窑体趋向轻型化，烧成质量好，产量高，年产 80万。本科生毕业设计 1 设计任务书及原始资料71 设计任务书及原始资料一、设计任务：年产 80万抛光砖天然气辊道窑设计二、原始资料：1、产品规格 ：60060011 mm 密度:2300kg/
18、m 32、年工作日 ：330 天3、燃 料 ：天然气4、烧成合格率 ：97%5、坯体入窑水分 ： 1.3 %6、烧成周期：72 分钟7、烧成气氛：全氧化8、烧成温度：1210三、基本要求：1、认真思考，独立完成；2、编写详细设计说明书，含设计计算、材料概算等并要求应用计算机计算、处理和分析。说明书采用学院规定的统一格式，一律用 A4纸打印；3、绘制窑炉设计图纸，包括钢架结构、窑炉砌体、排烟通风系统、异形砖及燃烧器等；4、全部图纸要求上墨加黑并至少要有一张 AutaCAD制作的 1#图纸，要求视图关系正确、尺寸标注完整，图纸中阿拉伯数字和汉子的书写等必须符合相关国标；5、要求完成 2000300
19、0 字的英文文献调研报告和至少 2000个英文字符的毕业设计摘要。本科生毕业设计 2 窑体尺寸的确定82 窑体尺寸的确定2.1 进窑砖坯尺寸产品规格：60060011 mm产品宽度 600mm，考虑烧成收缩为 10%，则：666.67mm%1061烧 成 收 缩 率产 品 尺 寸坯 体 尺 寸2.2 排砖方法、内宽及内高的确定2.2.1 排砖方法及内宽根据产量，所用的燃料，窑内传热等因素，粗略确定内宽的尺寸，入窑坯体的尺寸为 666.67666.67，故暂定窑内宽 B = 2800 mm。坯体离窑墙内壁一般有 100200 mm 间隙，取 150 mm，则可排砖数为：最终确定并排 3片74.3
20、6.21508n所以，窑内宽=666.673+1502=2300 mm，最后定窑内宽为 2300 mm。2.2.2 内高内高为窑道内整个空间的高度，等于辊上高（辊道中心线至窑顶的距离）与辊下高（辊道中心线至窑底的距离）之和。内高必须合理，既能有利于产品换热满足烟气有足够的流动空间，又必须满足一定的烧成空间和冷却空间，所以，内高的确定有一定的原则，为了有利于热量的传递，三带的内高不应一样，烧成带和急冷、缓冷带由于温度较高，为了保证有足够的烧成空间和冷却空间。所以，内高可较其他两带稍高一些。取内高如下：标准砖：23011475mm。一般考虑耐火砖及轻质砖灰缝在 24mm，红砖在710mm，此次设计
21、考虑耐火砖灰缝取 3mm。预热带，缓冷带和快冷带孔砖上排 3层砖，孔砖下排 7层砖。烧成带和急冷带孔砖上排 5层，孔砖下排 7层。第 15 节和第 3032 节 第 6节第 29节本科生毕业设计 2 窑体尺寸的确定9辊上高 324 478mm辊下高 610 610mm总高 934 1088mm2.3 烧成制度的确定（1）温度制度：烧成周期:72min1各温度段的划分与升温速率2名称 温度/ 时间/min 升温速率/min-1长度比例/% 节数预热带 20950 27 32.59 37.5 12烧成带 9501210 13.5 19.26 18.75 6急冷带 1210950 4.5 -65 6.25 2缓冷段 950400 20.25 -27.16 28.125 9快冷段 40080 6.75 47.4 9.375 3累计 72 100 32 温度曲线图20, 95029, 40032, 800, 2018, 121016, 121012, 95002004006008001000120014000 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 节 数温 度（2）气氛制度：全窑氧化气氛（3）压力制度：预热带-8-4 Pa ，烧成带 8 Pa
