成都理工大學
窯爐設計說明書
題目：設計一條年產衛生陶瓷10萬大件的隧道窯
學號： 200802040315
姓名： 趙禮
學院：材料科學與工程學院
班級： 08級材料(三)班
指導教師： 葉巧明劉菁
目錄一、前言
二、設計任務與原始資料
三、燒成制度的確定
四、窯體主要尺寸的確定
五、工作系統的安排
六、窯體材料以及厚度的確定
七、燃料燃燒計算
八、加熱帶熱平衡計算
九、冷卻帶熱平衡計算
十、燒嘴的選用級燃燒室的計算
十一、煙道和管道計算，阻力計算和風機選型
十二、後記
十三、參考文獻
一、 前言
隨著經濟不斷發展，人民生活水平的不斷提高，陶瓷工業在人民生產、生活中都占有重要的地位。陶瓷的發展與窯爐的改革密切相關，一定結構特點的窯爐燒出一定品質的陶瓷。因此正確選擇燒成窯爐是獲得效能良好製品的關鍵。
陶瓷窯爐可分為兩種:一種是間歇式窯爐,比如梭式窯;另一種是連續式窯爐,比如隧道窯。隧道窯由於窯內溫度場均勻，從而保證了產品質量，也為快燒提供了條件；而隧道窯中空、裸燒的方式使窯內傳熱速率與傳熱效率大，又保證了快燒的實現；而快燒又保證了產量，降低了能耗。
所以，隧道窯是當前陶瓷工業中優質、高產、低消耗的先進窯型，在我國已得到越來越廣泛的應用。
燒成在陶瓷生產中是非常重要的一道工序。燒成過程嚴重影響著產品的質量，與此同時，燒成也由窯爐的窯型決定。
在燒成過程中，溫度控制是最重要的關鍵。沒有合理的燒成控制，產品質量和產量都會很低。要想得到穩定的產品質量和提高產量，首先要有符合產品的燒成制度。
然後必須維持一定的窯內壓力。最後，必須要維持適當的氣氛。這些要求都應該遵循。
二、 設計任務與原始資料
1、 課程設計題目
設計一條年產衛生陶瓷10萬大件的隧道窯
2、 課程設計原始資料
（1）、年產量：10萬大件/年；
（2）、產品規格：400*200*200mm,幹製品平均質量10kg/件;
（3）、年工作日：340天/年;
（4）、成品率：90%；
（5）、燃料種類：天然氣，熱值qd=36000kj/bm3;
（6）、製品入窯水分：2.0%；
（7）、燒成曲線：
20~~970℃， 9h；
970~~1280℃， 4h；
1280℃， 保溫 1h；
1280~~80℃， 14h；
最高燒成溫度1280℃，燒成週期28h。
3、 課程設計要求
（1）、課程設計嚴格按照《成都理工大學課程設計（學年**）工作管理辦法》進行規範管理；
（2）、要求提交窯爐設計說明書乙份，設計圖二張（隧道窯剖面圖及隧道窯工作系統圖）；
（3）、要求計算正確，設計合理，文圖相符，課程設計報告≥（含資料表、插圖）；
（4）、採用學校規定的「成都理工大學學生的撰文專用稿紙」，參照學校規定的畢業設計（**）撰寫格式要求（含資料表、插圖），撰寫或編排列印課程設計；參照學校規定的畢業設計（**）裝訂結構，課程設計報告、圖紙等一併裝入學校規定的「成都理工大學學生專為資料袋」。
三、燒成制度的確定
1、 溫度制度的確定
根據製品的化學組成、形狀、尺寸、線收縮率及其他一些效能要求，制訂燒成制度如下：
20~~970℃， 9h；預熱帶
970~~1280℃， 4h；燒成帶
1280℃， 保溫 1h；保溫階段
1280~~80℃， 14h；冷卻帶
燒成週期:28小時
2、窯型選擇
衛生瓷是大件產品，採用普通窯車隧道窯。由於考慮到燃料為城市煤氣，經過淨化處理，不會汙染製品。若再從窯的結構上加以考慮，避免火焰直接衝劇製品，所以採用明焰露襲的形式(製品不襲匣缽)，既能保證產品質量，有增加了產量，降低了燃料消耗，改善了工人的操作條件，並降低了窯的造價，是合理的。
四、窯體主要尺寸的確定
1、窯主要尺寸的確定。
為使裝車方便，並使窯內溫度均勻，快速燒成，採用單層裝車的辦法，即窯車上只放一層製品。根據幾種裝車方法確定：窯車長×寬＝1500×870mm，平均每車裝製品9件／車，幹製品的平均質量為每件10kg，則每車裝載量為90kg/車。
100000×28÷340÷24÷（0.9×9÷1.5）
63.5 m
窯內容車數：n=63.5/1.5=42.3輛取42輛
則窯車有效長度為：42×1.5=63m
2、窯體各帶長度的確定
預熱帶長ly=（預熱時間/總燒成時間）×總長=9/28×63=20.25m
燒成帶長ls=（燒成時間/總燒成時間）×總長=5/28×63=11.25m
冷卻帶長lv=（冷卻時間/總燒成時間）×總長=14/28×63=31.5m
設進車室2m，出車室2m，則窯總長為63十2十2＝67m。
窯內寬b根據窯車和製品的尺寸取800mm。窯內側牆高(窯車掛9z面至拱腳)根據製品最大尺寸(並留有空隙)定為500m m。拱心角口取60。
，則拱高j＝0．136b＝0．134×800＝107m m
軌面至窯車襯磚面高660mm。為避免火焰直接衝擊製品，窯車上設300mm高之通道(由40mm厚耐火粕土板及耐火粘土磚柱組成)。見圖1—44剖面6—6。
側牆總高為(軌面至拱腳)h＝500十300十40十660＝1500m m
窯內容車數42輛
推車時間28×60/42=40min/車
小時推車數60/40=1.5 車/h
五、工作系統的安排
在預熱帶2—10號車位設9對排煙口，每車位一對。煙氣通過各徘煙口到窯牆內的水平煙道，由5號車位的垂直煙道經窯頂金後管道至徘煙帆，然後由鐵皮煙囪排至大氣。排煙機及鐵皮煙囪皆設於預熱帶窯頂的平台。
在1號、3號、6號車位有三運氣幕。其中1號車位氣幕為封閉氣幕，窯頂和側培皆開孔，氣體噴出方向與窯內氣流成90。聲。3號和6號車位為擾動氣幕，氣體
由窯頂噴出，方向與窯內氣流成150。角。用作氣幕的氣體從冷卻帶的間接冷卻部位抽出。
在燒成帶14／15號一2l／22號車位設7對攜燒室，不等距分布，兩測相對排列。
助燃空氣不預熱，由助燃風機直接抽車間冷空氣，並採用環形供風方式，各燒最前壓力基本相同。
冷卻帶在24—28號車位處，有7m長的間壁急冷段，由側路上的小孔直接吸人車間冷空氣，冷卻氣體流動方向與窯車前進方向相同(順流)。從換熱觀點，逆流冷卻效率高，但磚砌體易漏風，逆流漏進的冷風和700℃左右的產品接觸，易急冷至更低溫度，達到sio2晶形轉化溫度而使產品開裂。所以要採用順流。
該處窯頂自23—28號車位有8m長的二層拱間接冷卻，冷空氣亦由窯頂孔洞處自車間吸入。由間壁、二層拱抽出來的熱空氣經窯頂上金屬管道送往預熱帶作氣幕。這裡只作為計算例題，實際上該段應採用直接風急冷或直接、間接相結合，將丙層拱抽來的熱氣再噴入窯內作急冷，可防止大件產品炸裂。
自30—38號車位設9對熱風抽出口，每車位一對。熱空氣經過窯牆內的水平熱風通道，於：3號車位處用金屆管道由熱風機拍送乾燥。
窯後4：號車位處，由冷卻風機自窯頂和側牆集中鼓入冷卻空氣。 車下自14—34號車位，每隔3m設乙個冷卻風進風口，由車下冷卻風機分散鼓風冷卻，並於5號車他處由排姻機排走。
燒成帶前後，即13號、24號車位處，設兩對事故處理口。
全窯天銘交沈道。
六、窯體材料以及厚度的確定
根據上述原則，確定窯體的材料及厚度如表1—7。材料及厚度確定忘可進行材料的蘸算。計算方法同田(1--1)、 (1--2)，逐段逐層的計算。確定全窯的材料消耗量。
七、燃料燃燒計算
1、燃燒所需空氣量
該窯用天然氣，其熱值qd=36000kj/bm3;
隧道窯設計說明書
2 設計任務書 3 原始資料 3.1坯料組成 sio2 al2o3 cao mgo feo k2o na2o tio2 灼失 65.7 20.04 0.32 0.23 0.34 3.12 0.20 4.9 4.8 3.2 線收縮率 線收縮率為11 3.3 燒成週期 燒成週期為17小時，可調 3.4 ...
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