年产840W10寸汤盘隧道窑设计

景德镇陶瓷学院

《窑炉课程设计》说明书

题目：年产840万件汤盘液化气隧道窑设计

学 号： 201110610212 姓 名： 宋楚洋 院 （系）： 材料与科学学院 专 业： 热能与动力工程 指导教师：

二○一四 年 11 月 15 日

1 前言

窑炉是陶瓷生产中最重要的烧成设备。我国陶瓷行业自古就有“生在成型，死在烧成”、“三分做，七分烧”及“陶瓷是火里求财”等行业谚语。我国陶瓷历史悠久，有事最早发明与使用瓷器的国家，所以也是创建窑炉最早的国家。从上溯万年前的野烧和西安半坡遗址发掘的远在五千年前就建造的穴窑；到距今两千五百年前的战国时代，南方就开始创建了依山而筑的龙窑，北方创建了半倒焰的馒头窑；至宋代，在山东、陕西等地，部分馒头窑已用煤作燃料；明代，在福建德化创建了阶级窑；明末清初，江西景德镇创建了景德镇窑。当时我国陶瓷窑炉与陶瓷生产技术远远领先于世界各国，生产的精美陶瓷也远销世界各地，享誉全球。

现在，随着经济的不断发展，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。

在日用瓷生产过程，烧成是非常重要的一道工序，烧成过程严重影响着产品的质量。隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备，以窑车为运载工具，具有生产质量稳定、产量大、消耗低的特点，最适合于工艺成熟批量生产的日用瓷。由于现在能源价格不断上涨，为了节约成本，更好的赢取经济利益，就需要窑炉在烧成过程中严格的控制温度制度、气氛制度，压力制度，提高生产效率及质量，便于更好的节约燃料，降低能量消耗。

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。最后，必须要维持适当的气氛。这些要求都应该遵循。

2设计任务书

材料学院 2014-11-03 专 业 学 生 姓 名 题 目 热能与动力工程 宋楚洋 班 级 指 导 教 师 2班 年产840万件10寸汤盘隧道窑设计 设计技术指标、参数或课题研究主要内容人： 1．年产量：980万件(年工作日330天，合格率90%). 2．产品规格：10寸，0.45kg/块 3．10寸汤盘坯料组成（%） SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O+Na2O I.L 69.20 19.96 0.87 0.49 0.88 3.12 5.48 4．入窑水分：〈3% 5．最高烧成温度：1350℃ 6．燃料：天然气 7．烧成曲线：自定 8．烧成周期：16小时 9．气氛：常温-1050℃ 氧化气氛 1050-1200℃ 还原气氛 1200-1350℃ 中性气氛 基本要求： 1．进一步了解窑炉设备的基本结构。 2．掌握窑炉设备的工作原理、工程制图方法和编制设计说明书的方法。 3．应用热工知识进行正确设计和计算。 4．设计过程要独立完成有一定的创新性。 5．提供设计图纸。 工作进度： 2014.11.3～2014.11.21 共三周时间完成 2014.11.3 ～11.9 确定窑体主要尺寸和结构、设计计算 2014.11.10～11.16 绘图、图纸上墨 2014.11.17～11.21 编写打印说明书

1、窑体主要尺寸的确定

3.1 装车方法

查资料得10寸汤盘的详细参数如下：

Ф254×20mm，450g。烧成收缩取8%，则: 坯体直径尺寸=产品尺寸÷（1-烧成收缩）=254÷（1-8%)=276（mm），坯体高度尺寸=产品尺寸÷（1-烧成收缩）=21.74（mm）。

因为用液化气为燃料，所以为减少窑内热量损失，提高热利用率，采用明焰裸烧 ，并结合装载制品10寸汤盘的重量大小，选定全耐火纤维不承重型结构窑车，棚板、支柱均为碳化硅材料，以降低蓄散热损失，考虑到全窑最高烧成温度为1350℃，选用碳化硅材料选用 SiC50%，体积密度 2.2g/cm3，最高使用温度 1400℃。

棚板的尺寸为：300×300×10 mm 支柱的尺寸为：50×50×100mm

在窑车的长度方向上设置9列棚板，宽度方向上设置8排棚板，在窑车高度方向上装10层。棚板间的间隙在长度方向上为10mm，在宽度方向上为10mm，棚板与车边间距为15 mm。

由此确定窑车车面尺寸为：长：300×9+ 10×8 + 15×2=2810mm 宽：300×8+ 10×7+ 15×2=2500mm

3.2窑内宽的确定

根据窑车和制品的尺寸，窑车车边距窑内墙取50mm，所以窑内宽B为2600mm.

3.3窑体长度的确定

窑车装载量为9×8×10=720件每车，故装窑密度为720/2.81=256.23件/米窑长

L?G??

24Dy?K?g =错误! =73.59m

窑内容车数：n=73.59/2.81=26.18辆 取n=27辆 推车速度为：27/16=1.69车/小时 有效窑长为27×2.81=75.87m

该窑采用钢架结构，全窑不设进车和出车室故全窑总长取76米，分为38个标准节，每节长2m

3.3.1各带长度的确定

根据烧成曲线：

预热带长=（预热时间×总长）/总烧成时间=5.4×76/16=25.65m 因窑炉每节长度为2

米，故预热带取13节。

烧成带长=（烧成时间×总长）/总烧成时间=3.3×76/16=15.675m 因窑炉每节长度为2米，故烧成带取8节。

冷却带长=（冷却时间×总长）/总烧成时间=7.3×76/16=33.675m 因窑炉每节长度为2米，故预热带取17节。

3.4窑体高的确定

窑车车架高225mm，窑车四周用260mm烧结的氧化铝纤维，中间填充硅酸铝纤维棉折叠块，棉块上铺1层含锆纤维毯。

为避免烧嘴喷出的高速火焰直接冲刷到局部制品上，影响火焰流动，造成较大温差，窑车台面与垫板间、上部制品与窑顶内表面之间都设有火焰通道，其高度（大于或等于烧嘴砖尺寸）：棚板下部通道取200mm，上部火焰通道取200mm。

并在料跺上方预留115mm插热电偶的空间，窑车上装制品的高度为(10+100)×10=1100mm，预热带、缓冷段、快冷段窑顶高250mm，烧成带与极冷段窑顶高460mm所以窑全高（轨面至窑顶）：预热带、缓冷段、快冷段为：485+400+1110+115+230+20=2350mm。烧成带和急冷段加两块通用砖65×2+2×2=134mm故烧成带、急冷段窑高为：485+400+1100+115+460+134=2694mm。

4、烧成制度的确定

根据制品的化学组成、形状、尺寸、线收缩率及其他一些性能要求，制订烧成制度曲线

如下：

表2-1 温度制度 温度（C） 20---300 300---600 600---950 950---1350 1350---1350 1350---800 800---400 400---80 0时间（h） 1.5 2 1.9 2.5 0.8 1.8 4.0 1.5 烧成阶段 预热带 预热带 预热带 烧成带 烧成带（高火保温) 冷却带(急冷带） 冷却带(缓冷带） 冷却带(快冷带） 升（降）温速率（C/h） 190 200 230 90 0 300 100 213 0

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