康凤萍梭式窑设计说明书

内容需要下载文档才能查看

华清学院 课程设计（论文）用纸

12m烧成氧化铝梭式窑设计计算说明书

专业班级：材料0804班

姓名学号：康凤萍 34号

指导老师：张颖

摘要

梭式窑是从传统的倒焰窑演变而来的，故而属于“间歇式”或“半连续式”窑型。由于梭式窑对所生产制品的适应性较强，能够非常方便的改变其烧成曲线等，在烧制小批量、高质量、高科技、高附加值的陶瓷产品以及实验室规模或试验规模陶瓷新产品的小试、中试等方面仍有一定的优势。本次设计的12m3烧成氧化铝陶瓷梭式窑，最高烧成温度为1750℃，内高1.1米，内宽2.204米，采用60度的拱中心角，窑体总长度为。4.2米。窑墙由三种耐火材料组成，从内到外分别为刚玉砖，泡沫氧化铝砖，红砖，厚度分别为348mm、232mm、348 mm。窑顶从内到外分别为刚玉砖、泡沫氧化铝砖、高炉渣，厚度分别为348mm、232mm、51mm。选用2个长为2.1米的窑车，设置2对先进的高速调温烧嘴，高速调温烧嘴布置在半窑车位处，在窑的高度方向上，高速烧嘴往往是设置在梭式窑的偏上部，这样的布置有利于窑内气体形成强烈的循环，窑门在窑体的一端设置，窑车在一端进，也在同一端出。

关键词：梭式窑 窑墙 窑顶 烧嘴 燃烧

设计要求：

1 每窑要求生产成品：5—150吨/窑

2 成品率：95%

3 装窑密度：1.2吨/立方米

4 窑容积系数：0.9

5 最高烧成温度：1750℃

6 燃烧的种类：重油

7 空气过剩系数：α=1.1

8 燃烧消耗量：160Kg／h

9 当地气象条件：夏季平均温度27°c，年平均大气压力96000Pa 3

第 1 页

内容需要下载文档才能查看

华清学院目录 课程设计（论文）用纸

1窑体结构及主要尺寸的设计计算 ..................................... 3

1.1梭式窑内高的确定 ............................................ 3

1.2梭式窑内宽的确定 ............................................ 3

1.3拱中心角的选择 .............................................. 3

1.4梭式窑总长度的确定 .......................................... 3

2窑体砌筑体的设计 ................................................. 4

2.1砌筑体材质的选择 ............................................ 4

2.1.1窑墙 .................................................. 4

2.1.2窑顶 .................................................. 5

2.1.3窑车 .................................................. 5

2.2砌筑体尺寸的确定 ............................................ 6

2.2.1窑墙尺寸的确定 ........................................ 6

2.2.2窑顶尺寸的确定 ........................................ 6

2.3膨胀缝 ...................................................... 7

2.4砖数砌量的确定 .............................................. 7

2.5加砂管 ...................................................... 7

3燃料燃烧计算及燃料设备的选择 ..................................... 8

3.1燃烧计算 .................................................... 8

3.2烧嘴的选型及布置设计计算 .................................... 9

4小结 ............................................................ 10

参考文献 .......................................................... 11

第 2 页

内容需要下载文档才能查看

华清学院课程设计（论文）用纸

梭式窑来源于传统的倒焰窑，在陶瓷领域以及耐火材料领域，尽管目前大规模工业化生产梭使用的窑炉是隧道窑以及更为先进的辊道窑，但是由于梭式窑对所烧成制品的适应性强，可以适应不同尺寸、不同形状、不同材质制品的烧成，且其窑内温度比较均匀，所以它特别适合于小批量、多品种产品的生产。下面将详细介绍本次设计的12m3 1750℃烧成氧化铝陶瓷梭式窑。

1窑体结构及主要尺寸的设计计算

1.1梭式窑内高的确定

梭式窑内高为窑车台面至窑顶的空间高度。根据材料所能允许的堆垛高度来确定窑的内高。对于烧成氧化铝陶瓷梭式窑来说，属于烧制高铝砖，根据规范，高铝砖窑内高为1.1-1.5米，考虑到窑高增加，上下温差加大，容易造成烧成质量不均匀，确定窑内高H=1.1米。

1.2梭式窑内宽的确定

梭式窑的内宽为窑内两侧窑墙之间的距离，现代梭式窑多采用扁宽型断面设计，窑的宽高比一般为B/H≈2,其中B为窑的内宽，所以先假设窑的内宽为2.2米。

1.3拱中心角的选择

梭式窑的窑顶有拱顶和平顶两种类型，耐火材料梭式窑，烧成温度高，多为拱顶窑。窑顶是用楔形砖砌筑，拱中心角太小，拱砖受力太大，在使用过程中还会产生下沉现象；反之，若拱中心角大，拱半径小，当受热时拱砖膨胀，拱会被挤起而产生开裂现象，同时拱过高，拱顶制品之间孔隙加大，增加上下温差。拱中心角一般在60度~180度之间，其中60度的拱中心角采用较多，本次设计选用60度的拱心角，查《热工课程设计指导书》附录1可准确确定拱顶尺寸：跨度B=2204 mm，半径R=2204 mm，矢高h=293 mm。

1.4梭式窑总长度的确定

由上可知，B=2.204 m，H=1.100 m，h=0.293 m，V=12 m3。

设F为窑横截面积：

1F=nπR2/360－×2.204×(2.204－0.293)+1.1×2.204=2.86㎡ 2

V由L=知， F

第 3 页

内容需要下载文档才能查看

华清学院V=12／2.86 =4.20m F

即确定梭式窑的总长度L=4.20m 课程设计（论文）用纸 L=

2窑体砌筑体的设计

2.1砌筑体材质的选择

最高烧成温度为1750℃。选择砌筑体要充份考虑砌筑体所处的工作环境，其中包括：

工作制度：窑炉因用途不同，工作温度相差很大，应区别选用不同品种或不同等级的制品砌筑。

温度应力：承受温度应力较大的窑炉或部位，应选择稳定性好的材料，特别是间歇操作的窑炉更应充分注意。。

承重荷载：承重荷载大的部位应选择强度大的砖，。轻质砖和硅藻土砖不能用于砌筑承重拱顶或拱角砖，也不能用于砌筑同刚结构立柱相接触的窑样。 在同温度下还要考虑材料的荷重软化点。

机械损伤：如是煅烧原料的坚窑和回转窑都要考虑材料的冲击和磨损。 化学侵蚀：不同种类的耐火制品砌筑接触时，要考虑它们之间的反应。 对整体来说，还要防止由于局部砌体过早损坏而导致停产。

2.1.1窑墙

窑墙要有一定的强度能承受荷重、支撑窑顶、耐高温、能保温，以维持窑内的煅烧温度减少散热损失，降低环境温度，一般窑墙都是由能承受温度的耐火材料，保温隔热材料，及外表面维护结构组成。设置三层窑墙，考虑到最高烧成温度和材料最高使用温度，而且窑墙要有一定强度承受荷重、支持窑顶，以及防止发生化学侵蚀。

设定窑内温度为1750℃，窑墙外表面温度为120℃，空气温度为20℃。窑墙由三种耐火材料组成，从内到外分别为刚玉砖，泡沫氧化铝砖，红砖。由附录7及附录8表中查到12M³1750℃烧成氧化铝陶瓷梭式窑承受温度的耐火材 第 4 页

内容需要下载文档才能查看

华清学院分别为： 课程设计（论文）用纸 料，保温隔热材料及外表面维护结构的材料、最高使用温度及相应的导热系数

刚玉砖（98%的氧化铝），最高使用温度1700~1800℃，导热系数2.90-0.58×10﹣³t ；

泡沫氧化铝砖，最高使用温度1500℃，导热系数~0.25 ；

红砖，最高使用温度600℃，导热系数0.7~1.2。

2.1.2窑顶

窑顶除要有一定的强度、耐热、保温性能的好坏，还要不漏气、质量轻，堆力小等要求。为了防止粉料在拱顶膨胀时掉到膨胀缝内，停窑时拱砖不能复原，以及不使窑顶密封，其上抹上一层50mm厚的耐火泥。窑顶上可铺上一层砖以便人行走。窑顶有三种材料组成，从内到外分别为刚玉砖、泡沫氧化铝砖、高炉渣。温降分别为1750℃、1500℃、600℃、120℃。由附录7及附录8表中查到12M³1750℃烧成氧化铝陶瓷梭式窑承受温度的耐火材料，保温隔热材料及外表面维护结构的材料、最高使用温度及相应的导热系数分别为：

刚玉砖（98%的氧化铝），最高使用温度1700~1800℃，导热系数2.90-0.58×10﹣³t ；

泡沫氧化铝砖，最高使用温度1500℃，导热系数~0.25 ；

50mm厚的耐火泥；

高炉矿渣，最高使用温度600℃，导热系数0.093+0.291×10﹣³t ；

一层红砖（63mm）。

2.1.3窑车

梭式窑的窑车运行轨道是由窑内轨道、窑外托车轨道、窑外停车轨道和装车轨道等组成。这次设计的梭式窑采用轻质窑车，另外由于梭式窑窑车的装载量也较轻，所以梭式窑的窑车轨道一般是采用轻轨。其上部是用耐火材料砌筑的车台面，下部是金属车架，窑车的台面在梭式窑内构成密封的窑底，窑车的 第 5 页