年产840W10寸汤盘隧道窑设计文档格式.docx
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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。
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,/块3.10寸汤盘坯料组成SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2O+Na2O 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:
~共三周时间完成~确定窑体主要尺寸和结构、设计计算~绘图、图纸上墨~编写打印说明书 1、窑体主要尺寸的确定 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÷
=254÷
,坯体高度尺寸=产品尺寸÷
=。
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/cm3,最高使用温度1400℃。
棚板的尺寸为:
300×
10mm 支柱的尺寸为:
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15mm。
此确定窑车车面尺寸为:
长:
9+10×
8+15×
2=2810mm 宽:
8+10×
7+15×
2=2500mm 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. 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/=件/米窑长 L?
G?
?
24Dy?
K?
g =错误!
= 窑内容车数:
n=/=辆取n=27辆推车速度为:
27/16=车/小时有效窑长为27×
= 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 各带长度的确定 根据烧成曲线:
预热带长=/总烧成时间=×
76/16=因窑炉每节长度为2 米,故预热带取13节。
烧成带长=/总烧成时间=×
76/16=因窑炉每节长度为2米,故烧成带取8节。
冷却带长=/总烧成时间=×
76/16=因窑炉每节长度为2米,故预热带取17节。
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:
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:
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20---300300---600600---950950---13501350---13501350---800800---400400---800时间2 烧成阶段预热带预热带预热带烧成带烧成带冷却带(缓冷带)冷却带(快冷带)升温速率1902002309003001002130
5、工作系统的确定 排烟系统 为了更好的利用烟气的余热,采用分散排烟的方式。
在预热带1、2、3、5节箱体位近 窑车台面的窑墙上设10对排烟口,每节为2对,均以阶梯形布置,可以迫使烟气自上而下流动,使得制品受热均匀,各排烟支管汇总到排烟总管排烟机排出,一部分送干燥房,其余的从烟囱排入大气. 燃烧系统 此窑采用小功率多分布高速调温烧嘴的布置方式。
两侧垂直和水平交错排列,这样有利于均匀窑温和调节烧成曲线。
下部烧嘴喷火口对准装载制品的下部火道,上部烧嘴喷火口对准装载制品上方的部分。
烧嘴砖直接砌筑在窑墙上,采用刚玉莫来石材质。
烧嘴的具体布置情况为:
1~5节、10~15节只设置下部烧嘴17对,共34只;
16~20节设置下部烧嘴10对,上部烧嘴5对,共30只。
并在每个烧嘴的对侧窑墙上设置一个观火孔。
烧嘴总数为:
64只,助燃风全部为外界空气。
预热带带前部的部分烧嘴和烧成带上部烧嘴可能不开,为调节烧成曲线,增加产量留设备用。
冷却系统 制品在冷却带有晶体成长、转化的过程,并且冷却出窑,是整个烧成过程最后的一个环节。
从热交换的角度来看,冷却带实质上是一个余热回收设备,它利用制品在冷却过程中所放出的热量来加热空气,余热风可供干燥用,从而达到节能目的。
急冷段 采用直接向窑内吹入冷风的方式,在21节中间位置设置了一道急冷阻挡气幕,21-23节分上下两排设置了14对急冷风管,直接向窑内喷入冷风,并在24节设置了2对侧部抽热风口。
缓冷段 制品冷却到700~400℃范围时,是产生冷裂的危险区,应严格控制该段冷却降温速率。
为了达到缓冷的目的,本设计采用间壁冷却的形式,在25至30节设置3组中空墙来进行间壁冷却。
快冷段 在31节设置2对侧部抽热风口,在32-34节分上下两排设置12对快冷风管,气源为外 界空气。
并在顶部设置抽热口,抽热风机送至干燥室。
窑尾段 35节设置3对轴流风机,直接对窑内的制品进行冷却,以保证制品的出窑温度低于80℃。
传动系统 隧道窑内铺设轨道,轨道安放在钢架上的轨道垫板上,用螺丝联结并焊接。
窑车是制品运输的载体。
窑车底架槽钢、钢板等经螺丝联结、焊接而成。
在窑头和窑尾各有一手动拖车道,每拖车道上有一辆拖车。
窑外有一条手动回车线。
拖车轨道和窑内轨道和回车线轨道相连接,并在同一水平面上。
空窑车在回车线上装载制品,然后推到拖车上,将拖车推到窑头,再用顶车机将窑车推入窑内,窑车从窑尾出来经拖车道送至回车线,并在回车线卸载制品。
窑头装有油压顶车机。
根据设定好的推车速度,顶车机将窑车顶入窑内。
顶车速度可调。
拖车道和回车线轨道直接装在轨道垫板上。
在自动回车线上设置有一个窑车下检查坑道,深约米,其长宽尺寸约同窑车大小,用来检修运行不良的窑车。
在回车线前部和后部,各设置一道安全检查门,其断面尺寸和窑头断面、曲封尺寸一致。
检查门用多块薄钢板制作而成,用螺丝联结,可以调整其高度和宽度。
窑体附属结构事故处理孔 于窑车上棚架稳固,不容易发生倒窑事故。
即使发生窑内卡车或者其他事故,也可停窑,能够快速冷却下来,再进行处理,对生产影响不大。
因此该隧道窑不设置窑内车下检查坑道。
在窑炉第9节,21节布置了尺寸为500×
520的事故处理孔两对。
这样既简化了窑炉基础结构,减少了施工量和难度,又降低了成本,窑体保温也得到了明显的改善。
测温测压孔及观察孔 为严密监视及控制窑内温度制度,及时调节窑内温度制度,一般在窑顶及侧墙留设若干处测温孔,以安装热电偶。
具体位置应在温度曲线的关键点以及需要的地方,如氧化末段、晶型转变点等。
观察孔是为了观察烧嘴的情况,一般在烧嘴对侧窑墙上设置观察孔,为监控窑内压力制度,一般在预热带500℃、预热带烧成带交界处等设测压孔。
测温孔的间距一般为3-5米,高温段布置密集些,低温段布置相对稀疏。
本设计在窑体的第1节~11节,在第1节设置一处测温孔,接下来每隔一节设置一处测温孔,共5处测温孔;
在进入烧成带之后的第11节与15节各设置一处测温孔,第17、19、20节的窑顶和窑侧墙处设置测温孔,共8处测温孔;
第23,25,27,29,31节各设置一处测温孔,共5处测温孔。
在烧成曲线的关键点,如窑头、氧化末段、晶型转化点、成瓷段、急冷结束段等都有留设测温孔。
压力控制主要靠调节烟气、空气等流量来实现。
布置压力计于2、6、9、16、19、24、27车位中部,共7支。
为方便画图,图纸中没有表示出。
膨胀缝 第一道膨胀缝距窑头,然后每隔2米留设20mm左右的热膨胀缝,用含锆散棉填实。
全窑共设置了35道膨胀缝。
窑体加固钢架结构形式 以2米为一个模数单元节,全窑76米,共有38节。
窑体窑墙主体、窑顶和钢架组成,窑体材料外部钢架结构和内部耐火隔热材料衬体组成,砌筑部分,均采用轻质耐火隔热材料。
窑墙、窑顶和窑车衬体围成的空间形成窑炉隧道,制品在其中完成烧成过程。
每节钢架长度为2米,含钢架膨胀缝。
全窑共39个钢架结构,其高度、宽度随窑长方向会有所改变。
钢架主要轻质方钢管、等边角钢等构成,采用焊接工艺,并在焊接处除去焊渣、焊珠,并打磨光滑。
窑墙直接砌
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