摘 要

本设计说明书是针对于本次毕业设计的日产12000m²釉面砖辊道窑所编撰。

本设计重视能够使辊道窑更加节能环保的结构和措施。为了降低全窑的热损失，从而减少单位产品的热耗，窑顶采用耐热钢穿轻型吊顶砖的吊顶结构，窑墙也都采用轻质耐火材料。所用燃料为0^#柴油，采用高速调温烧嘴对于制品进行裸烧来强化窑炉内部的传热，同时对于高速烧嘴进一步调节而使窑内温度更均匀以提高成品率，从而达到节能的目的。为了有效地利用高温废气的余热，在窑体前段采用集中排烟方式，对高温废气也加以利用。在缓冷段采用抽热空气的方式来冷却制品。全窑的控制采用计算机自动控制，这样既可以提高产品的成品率，又能够降低工作人员的劳动强度，从而降低生产成本。

设计的结果表明：上述的设计方法与措施切实可行。

本设计的特色：以陶瓷行业中的“绿色、环保、节能”生产方式为目标。在力求提高产品质量的同时，想方设法降低产品的热耗。

关键词：陶瓷；釉面砖；辊道窑；节能；环境保护

Abstract

This design instruction is written and compiled for a roller hearth kiln, whose produces glazed tiles with production capacity of 12,000 m²/d.

This design pays more emphases for kiln structure and technical measures, which make roller kiln more energy saving and with advantages of environmental protection. In order to decrease heat loss of roller kiln for decreasing heat consumption of products, the roller kiln is designed with the top layer structure of insulate firebrick hanged by heat-resisting steel frame as well as the wall structure of light refractory. In this design, 0^# diesel is used as fuel and high-speed burners which have temperature-adjusting performance are used to heat tile-body directly, for strengthening useful heat transfer in roller kiln. Further adjusting high-speed burners makes kiln-temperature distribution more uniform to get higher percentage of qualified tile products, so as to achieve the goal of energy conservation. In order to utilize waste heat of hot exhaust gases, draft port is designed to form concentrating flue-gas-draft mode in the front of roller kiln. In this design, hot flue gases are also utilized. In slow-cooling zone of the roller kiln, drafting hot air is designed to cool tile products. In this design, total roller kiln is design to be controlled by computer automatic controlling system, in order to increase percentage of qualified tile products, to decrease workers’ working strength and reduce production cost.

The results of this design show that above design methods and measures are feasible.

The characteristics of this design are shown as follows. It takes the ideology “green production, environmental protection, energy conservation” as task of production modes. While improving tile quality, all measures are taken to reduce heat consumption per unit product

Key word: porcelain；glazed tiles； roller kiln；energy conservation；environment protection

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

第2章 窑体主要尺寸的确定 2

2.1 进窑的砖坯尺寸 2

2.2 内宽的确定与排砖方法 2

2.3 内高的确定 2

2.4 烧成制度的确定 3

2.5 窑体长度及各带长度的确定 3

2.5.1 窑体长度的确定 3

2.5.2 各带长度的确定 4

2.5.3 辊道窑窑头的工作台长度与窑尾工作台长度计算 5

2.5.4 窑体总长度的确定 5

第3章 工作系统的确定 6

3.1 排烟系统 6

3.2 燃烧系统 6

3.2.1 烧嘴的设置 6

3.2.2 助燃系统 6

3.2.3 0^#柴油输送装置 6

3.3 冷却系统 7

3.3.1 急冷通风系统 7

3.3.2 缓冷通风系统 7

3.3.3 快冷通风系统 7

3.4 温度控制系统 8

3.4.1 热电偶的设置 8

3.4.2 温度仪表选型 8

3.5 传动系统 8

3.5.1 辊子的选择 8

3.5.2 传动装置 9

3.5.3 辊距的确定 9

3.5.4 辊子的联接形式 9

3.5.5 传动过程 10

3.6 窑体附属结构 10

3.6.1 事故处理孔 10

3.6.2 观察孔与测温孔 10

3.6.3 膨胀缝 10

3.6.4 下挡墙和上挡板 11

3.6.5 钢架结构 11

3.6.6 测压孔 11

第4章 窑体材料确定 11

4.1 窑体材料的确定原则 12

4.2 整个窑炉所用材料的汇总表 13

第5章 燃料及燃烧计算 14

5.1 空气量的计算 15

5.2 烟气量的计算 15

5.3 燃烧温度的计算 15

第6章 物料平衡计算 16

第7章 热平衡计算 17

7.1 预热带和烧成带的热平衡图 18

7.2 热收入项目的计算 18

7.2.1 坯体带入物理热Q₁的计算 18

7.2.2 燃料带入化学热以及物理热Q_f的计算 19

7.2.3 助燃空气带入物理热Q_a的计算 19

7.2.4 预热带漏入空气带入物理热Q_b的计算 19

7.3 热支出项目的计算 19

7.3.1 热制品带出物理热Q₂的计算 19

7.3.2 窑体散热量 Q₃的计算 19

7.3.3 相关物理化学过程耗热量Q₄的计算 22

7.3.4 烟气带走物理热Q_g的计算 23

7.3.5 其他热损失Q₅的计算 23

7.4 列出热平衡方程与求解过程 23

7.5 预热带与烧成带的热平衡表 23

7.6 冷却带的热平衡图 24

7.7 热收入项目的计算 25

7.7.1 制品带入物理热 Q₂的计算 25

7.7.2 冷却风带入物理热 Q₆的计算 25

7.8 热支出项目的计算 25

7.8.1 烧制品带出物理热Q₇的计算 25

7.8.2 热风抽出时带走物理热Q₈的计算 25

7.8.3 窑体散热量 Q₉的计算 25

7.8.4 由窑体缝隙处溢出空气带走物理热 Q₁₀的计算 27

7.9 列出热平衡方程 27

7.10 冷却带的热平衡表 28

第8章 管道尺寸与阻力计算以及风机选型 28

8.1 抽烟风机的管道尺寸与阻力计算 29

8.1.1 管道的尺寸 29

8.1.2 阻力损失的计算 29

8.1.3 风机的选型 31

8.2 其他系统管路尺寸的确定及其风机的选型 31

8.2.1 0^#柴油输送管道管径的计算 31

8.2.2 助燃风管的计算 31

8.2.3 雾化风管的计算 32

8.2.4 冷却带风管的计算 33

8.2.5 风机的选型 35

第9章 工程材料的概算 36

9.1 窑体材料的概算 37

9.1.1 轻质高铝砖的概算 37

9.1.2 高温轻质莫来石－高铝砖 37

9.1.3 硅藻土砖 37

9.1.4 硅酸铝保温板的概算 37

9.2 钢材的概算 38

9.2.1 方钢的概算 38

9.2.2 钢板的概算 38

9.2.3 角钢的概算 38

9.2.4 全窑所用钢材量的概算 38

评书 38

参考资料 40

致谢 41

绪 论

20世纪上半叶问世的辊道窑作为快速烧成、高效节能、自动化程度高和环保程度高的陶瓷烧成设备，目前在陶瓷工业中显示出巨大的优势。特别是随着新材料、新技术的不断涌现，窑炉水平的不断提高、窑炉制造技术不断改进，便大量出现了能耗很低、截面温度很均匀、烧成周期很短、温度控制很精确的全自动辊道窑。辊道窑能够实现陶瓷制品较为完美的烧成过程，使得广泛应用辊道窑的陶瓷行业（尤其是墙地砖、釉面砖等建筑陶瓷的生产、小型卫生陶瓷的生产以及日用陶瓷的生产）得到了突飞猛进的发展，人们从中获得了巨大的经济效益。目前一般只有大件卫生陶瓷，大规模生产的砖、瓦等结构型建筑材料，大规模生产的烧结型耐火材料，以及较大尺寸的其他坯件，才推荐使用隧道窑生产。

辊道窑最突出的特点是：采用由许多平行排列的、转动的辊子组成的辊道来代替窑车作为被烧制坯件的运载工具，坯件可直接放在辊道上（例如：面砖类），也可放在垫板上（例如：卫生陶瓷、日用陶瓷类）。隧道窑中的窑车消耗了很多热量，窑具消耗的热量也较多；而在辊道窑中，这些热量损失就可以大大降低。另外，辊道窑的中空结构、无匣钵的裸烧方式也使其内的传热速率和传热效率大大增加，这既有利于实现快烧，又能够有效降低烧成热耗。同时，辊道窑广泛采用轻质保温耐火材料也进一步降低了热损失。所以，在辊道窑中陶瓷产品的烧成热耗非常低。例如，一次烧成釉面砖的烧成热耗只有2000～ 3500kJ/kg-产品，而同样的产品在传统隧道窑中的烧成热耗却高达5500 ~ 9000kJ/kg-产品。

由于很容易控制，所以辊道窑的机械化和自动化程度很高。而且，因为所使用的燃料绝大多数为清洁燃料，因此辊道窑的环境污染程度低。辊道窑还有以下优点：占地面积小、结构简单，建造周期短。总之，现代化辊道窑的综合效益非常高，优质、高产、低消耗、低污染，其应用有利于社会的可持续发展^[1]。

本次毕业设计所设计辊道窑窑体的总长为160m，内宽为3.0m，烧成温度是1200℃。燃料采用0^#柴油。该辊道窑的全窑体都使用新型耐火材料，从而改善了窑炉的保温性能。所以，具有窑体轻型化、燃料清洁化、烧成质量好、产量高的特点，它的日产量为12000m²釉面砖。

参考有关文献^[2]，本次设计辊道窑所生产釉面砖的化学组成如表1.1所示。