年產(chǎn)32萬噸耐酸磚輥道窯設(shè)計方案說明

年產(chǎn)32萬噸輥道窯設(shè)計湖南科技大學無機非金屬材料工程專業(yè)高溫設(shè)備課程設(shè)計年產(chǎn)32萬噸耐酸磚輥道窯設(shè)計說明書 姓名苗瑛瑛學號1106060129 指導老師肖秋國設(shè)計時間2014年05月26日

目

錄設(shè)計任務(wù)書41、原始資料收集52

、窯體主要尺寸的確定52.1

進窯磚坯尺寸52.2

內(nèi)寬的確定與排磚方法52.3

內(nèi)高的確定62.4

燒成制度的確定62.5

窯長及各帶長的確定73、窯體材料的確定83.1

窯體材料確定原則83.2整個窯爐的材料表84、

燃料及燃燒計算94.1所取燃氣組成94.2

煙氣量計算104.3煙氣組成及密度計算104.4燃燒溫度計算104.5燃料需求量計算105、

熱平衡計算115.1預(yù)熱帶及燒成帶熱平衡計算115.2

冷卻帶平衡計算156

傳動系統(tǒng)186.1

輥棒的選擇186.2

傳動裝置186.3

輥距的確定186.4

輥棒的聯(lián)接形式196.5

傳動過程197

窯體附屬結(jié)構(gòu)197.1

事故處理孔197.2

觀察孔與測溫口197.3

膨脹縫207.4

下?lián)鯄蜕蠙n板207.5

鋼架結(jié)構(gòu)207.6

測壓孔20設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)：年產(chǎn)32萬噸耐酸磚輥道窯設(shè)計給定資料數(shù)據(jù)：一、耐酸磚及備選原料化學成分（wt%）:燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O吸附水耐酸磚0.4469.822.40.490.820.122.700.941明砂土13.12-3.244.69+3.234.010.990.400.243.410.944馬跡泥13.7640.4233.620.310.400.080.420.824東湖泥6.9672.8016.470.401.280.201.080.404長石063.26+3.221.19-3.20.480.130.1313.211.22二、產(chǎn)品規(guī)格:200×200×10(㎜)，密度：2.4三、年工作日：300天

四、

燃料：焦爐煤氣燃氣組成單位：%volH2CH4COC2H4O2N2CO2H2O合計46~6020~246~82~30.3~0.74~102.4~32~2.4100能耗范圍：16.00~16.40kg標煤/m2陶瓷板或290~310kg標煤/噸陶瓷材料五、

坯入窯含水量：≤1﹪

六、最高燒成溫度：1220℃

七、燒成合格率：90%

八、燃料：焦爐煤氣，熱值16000kJ/m3。九、燒成制度：

（1）

溫度制度：燒成周期48分鐘（2）

氣氛制度：全氧化氣氛

（3）

壓力制度：預(yù)熱帶負壓操作-40~-24Pa，燒成帶微正壓＜8Pa,冷卻帶正壓1、原始資料收集隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，陶瓷工業(yè)在人民生產(chǎn)、生活中都占有重要的地位。陶瓷的發(fā)展與窯爐的改革密切相關(guān)，一定結(jié)構(gòu)特點的窯爐燒出一定品質(zhì)的陶瓷。因此正確選擇燒成窯爐是獲得性能良好制品的關(guān)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(xù)式窯爐,比如輥道窯。輥道窯由于窯內(nèi)溫度場均勻，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量，也為快燒提供了條件；而輥道窯中空、裸燒的方式使窯內(nèi)傳熱速率與傳熱效率大，又保證了快燒實現(xiàn)；而快燒又保證了產(chǎn)量，降低了能耗。產(chǎn)品單位能耗一般在2000～3400

KJ/Kg

，而傳統(tǒng)隧道窯則高達4400～9000

KJ/Kg

。所以，輥道窯是當前陶瓷工業(yè)中優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的先進窯型，在我國

已得到越來越廣泛的應(yīng)用。燒成在陶瓷生產(chǎn)中是非常重要的一道工序。燒成過程嚴重影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，與此

同時，燒成也由窯爐決定。在燒成過程中，溫度控制是最重要的關(guān)鍵。沒有合理的燒成控制，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都會很低。要想得到穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和提高產(chǎn)量，首先要有符合產(chǎn)品的燒成制度。然后必須維持一定的窯內(nèi)壓力。最后，必須要維持適當?shù)臍夥?。這些要求都應(yīng)該遵循。我設(shè)計的窯爐是連續(xù)式窯爐，窯爐總長32820mm，內(nèi)寬2170mm，燃料采用焦爐煤氣，窯體趨向輕型化，燃料清潔化，燒成質(zhì)量好，年產(chǎn)320000平方米，全窯采用新型耐火材料，改善了窯爐的保溫性。2、窯內(nèi)主要尺寸確定2.1

進窯磚坯尺寸

產(chǎn)品規(guī)格：200×200×10

mm產(chǎn)品寬度200mm，考慮燒成收縮為10%,則：坯體尺寸=產(chǎn)品尺寸÷（1-燒成收縮）=200÷（1-10%）=222.22mm2.2

內(nèi)寬的確定與排磚方法

由于現(xiàn)在的輥棒等材料性能的提高，且輥道窯大多采用吊頂結(jié)構(gòu)，所以此次設(shè)計成寬體輥道窯。再根據(jù)產(chǎn)量，所用的燃料（焦爐煤氣）等因素，所以暫定窯內(nèi)寬B

=2000mm

。而坯體離窯墻內(nèi)壁一般有100～200

mm

間隙，取140

mm。根據(jù)了解，橫向的坯體是緊貼在一起，并沒有留間隙。所以內(nèi)寬等于磚坯尺寸×每排片數(shù)＋磚坯離窯內(nèi)壁的間距。

則可排磚數(shù)為：n=(2000-2×140)÷222.22=7.74片,

故確定并排8片，則窯內(nèi)寬

B=222.22×8+140×2=2057.76

㎜

最后定窯內(nèi)寬為

2060mm。

2.3

內(nèi)高的確定

輥道窯的內(nèi)高被輥子分隔成輥上高和輥下高兩部分。對于輥上高的設(shè)置，要考慮以下四個方面：損壞的坯體能否順利從輥棒之間掉下去，燒嘴的設(shè)置也要有一定的高度，氣體與坯體之間的換熱強度，氣流通暢與燃燒空間。而對于輥下高的設(shè)置而言，主要是損壞的坯體能否順利從輥棒之間掉下去即保證處理事故的方便。從傳熱角度來講，燒成帶以輻射為主，所以氣體厚度要大點，內(nèi)高稍高些。而預(yù)熱帶以對流換熱為主，所以內(nèi)高比燒成帶低，使得橫截面減小，流速加快，提高對流換熱強度。輥上高應(yīng)大于制品高度，但對大件瓷品，則輥上高應(yīng)比輥半徑，墊板厚度，以及最大制品高度之和稍大。滾下高則主要時保證處理事故的方便，從理論上講對焙燒建筑瓷磚的輥道窯下高最好應(yīng)大于磚對角線的長度，但對于大制品按此計算會造成內(nèi)高太大，即增大了窯墻散熱，也不利于窯內(nèi)傳熱，由于制品從輥上掉下，一般都發(fā)生了破損大件尤其如此，尺寸都比都比整磚小了，故根據(jù)各地輥道窯實際情況來看輥下高只要大于或等于制品長邊就足夠。再結(jié)合其他三方面，內(nèi)高的設(shè)置如下（單位：mm）：窯前帶、預(yù)熱帶燒成帶冷卻帶輥上高400600600輥下高400400400內(nèi)總高80010001000（單位mm)2.4

燒成制度的確定

（1）

溫度制度：

考慮到入窯水分比較低，可以快速升溫而不會使坯體炸裂。燒成周期:48

min各溫度段的劃分與升溫速率如下：溫度/℃時間/min升溫速率/℃·min-1長度比例/%窯前、預(yù)熱帶20～50016

3045燒成帶500～1250

12

62.5

18.3

保溫帶125030

12冷卻帶

1250～100

17

67.636.7累計48100

（2）

氣氛制度：全窯氧化氣氛

（3）

壓力制度：預(yù)熱帶-14～-10

Pa

，燒成帶

<

8

Pa2.5窯長及各帶長的確定

現(xiàn)在窯爐已經(jīng)向?qū)掦w化、自動化、輕型化發(fā)展，已經(jīng)有長300多米的寬體窯。其主要原因是現(xiàn)在的輥棒的質(zhì)量的提高，還有各種材料的飛速發(fā)展。2.5.1

窯長（m)=窯容量（m2/每窯）/裝窯密度（m2/每米窯長）窯容量(m2/每窯）=年產(chǎn)量（m2/a)*燒成周期（h)/年工作日*24*產(chǎn)品合格率裝窯密度（m2/每米窯長）=每米排數(shù)*每排片數(shù)*每片磚面積窯容量=320000*(48/60)/(300*24*90%)=39.51(m2/每窯）裝窯密度=1000/(200+56)*8*0.2*0.2=1.25（m2/每米窯長）故窯長=39.51/1.25=31.608m，取32m。此次采用裝配式，由若干節(jié)聯(lián)結(jié)而成。由于制品的尺寸是200×200×10㎜，且輥棒在高溫的時候會有一些變形?？紤]這些因素，設(shè)計棍棒中心間距為100㎜。設(shè)計每節(jié)20根棍棒，即每節(jié)長2000㎜，節(jié)與節(jié)聯(lián)接的長度為8㎜。則節(jié)數(shù)=32000/(2000+8)=15.94節(jié)，取16節(jié)。因而窯長度為：L=2008*16-8=32120m.2.5.2

各帶長的確定對于冷卻帶各段的設(shè)置：剛剛進入急冷階段時，坯體仍處于熔融的塑性狀態(tài)，不容易產(chǎn)生應(yīng)力，可以急冷而不開裂，因為高溫下的應(yīng)力大部分被液相的彈性和流動性所償。該階段要控制好溫度。

據(jù)燒成曲線中溫度的劃分，各段長度：

窯前、預(yù)熱帶：32120*45%=14454mm

取7節(jié)

長度=14056

mm

燒成帶：32120*18.3%=5877.96

mm

取2節(jié)

長度=4016mm保溫帶：32120*12%=3854.4mm取2節(jié)長度=4016mm冷卻帶：32120*36.7%=11788.04mm

取5節(jié)

長度=10040mm

2.5.3

窯頭工作臺是制品進窯燒成的必經(jīng)之路，也是使制品整齊有序進窯的停留之處。窯頭工作臺不宜太長，只要能滿足要求即可，根據(jù)經(jīng)驗取值為3.3米。窯尾工作臺是燒成后的產(chǎn)品從窯內(nèi)出來，再經(jīng)人工檢驗產(chǎn)品的部位。由于出窯產(chǎn)品溫度一般高達80℃，所以窯尾的工作臺不宜太短，目的是使制品有足夠的時間冷卻，根據(jù)經(jīng)驗取值為4.4米。，

2.5.4

窯體總長度＝32120＋3300＋4400＝39820

mm3

窯體材料確定

整個窯體由金屬支架支撐。窯體材料要用耐火材料和隔熱材料。

3.1

窯體材料確定原則

耐火材料必須具有一定的強度和耐火性能以便保證燒到高溫窯體不會出現(xiàn)故障。隔熱材料的積散熱要小，材質(zhì)要輕，隔熱性能要好，節(jié)約燃料。而且還要考慮到廉價的材料問題，在達到要求之內(nèi)盡量選用價廉的材料以減少投資。窯體材料厚度的確定原則：

（1）、為了砌筑方便的外形整齊，窯墻厚度變化不要太多。（2）、材料的厚度應(yīng)為磚長或磚寬的整數(shù)倍；墻高則為磚厚的整數(shù)倍，盡量少砍磚。（3）、厚度應(yīng)保證強度和耐火度。

總之，窯體材料及厚度的確定在遵循以上原則得計出上，還要考慮散熱少，投資少，使用壽命長等因素。3.2整個窯爐的材料表窯體材料的選擇名稱材質(zhì)使用溫度導熱系數(shù)厚度1—7節(jié)，12—16節(jié)窯頂耐火層輕質(zhì)粘土磚11500.35230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.1390窯墻耐火層輕質(zhì)粘土磚11500.35230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.13130窯底耐火層輕質(zhì)粘土磚11500.35130隔熱層硅藻土磚1000以下0.1+0.000228t1958—11節(jié)窯頂耐火層輕質(zhì)高粘磚14000.45230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.13130窯墻耐火層輕質(zhì)高粘磚14000.45230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.13130窯底耐火層輕質(zhì)高粘磚14000.45230隔熱層硅藻土磚1000以下0.1+0.000228t1954

燃料及燃燒計算

A、根據(jù)《熱工過程與設(shè)備》相關(guān)資料查得，焦爐煤氣熱量在15470~16720（kj/m3),在本設(shè)計中取熱值16000kj/m3，主要成分氫氣、甲烷。

B、焦爐煤氣作為燃料有如下幾個特點：

（1）煉焦副產(chǎn)物，其中含有較多的氫和碳氫化合物，其熱值較高（2）由于氫的燃燒速度比較快，故燃燒產(chǎn)生的火焰短，火力集中。4.1

所取燃氣組成：H2CH4COC2H4O2N2CO2H2O合計572172.50.572.82.2100

理論空氣量計算：L0=4.762(1/2H2+2CH4+1/2CO+3C2H4-O2)/100=3.88m3/m3取空氣過剩系數(shù)1.15，實際空氣量：La=aL0=4.46m3/m34.2

煙氣量計算

理論煙氣量計算：V0=（CO+H2+3CH4+4C2H4+CO2+H2O+N2)/100+0.79L0=4.56m3/m煤氣實際煙氣量計算：Va=V0+(a-1)L0=5.14m3/m34.3煙氣組成及密度計算：煙氣組成：CO2%=[(CO+CH4+2C2H4+CO2)/(100*Va)]*100%=6.95%H2O%=[(H2+2CH4+2C2H4+H2O)/(100*Va)]*100%=20.66%N2%=[(N2/100+0.79La)/Va]*100%=69.91%O2%=[0.21(a-1)L0/Va]*100%=2.38%標態(tài)煙氣密度：Ρ=(44CO2+18H2O+28N2+32O2)/(22.4*100)=1.21kg/m34.4燃燒溫度計算理論燃燒溫度：t=(QDW+V0c0t0+cftf)/VaC低位熱值：QDW=10806*0.57+12648*0.07+35960*0.21+59813*0.025=16091KJ/m3現(xiàn)設(shè)t=1900℃，查表，在2000℃時煙氣比熱為C=1.654KJ/m3.℃在室溫20℃的空氣比熱為：Ca=1.30KJ/m3.℃煤氣比熱為；Cf=1.55KJ/m3.℃代入公式，可求得理論燃燒溫度：t=（16091+4.56×1.30×20+1.55×20）/(5.14×1.654)=1897℃求得的t為1897℃，所以最初假設(shè)的1900℃的相對誤差為：（1900-1897）/1897=0.158％小于5%，所設(shè)合理。取高溫系數(shù)η=0.80。則實際燃燒溫度為0.80×1897=1518℃，比燒成溫度1250℃高出268℃，認為合理且多余熱量可用于磚胚預(yù)熱.4.5燃料需求量計算燃料焦爐煤氣熱值為：Q1=16000kJ/m3，輥道窯熱耗為：Q2=7000kJ/kg，則：V=320000×107×7000/16000=1.4×1012m3.5熱平衡計算熱平衡計算包括預(yù)熱帶、燒成帶熱平衡和冷卻帶熱平衡計算，預(yù)熱帶熱平衡計算的目的在于求出燃料消耗量，冷卻帶熱平衡計算，目的在于計算出冷空氣鼓入量和熱風抽出量。另外，通過熱平衡計算可以看出窯爐的工作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面是否合理，哪項消耗最大，能否采取改進措施。5.1預(yù)熱帶及燒成帶熱平衡計算5.1.1計算基準：（時間基準：1min；溫度基準：0℃）5.1.2熱平衡示意框圖如下：預(yù)熱帶及燒成帶熱平衡示意圖Q1——坯體帶入顯熱；Qa——助燃空氣帶入空氣顯熱；Qa’——漏入空氣帶入顯熱；Qf——燃料空氣帶入化學熱及顯熱；Q2——產(chǎn)品帶出顯熱；Q3——墻、頂、底散熱；Q4——物化反應(yīng)耗熱；Q5——其他熱損失；Qg——廢氣帶走顯熱5.1.35.1.3.1坯體帶入顯熱Q取燒成灼減5%每小時入窯干制品質(zhì)量G1=[320000/（300*24*90%）]*[（10*2.4）]/95%=1248（Kg/h）入窯制品含自由水1%，濕制品質(zhì)量G2=1248/（1-1%）=1261（Kg/h）制品入窯第4節(jié)溫度t1=250℃，入窯制品比熱容c1=0.84+26*10-5*250=0.905(KJ/Kg.℃)故：Q1=G1c1t1=1261*0.905*250=285075KJ/h5.1.3.2燃料帶入化學熱及顯熱Q焦爐煤氣低熱值QDW=16000KJ/m3入窯焦爐煤氣溫度tf=20℃，20℃時焦爐煤氣比熱容cf=1.32KJ/(m3.℃)設(shè)焦爐煤氣消耗量為xm3/h故：Qf=x（QDW+cftf）=x（16000+1.32*20）=16026.4x（KJ/h）5.1.3.3助燃空氣帶入顯熱Q助燃空氣溫度ta=20℃，20℃時空氣比熱容ca=1.30KJ/(m3.℃)助燃空氣實際總量Va，總=Va.x=5.14x（m3/h）故：Qa=Va，總cata=5.14x*1.3*20=133.64x（KJ/h）5.1.1.4預(yù)熱帶漏入空氣帶入顯熱Qa取預(yù)熱帶空氣過剩系數(shù)ɑg=2.0，漏入空氣溫度ta=20℃，ca=1.3漏入空氣總量Va=x（ɑg-a）.Va0=x（2.0-1.15）*3.88=3.298x（KJ/h）故：Qa’=Vacata=3.298x*1.3*20=85.746x（KJ/h）5.1.45.1.4.1產(chǎn)品帶出顯熱Q燒成產(chǎn)品質(zhì)量G3=G1.90%=1248*90%=1123.2（Kg/h）制品出燒成帶（第12節(jié)）溫度t2=1250℃制品平均比熱容2=0.84+26*10-5*1250=1.165[KJ/(Kg.℃)]故：Q2=G3c2t2=1123.2*1.165*1250=1635660（KJ/h）5.1.4①窯前、預(yù)熱帶（1～7節(jié)）：該段溫度范圍為20～500℃，窯外壁表面平均溫度40℃，窯內(nèi)壁平均溫度260℃a窯頂：輕質(zhì)粘土磚導熱系數(shù)λ磚=0.35W/（m.℃），厚度б1=230mm硅酸鋁耐火纖維束導熱系數(shù)λ硅=0.13W/（m.℃），厚度б2=90mm熱流q=（260-40）/（0.23/0.35+0.09/0.13）=162.96（W/m2）窯頂散熱面積A頂=2.06*2.008*7＝28.955m2故：Q頂=162.96*28.955*3.6=16986.62（KJ/h）b窯墻：輕質(zhì)粘土磚導熱系數(shù)λ磚=0.35W/（m.℃），厚度б1=230mm硅酸鋁耐火纖維束導熱系數(shù)λ硅=0.13W/（m.℃），厚度б2=130mm熱流q=（260-40）/（0.23/0.35+0.13/0.13）=147.86（W/m2）一側(cè)窯墻散熱面積A墻=0.8*2.008*7=11.24m2故：二側(cè)窯墻散熱量Q墻=2*147.86*11.24*3.6=11966.01（KJ/h）c窯底：在窯下面與干燥器間裝有100mm厚耐火纖維起保溫作用。輕質(zhì)粘土磚導熱系數(shù)λ磚=0.35W/（m.℃），厚度б1=130mm硅藻土磚導熱系數(shù)λ硅=0.159W/（m.℃），厚度б2=195mm熱流q=（260-40）/（0.13/0.35+0.195/0.159）=150（W/m2）窯底散熱面積A底=28.955m2故：Q底=150*28.955*3.6=15635.7（KJ/h）②燒成帶（8～11節(jié)）：該段溫度范圍為500～1250℃，窯外壁表面平均溫度80℃，窯內(nèi)壁平均溫度875℃a窯頂：輕質(zhì)高粘磚導熱系數(shù)λ磚=0.45W/（m.℃），厚度б1=230mm硅酸鋁耐火纖維束導熱系數(shù)λ硅=0.13W/（m.℃），厚度б2=130mm熱流q=（875-80）/（0.23/0.45+0.13/0.13）=526.49（W/m2）窯頂散熱面積A頂=2.06*2.008*4=16.55m2故：Q頂=526.49*16.55*3.6=31368.27（KJ/h）b窯墻：輕質(zhì)高粘磚導熱系數(shù)λ磚=0.45W/（m.℃），厚度б1=230mm硅酸鋁耐火纖維束導熱系數(shù)λ硅=0.13W/（m.℃），厚度б2=130mm熱流q=（875-80）/（0.23/0.45+0.13/0.13）=526.49（W/m2）一側(cè)窯墻散熱面積A墻=0.8*2.008*4=6.43m2故：二側(cè)窯墻散熱量Q墻=2*526.49*6.43*3.6=24374.38（KJ/h）c窯底：輕質(zhì)高粘磚導熱系數(shù)λ磚=0.45W/（m.℃），厚度б1=230mm硅藻土磚導熱系數(shù)λ硅=0.30W/（m.℃），厚度б2=195mm熱流q=（875-80）/（0.23/0.45+0.195/0.3）=684.75（W/m2）窯底散熱面積A底=28.955m2故：Q底=684.75*28.955*3.6=65122.69（KJ/h）窯體總散熱量：Q3=16986.62+11966.01+15635.7+31368.27+24374.38+65122.69=165453.67（KJ/h）5.1.4.3物化反應(yīng)耗熱Q自由水蒸發(fā)吸熱QW自由水質(zhì)量GW=G2-G3=1261-1248=13(Kg/h)煙氣離窯溫度tg=400℃∴QW=GW（2490+1.93tg）=13*（2490+1.93*400）=42406（KJ/h）5.1.4.4煙氣帶走顯熱Q離窯煙氣總量Vg=[Vg0+（ɑg-ɑ）.Va0].x=[5.14+（1.15-1）*4.56].x=5.824x(m3/h)煙氣離第11節(jié)窯溫度tg=600℃，400℃時煙氣比熱容cg=1.45（KJ/m3.℃）∴Qg=Vgcgtg=5.824x*1.45*600=5066.88x（KJ/h）5.1.4.5其他熱損失Q根據(jù)經(jīng)驗占熱收入的5%Q5=（Q1+Qf+Qa+Qa’）*0.05=（285075+16026.4x+133.64x+85.746x）*0.05=14253.75+812.29x5.1.5Q1+Qf+Qa+Qa’=Q2+Q3+Q4+Qg+Q5285075+16026.4x+133.64x+85.746x=1635660+165453.67+42406+5066.88x+14253.75+812.29x解得x=179.21m3/h5.1.6熱收入熱支出項目KJ/h%項目KJ/h%坯體帶入顯熱2850758.91產(chǎn)品帶出顯熱163566033.91燃料化學熱及顯熱2872091.1489.85窯爐散失之熱165453.676.12助燃空氣顯熱23949.620.75物化反應(yīng)熱4240611.59漏入空氣顯熱15366.540.48煙氣帶走顯熱908035.5643.38其他熱損失159824.245.00總計3196482.3100.002911379.47100.005.2冷卻帶熱平衡5.2.1計算基準：（時間基準：1min；溫度基準：0℃）5.2.2熱平衡示意框圖如下冷卻帶熱平衡示意圖Q——產(chǎn)品帶入顯熱；Q6——冷卻風帶入顯熱；Q——產(chǎn)品帶出顯熱；Q——熱風抽出帶走顯熱；Q——窯體散熱；Q——其它熱損失5.2.35.2.3.1制品帶入的顯熱Q制品帶入的顯熱在上面已經(jīng)算出：Q2=285075（KJ/h）5.2.3.2冷卻風帶入的顯熱Q鼓入冷風為自然風,t=20℃,查表知此時冷風的比熱為:c=1.30kJ/(m?℃)設(shè)鼓入風量為Vm/h，則:Q=Vtc=26V5.2.45.2.4.1產(chǎn)品帶出顯熱Q出窯時產(chǎn)品的質(zhì)量為G1=1248(kg/h),出窯口溫度t=80℃,查表知此時溫度下制品的平均比熱為c＝0.84+26×10×t＝0.84+26×10×80＝0.8608kJ/(kg?℃)則Q=G1tc=1248×80×0.8608=85942.27（kJ/h）5.2.4.2熱風抽出時帶走的顯熱Q抽風為鼓入風的95%,故抽出熱風量應(yīng)為0.95Vm/h.取熱風抽出時的溫度為:t=400C,查表知此時的比熱為:c=1.32kJ/(m?℃),則:Q=0.95Vtc=0.95×400×1.32×V=501.6V5.2.4.3窯體散失熱Q在冷卻帶的窯體散熱（12～16節(jié)）：該段的溫度范圍為1250～100，窯內(nèi)壁平均溫度675℃,窯外壁溫度為40℃a窯頂：輕質(zhì)粘土磚導熱系數(shù)λ磚=0.35W/（m.℃），厚度б1=230mm硅酸鋁耐火纖維束導熱系數(shù)λ硅=0.13W/（m.℃），厚度б2=90mm熱流q=（260-40）/（0.23/0.35+0.09/0.13）=162.96（W/m2）窯頂散熱面積A頂=2.06*2.008*7＝28.955m2故：Q頂=162.96*28.955*3.6=16986.62（KJ/h）b窯墻：輕質(zhì)粘土磚導熱系數(shù)λ磚=0.35W/（m.℃），厚度б1=230mm硅酸鋁耐火纖維束導熱系數(shù)λ硅=0.13W/（m.℃），厚度б2=130mm熱流q=（260-40）/（0.23/0.35+0.13/0.13）=147.86（W/m2）一側(cè)窯墻散熱面積A墻=0.8*2.008*7=11.24m2故：二側(cè)窯墻散熱量Q墻=2*147.86*11.24*3.6=11966.01（KJ/h）c窯底：在窯下面與干燥器間裝有100mm厚耐火纖維起保溫作用。輕質(zhì)粘土磚導熱系數(shù)λ磚=0.35W/（m.℃），厚度б1=130mm硅藻土磚導熱系數(shù)λ硅=0.159W/（m.℃），厚度б2=195mm熱流q=（260-40）/（0.13/0.35+0.195/0.159）=150（W/m2）窯底散熱面積A底=28.955m2故：Q底=150*28.955*3.6=15635.7（KJ/h）窯體總散熱量：Q9=16986.62+11966.01+15635.7=44588.33（KJ/h）5.2.4.4其他熱損失Q根據(jù)經(jīng)驗占熱收入的5%Q10=0.05*（Q2+Q6）=0.05*（285075+26V）=14253.75+1.3V5.2.5Q+Q=Q+Q+Q+Q285075+26V=85942.27+501.6V+44588.33+14253.75+1.3V解得V=294.17m3/h5.2.6列出預(yù)熱帶燒成帶平衡表熱收入熱支出項目KJ/h%項目KJ/h%產(chǎn)品帶入顯熱28507597.38產(chǎn)品帶出顯熱85942.2729.35冷卻風帶入顯熱7648.422.61抽熱風帶走顯熱147555.6750.41窯體散熱44588.3315.23其他熱損失14636.175.00總計292723.42100.00總計292722.44100.006、傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)包括輥棒及傳動裝置。輥道窯的傳動系統(tǒng)由電機、減速設(shè)備和傳動機構(gòu)所組成。6.1輥棒的選擇

輥棒的材質(zhì)有兩種：一是金屬質(zhì)，也就是我們所說的鋼棒；一是陶瓷質(zhì)，也就是我們所說的瓷棒，瓷棒又分為高溫棒、中溫棒和低溫棒。根據(jù)使用溫度選用不同的輥棒，鋼棒一般用在窯頭、窯尾。對輥棒一般有以下要求：好的抗熱震性能、好的高溫抗氧化性能、高的荷重軟化溫度、小的蠕變性(高溫體積穩(wěn)定性)和好的去污性。本設(shè)計對于輥棒的選擇如下：在低溫段（40～400℃）采用Φ40×2320mm無縫鋼管棍子；在中溫段（400～700℃）采用Φ40×2320mm莫來石輥棒；而高溫段（700～1250℃）采用Φ40×2320mm莫來石—剛玉質(zhì)陶瓷輥棒。6.2

傳動裝置

目前窯爐的傳動方式有鏈傳動、摩擦傳動、螺旋齒輪傳動、圓錐齒輪傳動和直齒輪傳動。鏈傳動結(jié)構(gòu)簡單，造價低，早期的輥道窯大多采用鏈傳動，但鏈傳動不夠平穩(wěn)，鏈條較長時易發(fā)生爬行現(xiàn)象。摩擦傳動比較平穩(wěn)，但可靠性稍差。齒輪傳動具有明顯的可靠性和平穩(wěn)性，不過，由于齒與齒之間為點接觸，容易磨損，對安裝和潤滑要求較高。用的較多的是螺旋齒輪傳動。

電機帶動傳動裝置也有兩種形式：一是長軸傳動，其特點是一臺電機帶動一根與窯長差不多的長軸，通過二級減速將動力分配若干組，長軸上裝有離合器。一是多電機傳動，特點是將窯分成若干組，幾個模數(shù)段為一組，每組由一臺電機傳動，采用變頻調(diào)速，所有電機可同時運行，每臺亦可單獨運行，我們現(xiàn)在使用的就是多電機傳動。

本設(shè)計采用螺旋齒輪傳動與多電機傳動，并且使用差速傳動（對裸燒產(chǎn)品還對調(diào)整變形有好處）。差速傳動就是相鄰輥棒速度有微小差異，通過配置不同尺數(shù)的齒輪比來實現(xiàn)，一般使用15：22和17：25。除了第1—2節(jié)采用一個電機，其余都是兩節(jié)使用一個電機。其中電機為0.75KW，速比為1：59。

6.3

輥距的確定

輥距即相鄰兩根輥子的中心距，確定輥距主要依據(jù)是制品長度、輥子直徑以及制品在輥道上移動的平穩(wěn)性。

考慮到制品長度較大，因此根據(jù)經(jīng)驗公式計算得：

H=(1/3-1/5)l=26.67mm。同時考慮到每節(jié)窯長2008mm，確定最后的輥距為27mm，每節(jié)裝20根輥棒。輥子總數(shù)為320根6.4輥棒的聯(lián)接形式

主動端采用彈簧夾緊式，而從動端使用的是托輪摩擦式連接，這種聯(lián)接方式對更換輥子非常方便。托輪摩擦式連接是將輥棒自由的放在間距相等的托輪上，利用輥子的摩擦力帶動輥子轉(zhuǎn)動。

6.5

傳動過程

電機→減速器→主動鏈輪→滾子鏈→從動鏈輪→主動螺旋齒輪→從動螺旋齒輪→輥棒傳動軸→輥子。7

窯體附屬結(jié)構(gòu)7.1

事故處理孔

本設(shè)計將事故處理設(shè)在輥下，且事故處理孔下面與窯底面平齊，以便于清除出落在窯底上的磚坯碎片。為加強窯體密封，應(yīng)盡量少設(shè)置事故處理口，而為了便于處理事故，兩側(cè)墻事故處理一般采用交錯布置形式，為了能清除窯內(nèi)任何位置上的事故而不造成“死角”，兩相鄰事故處理孔間距不應(yīng)大于事故處理孔對角線延長線與對側(cè)內(nèi)壁交點連線。經(jīng)過計算，取事故處理孔尺寸為：輥下處理孔360×115mm，輥上處理孔

230×115

mm。根據(jù)同側(cè)事故處理孔距離L≥2（b+c）=2b（1+B）/δ=2×360（1+2008）/360=4018㎜，其中各個符號如下圖，經(jīng)過計算，取L=4016mm。同時考慮到實際情況，結(jié)合一些先進窯爐的經(jīng)驗，具體布置如下：在低溫段：20～500℃之前，以及冷卻帶第12～15節(jié)每2節(jié)設(shè)一輥上事故處理口，輥上事故處理口一共設(shè)置3個。全窯每2節(jié)之間設(shè)置一輥下事故處理口，從進窯的第2節(jié)開始布置。為了避免熱氣體外溢，必須對事故處理口進行密封。在里面用耐火材料制作的塞磚，再用棉塞緊。

7.2

觀察孔與測溫口

每個燒嘴的對側(cè)窯墻設(shè)置直徑30mm的觀察孔，上窯墻觀察孔的里面要向下打個斜角，以便可以觀察窯內(nèi)磚的走勢情況及其它燃燒情況，當遇到了事故處理口時就不設(shè)置觀察口。

測溫口根據(jù)上面熱電偶的設(shè)置而設(shè)置。

7.3

膨脹縫

窯體受熱會膨脹，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，為避免砌體開裂、擠壞，必須重視窯體膨脹的留設(shè)，窯墻、窯頂?shù)绕鲶w都要留設(shè)，一般每隔2m左右留設(shè)20～40mm膨脹縫，內(nèi)填陶瓷棉或石棉。

本設(shè)計為了砌窯的方便，除了高溫區(qū)外每隔一節(jié)留設(shè)30㎜的膨脹縫，高溫區(qū)則應(yīng)多留一道膨脹縫。而寬度方向上也要留膨脹縫，這沒有具體的規(guī)定，留多少道膨脹縫則根據(jù)砌筑的方便與廠家的要求來定。還有膨脹縫也應(yīng)該錯縫設(shè)置。

7.4

下?lián)鯄蜕蠙n板

由于輥道窯屬中空窯，工作通道空間大，氣流阻力小，難以調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力制度及溫度制度。因此，通常在輥道窯工作通道的某些部位，輥下筑擋墻，輥上插擋板，縮小該外工作通道面積，以增加氣流阻力，便于壓力與溫度制度的調(diào)節(jié)。

一般來說，下?lián)鯄εc上檔板的設(shè)置應(yīng)該根據(jù)各個段的要求來定。如在燒成帶與冷卻帶之間設(shè)置擋墻、擋板是為避免燒成帶的煙氣倒流，又避免了壓力波動時急冷風竄流向燒成帶而降低高溫區(qū)溫度。預(yù)熱帶設(shè)置擋墻、擋板可以增加煙氣在高溫區(qū)的滯留時間，提高煙氣利用率，從而提高熱利用率。還用為了更好的控制溫度，還在中高溫設(shè)置幾個上檔板與下?lián)鯄Α?/p>

故本設(shè)計在燒成帶兩端即8節(jié)和11節(jié)設(shè)上下?lián)醢鍝鯄Y(jié)構(gòu)，有利于該段溫度的控制和調(diào)節(jié)，同時起到阻擋急冷空氣進入的作用。同時在窯前、預(yù)熱帶第4節(jié)和第7節(jié)也設(shè)置上下?lián)醢鍝鯄Φ慕Y(jié)構(gòu)，起到阻擋氣流，減小上下溫差的作用。

7.5

鋼架結(jié)構(gòu)

鋼架結(jié)構(gòu)每一節(jié)都設(shè)有17根60×60×4mm的方鋼，吊頂選用60×5mm的等邊角鋼，下橫梁焊有60×5mm的等邊角鋼，而燒嘴的固定用50×5的等邊鋼。窯體外殼采用2—4mm鋼板沖壓而成。

7.6

測壓孔

本設(shè)計不設(shè)置測壓口目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1. 總論 11.1 項目概況 11.2 項目建設(shè)的必要性 21.3 可行性研究工作依據(jù) 61.4 可行性研究報告的編制原則 61.5 可行性研究報告內(nèi)容概要 71.6 建議引進設(shè)備清單 151.7 結(jié)論及建議 151.8 項目主要技術(shù)經(jīng)濟指標匯總 162. 市場需求預(yù)測與競爭能力分析 192.1 概述 192.2 廣西區(qū)內(nèi)市場 192.3 主要目標市場分析 222.4 廣東省水泥市場分析 242.5 競爭能力分析 272.6 市場分析結(jié)論 283. 建設(shè)條件與廠址選擇 293.1 原、燃材料 293.2 交通運輸 313.3 供電電源 313.4 水源 313.5 廠址條件 324. 工程技術(shù)方案 334.1 原燃料與配料設(shè)計 334.2 石灰石礦山 464.3 生產(chǎn)工藝 584.4 總圖運輸 724.5 電氣及生產(chǎn)過程自動化 764.6 給水排水 854.7 通風及空氣調(diào)節(jié) 874.8 建筑結(jié)構(gòu) 895. 節(jié)約與合理利用能源 925.1 主要能耗指標 925.2 主要節(jié)能措施 926. 環(huán)境污染防治與治理 946.1 建設(shè)場地 946.2 工程概述、主要污染源和主要污染物 946.3 設(shè)計采用的環(huán)境保護標準 956.4 控制污染的方案 966.5 環(huán)境管理機構(gòu)及監(jiān)測機構(gòu) 986.6 環(huán)境影響分析 986.7 環(huán)境保護投資估算 987. 勞動安全及工業(yè)衛(wèi)生 1017.1 設(shè)計依據(jù)與執(zhí)行標準 1017.2 建筑及場地布置 1017.3 生產(chǎn)過程中職業(yè)危險、危害因素分析 102