大三下课件4.1隧道窑

仰韶文化横穴窑(半坡遗址3号窑)复原示意图火膛火道窑室富田窑址现代馒头窑

窑炉外壁和烟囱是用废弃的匣钵和普通砖砌成的，窑炉的内壁用耐火砖。宜兴丁蜀镇近600岁的前墅龙窑由窑炉头、窑床、窑尾构成，窑身柴孔42对。窑门5个，窑身上方建有窑棚，全长43.4米，头低尾高。创烧于明代,延烧至今,是华东地区目前仍以传统方法烧造紫砂陶器的唯一一座古龙窑,2006年被列为国家级文物保护单位。阶级窑（阶梯窑）的结构示意图(括号内、外尺寸分别为大柴窑和小柴窑的尺寸)日用瓷用窑车式隧道窑日用陶瓷用辊道窑

卫生陶瓷用梭式窑两个窑有什么不同之处？惠达86m卫生瓷隧道窑二、陶瓷窑炉分类1、按工作方式分类（1）间歇窑：倒焰窑、抽屉窑、钟罩窑、电炉等▲优点：生产灵活，适合多品种小规模的生产▲缺点：产量低，能耗高（2）连续窑：（窑车）隧道窑、辊道（隧道）窑、推板（隧道）窑等。▲优点：产量高，能耗低，适合少品种大规模的产品生产▲缺点：生产不灵活。陶瓷窑炉2、按热源分类（1）火焰窑—常用于普通陶瓷工业（2）电热窑—常用于电子陶瓷或特种陶瓷工业▲电热窑优点：可精确控制温度和气氛，可获得900-1900℃的烧成条件。4.1隧道窑(窑车式)★按温度分类低温隧道窑1000～1350℃普通隧道窑1350～1550℃高温隧道窑1550～1750℃超高温隧道窑1750～1950℃★按燃烧装置布置形式分类顶部加热式底部加热式侧面加热式（最常见）表4.1隧道窑的分类表（P310-311）

4.1.1隧道窑的分带、流程和结构

隧道窑内，装有坯体的窑车迎着气流连续式或间歇式运动，一般将其分为三个带。预热带烧成带冷却带隧道窑的分带：三带：预热带、烧成带、冷却带。

划分方法

(三种）以温度为界以窑体长度分

预热带占窑总长的30~45%

烧成带占窑总长的10~33%

冷却带占窑总长的38~46%预热带的温度范围：室温~950℃烧成带的温度范围：950~最高温度冷却带的温度范围：最高温度~制品出窑温度按燃烧室设置位置分（常用）预热带（燃烧室之前）烧成带（设有燃烧室的位置）冷却带（燃烧室之后）

★窑的各带长度确定的一般原则：1.预热带长度应根据排出废气温度来确定，废气离开排烟机温度应低于300℃；

2.烧成带长度根据保温时间来确定

3.冷却带长度根据出窑制品的温度来确定，一般应低于100℃

V—隧道窑的有效容积，m3；

G—小时成品产量，㎏/h；

η—成品率，%；

ρ—装窑密度，㎏/m3

。

Ʈ—烧成时间，h；当隧道窑的横截面积A一旦确定，则其长度：隧道窑长度计算式：隧道窑的工作系统：1、产品烧成部分：窑体部分，设有各种气流进出口。2、窑内输送设备：窑车与窑具3、排烟系统：包括支烟道、主烟道、烟囱等。4、燃料燃烧系统：燃料输送管道、燃烧器等。5、气幕搅动系统：输送风管、风机及各种调节阀6、冷却系统：包括急冷、缓冷、快冷。7、推车系统：液压和螺旋推车机8、窑车回路系统：窑内轨道和窑外轨道．隧道窑的主要结构：1、窑体：由窑顶、窑墙和窑车衬砖所围成的码烧坯体的隧道空间，设有各种气流进出口。2、窑内输送设备：窑车与有关窑具3、燃烧系统：燃料输送管道、燃烧器等。4、通风排烟系统：包括各种气幕、排烟口、支烟道、主烟道、排烟机及烟囱等。4.1.1.1窑体：窑体：由窑顶、窑墙和窑车衬砖所组成的空间。该空间是主要进行燃料燃烧、热传递和坯体进行物理化学反应的场所。合理地选择窑体的砌筑材料！膨胀缝的设置（窑墙和窑顶沿纵向每隔4-10m一处，宽度20-40mm）！隧道窑各段、各层的材料和厚度由该段的温度确定。注意：窑体内壁所用的耐火材料由被烧制品的温度制度决定。现代隧道窑的特点：由轻质保温耐火砖、耐火纤维构筑而成，节能、使用寿命长且环保。（1）窑顶窑顶需要具备的特性：（1）耐高温（2）有一定的机械强度（3）蓄热量、散热量要少（4）结构坚固，密封性好（5）自重轻（6）内高尽量低拱顶（传统隧道窑多用）；平顶（现代隧道窑多用）（2）窑墙作用：（1）与窑顶及窑车台面一起将工作隧道和外界隔开，窑墙要耐高温。（2）支撑窑顶，应具有一定的高温强度。（3）保证隧道窑的热效率，要求窑墙的保温效果要好。注意：错缝湿法砌筑，耐火泥与耐火材料匹配，留设膨胀缝。（3）检修坑道作用：便于清扫隧道窑内落下的碎屑、砂粒与冷却窑车；发生倒垛事故时，便于拖出窑车进行事故处理。一般宽度约1m，高度约1.8m现代新型隧道窑多不设。窑车及窑具：1）、窑车：用来运载制品，窑车在窑内构成封闭的活动窑底，窑车由金属车架及其上耐火材料组成。现代隧道窑窑车与旧式窑的不同之处：¤旧式为铸铁车架；现代为轻型型钢车架¤旧式窑车车轮直径较大（300-450mm）；现代较小（200-250mm）¤窑车上耐火材料衬料现代隧道窑窑车的特点：轻质化，降低窑车的蓄热量。4.1.1.2窑内运输工具——窑车及窑具窑车的砂封装置与曲折密封一般在隧道窑的预热带设置2-3对加砂管，在隧道窑末端设置一对漏砂槽2）、窑具（轻型化）窑具是窑车车面以上装载制品的辅助用具。匣钵，棚板和立柱。注意：窑具的轻型化，不能将其轻质化（降低强度）4.1.1.3通风排烟系统与燃烧系统（1）预热带排烟系统、封闭气幕及搅动气幕等。排烟系统：排烟口、支烟道、主烟道、排烟机及烟囱等排烟口的布置：分散排烟（负调节方式），易控制烟气流量，保证烧成曲线，减少气体分层现象。自第二车位起，约占预热带全长的70%。集中排烟（正调节方式），充分利用废气余热，结合高速调温烧嘴用。支烟道和主烟道：在排烟口底下，支烟道起联接排烟口和主烟道的作用，主烟道汇集各支烟道的烟气送进烟囱。烟道的布置应尽量减少废气的流动阻力损失。排烟机和烟囱：为排烟系统的最后设置，或只有烟囱而没有排烟机。排烟机的使用温度需≤300℃，超过此温度需掺冷风才能进入排烟机。气幕、搅动循环装置：封闭气幕搅动气幕循环气幕氧化气氛幕（烧成带）急冷阻挡气幕（冷却带）

组成

窑内气体分层：（1）自然分层现象：热气团上浮，冷气团下沉（热气体在上，冷气体在下）。（2）纵向自然对流：预热带和烧成带之间；烧成带和冷却带之间。（3）料垛的码法、漏风、窑车蓄热等。气幕：在窑横断面上，自窑顶及两侧窑墙上喷射多股气流进入窑内，形成一片气体帘幕。1）、封闭气幕：在预热带窑头，将气体以一定的速度自窑顶及两侧墙喷入，形成一道所帘以阻挡冷空气漏入窑内。2）、搅动气幕：位于预热带，一般设置2-3道扰动气幕作用：减少预热带气体分层。气体分层结果：导致上下温差可达300-400℃。延长预热时间，降低窑的产量，增加燃料消耗。注意：*热气体温度应尽量与该断面处温度接近；*喷出速度应在10m/s以上（国外>100m/s)*搅动气幕的热气来源：烟道内的烟气，烧成带窑顶二层拱内的热空气或冷却带抽来的热空气。*气流喷出角度可以90℃垂直向下，也可以120-180℃喷入。在预热带靠近烧成带附近设置高速调温烧嘴代替搅动气幕。3）、循环气幕（与扰动气幕作用相同）利用轴流风机或喷射泵使窑内烟气循环流动，以达到均匀窑温的目的。轴流风机装在窑顶洞穴中，叶片不超出拱顶面，机轴后面有夹道通向侧墙车台面处的吸气口，将同一截面上的烟气抽吸并自窑顶吹向下部。（2）烧成带燃烧室：＃集中或分散：采用1-2对燃烧室时称集中布置。采用10或更多的燃烧室时称分散布置。小断面的短隧道窑，设1-2对燃烧室大断面的长隧道窑，设5-8对燃烧室＃相对或相错：相对：两侧燃烧室相对称布置相错：两侧燃烧室略有错开（以半个到一个车位为宜）气氛气幕（结构同封闭气幕）位置：位于气氛改变的地方。隧道窑在950-1050℃处设气氛幕——氧化气幕。说明：(1)气幕的气体量要足够，空气过剩系数在1.5-2.0之间，空气不能过多，以免该处温度过低，氧化反应不完全，引起坯泡。(2)作为氧化气氛幕的空气温度不能过低。(3)要求断面气氛均匀，窑顶和两侧窑墙都设有喷气孔，上密下稀，均以90°角喷出。＃一排还是二排：一排布置时接近车台面处；烧气且用棚板装车时，分两层布置。2）烧嘴：液体和气体燃料高速烧嘴，焰气喷出速度为70-100m/s。＊特点：a焰气以高速直接喷向物料表面，可减薄物料表面的气体层流底层，增大传热速率，“冲击加热”。b其焰气可带动周围的烟气在窑内循环，形成强烈的搅拌，使窑内温度和气氛均匀，强化传热，提高产量和质量。（3）冷却带隧道窑冷却带的通风装置是冷却系统，该冷却系统包括：急冷部分：有利于保留玻璃体与防止Fe2+重新被氧化以及阻隔烧成带与冷却带之间的气流交换。缓冷部分：防止573℃的α-石英向β-石英的晶型转变。快冷部分：400℃以下，有利于提高生产速度急冷阻挡气幕位置：急冷气幕设于冷却带始端作用：1)坯体在700℃以前应急冷，缩短烧成时间。提高制品质量。2)阻挡气幕，防止烧成带烟气倒流至冷却带，避免产品熏烟。结构：同封闭气幕说明：（1）急冷气幕的喷入应对准料垛间隙，入窑后能迅速循环，起到均匀急冷作用。（2）喷入的冷空气应在不远的热风抽出口抽出，必须调节好急冷气幕和热空气抽出量，保持平衡，否则会影响窑的正常操作，并降产品质量。4.1.2隧道窑的附属设备和窑车自动运行系统的操作程序窑头油压推车机电动托车进窑机出窑机窑车步进回车机火焰隧道窑的工作原理隧道窑内传热A、对流传热Q=αc(t-tm)FB、辐射传热Q=5.67εεm