[材料科学]第六章 陶瓷工业窑炉.ppt

第六章 陶瓷工业窑炉 刘小英 龙岩学院 目录 6.1 概述 6.2 隧道窑的工作系统 6.3 隧道窑的结构 6.4 隧道窑内的气体流动 6.5 隧道窑内的传热 6.7 倒焰窑 6.8 电热窑炉 6.1 概述 圆窑（馒头窑） 方窑 隧道窑 阶级窑 龙窑 抽屉窑（梭式窑） 钟罩窑 蛋形窑 6.2 隧道窑的工作系统 工作系统又称工作流程，是指窑内气体输送系统，即气体流向及其有关的设备。 排烟系统，气体搅动系统，冷却系统　 目前用有最多的是单通道、明火焰、窑车隧道窑。 任何隧道窑可以分三带： 预热带、烧成带、冷却带 隧道窑的分带 预热带——预热过程：车上坯体与来自烧成带燃料燃烧产生的烟气接触，逐渐被加热，完成坯体的预热过程。 烧成带—烧成过程：坯体借助燃料燃烧所释放出的热量，达到所要求的最高烧成温度，完成坯体的烧成过程。 冷却带—冷却过程：高温烧成的制品进入冷却带，与从窑尾鼓入的大量冷空气进行热交换 ，完成坯体的冷却过程。 隧道窑工作流程 明焰隧道窑工作系统 气幕 概念：气幕是指在隧道窑横截面上，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。 气幕分类：（按照其在窑上作用和要求的不同分） ①窑头-------封闭气幕 ②预热带-----循环搅动气幕 ③烧成带------氧化气氛幕 ④冷却带-----急冷阻挡气幕 ①封闭气幕 位于预热带窑头 目的：窑头形成1～2Pa的微正压， 避免了冷空气漏入窑内。 将气体以一定的速度自窑顶及两侧墙喷入，成为一道气帘。 ②循环搅动气幕 位于预热带，一般设置2-3道扰动气幕 工作过程：以一定量的热气体以较大的流速和一定的角度自窑顶一排小孔喷出，迫使窑内热气体向下运动，产生扰动，使窑内温度均匀。气流喷出角度垂直向下，或以一定角度逆烟气流动方向喷出。 ③氧化气氛幕 在烧还原气氛时，为使坯体在900℃前充分氧化，还原带前必须要有氧化带，因此在气氛改变的地方，950~1050℃处设氧化气氛幕。 即在该处由窑顶及两侧窑墙喷入热空气，使之与烧成带来的含一氧化碳的烟气相遇而燃烧成为氧化气氛。 ④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 优点 烧成带微正压，无冷风漏入，温度高，气氛稳定，预热带负压小，漏气量较小，温差较小，气氛气幕、急冷气幕保证气氛实现。 6.3 隧道窑的结构 窑体：隧道窑系统的主要部分，窑体上设有各种气流进出口。 窑内输送设备：窑车与窑具。 燃料燃烧系统：包括燃料输送管道、燃料预热、燃烧器等。 通风设备：包括排烟系统、气幕搅动系统和冷却系统。其作用是使得窑内气流按一定方向流动。 6.4 隧道窑内的气体流动 隧道窑的工作原理包括三个部分：燃料燃烧、气体力学和传热。 6.4.1 各种压头对气体流动影响 影响因素：位压头（几何压头），静压头，动压头和阻力损失压头。 意义：是窑内1m3热气体比窑外1m3空气多具有的能量，是相对能量。 窑内气体运动的规律 长度方向上（即窑内气流的主要流向）: 由冷却带到烧成带，再到预热带。它是由于排烟机或烟囱的负压造成的。 高度方向上： 气体由下向上的流动。它是由热气体的位压头造成的。 A 位压头 隧道窑是和外界相通的，窑内热气体的密度小于外界冷空气的密度，窑内有一个高度，所以窑内一定有位压头存在。 h位=（ρ空-ρ热）gH 对气体流动的影响： 使气体由下向上流动，温度升高，位压头增大，上流趋势增大。 因为： 烧成带温度高于预热带和冷却带， 所以：有热气体从烧成带上部流向预热 带和冷却带， 同时有较低温度的气体自该两带下部回流至烧成带，形成两个循环。 流速分布 预热带：上部—主流和循环气流方向相同。 下部—主流和循环气流方向相反。 预热带垂直断面：总的流速是上部大而下部小。 冷却带：上部—主流和循环气流方向相反。 下部—主流和循环气流方向相同。 冷却带垂直断面：总的流速是上部小下部大。 如何使窑内上下气流均匀 排烟系统及抽热风系统工作时： 预热带烟气应从下部抽出，以提高下部气流速度，使下部温度升高，均匀上下温度。 冷却带应从上部鼓冷风，使上部气流速度大，冷空气从上部流动，使冷却均匀。 产生预热带气体分层及上下温差的原因 气体分层最严重是的预热带，是因为： 1.预热带负压操作，从不严密处漏入冷风； 2.上部拱顶空隙大，阻力小，位压头作用大； 3.窑车吸热量大，降低了下部温度。