陶瓷工业热工设备-复习题

陶瓷工业热工设备总复习

1、窑炉发展简史：

篝火式烧成→穴窑（横、竖）→龙窑→阶级窑→景德镇窑（蛋形窑）→倒焰窑→隧道窑→辊道窑

2、隧道窑的烧成制度主要涉及那些部分（P5）

主要包括：温度制度、压力制度、气氛制度。温度制度是主要的，应制定出一条合理的烧成曲线，是达到烧成工艺的要求。压力制度是为保证一定的温度制度和气氛制度所必须的。

温度制度：窑侧的热电偶测得的窑内温度曲线； 气氛制度：窑内含游离氧或一氧化碳的情况； 压力制度：窑内气体压力的情况。

3、合理烧成制度确定的主要原则是什么？（P5）

1在各阶段应有一定的升降温速率，不得超过。以使制品内部温度均匀，一面内外温差过大形成破坏应力。

2在十一的温度下应有一定的保温时间，以使制品内外我温度差趋于一致，皆达到烧成温度，保证制品内外烧结。

3在氧化和还原阶段应保持一定的气氛之都。以保证制品中的物化过程的进行。4全窑应有一个合理的压力制度，一确保温度制度和压力制度的实现。 4、耐火材料的主要性能有那些？（P6）

1耐火度：材料在高温下抵抗熔化的性能。

2荷重软化点：耐火砖在一定压强下（1.96x10^6）加热，发生一定变形（压缩4％-40％）和坍塌时的温度。

3热稳定性（耐急冷急热性或温度急变抵抗性）：窑墙急冷急热时因破裂、掉落而减重。 4抗化学腐蚀性：耐火砖和熔渣，煤渣接触时，抵抗侵蚀的能力。

5高温体积稳定性：是指材料长期高温使用时，体积发生不可逆变化，通常以残余膨胀或收缩来表示。

5、隧道窑有哪三带？一般怎样划分这三带？

预热带、烧成带、冷却带，一般以燃烧室的设置来分，设有燃烧室的部分为烧成带，前后各为预热及冷却带。

6、隧道窑的基本结构主要包含四个方面

窑体、（窑内）输送设备、燃烧设备、通风设备（P12）

窑体：有窑墙、窑顶和窑车衬砖围成码烧胚体的空间，也就是隧道，进行传热和物化反应。 输送设备：目前用得最多的为窑车，（维板，输送带、辊底，步进梁等）

燃烧设备：包括燃烧室(又称火箱)和烧嘴，燃料进行燃绕，燃烧产物进入隧道，将热送给制品。

通风设备：包括排烟系统，气幕和气体的循环装置以及冷却系统。由排烟机，烟囱，鼓风机及各种烟道、管道组成。

7、隧道窑的砂封设置与曲封结构的作用是什么？（P21）

砂封槽中盛有砂子，直径1—3mm构成了砂封，隔断了窑车上下空间，不使冷空气漏入窑内，热气体也不会漏出窑外。

在窑端与窑车衬砖之间以及两车衬砖之间作成曲折封闭，防止了高温部分热量直接辐射给窑车金属部分，并使漏气阻力增加。

8、隧道窑的气幕是什么？隧道窑有哪几种气幕，布置在什么位置？具体作用是什么？（P26）

气幕：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。 分类及作用：

1.封闭气幕（预热带窑头）。避免冷空气漏入窑内。（由气体的动压转换为静压使窑头形成正压）。 2.搅动气幕（预热带）。减少预热带气体分层，产生搅动使温度均匀。（将一定量的热气体以较大的流速和一定的角度自窑顶的一小排气孔喷出，迫使窑内热气体向下运动）。 3.循环气幕（窑顶洞穴中，低温部分）。使窑内气体循环流动，均匀窑温。

4.气氛幕（氧化气氛幕）（950~1050℃气氛改变区，还原带前）。在烧还原气氛前，使坯体在900℃前充分氧化。

5.急冷阻挡气幕（冷却带始端）。缩短烧成时间，提高制品质量，使坯体在冷却带700℃前急冷。 9、在陶瓷烧成的冷却阶段，一般在700℃之前急冷，并采用急冷阻挡气幕，为什么？

因为要缩短烧成时间，提高制品质量，防止烧成带烟气倒流至冷却带，避免产品熏烟。 10、从节能的角度，隧道窑的窑车与窑具应具有什么特点？

在保证工作性能的基础上，轻质、低热容，且要求平稳工作。 11、常见的非窑车式隧道窑有哪些？（P81）

辊道窑、推板窑、输送带式窑，步进（梁氏）窑，气垫窑。

12、预热带及烧成带的热平衡计算的目的是：计算每小时的燃料消耗量。 冷却带的热平衡计算的目的是：计算冷空气的鼓入量及热风抽出量。

13、隧道窑预热带与烧成带的热平衡计算中，画出热平衡示意图，并标出各项的含意。(P63)

Q1：坯体带入的显热 Q2：匣钵或棚板带入的显热 Q3：产品带出显热 Q4：匣钵或棚板带出显热 Q5：窑墙，窑顶散失之热 Q6：窑车积散之热 Q7：物化反应耗热 Q8：其他热损失 Q9：废弃带走显热 Qa：助燃空气带入显热 Qa’：漏入空气带入显热 Qf：燃料带入化学热及显热 14、对比说明隧道窑与梭式窑的优缺点？（P90）

隧道窑1.生产连续化，周期短，产量大，质量高。

2.利用逆流原理工作，因此热利用率高，燃料经济，能耗小。

3.烧成时间减短 4.节省劳力

跟隧道窑相比，梭式窑

1.容积大小可变，容易随工艺要求变更烧成制度，生产中灵活性大。 2.窑内上下温度分布比较均匀，可烧出优质产品。基建投资费用少。 （1） 在窑外装卸制品，减轻了劳动强度，改善了劳动条件

（2）采用了高速调温烧嘴，加强窑内传热，缩短了制品的烧成时间，从而增加了窑的产量，降低了单位制品的燃料是消耗

（3）采用高温轻质隔热材料砌窑，降低了窑体的蓄热量，便于快速烧成与冷却

（4）制品在烧成和冷却过程中实现自动控制，提高了产品的质量。

15、分别解释正压、负压、零压的概念。

正压就是窑内压力高于大气压，负压就是窑内压力小于大气压。零压是窑内绝对压强等于窑外空气绝对压强。

16、还原气氛烧成需要什么样的压力制度？（P56）

尽量维持零压，零压面控制在烧成带和预热带的交界面附近，使烧成带全带处于微正压，容易烧还原气氛。因为负压下易使冷空气漏入而带来氧化性气体。 17、写出隧道窑窑长的计算公式（P59）

18、对比长隧道窑与短隧道窑的分析；产量；热耗；烧成制度

产量一般随窑长增加而增加，平均热耗随窑长增加而减小，烧成制度随窑长增加而愈难控制。窑长增加使一次产量增加，平均能耗减少，但过长则易使窑内分层，影响产品质量，对窑的生产工艺要求愈严，生产过程不易控制，成品率下降，且窑内阻力会加大，要达到烧成制度更难。同时烧成时间增长，生产周期加长。 19、圆形与矩形倒焰窑的比较分析（P90） 1.圆窑比矩形窑温度更易均匀

2.窑室容积相同条件下，圆窑比矩形窑有较少的窑墙侧面积及较少的砌筑砖体积，圆窑窑体向外界散失和积聚的热量比矩形窑少。

3.圆窑的直径增至很大时，增加了每个火箱所控制的加热范围，因而增加了窑内横截面上的温度差。而矩形窑可以维持窑的宽度不变，通过加长窑的长度增大窑的容积，保证每个火箱所控制的加热面积不变。

4.圆窑砌筑要用大量的异型砖，砌筑困难，而矩形窑容积不大，砌筑相对简单。 20、倒焰窑窑内温度均匀的主要原因（P98）

热气体（火焰或烟气)是由窑顶倒向窑底流动时被冷却，根据垂直方向气流法则可知，则

焰窑内温度分布会自动达到均匀。

具体地说，在火焰自窑项因向窑内流动中，逐渐放出热量，本身温度逐渐降，密度逐渐增加。当火焰流经这些需要较多热量的地方时，冷得就快些，密度增加也快，也就容易下沉，使向下流动速度快些。这样，流过这些需多供热量的地方的热气体(火焰)就多些，因而放出的热量就多，使该处温度自动地提高，趋向全窑在水平截面上的温度均匀。 21、新型间隙窑主要有哪些特点？（P100）

窑外装卸制品；高速等温烧嘴；高温轻质隔热材料砌筑的窑体与窑车；自动控制 22、如何克服隧道窑预热带的气体分层？(P54) 总闸、支闸、气幕、高速调温、密封、合理码坯

（1）从窑的结构上，预热带采用平顶或降低窑顶，两侧窑墙上部向内倾斜，适当缩短窑长，降低窑的高度，减低几何压头的影响，烟气排出口开在下部近车台面处，迫使烟气多次向下流动。设置合理的气幕系统。

（2）从窑车结构上，减轻窑车重量，采取高强高温轻质隔热材料，车上砌有气体通道，严

密窑车接头、砂封板和窑墙曲折封闭，减少漏风量。

（3）从码坯方法上，料垛码得上密下疏，。适当稀码料垛。

（4）国外在预热带长度上很多温度点装设高速调温烧嘴，这种烧嘴能调节二次空气量，使

燃烧产物达到适于该点的温度，自车台面处高速喷入窑内，大大提高下部温度。引起窑内气体激烈循环扰动，提高对流传热系数，使温度均匀，

23、了解主要的温度测量方法。

水银温度计、表面温度计、热电偶、三角锥、测温环、光学温度计、红外热成像仪。 24、写出空气过剩系数α的计算公式及各项的含义，α<1表明烧成气氛为氧化还是还原？（P145）

α——空气过剩系数（=烟气中全部N2/（烟气中全部N2—过多的N2） α<1表明烧成气氛是还原。

N2——烟气分析时，N2的百分含量，N2%

O2——烟气分析时，O2的百分含量，O2%

CO——烟气分析时，CO的百分含量，CO% 25、空心砖可以作隔热材料使用吗？为什么？

不可以。隔热材料的作用是减少窑炉墙壁的积热和散热，节约燃料。虽然低温下空气的导热系数较小，可以作为隔热材料存在于空心处。但因为两墙高温辐射传热与T4成正比，导热系数急剧增大，此时已不能隔热了。而空心砖内的空气会大量积热难以散热，膨胀压力剧增。

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