烧结砖隧道窑设计说明书.docx
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烧结砖隧道窑设计说明书
贵州省忠庄监狱砖厂100.4米隧道窑
设计说明书
设计:
校核:
审定:
设总:
贵州省建筑材料科学研究设计院
二○○○年九月
一、概述
二、基本结构及工作原理
1.基本结构
2.隧道窑主要结构名称
3.工作原理
4.热工制度
5.隧道窑操作注意事项
6.主要技术性能
三、施工要求
1.总则
2.施工程序
3.技术要求
4.施工检查及验收程序
四、烘窑
1.目的
2.烘窑制度
一、概述
隧道窑是烧结砖瓦厂先进的连续式焙烧设备,与其它焙烧设备相比,具有热利用率高、装卸砖坯和成品易于实现机械化、产量高、劳动强度低、工作环境好等特点。
本隧道窑是我院针对贵州省忠庄监狱砖厂建设规模、原料性能及工艺要求而设计的一次码烧隧道窑,码坯层数14层。
成型砖坯码装窑车后,经干燥窑干燥,入隧道窑干坯含水率应小于8%。
本窑以煤为燃料,对煤质无特殊要求。
并可在砖坯中掺入粉煤灰、炉渣或煤矸石为内燃料,以节约用煤。
本窑可用于焙烧以粘土、页岩、煤矸石为原料的实心砖及空心砖。
在施工和点火之前,施工人员和操作人员应仔细阅读本说明书,熟悉热工系统原理,严格按照设计要求进行施工和操作,以保证施工质量和隧道窑正常运转。
二、基本结构及工作原理
1.基本结构
本窑为双孔(工作道)隧道窑。
窑全长100.4米,采用2510×3140窑车,单工作道容车数40辆。
窑工作道断面宽度3米,有效高度(从窑车面算起)1.833米。
窑拱采用三心拱结构,中部60度拱半径2200,两侧60度拱半径800。
外窑墙为斜窑墙,斜度1:
0.38。
全窑沿窑长度分为三个热工带,预热带长39.2米,16个车位,焙烧带长27.9米,11个车位,冷却带长33.3米,13个车位。
使用时可根据实际情况适当调整各带比例。
本窑每工作道设哈风闸8对,交错排列;余热闸2对,对称排列;余热空腔6个;投煤孔39排,117个;车底平衡风机1台;加砂管10对;进车端窑门1扇。
2.隧道窑主要结构名称
隧道窑主要结构名称详见隧道窑施工图。
3.工作原理
本窑为一次码烧隧道窑。
砖坯在干燥前,按要求的码坯形式码装在窑车上,经干燥窑干燥后,干坯含水率不大于8%。
装载干坯的窑车,被顶车机由隧道窑进车端顶入隧道窑内,每顶入一辆窑车,窑内所有窑车依次向出车端移动一个车位,如此不断向前,使砖坯在窑内经历预热、焙烧、冷却等过程,烧制成成品砖,烧制好的成品从隧道窑出口端顶出,实现连续的焙烧作业。
焙烧过程中,隧道窑内的气体与砖垛呈相对运动。
冷空气从隧道窑出口端被吸入隧道窑内,首先与冷却带的热砖垛进行热交换,砖垛逐渐冷却,冷空气逐渐被加热为热空气。
热空气的一部分进入焙烧带,作为助燃空气,促使投煤孔投入的煤和砖坯中的内燃料充分燃烧,达到要求的焙烧温度,形成合适的烧成气氛;另一部分热空气通过余热闸和换热空腔抽出,送到干燥窑干燥砖坯。
焙烧带内燃烧产生的高温烟气向预热带运动,在预热带中把进入隧道窑的干坯不断加热,而自身温度不断降低,然后被预热带两侧的哈风闸抽出,经支烟道、总烟道送到干燥窑,也用于砖坯干燥。
4.焙烧制度
①烧成周期:
36小时。
其中:
预热时间14小时,焙烧时间10小时,冷却时间12小时。
②烧成温度:
950~1050℃。
③进车速度:
54分钟/车.工作道
④成品率:
≥95%。
⑤年工作日:
300天。
⑥余热利用形式:
冷却带热空气余热及预热带高温烟气余热。
⑦烧成温度曲线:
见图1。
⑧热工系统图:
见图2。
5.隧道窑操作注意事项
①余热闸只在烧成情况正常时使用。
当进车缓慢,窑温不正常时,应关闭余热闸。
②窑门不可频繁开启,进车时应尽量缩短进车时间,以保持窑内焙烧气氛及压制度稳定。
③投煤孔盖在添煤后应立即盖上。
无关人员不得随意揭开投煤孔盖,以免过多冷空气漏入窑内。
④窑面上堆放的煤每平米不允许超过0.5吨,以减轻窑拱负荷。
⑤按时往砂封槽中补充砂子,保持砂封槽的气密性。
⑥外投煤应经过破碎,粒度小于5毫米。
含水率应小于5%。
6.技术性能表
隧道窑技术性能见表1。
技术性能表
表1
名称
性能
名称
性能
项目编号
码窑密度
210~240块/m3
窑拱形式
三心拱
内燃程度
0~100%
窑墙形式
斜窑墙
坯体入窑水分
≤8%
总长
100400mm
成品率
≥95%
宽(工作断面)
3000mm
年工作日
300天
高(工作断面)
1833mm
烧成周期
36小时
有效断面积
4.89m2
烧成温度
950~1050℃
工作道容车数
40辆
窑门形式
电动升降门
全窑日产量
13.68万块
窑门图纸
本院
三、施工要求
1.总则
①标高:
隧道窑取窑内轨道面为±0.000米,工艺布置时请注意换算。
②基础:
全窑采用整块现浇基础。
③砖:
砖的标号不低于MU10,不允许采用欠火砖、酥砖和有石灰爆裂等缺陷的废品砖,禁止采用水泥砖、灰砂砖。
④耐火材料:
本窑选用(NZ)-40粘土质耐火砖,其理化指标应达到(YB)395-63所规定的要求。
⑤砌筑:
按照国家标准GBJ211-87规定执行。
2.施工程序
施工过程须按以下程序进行:
①地下部分:
基础开挖、夯实,隧道窑基础制作。
②轨道安装:
制好样板车,浇注二次混凝土。
③窑墙砌至拱脚砖,包括砂封槽安装,预留加砂管孔。
④砌窑拱及拱脚砖以上部分墙和顶。
⑤安装窑门、车底平衡风机及所有闸阀。
⑥砌筑窑车衬砖。
⑦清扫检查,准备烘窑。
3.技术要求
①基础
A.基础标高应符合设计要求,其误差不得超过如下值:
+5mm,-0mm。
B.基础应经过充分养护后方可进行上部工程施工。
C.开挖隧道窑基础时,应尽量与窑房基础同时施工,以免互相产生不利影响。
②轨道安装
A.窑内轨道面标高和轨道中心线为窑体砌筑的主要定位基准,故窑内轨道应在窑墙砌筑前铺设。
轨道安装质量,关系到窑车的平稳运行和隧道窑的操作安全,应引起高度重视。
B.窑内轨道标高沿隧道窑长度上均为±0.000,不设坡度。
C.窑内轨道采用24kg/m轻轨,如采购有困难,可选用大一规格的钢轨代替,此时轨道下基础标高应作相应调整。
但不能选用小于设计规格的钢轨。
D.铺轨前,钢轨应进行调直校正,不得采用弯曲变形、锈蚀严重、磨损老化的旧钢轨。
E.钢轨安装尺寸允许偏差:
a.轨距宽度:
±1mm;
b.轨道中心线与隧道窑中心线:
±0.5mm;
c.钢轨接头间隙:
-0mm,+2mm;
d.轨道纵横向水平偏差:
±1mm。
F.轨道校正无误后,用200号细石混凝土进行二次浇注,浇注前基础表面应清洗干净,并用清水清洗一遍。
G.二次浇注层在未达到强度前,禁止在轨道范围内实施任何工程和通行车辆。
③烟道
A.烟道底部的最上层砖其长边应与气流方向垂直。
B.烟道拱应错缝砌筑,锁砖在拱脚两侧砌体砌筑后方能打入。
C.膨胀缝距离同内窑墙一致,缝宽10~15mm,缝内用石棉绳填实。
D.烟道必须砌筑严实,随砌随勾缝,砌筑完毕后在烟道内粉一层5mm的耐热泥浆。
④窑墙
A.砌筑前应将窑墙基础用150号细石砂浆找平,主要定位均以轨道标高和中心线为准。
B.整个内外窑墙及内撑墙应同时向上砌筑,不允许先砌内墙,再砌外墙。
C.长度方向上分段砌筑时,其分段长度内不得少于四道膨胀缝,分段接头处如不在膨胀缝处时,应采取留阶梯接头,不得采用“马牙”状接头。
D.外窑墙应倾斜向内砌筑,倾斜面与直墙同样要求砌筑平直,与内撑墙至少保持一砖以上的搭接。
不得采用水平砌砖留出台阶向内收缩的办法来砌筑外窑墙。
E.内窑墙的耐火砖内衬,在砌筑到拱脚处时,应丁砌一块与红砖砌体保持有半砖以上的达接。
F.砖的砍凿面不应朝向窑道内表面和膨胀缝。
G.窑墙应砌筑平直,内墙垂直误差全高不超过5mm,平直度用2米靠尺检查,其间隙不得超过5mm。
H.内墙与窑中心线偏差不得超过±5mm。
I.内撑墙与内窑墙至少有半砖以上搭接,与外窑墙的斜砌砖至少有一砖半以上搭接,不允许独立砌筑内撑墙。
J.各层砖的砌筑应严格保持水平,不允许用加厚砖缝的办法来找平曲封砖和拱脚砖。
K.外窑墙的膨胀缝可每20米左右设置一道,缝宽20~30mm。
L.内窑墙膨胀缝每两个车位一道,缝宽35~45mm。
膨胀缝应砌成锁口式,禁止砌成贯通式。
砌筑时缝口要求整齐平直,并随砌随清扫干净,不被杂物堵塞。
窑道内侧的膨胀缝最后用石棉绳填实。
M.砌筑过程中禁止用水润湿耐火砖或用水浇在耐火砖砌体上。
⑤窑拱、烟道拱
A.架设木摸前,应仔细检查拱脚砖是否合格,合格后方能架设木摸。
B.拱摸工作面到轨面±0.000尺寸允许偏差+3mm,-0mm。
C.拱脚砖后面的砌体砌筑完毕后,才能开始筑拱。
D.砌拱前拱砖应进行预排,合格后才能正式施工。
砌筑时不得有扭曲、凹凸不平等缺陷。
E.拱砖一律采用“错砌”法施工,禁止采用“环砌”法施工。
并且应从两侧拱脚同时向中心对称砌筑,内层拱砌筑完毕检查合格后,满堂刮浆找平后再砌上一层。
F.拱中心用一块锁砖适当用力打入,工具使用木锤,不得使用铁器或其它坚硬的工具。
G.拱的膨胀缝要上下层错开一砖长度,注意保持缝内清洁,施工完毕后用红砖盖住缝口,防止泥浆、砖屑等杂物掉入缝内。
H.拱摸移动须与砌好的窑拱保持一砖半以上的搭接,以保证接头处平滑自然。
拆除拱摸后,随即对拱实施检查并加以勾缝。
I.窑拱砌筑完毕后,其最上一层拱表面干铺一层红砖,隔离填充材料。
⑥砖缝及砂浆
A.内窑墙、窑拱的耐火砖砌体,灰缝小于3mm,采用牌号(NF)-40粘土质耐火泥浆砌筑。
B.耐火砖后面的红砖砌体(包括拱、墙),灰缝3~5mm,采用混合砂浆砌筑,混合砂浆比例为,水泥:
耐火粉:
砂=30:
30:
40,其中砂中SiO2含量不低于80%,水泥标号不低于425号。
C.预热带、冷却带采用红砖砌筑的内层窑拱,拱内面灰缝不大于3mm,采用混合砂浆砌筑。
D.支烟道、总烟道要求同上。
E.外窑墙、内撑墙的红砖砌体,灰缝5~7mm,采用50号普通水泥砂浆砌筑。
⑦保温材料
A.窑墙内填充的保温材料可以采用炉渣或磷渣等多孔轻质材料。
选用炉渣时,其最大颗粒尺寸不应超过15mm,残余发热量应低于210KJ/kg(50Kcal/kg)为宜,以免产生自然损害窑体。
B.填充材料应分层夯实,每层厚度大致不超过300mm。
⑧其它
A.对进场的耐火砖应进行外观及内在质量检查验收,并进行清理分类,以便在施工中合理使用。
B.耐火砖不得露天堆放。
搬运时应轻拿轻放,以免损坏砖的棱角,影响施工质量。
C.施工前应检查耐火泥的砌筑性能,确定水灰比。
D.拱摸制作尺寸一定要准确,并具有足够的刚度,拱摸上的板条厚度不应小于20mm。
E.本说明书中对施工质量未作详细规定处,依照国家标准GBJ211-87《工业炉砌筑工程及验收规范》中有关规定执行。
4.施工检查和验收程序
为确保施工质量、减少返工,施工检查和验收应按施工要求规定的标准分阶段进行。
A.基础和烟道;
B.轨道;
C.砂封槽及砂封槽以下砌体;
D.曲封及以下墙体;
E.拱脚转以下墙体;
F.窑拱;
G.最后、待工程全部完工后,再进行一次最终全面验收。
验收时,施工单位应根据GBJ211-87第十八章、第18.0.2条之规定,提供验收资料。
四、烘窑
1.目的
烘窑的主要目的是排除窑体的水分和促使窑炉材料的晶型转变,并使窑体各部分在投入使用前缓慢膨胀到最佳状态,防止突然升温造成严重破坏。
所以,烘窑是通过加热窑体、窑车衬砖、烟道等,使之均匀的排除砌体中所含水分(机械水和结晶水),使砌体达到一定的稳定状态,保证结构的强度,确保使用寿命和安全生产。
不经烘窑就直接点火投产,或烘窑处理不当,都会对隧道窑的结构造成危害,带来无法挽回的损失。
所以,对隧道窑的烘烤工作,必须严格认真,一丝不苟!
本设计根据一般情况提出以下烘窑制度和相应的升温曲线,供建设单位和施工单位实施烘窑计划时参考。
如有特殊情况,应进行校正或另行制定。
2、烘窑制度
本烘窑制度是按新建的隧道窑、准备立即烘烤的情况制定的。
若隧道窑建成后放置一段时间,水分会自然挥发掉一部分,烘窑时间可适当缩短,若在阴雨季节或冬季烘窑时,应适当延长烘窑时间。
应该指出,烘窑制度是根据窑体结构的实际情况确定的,烘窑时,升温速度和时间必须严格按照制度进行,不允许为了抢时间早投产而人为缩短烘窑时间,以免造成重大事故。
烘窑制度见表2,升温曲线见图3。
烘窑制度表
表2
温度范围
(℃)
累计天数
(天)
升温速度
备注
(℃/班)
(℃/时)
0~120
4
10
1.25
升温
120
6
0
0
保温
120~180
8
10
1.25
升温
180
10
0
0
保温
180~300
14
10
1.25
升温
300
16
0
0
保温
300~500
21
39
5
升温
500~850
24
39
5
升温
850~900
30
3
1.4
升温
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