一种用于铝矾土焙烧的隧道窑论文和设计-李翔

全文摘要

本实用新型公开了一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，包括有隧道窑本体，所述隧道窑本体由隧道基础、窑体和窑顶构成一体式拱形结构，在隧道基础中设有轨道，并在轨道上设有可随轨道在隧道窑内移动的窑车；所述隧道窑分为预热带、烧成带和冷却带，在预热带和烧成带的窑体内侧面设有燃气喷嘴及点火器，在预热带、烧成带和冷却带的窑体和窑顶内侧面设有温度传感器和压力传感器；还包括有排烟风机、助燃风机、抽热风机、控制器和天然气管道，控制器分别与燃气喷嘴、点火器、温度传感器、压力传感器、排烟风机、助燃风机及抽热风机电性连接。采用本实用新型所述的隧道窑，能满足大规模批量化生产的需要，具有结构简单，操作使用方便，适合推广应用。

主设计要求

1.一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其特征在于：包括有隧道窑本体、控制器(14)和天然气管道(15)，所述隧道窑本体由隧道基础(1)、位于隧道基础(1)两侧的窑体(2)和设于窑体(2)上方的窑顶(3)构成一体式拱形结构，所述隧道基础(1)采用钢筋混凝土预制为整体板状结构，在所述隧道基础(1)中设有轨道(4)，并在所述轨道(4)上设有窑车(5)，所述窑车(5)可随轨道(4)在隧道窑内移动；在所述窑体(2)的内侧面设有防火层，外侧壁设有保温层，所述隧道窑分为预热带、烧成带和冷却带，在所述预热带和烧成带的窑体(2)内侧面沿长度方向分布有多个燃气喷嘴(6)以及与燃气喷嘴(6)相配合的点火器(7)，在所述预热带、烧成带和冷却带的窑体(2)内侧面和窑顶(3)内侧面沿长度方向分布有多个温度传感器(8)和压力传感器(9)；在所述预热带的窑体(2)上沿长度方向分布有多个排烟口，所述窑体(2)外侧对应所述排烟口的位置设有排烟管道，所述排烟管道的输出端设有排烟风机(10)，通过所述排烟风机(10)使预热带内的烟气抽出；在所述烧成带的窑体(2)设有与所述燃气喷嘴(6)相通的助燃通道，所述窑体(2)外侧对应所述助燃通道的位置设有助燃空气管道(11)，所述助燃空气管道(11)的输入端设有助燃风机(12)，通过所述助燃风机(12)向燃气喷嘴(6)内输入新鲜空气，调节天然气与空气的空燃比；在所述冷却带的窑体(2)设有进风通道，所述窑体(2)外侧对应所述进风通道的位置设有进风管道,所述进风管道的输入端设有抽热风机(13)，通过所述抽热风机(13)使冷却带内的高温空气抽出；在所述隧道套本体外侧还设有控制器(14)和天然气管道(15)，所述燃气喷嘴(6)与天然气管道(15)相通，所述控制器(14)分别与燃气喷嘴(6)、点火器(7)、温度传感器(8)、压力传感器(9)、排烟风机(10)、助燃风机(12)及抽热风机(13)电性连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其特征在于：在所述预热带的窑体(2)和窑顶(3)的内壁中沿长度方向还设有多个扰动风口，所述窑体(2)外侧对应所述扰动风口的位置设有扰动风管，所述扰动风管的输入端设有鼓风机(16)，通过所述鼓风机(16)向预热带内输入高速空气，使预热带内的烟气产生扰动，减小预热带内上下之间的温差，所述鼓风机(16)与控制器(14)电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其特征在于：在所述预热带的窑头和窑尾两端均设计两道气幕机构，所述气幕机构包括有设置于窑体(2)和窑顶(3)中的喷孔，在所述窑体(2)和窑顶(3)外侧对应所述喷孔的位置设有气管，所述气管的输入端与鼓风机(16)相通，通过所述鼓风机(16)向喷孔内输入高速空气，使所述预热带内的窑头和窑尾两端形成气幕，阻挡预热带窑内烟气外溢和窑外冷空气进入窑内，所述鼓风机(16)为变频风机。

4.根据权利要求1所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其特征在于：在所述预热带的窑头端还设有积烟罩，所述积烟罩的输出端通过排烟管道与排烟风机(10)相通。

5.根据权利要求1所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其特征在于：所述燃气喷嘴(6)以及与燃气喷嘴(6)相配合的点火器(7)设置有两组，每组设有10-20个燃气喷嘴(6)及相配合的点火器(7)，两组之间的燃气喷嘴(6)和点火器(7)沿所述预热带和烧成带的长度方向呈上下交错布置方式设置于其窑体(2)内侧面中。

6.根据权利要求1所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其特征在于：在所述助燃空气管道(11)和天然气管道(15)中均设有压力检测仪和流量检测仪，所述压力检测仪和流量检测仪分别与所述控制器(14)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其特征在于：所述控制器(14)为DCS计算机集成控制系统，所述排烟风机(10)、助燃风机(12)及抽热风机(13)均为变频风机。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及的是铝矾土焙烧设备技术领域，具体地说是一种用于铝矾土焙烧的隧道窑。

背景技术

铝土矿的主要成份是氧化铝，可广泛应用于耐火材料工业、各种材质的固结磨具、涂敷磨具或研磨膏等，在国家现代化建设中它又是一个不可缺少的行业，棕刚玉是以优质铝矾土为原料、无烟煤、铁屑在电弧中经2000度以上高温熔炼制成。经机械加工粉碎、整形、磁选去铁、筛分成多种粒度，其质地致密、硬度高、粒形成球状，适用于制造陶瓷、树脂高固结磨具以及研磨、抛光、喷砂、精密铸造等，还可用于制造高级耐火材料。铝土矿的冶炼属于矿热电炉熔炼法，通常使用熔炼来冶炼，炉体是铝合金保温炉的重要组成部分。

隧道窑一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，底部铺设的轨道上运行着窑车。燃烧设备设在隧道窑的中部两侧，构成了固定的烧成带，燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带。在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段的制品，鼓入的冷风流经制品而被加热后，再抽出送入干燥器作为干燥生坯的热源，这一段便构成了隧道窑的冷却带。由于隧道窑因为生产连续化、周期短、产量大、质量高的优点在生产中被广泛应用。目前大量采用的隧道窑在使用过程中还是存在问题，隧道窑内部温度散热较快，燃料的消耗较大，外壁温度较高，操作者不小心会被烫伤；而且现在使用的隧道窑大多采用的是煤粉作为燃料，煤粉喷入隧道窑内不分散，不能快速彻底的燃烧，浪费了大量能源，而且很多时候人们为增加燃烧效率添加了各种的催化剂，其实效果并不是非常明显，而且催化剂价格也是异常昂贵；同时，现有的隧道窑不能够根据实际加工产品的需要来调节窑内温度，也不能随时监控窑内温度，特别是在预热带需要先将待加工产品进行预热处理，如果预热的时候温度过高，产品会产生裂缝，影响产品质量。因此，为了满足大规模批量化生产的需要，有必要对现有的隧道窑进行改进，以降低成本，提高其生产效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对背景技术中存在的问题，提供一种结构简单，具有自动控制的隧道窑设备，具体地说是一种用于铝矾土焙烧的隧道窑。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，包括有隧道窑本体、控制器和天然气管道，所述隧道窑本体由隧道基础、位于隧道基础两侧的窑体和设于窑体上方的窑顶构成一体式拱形结构，所述隧道基础采用钢筋混凝土预制为整体板状结构，在所述隧道基础中设有轨道，并在所述轨道上设有窑车，所述窑车可随轨道在隧道窑内移动；在所述窑体的内侧面设有防火层，外侧壁设有保温层，所述隧道窑分为预热带、烧成带和冷却带，在所述预热带和烧成带的窑体内侧面沿长度方向分布有多个燃气喷嘴以及与燃气喷嘴相配合的点火器，在所述预热带、烧成带和冷却带的窑体内侧面和窑顶内侧面沿长度方向分布有多个温度传感器和压力传感器；在所述预热带的窑体上沿长度方向分布有多个排烟口，所述窑体外侧对应所述排烟口的位置设有排烟管道，所述排烟管道的输出端设有排烟风机，通过所述排烟风机使预热带内的烟气抽出；在所述烧成带的窑体设有与所述燃气喷嘴相通的助燃通道，所述窑体外侧对应所述助燃通道的位置设有助燃空气管道，所述助燃空气管道的输入端设有助燃风机，通过所述助燃风机向燃气喷嘴内输入新鲜空气，调节天然气与空气的空燃比；在所述冷却带的窑体设有进风通道，所述窑体外侧对应所述进风通道的位置设有进风管道,所述进风管道的输入端设有抽热风机，通过所述抽热风机使冷却带内的高温空气抽出；在所述隧道套本体外侧还设有控制器和天然气管道，所述燃气喷嘴与天然气管道相通，所述控制器分别与燃气喷嘴、点火器、温度传感器、压力传感器、排烟风机、助燃风机及抽热风机电性连接。

进一步地，本实用新型所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其中在所述预热带的窑体和窑顶的内壁中沿长度方向还设有多个扰动风口，所述窑体外侧对应所述扰动风口的位置设有扰动风管，所述扰动风管的输入端设有鼓风机，通过所述鼓风机向预热带内输入高速空气，使预热带内的烟气产生扰动，减小预热带内上下之间的温差，所述鼓风机与控制器电性连接。

进一步地，本实用新型所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其中在所述预热带的窑头和窑尾两端均设计两道气幕机构，所述气幕机构包括有设置于窑体和窑顶中的喷孔，在所述窑体和窑顶外侧对应所述喷孔的位置设有气管，所述气管的输入端与鼓风机相通，通过所述鼓风机向喷孔内输入高速空气，使所述预热带内的窑头和窑尾两端形成气幕，阻挡预热带窑内烟气外溢和窑外冷空气进入窑内，所述鼓风机为变频风机。

进一步地，本实用新型所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其中在所述预热带的窑头端还设有积烟罩，所述积烟罩的输出端通过排烟管道与排烟风机相通。

进一步地，本实用新型所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其中所述燃气喷嘴以及与燃气喷嘴相配合的点火器设置有两组，每组设有10-20个燃气喷嘴及相配合的点火器，两组之间的燃气喷嘴和点火器沿所述预热带和烧成带的长度方向呈上下交错布置方式设置于其窑体内侧面中。

进一步地，本实用新型所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其中在所述助燃空气管道和天然气管道中均设有压力检测仪和流量检测仪，所述压力检测仪和流量检测仪分别与所述控制器电性连接。

进一步地，本实用新型所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其中所述控制器为DCS计算机集成控制系统，所述排烟风机、助燃风机及抽热风机均为变频风机。

采用本实用新型所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，由于所述隧道窑本体由隧道基础、窑体和窑顶构成一体式拱形结构，所述隧道窑分为预热带、烧成带和冷却带，在所述预热带和烧成带的窑体内侧面设有燃气喷嘴以及与燃气喷嘴相配合的点火器，在所述预热带、烧成带和冷却带的窑体内侧面和窑顶内侧面设有温度传感器和压力传感器；同时在所述预热带的窑体上沿长度方向分布有多个排烟口，所述窑体外侧对应所述排烟口的位置设有排烟管道，所述排烟管道的输出端设有排烟风机，通过所述排烟风机使预热带内的烟气抽出；在所述烧成带的窑体设有与所述燃气喷嘴相通的助燃通道，所述窑体外侧对应所述助燃通道的位置设有助燃空气管道，所述助燃空气管道的输入端设有助燃风机，通过所述助燃风机向燃气喷嘴内输入新鲜空气，调节天然气与空气的空燃比；在所述冷却带的窑体设有进风通道，所述窑体外侧对应所述进风通道的位置设有进风管道,所述进风管道的输入端设有抽热风机，通过所述抽热风机使冷却带内的高温空气抽出；在所述隧道套本体外侧还设有控制器和天然气管道，所述燃气喷嘴与天然气管道相通，所述控制器分别与燃气喷嘴、点火器、温度传感器、压力传感器、排烟风机、助燃风机及抽热风机电性连接。在所述控制器的作用下，通过所设置的温度传感器和压力传感器能随时监控窑内的温度和压力，同时通过控制器可控制助燃空气管道和天然气管道中的空燃比,以此来调节窑内的温度；同时通过排烟风机、助燃风机和抽热风机还能调节窑内的压力及温度，从而实现自动控制。采用本实用新型所述的隧道窑，不仅能满足大规模批量化生产的需要，还能降低能源，可提高其生产效率和产品质量，具有结构简单，操作使用方便，适合推广应用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型中隧道窑的结构示意；

图2为为本实用新型的结构示意简图。

图中所示：1-隧道基础、2-窑体、3-窑顶、4-轨道、5-窑车、6-燃气喷嘴、7-点火器、8-温度传感器、9-压力传感器、10-排烟风机、11-助燃空气管道、12-助燃风机、13-抽热风机、14-控制器、15-天然气管道、16-鼓风机。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，包括有隧道窑本体，所述隧道窑本体由隧道基础1、位于隧道基础1两侧的窑体2和设于窑体2上方的窑顶3构成一体式拱形结构，所述隧道基础1采用钢筋混凝土预制为整体板状结构，在所述隧道基础1中设有轨道4，并在所述轨道4上设有窑车5，所述窑车5可随轨道4在隧道窑内移动；所述窑体2由钢结构框架、砌体托架和炉衬砌体组成，其中所述钢结构框架采用以槽钢、角钢和方管为主的型钢焊接而成，以保证窑体2的强度；而砌体托架采用型钢和钢板焊制而成；炉衬砌体根据窑内工作温度进行材料选择，沿长度方向窑墙分别由不同使用温度的MG28、MG26、MG23莫来石隔热砖和高铝隔热砖、粘土隔热砖、硅酸铝纤维和硅酸钙板组成。所述窑顶3 为吊挂平顶结构，选用与窑体2相材料组成；并在所述窑体2的内侧面设有防火层，外侧壁设有由隔热板组成的保温层，所述隔热板采用1.5mm冷轧钢板压制成型，固定于窑体2的钢结构框架上。其中所述隧道窑分为预热带、烧成带和冷却带，在所述预热带和烧成带的窑体2内侧面沿长度方向分布有多个燃气喷嘴6以及与燃气喷嘴6相配合的点火器7，在所述预热带、烧成带和冷却带的窑体2内侧面和窑顶3内侧面沿长度方向分布有多个温度传感器8和压力传感器9；在所述预热带的窑体2上沿长度方向分布有多个排烟口，所述窑体2外侧对应所述排烟口的位置设有排烟管道，所述排烟管道的输出端设有排烟风机10，通过所述排烟风机10使预热带内的烟气抽出；在所述烧成带的窑体2设有与所述燃气喷嘴6相通的助燃通道，所述窑体2外侧对应所述助燃通道的位置设有助燃空气管道11，所述助燃空气管道11的输入端设有助燃风机12，通过所述助燃风机12向燃气喷嘴6内输入新鲜空气，调节天然气与空气的空燃比；在所述冷却带的窑体2设有进风通道，所述窑体2外侧对应所述进风通道的位置设有进风管道,所述进风管道的输入端设有抽热风机13，通过所述抽热风机13使冷却带内的高温空气抽出；在所述隧道套本体外侧还设有控制器14和天然气管道15，所述燃气喷嘴6与天然气管道15相通，所述控制器14分别与燃气喷嘴6、点火器7、温度传感器8、压力传感器9、排烟风机10、助燃风机12及抽热风机13电性连接。

进一步地，本实用新型所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其中在所述预热带的窑体2和窑顶3的内壁中沿长度方向还设有多个扰动风口，所述窑体2外侧对应所述扰动风口的位置设有扰动风管，所述扰动风管的输入端设有鼓风机16，通过所述鼓风机16向预热带内输入高速空气，使预热带内的烟气产生扰动，减小预热带内上下之间的温差，所述鼓风机16与控制器14电性连接。同时在所述预热带的窑头和窑尾两端均设计两道气幕机构，所述气幕机构包括有设置于窑体2和窑顶3中的喷孔，在所述窑体2和窑顶3外侧对应所述喷孔的位置设有气管，所述气管的输入端与鼓风机16相通，通过所述鼓风机16向喷孔内输入高速空气，使所述预热带内的窑头和窑尾两端形成气幕，阻挡预热带窑内烟气外溢和窑外冷空气进入窑内，所述鼓风机16为变频风机。另外，在所述预热带的窑头端还设有积烟罩，所述积烟罩的输出端通过排烟管道与排烟风机10相通。通过所设置的积烟罩，可以使溢出的部分烟气通过排烟风机10进入排烟系统中，从而避免烟气外溢。

进一步地，本实用新型所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其中所述燃气喷嘴6以及与燃气喷嘴6相配合的点火器7设置有两组，每组设有10-20个燃气喷嘴6及相配合的点火器7，其中所述燃气喷嘴6和点火器7的数量可根据预热带和烧成带的长度进行灵活设置,要求两组之间的燃气喷嘴6和点火器7沿所述预热带和烧成带的长度方向呈上下交错布置方式设置于其窑体2内侧面中, 其中所述燃气喷嘴6根据不同温度区域的热量需求合理确定其烧嘴功率，使产品根据设定温度曲线进行升温。燃气喷嘴6采用燃气高速烧嘴高效燃烧，高温助燃风燃烧，有效降低燃耗。同时，为了能随时观察到助燃空气管道11和天然气管道15中的压力和流量情况，在所述助燃空气管道11和天然气管道15中均设有压力检测仪和流量检测仪，所述压力检测仪和流量检测仪分别与所述控制器14电性连接。

进一步地，本实用新型所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，其中所述控制器14为DCS计算机集成控制系统，所述排烟风机10、助燃风机12及抽热风机13均为变频风机。其中所述DCS计算机集成控制系统为计算机DCS 控制，采用现有市场中通用的DCS 控控制器，可对窑炉运行过程中的温度、压力及气氛等进行自动控制。而排烟风机10、助燃风机12及抽热风机13均为变频风机,采用变频风机可根据窑内的压力进行灵活调节。

在实际使用过程中，采用本实用新型所述的一种用于铝矾土焙烧的隧道窑，由于所述隧道窑本体由隧道基础1、窑体2和窑顶3构成一体式拱形结构，所述隧道窑分为预热带、烧成带和冷却带，在所述预热带和烧成带的窑体2内侧面设有燃气喷嘴6以及与燃气喷嘴6相配合的点火器7，在所述预热带、烧成带和冷却带的窑体2内侧面和窑顶内侧面设有温度传感器8和压力传感器9；同时在所述预热带的窑体2上沿长度方向分布有多个排烟口，所述窑体2外侧对应所述排烟口的位置设有排烟管道，所述排烟管道的输出端设有排烟风机10，通过所述排烟风机10使预热带内的烟气抽出；在所述烧成带的窑体2设有与所述燃气喷嘴相通的助燃通道，所述窑体2外侧对应所述助燃通道的位置设有助燃空气管道11，所述助燃空气管道11的输入端设有助燃风机12，通过所述助燃风机12向燃气喷嘴内输入新鲜空气，调节天然气与空气的空燃比；在所述冷却带的窑体2设有进风通道，所述窑体2外侧对应所述进风通道的位置设有进风管道,所述进风管道的输入端设有抽热风机13，通过所述抽热风机13使冷却带内的高温空气抽出；在所述隧道套本体外侧还设有控制器14和天然气管道15，所述燃气喷嘴6与天然气管道15相通，所述控制器14分别与燃气喷嘴6、点火器7、温度传感器8、压力传感器9、排烟风机10、助燃风机12及抽热风机13电性连接。在所述控制器14的作用下，通过所设置的温度传感器8和压力传感器9能随时监控窑内的温度和压力，同时通过控制器14可控制助燃空气管道14和天然气管道15中的空燃比,以此来调节窑内的温度；同时通过排烟风机10、助燃风机12和抽热风机13还能调节窑内的压力及温度，从而实现自动控制。

综上所述，采用本实用新型所述的隧道窑，不仅能满足大规模批量化生产的需要，还能降低能源，可提高其生产效率和产品质量，具有结构简单，操作使用方便，适合推广应用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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