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。
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
常 见 硅 钼 棒 形 状
2014-10-25
热电偶
主要作用除了测试窑内温度之外，还能在烧 制时记录连续升温以及恒温的情况。 热电偶温度计可随时掌握窑内温度的变化情 况而避免人为的误差。 铂铑热电偶采用贵金属高纯铂金为负极，铂 铑合金为正极。
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。
6.8 电热窑炉
电炉是电热窑炉的总称。一般是通过电热元 件把电能转变为热能，电热窑炉特点 ： 热效率高； 产品质量高，能够选择气氛焙烧； 设备简单，占地面积小； 无局部高温，温度场均匀； 操作简单，环境清洁； 附属电器设备比较复杂，购置费用和维护费 用较高； 有些电热元件要在一定的保护气氛下使用。
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。 窑车方向 烟气方向 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。
A 隧道窑内的气体对流传热
对流传热是隧道窑预热带和冷却带的主要 传热方式。要快速烧窑，提高对流传热是 一个有效的途径。
增大对流传热途径
1.扩大传热面积(使所有表面均为加热面) 2.提高温度差((如何提高？) 3.提高对流传热系数 (增加窑内气体循环；采 用高速烧嘴；取消匣钵；稀码料垛。)
kv α 0 .2 d
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。
解决办法
1.从窑的结构上 2.从窑车结构上(减少窑车吸热) 3.从码坯方法上(适当稀码，上密下稀) 4.在预热带许多温度点装设高速调温烧嘴
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。
6.7.1 倒焰窑内气体流动
自然通风的倒焰窑，由于燃烧产物由煤层 上升至窑顶时位压头转化为静压头，使窑 顶静压为正压； 燃烧产物由窑顶倒流至窑底时，静压需克 服流动时阻力，静压逐渐转为零。
零压面一般在窑底平面。
6.7.1 倒焰窑内的传热
窑内传热特点 1. 升温时，制品、窑墙、窑顶同时都吸收热 量，升高温度，使制品达到烧成，窑墙、 窑顶一边蓄热，一边散热。 2. 冷窑时，制品、窑墙、窑顶同时冷却，放 出热量。 倒焰窑传热属于不稳定传热。 低温阶段以对流传热为主 高温阶段以辐射传热为主
0 .8
B 气体辐射传热
烧成带及预热带高温段是以气体辐射传热为 主。
T 4 Tm 4 Q＝5.67 m F 100 100
气体辐射是分子辐射，在整个体积内进行， 和辐射层厚度有关，辐射层厚度又和通道 当量直径有关。 因此， 稀码可以提高辐射能力，加速烧成。
发热元件
电阻炉按炉温的高低可以分为低温（工作温 度 低 于 700℃ ） 、 中 温 （ 工 作 温 度 为 700~1250℃ ） 和 高 温 （ 工 作 温 度 大 于 1250℃）三类。 炉温在 1200℃以下，通常采用镍铬丝、铁铬 钨丝，炉温为 1350~1400℃时采用硅碳棒； 炉温为 1600℃可采用二硅化钼棒为电热体。
B 静压头
引起原因：由于排烟、鼓风、抽风等使窑内 外压强不等。鼓风处正压，抽风处负压。
h静=p热-p大气
结果：气流方向有高压向低压流动。 零压位：窑内绝对压强等于窑外绝对压强， 仍有气体流动。
窑内位压对静压头的影响
取一垂直截面，根据伯努力方程式，如果不 考虑断面上的上下动压变化，则： h上位+h上静= h下位+h下静 这两者是如何转变？？
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
预热带烧成带零压位控制在二带交界处。 零压位前移，烧成带正压过大，烧成带正 压过大，则大量热气体逸出窑外，热损失 增大，烧坏窑车，影响运行，恶化操作条 件。 零压位后移，预热带负压过大，大量冷风 漏入窑内，上下温差增大，排烟机负荷增 大，烧成时间延长，燃耗增大。
C 动压头
原因：窑内存在静压差，气体由高压区向低 压区流动。 结果：静压头转变为动压头，然后损耗于压 头损失。 h动=1/2 ρ热v2 水平流动是窑内起主导作用的运动形式， 水平流速提高，有利于窑内温度均匀和强 化窑内的对流换热。
6.7 倒焰窑
倒焰窑工作流程 1-窑室；2-燃烧室；3-灰坑；4-窑底吸火孔；5-支烟道；6-主烟道；7挡火墙；8-窑墙；9-窑顶；10-喷火口
倒焰窑
其名称是由火焰流动情况而获得。燃烧所产 生的火焰都从燃烧室的喷火口上行至窑顶， 由于窑顶是密封的，火焰不能继续上行， 在走投无路的情况下，就被烟囱的抽力拉 向下行，经过匣钵柱的间隙，自窑底吸火 孔进支烟道，主烟道，最后由烟囱排出。 因为热气体重度轻，总是浮在上面，所以人 们习惯把火焰从下到上称为“顺”。而把 由上向下流动的火焰称为“倒”这就是 “倒焰窑”称呼的由来。
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。
各种搅动气幕和循环装置就是利用动压头即喷出 速度来，减小上下温差，均匀窑温。
D 压头损失
窑内气流阻力包括： 2 l v 1.摩擦阻力 h ξ
摩
d 2
ρ
2.局部阻力
3.料垛阻力
v2 h局 Kρ 2
设计或操作窑炉时，应尽量降低窑内气流阻力 a. 适当缩短窑长 b. 合理稀码料垛 c. 提高窑炉密封性，减少漏气 d. 尽量使上下温度均匀
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
C 综合传热
预热带和烧成带内气体传给制品的热量为： 1. 气体以对流和辐射方式将热传给匣钵外表 面。（并联） 2. 匣钵外表面以导热方式将热传给内表面。 3. 匣钵内表面以辐射方式及钵内气流以对流 方式将热传给制品。（并联） 以上三种传热是串联传热。
匣钵对传热的影响
匣钵装烧的目的：防止火焰直接冲刷制品， 减少污染和变形。 匣体装烧的缺点： 1. 使气流的对流换热系数减小，匣内对流为 缓慢的自然对流； 2. 在气体对制品的辐射传热中起遮热罩的作 用，削弱了有益传热。 故应尽可能取消匣钵，采用无匣裸烧，以达 到快烧和降低能耗的目的。
零压带
任一垂直断面上，上部静压总是大于下部 静压，最多也只能出现一条零压线。 零压带为一倾斜平面，上部偏向预热带， 下部偏向烧成带。中部零压在两带交界面 附近。 最理想的压强控制操作是将窑内维持为零 压，但是办不到。只能将窑内的关键部 位 —— 烧成带与预热带的交界面附近维持 在零压左右。