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隧道窯輕質窯車的設計.doc

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?隧道窯輕質窯車的設計窯車式隧道窯系一種燒成窯爐,廣泛應用于磚瓦、陶瓷等窯業制品的燒成。窯車主要由行走車輪、車架和車架上的耐火隔熱層構成(見圖1)。其中,在耐火隔熱層外周形成耐火物襯砌塊。由于耐火隔熱層外部一是窯車裝卸時操作者易接觸部位,要求具有不易變形的強度;二是在窯車內運行時,要經受燒成帶產生的強熱高溫的部位,要求具有耐火隔熱和結構穩定性,因此在耐火隔熱層外周形成大規格的耐火物塊,在內層設置隔熱磚和輕質隔熱材料。但由于耐火物塊重,蓄熱量極大,窯車從窯內出來時,攜帶的熱量大,造成較大的熱損失。此外,成型時大型耐火物塊整體不易均勻,在熱沖擊下可能產生剝落或裂紋。針對窯車存在的這些問題,海外某窯業公司通過技術改進,為隧道窯設計出一種輕質窯車。耐火隔熱層外側由厚度在10mm以下的Si-SiC材質的燒結陶瓷板(下稱Si-SiC板),內面填充輕質隔熱材料。圖2為設計實例1的窯車主要部位剖面圖。如圖所示,窯車由車輪、金屬車架和外側由Si-SiC板構成的耐火隔熱層組成。Si-SiC板下端由螺栓固定在L型鋼上。燒結陶瓷板雖可使用鋁和莫來石質耐火材,但其耐熱沖擊、高溫強度和輕質性不如氮化硅耐火物和再結晶SiC等非氧化物材料,其中,以使用SiC與金屬Si硅的復合材料即Si-SiC為最佳。Si-SiC板是由SiC與25%以下的Si組成的燒結體,采用將Si粉末與C粉末隨SiC粉末混合、擠出成型、于1300~1400℃下燒結的工藝制作,亦可用碳和碳纖維來制作,還可采用在再結晶碳化硅中浸漬Si的工藝。Si-SiC板厚度在10mm以下同樣具有足夠的強度和韌性。在該設計中使用厚度為5mm的Si-SiC板。在板的內面填充輕質纖維隔熱材料,在其上面用纖維氈覆蓋,形成耐火隔熱層。此外,按窯車構架面直接承受荷載的要求設置供堆碼坯體的棚架。圖3是設計實例2的窯車主要部位剖面示意圖。如圖所示,該實例的結構是在耐火隔熱層外側用Si-SiC板與斷面為L字狀的Si-SiC板在中部位接合,其它與實例1相同。由上設計而成的窯車其耐火隔熱層外側由Si-SiC板構成,內層面填充輕質隔熱材,該結構與原使用大而重的耐火物砌塊不同。耐火隔熱層的質量大幅減輕,使其輕質化。因此窯車蓄熱量減少,窯車攜出的熱量減少,熱損失也就減少。而且由于Si-SiC板強度特性優良,窯車裝卸時,即使與生產人員接觸,也不會變形。此外,Si-SiC板具有良好的耐熱性和耐熱沖擊性,即使長時間經受熱沖擊也不會剝落或產生裂紋。由上可見,窯車耐火隔熱層外側由陶瓷板材構成,內層填充輕質隔熱材,與原窯車相比,蓄熱量小,即使經受熱沖擊,其外側部位不會剝落和產生裂紋。因此經改進設計而成的窯車在窯業制品生產中更具有優勢。摘自磚瓦世界
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