平顶陶瓷窑炉钢结构架设计改进及有限元分析

林 海，陈钦鸿，潘 明，杨 昭

(1.广东省特种设备检测研究院 潮州检测院，广东 潮州 521000； 2.广东省质量监督陶瓷燃气窑炉检验站(潮州)，广东 潮州 521000)

0 引 言

陶瓷属于高耗能产业，窑炉广泛应用于日用陶瓷等烧制生产中，以日用瓷为例，烧制成本约占总成本30～40%，节能降耗是成本控制的核心。

窑炉窑体包括：窑墙和窑顶，一方面要求具有耐高温隔热的性能，另一方面还要求具备一定高温强度。窑顶采用拱顶结构，拱越平，横向推力越大，加固窑炉所需的钢材越多且拱顶不稳固，容易下落[1]，增加停产风险及维修成本；拱过高有不利于窑内上下温度的均匀,特别是超宽隧道窑仍采用拱顶，势必有很大的拱高，严重影响内内上下温度和水平温度的均匀性[1]，影响烧成率。相应从窑顶结构改进来说，通过使用高性能耐火保温材料，降低窑顶厚度。采用平顶结构，可提升窑内断面温度均匀性，提升陶瓷烧成率。且相较于拱顶结构，钢结构架的作用主要是为了克服拱顶的横向推力[1]，采用平顶结构无横向推力。因此，钢结构架设计要求存在较大转变。

笔者通过采用平顶结构取代拱顶结构，设计窑炉钢结构架，并通过有限元分析，对设计进行改进，通过此设计达到降低窑内温升目的，提高烧成率，解决横向推力问题，减少钢结构架材料用量，提升经济性。

1 平顶支吊架设计

选择某窑炉制造企业陶瓷燃气窑炉钢结构架作为分析模型，以窑炉烧成带断面为例，其采用拱顶窑顶形式，如图1所示。……