无机材料工艺课程设计指导书

无机非金属材料专业

《无机材料工艺课程设计》

指导书

无机非金属材料研究所编

2010年5月

目录

课程设计要求与说明 (1)

第一章窑炉制图规格 (2)

第二章窑体图 (9)

第三章尺寸标注 (13)

第四章窑炉课程设计说明书撰写规范 (19)

第五章设计说明书的编写 (22)

图1 隧道窑窑体主图 (26)

图2 隧道窑预热带典型断面图 (30)

图3 辊道窑窑体主图 (31)

图4 辊道窑窑体断面图 (33)

课程设计要求与说明

一、课程设计目的

课程设计是课堂教学的实践延伸，目的是对学生学习《陶瓷工艺学》课程的最后总结，是教学重要的一环。要求学生通过课程设计能综合运用和巩固所学的理论知识，并学会如何将理论与实践结合，研究解决实际中的工程技术问题。

主要任务是培养学生设计与绘图的基本技能，掌握窑炉设备的设计程序、过程与内容。学生根据老师给定的设计任务，在规定的时间里，应围绕自己的题目内容，结合所学知识，认真查阅资料，体验工程设计的过程，同时锻炼学生分析和解决实际问题的能力。

二、课程设计要求

通过本课程设计，要求学生进一步了解窑炉设备的基本结构；掌握窑炉设备的工作原理、工程制图方法和编制设计说明书的方法，同时要求学生融会贯通所学的理论知识，与实践结合，理解窑炉设备的设计思想和设计方法。学生对课程设计题目应视作真正的任务，要求学生认真负责地进行设计，每一个计算数据和结构设计应尽可能与生产实际相结合，课程设计应作为学生的创造性成果，不能抄袭历届学生的设计，也不允许简单照搬现成的资料，要求学生能表达自己的设计思想。

三、课程设计题目、内容

1、设计题目：隧道窑设计

辊道窑设计

2、设计内容

（1）图纸：主体结构图及主要断面图。要求尺寸标注齐全，线条、文字、图例规范；

（2）说明书：确定主要尺寸和工作系统，进行燃烧计算和热平衡计算，要求计算正确，编写完整，格式规范。

第一章窑炉制图规格

窑炉工程图是表达窑炉设计的重要技术资料，是施工的依据。为了使窑炉工程图表达统一，清晰简明，提高制图质量，便于识读，满足设计和施工等的要求，又便于技术交流，对于图样的画法、图线的线型和应用、比例、图例以及字体等，统一规定。

一、图纸幅面

为了合理使用图纸和便于装订和管理，所有图纸的幅面，应符合表1—1的规定：

表1—1 图纸幅面尺寸（mm）

图中B×L为图纸的短边乘以长边，a、c为图框线到幅面线之间的宽度。

图纸幅面尺寸相当于2系列，即L= 2B，见图1—1。

图1—1 图纸幅面格式及其尺寸代号

必要时，也允许选用表1—2所规定的加长幅面。这些幅面的尺寸是由基本幅面的短边乘整数倍后得出。

表1—2 图纸加长后的尺寸（mm）

二、图纸标题栏

窑炉图纸应有窑炉名称、图名、图号、设计号及设计人、绘图人、审核人的签名和日期等，把这些集中列表放在图纸的右下角，称为图纸标题栏，简称图标。

大标题栏的长边长度应为180mm；短边长度宜采用30、40、50 mm

。

图1—2 图纸标题栏

1．窑炉名称由规格（连续性窑的长度、间歇窑的容积）、燃料种类、窑炉类型三部分组成。例如：87米天然气辊道窑、8立方米液化石油气梭式窑等。

2．图号由窑炉类型代号、燃料种类代号、窑炉规格、图纸编号四部分组成。

3．窑炉类型代号由窑型名称拼音第一个字母构成：隧道窑SD、辊道窑GD、梭式窑SS。

4．燃料种类代号：T 天然气Y 液化石油气J 焦炉煤气

F 发生炉煤气S水煤气

Z 重油Q 轻柴油

5．图纸编号：01窑体图、02钢架图、03管路系统图。例如TGD87—02表示87米天然气辊道窑钢架图。

三、图线

在绘制窑炉图时，为了表示出图中不同的内容，并且能够分清主次，必须使用不同的线型和不同粗细图线。窑炉图的图线线型有实线、虚线、点划线、双点划线、折断线、波浪线等，随用途的不同而反映在图线的粗细关系上，见表1—3。

粗线的宽度代号为b，它应根据图的复杂程度及比例大小、从下面线宽系列中选取：

0.35，0.5，0.7，1.0，1.4 (mm)。

表1—3 图线的线型，线宽及用途

绘制比例较小的图或比较复杂的图，选取较细的线。当选定了粗线的宽度b后，中粗线及细线的宽度也就随之确定而成为线宽组（见表1—4）。

表1—4 线宽组(mm)

同一图纸幅面中，采用相同比例绘制的各图，应选用相同的线宽组。绘制比较简单的图或比例较小的图，可以只用两种线宽，其线宽比为b：0.35b。

图纸的图框线和标题栏线的宽度，将随图纸幅面的大小而不同，可以参照表1—5来选用：

表1—5 图纸图框线和标题栏线线宽（mm）

由线宽系列可看出，线宽之间的公比和图纸幅面的长边尺寸系列、短边尺寸系列以及字体的高度系列（连同汉字长仿宋体的字宽系列）都互相一致，且和国际标准统一。

在各种线型中，虚线、点划线及双点划线的线段长度和间隔宜各自相等。点划线或双点划线的两端，不应是点，点划线与点划线交接或点划线与其他图线交接时，应是线段交接。虚线与虚线交接或虚线与其他图线交接时，也应是线段交接。虚线为实线的延长线时，不得与实线交接。绘制圆或圆弧的中心线时，圆心应为线段的交点，且中心线两端应超出圆弧2~3mm。当图形较小（如图1—2中较小的圆），画点划线有困难时，可用细实线来代替。实线、虚线、点划线画法见图1—3所示。

图1—3实线、虚线、点划线画法举例

图1—4 折断线、波浪线画法举例

图1—4为折断线及波浪线的画法举例。折断线直线间的符号和波浪线都徒手画出。折断线通过被折断图形的全部，其两端各画出2~3mm，形状见图1—4。

四、字体

工程图纸上常用文字有汉字、阿拉伯数字、拉丁字母，有时也用罗马数字、希腊字母。汉字、阿拉伯数字、拉丁字母、罗马数字等字体大小的号数（简称字号），都是字体的高度，其系列规定为：1.8，2.5，3.5，5.7，10，14，20mm。

工程制图（不论是墨线图或铅笔线图）所需书写的汉字、数字、字母等，为避免因模糊不清而造成的差错，都应用黑墨水书写，且必须排列整齐、字体端正、笔画清晰、间隔均匀，不得潦草，以免错认而造成差错。

写字前，汉字应先画好格子稿线（有时也可以使用称格）。小的数字和字母可以只画上下两条直线为稿线，写好后，把稿线擦去。

图样中的汉字，应采用国家公布的简化字，并应写长仿宋体。写仿宋体字时应注意它的笔画基本上是横平竖直，字体结构要匀称，并注意笔划的起落。

工程图样上书写的长仿宋体汉字，其高度应不小于3.5mm。阿拉伯数字、拉丁字母、罗马数字等的高度应不小于2.5mm。在同一图样上，只允许选用一种型式的字体。

当阿拉伯数字、拉丁字母或罗马数字同汉字并列书写时，它们的字高比汉字的字高宜小，一般小一号或两号。

当拉丁字母单独用作代号或符号时，不使用I，O及Z三个字母，以免阿拉伯数字的1，0及2相混淆。

五、比例

图样中图形与实物相对应的线性尺寸之比，称为比例。比例应由阿拉伯数字来表示。

当一张图纸中得个图只用一种比例时，也可把该比例统一书写在图纸标题栏内。绘图时，应根据图样的用途和被绘物体的复杂程度，有限选用表1—6中的常用比例。特殊情况下，允许选用“可用比例”。

表1—6 常用比例及可用比例

六、材料图例

按国家制图标准规定，画剖面图时在截断面部分应画上形体的材料图例，图1—9选例了一些常用的窑炉砌筑材料的图例，其它材料图例可参照确定。

图例线为等间距、同方向的45度细线。

画材料图例时，应注意以下几点：

（1）图例线应间隔匀称，疏密适度，做到图例正确、表示清楚；

（2）同类材料不同品种使用同一图例时，应在图上附加必要的说明；

（3）对于图中狭窄的断面，画出材料图例有困难时，则可予以涂黑表示。

（4）当一张图纸内的图样，只用一种砌筑材料时，或图形小而无法画出图例时，可不画材料图例，但应加文字说明。

图1—9

第二章窑体图

窑炉制图应符合《技术制图》国家标准的相关规定，

窑体图是表示窑炉的总体布局、外部形状、内部布置，细部结构、窑体材料和施工要求的图样。它所表达的形状、结构布置、尺寸必须与钢架图、管路系统图取得一致，互相配合。

窑体图一般包括窑体主图、窑体断面图、结构详图、砌筑图、异形砖图等图纸.

一、窑体主图

窑体主图由窑体主视图和俯视图组成.

1、窑体主视图是指窑体的垂直剖面图，也就是假想用一个沿窑长方向的竖直平面在窑中心线处剖切窑体，移去靠近观察者视线的一半窑体后的正投影图，习惯上称为主视图。

窑体主图主要是表示窑长（水平）方向各结构（排烟口、烧嘴、事故处理孔、挡墙挡板、气幕、冷却喷风口或冷却喷风管、抽热风口等）的布置和组合关系、窑顶窑底厚度和材料。见附图1、3。

2、窑体俯视图实际上是窑体的水平剖面图，也就是假想用水平的剖切平面在窑体剖开，移去上面部分后的正投影图，习惯上称为俯视图。

窑体俯视图主要表示窑体平面形状、窑墙厚度和材料、窑体断面图位置、窑体宽度方向各结构的布置和组合关系。

3、窑体主视图剖切位置为窑体中心线，剖切位置线可省略；

窑体俯视图剖切位置：辊道窑为事故处理孔、烧嘴、喷风管处；隧道窑为排烟口、烧嘴、抽热风处，窑体俯视图可以采取转折剖切（阶梯剖）

4、窑体主图应有施工技术说明和窑体结构明细表。施工说明是对图样上未能详细说明绘出的膨胀缝、灰缝要求、砌灰材料等作出具体的文字说明。窑体结构明细表处于标题上方，主要表示窑体各结构的名称和数量。用细斜线引出在端部用水平长8～10mm粗实线上标细阿拉伯数字编号。所有编号应在同一水平面上。

5、有关规定和要求

窑体主图一般用A0或A1图纸绘制。

比例一般为1：20～40。

视图关系布置应主视图在上，俯视图在下。

辊道窑的节线、隧道窑的车位线标注在主视图上方，采用细双点划线表示，并予编号。节线的端部画中实线，圆圈Φ8～10，编号采用阿拉伯数字。

隧道窑轨道可用粗实线表示。

辊道窑辊子可用中心线表示，见附图4。

二、窑体断面图

当用剖切平面剖切形体时，仅画出剖切面与形体相交的图形称为断面图（又称截面图），相当于画法几何体中的截断图。

窑体断面图是指窑体宽度方向的垂直剖面图，主要表示窑体内部垂直方向的高度、窑墙窑顶内部结构、窑体左右结构布置等情况的图样。

1、窑体断面图一般用A4图纸单个绘制，比例一般为1：10～20。

2、断面图剖切位置应选择在内部结构比较复杂或有变化及有代表性的部位。

隧道窑窑体断面图剖切位置：加砂管、窑头封闭气幕、排烟口及支烟道、汇总烟道、气幕、烧嘴、事故处理孔、急冷气幕、抽热风口及支烟道、窑尾冷却等。

辊道窑窑体断面图剖切位置：排烟口、事故处理孔、烧嘴、急冷风管、间接冷却、抽热风口、窑尾冷却等。

4、断面的剖切符号，只用剖切线表示，并以粗实线绘制，长度宜为6～10㎜。

5、断面剖切符号的编号，采用英文字母或阿拉伯数字按顺序连续编号，并注写在剖切线的一侧，编号所在的一侧为该断面的剖视方向。断面图宜按顺序依次排列。

6、当窑体断面图较多时，为减少断面图数量，可采取转折剖，一般断面图反映两处断面结构。

7、隧道窑断面应反映坑道、轨道、窑车轮廓。隧道窑窑顶为拱顶时，断面图应绘出拱脚梁，拱脚梁涂黑表示。

8、辊道窑断面应反映伸入窑内的管道。

三、其他窑体图

1、结构详图

结构详图是窑体细部结构的施工图。当窑体主图、断面图采用较小的比例，因而某些窑体结构（如辊道窑挡板、事故处理孔、隧道窑窑体的气幕结构、烟道、喷风道、间壁等）无法表达清楚，需绘制比例较大的图样。

结构详图可采用局部剖。

2、砌筑图

砌筑图是窑体砌筑的施工标准图。

砌筑图实际上是窑体断面图，反映窑体内材料、砖型、码放、每层砖的标高等。

窑体宽度、高度有变化时，应有相应的砌筑图。

3、异形砖图

是异形砖制作的依据异形砖图必须标明材质、数量、技术要求等。异形砖图采用三视图关系绘制，一张异形砖图只表示一种异形砖，一般对形状简单（如实心六面体）异形砖可不绘图。

主要异形砖有：烧嘴砖、吊顶砖、孔砖、观察孔砖、拱脚砖、过桥砖等。

四、局部剖面图

形体被局部地剖切后得到的剖切面，称为局部剖面图。局部剖面适用于仅有一小部分需要用剖面图表示的场合，即用于没有必要用全剖面图或半剖面图的情况，且剖切较随便。因为局部剖面图的大部分仍为表示外形的视图。故仍用原来视图的名称，且不标注剖切符号。

局部剖面与外形视图之间用波浪线分界，波浪线不能与轮廓线或中心线重合且不能超出外形轮廓线。

在图2-2瓦筒图的局部剖面图中，左图中波浪线因两端超出了瓦筒的外形，因而是错

误的；右图中波浪线的画法才是正确的。

图2-2 瓦筒图的局部剖面图

五、视图的简化画法

为了节省绘图时间，窑炉工程制图可采用以下几种简化画法。

1. 对称省略画法是常用的简化画法，如窑体对称，可以对称中心线为界，只画对称图的一半，并画上对称符号。对称符号用细实线绘制，平行线的长度宜为6~10mm，平行线的间距宜为2~3mm，平行线在对称线两侧的长度应相等。

2. 形体内有多个完全相同而连续排列的构造要素，可仅在两端或适当位置画出其完整图形，其余部分以中心线或中心线交点表示。

3. 较长的构件，如沿长度方向的形状相同或按一定规律变化，可断开省略绘制，断开处应以折断线表示。

4. 同一个构件，如窑体较长，绘制位置不够时，可将窑体分段绘制，各段之间以连接符号表示相连。连接符号应以折断线表示需连接的部位。分段处不应有结构，如辊道窑分段以节间分段。

第三章尺寸标注

在窑炉工程图中，除了按比例用视图、剖面图、断面图来表达形体的内外形状外，还必须标注完整的实际尺寸，明确形体的实际大小，以作为施工等的依据。

一、平面图形尺寸标注法

图样上标注的尺寸，由尺寸线、尺寸界线、尺寸起止符号、尺寸数字等组成。图样上尺寸的标注，应整齐、统一，数字应写得整齐、端正、清晰。

1．尺寸线

（1）尺寸线应用细实线。

（2）尺寸线不宜超出尺寸界线。

（3）中心线、尺寸界线以及其他任何图线都不得作尺寸线。

（4）线性（直线）尺寸的尺寸线必须与被标注的长度方向平行。

（5）尺寸线与被标注的轮廓线间隔以及互相平行的两尺寸线的间隔一般为6~10 mm。

2．尺寸界线

（1）尺寸界线应用细实线。

（2）线性尺寸的尺寸界线垂直于尺寸线，并超出尺寸线约2mm。当受地位限制或尺寸标注困难时，允许斜着引出尺寸界线来标注尺寸。

（3）尺寸界线不宜与需要标注尺寸的轮廓线相接，应留出不小于2mm的间隙。当连续标注尺寸时，中间的尺寸界线可以画得较短。

（4）图形的轮廓线以及中心线可用作尺寸界线。

（5）尺寸线互相平行的尺寸标注中，应把较小尺寸标注在靠近被标注的轮廓线，较大尺寸则标注在较小尺寸的外边，以避免较小尺寸的尺寸界线与较大尺寸的尺寸线相交。

3．尺寸起止符号

（1）尺寸线与尺寸界线相接处为尺寸的起止点。在起止点上应画出尺寸起止符号，一般为45度倾斜的中粗短线，其倾斜方向应与尺寸界线成顺时针45度角，其长度宜为2~3mm，形式见图3—1。当画比例较大的图形时，其长度约为图形粗实线宽度（b）的5倍。在同一张图纸上的这种45度倾斜短线宽度和长度应保持一致。

图3—1 图纸界线较密时的尺寸标注

（2）当斜着引出的尺寸界线上画上45度倾斜短线不清晰时（有时倾斜短线会与尺寸界线太接近或重合），可以画上箭头为尺寸起止符号。箭头的宽度约为图形粗实线宽度（b）的1.4倍，长度约为粗实线宽度（b）的5倍，并予涂黑。当利用计算机绘图时，其尺寸箭头可不涂黑，箭头线与其尺寸线等宽。尺寸箭头形式见图3—2。

图3—2 尺寸箭头的形式及大小

（3）在同一张图纸或同一图形中，尺寸箭头的大小应画得一致。工程图上的尺寸箭头，不宜画得太小或太细长，其尖角一般不宜小于15度。

4．尺寸数字

（1）窑炉工程图上标注的尺寸数字，是物体的实际尺寸，它与绘图所用的比例无关。

（2）窑炉工程图上标注的尺寸数字，除标高及总长以米为单位外，其余都以毫米为单位。因此，窑炉工程图上的尺寸数字无需注写单位。

（3）尺寸数字的高度，一般是3.5～5 mm。

（4）尺寸线的方向有水平、竖直二种。同一工程图竖直注写尺寸数字的读数方向应一致，避免使人错认，如数字86将会误读为98。

（5）任何图线不得穿交尺寸数字；当不能避免时，必须将此图线断开。

（6）尺寸数字应尽量注写在水平尺寸线的上方中部，离尺寸线应不大于1mm。当尺寸界线的间隔太小，注写尺寸数字的地位不够时，最外边的尺寸数字可以注写在尺寸界线的外侧，中间的尺寸数字可与相邻的数字错开注写，必要时也可以引出注写。如图1-5所示。

5．半径、直径、球的尺寸注法

（1）半径尺寸线必须从圆心画起或对准圆心。直径尺寸线则通过圆心或对准圆心，也可以如图3-3的标注形式。

图1—7 半径、直径、球的尺寸注法

图 3--3

（2）标注半径、直径或球的尺寸时，尺寸线应画上箭头。尺寸箭头的形式和大小见图1-6。

（3）半径数字、直径数字仍要沿着半径尺寸线或直径尺寸线来注写。当图形较小时，注写尺寸数字及符号的地位不够时，也可以引出注写。

（4）半径数字前应加写拉丁字母R；直径数字前应加注直径符号￠。

6．其他尺寸注法举例

（1）对于较多相等间距的连续尺寸，可以标注成乘积形式，但第一个间距必须标注，例如图3-4中100及24×100=2400的注法。如窑体结构相同重复且较长时，则可把中间相同部分截去一段而移近画出，并画上断开界线。

图 3--4

（2）对于只画出一半或多一点的对称图形，当需要标注整体尺寸时，尺寸线只要一端画上尺寸起止符号，另一端略超过对称中心，并在对称中心线上画出对称符号。总体尺寸的标注位置，应尽量注写在对称中心线处。对于对称图形，应在对称中心线的两端画上对称符号。

二、窑体图的尺寸标注

窑炉形体复杂，可以视为由若干基本几何体通过一定方式组合而成的组合体。组合体的尺寸的标注可分为三类：定形尺寸、定位尺寸和总尺寸。

1．定形尺寸

构成组合体的各基本几何体的大小尺寸称为定形尺寸，用来确定各几何体的形状和大小。

2．定位尺寸

组合体中各基本几何体之间相对位置的尺寸，称为定位尺寸，用来确定各基本几何体的相对位置。

在确定各组成部分的定位尺寸时，一般选组合体中的主要面（如窑头、窑尾、窑体厚度变换处、辊道窑节间）为基准（标注尺寸的起点）。

根据定位基准定出其它组成部分的相对位置。

3．总尺寸

表示组合体的总长、总宽和总高的尺寸，称为总尺寸。如图2-8中组合体的总宽、总高尺寸均为30，它的总尺寸应为长方体的长度尺寸30和半圆柱体的半径尺寸15之和45，但由于一般尺寸不应标注到圆柱体的外形素线处，故本例图中的总长尺寸不必另行标注。

当基本几何体的定形尺寸与组合体总尺寸的数字相同时，两者的尺寸合而为一，因而不必重复标注。如图2-8中的总宽尺寸30。

三、剖面图、断面图中的尺寸标注法

在剖面、断面图中，除了标注窑炉形体的外形尺寸外，还必须标注出内部构造的尺寸外部形状尺寸和内部构造尺寸应分别标注出，不要混在一起。一个尺寸一般只需标注

一次，例如在两个视图中，可以利用同一个尺寸来表示某一部分在两视图中的相对位置，以避免重复尺寸。若两视图分别位于两张图纸上，则宜重复标注某一方向的尺寸。

在窑炉建造中，考虑到施工和读图方便，防止尺寸遗漏和临时计算，每道尺寸应为封闭的尺寸链（即小尺寸之和等于大尺寸），有时允许出现少量多余尺寸或重复尺寸。

四、窑体图尺寸的配置原则

在窑体图中，尺寸的标注除了尺寸要齐全、正确和合理外，还应清晰、整齐和便于阅读。以下列出尺寸配置的主要原则，当出现不能兼顾的情况时，在注全尺寸的前提下，则应统筹安排尺寸在各视图中的配置，使其更为清晰合理。

1．尺寸标注要齐全

在窑炉图中不能漏注尺寸，否则就无法按图施工。运用形体分析方法，首先注出各组成部分的定形尺寸，然后注出表示他们之间相对位置的定位尺寸，最后再注出窑炉形体的总尺寸，按照上述步骤来标注尺寸。就能做到尺寸齐全。

2．尺寸标注要明显

尽可能把尺寸标注在反映形体形状特征的视图上，一般可布置在图形轮廓线之外，并靠近被标注的轮廓线，某些细部尺寸允许标注在图形内。与两个视图有关的尺寸以标注在两视图之间的一个视图上为好。此外，还要尽可能避免将尺寸标注在虚线上。

3．尺寸标注要集中

同一个几何体的定位和定形尺寸尽量集中，不宜分散。

在窑炉图中，凡水平面的尺寸一般都集中注写在主视图和俯视图上。

4．尺寸布置要整齐

可把长、宽、高三个方向的定形、定位尺寸组合起来排成几道尺寸，从被注的图形轮廓线由近向远整齐排列，小尺寸应离轮廓线较近，大尺寸应离轮廓线较远。

平行排列的尺寸线的间距应相等，尺寸数字应写在尺寸线的中间位置，每一方向的细部尺寸的总和应等于总尺寸。标注定位尺寸时，通常对圆弧形要注出圆心的位置。

5．保持视图和尺寸数字清晰

尺寸应一般尽可能布置在视图轮廓线之外，不宜与图线、文字及符号相交，但某些局部尺寸允许标注在图形内。

如图3-5 烟囱基础的定形尺寸，R400，ф2500和ф1400都分别标注在正立面图和平

面涂的图形内。

若尺寸数字标注在剖面图中间，则应把这部分图例线（有时甚至是轮廓线）断开，以保证尺寸数字的清晰。

图3—5 烟囱基础的尺寸标注