武理工熱工設備教案

熱工設備教案

模塊1緒論

課程模塊1是本課程的緒論，本模塊重點介紹本課程的整體概

況。同時，也逐漸引導學生對于本課程學習的興趣。千里之行始于足下，

所以本章的教學綱領是：科學布局、整體展開、逐層深入、簡潔明了、

回味無窮c本章的主要內容是：（1）材料、無機非金屬材料、熱T.設

備之間的關系。（2）材料熱制備過程與熱工設備之間的關系。（3）窯

爐與熱工設備的隸屬關系。

課程模塊1概要：關于本模塊的概要，如下所述：

教學要求是：本模塊的教學要求是要講清楚〃無機非金屬材料

的同學為什們要學習本課程？〃，也就是說，材料、無機非金屬材料與

熱工設備之間的關系要在講課過程中講清楚。從而讓同學們樹立對于本

課程的興趣，進而認識到學習本課程的重要意義所在，認識到熱工設備

的內涵與共性所在，認識到本課程講課內容的總體概況所在。

重點難點：本模塊的重點在于讓同學們弄清楚無機非金屬材料

的內涵與共性所在。本模塊的難點在于怎樣讓同學們全面地理解幾種無

機非金屬材料產品燒制過程中所遵循的工藝規律與熱工規律所在以及

進行熱工設備熱平衡計算的真正目的所在。

教學設計：我們課程團隊將本章的教學內容設計為按照以下的

思路來進行講解：從總體（材料科學與基礎）到具體（無機非金屬材料

熱工設備），從材料制備或生產（規模化的材料制備與加工便是生產過

程）所用熱工設備的內涵到無機非金屬材料熱工設備的外延，從熱工設

備的共性到尢機非金屬材料熱工設備的整體概況。這種從總體到具體的

逐漸由淺入深的教學設計思路，能夠看到本課程在材料科學與工程這個

大環境之中的具體〃坐標〃，這樣學習起來就能夠有的放矢，有規律可尋,

有奮斗的目標。

評價考核：本模塊教學效果的評價考核主要是考察同學們對于

本課程與無機非金屬材料專業方向的具體聯系弄清楚了沒有？同學們

對于無機非金屬材料熱工設備的內涵、外延、共性、總體概況弄清楚了

沒有？無機非金屬材料生產過程中所用的窯爐與熱工設備之間的隸屬

關系弄清楚了沒有？

教材內容：本課程所選用的教材是由武漢理工大學出版社出版

的《無機非金屬材料熱工設備（第5版）》這本國家級規劃教材。本模

塊具體講課的內容就體現在該教材的第1章之中。

知識點注釋：材料一料是“可塑之物”（也就是人們常說的

原料），材為“有用之物”（也就是人們常說的產品）。從“料“到“材“就

需要制備與加工過程。所以，材料的本質就是指將配置好的優選原料再

通過人們的制備與加工過程而得到的那些有用物質，也就是人們常說的

材料產品（材料會以制品、元件、器件等多種形式存在）。材料被人類

用于制造各種建筑物、設施、機器、裝備、器具等能夠被人們使用的各

種物品。當今，材料的應用已經滲透到人類社會的各個領域、各個方面,

它構成了現代社會科技發展與文明進步的物質基礎。

無機非金屬材料一無機非金屬材料與金屬材料、有機高分子材料

并列為三大基礎材料，構成了材料的三大支點。基于這三大基礎材料的

復合材料也發展迅速，從而構成了材料的另一個重要體系。無機非金屬

材料在英語中叫做Ceramics,該詞匯來源于古希臘語，意味"火之物”。

這也就是說無機非金屬材料的制備需要高溫，高溫能夠破壞原料中原有

的化學鍵而形成新的化學鍵（共價鍵或離子鍵或兩者的混合鍵）。當然，

在漢語中，無機非金屬材料這個名稱也是逐漸演變而來。陶瓷曾經是這

類材料的典型代表，火、硅氧四面體結構的曾經是這類材料的重要標志，

所以這類材料在歷史上的名稱曾經有陶瓷材料、窯業材料、硅酸鹽材料。

后來，隨著其涵蓋范圍的不斷擴大，現在將這類材料統稱為“無機非金

屬材料”，它屬于無機材料的范疇。在無機材料中，由于金屬材料單列

為一個材料體系，因此人們又常常將無機非金屬材料簡稱為“無機材料，

材料熱工設備一由材料的本質可知，由原料變成為材料需要制備

與加工過程（規模化的制備、加工過程便是生產過程）。原料的制備與

加工過程往往需要以下三個最重要階段：一是原料的預處理階段；二是

核心制備階段；二是制成物的后處理階段。對于無機非金屬材料而言，

其核心制備階段便是熱制備階段，而且往往是高溫制備階段。要產生高

溫就需要有熱量，產生熱量、傳遞熱量、利用熱量的裝置或設備就叫做

熱工設備。

工藝過程特點一不管使用哪種熱制備方法，無機非金屬材料

的熱制備過程大體上都要經過預熱、燒成與冷卻這三個階段。

熱工過程特點一熱工設備必需在設備結構與熱工制度上滿足

所制備品熱制備工藝過程不同階段的要求。于是就有了三種類型的熱工

設備：間歇式（同一空間在不同時刻滿足）；連續式（同一時刻在不同

的區域滿足）；半連續式（介于間歇式與連續式之間）。

熱平衡計算一根據能量守恒的原理，對于一個穩定的系統，

輸入熱量之和應該等于輸出熱量之和，這就是熱平衡計算的基本原理。

對于熱工設備來說，進行熱平衡計算有三個目的；第一，對于熱工設備

的設計來說，利用熱平衡這個等式可以計算出一個（設計時所需的）待

確定量。第二，對于一個熱工設備的測量來說，進行熱平衡計算可以驗

證測試數據的可靠性如何。第三，對于一個熱工設備的操作、控制與管

理來說，進行熱平衡計算可以知道熱工設備內的熱量分配是不是合理。

若不合理，如何調整？一個新技術實施后熱量分配是否更合理？

筑爐材料一熱工設備主要是指窯爐，而窯爐是一個能夠產生

高溫的空間，構成這個空間的窯體材料就叫做〃筑爐材料〃。筑爐材料包

括耐火材料、保溫材料與普通建筑材料，當然，也有合二為一的情況,

例如，保溫耐火材料。利用利用筑爐材料新建的窯爐在正式生產之前換

窯按照能夠適應耐火材料砌體體積變化的加熱速度升溫，以排除耐火材

料砌體中的水分以及適應相應的晶型轉變，從而為窯爐的安全穩定生產

大下基礎。這一過程便被稱為烘烤窯爐，簡稱：烘窯或烤窯。

燃燒設備一能夠有效組織燃料燃燒的設備被稱為〃燃燒設備〃。

各種燃燒設備盡管其工作目的都相同，單其結構卻隨著燃料的不同而差

別很大，一般來說，人們是按照燃料形態的不同來分類一固體燃料燃

燒設備（例如，煤粉燃燒器）、液體燃料燃燒設備（例如，油槍）、氣

體燃料燃燒設備（例如，燃氣燒嘴）。

兩個例題：在本章的講課中，有兩個例子需要引起關注，其一

是在砌筑熱工設備時必需設置的一些膨脹縫；其二是在砌筑熱工設備時

必需預留的一些孔位。

①膨脹縫一熱工設備提供了高溫空間，但是，也應當注意：

熱工設備是在常溫下砌筑、高溫下使用。熱脹冷縮是普遍存在的物理現

象，為了讓熱工設備在高溫下使用時不會因為耐火材料相互擠壓過度而

遭到損壞，在常溫下砌筑熱工設備的砌體時，必需留有大小合適的膨脹

縫，而且還要將一些耐火棉塞入膨脹縫中以保持砌體的密封。

②各種孔位一熱工設備在工作時，其內部是高溫空間。任何人

是無法進入高溫空間的，為此，就需要在熱工設備的墻壁上設置一些必

要的空孔位，例如，觀察孔、攝像孔、測量孔、事故處理孔等。

教學案例之一：在講解本章的內容時，需要講到這樣的問題，這

就是：不管使用哪種熱制備方法，無機非金屬材料的熱制備過程大體上

都要經過預熱、高溫與冷卻這三個階段。注意：預熱階段就是升溫過程，

高溫階段就是保持高溫過程，冷卻階段就是降溫過程，如下圖所示。

為了將此規律在同學們的頭腦中能夠留下深刻的印象，在講解這

個問題時可以用我們平時常見的現象作比擬，這就是每天的氣溫變化規

律。上午是比擬升溫階段、中午是比擬高溫階段、下午是比擬冷卻階段。

就材料的熱制備過程而言，經過預熱、高溫、冷卻這三個階段之后，原

料就變成了材料產品。而每天氣溫的變化規律就是太陽從〃東〃到〃西〃的

運行過程。于是，材料產品就可以比擬為〃東西〃。這種比擬也剛好符合

人們的俗語習慣一〃東西〃代表各類材料產品，具體的講課過程請觀看

本章的教學錄像一本網站的【講課錄像】＞2章1,這個教學案例

是將一些平常大家熟知的知識應用到具體的教學過程，這樣可以加深同

學們對丁有關規律的卬象，提高有關知識點在同學們頭腦中的〃沉淀程

度〃。

常見問題：在具體講課過程中，同學常常會提出這樣的問題：①

我們專業為什么要學這門課？這個問題可以通過老師講解材料與熱工

設備之間的關系（尤其是熱工設備與無機非金屬材料之間的關系）來解

決，從而讓同學們了解到本課程作為一門專業必修課在本專業學習與教

育中的重要地位。②無機非金屬材料專業的學生有什么努力的方向？

通過講解無機非金屬材料的外延（尤其是講解與國民經濟密切相關的、

具有高科技含量的那些無機非金屬材料行業）可以讓同學們明晰這個問

題的答案，從而有助于使同學們自己選擇自己的攻讀方向、自己的努力

方向。

專家講座：有待于本課程團隊在以后的課程建設中邀請相關的專家

進行相關的學術講座。

學習手冊：本次課的學習手冊參見本網站【課程概要】>學習指南。

文獻資料：本模塊的文獻資料以教材為主：

教材：姜洪舟.無機非金屬材料熱工設備（第5版）.武漢：武漢

理工大學出版社，2025

當然，其他的文獻資料也可以供同學們在學習本章有關內容時

閱讀參考，例如，如下所述的圖書資料可以閱讀參考：

[1]江東亮，李龍士，歐陽世翕，施劍林.中國材料大典一第

8、G卷：無機非金屬材料工程（上）、（下）.北京：化學工業出版

社，2。。&

[2]姜洪舟，田道全.無機非金屬材料熱工基礎.武漢：武漢理

工大學出版社，2012

[3]林宗壽.無機非金屬材料工學（第3版）.武漢：武漢理工

大學出版社，20。&

[4]師昌緒.材料大辭典.北京：化學工業出版社，工qq4

[5]師昌緒.材料科學技術百科全書,北京：中國大百科全書出

版社，工qqs

[6]師昌緒，李恒德，周廉.材料科學與工程手冊（上、下冊）,北

京：化學工業出版社，2004

[7]水中和.K才料概論.武漢：武漢理工大學出版社，2OOG

[8]王琦.無機非金屬材料工藝學.北京：中國建材工業出版社,

2.007

[9]謝峻林.無機非金屬材料工學.北京：化學工.業出版社

[10]楊華明，宋曉嵐，金勝明.新型無機材料工學.北京：化學工

業出版社，2005

[11]張聯盟主編.材料學.北京：高等教育出版社，

[12]Y可〃八N/umg.ProcessingofAdvanced⑼'cs.北

京：冶金工業出版社，2014

[13]中國建筑工業出版社/中國硅酸鹽學會編,硅酸鹽辭典.北

京：中國建筑工業出版社，2夕84

模塊2水泥工業熱工設備

課程模塊2是關于水泥工'業熱工設備的介紹，具體是新蟄干

法水泥回轉窯系統（或稱：新型干法水泥熟料燒成系統）。在本模塊的

教學過程中，以筒（旋風筒）一管（旋風筒之間的聯接管道）一爐（分

解爐）一窯（回轉窯）一機（冷卻機）為講課的主線，這是因為筒一

管一爐一窯一機這〃五位一體〃的熱工設備共同構成了新型

干法水泥回轉窯系統。所以，本模塊的教學綱領是：整體概述、科學布

局、逐次展開、重點突出、彼此關聯。本模塊的主要內容是：（1）系

統概述；（2）旋風預熱器；（3）分解爐；（4）回轉窯；（5）篦冷機；

（6）煤粉燃燒器簡介；（7）操作過程概述；（8）所用耐火襯料概況。

課程模塊2概要：關于本模塊的概要，如下所述：

教學要求是：本模塊的教學要求是要講清楚〃新型干法水泥回

轉窯系統〃，也就是說，新型干法水泥回轉窯系統的由來、優點、流程、

組成以及基本原理、設備結構、操作要點、耐火襯料等方面的知識要在

講課過程中講清楚。讓同學們能夠徹底地弄懂弄通這個先進且成熟的水

泥熟料燒成系統的原理、結構以及操作等方面的知識，從而對于該水泥

熟料燒成系統對于水泥生產過程的重要性會有一個全新的認識。

重點難點：本模塊的重點在于新型干法水泥回轉窯系統五個核

心設備〃筒（旋風筒）一管（旋風筒之間的聯接管道）一爐（分解爐）

-窯（回轉窯）一機（篦冷機）〃。本模塊的難點在于怎樣正確地認

識各種分解爐與各種篦冷機的原理、結構、恃點所在以及該水泥熟料燒

成系統的技術進步對于〃節能減排〃、對于社會的可持續發展的重要性所

在。

教學設計：我們課程團隊將本模塊的教學內容設計為按照以下

的思路來進行講解：系統與有關參數的概述、旋風預熱器、分解爐、回

轉窯、篦冷機、操作要點、耐火襯料簡介。當然在具體的講課過程中有

些內容可能會有相互融合、相互滲透。這種教學思路的設計既有利于任

課教師的講課邏輯次序，又能夠使同學們理順學習的頭緒，從而有序且

完整地學習好本模塊的有關內容。

評價考核：本模塊教學效果的評價考核主要是考察同學們對于

〃筒一管一爐一窯一機〃這五位一體的核心設備是否有正確的認

識？對于有關的技術參數是否能夠科學地認識？對于旋風預熱器、分解

爐、回轉窯、篦冷機、煤粉燃燒器的工作原理與具體結構有沒有正確的

理解？對于新型干法水泥回轉窯系統的操作要點與耐火襯料的選用原

則有沒有科學地去理解？

教材內容：本課程所選用的教材是由武漢理工大學出版社出版

的《無機非金屬材料熱工設備（第5版）》這本國家級規劃教材。本模

塊具體講課的內容就體現在該教材的2章之中，具體來說是其第2.1

節?2.6節、2.8節、2.9節。

知識點注釋：旋風預熱器一旋風預熱器是由若干級的換熱

單元所組成（最早的旋風預熱器為4級，現在一般為5級，大型窯為6

級），每個換熱單元都必需同時具備以下三個功能：第一，生料粉在廢

氣中的分散與懸浮；第二，氣、固相之間的換熱；第三，氣、固相之間

的分離（氣流被排走，生料粉被收集）。每一級換熱單元都是由旋風筒

及其聯接管道所構成。各個旋風筒之間的聯接管道在氣、固相換熱方面

起著主要作用，而旋風筒的主要功能是完成氣、同相的分離與固相生料

粉的收集。

分解爐一分解爐是在旋風預熱器與回轉窯之間的一個熱源

設備。在分解爐內會噴入相當數量的燃料（約占整個燒成系統燃料燒耗

的60%?70%）與其助燃空氣（被稱為：三次風）以大大提高入窯生

料的分解率（表觀分解率可以提高到85?95%）。設置分解爐有三

大優點：第一，分解爐高效地承擔了原來在回轉窯內進行的大量碳酸鈣

分解任務，這樣就可以縮短回轉窯、減少占地面積以及降低窯體的設備

費用。第二，由于大量的燃料被送入分解爐內，這就有效地改善了整個

窯系統的熱力布局，從而大大減輕回轉窯內耐火襯料的熱負荷，延長窯

齡。這種優化的熱力布局也有助于降低氮氧化物NO,（有害成分）的含

量，從而有利于環境保護。第三，將水泥熟料燒成過程中耗熱量最大的

碳酸鈣分解過程主要放在分解爐內進行后，由于燃料與生料粉處于同一

空間且高度地分散，所以燃料炭燒所產生的熱量能夠及時高效地傳遞給

預熱后的水泥生料，于是燃燒、換熱及碳酸鈣的分解過程都得到優化，

水泥熟料煨燒工藝更臻完善，水泥熟料的質量、回轉窯的單位溶劑產量、

單機產量因而得到大幅度的提高，水泥熟料燒成的熱耗也因此有所降低,

也能夠利用一些低質燃料。

回轉窯一水泥回轉窯是一個傾斜的、通過若干輪代放置在

若干對托輪上的旋轉圓筒體。從其工作原理的角度來看，水泥回轉窯具

備以下幾個功能：第一，水泥回轉窯是一個燃料燃燒設備，它具有較大

的燃燒空間和熱力場，能夠供應足夠的助燃空氣，是一個裝備優良的燃

燒裝置，能夠保證燃料充分燃燒，可以為水泥熟料的皮段燒提供必要的熱

源。第二，水泥回轉窯室一個熱交換設備，它具有比較均勻的溫度場，

可以滿足熟料生產過程中各個階段的換熱要求,特別是A礦生成的要求。

第三，水泥回轉窯是一個高溫化學反應設備。熟料礦物形成的不同階段

有不同的要求，水泥回轉窯既能夠滿足不同階段、不同礦物對于熱量、

溫度的要求，又能夠滿足它們對于停留時間的要求。第四，水泥回轉窯

是一個輸送設備，用來輸送物料和讓氣流通過。只是從輸送物料的角度

?來看，水泥回轉窯還具有更大的潛力。除了這四條功能以外，水泥回轉

窯還具有講解與利用一些可燃廢棄物的作用，這在講究環境保護的當今

社會顯得非常重要。

篦冷機一篦冷機的全稱是〃推動篦式冷卻機〃，它是當前獲

得廣泛應用的水泥熟料冷卻機。而且，正在運行的篦冷機主要是第三代、

第四代篦冷機。篦冷機的功能與作用有以下四條：第一，作為一個工藝

設備，篦冷機承擔著對手高溫熟料的冷卻任務，尤其是具有驟冷的功能。

驟冷能夠組織水泥熟料中A礦晶體的長大或分解，能夠使液相凝固為玻

璃體（使得MgO以及大部分的C3A固化在玻璃體內），也可以防止（有

活性的）B-C2s向（會引起水泥熟料粉化的）y-C2s轉換，從而提高水泥

熟料的質量。第二，作為一個熱工設備，篦泠機在對水泥熟料冷卻的同

時還承擔著對于入窯二次風、入爐三次風的加熱升溫任務，這對于燃料

（尤其是中、低質燃料）的著火與預燃、提高燃料的燃燼率、提高燃燒

效率，從而保持全要系統有一個優化的熱力分布具有重要的促進作用。

第三，作為一個熱回收設備，篦冷機承擔著對于待冷卻水泥熟料中大量

熱焰的回收任務。山冷卻風所回收的高溫熟料余熱除了在第二條中所述

的通過高溫二次風入窯、高溫三次風入爐從而降低整個熟料燒成系統的

熱耗以外，還隨同入煤磨熱風用于煤粉的干燥，也隨同余風進入余熱鍋

爐進行中、低溫余熱發電，從而達到優化設備用途、提高生產效率以及

節能降耗之目的。第四，篦冷機對于高溫熟料進行有效的冷卻，也有利

于熟料的輸送、儲存與粉磨。

專家講座：有待于本課程團隊在以后的課程建設中邀請相關的專家

進行相關的學術講座。

學習手冊：本次課的學習手冊參見本網站【課程概要】〉學習指南。

文獻資料：本模塊的文獻資料以教材為主：

教材：姜洪舟.無機非金屬材料熱工設備（第5版）.武漢：武

漢理工大學出版社，2025

當然，其他的文獻資料也可以供同學們在學習本模塊有關內容時

閱讀參考，例如，如下所述的文獻資料可以閱讀參考：

[1]白禮懋.水泥廠工藝設計實用手冊.北京：中國建材工業出版

社，1997.

［2］陳傳德.新型干法水泥技術原理原理與應用.北京：中國

建材工業出版社，2004.

：3］高長明.預分解窯水泥生產技術及進展.北京：化學工業出

版社，2005.

［4］胡道和.水泥工業熱工設備.武漢：武漢工業大學出版社,

1992.

［5］李懷斌.預分解窯水泥生產綜合技術及操作實例.武漢：武漢

理工大學出版社，2006.

［6］李海濤.新型干法水泥生產技術與裝備.北京：化學工業出版社,

2006.

［7］劉志江.新型干法水泥技術.北京：中國建材工業出版社,

2005.

［8］馬寶國.新型干法水泥生產工藝.北京：化學工業出版社,

2007.

［9］王君偉.新型干法水泥生產工藝讀本.北京：化學工業出版社,

2007.

［10］熊會思，熊然.新型干法水泥廠設備選型使用手冊.北京:

中國建材工業出版社，2007.

［11］于興敏.新型干法水泥實用技術（上、下冊）.北京：中國

建筑工業出版社，2006.

[12]周慧群.水泥饌燒技術及設備（回轉窯篇）.武漢：武漢理

工大學出版社，2006.

另外，《水泥》、《中國水泥》、《水泥技術》、《水泥工程》、

《新世紀水泥導報》等一些水泥工業領域內期刊雜志中的相關論文也可

以作為本模塊的文獻資料。

模塊3玻璃工業熱工設備

課程模塊是關于玻璃工業熱工設備的的介紹，具體介紹浮法

平板玻璃生產與日用玻璃生產所用的熱工設備（前者為主、后者為輔），

在本模塊的教學過程中，將以玻璃生產過程中加料一熔化（包括澄

清、均化）一冷卻一成型一退火這幾個熱工過程所涉及到的熱

工設備為講課的主線，其中也要講解與其相關的一些內容，例如，用于

回收廢氣余熱來預熱助燃空氣及煤氣的蓄熱室、燃燒設備（小爐與燃燒

器）以及玻璃池窯的操作要點等。另外，也將簡單介紹一些玻璃生產過

程所用的新技術。本模塊的教學綱領是是：整體概述、分類講解、尋求

邏輯、逐次展開、彼此關聯。本模塊的主要內容是：（工）浮法平板玻

璃池窯與錫槽；（2）馬蹄焰玻璃池窯；（3）玻璃池窯的操作原理；

（4）退火窯；（S）玻璃深加工熱工設備簡介；（6）燃油燃燒器簡介；

（7）所用耐火材料簡介。

課程模塊3概要：關于本模塊的概要，如下所述：

教學要求是：本模塊的教學要求是要講清楚〃浮法平板玻璃池

窯與錫槽〃、〃馬蹄焰玻璃池窯〃、〃退火窯〃等玻璃生產的核心熱工設備。

也就是說，這些熱工設備的由來、優點、流程、組成以及基本原理、設

備結構、操作要點、耐火襯料等方面的知識要在講課過程中講清楚。讓

同學們能夠徹底地弄懂弄通上述熱工設備的原理、結構以及操作等方面

的知識，從而對于這些熱工設備對于玻璃生產的重要性有一個全新的認

識。

重點難點：本模塊的重點在于〃浮法平板玻璃池窯與錫槽〃、〃

馬蹄焰玻璃池窯〃、〃退火窯〃的工作原理與具體結構。本模塊的難點在

于怎樣正確地認識上述熱工設備的原理、結構、特點所在以及相關的玻

璃生產新技術與玻璃深加工技術對于〃節能減排〃、對于社會的可持續發

展的重要性所在。

教學設計：我們課程團隊將本模塊的教學內容設計為按照以下

的思路來進行講解：對于〃浮法玻璃池窯與錫槽〃，將利用同學們熟知的

一些知識，用類比的方法尋求一種邏輯關系來將其工作原理與具體結構

講解清楚。對于〃馬蹄焰玻璃池窯〃，由于它與浮法平板玻璃池窯的結構

有一種〃平行〃的關系，因此，將利用一種〃平行類比〃的方法來將馬蹄焰

玻璃池窯的工作原理與具體結構講解清楚。其他內容也要尋找一種能夠

便于同學們理解的邏輯關系來進行具體的講解。這種一直在尋求邏輯關

系的教學思路設計既有利于任課教師的講課，又能夠使同學們理解，從

而有邏輯且完整地學習好本模塊的有關內容。

評價考核：本模塊教學效果的評價考核主要是考察同學們對于〃

浮法平板玻璃池窯與錫槽〃、〃馬蹄焰玻璃池窯〃、〃退火窯〃這幾個玻璃生

產的核心熱工設備是否有正確的認識？對于有關的新技術是否能夠科

學地認識？對于玻璃池窯的熔化部（熔化區+澄清區）、冷卻部、成

型部、退火窯的工作原理與具體結構有沒有正確的理解？對于玻璃池窯

的操作要點與耐火襯料的選用原則有沒有科學地去理解?

教材內容：本課程所選用的教材是由武漢理工大學出版社出版的

《無機非金屬材料熱工設備（第5版）》這本國家級規劃教材。本模

塊具體講課的內容就體現在該教材的第2章之中，具體來說是其第51

節、第3.3節、第55節~第3.1。節。

知識點注釋：浮法玻璃工藝一1902年美國科學家W.Heal與

Hitchcock申請了平板玻璃浮法成型的專利。1940年英國皮爾金頓兄弟

公司開始結合該專利在實驗室進行探索，從而建立了〃浮法玻璃工藝〃的

浮法玻璃工藝概念。2952年，該公司開始浮法玻璃工藝的試驗工作。

1959年正式宣布浮法玻璃生產線成功并獲得其專利權（簡稱：PB法）。

由于它所生產的平板玻璃產品質量優、產量大而被歐、美、日等國家的

玻璃廠家所購買、投產，有的公司購買其專利后還對其進行了修改（例

如，美國PPG公司的LB法）。中國是世界上唯一沒有通過購買皮爾

金頓公司的專利而自行發明浮法玻璃工藝的國家，被命名為：洛陽浮法。

于是，PB法、LB法與洛陽浮法并稱為世界上的三大浮法玻璃工藝。

玻璃池窯一熔制玻璃的窯爐被稱為：玻璃熔窯，玻璃熔窯分

為兩大類：玻璃池窯與玻璃用煙窯。玻璃池窯在玻璃工業生產中占主導

地位。只是在生產小批量、多品種的玻璃產品或特種玻璃產品時，才

會用到玻璃用煙窯。若從橫向看其結構，玻璃池窯內分為氣體空氣（上

部結構）和窯池（下部空間），若從縱向來看，玻璃池窯內分為熔化部

（包括：熔化區與澄清區）、分隔裝置（包括：氣體空間分隔與玻璃液

分隔）和冷卻部。從回收高溫廢氣余熱的方式來說，玻璃池窯有蓄熱式

與換熱式之分，前者的熱回收效率更高，所以獲得廣泛的應用。蓄熱式

玻璃池窯是在玻璃池窯的外部設置蓄熱室（回收高溫廢氣的余熱來預熱

助燃空氣和煤氣）與小爐（組織燃料的燃燒）。

浮法平板玻璃池窯一該窯型用于浮法玻璃工藝之中，其作用是

熔制（熔化、澄清、均化、冷卻）合格的玻璃液到錫槽內成型。該窯型

屬于橫焰、蓄熱式玻璃池窯，它的蓄熱室與小爐是設置在其熔化區的兩

側。

錫槽一錫槽實質上就是浮法玻璃工藝的成型部，來自浮法平板

玻璃池窯冷卻部的合格玻璃液（1050C-1100℃）經流液道與流槽磚進

入錫槽內錫液的上面后便鋪展開來，這樣在玻璃液的表面張力、自身重

力、錫液浮力等自然力的作用下會形成一個自然攤平厚度（6?7mm）。

若要生產比此厚度更厚的厚玻璃板或比此厚度更薄的薄玻璃板，則需要

一些專用裝置（例如，拉邊機、擋墻）。為了防止錫槽內的錫液氧化,

錫槽內還需要通入保護氣體（N2為主、山為輔），為了優化控制溫度

分布，還需要有分區控制的電加熱裝置。除此以外，錫槽還有一些附屬

設備。

馬蹄焰玻璃池窯一生產日用玻璃的玻璃池窯曾經有很多種窯

型，然而，經過長期實踐的對比，逐漸優勝劣汰。由于馬蹄焰玻璃池窯

在衡多方面具有優勢，所以，現在生產日用玻璃的玻璃池窯以此窯型為

主。馬蹄焰玻璃池窯屬于蓄熱式玻璃池窯，它的蓄熱室與小爐是設置在

玻璃池窯的端部。

退火窯一成型后或熱加工后的玻璃制品內部會存在著一些應

力，熱應力（或稱；溫差應力）就是其中的一種。這些應力的存在會影

響到玻璃制品的強度與熱穩定性。退火就是將玻璃制品內的熱應力降低

到允許的程度，完成該過程所用的熱工設備便是退火窯。浮法平板玻璃

退火所用的退火窯是輻道式退火窯（一次退火法）；日用玻璃制品退火

所用的退火窯主要是網帶式退火窯（多數為二次退火法）。

專家講座：有待于本課程團隊在以后的課程建設中邀請相關的專家

進行相關的學術講座。

學習手冊：本次課的學習手冊參見本網站【課程概要】〉學習指南。

文獻資料：本模塊的文獻資料以教材為主：

教材：姜洪舟.無機非金屬材料熱工設備（第5版）.武漢：武

漢理工大學出版社，2。工5

當然，其他的文獻資料也可以供同學們在學習本章有關內容時

閱讀參考，例如，如下所述的文獻資料可以閱讀參考：

[1]陳國平.玻璃工業熱工設備.北京：化學工業出版社，2007

[2]陳正樹.浮法玻璃.武漢：武漢工.業大學出版社，1997

[3]樊德琴.玻璃工業熱工設備及熱工測量.武漢：武漢工業大學

出版社，1993

[4]劉曉勇.玻璃生產工藝技術.北京：化學工業出版社，2008

[5]孫承緒.玻璃工業熱工設備.武漢：武漢工業大學出版社，

1996

[6]田英良，孫詩兵.新編玻璃工藝學.北京：中國輕工業出版

社，2009

[7]王宙.玻璃工廠設計概論.武漢：武漢理工大學出版社，2011

[8]吳柏誠.玻璃制造工藝基礎.北京：中國輕工業出版社，1997

[9]徐長仁.玻璃工業熱工過程及設備.北京：中國輕工業出版社,

1993

[10]張銳，許紅亮，王海龍等.玻璃工藝學.北京：化學工業出

版社,2008

[II]張銳，陳德良，楊道媛等.玻璃制造技術基礎.北京：化學工

業出版社，2009

[12]張戰營，劉縉，謝軍.浮法玻璃生產技術與設備（第二版）.

北京：化學工業出版社，2010

另外，《玻璃》、《中國玻璃》、《玻璃與搪瓷》等一些玻璃工業

領域領內期刊雜志中的相關論文也可以作為本模塊的文獻資料。

模塊4隧道窯與輻道窯

課程模塊4是關于隧道窯與輻道窯介紹，具體是關于這兩

種窯爐的工作原理、結構特點、操作要點等方面內容的介紹。隧道窯與

根道窯主要用于普通陶瓷產品的燒制過程。對于薄件陶瓷產品、小件陶

瓷產品，輻道窯比隧道窯具有更優的技術指標，而且可以實現快速燒成。

而隧道窯不僅能夠用于燒制陶瓷產品，還可以用于燒制磚、瓦等建筑材

料以及燒制耐火磚，還可以用于微晶玻璃的燒結或晶化。在本模塊的教

學過程中，先講隧道窯，再講短道窯。而且，還要通過講解這兩種窯爐

的相互關聯與相互類比來加深同學們對于這兩種窯爐工作原理與具體

結構的理解與認識。所以，本模塊的教學綱領是：整體概述、逐次講解、

相互類比、各自評述、彼此關聯。本模塊的主要內容是：（1）隧道窯；

（2）輻道窯；（3）這兩種窯爐的操作原理、自動測控與安全保護；（4）

燃氣燃燒器簡介；（5）所用耐火材料簡介；（6）其他類型隧道窯簡介。

課程模塊4概要：關于本模塊的概要，如下所述：

教學要求是：本模塊的教學要求是要講清楚〃隧道窯〃與〃根道

窯〃這兩種普通陶瓷生產的核心熱工設備。也就是說，這些熱工設備的

由來、優點、流程、組成以及基本原理、設備結構、操作要點、耐火襯

料等方面的知識要在講課過程中講清楚。讓同學們能夠徹底地弄懂弄通

上述熱工設備的原理、結構以及操作等方面的知識，從而針對這兩種熱

工設備對于普通陶瓷產品的重要性有一個全新的認識。

重點難點：本模塊的重點在于隧道窯內基本結構與餛道窯內基

本結構。本模塊的難點在于隧道窯內產生冷熱氣體分層的原因及其防治

措施；輻道窯能夠快速燒成的原因探究與輯道窯節能減排的原因探究。

教學設計：本課程中所說的隧道窯室是指窯車式隧道窯，而輻

道窯則是一種典型的無窯車式隧道窯。基于這樣的聯系，我們課程團隊

將本模塊的教學內容設計為按照以下的思路來進行講解：對于隧道窯，

重點講解古代陶瓷窯是怎樣逐漸演化為現代陶瓷隧道窯，隧道窯各部分

結構的作用所在。對于輻道窯，由于它是一種典型的無窯車式隧道窯，

所以，它與輻道窯之間有一種〃平行〃的關系，因此，將利用一種〃平行

類比〃的方法來將輻道要的工作原理與具體結構講解清楚。這種尋求平

行教學法的教學思路設計既有利于任課教師的講課，又能夠使同學們理

解，從而有利于同學們全面完整地學習與理解本章中的有關內容。

評價考核：本章教學效果的評價考核主要是考察同學們對于〃

隧道窯〃與〃輻道窯〃這兩個普通陶瓷產品生產過程中所用的核心熱工設

備重要性是否有充分的認識？對于這兩種窯爐內有關結構的設置目的

與工作原理有沒有正確的認識？對于有關的新技術是否能夠科學地認

識？對于這兩種窯爐的操作要點、測控原理與安全保護與耐火襯料的選

用原則有沒有著重去學習與掌握？

教材內容：本課程所選用的教材是由武漢理工大學出版社出版

的《無機非金屬材料熱工設備（第5版）》這本國家級規劃教材。本章

具體講課的內容就體現在該教材的4章之中，具體來說是其第.41

節~第4.5節。

知識點注釋：隧道窯一隧道窯是窯車式隧道窯的簡稱，它

是一種連續式窯。雖然在19世紀50年代索道窯就已經在其歐洲其他工

業中得到應用，但是直到1887年法國人Faugeron才成功地將隧道窯應

用于燒制陶瓷制品。顧名思義，隧道窯就是一個長長的、由耐火材料與

保溫材料以及建筑材料砌筑而成的隧道。在隧道內裝有窯車等運載工具,

窯車上裝載著待燒的坯體與必要的窯具（它們統稱為：坯件）。坯件隨

窯車從隧道窯的一端（窯頭）進入隧道窯，在窯內完成燒制過程以后，

再從隧道窯的另一端（窯尾）隨窯車出窯，而后卸下燒制好的制品，卸

空后的窯車繼續裝載著新的坯件并返回窯頭入窯煨燒。

輯道窯一20世紀上半葉問世的餛道窯作為快速燒成、高效

節能、自動化程度高和環保程度高的陶瓷燒成設備，在陶瓷工業中顯示

出巨大的優勢。與隧道窯相比，輻道窯最突出的特點是：采用由許多平

行排列的、轉動的輯子組成的輻道來代替窯車作為燒制坯件的運載工具,

坯件可以直接方在短道上（例如，面磚類），也可以放在墊板上（例如，

小型陶瓷潔具、日用陶瓷類）。隧道窯中的窯車消耗了很多熱量，窯具

消耗的熱量也較多。而在輻道窯中，這些熱量損失就口J以大大降低。另

外，輻道窯的中空結構、無匣缽的裸燒方式也使其內的傳熱速率與傳熱

效率大大增加，這既有利于實現快速燒成，有能夠有效地降低燒成熱耗。

同時、根道窯廣泛地采用輕質保溫耐火材料也進一步降低了熱量損失。

輻道窯的窯體橫斷面呈扁平狀，這樣可以最大程度地減弱預熱帶內熱、

冷氣流的上、下分層，從而最大程度地保持斷面氣流溫度的均勻性。而

且，輻道窯屬于中空窯，所以窯內的氣流阻力小，故而窯內的正、負壓

強都不大，再加上輯道窯內沒有像輻道窯那樣需要用砂封裝置來密封的

嚴重漏風部位，因而漏風量大大減少，這也有利于窯內橫斷面上氣流溫

度的均勻分布。這樣，可以保證所熠燒陶瓷紙皮的質量及其穩定性，同

時也為快速燒成創造了條件。由于易于控制，所以短道窯的機械化和自

動化程度很高。而且因為所使用的燃料絕大多數為清潔燃料?，因此餛道

窯的環境污染程度很低。輻道窯還具有以下的優點：占地面積小、結構

簡單、建造周期短。總之，現代化輕道窯的綜合效益高，優質、高產、

低消耗、低污染，其應用有利于社會的可持續發展。只是對于一些大件

的陶瓷制品（例如，大件的衛生陶瓷制品），幅道窯快速燒成與節能減

排的優勢并不明顯，而且還受到輻道窯斷面高度低的限制，而還需要利

用隧道窯來燒成。

快速燒成一傳統的陶瓷燒制周期為幾天的時間。隧道窯的

燒成周期為20小時左右。而短道窯的燒成周期可以縮短到30分

鐘~1個小時，這就是所謂的快速燒成。短道窯可以實現快速燒成，

但是，不同陶瓷產品的快速燒成周期有所不同，其中燒成周期最短的是

燒制面磚之類的薄件陶瓷制品。

其他類型隧道窯一以上所述的隧道窯是指窯車式、明焰

式、單通道的隧道窯，簡稱為：隧道窯。實際上，在陶瓷工業中，還存

在著非窯車式隧道窯；多通道隧道窯；隔焰式隧道窯及半隔焰式隧道窯。

具體的非窯車式隧道窯則包括：推板窯、輯底窯（即短道窯）、輸送帶

式窯、步進窯、氣墊窯、梁式窯、旋轉移動式隧道窯等。

專家講座：有待于本課程團隊在以后的課程建設中邀請相關的專家

進行相關的學術講座。

學習手冊：本次課的學習手冊參見本網站【課程概要】,學習指南。

文獻資料：本模塊的文獻資料以教材為主：

教材：姜洪舟.無機非金屬材料熱工設備（第5版）.武漢：武

漢理工大學出版社，2O2S

當然，其他的文獻資料也可以供同學們在學習本章有關內容時

閱讀參考，例如，如下所述的文獻資料可以閱讀參考：

[1]陳凱.現代陶瓷工業技術裝備.北京：中國建材工業出版社,

1999

[2]胡國林.建陶工業短道窯.北京：中國輕工業出版社，1998

[3]李家駒.陶瓷工藝學.北京：中國輕工業出版社，2001

[4]宋帝.現代陶瓷窯爐.武漢：武漢工業大學出版社，1991

[5]張長海.陶瓷工業熱工設備及熱工測量.武漢：武漢大學出版

社，1988

另外，《陶瓷》、《中國陶瓷》、《陶瓷學報》、《景德鎮陶瓷

雜志》等一些陶瓷工業領域內期刊雜志中的相關論文也可以作為本章

的文獻資料。

模塊5與科研實驗、科研試驗、節能減排有關的一些

熱工設備

課程模塊5是本課程中科技含量最高的一章，本模塊重點簡介

與科研實驗、科研試驗、節能減排有關的一些熱工設備。所以說，本模

塊的講課內容與同學將來從事的無機非金屬材料領域內的科研活動、研

發活動等密切相關。所以本模塊的教學綱領是：高新技術、分類講解、

逐層深入、相互關聯、邏輯有序。本模塊的主要內容是：（1）梭式窯。

（2）電熱窯爐與一些高科技的材料熱制備技術。（3）余熱鍋爐。

課程模塊5概要：關于本模塊的概要，如下所述：

教學要求是：本模塊的教學要求是要講清楚〃梭式窯〃、〃電熱

窯爐與一些高科技的材料熱制備技術〃、〃余熱鍋爐〃等本模塊的主要內

容。也就是說，要將梭式窯、電熱窯爐與高科技熱制備技術在無機非金

屬材料的科技研發、高檔產品生產與科研實驗中的作用講清楚；將"余

熱鍋爐〃在無機非金屬材料工業節能減排中的作用講清楚。從而讓同學

們認識到本章的內容對于科研開發、對于工業領域的節能減排具有極其

重要的意義，進而重視本模塊的內容。當然，由于課時所限，本模塊的

內容為略講、簡介，但是這不能減弱同學們對于本模塊內容重要性的認

識，同學們可以自學其內容，這是一個不斷學習、繼續學習、終身學習

的問題。

重點難點：本模塊的重點在于讓同學們認識本模塊的內容所具

有的高科技含量，對于本模塊內容的學習將為自己以后的工作、以后的

事業發展具有十分重要的意義。本模塊的難點在于怎樣讓同學們通過書

本來理解具體熱工設備的工作原理、結構用途與實際應用等問題。

教學設計：我們課程團隊將本章的教學內容設計為按照以下的

思路來進行簡介：從梭式窯（新產品中試或生產所需的熱工設備）f電

熱窯爐與i些高科技的材料熱制備技術（主要用于材料制備實驗）一余

熱鍋爐（用于節能減排的熱工設備），當然，這其中的有些內容會有所

融合、有所貫通。這種教學思路的設計既沿用了教材內容的排序，又能

夠使同學們知道各自的關注點所在，從而將來能夠有目標地來不斷學習

本章中相關內容。

評價考核：本模塊教學效果的評價考核主要是考察同學們對于

梭式窯、電熱窯爐與一些高科技的材料熱制備技術、余熱鍋爐各自的用

途弄清楚了沒有？對于其中的一些技術要點有沒有的一些個人見解？

自己對本章內容的學習有什么目標？

教材內容：本課程所選用的教材是由武漢理工大學出版社出版的

《無機非金屬材料熱工設備（第5版）》這本國家級規劃教材。本模

塊具體講課的內容就體現在該教材的第5章之中，具體來說是其第5.1

節、第5.2節、第54節。

知識點注釋：梭式窯一梭式窯（也稱：抽屜窯、往復窯、

臺車式窯、活底式窯）是從傳統的倒焰窯演變而來。它屬于〃間歇式〃或

〃半連續式〃的窯型。該窯型的窯門可以設置在窯體的一端，這時窯車在

同一端進、出；也可以在窯體的兩端都設置窯門，這時窯車可以分別從

窯車的兩端進、出，或者窯車從一端進、從另一端出。由此可見，在該

窯型中，窯車的進、出往復運動類似于織布時的穿〃梭子〃，故而得名：

梭式窯。梭式窯對于所生產制品的適應性較強，可以適應不同尺寸、不

同材質制品的燒成，所以它特別適合于小批量、多品種產品的生產，從

而滿足市場多樣化的需求。當然，一些小批量、高附加值、高科技陶瓷

產品的生產也多用梭式窯來燒成。梭式窯能畛非常方便地改變其燒成曲

線，因此它被科研單位廣泛地用于新產品的小試、中試。另外，梭式窯

也會出現在陶瓷藝術家的工作室之中，用它來燒制所創作的陶瓷藝術品。

隨著新型保溫耐火磚與耐火纖維的出現，使得梭式窯的燒成熱耗大為降

低（甚至可以與隧道窯相媲美），于是高效節能型梭式窯就成為當今梭

式窯的主流。

電熱窯爐一電熱窯爐，顧名思義，就是指以電能為熱源的

小型窯爐。它被廣泛地用于無機非金屬材料的實驗研究工作或小批量高

附加值產品的生產過程。電熱窯爐的優點在于：第一，熱效率高、體積

小；第二，能夠精確控溫，所以產品質量高；第三，很容易實現各種燒

成氣氛；第四，爐內溫度較為均勻，不會產生局部高溫區；第五，操作

過程簡便，工作環境清潔。電熱窯爐的缺點是：在大部分地區，電能的

價格相對燃料的價格還是很高的，這也在一定的程度上限制了電熱窯爐

的規模，所以電熱窯爐多為小型窯型。電熱窯爐的類型主要有：電阻爐

（包括：電極爐）、電磁感應爐、電弧爐（包括：弧像爐）、電子束爐、

紅外加熱爐。另外，盡管太陽爐不屬于電熱窯爐，但是卻具有電熱窯爐

的一些功能。

高科技的材料熱制備技術一高科技的材料熱制備技術必然

會涉及到一些高科技的加熱方法，主要包括：材料的〃微波燒結〃技術、

材料的〃激光燒結〃技術、材料的〃微波燒結〃技術、材料的〃熱壓燒結〃技

術、材料的〃熱等靜壓燒結〃技術、材料的〃反應燒結〃技術（尤其是其中

〃自蔓延高溫合成〃技術，簡稱：SHS技術）、材料的〃活化燒結〃技術、

材料的〃活化熱壓燒結〃技術、材料的〃真空燒結〃技術、材料的〃氣氛燒

結〃技術、材料的〃爆炸燒結〃技術等具體的材料熱制備技術或方法。

余熱鍋爐一余熱鍋爐是指利用工業中的余熱來將常溫的水

加熱為熱水或水蒸氣的熱工設備。在無機非金屬材料工業領域，余熱鍋

爐是利用工業窯爐所排放的300C?400C中、低溫廢氣作為熱源將常溫

水加熱為水蒸氣。所產生的水蒸氣傳統上用于加熱重油以及洗浴用水。

現在，則能夠將其用于發電，即所謂的“余熱鍋爐發電”技術，在這方面

較為成功的實例是新型干法水泥回轉窯系統的中、低溫余熱發電系統以

及浮法玻璃廠的余熱發電系統。

專家講座：有待于本課程團隊在以后的課程建設中邀請相關的專家

進行相關的學術講座。

學習手冊：本次課的學習手冊參見本網站【課程概要】〉學習指南。

文獻資料：本模塊的文獻資料以教材為主:

教材：姜洪舟.無機非金屬材料熱工設備（第5版）.武漢：武

漢理工大學出版社，2025

當然，其他的文獻資料也可以供同學們在學習本章有關內容時

閱讀參考，例如，如下所述的文獻資料可以閱讀參考：

曹茂盛，徐群，楊酈，王學東.材料合成與制備方法.哈爾濱：

哈爾濱工業大學出版社，2001

[2]該書編委會.電爐生產新工藝、新技術與節能環保設計及質量

驗收標準規范實務全書.北京：北方工業出版社，2006

[3]郭茂先.工業電爐.北京：冶金工業出版社，2006

[4]果世駒.粉末燒結理論.北京：冶金工業出版社，1998

[5]鐵征騎.新型陶瓷手冊.南京：江蘇科學技術出版社，1996

[6]宋需.代陶瓷窯爐.武漢：武漢工業大學出版社，1996

[7]王振東.電熱合金.北京：化學工業出版社，2006

[8]殷聲，賴和怡.自蔓延高溫合成技術和材料.北京：冶金工

業出版社，1995

[9]袁潤章.自蔓延高溫合成技術研究進展.武漢：武漢工業大學

出版社，1994

[10]甄漢生.等離子體物理學.北京：清華大學出版社，1990

[11]周建，傅文斌，袁潤章.微波等離子體化學氣相趁機金剛石

膜.北京：中國建材工業出版社，2002

另外，關于〃材料科學、材料工程以及新材料、能源材料〃的專業

期刊雜志中的相關論文也可以作為本章的文獻資料。

模塊6無機非金屬材料行業內其他熱工設備

課程模塊6是關于無機非金屬材料行業內其他熱工設備的簡

介，本模塊重點簡介一些專用熱工設備。所以說，本章中所提到的一些

熱工設備盡管對于各自的行業非常重要，然而卻是無機非金屬材料領域

中的非主流熱工設備。所以本模塊的教學綱領是：總體概要、分類簡介、

瀏覽為主、拓展知識、以備將來。本模塊的主要內容是：（1）燒制石灰、

石膏、混凝土輕集料、燒脹陶粒、膨脹珍珠巖等材料的熱工設備；（2）熱養護

混凝土制品的熱工設備；（3）高溫制備一些特殊玻璃制品、搪瓷、碳素材料、

磨料等材料的熱工設備。

課程模塊6概要：關于本模塊的概要，如下所述：

教學要求是：本模塊的教學要求是只需要概要性地講清楚"燒

制石灰、石膏、混凝土輕集料、燒脹陶粒、膨脹珍珠巖等材料的熱工設

備〃、〃熱養護混凝土制品的熱工設備〃、〃高溫制備一些特殊玻璃制品、

搪瓷、碳素材料、磨料等材料的熱工設備〃等本模塊的主要內容。這是

由于課時所限，本模塊的內容不可能進行細講而只能夠略講、簡介。然

而，這不能忽視本模塊內容重要性的理由，同學們在聽講任課老師簡介

的基礎上，可以瀏覽器本模塊中的相關內容，從而在頭腦中有一個初步

的印象。將來在工作中，如果從事相關的工作或者遇到相關的問題，可

以自學其內容，這是一個不斷學習、繼續學習、終身學習的問題。

重點難點：本模塊的重點在于讓同學們充分地認識無機非金屬

材料、無機非金屬材料熱工設備的外延非常廣泛。盡管本模塊的內容在

無機非金屬材料熱工設備的范圍內屬于非主流設備。但是，其產品對于

人類社會、對于國民經濟的貢獻那可是十分巨大的。本模塊的難點就在

于在極其有限的學時內怎樣讓同學們汲取這么的知識，所以任課老師及

聽課學生對此都此倍加努力。

教學設計：我們課程團隊將本模塊的教學內容設計為按照以下

的思路來進行講課：先將本模塊中設計到的熱工設備作一個梳理，然后,

再逐個地簡單介紹這些熱工設備。

評價考核：本模塊教學效果的評價考核主要是考察同學們對于

梭式窯、電熱窯爐與一些高科技的材料熱制備技術、余熱鍋爐各自的用

途弄清楚了沒有？對于其中的一些技術要點有沒有的一些個人見解？

自己對本模塊內容的學習有什么目標？

教材內容：本課程所選用的教材是由武漢理工大學出版社出版

的《無機非金屬材料熱工設備（第5版）》這本國家級規劃教材。本模

塊具體講課的內容就體現在該教材的第6章之中。

知識點注釋：石灰窯一石灰窯是燒制熟石灰（CaO）的熱

工設備。在現代工業社會，石灰不再僅僅是作為建筑材料與化工原料,

也是作為排放煙氣的脫硫劑（將煙氣中的二氧化硫、三氧化硫變為石膏,

被稱為：脫硫石膏，英語簡稱：FGD）,這對于環境保護來說十分重要。

燒制石膏的熱工設備一燒制石膏的熱工設備就是指將生石

膏（CaSO4-2H2O）煨燒為熟石膏（CaSO4?%H2O）的熱工設備。生石膏

（俗稱：二水石膏，英語名稱：Gypsum）礦石的其應用之一就是可以

與水泥熟料及混合材共同粉磨為水泥。熟石膏（俗稱：半水石膏，英語

名稱：Piaster或Hemihydrale）的水化活性很好，它有a型、。型這兩種

晶型。a型半水石膏的強度較高，因此被稱為：高強石膏，但其生產成

本較高。與之有所不同的是，0型半水石膏的強度盡管較低，但是因為

其生產成本較高，所以獲得廣泛的應用。然而，如果搬燒溫度過高則會

將生石膏煨燒為幾乎沒有水化活性的IH型無水石膏（AnhydriteIH）。在

當今社會中，不僅生石膏礦石需要煨燒，脫硫石膏、磷石膏（磷肥廠的

副產品）也需要炊燒。煨燒石膏的熱工設備包括：石膏炒鍋、流態化石

膏煨燒爐、石膏回轉窯、回轉帶式石膏燧燒爐以及多管石膏煙燒爐等。

輕集料燒結機一輕集料混凝土的耐熱、耐火性能均優于普

通混凝土，只是其彈性模量較低。輕集料燒結機的類型有兩種〃間歇式〃

與〃連續式〃。連續式輕集料燒結機又分為〃環式〃和〃帶式〃。帶式輕集料

燒結機也分為〃鼓風式〃與〃抽氣式〃。

燒脹陶粒燒結機一對于黏土、頁巖等原料的燒脹陶粒來說,

其焙燒過程主要是在雙回轉窯內完成的。雙回轉窯主要是由預熱回轉窯、

鏈接裝置、燒脹回轉窯組成。

膨脹珍珠巖燒結機一膨脹珍珠巖的焙燒爐有〃立式〃與〃臥

式〃之分。立式焙燒爐的優點是：結構簡單、投資省，它又分為座地式

和懸吊式。臥式焙燒爐的優勢是產量大，它也分為：轉動式（即回轉窯）

和不動式（即固定管式爐）。

混凝土制品熱養護設備一密實成型后的混凝土需要養護以

確保其水泥水化與硬化而需要的外界條件（優勢是濕度條件）。養護的

方法主要有兩大類：自然養護與快速養護。自然養護是指：現場澆筑的

新拌混凝土在自然氣候條件下采取覆蓋保濕、澆水潤濕、防風防干、保

溫防凍的養護措施。自然養護的混凝土制品，其質量較好。所以，建筑

工程普遍采用新拌混凝土的自然養護。但是，有些緊急工程需要加速混

凝土的硬化，這時，在能夠保證混凝土質量的前提下，可以采用快速養

護措施。熱養護混凝土制品就混凝土快速養護工藝法的一種，其所用的

熱養護設備就被稱為：混凝土制品熱養護設備。它主要包括：蒸養立窯、

水平隧道窯、折線型隧道窯。其中，折線型隧道窯的應用最為廣泛。

制備特殊玻璃制品用的熱工設備一制造浮法平板玻璃與

制造日用玻璃用的熱工設備在本課程模塊3中進行了