年产5万吨镁铬砖生产车间设计

年产5万吨镁铬砖生产车间设计摘要在钢铁工业，继之在玻璃，水泥等行业的热工设备上广为采用，镁铬系耐火材料成为了最重要的碱性耐火材料。镁铬砖属碱性耐火制品，以方镁石和镁铬尖晶石为主晶相，在氧化气氛中于16001800烧成，也可用水玻璃等化学结合剂制成不烧砖，主要包括直接结合镁铬砖、半再结合镁铬砖以及普通镁铬砖等。其中的普通镁铬砖耐火度高、抗碱性炉渣侵蚀性强、热震稳定性优良、高温结构强度高。本设计的主要产品为直接结合镁铬砖，其中MGE8的产量为20000吨，MGE12的产量为30000吨。本设计叙述了镁铬砖耐火材料的使用条件及其生产工艺理论基础，辅助原料的要求、加工处理方法、产品的生产工艺流程、物料平衡计算结果、生产设备的选型计算以及生产技术检查系统的说明和本设计主要特点。关键词耐火材料；镁铬砖；生产工艺；设备选择THEDESIGNOF50,000TONSMAGNESIUMCHROMIUMBRICKSWORKSHOPABSTRACTINTHESTEELINDUSTRY,FOLLOWEDBYTHEGLASS,CEMENTANDOTHERINDUSTRIESWIDELYUSEDTHERMALEQUIPMENT,MAGNESIACHROMEREFRACTORIESHASBECOMETHEMOSTIMPORTANTBASICREFRACTORIESMAGNESIACHROMEBRICKISALKALINEREFRACTORYPRODUCTSTOPERICLASEANDMAGNESIUMCHROMESPINELBASEDCRYSTALLINEPHASE,FIRINGINANOXIDIZINGATMOSPHEREAT16001800,WATERGLASSCANALSOBEMADEWITHOUTCHEMICALBINDERSBRICK,MAINLYINCLUDINGDIRECTBINDINGMAGNESIACHROMEBRICK,MAGNESIACHROMEBRICKSEMICOMBINEDANDMAGNESIUMCHROMEORDINARYBRICKSONEOFORDINARYMAGNESIACHROMEBRICKHIGHREFRACTORINESS,ANTIALKALINESLAGEROSIONRESISTANCE,EXCELLENTTHERMALSHOCKRESISTANCE,HIGHTEMPERATURESTRUCTURALSTRENGTHTHEMAINPRODUCTOFTHISDESIGNISDIRECTLYBONDEDMAGNESIACHROMEBRICK,WHICHYIELDSMGE8WAS20,000TONS,PRODUCTIONMGE12WAS30,000TONSTHISDESIGNDESCRIBESTHETHEORETICALBASISFORTHEUSEOFTHECONDITIONSANDPRODUCTIONPROCESSES,AUXILIARYMATERIALSREQUIREMENTSMAGNESIACHROMEREFRACTORYBRICKS,THESELECTIONMETHODOFCALCULATIONPROCESSING,PRODUCTIONPROCESSES,MATERIALBALANCECALCULATIONS,PRODUCTIONEQUIPMENTANDPRODUCTIONTECHNOLOGYINSPECTIONSYSTEMTHEDESCRIPTIONANDTHEDESIGNOFTHEMAINCHARACTERISTICSKEYWORDSREFRACTORYMATERIAL；MAGNESIUMCHROMEBRICK；PRODUCTIVETECHNOLOGICALPROCESS；EQUIPMENTSELECTION目录1绪论111镁铬砖的发展历史及其应用1111镁铬砖的发展历史1112镁铬砖的组成应用及性能22工艺部分321工艺的理论基础3211直接结合砖的性质3212镁铬砖性能的影响因素3213主要材料和动力来源4214破粉碎5215筛分5216物料的贮存6217配料6218混练7219成型72110干燥92111烧成102112成品仓库112113除尘112114废水处理122115噪声防治1322工艺流程13221工艺流程简述13222工艺流程论证1423工艺参数1424物料平衡计算1525生产设备1826仓库设施203检查系统的说明2231检查内容2232检查方法2233检查制度234车间安装检修与维护措施245生产车间除尘及安全措施256本设计的主要特点26致谢27参考文献28附录29年产5万吨镁铬砖生产车间设计1绪论11镁铬砖的发展历史及其应用111镁铬砖的发展历史中国的耐火材料发展历史悠久，中国在4000多年前就使用杂质少的粘土，烧成陶器，并已能铸造青铜器。东汉时期（公元25220）已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。耐火材料的工艺20世纪50年代以前都是采用单一耐火原料制造的，50年代以后都采用了复合工艺。1935年，开始稳定生产烧成的或者化学结合不烧成的MGOCR2O3砖。在镁砂铬矿配合的耐火材料，高温体积稳定性好，对温度急变不敏感，高温强度大；同时由于他们的化学性质呈碱性，被迅速的推广应用。特别是含镁砂约5565和铬矿约4535的MGOCR2O3砖先后经过约20年的发展，便迅速的取代了平炉和电炉中的许多产品。大约在1955年以后，美国、英国和欧洲各国迅速往碱性平炉炉顶过渡，1959年完成了直接结合MGOCR2O3砖的首批研究工作，至1962年，直接结合MGOCR2O3砖投入了市场。目前，耐火材料泛指应用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生产设备内衬的无机非金属材料，耐火材料工业生产各种成分的含铬碱性耐火材料，已有镁铬质、电熔铬尖晶石质、铬橄榄石等许多制品。但是自80年代后期以来世界上的MGOCR2O3系耐火材料的使用量却下降了，这种现象的直接原因是在生态学上有害的CRO3形成于耐火材料的相界，在铬矿与碱、CAO、BAO和SIO2等氧化物接触时，CR3CR6的转变在空气中在空气中加快，它对人们的健康有害。因此，都主张限制甚至取消MGOCR2O3系耐火材料的生产和应用。不过，正如第33届国际耐火材料研讨会所指出的，对于炉外精炼用耐火材料来说，最耐侵蚀的耐火材料依然是镁铬砖。此外，有色冶金（特别是铜冶炼工业）用耐火材料除了MGOCR2O3系耐火材料之外，目前，尚无更始和的取代材料。因此，MGOCR2O3耐火材料仍然是耐火材料工业中一种重要的材料1。112镁铬砖的组成应用及性能镁铬砖适合在高温，渣蚀和温度急剧变化的条件下使用，和镁铝砖的使用条件相似，主要适用于水泥回转窑烧成带、过渡带和玻璃熔窑蓄热室，亦可用于有色冶金炉、炼钢电炉、转炉以及混铁炉、真空装置，但不宜使用在气氛频繁变动的条件下。表1为产品的理化指标。表11产品的理化指标WT项目MGOCR2O3显气孔率/体积密度/G/CM3常温耐压强度/MPA荷重软化开始温度（02MPA）MGE86081930351650MGE12501218303517002工艺部分21工艺的理论基础镁铬砖的生产镁铬砖是以镁砂和铬矿为原料制成的。在配料中控制MGO含量占6070，CR2O3含量在812，,这种制品的稳定性良好，耐火度大于2000,是偏碱性的高级耐火材料。镁铬砖的生产工艺，从原料的破粉碎和筛分，各组分粒级配料，混练，成型，到半成品的干燥与烧成与镁砖、镁铝尖晶石砖的生产工艺基本相同。一般来说，采用高纯镁砂和铬矿作为原料生产的MGOCR2O3砖，其组成属于MGOCR2O3AL2O3FE2O3CAOSIO2系统，它的技术性能取决于该系统中各组分的特性和比例，而它的组成和结构既取决于原料的性能又取决于烧成条件（特别是烧成温度）。在镁铬砖中引入不同添加剂，可有效的提高常温和高温强度的作用。例如引入在方镁石中溶解度小的添加剂，易于形成很多的次生尖晶石，这种尖晶石对制品的直接结合程度和强度，尤其高温强度有显著贡献，并对改善其抗热震性起有利作用2。镁质耐火材料的CAO/SIO2也是决定镁质耐火材料矿物组成和高温性能的关键因素。211直接结合砖的性质（1）热机械性质随着烧成温度的进一步提高，蠕变降低速度变慢。另外，它显示出在热态抗折试验中，烧成温度对断裂时间有显著的影响。在任何试验温度下，烧成温度越高，断裂所需的时间就越长。（2）可提高抗渣性，尤其是增强对铁氧化物的抗渗透作用。在某种程度上这是由于直接结合砖的气孔率较低的缘故，也可以认为是由于固一固结合的存在而产生的这种结合不受来自热面的液体扩散所影响。直接结合砖与硅酸盐结合砖有不同的高温体积稳定性和吸收铁氧化物的爆胀稳定性。212镁铬砖性能的影响因素1铬矿和镁砂配比当铬矿与镁砂配比为5050时，制品具有最高的热震稳定性，随着铬矿或镁砂比例的增大或减小，热震稳定性都降低。当铬矿含量过高时，制品在1650下抵抗铁氧化物作用的能力会显著降低。铬矿颗粒能与FE3O4形成固溶体，引起体积的急剧膨胀，致使制品产生爆胀现象。配料中铬矿的含量越高，爆胀现象越严重。配料中镁砂含量提高，能增强制品的抗渣能力，目前镁铬质平炉顶的发展趋势是提高配料中的镁砂含量3。2气氛性质在还原气氛下缎烧镁铬质耐火材料时，细粉镁砂中的MGO置换粗颗粒铬矿中尖晶石的FEO的固相反应在650开始，体积收缩约为243。这样大的体积收缩必然产生烧成裂纹。在氧化气氛下铬矿中的FEO于500开始即被氧化成FE2O3，形成FE2CR2O3固溶体。体积收缩15，而且在氧化气氛中由MGO置换出来的FEO氧化成FE2O3,随即与MGO结合成铁酸镁，这两个反应的总体积膨胀只有66，据此铬镁质耐火材料应该在弱氧化气氛下烧成4。213主要材料和动力来源1进场原料均由外地固定矿山供给2进场原料，燃料质量均应符合部颁标准或国家标准并应按品种级别分别使用3纸浆废液由纸浆库供给4电力由配电厂输送5压缩空气，蒸汽分别由空气站，锅炉房供应6煤气或重油由本厂煤气站或重油库供应7生产或生活用水由厂上水上系统供应，生活污水有厂内下水系统排放原料的技术指标表21原料的技术指标原料名称牌号MGOSIO2CAOCR2O3FE2O3灼减体积密度G/CM3颗粒组成MM高纯镁砂96960222002334050铬矿A1017503445442703352050214破粉碎实验和理论计算表明，单一尺寸颗粒组成的泥料不能获得致密的坯体。因此，块状原料经检选后必须进行破粉碎，以达到制备泥料的粒度要求。MGOCR2O3砖的生产过程中，将原料从200MM左右的大块物料破粉碎到250088MM的粉料，采用连续粉碎作业，并根据破粉碎设备的结构和性能特点，使用相应的设备。在此采用颚式破碎机、圆锥破碎机、等对原料进行粉碎作业。图21鄂式破碎机图22流程图破粉碎工艺流程通常有两类，即开流式和闭流式。其示意图如22所示。开流式的优点是流程简单，原料只通过破碎机一次。缺点是动力消耗大，生产效率低，且生产细粉过多，不利于提高制品的质量。闭流式的优点是粉碎效率较高，易于达到颗粒度的要求。缺点是流程复杂，需要很多的附属设备。通常原料的破碎采用开流式，而粉碎采用闭流式。215筛分原料破粉碎后粗中颗粒混在一起。为了获得符合规定尺寸的颗粒组分，需要进行筛分。筛分是将粉碎物料通过单层或多层筛子按其尺寸大小不同分成若干粒度级别的过程。物料的筛分也是物料的分级。耐火材料生产过程中，物料的级配是关键，关系到产品质量的好坏，而级配必须进行物料分级，这是筛分的目的之一。筛分过程中，通常将通过筛孔的物料称为筛下料，残留在筛孔上粒径较大的物料称为筛上料，在循环粉碎作业中，筛上料一般通过管道重返破碎机进行再粉碎。本设计的主要筛分设备是振动筛，其筛分效率高达90。原料筛分时，筛网孔径选择主要根据临界粒度要求而定。一般要比临界粒度稍大些，同时也要考虑到筛子的倾斜度。生产实践表明，当筛子的倾斜角度在15度时，网孔直径应比临界粒度约增大10；倾斜角为20度时，则增大15左右；倾斜角为25度时，要增大25左右。通常振动筛的倾斜角为15度20度，最大不超过25度5。216物料的贮存原料经破粉碎、细磨、筛分后，一般存放在贮料仓内供配料使用。粉料在贮料槽中并不是单一粒度，而是由各种大小颗粒组成的。当物料进入料槽时，粗细颗粒开始分层，粗的颗粒滚到料槽的周边，细粉在卸料口中央部位。当物料卸料时，中间料先从卸料口流出，四周料下沉，而且分层流向中间，后从卸料口流出，从而造成颗粒偏析现象。目前，生产中解决贮料仓颗粒偏析的方法主要有以下几种对粉料进行多级筛分，使同一料仓内的粉料粒级差值小些；经常保持料仓内粉料在三分之二容积以上；增加注料口，即多口上料，以减少加料时料仓内的分层现象或减少料仓截面积；中央孔管法。在料仓中设一多方有孔的管子，物料通过多个“窗口”从不同高度、不同方向进入料仓。采用小容积的壁呈曲线状的料仓，减少料仓下部各截面的等截面积差，以减少偏析和料仓内的棚料现象6。217配料耐火材料的配料是将各种不同品种，组分和性质的原料以及将各级粒度的熟料颗粒按一定比例进行配合的工艺。各种原料的配合是为了获得一定性质的制品。粒度的配合是为了获得最紧密堆积的或特定粒状结构的坯体。坯料的颗粒组成对坯体的致密度有很大的影响。欲使多级不同粒度的颗粒组成的堆积体密度得到提高，必须使粗颗粒中的空隙全部由细颗粒填充，而细颗粒中的空隙全部由更细的颗粒填充，如此逐级填充即可获得最紧密堆积。只有符合紧密堆积的颗粒组成，才可能获得致密的坯体。本设计采用配料车自动配料系统，即若干种物料排成一排，配料车依次开到物料出口处接料，设定当好的各种物料均配完后，配料车开到卸料口处卸料，此系统可实现半自动和全自动配料7。218混练混练是将合理配合的各种物料准确称量后，制成各组分、各种粒度均匀分布的泥料，并使泥料中各种物料实现结合良好的加工过程。因物料的组分、粒度、结合剂的不同，混练过程也不同。固体散状物料的混合过程决定于许多因素混合速度及混合设备的结构、各组分的比例和堆积密度及混合物的水分等。混练时的加料顺序对于泥料混合的均匀性影响很大。先加入粗颗粒料，然后加纸浆废液，混合12分钟后，再加细粉。坯料的配比合适，混练质量好，才能获得质量好的坯料。混炼质量好的坯料应该是（1）各个成分均匀分布；（2）坯料的结合性应得到充分的发挥；（3）空气充分排出；（4）再粉碎程度小。MGOCR2O3砖使用湿碾机混练，混练时间达2025分钟左右。混练时间太短，会影响泥料的均匀性；而混练时间太长，又会因颗粒的再粉碎和泥料发热蒸发而影响泥料的成型性能。因此，要严格控制混料时间。219成型成型是指借助于外力和模型将坯料加工成规定尺寸和形状的坯体过程。成型方法很多，传统的成型方法按坯料的含水量来分可分为半干法、可塑法和注浆法。经成型后的砖坯，由于其中各种物料间的机械结合力、静电引力及摩擦力，使砖坯的形状保存下来，并具有一定的强度。成型设备有摩擦压砖机，液压机等。由于液压机操作过程中油的粘度随温度而变化，引起工作机构的不稳定，因此在本设计中采用630吨摩擦压砖机。在成型过程中要注意以下问题（1）因泥料颗粒过粗或泥料混练不匀，造成粗颗粒集中部位表面粗糙（麻面）或边角脱落；（2）模板安装不好或压砖操作不当，造成裂纹或尺寸不合格；泥料水分不合适，造成层裂或裂纹等。影响成型的基本因素是作用在泥料上的单位压力、平均成型速度和整个周期中速度分布、成型的阶段性、在压力下保持时间以及加压次数等，其中单位成型次数是主要的。随着压力的增大，制品密度增加。到排除了空气气孔的某一临界密度时，制品已不再压缩。不论是临界密度，还是与临界密度相适应的临界压力都随着水分的增加而下降。对每一成型压力都有一定的最适宜的水分含量，在此水分条件下制品可达到的极限密度接近于临界密度。成型速度对制品的致密程度有很大影响。成型速度一般理解为接近压模的速度，而实际压制过程中在不同断面内颗粒实际移动速度却是不同的，缓慢成型可促进制品密度的提高，有利于排除空气，松弛在制品中产生的压力。压制的过程可用压力压缩曲线表示，压制是按如下三个阶段进行的（1）在压力的作用下，坯料中的颗粒开始移动，重新配置成较紧密的堆积，当压力增至某一数值后，进入第二阶段，该过程的特点是压缩明显。（2）第二阶段，颗粒发生脆性和弹性变形，此过程具有阶段特性，坯料的压缩呈梯式。坯料被压缩到一定程度后，即阻碍进一步压缩，当压力增加到使颗粒再度发生变形的外力时，由于颗粒的变形，才引起坯料的压缩，并伴随有坯体致密度增加，这种压缩及增压的阶段，变得短促而频繁。最后，压制进入第三阶段。（3）第三阶段，在极限压力下，坯料的致密度不再提高。2110干燥坯体干燥是砖坯中除去水分的过程。砖坯干燥的目的，在于通过干燥排出水分，使砖坯增加机械强度，以减少运输和搬运过程的机械损失，并使砖坯在装窑之后进行烧成时，使砖坯具有必要强度；承受一定的应力作用，提高烧成成品率；并为烧成提供有益条件。干燥过程如下图所示。干燥过程可分为四个阶段（1）加热阶段。此阶段一般时间很短，坯体温度上升到湿球温度。（2）第二阶段是干燥过程最主要的阶段，此阶段排出大量水分，在整个阶段中，排出速度是恒定的，称为等速阶段。在此阶段水分的蒸发仅发生在坯体表面上，干燥速度等于自由水面的蒸发速度，故凡是可以影响表面蒸发速度的因素，都可以影响干燥速度。（3）第三阶段是降速干燥阶段。随着干燥时间的延长，或坯体含水量的减少，干燥速度逐渐降低。此时，水分从表面蒸发的速度超过自坯体内部向表面扩散的速度，因此，干燥速度受空气的温度、湿度及运动速度的影响较小。（4）第四阶段干燥速度逐渐接近于零，最终坯体水分不再减少。干燥设备有隧道干燥器、转筒干燥器、室式干燥器、带式干燥机、流动干燥床和远红外干燥器等。本设计选用隧道干燥器干燥。砖坯在隧道干燥器内的干燥时间一般以推车时间表示，推车时间为1545分钟左右。镁铬砖坯的干燥过程主要是水分的蒸发及部分MGO水化的过程，且随干燥温度的升高而加快。为控制MGO在干燥过程中的水化程度，应注意以下几点成型后的砖坯应及时干燥；干燥时宜采取低温大风量方式。干燥后的砖坯应立即入窑烧成。2111烧成制品的性质不仅取决于原料的成分和性质，配料组成和生产方法，无论是制品的质量或是企业的技术经济指标，如产品质量，劳动生产率，单位产品燃烧消耗定额和产品成本等，都在很大程度上取决于烧成的好坏。1装窑制品在高温下由于强度降低较多，易产生变形，因此装砖高度一般应控制在0910米以下，且应采取平装。2烧成过程中的物理化学变化（1）坯体排出水分阶段。温度范围为10200，在这一阶段中，主要是排出砖坯中残存的自由水和大气吸附水。水分的排出，使坯体中留下气孔，具有透气性。（2）分解氧化阶段（2001000）。此阶段发生的物理化学变化依原料种类而异。有排出化学结合水、碳酸盐或硫酸盐分解、有机物的氧化燃烧等。（3）液相形成和耐火相合成阶段（1000）。此时分解作用将继续完成，并随温度升高其液相生成量增加，液相黏度降低，某些新耐火矿物开始生成。（4）烧结阶段。坯体中各种反应趋于完全、充分、液相数量继续增加，结晶相进一步成长而达到致密化即所谓烧结。（5）冷却阶段。从最高烧成温度至室温的冷却过程中，主要发生耐火相的析晶、某些晶相的晶型转化、玻璃相的固化等过程。3烧成制度的确定（1）温度制度制品烧成时，在不同温度阶段应控制不同的升温速度A小于400阶段，砖坯中水分蒸发并伴有MGO的水化，使砖坯强度降低，应放慢升温速度；B400800阶段，水化物分解排除结合水，有机物燃烧，可快速升温；C8001200阶段，出现液相，并有固相反应进行，砖坯强度有所下降，应放慢升温速度；D1200至烧成阶段，随温度升高液相量增多，固相反应速度加快，砖坯强度降低较多，为防止制品开裂或变形，应缓慢升温。镁铬砖的烧成温度一般为16001640；（2）压力制度和窑内气氛制品应在微正压弱氧化气氛下烧成在还原气氛下烧成时，镁铬砖会产生很大的体积收缩，导致制品开裂2112成品仓库镁铬制品按品种、砖型批号、级别等分别贮放在成品库内，每种制品堆放方式和允许堆放高度均按标准进行。成品库面积除设有贮存量占用面积外，还留有成品检选、冷却和运输通道所需最小面积。2113除尘在耐火材料生产中，原料破碎、磨细、筛分以及各种运输作业，不可避免的会产生粉尘。粉尘进入人体肺部后可能引起各种肺部疾病，危害极大。粉尘还能加速机械的磨损，影响设备的寿命。因此必须采取有效措施来防止粉尘带来的危害。本设计主要采用滤芯除尘器。含尘气流由进风口进入除尘器内，粉尘被滤芯外表面分隔并聚集起来，净化后的气流由滤芯中心部流出排放，达到净化目的。利用压缩空气（0607MPA）产生强烈的气流，通过电磁阀门释放出来到滤芯中心部清洁滤芯，气流冲击波将滤芯外表面聚集的粉尘振荡及喷吹下来并落到下面的灰斗内。由PLC控制系统按设定程序进行反吹，以确保设备良好的除尘效能。设备特点（1）除尘效率高，可去除粒径1MM的粉尘，效果达9999。（2）设备采用PLC控制脉冲反吹风，设有国外进口压差显示仪；带自动清灰动能，便于操作。（3）体积小，有效节省使用空间。（4）设备结构设计合理，便于保养和维护。（5）可选择灰桶、出灰车、螺旋出料装置等的出灰方式。2114废水处理含铬废水的处理应与铬的回收利用结合起来，消除铬对环境的污染。常用的处理方法有化学还原和沉淀法、电解还原法、钡盐法、离子交换法等。（1）化学还原和沉淀法。常用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、二氧化硫等。加入还原剂和石灰，生成难溶的氢氧化铬。再经沉淀物脱水、干燥等实现回收再利用。（2）电解还原法。将含铬废水引入电解处理槽，以铁板为阴阳极板，用压缩空气搅拌，再直流电作用下，铁阳极溶解出亚铁离子，将六价铬还原成三价铬；阴极氢离子将六价铬还原成三价铬。（3）钡盐法。向含铬废水中投加碳酸钡或氯化钡。使废水中的六价铬离子转化为不易溶解于水的铬酸钡沉淀。（4）离子交换法。以铬酸根（CRO42）形式存在的六价铬，可用离子交换法除去。可供使用的离子交换剂有NA型阳离子交换树脂、混合型阴离子交换树脂、H型阴离子交换树脂、NA型磺化煤等。2115噪声防治无机非金属工业的工艺流程复杂，机械设备比较笨重，物料处理环节多，生产过程中能产生大量的噪声危害。因此噪声防治也是必须考虑的课题之一。我们首先考虑的是在传播途径上降低噪声。在厂区内将高噪声车间与办公室、宿舍等分开布置；种植绿化带，并利用土坡、地坑等使噪声衰减。本设计中的颚式破碎机便尝试了地下放置，一方面符合了工艺流程上的要求，另一方面达到了衰减噪声的的目的。另外，本车间采用了声学控制方法来治理车间内部的噪声，即在车间内的墙壁、天花板、地面等处铺设多孔的吸声材料，这样既有一定的降低噪音的效果，而且，对设备的操作和维修又没有妨碍作用。22工艺流程221工艺流程简述生产镁铬砖的原料主要包括高纯镁砂96和铬矿A。首先，用汽车将原料运到原料仓库，通过5吨桥式起重机装进颚式破碎机供料槽，通过电磁振动给料机使原料经PEF250400颚式破碎机粗破，破碎的粒度要符合圆锥破碎机的给料粒度，经带式输送机输送到破粉碎楼的圆锥破碎机的供料仓中进行中破，原料被中破成25左右的颗粒后，由斗式提升机提升到楼上，经双层振动筛筛分，筛下料分别进入251和10的料仓，筛上料经溜槽进到圆锥破碎机的供料槽，通过电磁振动给料机进入圆锥破碎机进一步破碎，破碎好的物料由斗式提升机提升到楼上的双层振动筛上，继续筛分，筛下料分别进入251和10的料仓，筛上料经溜槽进到圆锥破碎机的供料槽，形成一个破粉碎筛分的循环系统。与此同时圆锥破碎机供料槽中的物料也可以通过闸板和溜槽下到下面的螺旋输送机上，由螺旋输送机将物料输送到一楼的管磨机供料槽中，使物料在管磨机中细磨成小于008MM的细粉，磨好的细粉由斗式提升机提升到楼上，再通过螺旋输送机运输到细粉料仓，准备配料。物料准备就绪后用电子配料车将各种粒度的铬矿A、高纯镁砂96颗粒和细粉进行配料，配好的物料直接进入湿碾机，经2025分钟的混练后，用桥式起重机将泥料罐吊到平板车上，再由平板车将装有泥料的泥料罐推到成型车间，泥料罐经桥式起重机提升将泥料送到压砖机供料仓，用10台630吨摩擦压砖机成型，成型的废品经手推车运回原料仓库，成型成品放在干燥车上，用3吨电拖车送到干燥工段的存放处等待干燥，采用隧道窑干燥器干燥，干燥后的砖坯要等到砖坯冷却后进行检选，不合格的砖坯运回原料仓库，合格的砖坯由工人进行装窑车，装砖后的窑车停放在窑车停放处等待进入隧道窑，进入隧道窑后砖坯经预热带、烧成带和冷却带出窑，冷却后进行检选，检选不合格的产品送到原料仓库，以备后用；检选合格的砖，装入成品库。222工艺流程论证1原料仓库本设计原料有2种，分别是高纯镁砂96和铬矿A，为了防止原料的潮湿，原料仓库采用封闭式单侧卸料的方式，原料之间设有隔墙防止原料混料。2破碎工段。经颚式破碎机粗破，圆锥破碎机粉碎后筛分，筛上料返回双辊破碎机再次破碎，并通过闸板进入雷蒙磨粉，严格控制物料级配。3混料工段。不同的颗粒料存贮在专门设计的贮料仓中，避免不同的颗粒料混料，可使物料在装、卸料时的偏析减到最小。4烧成工段。采用小型隧道窑烧成，不仅可以精确控温，而且烧成温度也高。对于普通镁铬砖，烧到1650左右即可。预热带117车位，烧成带为1836车位，冷却带3750车位。23工艺参数本设计的粒度配比见表22。表22镁铬砖配料比配比砖种高纯镁砂96铬矿AMG88020MG127030本设计镁铬砖生产的混合制度见表23，干燥制度见表24。表23混合制度项目砖种混合量千克/次混合周期分钟MG890012MG1290012表24干燥制度干燥器类型长宽高MM数量条干燥装砖KG车干燥时间H干燥废品率干燥前水分干燥后水分热风进口温度热风出口温24500950165061100154304005200405024物料平衡计算制砖部分物料平衡计算参数见表25。表25物料平衡计算参数（）计算参数名称符号直接结合镁铬砖MG8直接结合镁铬砖MG12原料在仓库中的存放损失L10505原料水分W1原料洗涤损失L4原料干燥或风干后的水分W3原料的灼减量L20202原料加工、运输损失L322配比P1PQ12080530705管磨机加入量Q23535泥料水分W42525泥料的循环混练量F31010结合剂贮运损失L522干燥综合废品率F244干燥废品回收率T9595车间生产班制见表26。表26生产班制工作班制原料仓库粉碎磨碎混合成型干燥成品库年工作日365365365365365365日工作班232232班工作时888888MG8制砖部分物料平衡见表27，MG12制砖部分物料平衡见表28。表27MG8制砖部分物料平衡表物料量，吨生产工序项目符号班制日班时年日班时原料仓库原料仓库总存放量高纯镁砂96废砖废坯铬矿AQ14Q15Q16Q17365/2/823978231694408183546947665746450128328232256441290308纸浆废液库纸浆废液总存放量Q18365/2/8116782321602破粉碎总破、粉碎量高纯镁砂96Q10Q11365/3/823356471868517645122131712721磨碎总磨碎量Q13365/3/88174762247509配料总配料量高纯镁砂96铬矿A纸浆废液Q6Q7Q8Q9365/2/822889341831147457787114447627502125314314251625157393107802混合成型总混合量总成型量Q5Q3365/2/8254326228435769762634852087436260干燥总干燥量Q2365/3/821929826008200325表28MG12制砖部分物料平衡表物料量，吨生产工序项目符号班制日班时年日班时原料仓库原料仓库总存放量高纯镁砂96废砖废坯铬矿AQ14Q15Q16Q17365/2/835210772189504277525105632396560752948233037514560337504718纸浆废液纸浆废液总存放量Q18365/2/8175173482403破、粉碎总破粉碎量高纯镁砂96Q10Q11365/3/8350347124524299667232224828磨碎总磨碎量Q13365/3/8122621533611214配料总配料量高纯镁砂96铬矿A纸浆废液Q6Q7Q8Q9365/2/834334012403381030021716794165852824747053291412355941217603混合成型总混合量总成型量Q5Q3365/2/838148934265351045938852254694653587干燥总干燥量Q2365/3/832894749012300437625生产设备根据设备的选型计算得到主机平衡表，见表298。表29主机平衡表生产能力（吨时）设备台数（台）工序名称设备及规格主机作业率（）要求主机产量主机台时产量要求主机台数设计的台数破碎PEF250400颚式破碎机808312071粉碎900短头圆锥破碎机80835172磨碎15005700管磨机7531251242混合1600450湿碾机7015645354成型630吨摩擦压砖机6510干燥干燥器245米705126辅助设备（提升和运输设备）见表210。表210辅助设备表设备名称及规格数量备注B500皮带输送机1L52285MMB500皮带输送机1L12000MM螺旋输送机2L10500MM10003500单仓空气输送泵3D250斗式提升机2L35300MM热处理设备见表211。表211干燥设备的选择结果名称规格（长宽高）M数目条/辆干燥窑245101656成型工段46干燥前后周转23机械成型占用20干燥器内120拣选和贮存砖坯46干燥车检修场地120851433总的干燥车数量258烧成设备见表212。表212烧成设备选择结果名称规格（长宽高）M数目条/辆隧道窑11022222装砖台3隧道窑内50卸砖台3贮存砖坯占用8窑外冷却占用16检修占用5窑车装卸班制不同占用窑车数量30318总的窑车数量9326仓库设施本设计的原料仓库为封闭式，单侧卸料。其中各种原料的运输方式见表213。表213各种原料的运输方式原料运料方式搬运方式高纯镁砂96汽车5吨桥式抓斗起重机铬矿A汽车5吨桥式抓斗起重机废砖、废坯汽车CPQ3型叉车各种原料和成品贮量、堆放方式及仓库的规格见表214。表214原料和成品贮量、堆放方式及仓库的规格仓库名称物料名称堆放形式贮存天数（天）长度米宽度米高纯镁砂96丁种堆积30原料仓库铬矿A丁种堆积704824成品库成品砖堆积3042243检查系统的说明31检查内容成品车间的生产技术检查内容见表31。表31检查内容品种测试内容直接结合镁铬砖MG8体积密度、显气孔率、荷重软化温度、常温耐压强度直接结合镁铬砖MG12体积密度、显气孔率、荷重软化温度、常温耐压强度32检查方法1测试方法各种耐火制品检验制样规定应按国家颁布标准和有关规定的内容执行，部分名称及其代号如下YB/T370荷重软化温度检验方法；GB5072常温耐压强度检验方法；GB2997显气孔率、吸水率及体积密度检验方法；GB5070镁铬质耐火材料化学分析方法；YB/T3762抗热震性的检验方法；GB10326砖的尺寸，外观及断面的检查方法；GB7321砖的检验制样方法9。2YB耐火材料测试次数见表3210表32耐火材料测试次数品种化学分析荷重软化温度显气孔率常温耐压强度MG81/21/411MG121/21/41133检查制度生产技术检查制度如表3311。表33检查制度检查项目试样数量，个试样规格，毫米检验化验数量化学分析1008801MM粉料68件/次荷重软化温度13650圆柱体1件/炉显气孔率3体积为50200CM3棱长小于80MM5件/次常温耐压强度3正方体或圆柱体1个/次抗热震稳定性3（1143）MM（642）MM（642）MM立方体2件/炉4车间安装检修与维护措施原则（1）各工段考虑电焊电源及36伏局部安全照明，以便工段内检查工作和小量修补与维修等使用。（2）车间厂房内所有设备的安装、出入大门、通道、楼层、设备提升时用的孔洞，以及各层设备安装、检修时用的起吊设备等需统筹配置。（3）需经常检修的设备部件，凡超过200公斤以上的设有检修起重梁。（4）检修时放置检修设备或其部件的场地，要有便于检修的足够大面积。（5）为车间设备的维修，各工段设有维修用的工具、器材、润滑油及常用小备件等的存放间。5生产车间除尘及安全措施设计把尘源车间设在最小频率风向的上风侧，并且与住宅区、变电所、化验室等保持适当距离。合理的工艺流程减少了物料搬运环节，降低物料落差。同时加强设备、管道和料仓的密闭，减少漏风，提高机械化、自动化水平，减少人工操作，选择适当的排风量。主要除尘方法（1）物料加湿；（2）设备密封；（3）洒水清扫和湿抹设备。主要用除尘设备是旋风除尘器其优点是设备构造简单，价格便宜，除尘效率高（可达7080）特别是对粉尘粒度大。含尘浓度高的含尘气体，有良好的除尘效果。安全措施（1）在耐火材料工厂车间内，生产厂房为高层厂房，楼梯应有护拦。（2）在阴暗处应设有照明设施。（3）对设备应定期检查以防隐患。（4）生产车间应设有安全员，定期对职工进行安全教育。（5）在容易发生事故的地方，设有提示语。6本设计的主要特点本设计的主要特点如下本次设计镁铬砖，工厂整体布局合理，设计中选用除尘设备改善工作环境保证工人的身体健康，对废砖坯进行回收处理利用，降低成本，因为厂区接近原料产地，原料的存放时间相对较短。本设计除了工艺流畅，布局合理紧凑之外，最突出的设计主题便是环保和节能。其中环保方面体现在（1）在无机非金属工业中物料处理量大，物料倒运次数多，加工工序多，扬尘点多，粉尘污染比较严重。所以我们在易于产生烟尘和粉尘的车间采用了高效的除尘设备，并且尽可能多的采用溜槽输送物料，避免了物料自由坠落，设法减少物料的落差，从而减少物料在倒运和处理过程中的飞散量。（2）本厂的主要矿质原料铬，是极易污染水源的有毒物质，对人类的身体健康产生了很大的威胁，所以做好对含铬废水的处理也是本设计的一项重要举措。（3）噪声污染有其特殊性，它直接作用于人的感官，对人造成的危害是长期作用的结果。节能措施如下（1）原料从原料仓库到破粉碎楼的输送过程中，采用抓斗机不但缩短了物料的输送时间，而且避免了使用过长的带式输送机，降低了能量的消耗。（2）隧道窑冷却带的尾气被输送到预热带、干燥窑、厂区供暖等以达到重复再利用的目的。在生产工艺设计方面（1）原料选择，泥料的颗粒配比合理，倾向于小粒度配料，提高了产品的烧结性能，加快了烧结速度，降低了烧成温度。（2）生产流程灵活，例如，破粉碎筛分阶段，筛上料可为管磨机磨粉提供料源，过剩部分通过圆锥破碎机进一步破碎，使振动筛和圆锥破碎机组成一套循环系统。另外，如果管磨机发生意外，需要维修时，筛上料还可以通过闸板的控制回到圆锥破碎机，进行破碎，这样就避免了突发事故影响到生产进程。致谢通过三个月的毕业设计，我在游杰刚老师的精心指导和严格要求下，以及同学们的互相帮助，基本上完成了本次的毕业设计，综合能力也有所提高，对我们无机非金属专业有了更进一步的了解，对耐火材料的生产工艺流程也更加熟悉了。在设计期间，老师不厌其烦的指导我使设计更完善，游杰刚老师的渊博知识和求学态度使我受益终生，游老师在我的设计过程中给予的教导和鼓励，将是我今后工作、学习的动力。在本次设计中，谨向游杰刚、栾舰、张玲、罗旭东、郭玉香、李国华、田琳和张欢老师表示最真诚的敬意和感谢由于所学专业知识有限，实际操作经验缺乏，设计中难免存在着一些错误和不妥之处，敬请老师批评指正。参考文献1王诚训，张义先镁铬铝系耐火材料M北京冶金工业出版社，19951742王维邦，耐火材料工艺学M，鞍山钢铁学院，冶金工业出版社，19961231623钱之荣，范广举耐火材料实用手册M北京冶金工业出版社，19923284李庭寿，孙险峰，张用宾耐火材料科技进展M冶金工业出版社，19973355汤长根耐火材料生产工艺M北京冶金工业出版社，198239546耐火材料工厂设计参考资料上，下册M北京冶金工业出版社，19811027耐火材料标准汇编上，下册M北京中国标准出版社，1999253478林宗寿，李凝芳，赵修建，刘顺妮，无机非金属材料工学，武汉，武汉工业大学出版社，20033352；3854159徐维忠，耐火材料，西安，西安冶金建筑学院，冶金工业出版社，1998，9014110李锦文，耐火材料机械设备，鞍山钢铁学院，冶金工业出版社，1995，18119311饶东生，硅酸盐物理化学，武汉钢铁学院，冶金工业出版社，1996，2601附录一、物料平衡计算部分1）镁铬砖生产计算（MGE12砖，30000吨/年）1、物料种类的配比高纯镁砂9670铬矿A302、粒度要求粒度配比，砖种25101000088直接结合镁铬砖（MGE12）5015353、计算（1）总成品量Q30000吨/年（2）总烧成量Q1Q/（1F1）式中F1烧成废品率F15Q130000/（1005）3157895吨/年结果Q13157895吨/年其中烧成废品量F1F1QF1/1F130000005/1005157895吨/年结果F1157895吨/年（3）总干燥量Q2Q/（1F1）（1F2）式中F2干燥废品率F24Q230000/（1005）（1004）3289474吨/年结果Q23289474吨/年其中干燥废品量F2F2F2Q/1F11F200430000/10051004131579吨/年结果F2131579吨/年（4）总成型量Q3Q3Q/（1F1）（1F2）（1F5）式中F5成型废品率F5430000/（1005）（1004）（1004）3426535吨/年结果Q33426535吨/年（5）总混合量Q5Q5Q/K（1F1）（1F2）（1F5）（1F3）其中F3包括成型废坯和不合格泥料的循环混炼量查表53F310K镁铬砖的配比系数K1P（L2W3L2W3）（1P）（L2W1L2W1）103（0002000020）（103）（0002000020）0998Q530000/0998（1005）（1004）（1004）（101）3814890吨/年（6）总配料量Q6Q6Q5（1F3）381489（101）3433401吨/年其中高纯镁砂96的配料量Q7Q7Q6（1P）3433401（103）240338吨/年其中铬矿A的配料量Q8Q8Q6P343340103103002吨/年其中纸浆废液的配料量Q9Q9Q6Q1式中Q1纸浆废液的外加量，Q15Q93433401005171670吨/年（7）总破粉碎量Q10Q10Q6/（1L3）式中L3原料加工运输损失L32Q103433401/（1002）3503471吨/年其中高纯镁砂96的破碎量Q11Q11Q7/（1L3）240338/（1002）2452429吨/年其中铬矿A的破碎量Q12Q12Q8/（1L3）103002/（1002）105104吨/年（8）总磨碎量Q13Q10Q2式中Q2管磨机的细粉加入量；Q235Q1335034710351226215吨/年（9）原料在仓库总的存放量Q14Q14Q1W2PW2W3/K1F11F21L31L11W21F500）/099810051004100210005（10）10043521077吨/年式中L1为原料在仓库中的损失，查表L105其中高纯镁砂96的存放量Q15Q15Q（1P）/K（1F1）（1F2）（1L3）（1L1）1F5QTF2K1F11F2/K1F11F2式中T干燥废品回收率；T95K1换算系数；K1KQ1530000（103）/0998（1005）（1004）（1002）（10005）（1004）3000009500409980051004/0998100510042189504吨/年其中回收的废砖废坯的存放量Q16QTF2K1F11F2/K1F11F23000009500409980051004/09981005100427525吨/年其中铬矿A的存放量Q17QP（1W3）/K（1F1）（1F2）（1L3）（1L1）（1W2）1F5Q173000003（10）/0998（1005）（1004）（1002）（10005）（10）（1004）1056323吨/年（10）纸浆废液的存放量Q18Q18QQ1（1W3）/K（1F1）（1F2）（1L5）1F5式中纸浆废液的储存损失L52Q1830000005（10）/0998（1005）（1004）（1002）（1004）175173吨/年（11）混合泥料时需要外加水分量W配料时高纯镁砂96带入水分量W镁W镁Q7W124033800吨/年配料时铬矿A带入水分量W铬W铬Q8W310300200吨/年配料时纸浆废液带入水分量W纸W纸05Q90517167085835吨/年混合泥料中的水分总量W总W总W4Q7W镁）（Q8W铬）（Q9W纸/1W4式中W4为混合泥料的水分已定W425W总00252403380）（1030020）1002590237吨/年混合泥料时需要外加水量WWW总W镁W铬W纸W9023700858354402吨年2镁铬砖生产计算（MGE8砖，20000吨/年）1、物料种类的配比高纯镁砂9680铬矿A202、粒度要求粒度配比，砖种25101000088直接结合镁铬砖（MGE8）5015353、计算（1）总成品量Q20000吨/年（2）总烧成量Q1Q/（1F1）式中F1烧成废品率F15Q120000/（1005）2105263吨/年其中烧成废品量F1F1QF1/1F120000005/1005105263吨/年（3）总干燥量Q2Q/（1F1）（1F2）式中F2干燥废品率F24Q220000/（1005）（1004）2192982吨/年其中干燥废品量F2F2F2Q/1F11F200420000/1005100487719吨/年（4）总成型量Q3Q3Q/（1F1）（1F2）（1F5）式中F5成型废品率F54Q320000/（1005）（1004）（1004）2284357吨/年（5）总混合量Q5Q5Q/K（1F1）（1F2）（1F5）（1F3）其中F3包括成型废坯和不合格泥料的循环混炼量查表53F310K镁铬砖的配比系数K1P（L2W