年产2.5万吨镁碳砖生产车间设计

摘要当今社会，我国的经济不断地发展，钢铁行业也随之快速发展，耐火行业在钢铁行业的发展中起着举足轻重的地位，尤其是镁碳质耐火材料。镁碳质耐火材料是氧化镁和碳为主成分，以方镁石，石墨为主晶相的耐火材料，具有优良的抗碱性渣侵蚀的能力和良好的热震稳定性。被广泛的应用于各个领域如转炉、电炉、转炉、中间包、出钢口、高功率电炉炉墙热点部位以及炉外精炼炉内衬等。本设计是年产25000吨转炉炼钢用镁碳砖MT14A和电炉镁碳砖MT10C生产车间设计，采用电熔镁砂和鳞片石墨为主要原料。本设计研究镁碳砖的发展、性质、分生产工艺等，详细的叙述了本次设计产品的工艺流程，设备选取和布置。通过计算选取出生产过程中所需的主要设备，对辅助设备进行了合理的选则。本设计的主要特点是布局合理，生产工艺流畅，在保证质量的基础上为降低成本、合理利用不可再生资源，对生产过程中产生的废砖坯进行回收处理再利用。关键词镁碳砖,生产工艺,车间设计,物料平衡计算ABSTRACTINTODAYSSOCIETY,WITHTHEDEVELOPMENTOFCHINASECONOMIC,IRONANDSTEELINDUSTRYHASBEENRAPIDDEVELOPMENT,ANDREFRACTORYINDUSTRYPLAYADECISIVEROLEINTHEDEVELOPMENTOFIRONANDSTEELINDUSTRY,ESPECIALLYTHEMAGNESIUMCARBONMGOCREFRACTORIESREFRACTORYMATERIALUSEDMAGNESIUMOXIDEANDCARBONASAMAINCOMPONENT,ANDUSEDPERICLASE,GRAPHITEASTHEMAINCRYSTALPHASEMAGNESIUMCARBONREFRACTORYHASEXCELLENTANTIALKALINESLAGCORROSIONRESISTANCEANDGOODTHERMALSHOCKSTABILITYITISWIDELYUSEDINVARIOUSFIELDSSUCHASCONVERTER,ELECTRICFURNACE,CONVERTER,TUNDISH,TAPPING,HIGHPOWERELECTRICFURNACEHOTSPOTSOFTHEWALLANDREFININGFURNACELININGTHEDESIGNISANANNUALOUTPUTOF25000TONSOFCONVERTERWITHMAGNESIACARBONBRICKANDMAGNESIACARBONBRICKMT10CMT14AEAFSTEELMAKINGPRODUCTIONWORKSHOP,USINGFUSEDMAGNESIAANDGRAPHITEASMAINMATERIALTHEDESIGNWILLDISCUSSTHEPROPERTIES,THEPRODUCTIONTECHNOLOGYOFMAGNESIACARBONBRICKS,DESCRIBESTHEPROCESSOFTHEPRODUCTDESIGNINDETAIL,INCLUDEEQUIPMENTSELECTIONANDLAYOUTTHEMAINEQUIPMENTINTHEDESIGNWASSELECTEDBYCALCULATION,THEAUXILIARYEQUIPMENTWASSELECTEDREASONABLYTHEMAINFEATUREOFTHEDESIGNISTHERATIONALLAYOUT,SMOOTHPRODUCTIONPROCESS,ONTHEBASISOFQUALITYASSURANCEANDREDUCETHECOST,THERATIONALUSEOFNONRENEWABLERESOURCES,RECYCLINGOFWASTEBRICKFROMTHEPRODUCTIONPROCESSKEYWORDSMAGNESIACARBONBRICK,PRODUCTIONTECHNOLOGY,PLANTDESIGN,MATERIALBALANCECALCULATION年产25万吨镁碳砖生产车间设计目录摘要ABTRAST年产25万吨镁碳砖生产车间设计1绪论111镁碳砖的发展历史112镁碳砖的组成及性能113镁碳砖的应用214镁碳砖的现状和发展前景42工艺部分521理论基础5211镁砂的选择6212石墨6213防氧化剂6214结合剂722生产工艺要点7221原料7222破粉碎8223筛分9224物料的贮存9225配料9226混练9227成型10228干燥10229成品仓库1023工艺流程10231工艺流程简述12232工艺流程论证1224工艺参数1325物料平衡计算1426生产设备1827仓库设施193生产技术检查系统说明2031检选2032检查方法2033检查制度214车间安装检修与维护措施225生产车间除尘及安全措施226本设计的主要特点23致谢24参考文献25附录261物料的平衡计算262原料仓库的选择计算303破粉碎混合设备的选择计算364成型设备选择计算375干燥工段的计算386成品仓库的计算401绪论11镁碳砖的发展历史镁碳砖是20世纪70年代兴起的新型耐火材料，最早由日本九洲耐火材料公司渡边明首先开发，它是以镁砂（高温烧结镁砂或电熔镁砂）和碳素材料为原料，用各种碳质结合剂制成的耐火材料。由于MGOC砖具有耐火度高、抗热震性优良和抗侵蚀能力强等优良特性而被广泛应用于钢铁企业，如转炉炼钢和电炉炼钢1。在日本研发出树脂结合MGOC砖后，西欧开发了沥青结合的MGOC砖，其残碳量约为10，由于价格低于树脂结合MGOC砖，故被成功地用于水冷电炉中的高温热点部位，同时也用于转炉。我国在1980前后年开始研究含碳耐火材料2，并被列入国家“七五”19851989科技攻关项目。1987年鞍钢三炼钢厂在转炉上试用MGOC砖后，仅用一年时间就超额完成了“七五”转炉炉龄达千次的攻关目标。发展到目前，全国各大中小钢厂已普遍推广使用MGOC质耐火材料作为转炉和电炉的炉衬。随着冶炼技术的进步对耐火材料的新要求，低碳镁碳耐火材料成为镁碳耐火材料新的发展热点。低碳MGOC砖一般是指总含碳量不超过8、由镁砂与石墨通过有机结合剂结合而成的MGOC砖，降低碳含量可明显降低材料的热导率3。近年来，对精炼钢包用低碳量、性能优异的低碳镁碳砖的开发受到国内外业界的重视，这方面的研究开发工作已取得一定的成果，展现了良好的发展前景。12镁碳砖的组成及性能镁碳砖镁碳砖是以镁砂和石墨为主要原料外加适量结合剂经高压成型，低温热处理而成的耐火制品。主要用于炼钢用转炉、电炉工作衬、炉外精炼钢包的工作衬。镁碳砖含氧化镁6090，碳1040。具有优良的抗渣侵蚀性、熔渣渗透性、热震稳定性和导热性。显气孔率为310。采用高纯镁砂粉粒、碳素材料（包括石墨）和焦油沥青或树脂等为原料，经配料、热混、成型后，再经低温焙烧而成。为抑制砖中的碳的氧化，常添加铝、硅、镁等金属或氮化硼，加入量不超过5。表11为生产镁碳砖用镁砂的理化指标。表11原料技术条件原料名称牌号MGOSIO2CAOIGL水份颗粒体积密度G/CM3颗粒组成MMFC挥发份DMS975975101403345050DMS9696222003345050MS989805150333000MS9797101503330050MS9696151603325050LG1009605粒径100M96120LG1009505粒径100M9512013镁碳砖的应用镁碳砖是以镁砂和石墨为主要原料外加适量结合剂经高压成型，低温热处理而成的耐火制品，主要应用在转炉和钢包上。由于转炉的各部位炉衬的工作条件有所不同，所以用的镁碳砖有所不同。（1）炉口、炉帽部位温度变化剧烈，受渣蚀较严重，应选用抗热震性好、抗渣性强的镁碳砖；（2）耳轴两侧除受吹炼时损毁作用外，表面无保护渣层覆盖，不易修补，砖中碳易氧化，应砌筑抗渣性优良、抗氧化性好的优质镁碳砖；（3）渣线部位与熔渣长期接触，受渣蚀严重，需砌筑抗渣性强、高温强度高、抗热震性好的镁碳砖；（4）炉缸、炉底与其他部位相比侵蚀较轻，可选用普通镁碳砖；（5）当采用顶底复合吹炼技术时，尤其是底CO2、O2等气体时，损毁更为严重，应选用抗氧化性好、抗热震性好、高温强度高、抗渣性强的高级镁碳砖。依转炉使用不同部位，选用相应性能的镁碳砖是提高转炉技术经济指标的有效方法。图11为转炉结构图1炉身2炉膛3炉帽4出钢口5炉底图11转炉结构图钢包渣线分为两种普通钢包和精炼钢包的渣线。普通钢包的熔渣是来自转炉或电炉等炼钢装置的末期渣。这种熔渣属于CAOMGOFEONSIO2四相系统，它们可以分解为CAOFEON系和MGOCAOSIO2系，前者熔点低，粘度小，对耐火材料侵蚀能力强；后者熔点高，粘度大，对耐火材料侵蚀能力较弱。精炼钢包的熔渣，一般由SIO2CAOMGOAL2O3FEOMNOCR2O3七相组成。炉外精炼钢包衬主要以镁碳砖为主，包括VOD钢包工作衬，VHD、LF/VD、VOD渣线。钢包用耐火材料主要用于LFV钢包，ASEASKF钢包，VAD钢包。钢包用耐火材料总的发展趋势是降低消耗、清洁钢包。降低消耗不仅可以降低成本，更重要的是可以减少对钢水的污染；清洁钢包一方面是要用低碳、熔损小的耐火材料，另一方面要减少钢包的粘渣。钢包一般包括永久层、工作层、渣线层、包底砖、塞棒、座砖和水口砖等。由钢壳、耐火材料内衬和启闭控制系统构成，其截面一般为圆形。大型钢包为增大容量，采用椭圆形，以不改变吊车龙门钩跨距，桶的整个外型呈上大下小的圆台形。钢包底面，小型为平面，大型桶则为凸面。图12为钢包结构图。图12钢包结构图14镁碳砖的现状和发展前景我国镁碳砖的生产现状是以镁砂、石墨为基料，用树脂作结合剂复合而成的一种高效、节能的新型耐火材料。随着钢铁冶炼技术的发展，冶炼操作条件越来越苛刻，因此，对炉衬的质量要求也越来越高。我国的炼钢业今后主要发展顶底复吹氧气转炉和高功率电炉炼钢，因此，今后在炉衬材料方面也应该明确采用碳结合碱性材料为其发展方向。近年来，虽然在这方面做了大量工作，但还是处于发展的较低级阶段。继续对原使用的镁砂、石墨、结合剂等原材料进行综合研究，主要方向是以低碳和高强度碳的镁碳砖，以取得最佳的使用效果。低碳镁炭砖是镁炭砖的发展方向之一。对于低碳镁炭砖来说，最为关键的还是要提高其抗热剥落性能和抗渣渗透性能。基于复合结合剂和纳米结构基质开发的低碳镁碳砖可以有效地解决碳含量降低以后材料抗结构剥落和抗渣渗透性差的问题，同时又可使材料的导热率大幅度减低，从而有效地解决传统镁碳砖在应用过程中存在的主要问题。在低碳镁碳质耐火材料的开发过程中应重视以下几方面科学与技术问题的研究1研究开发材料在使用环境下能原位形成纳米炭纤维的结合剂；其主要研究内容包括如何在酚醛树脂中引入适当种类的炭素前驱体、结合剂的炭化机制及其控制等。2研究开发适合工业化生产的复合石墨化炭黑的制备技术；复合石墨化炭黑在酚醛树脂以及在材料基质组成中的分散技术。3低碳镁碳砖基质组成的优化以及纳米结构基质对材料热力学性能影响机理的研究。2工艺部分21理论基础（1）原料要求镁碳砖是指以镁砂和石墨为主要原料生产的耐火制品。为了提高制品质量和抗侵蚀能力，本次设计生产中利用的是电熔镁砂。（2）颗粒组成颗粒组成确定的原则应符合最紧密堆积原理和有利于烧结。一般粗颗粒、中颗粒、细颗粒按照所需砖的要求科学配比，使镁碳砖的性能最大程度得到发挥，满足使用的需求。（3）配料将不同的颗粒组成的各种物料包括废砖、结合剂和添加剂等进行配料。在镁碳砖的制作中，除了电熔镁砂外，通常加入适量废砖，节约成本，也能使资源得到再利用。（4）混合目前混炼过程采用两类混炼设备高速混炼机、行星式混炼机或湿碾机。由于高速混炼机、行星式混炼机混出的料成分均匀，夹杂气体少，成型性能好，且设备对物料完全封闭，防尘性能好。因此本设计采用高速混炼机进行物料的混合。（5）成型首先要选择合适吨位的压力机。成型时要准确控制泥料重量、确保布料均匀，打击次数及轻重需要满足要求。镁砂是瘠性物料，且配料水分含量少，一般不会出现因空气被压缩而产生的过压废品，因此可采用高压成型。（6）干燥坯体干燥是砖坯中除去水分的过程。砖坯干燥的目的，通过干燥排除水分，是砖坯增加机械强度，以减少运输和搬运过程中的机械损失，并使砖坯在装窑之后进行烧成时，使砖坯具有必要的强度，承受一定的应力作用，提高烧成成品率，并且为烧成提供有益条件。砖坯在干燥过程中，会产生一些物理变化，有的产生表面硬化，有的产生体积收缩，当干燥速度过快时，各个部位排水不一致，就可能发生裂纹。因此，砖坯干燥时要求干燥速度不要超过一定的数值，否则产品会裂开，在定制合理的干燥制度时，即要干燥速度尽可能快，又不能发生大于破坏力的应力，选择合适的干燥设备尤为重要。镁碳砖一般不用烧成，工艺比较简单，可以节约能源，我国的镁砂和石墨资源比较丰富，所以镁碳砖在我国的生产数量和质量都在不断提高。211镁砂的选择一般选用含氧化镁9599的电熔镁或烧结镁砂。CAO/SIO2（物质的量比）大于2和杂质含量少。MGO含量越高，杂志相对越少，硅酸盐相分割程度降低，方镁石直接结合程度越高，镁碳砖的抗渣侵蚀性越强（在组织结构方面要求镁砂高密度并且结晶大）菱镁矿等为原料经电弧炉熔炼达到熔融状态冷却后形成的称为电熔镁砂；从海水中提取氧化镁制成的称为海水镁砂。镁砂是耐火材料最重要的原料之一，用于制造各种镁砖、镁铝砖、捣打料、补炉料等。电熔镁砂是用精选的特A级天然菱镁石或高纯轻烧镁颗粒，在电弧炉中熔融制得。该产品具有纯度高，结晶粒大，结构致密，抗渣性强材料，热震稳定性好，是一种优良的高温电气绝缘材料，也是制作高档镁砖，镁碳砖及不定形耐火材料的重要原料。212石墨一般选用结晶发育完整且纯度高达9299的天然鳞片状石墨。石墨越纯，固定碳含量越高，则灰分及挥发分越少，生产出来的镁碳砖在高温下使用时结构好，高温抗折强度大，耐侵蚀性越好。镁碳砖的碳源选用石墨，碳能防止炉渣向砖内浸入，有益于提高砖的抗侵蚀性；但另一方面碳容易氧化又是其固有属性。众所周知，当砖中的碳被氧化时，砖的特性也随之消失。氧化越剧，损毁越快。213防氧化剂在MGOC砖中，由于碳的氧化是损毁的主要原因，在MGOC砖中添加少量的比碳更容易氧化的金属或非金属化合物作为添加剂是生产抗氧化性能高的MGOC砖的一项重要的技术发展。作为金属及添加剂有金属AL、SI、MG、CA，也可以用ALMG、ALMGCA、SIMGCA等二元或三元合金来作为添加剂，其中AL、SI通常被作为MGOC砖的防氧化剂。它们可以减少开口气孔率；将CO（G）还原成CS，以抑制碳的消耗速度。生成碳化物和氧化物时则可使耐火材料致密化；形成表面保护层；提高热态强度；促进石墨的结晶长大。MGOC砖的抗氧化能力随着AL的添加量的增加而提高。提高MGOC砖的强度，较粗颗粒的AL粉则是先熔融扩散再氧化，熔化后余留的气孔则难于愈合。但是AL粉粒度过细，会因氧化过快，导致MGOC砖的残余膨胀速度过快，膨胀量大，使制品内部的瞬时应力太大，从而导致产品产生拱裂。因此，MGOC砖规定AL粉的粒度为150目或200目4。214结合剂结合剂是指固结磨具中各类结合剂与磨料粘结的材料。固结磨具通常采用陶瓷、树脂、橡胶、菱苦土四大类别结合剂。结合剂能够直接影响到MGOC砖气孔率以及常温强度等指标，酚醛树脂作为耐火材料结合剂，具有热硬性，干燥强度高；固定碳含量高，能形成牢固的碳结合结构；对石墨和各种耐火材料有良好的润湿性；与焦油沥青相比对环境危害小。因此被广泛用于碳复合耐火材料中作结合剂。张文杰通过试验得到如下结论5试样的显气孔率随树脂量的增加而降低，在树脂量为56的区间有急剧的降低。综上所述，生产镁碳砖时，酚醛树脂一般添加5左右为宜5。22生产工艺要点221原料1电熔镁砂和石墨的技术指标如表21和表22所示。表21电熔镁砂的技术指标指标牌号MGOSIO2CAO颗粒体积密度G/CM3备注DMS9759751014345表22鳞片石墨的技术指标指标牌号固定碳/挥发分/水分/粒度/M筛余量/鳞片状石墨LG100959512005100750222破粉碎破粉碎就是利用颚式破碎机初破，在经过圆锥破碎机进行二次破碎，破碎成粒度料（颗粒粒度为53MM、31MM、10MM）进入对应粒度料仓，根据库存量选择哪种进入管磨机磨细粉。在耐火材料生产过程中，泥料是由各种不同大小粒径和不同含量的物料组成，因此，各种原料都需要经过粉碎筛分这一工序。常用的粉碎设备有短头圆锥破碎机，双辊式破碎机以及两者的联合机组。根据生产经验，并综合粉碎粒度要粒度呈棱角状，中间颗粒少，而且粒度组成较稳定，宜采用短头圆锥破碎机，可以简化流程，节省基建投资。粉碎后的硅石及废砖废坯一般采用单层筛筛分，筛上料回到粉碎设备，组成闭路偱环系统，筛下料用于制砖配料。常用的粉碎设备有短头圆锥破碎机，双辊式破碎机，反击式破碎机等，由于粘土熟料硬度较大反击式破碎机的反击板和打击板易磨损，维修量大，且颗粒组成不稳定，双辊式破碎机很容易损坏，而且为不均匀损坏，需要调整，生产能力低，且粒度不理想，而使用短头圆锥破碎机时，可连续粉碎生产能力高，功耗小，颗粒组成均匀，中间颗粒小，有利于颗粒级配，唯一缺点是结构复杂，设备费用较高。因此综合各种因素，采用圆锥破碎机，破碎形式采用闭路形式粉碎。筛分设备常用振动筛和回转筛。振动筛为高频振动，筛分能力和筛分效率高于其他筛分设备，结构简单，晒面利用率高，功耗小，体积小，轻便，价格低，强烈振动使筛分不会完全堵塞。根据原料品种、性能配料和使用性能等要求统一。223筛分筛分就是利用多层的筛子把物料按需求进行分级。达到规格的筛下料根据不同的粒度进入相应的料仓，不符合粒度要求的返回破碎机重新破碎。震动筛按照所需要的物料粒度规定筛网孔径大小，一般比临界粒度稍大些。筛子的倾斜角度也必须考虑，通常的倾角在15度到20度之间。224物料的贮存原料经过破粉碎、细磨、筛分后，一般则是存放在贮料仓内以供配料时使用。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。225配料为了力高砖坯的致密程度，镁碳质制品生产中采用多级配料，可获得较高的体积密度，尤其是适当增大粗颗粒及细粉配比，相应减少中间颗粒的比例。所以要想提高砖坯的致密度，必须符合紧密堆积原理的颗粒组成。226混练加料顺序一般要求镁砂粗颗粒、中颗粒（53，31，10）、酚醛树脂、石墨、镁砂细粉、添加剂。生产镁碳砖较理想的泥料是镁砂颗粒的表面应完全均匀地被结合剂润湿，外面紧紧地挤压而包裹一层被结合剂润湿的石墨（石墨层越厚越好）其余分散的石墨或镁砂粉等均匀地被结合剂润湿，各种添加剂及镁砂细粉都分散均匀，泥料温度适度，这就为成型提供了良好的条件。227成型成型是指借助于摩擦压砖机和相应的镁碳砖砖形模具将坯料加工成规定尺寸和形状的坯体过程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。镁碳砖成型应采用大压力压砖机，国内多采用摩擦压砖机主要是由于摩擦压砖机可以根据需要，反复加压多次。成形时要准确控制泥料重量、确保布料均匀,加压应先轻后重的打法，模套上可以设计排气缝隙的方法排气。还可以采用真空脱气的模套。脱气的目的主要是避免砖坯产生层裂。228干燥坯体干燥是砖坯中去除部分水分、提高坯体相应强度的过程。砖坯需经干燥车送入隧道干燥器在250300之间高温下作用,排除水分，物料与结合剂固化，热处理工序是影响树脂结合的镁碳砖强度和残碳量的重要工序，因而需要严密确定与结合剂相适应的热处理温度和热处理时间等热工制度，以便使镁碳砖获得足够的低温强度6。镁碳砖一般不用烧成，工艺比较简单，可以节约能源，我国的资源比较丰富，所以镁碳砖在我国的生产数量和质量都在不断提高。229成品仓库成品仓库是存放车间生产的成品镁碳砖等成品的仓库，成品库可以按照成品的生产批次、出库频率、砖型等来分开存放。还可以存放其他常用工具和日常物品。成品库面积除设有贮存量占用面积外，还留有成品检选、废品堆放和运输通道所需最小面积。成品一般按照品种、级别、砖型批号等来分类贮放，堆放方式和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、废品堆放和运输通道所需最小面积，在设计中尽量计算准确以做到即满足工厂本身产量的需要同时也不浪费。23工艺流程镁碳砖工艺流程镁砂颚破石墨其它料皮带输送机除铁振动筛颗粒颗粒颗粒（53）（13）（10）配料混练结合剂（酚醛树脂）成型干燥不合格品回头料仓入干燥窑出干燥窑检验不合格品回头料仓包装入库231工艺流程简述钢包用镁碳砖的生产工艺，原料包括电熔镁砂、石墨、树脂和防氧化剂。首先，利用桥式抓斗起重机将原料送到PEF250400颚式破碎机粗破碎（破碎的粒度要符合圆锥破碎机的给料粒度），经带式输送机送到900短头圆锥破碎机的料仓中，破碎好的料由斗式提升机提升到五楼，经振动筛筛分，本次设计中每个振动筛由三层筛网组成，筛网孔径分别为5MM、3MM、1MM，筛上料返回圆锥破碎机继续破碎，筛中料、筛下料进入各自的料仓，根据料仓的存料情况多余的颗粒料经可逆带式输送机进入管磨机磨细粉，产生的细粉由斗式提升机送到五楼经过溜槽送到三楼的螺旋输送机，经螺旋输送机送到细粉料仓，石墨、AL粉利用电梯运到三楼后再用叉车送入料仓，用电子配料车将颗粒料、细粉、石墨、防氧化剂配料，在600L高速混练机中混合，同时酚醛树脂用定量罐定量后也倒入到混练机中。混练结束后，用电动平板车将装有泥料的泥料罐运到成型车间，用起重机将泥料送到压砖机供料仓7台摩擦压砖机成型，成型的废品送至原料仓库集中处理，半成品放在干燥车上，顺着干燥车道送到干燥工段的存放处等待干燥，用3吨带推杆电拖车将干燥车推入隧道干燥器，干燥后的砖坯等到冷却后进行检选，合格的砖坯由工人进行包装外卖，检选不合格的砖坯送到原料仓库集中处理，以备其他用途。232工艺流程论证1原料仓库由于存放时间过长容易产生酌减高的原因，原料在原料仓库存放时间较短，本设计的原料有电熔镁砂975、石墨、酚醛树脂、防氧化剂AL粉和一定量的废砖。原料仓库采用封闭式单侧卸料的方式，不同种原料之间设有挡墙来防止原料混料。2破碎工段原料经过抓斗等工具抓入颚式破碎机进行粗破，然后通过传送带到圆锥破碎机细碎，接着通过振动筛筛分，筛上料返回圆锥破碎机再次破碎，筛下料进入各自料仓。生产中所需要的粉料通过管磨机进行磨粉。3混料工段生产时根据需要采用微机控制三斗称量车进行自动称料，自动卸料进入混练机实行全自动机械化生产。湿碾机为间歇式混合设备，能使泥料混拌均匀和使颗粒间捏合密实。混合设备内的混合作业，常分两个阶段，一般先是干料混拌均匀，然后加入结合剂，促使颗粒间相互紧密接触，成为具有塑性的泥料。有时亦可将部分物料随结合剂加入，细分最后加入。镁碳砖的加料顺序一般要求为镁砂粗颗粒镁砂中颗粒酚醛树脂镁砂细粉石墨金属铝粉，必须确保总混炼时间。4热处理工段选用电加热干燥器，和燃料式干燥器相比，节能，环保，可以控制温度，不会产生有害物质影响制品质量。由于产量比较大，本设计选用了2条电加热隧道干燥器，干燥后制品水分一般控制小于1。24工艺参数本设计的粒度配比见表23。表23镁碳砖配料比配比砖种电熔镁砂975石墨外加量金属铝粉外加量酚醛树脂MT10C901033MT14A861433本设计镁碳砖生产的混合制度见表24，干燥制度见表25。表24混合制度项目砖种混合量千克/次混合周期分钟MT10C100020MT14A100020表25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245001200165031000153304005200405025物料平衡计算制砖部分物料平衡计算参数见表26。表26物料平衡计算参数计算参数电炉镁碳砖转炉镁碳砖名称符号MT10C（）MT14A（）原料在仓库中的存放损失L122原料水分W155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L2原料加工、运输损失（包括破粉碎、配料、混合成型工序）L322配比P1PQ11090314863管磨机加入量Q33025泥料水分W4泥料的循环混练量F31010结合剂贮运损失L522干燥综合废品率F233干燥废品回收率T9595车间生产班制见表27。表27生产班制制砖部分物料平衡计算参数见表28。表28物料平衡计算参数计算参数名称符号钢包镁碳砖MT14A，钢包镁碳砖MT10C，原料在仓库中的存放损失L10505原料水分W1W20505原料洗涤损失L4原料干燥或风干后的水分W300原料的灼减量L20303原料加工、运输损失（包括破粉碎、配料、混合成型工序）L322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222232班工作时888888配比P1PQ1Q2148633109033管磨机加入量Q32424泥料水分W4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T9595MT14A制砖部分物料平衡见表29。表29MT14A制砖部分物料平衡表物料量/吨生产工序项目符号生产班制日/班/时年日班小时原料仓库原料仓库总存放量其中电熔镁砂975废砖废坯石墨Q13Q14Q15Q16365/2/8365/2/8365/2/8365/2/81797331495764994825163482440981376892462204890683453082561009043树脂库树脂总存放量Q8365/2/8525773144072009破、粉碎总破粉碎量其中电熔镁砂975、废砖废坯Q10Q11365/2/8365/2/81788341537984900421424502106306263磨碎总磨碎量Q13365/2/8429201176588073配料总配料量其中电熔镁砂975石墨外加树脂Q5Q6Q7Q8365/2/8365/2/8365/2/8365/2/81752571507212453652584802141296721442400207336072300259042009混合成型热处理成品库总混合量总成型量指成型后的合格砖坯总热处理量总成品量Q4Q3Q2Q365/2/8365/2/8365/3/8365/2/81947301752571752571700053354802480246582668240124012329333300300291表210MT10C制砖部分物料平衡表生产工序符号生产班制日/班/时物料量，吨年日班小时原料仓库原料仓库总存放量其中电熔镁砂975废砖废坯石墨Q13Q14Q15Q16365/2/8365/2/8365/2/8365/2/884580737712235184582317202106423211591011032116145126004014树脂库树脂总存放量Q17365/2/82525069035004破、粉碎总破粉碎量其中电熔镁砂975、废砖废坯Q10Q11365/2/8365/2/884157757422306207511531038144130磨碎总磨碎量Q12365/2/820198553277035配料总配料量其中电熔镁砂975石墨外加树脂Q6Q7Q8Q9365/2/8365/2/8365/2/8365/2/88247474227824724742260203422606811301017113034141127014004混合成型热处理成品库总混合量总成型量指成型后的合格砖坯总热处理量总成品量Q4Q3Q2Q365/2/8365/2/8365/3/8365/2/891638824748247480002511226022602192125511301130109615714114113726生产设备根据设备的选型计算得到主机平衡表，见表211。表211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台数破碎PEF250400颚式破碎机805629121504691粉碎900短头圆锥破碎机80750544518762磨碎12004500管磨机7504609825302530018403922混合600L高速混练机707002702593成型800吨摩擦压砖机1000吨摩擦压砖机1200吨液压机7干燥干燥器245米3条703辅助设备（提升和运输设备）见表212。表212辅助设备表设备名称及规格数量备注7B500皮带输送机2L27000MM带式输送机1L30000MM带式输送机1L45000MMTD250斗式提升机2L27300MM热处理设备见表213。表213热处理设备名称规格（长宽高）/M数目/条/辆干燥器245121653成型工段14干燥器内60晾砖场地24干燥车检修场地120851452班制原因2427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2147】。表214各种原料的运输方式原料运料方式搬运方式电熔镁砂975汽车抓斗石墨汽车叉车废砖、废坯叉车抓斗各种原料和成品贮量、堆放方式及仓库的规格见表215。表215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/米电熔镁砂975堆放301895原料仓库石墨带装30624成品库成品砖堆放3054243生产技术检查系统说明31检选主要拣选设备工具平板、卷尺、塞尺等。工艺技术规定砖的尺寸允许偏差和外观要求按国标和用户要求执行；制品不允许有断裂层面；出窑时轻拿轻放，高提不捞，保证不掉边角；轻度扭曲不良品，加工合格后再包装落垛；检出的不合格品用叉车送到原料仓库集中处理67。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转炉镁碳砖MT14A体积密度、显气孔率、常温耐压强度、抗氧化性、高温抗折强度转炉镁碳砖MT10C体积密度、显气孔率、常温耐压强度、抗氧化性、高温抗折强度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GB/T13246含碳耐火材料化学分析CYDTA容量法测定氧化镁含量GB5072致密定形耐火制品常温耐压强度试验方法GB/T13243含碳耐火材料高温抗折强度试验方法GB/T13244含碳耐火材料抗氧化性试验方法GB/T13245含碳耐火材料化学分析方法燃烧重量法测定含碳量GB2997致密定形耐火制品显气孔率、吸水率、体积密度和真气孔率试验方法表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抗氧化性钢包用镁碳砖1/2111/5钢包用镁碳砖1/2111/533检查制度生产技术检查制度如表337表33检查制度检查项目试样数量，个试样形状及规格，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（251）MM（251）MM（12505）MM立方体2件/炉4车间安装检修与维护措施安装、检修与维护的原则如下1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。2检修时放置检修设备或其部件的场地，不小于最大更换部件所需放置面积的两倍及其他拆卸附件所需的面积，并留有检修工必要的操作面积。3需经常检修的设备部件，凡超过200公斤以上的需设有检修起重梁。4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检修用单轨梁的位置，须在起重设备或主要起重部件的中心部位，应避免斜吊6各工段考虑电焊电源及36伏局部安全照明需要，以便工段内检查工作和小量修补与维修等使用。7安装或检修设备而在上方设置起重吊钩时，起吊高度应使被起吊件能离开设备基座，在外力作用下的横向位移不受设备其他部分的阻碍。当设置单轨行车时，起吊高度应大于位移线上最高设备的高度。5生产车间除尘及安全措施除尘设备应远离变电所、化验室等。采用合理的工艺流程，减少物料搬运环节，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。主要除尘方法物料加湿、设备密封。主要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耐火材料厂生产厂房为高层，楼梯应有护拦。在阴暗处应设有照明设施。2对设备应定期检查以防隐患。3生产车间应设有安全员，定期对职工进行安全教育。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（1）工艺流畅，布局合理并考虑扩大生产的需要。（2）采用除尘设备，改善工人工作环境。（3）原料仓库，颚式破碎机至于地下，方便进料，无须抓斗，降低成本。（4）考虑经济效益，废砖回收再利用，降低了生产成本。致谢通过在青花集团的参观和现场实地的实践、学习和张欢老师的指导，初步了解耐火材料工业的生产现状、工艺流程和设备性能，加深了我对课本上所学知识的记忆，培养了我对本专业更大的钻研兴趣。在这三个多月毕业设计时间里，在张欢老师的精心细致的指导下，在众多同学的帮助下，通过个人的努力基本顺利地完成了学校给予的毕业设计任务，在此对张欢老师表示深深的谢意。同时也给本次设计提供帮助的张玲、田琳、陈树江、李国华、栾舰、郭玉香老师表示最真诚的敬意和感谢在本设计中，由于知识水平有限，难免出现一些不足之处，敬请各位老师批评指正。参考文献1张文杰，李楠碳复合耐火材料北京科学出版社，1990122吴淑芳镁碳砖的使用生产工艺冶金用含碳耐火材料论文集贝金冶金工业部耐火材料编辑部1988，543王诚训MGOC质耐火材料M北京冶金工业出版社，1995104全跃，镁制材料生产与应用M北京冶金工业出版社，200825王维邦，耐火材料工艺学M北京冶金工业出版社，200786耐火材料工厂设计参考资料编写组耐火材料工厂设计参考资料上册M北京冶金工业出版社198047耐火材料工厂设计参考资料编写组耐火材料工厂设计参考资料上册M北京冶金工业出版社19804附录1物料的平衡计算一MT10C电炉镁碳砖8000吨/年1、物料种类的配比DMS975石墨酚醛树脂AL粉901033注酚醛树脂为结合剂，铝粉为抗氧化剂。DMS975颗粒级配533110DMS975细粉352510302、计算（1）总成品量Q8000吨/年（2）总热处理量Q2Q/（1F2）式中F2干燥综合废品率F23Q28000/（1003）8247423吨/年热处理废品量F2Q2QQF2/（1F2）F28000003/（1003）247423吨/年（3）总成型量Q3Q28247423吨/年（4）总混合量Q4Q/K（1F2）（1F3）式中F3包括成型废坯和不合格泥料的循环混练量F310K镁碳砖的配比系数K1P（L2W3L2W3）（1P）W1式中P石墨的配比，P10L2石墨灼减量，L20W1DMS975水分，W10W3配料时石墨水分，W30K1010（0000）（1010）01Q48000/1（1003）（101）9163803吨/年（5）总配料量Q5Q/K（1F2）Q58000/1（1003）8247423吨/年A其中电熔镁砂DMS975的配料量Q6Q（1P）/K（1F2）Q68000（1010）/1（1003）7422680吨/年B石墨的配料量Q7QP/K（1F2）Q78000010/1（1003）824742吨/年C外加酚醛树脂Q8QQ1/K（1F2）式中Q1酚醛树脂外加量，Q13Q88000003/1（1003）247423吨/年D外加防氧化剂金属铝粉Q9QQ2/K1F2式中Q2金属铝粉的外加量，Q23Q98000003/11003247423吨/年（6）总破粉碎量Q10Q/K（1F2）（1L3）式中L3原料加工运输损失，L32Q108000/1（1003）（1002）8415737吨/年电熔镁砂（包括回收的废砖和干燥废坯）的破粉碎量Q11Q1P/K（1F2）（1L3）Q1180001010/1100310027574164吨/年（7）总磨碎量Q12QQ3/K（1F2）1L3式中Q3管磨机细粉的加入量，Q324Q128000024/1（1003）（1002）2019777吨/年（8）原料仓库总存放量Q13Q1W2PW2W3/K（1F2）1L31L11W2式中L1原料仓库中的损失，L105W2石墨在原料仓库中的水分，W20W3配料时石墨的水分，W30L3原料加工运输损失，L32F2干燥综合废品率，F23Q1380001001000/11003100210005108458028吨/年A其中电熔镁砂DMS975的存放量Q14Q14Q1P/K（1F2）1L31L1QTF2K1F11F2/K11F2式中T干燥废品回收率，T95K1换算系数，K1KF1烧成系数，F10L1原料仓库中的损失，L105P石墨的配比，P10F2干燥综合废品率，F23L3原料加工运输损失，L32Q1480001010/11003（1002）（10005）800009500310（1003）/110037377173吨/年B其中回收的废砖废坯存放量Q15TF2/K11235052吨/年C石墨存放量Q16QP1W3/K（1F2）1L31L11W2L1原料仓库中的损失，L105P石墨的配比，P10F2干燥综合废品率，F23L3原料加工运输损失，L32L1原料仓库中的损失，L105W2石墨在原料仓库中的水分，W20W3配料时石墨的水分，W30Q168000010/1100310021000510845803吨/年D酚醛树脂的存放量Q17QQ1/K1F21L5式中L5酚醛树脂的贮运损失，L52Q1酚醛树脂外加量，Q13Q178000003/110031002252472吨/年E防氧化剂金属铝粉的存放量Q18QQ2/K1F21L6L6铝粉贮运损失，L62Q2铝粉外加量，Q23Q188000003/1（1003）（1002）252472吨/年二MT14A转炉镁碳砖,17000吨/年1、物料种类的配比DMS975石墨酚醛树脂AL粉861433注酚醛树脂为结合剂，铝粉为抗氧化剂。DMS975的颗粒级配533110DMS975细粉272510242、计算（1）总成品量Q17000吨/年（2）总热处理量Q2Q/（1F2）式中F2干燥综合废品率F23Q217000/（1003）17525773吨/热处理废品量F2Q2QQF2/（1F2）F217000003/（1003）525773吨/年（3）总成型量Q3Q217525773吨/年（4）总混合量Q4Q/K（1F2）（1F3）式中F3包括成型废坯和不合格泥料的循环混练量F310K镁碳砖的配比系数K1P（L2W3L2W3）（1P）W1式中P石墨的配比，P14L2石墨灼减量，L20W1DMS975水分，W10W3配料时石墨水分，W30K1014（0000）（1014）01Q417000/1（1003）（101）19473081吨/年（5）总配料量Q5Q/K（1F2）Q517000/1（1003）17525773吨/年A其中电熔镁砂DMS975的配料量Q6Q（1P）/K（1F2）Q617000（1014）/1（1003）150721649吨/年B石墨的配料量Q7QP/K（1F2）Q717000014/1（1003）2453608吨/年C外加酚醛树脂Q8QQ1/K（1F2）式中Q1酚醛树脂外加量，Q13Q817000003/1（1003）525773吨/年D外加防氧化剂金属铝粉Q9QQ2/K1F2式中Q2金属铝粉的外加量，Q23Q917000003/11003525773吨/年（6）总破粉碎量Q10Q/K（1F2）（1L3）式中L3原料加工运输损失，L32Q1017000/1（1003）（1002）17883442吨/年电熔镁砂（包括回收的废砖和干燥废坯）的破粉碎量Q11Q1P/K（1F2）（1L3）Q11170001014/11003100215379760吨/年（7）总磨碎量Q12QQ3/K（1F2）1L3式中Q3管磨机细粉的加入量，Q324Q1217000024/1（1003）（1002）4292026吨/年（8）原料仓库总存放量Q13Q1W2PW2W3/K（1F2）1L31L11W2式中L1原料仓库中的损失，L105W2石墨在原料仓库中的水分，W20W3配料时石墨的水分，W30L3原料加工运输损失，L32F2干燥综合废品率，F23Q13170001001400/110031002100051017973309吨/年A其中电熔镁砂DMS975的存放量Q14Q14Q1P/K（1F2）1L31L1QTF2K1F11F2/K11F2式中T干燥废品回收率，T95K1换算系数，K1KF1烧成系数，F10L1原料仓库中的损失，L105P石墨的配比，P14F2干燥综合废品率，F23L3原料加工运输损失，L3211003（1002）（10005）1700009500310（1003）/1100314957561吨/年B其中回收的废砖废坯存放量Q15TF2/K11499484吨/年C石墨存放量Q16QP1W3/K（1F2）1L31L11W2L1原料仓库中的损失，L105P石墨的配比，P14F2干燥综合废品率，F23L3原料加工运输损失，L32L1原料仓库中的损失，L105W2石墨在原料仓库中的水分，W20W3配料时石墨的水分，W30Q1617000014/11003100210005102516263吨/年D酚醛树脂的存放量Q17QQ1/K1F21L5式中L5酚醛树脂的贮运损失，L52Q1酚醛树脂外加量，Q13Q1717000003/110031002536503吨/年E防氧化剂金属铝粉的存放量Q18QQ2/K1F21L6L6铝粉贮运损失，L62Q2铝粉外加量，Q23Q1817000003/1（1003）（1002）536503吨/年总计（1）总成品量Q25000吨/年（2）总热处理量Q225773196吨/年总热处理废品量F2773196吨/年（3）总成型量Q325773196吨/年（4）总混合量Q428636884吨/年（5）总配料量Q525773196吨/年（6）总破碎量Q1026299177吨/年（7）总磨碎量Q126311803吨/年（8）原料在仓库存放量Q1326431337吨/年2原料仓库的选择计算原料仓库采用单侧封闭卸料式1原料仓库的跨距B，一般取B24米2各种原料的要求贮量Q料吨3各种原料的堆积比重21吨/米34原料的贮存时间MT14A电熔镁砂97530天MT10C电熔镁砂97530天石墨30天5堆料长度料堆长度I丙1895米料堆体积V丙88741米3料堆中心线距仓库柱线距离L19475（1）DMS975总存放量QD