无机材料工艺与工厂设计概论课程考核作业.doc

无机材料工艺与工厂设计概论课程考核作业班级：07级无机非金属 姓名： 学号：题目：设计年产10万吨的电瓷绝缘子产品的制备工艺，设计配方，进行物料平衡计算，完成成型干燥车间布置。设计如下：1、 电瓷配方 电瓷配方包括坯料配方和釉料配方两个部分1. 坯料配方苏州高岭土王府山粘土栖霞山粘土湖南长石泰安石英20%8%25%27%20%2. 釉料配方钾长石钠长石方解石滑石高岭土石英9.3%18.5%6.4%12.6%23.0%30.2%2、 电瓷制备工艺1. 泥料的制备泥料的制备是电瓷生产的第一道工序，包括粉碎前的处理及粉碎两个大的步骤。其中原料粉碎前的处理包括原料的储存、原料的洗选、石英的煅烧和粘土的干燥及素烧。经过以上步骤后，才进行原料的粉碎及混和。其中主要的设备有：洗石机、隧道式石英煅烧炉、转鼓形粘土干燥器、锥形破碎机（粗碎）、锤击粉碎机（中碎）和球磨机（细磨）。工艺如下图所示： 2.成型所谓制品的成型，就是说将精制成的泥料，用各种加工方法指出所需制品形状的坯件。成型的方法有很多种，由电瓷制品的形状和尺寸的大小所决定。此处选择湿法成型中的挤坯成型法，使用的主要设备为真空练泥机、挤坯机。3.干燥广泛的来说，凡是从固体、液体中移去任何液体的手段，统称为干燥。而在这里说的干燥是从固体中把所混入的水分除去的手段。电瓷生产过程中坯件的干燥包括自然阴干和人工干燥。人工干燥的作用是排除坯件中的机械结合水分，使其强度提高，吸水率增加，以便进行施釉、装烧等操作。干燥过程中，坯体随着水分的减少而体积发生收缩。如果坯体各部分收缩不均匀，坯体内将会产生使制品变形甚至开裂的应力。为了使制品均匀收缩，那么要注意温度，通风情况等。此处采用热空气干燥法。主要设备为隧道式烘房。4.施釉在已干燥的坯子上涂一层泥浆状的釉子称为施釉。在作为绝缘用的电瓷表面涂一层均匀的釉子，除了含有与普通瓷器施釉相同意义外，更有其他特殊的目的。这是因为粗疏的表面容易粘附水分、灰尘及煤烟等，并且一旦粘上，不易落下，因此使绝缘子的绝缘性能受到很大的损失，有时成为绝缘子发生故障的直接原因。而在施釉前，坯件的表面需要先进行处理：抹水和上蜡；然后再施釉。采用的方法为滚釉法。5. 烧成 烧成是瓷件制造工艺过程中的最后一个阶段，也是电瓷生产的最重要工序之一。其是将各类电瓷生坯一定条件下进行热处理，使之发生一系列物理化学变化，形成预期的矿物组成和显微结构，从而达到固定外形并获得所要求性能的工序。由于间歇式窑的热能利用率不高，在加热过程中，时间也不是固定不变的等缺点，于是采用隧道窑。3、 物料平衡计算该工厂的年产量：10万吨；主要工艺参数：（1）检验、包装废品率2%； （2）烧成废品率4%； （3）干燥废品率3%； （4）成型、修坯废品率2%； （5）烧失率7%； （6）切削损失率4%； （7）练泥损失率2%； （8）施釉废品率4%； （9）运输损失率4%； （10）原料加工损失率5%。 （11）成型余泥率3%； （12）坯泥回收利用率98%； （13）破碎损失率5%； （14）球磨过筛损失率6%。1、 年出窑量=工厂年产量/（1-检验、包装废品率）=10.21万吨；2、 年装窑量=年出窑量/（1-烧成废品率）=10.64万吨；3、 年施釉量=年装窑量/（1-施釉废品率）=11.09万吨；4、 年干燥量=年施釉量/（1-干燥废品率）=11.44万吨；5、 年成型量=年干燥量/（1-成型、修坯废品率）=11.68万吨；6、 年坯料需要量=年成型量/（1-切削损失率）（1-练泥损失率）=12.42万吨；换算成干坯基准（干基），即： 年坯料需要量（干基）=年坯料需要量/（1-烧失率）=13.36万吨；7、 废坯料回收量（干基）=（年干燥量*干燥废品率+年成型量*成型废品率+年成型量*成型余泥率）*坯泥回收利用率=0.95万吨；8、 年泥料破碎、粉碎加工=（年坯料需要量（干基）-废坯泥回收量（干基）/（1-粗、中碎损失率）（1-球磨、过筛损失率）=13.90万吨。坯料加工量计算表：原料名称苏州高岭土王府山粘土栖霞山粘土湖南长石泰安石英合计配方（%）2022231520100坯料加工量（干基）（万吨）2.722.9923.07282.0042.7213.36原料处理量（破碎、球磨过筛后）（万吨）2.783.0583.1972.00852.7813.90原料进厂量（湿基）洗选损失率（%）1210121010储运损失率（%）44444含水率（%）463（万吨）3.4283.7653.9022.3253.21816.638釉料加工量计算表：原料名称钾长石钠长石方解石滑石高岭土石英合计配方（%）9.318.56.412.623.030.2100釉料加工量（干基）（万吨）0.0540.1070.0370.0730.1