年产150万平米玻化砖厂生产工艺及关键车间设计设计说明书.docx

序言本次课程设计的题目是“年产150万平米玻化砖厂生产工艺及关键车间设计”，主要内容包括厂址的选择，全厂配料计算，物料衡算以及设备选型计算。根据所计算的结果为依据，设计重点厂房的工艺设备布置、全厂总平面布置，然后画出相应的图纸。希望通过本次课程设计的实践过程来巩固自己专业课所学的知识，培养自己独立查阅资料，独立自学能力，提高自己与同学的合作能力。第一章 厂址选择1.1 建厂地址选择的主要因素工厂的建厂地址，首先是由国家计划部门及有关部门根据国民经济发展的情况、资源利用以及工业的布局等条件进行确定的。确定建厂地址还应考虑以下方面的因素：（1） 原材料的来源。（2） 燃料、动力供应的条件。（3） 产品运输距离及与消费区（产品集散地）接近的程度。（4） 设厂地点与协作企业、科技服务部门、产品销售市场信息源的配合情况，与该地区工业布局的关系。1.2 厂址具体位置选择原则（1） 厂址需要靠近原料基地或销售地区。（2） 要考虑燃料来源，选择合理的燃料对工艺技术、产品质量、燃料销售、产品成本有重大影响。（3） 厂址应具有丰富的水源和电力资源，陶瓷厂每年需要大量的原料，方便的运输，合适的运费，保证工厂的正常生产。（4） 厂址面积和外形应符合构筑物的整体布局，满足工厂生产流程的要求，且尽量能为工厂的改建、扩建留有余地。（5） 厂址应有自己的动力系统和排污排水系统等。（6） 厂区应用平坦的地面，以及为保证排除地面水所需的坡度，厂区不应有矿藏、地下文物、古河、古井或废弃矿坑等。（7） 应考虑卫生、防火、防湿等方面的要求，陶瓷厂必须建在生产有毒气体粉尘企业的上风向和居民区的下风向。（8） 厂区主要建筑和构筑物的地平标高应比洼地高出0.5米。（9） 厂址土壤条件良好，不需要修建昂贵的地基即可构建建筑物和安装机械设备。1.3 具体厂址的选择根据以上条件，可将工厂建在阜阳经济技术开发区内的工业园内，在经济学上，工厂建在这里有三大优势：一是交通优势，京九铁路纵贯全境，与商阜、漯阜、青阜、阜淮四条铁路和在建阜六铁路在境内构成“米”字型框架，与陇海、京广、京沪等铁路干线接轨，使阜阳成为六路交汇、十一线引入的全国六大路网性铁路枢纽之一。阜阳编组站是京九线上最大的铁路枢纽，“米”字形铁路枢纽，“井”字形高速公路网，纵横交错的公路网，星罗棋布的淮河水系。全天候的民用机场，加上即将开工的商阜杭高速铁路，共同构建了四通八达的立体交通网。在这个立体网内，铁路年发送旅客900万人，运送货物3000万吨；公路年发送旅客2.2亿人，运送货物2.4亿吨；港口年吞吐量超过508万吨，皖北唯一的机场阜阳机场2011年旅客吞吐量达到17.23万人人次。这些优势除合肥、徐州、郑州外，周边已没有城市企及。阜阳正在成为名副其实的综合性交通枢纽，加之地处半径200公里范围内的地理中心，为阜阳发展成为区域中心城市奠定了坚如磐石的基础。二是资源优势是境内煤炭、天然气资源蕴藏丰富；三是区位优势，以阜阳为中心，以100公里为半径的范围内尚未发育出一个中心城市，阜阳正处于周边大城市围空区的中心，有很强的辐射能力，具有成为中心城市的地理优势。1.3.1 阜阳气候条件阜阳四季分明，雨量适中，光照充足。阜阳市位于淮北平原西部，安徽省西北方，地处亚热带和暖温带的过渡区域，属暖温带半湿润季风气候。年均气温15摄氏度左右，无霜期220天，年均降水910毫米左右。1.3.2 存在的问题土地承力有限，对重型设备如球磨机、喷雾干燥塔、压机等基础要加固，不宜建多层厂房。第二章 全厂配料计算2.1 配料计算2.1.1 配料选择原则陶瓷制品所采用的原材料品种繁多，不同原料对制品的性能影响很大，所以原料的选择尤为重要，一般应注意以下几点：（1） 原料的化学成分的组成稳定，原料能够满足产品的质量 求和工作要求。（2） 原料要运输方便，价格合理，运费低廉。（3） 原料要储量丰富，能满足工厂连续生产的需要。2.1.2 原料的选择 根据查阅资料所得的配料可选膨润土、滑石、长石、粘土、石英为主，还可以加入少量氧化铁、氧化钙等成分调整和改善陶瓷的性能。具体原料的化学组成见下表。化学组成I.L.SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他合计坯料5.56596718.643.114.212.516.20100膨润土4.6572.3214.110.782.103.132.7099.79滑石4.3264.580.400.110.2230.76-100.39长石-63.2621.190.580.130.1314.4199.7粘土11.1658.4828.400.800.330.510.3199.99石英-99.450.240.31-100氧化铁-93.00-93.00碳酸钙44.00-56.00-1002.1.3 原料的计算的原则（1） 将原料干燥基化学组成换算成灼烧基（不含灼减量）的化学组成。如所给定的坯料组成中有灼减量，也须同样换算成不含灼减量的各氧化物的百分组成。（2） 列表计算。（3） 计算原料的百分含量。2.1.4 原料的计算过程（1）原料灼烧基化学成分（%）见下表化学组成SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他坯料63.1819.743.294.462.666.67膨润土75.814.80.822.213.282.84滑石67.50.420.110.2332.15-长石63.2621.190.580.130.1314.41粘土65.631.90.900.370.570.35石英99.450.240.31-碳酸钙-100.0-（2）列表计算化学组成SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他坯料63.1819.743.294.462.666.67膨润土4%3.030.590.030.090.130.11余量滑石2.53/32.15=7.87%60.155.3119.150.033.260.014.370.022.532.536.56-余量长石6.56/14.41=45.45%54.8428.8019.129.653.250.264.350.06006.566.56余量粘土9.47/31.9=29.69%26.047.739.479.472.990.274.290.110000余量石英18.31/99.45=18.41%18.3118.31002.720.064.1800000余量氧化铁2.56/93=2.75%00002.562.564.1800000余量碳酸钙4.18/100=4.18%0000004.184.180000(3)计算原料干燥基的百分含量灼烧基比例（%）干燥基比例（%）原料百分比（%）膨润土4.004.203.50滑石7.878.236.86长石45.5245.5237.94粘土29.6933.4227.85石英18.4118.4115.34氧化铁2.752.752.29碳酸钙4.187.466.22119.9100.022.2物料衡算2.2.1 工艺技术指标工艺技术各项指标如下表生产任务（万m2）150工作日（天）330产品规格（mm）80080010砖密度（Kg/m3）1.4103单块重量（Kg/块）9单块砖面积（m2）0.64每年方米片数（块/m2）10.64=1.5625年产片数（块/年）1501040.64=2343750年总产量（Kg/年）23437509=21093750抛削量（%）6料：球：水1：1.8：0.55泥浆比重（g/cm3）1.65泥浆含水率（%）35.5喷雾干燥粉料水分（%）7电解质加入量（%）0.52.2.2 坯料物料衡算序号考虑因素指标计算过程1检选包装损失1%1（1-1%）=1.01012抛光破损率1%1.0101（1-1%）=1.02033抛光磨削率6%1.0203（1-6%）=1.08544烧失5%1.0854（1-5%）=1.14265烧成合格率98%1.142698%=1.16596干燥损失1%1.1659（1-1%）=1.17777 压机成型损失3%1.1777（1-3%）=1.21418粉料储运损失1%1.2141（1-1%）=1.22649喷雾干燥损失3%1.2264（1-3%）=1.264310浆料运输损失0.5%1.2643（1-0.5%）=1.270611过筛除铁损失1%1.2076（1-1%）=1.283512回收化浆量90%【1.26433%+1.21413%+1.22641%】90%=0.078013出磨量1.2835-0.0780=1.205514配料球磨损失1%1.2055（1-1%）=1.217715原料含渣率2%1.2177（1-2%）=1.242516原料含水率2%1.2425（1-2%）=1.268017原料进厂运输损失2%1.2680（1-2%）=1.29382.2.3 确定各工序产量或所需量序号工序名称单位年产所需量日产量1检选包装块23437501.0101=236742271742抛光块23437501.0203=239132872473入窑块239132898%=244013173954干燥块244013199%=246477974695压机成型块246477997%=254100977006 球磨量Kg210937501.2177=25685859778367原料进厂量Kg210937501.2938=27291094827008出磨料浆量Kg210937501.2055(1+0.55)=394141991194369过筛除铁浆料Kg210937501.2835(1+0.55)=4196443412716510贮浆量m341964434(1.65103)=254337711进喷雾干燥塔浆量Kg210937501.2643(1+0.55)=4133668412526312出塔粉料Kg210937501.264393%=286761598689713塔内水蒸发量Kg41336684-28676159=126605253836514进料仓粉料量Kg210937501.226493%=278165328429315化浆量Kg210937500.0780(1+0.55)=255023477282.2.4 确定坯料配方各原料用量坯料配方含量（%）球磨量（Kg）进厂量（Kg）年日年日10025685859778362729109482700膨润土3.589900527249551882895滑石6.861762050534018721695673长石37949745215295311035424131377粘土27.85715351221677760057023032石英15.35394277911948418918312695氧化铁2.2958820617826249661894碳酸钙6.221597660484116975065144第三章 设备选型计算3.1 主机设备确定依据陶瓷厂的主机有破碎机、球磨机、喷雾干燥机、成型机械等。理论设备数量计算公式为: M理 =Q/(FH)式中 M理-设备的理论数量，台 Q -制品的加工数量，吨/年或件/年 F -设备的生产力，吨/小时或件/小时 H -设备的年时基数，小时实际上采用的设备数量应该比理论上计算出来的设备多些，以保证设备的生产能力有富余，不至于经常处于过分紧张状态。此外还可以在一定程度上缓和生产的暂时不平衡现象。3.2 设备选型（1） 地磅称 用途：原料进厂时称量，选一台 其主要技术性能参数如下：型号2GZ-20最大称量20t生产厂家长沙衡器厂(2) 铲车 用途：用于原料运输，选2台。其主要技术性能参数如下：型号DC-20A额定载荷2500Kg额定斗容1.4m3卸料高度2600mm牵引力5600Kg自重8200Kg生产厂家厦门叉车厂（3）WL型喂料机用途：大量原料的称量，包括衡量器和喂料机两部分。日球磨量为77.8吨，选用5台20吨的球磨机，由于每台球磨机的上下料时间大概都为两小时，所以总的上料时间大概也为18小时，因为上料应在白天，所以得选2台喂料机。其主要技术性能参数如下：型号WL/20喂料时间(min/次)4060料箱容积（m3）20电机功率（kw）7.7外形尺寸（mm）700027303200全机重量(t)6生产厂家石湾陶机厂载机速度(m/min)0.65(4) 皮带运输机 用途：原料的运输。本设计选用单向传动10个型号带宽（mm）电动机功率(kw)带速（m/s）输送能力(t/h)TD9004.50.51.256788110(5) 波状挡边皮带运输机 用途：把原料从低处运往高处。在电子喂料机与加料平台，喷雾干燥塔与料仓，坯料过筛与料仓等地方在车间布局较紧密的情况下，物料要提升到一定高度，传统的做法是用波状挡边运输机，而物料中因为含有水分和电解质，容易引起料斗的腐蚀和损坏，从而在原料中引入铁锈等杂质。故本设计中选用DJ系列波状挡边皮带运输机。（6）球磨机 用途：用于物料的粉磨，混合制浆等。日球磨坯料（干料）量为：77836kg，球磨周期为20小时，选用20吨料球磨机。计算过程：7783610-320（2420）=3.24（台） 取5台，其中备用1台，选用5台其主要技术参数如下表：型号QMP32006000电机功率（KW）132装料量（t）20全机重量（t）27.8筒体尺寸(mm)32006000外型尺寸(mm)860056004550筒体转速（r/min）12.5生产厂家佛山市陶瓷机械总厂（7） 搅拌池和搅拌机1）放浆池用途：用于球磨机球磨出来的料浆。日放浆量119436（1.65103）=72.38（m3），球磨周期；20小时，备用系数1.2选用平桨搅拌机，所需放浆池个数为72.381.240=2.17，取3个。其主要技术参数如下表：型号3600电机功率（KW）5.5桨叶直径(mm)3600全机重量（Kg）840池深度(mm)2900外型尺寸(mm)16001200880桨叶转速（r/min）14池有效容积（m3）40池直径(mm)4100生产厂家唐山轻机厂2） 贮浆池用途：用于存放过筛除铁后的料浆。日贮浆量77 m3选用100 m3的浆池。备用系数1.2则771001.2=0.92取2个。平桨搅拌机性能技术如下表：型号5500电机功率（KW）11池深度(mm)4000外型尺寸(mm叶转速（r/min）10池有效容积（m3）100池直径(mm)6000生产厂家佛山市陶瓷机械总厂3) 化浆池用途：用于处理废坯和回笼泥。日化浆量7728Kg，泥浆比重1.65t/m3则772810-31.65=4.7m3，选用有效容积为5m3的螺旋搅拌机2台。其主要技术参数如下表：型号TC750电机功率（KW）5.5池深度(mm)2000外型尺寸(mm)28007502460桨叶转速（r/min）165池有效容积（m3）5内圆直径(mm)2000生产厂家景德镇陶瓷机械厂（8） 振动筛和磁选机 用途：用于泥料的过筛除铁。选用宜兴陶瓷厂生产的SF2134914型振动筛。 每日按21小时工作量计，年产量21093750Kg，过筛除损失系数铁1.2835，泥浆含水率为35.5%，年工作日为330天，取设备的生产能力为8 t/h则21093.751.2835（135.5%）330218=0.76，取2台，其中1台备用，筛网规格可根据需要定，这里选上层60目下层100目。磁选机用自制槽式除铁器替换即可。其主要技术参数如下表：型号SF2134914电机功率（KW）1.5筛筐边长(mm)2134914振动频率（HZ）26主机电压（V）380生产能力（t/h）48运行方式连续励磁功率（KW）0.64运行升温（0C）55平均磁通密度（GS）16000（9）QBY型气动隔膜泵 用途：用于陶瓷行业的泥料、釉浆的输送。选用佛山市陶瓷机械总厂生产的QBY型气动隔膜泵，选用6台。其主要技术参数如下表：型号QBY-10最大扬程(m)89公称压力（Kg/ cm2）6输送距离(m)80100最大流量(m3/h)01外形尺寸(mm)9257101069最大吸高(m)45机重(Kg)7（10）柱塞泵 用途：用于将泥料从工作罐打入喷雾干燥塔，日干燥泥浆125263 Kg，日工作量按21小时计，则12526310-31.6521=3.62（m3/h）选用唐山轻机厂生产的NB1405型柱塞泵2台，每个工作罐用2个，其中个备用，其主要技术参数如下表：型号NB1405工作压力(Mpa)0.52柱塞每min往返次数38.3泥浆吸入高度(m)4配用电机(kw)15外形尺寸(mm)214612921950最大压力(Mpa)2.5油压系统最高压力(Mpa)12.5输送能力(L/h)45009000冷却水耗用量(L/min)20单机重量(t)1.73（11）工作罐用途：用于喷雾干燥塔的临时贮浆，以保证喷雾干燥塔内的泥浆喷吐的稳定。做成4m3的工作罐，选平桨搅拌机，其主要技术参数如下表： 型号630电机功率（KW）5.5池深度(mm)1700外型尺寸(mm叶转速（r/min）165池有效容积（m3）5池直径(mm)2300生产厂家湖南陶瓷机械厂（12） 喷雾干燥塔 用途：用于粉料的造粒。塔内日水蒸发量为：38365Kg，每天以21小时计则3836521=1827（Kg/h），选用每小时水蒸发量为2000 Kg的喷雾干燥塔2台，其中1台备用。其主要技术参数如下表：型号2000料浆含水量(%)3550内径(mm)6500粉料含水量(%)18高度(mm)圆柱部分7000进气温度 (0C)450550圆锥部分5500排气温度(0C)85100雾化器形式压力雾化单位耗热量4.18KJ/Kg水分800850容积（m3）300蒸发率Kg/h2000料浆压强（Mpa）2生产厂家唐山轻机厂（13） 压机 用途：用于压制坯体。日需压坯量7700块，现用KD3800A型全自动压砖机，这种压机是科达公司推出的大吨位压机，取每分钟冲压3次，压机每天工作21小时计，则需压机台数为：770021603=2.03，取3台。其主要技术参数如下表：型号KD3800A填料深度（mm）50公称压制力（KN）3800压制频率(次/min)18运梁最大行程（mm）180每循环压制片数1立柱净距离（mm）2000最大顶出力（KN）240主缸最大压力(Mpa)34最小闭合高度（mm）470液压系统压力(Mpa)16液压油量（L）1300电机功率（KW）132冷却水压(Mpa)0.4重量(t)102冷却水量(L/min)120压缩空气气压(Mpa)0.150.2生产厂家广东科达机电股份有限公司（14） 卧式干燥器 用途：用于干燥压机压制出来的坯体。日干燥量7469块，则每小时干燥量：74690.6424=199.2（平米/小时）选用佛山市陶瓷机械总厂生产的RD系列辊道干燥窑，其主要技术参数如下表：型号RD71有效长度(m)71.4内有效宽度(mm)2100层数1辊棒直径(mm)3240干燥时间(min)4570最高干燥温度(0C)180热源窑炉余热或热风炉产量(m2/h)110170生产厂家佛山市陶瓷机械总厂（15） 辊道窑 各参数确定：烧成周期45分钟，年工作330天，生坯尺寸为88088011(mm)，砖坯间中心距为1000 mm，砖坯间距为120 mm，并排3块入窑，成品率为98%，则窑长计算：窑长=（年产量烧成周期）3302460成品率每排片数每米排数（1-检选损失）（1-抛光破损率）成品单片面积；窑长=（150000045）330246098%99%99%30.641000/（880+120）=77.02(米),取1条窑每节2米,则每条窑77.022=38.5取39节,实际窑长为392=78米。其主要技术参数如下表：窑内宽（mm）3000分段膜数2170辊棒间距（mm）P70窑长（mm）100辊棒直径（mm）50生产厂家科达机电需要功率（Kw）160没平米瓷耗气量（Nm3）0.5（16）抛光生产线设备 1） 刮平定厚机 用途:用于砖的刮平和定厚选用广东科达机电股份有限公司生产的GD1200型刮平定厚机,计算：日抛光量为7247块，每天工作21小时，取工作带数度为5m/min则72470.8121605=0.93，两条线两次刮平定厚，所以取4台。其主要技术参数如下表：型号GD1200/5磨头升降电机功率(KW)0.37名称5头刮平定厚机主传动电机功率(KW)3刮平滚刀头数（个）5总装机功率(KW)114.8工作宽度（mm）8001200耗水量(L/min)190工作厚度（mm）8.520外型尺寸（mm）715031502200输送带速度(m/min)1.57.5重量(Kg)18550滚刀驱动电机功率(KW)22生产厂家科达机电股份有限公司 2) 粗抛光机 日抛光量为7247块，每天按21小时工作量计，为了配合刮平定厚机工作，取输送带速度为5m/min，选用广东科达机电股份有限公司生产的JD1000/16A型抛光机，计算同前：72470.8121605=0.93，取输送带速为5m/min取2台。其主要技术参数如下表：型号JD1000/16A摆动电机功率(KW)2.22名称16头抛光机主传动电机功率(KW)4抛光磨头头数（个）16耗气量(L/min)275工作宽度（mm）6001000耗水量(L/min)425工作厚度（mm）820外型尺寸（mm）1273030702300输送带速度(m/min)28重量(Kg)26500磨头电机功率(KW)11生产厂家科达机电股份有限公司 3） 精抛光机（计算类似于前取2台） 取输送带速为5m/min，其主要技术参数如下表：型号JD1000/20A摆动电机功率(KW)2.22名称20头抛光机主传动电机功率(KW)5.5抛光磨头头数（个）20耗气量(L/min)275工作宽度（mm）6001000耗水量(L/min)425工作厚度（mm）620外型尺寸（mm）1623030702300输送带速度(m/min)28重量(Kg)26500磨头电机功率(KW)11生产厂家科达机电股份有限公司 4） 磨边倒角机（计算类似于前取2台）取输送带速5m/min, 其主要技术参数如下表：型号MB1000/20+4推砖电机功率(KW)0.55