年产4.8万吨镁铝砖生产车间设计【含CAD图纸+文档】
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任务书课题名称年产4.8万吨镁铝砖生产车间设计课题类别设计类论文类课题来源生产实际 科研实际社会实际其它来源毕业设计(论文)要求、设计参数、各阶段时间安排、应完成的主要工作等1、设计要求: 学生通过毕业设计将综合利用四年来所学的基本理论、基本知识和基本技能，解决工程实际问题，从而使理论联系实际，使获得的知识进一步得到巩固，并深化和扩大。在这一环节中，学生要受到工程设计的初步训练，使学生了解设计的基本步骤和基本方法，培养学生的综合素质，使学生具备独立开展工作并解决工程设计问题的基本能力。具体要求如下：（1）学生要认真搜集资料，按时完成综述撰写任务。（2）学生在设计工作中，态度要认真，不能假造各种数据，不能抄袭他人数据，要独立完成各项设计任务。如发现有假造和抄袭行为将按不及格处理。（3）设计说明书语言要通顺、流畅，不能出现原则性错误。若出现原则性错误，指导教师指出而学生没有改正，由学生承担后果，如果指导教师没有发现，指导教师应该承担主要责任。（4）要按时提交设计说明书，审查合格才准许打印、答辩。完成任务如下：在指导教师的指导下，进行物料平衡计算、设备选型、工艺布置和工艺图的绘制，最后写出设计说明书（附设计计算书）。设计参数：设计的砖种： MA-8 2.4万吨 MA-12 2.4吨原料指标见附表2、各阶段的完成情况：第一周-第六周 ： 文献检索，进行物料平衡计算；第七周-第十二周： 草图绘制及一部分正式图绘制；第十三周-第十七周： 完成图纸绘制；书写设计说明书及毕业答辩。指导教师(签字)：年 月 日院长(系主任)(签字)：年 月 日注：此页装订在学生毕业设计说明书（论文）首页。1年产4.8万吨镁铝砖生产车间设计摘 要以方镁石为主要矿物组分的耐火材料制品。按照原料组成的不同，可分为：用制砖镁砂制成的镁砖，加入少量特级矾土或工业氧化铝的镁铝砖，加入一定量石墨粉的镁碳砖，用质量较差的高硅镁砂制成的镁硅砖。与其他耐火砖相比，镁质砖的耐火度较高，可达2000以上，有较高的荷重软化温度，较大的高温机械强度，还有很好的抵抗含有氧化铁和氧化钙的碱性熔渣的化学侵蚀的性能。但一般热稳定性较差。尖晶石质耐火材料作为高级耐火材料已经成功用于大型水泥回转窑，平板玻璃蓄热室、电炉炉顶、炉外精炼、钢包、大功率电弧炼钢炉、转炉及其它强化操作的热工设备。它的优良性能及使用效果，预示着它更广阔的的前景。本设计说明书主要阐述年产4.8万吨水泥窑用方镁石/尖晶石砖耐火材料厂的设计过程中的相关问题以及设计方案的选择。首先，根据设计依据、设计原则、产品品种工厂规模和生产方法、确定原料、结合剂等。其次，依据制品的要求各生产车间的工作制度等。其中对原料、主机、仓库、泥料水分等工艺计算。以表格形式列出、作为选择设备的依据。最后，对初步设计完成后的每个车间视其特点而进行工艺布置，并对整个设计进行合理的技术经济指标编制。关键词：镁铝尖晶石，设备选择，方案选择An annual output of 48,000 tons magnesium aluminum brick production plant designAbstractIn periclase as the main mineral components of refractory products. According to the composition of different materials can be divided into: magnesia brick by brick made of magnesia, adding a small amount of industrial grade bauxite or alumina-magnesia-alumina brick, adding a certain amount of graphite Bricks with poor quality made of high-silica magnesia magnesium silica brick. Compared with other bricks, magnesia bricks high refractoriness up to 2000 above, there is a high softening temperature under load, a larger high-temperature mechanical strength, and good resistance of the iron oxide and calcium oxide the chemical properties of alkaline slag erosion. But generally poor thermal stability. Mainly used in cement rotary kiln, furnace, stove, furnace roof, glass enamel kiln kiln walls, stove top of the wall and so on.The design specification describes an annual output of 48,000 tons of cement kiln Magnesium aluminum spinel bric refractory plant issues related to the design process and the design scheme selection. First, according to the design basis, design principles, product variety plant size and production methods to determine the raw materials, combined with the agent. Secondly, based on the requirements of each production workshop products work system. One of the raw materials, hosts, storage, mud water and other process calculation. In tabular form, as the basis for the selected device. Finally, after the completion of the preliminary design depending on the characteristics of each plant for process layout, and the entire design reasonable technical and economic indicators compiled.Key Words: Magnesium aluminum spinel brick，Equipment selection，Program select目 录摘 要11 绪论11.1普通镁铝尖晶石砖简介11.1.1普通镁铝尖晶石砖的组成11.1.2镁铝尖晶石砖的特性11.2镁铝尖晶石砖的应用31.3影响镁铝尖晶石砖使用寿命的因素31.4普通镁铝尖晶石砖的发展历史31.5镁铝尖晶石砖主要研究方向42 工艺部分62.1 生产工艺要点62.1.1 原料62.1.2破粉碎82.1.3 筛分82.1.4 物料的贮存82.1.5 配料92.1.6 混练成型92.1.7 干燥92.1.8 烧成92.1.9 成品仓库102.2 工艺流程论证102.3 工艺参数112.4 物料平衡计算132.5 生产设备172.6 仓库设施183 车间安装、检修与维护措施204 生产车间除尘及安全措施215 本设计的主要特点226 技术经济23致谢24参考文献25附 录26一 计算部分26二 原料仓库的选择计算31三 破粉碎设备的选择计算32四 成型设备的选择计算34五 干燥工段的计算34六 烧成工段的计算35七 成品仓库的计算36年产4.8万吨镁铝砖生产车间设计1 绪论1.1普通镁铝尖晶石砖简介1.1.1普通镁铝尖晶石砖的组成 镁铝尖晶石砖的原料引用高纯高纯镁砂和化合铝含量大于65%的高温烧结尖晶石砂，尖晶石砂的理论合成是Al2O371.68%，MgO28.32%，这里着重必需引用高铝含量的尖晶石砂和高纯镁砂，按必定配比成型，经1750以上高温煅烧，才气出产出镁铝尖晶石砖。1.1.2镁铝尖晶石砖的特性（1）抗热震安定性好高档尖晶石砖的关键矿产合成是方镁石（MgO）和镁铝尖晶石（MgAl2O4），它们的膨胀参数不一样，砖在高温烧成时出现固相衬映，同时也会造成一部分尖晶石颗粒与方镁石基质其间发生有效分离，尖晶石颗粒被气孔所包裹，当砖在采用流程中受到应力和气温变化时，这些许气孔可吸取能量和抵制砖的毁伤。（2）体积安定性强钢铁窑以煤为油料时，窑中常常会在局部地区出现不彻底燃烧，存在过量的一化合碳，因为氧含量的变化，直截缔结镁铬砖中的铁的组分便会发生化合还原衬映，如镁铁尖晶石砖变化（MgFe2O3），当三价铁还原成二价铁时，即发生20%体积缩小，反之体积增大。翻覆轮回，会毁伤直截缔结镁铬砖的结构，而高档尖晶石砖不存在铁，所出没有有这种体积变化效用。（3）耐高温高档尖晶石砖中SiO2含量低，从而熔点低的硅酸盐矿产非常非常少，均是由熔点高的矿产合成，如方镁铝（熔点2850）镁铝尖晶石（熔点2135），所以它拥有耐高温的机能。（4）抗腐蚀能力强高档尖晶石砖合成重要是方镁石和镁铝尖晶石，硅酸盐相极少，从而抗碱腐蚀能力强。（5）无害环保高档尖晶石砖中没有有铬成份，它是一种环保商品。高档尖晶石砖的理化机能许多许多方面比直截缔结镁铬砖优胜，如抗压烈度高2，大于50MPa，荷重软化气温高T0.61650，热震安定性好，大于12次，按照它的理化机能，合用于重型钢铁回转窑过渡带。但高档尖晶石砖的导热参数比直截缔结镁铬砖还要大些，800的导热参数为3.0W/mk，所以，高档尖晶石砖在钢铁窑过渡带浮窑皮或者无窑皮处采用较长时日后，残砖厚实度到100mm120mm时，最好不要引用较长光焰煅烧，如过渡带温渡过高，因为砖的导热参数大，有可能发生筒体过热现象。镁铝尖晶石砖的理化指标要求和原料技术条件如表1.1和1.2所示。 表1.1 镁铝尖晶石砖理化指标要求项目显气孔率%体积密度g/cm3常温耐压强度/MPa常温抗折强度/MPaMgO%Al2O3%镁铝尖晶石砖1216.52.89753.7582861114表1.2 原料技术条件原料名称牌号MgO%Al2O3%SiO2%Fe2O3% IgL%颗粒体积密度 g/cm3颗粒组成mmMS9798050MS90901.605.805050镁铝尖晶石36.5852.923.331.890.33.200501.2镁铝尖晶石砖的应用由于我国铬矿资源匮乏，我国科技人员根据自已的 资源特点。从20世纪50年代开始进行镁铝尖晶石质耐火材料的研究工作，开发出平炉炉顶用镁铝砖。80年代，我国常规钢包内衬，采用烧结矾土作颗粒，以镁砂和矾土混合料细粉制成不烧砖或浇注料，取得了良好的使用效果。该工艺属于Al2O3/MgOAl2O3系耐火料。欧洲和美洲直到70年代，都很少使用尖晶石为原料生产的碱性耐火材料。日本于1976年在水泥工业开始使用镁铝尖晶石质火材料，解决了Cr3+ 在使用中转变为有毒的Cr6+污染问题。 与MgOCr2O3质耐火材料相比，镁铝尖晶石具有更突出的抗渣性，耐剥落性以及较好的抗蠕变性能。到目前为止，镁铝尖晶石质耐火材料主要应用于钢包内衬、平炉炉顶、水泥回转窑烧成带衬砖。此外，在炼铝、玻璃工业也有少量使用。这些都是作为重质致密耐火材料的形式使用。1.3影响镁铝尖晶石砖使用寿命的因素影响镁铝尖晶石砖使用寿命的因素主要是镁铝尖晶石和镁砂3，所以对镁铝尖晶石和烧结镁砂的质量就相当严格。镁铝尖晶石（MgOAl2O3）具有较高的熔点、热膨胀小、热应力低、热震稳定性好、同时它具有较稳定的化学性质，对碱性熔渣具有较强的抵抗能力，是生产镁铝尖晶石砖得以使用的核心点，是提高尖晶石耐火材料寿命的关键物质之一。1.4普通镁铝尖晶石砖的发展历史 直截缔结镁铝尖晶石砖作为钢铁回转窑烧成带、过渡带窑衬材料已有久远历史。早在上世记60年代日本就已经入手研制直截缔结镁铝尖晶石1。外国在70年代这两种砖已用于钢铁回转窑，获取良好的采用成效。全国在80年代引入日本旭硝子企业出产的直截缔结镁铝尖晶石砖，用于淮海钢铁厂5.8m97m预热器窑的烧成带和过渡带。我们对引入的直截缔结镁铝尖晶石砖开展解剖、剖解、入手研制。上世记80年代末在湿法钢铁窑上试工，90年代用于2000t/d窑外解体窑上，砖的机能和采用成效均莫如外国，其重要缘由是我们引用烧结镁砂作为直截缔结镁铝尖晶石砖重要原料之一，烧结镁砂结晶颗粒大、致密，用于生铁窑出产的衬砖颇为得体，它抗腐蚀性强，不易渗入，但致命要害是衬砖脆性大，热震安定性差，所以在钢铁窑上的采用成效莫如外国砖炉龄长。那时海内没有有高纯烧结镁砂，只会用烧结镁砂来做砖，以后冶炼制度引入外国高温竖窑烧镁砂，解决了钢铁窑用高纯烧结镁砂来出产直截缔结镁铝尖晶石砖的事情。镁铝尖晶石砖在钢铁窑上应用已有40余年的历史，当前海内外直截缔结镁铝尖晶石砖已发展成系列化，有多项商品可供钢铁窑应用。镁铝尖晶石砖能常年应用于钢铁窑上，重要是它们的物化机能合用于钢铁窑烧成带和过渡带的要求。1.5镁铝尖晶石砖主要研究方向（1）功能多元化我国目前生产的隔热耐火材料主要为硅质、粘土质、高铝质和刚玉质。其中以高纯莫来石和刚玉质（包括氧化铝空心球）轻质耐火材料制品使用性能最为优良。但是在实际应用中，还是存在着许多不尽如人意的地方。如莫来石质隔热耐火材料使用温度低、高温收缩性大、体积稳定性差、抵抗化学侵蚀的能力不强，且生产成本较高。刚玉质隔热耐火材料体积密度和导热系数较大，隔热效果差，生产成本极高，而且在温度波动较大的场合使用时寿命很低。镁铝尖晶石隔热耐火材料 可以从根本上解决目前存在的问题。充分利用镁铝尖晶石的抗侵蚀、抗热震等高温性能，开发出高强度、耐侵蚀、隔热三重功效的新型耐火材料。既填补了镁铝尖晶石的使用空白，又为隔热耐火材料增添了新品种。（2）生产工艺多样化目前，在工业生产中，为得到致密优质的镁铝尖晶石制品，大都采用二步法合成和高温煅烧。这样，既加重了镁铝尖晶石产品的生产难度，又增加其生产成本。这是影响镁铝尖晶石发展的一个主要因素。因此，首要解决的问题就是要在一步法合成工艺的基础上，改进镁铝尖晶石合成配方，降低烧结温度，从而降低生产成本，增强其市场竞争力。作为耐火材料产品原料的镁铝尖晶石砂，其价格随品级和粒度的不同而变动。一般说来，粒度越小其价格越高。由于镁铝尖晶石的硬度高，破碎时为防止研磨介质混入，需采用特殊设备进行粉碎。因此，要完善其生产工艺流程解决这一问题。通过合理改善镁铝尖晶石质耐火材料的生产配方及工艺流程，可以生产出高品质、低成本的尖晶石制品，提高产品的附加值，以达到市场的要求。（3） 应用技术科学化镁铝尖晶石质不定型耐火材料在使用时需要一整套浇注工艺及专用的浇注设备4，提高了施工成本。这无疑为镁铝尖晶石的应用设置了障碍。尖晶石的含量多少以及加入颗粒大小直接影响着镁铝尖晶石产品的高温性能。因此，要根据使用条件的不同确定其组成。如，方镁石-尖晶石系统中添加石墨制出的尖晶石碳砖，抗热冲击性和高温失重率均明显优于镁碳砖，是铁水预处理及水口（含滑动水口和水口砖）用较优良的耐火材料，在250t钢包渣线部位使用效果比镁碳砖好。刘会林等人研制的镁铁铝尖晶石砖在水泥窑烧成带替代传统的镁铬砖得到了很好的效果。镁铝尖晶石质耐火材料优良的品质和高温性能，决定了其必将替代传统的耐火材料。因此在应用上，要根据实际工作条件不断地探索与研究，使镁铝尖晶石质耐火材料向着更深、更广的领域发展，增加其市场消费量。2 工艺部分2.1 生产工艺要点 （1）原料要求：镁铝尖晶石砖是指以92烧结镁砂和镁铝尖晶石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，使镁铝尖晶石砖的性能最大程度得到发挥，满足使用的需求2。（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。在镁铝尖晶石砖的制作中，除了镁砂外，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。本设计采用湿碾机进行物料的混合。（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。（7）烧成：使砖打到一定的物理化学标准，使之变成符合顾客需要的成品.2.1.1 原料1 镁砂92和镁铝尖晶石的技术指标如表2-1和表2-2所示。表2-1镁砂92的技术指标 原料名称牌号MgO%Al2O3%SiO2%Fe2O3% IgL%颗粒体积密度 g/cm3颗粒组成mmMS9292.401.503.501.0-3.20050表2-2镁铝尖晶石的技术指标原料名称牌号MgO%Al2O3%SiO2%Fe2O3% IgL%颗粒体积密度 g/cm3颗粒组成mm镁铝尖晶石A36.5852.923.331.89-3.200502原料的选择1）镁砂的选择砂是选用特级菱镁石或特级轻烧镁粉为原料在电弧炉中高温熔融而成。方镁石发育完善、晶体大、直接结合率高、结构致密、抗渣性强、高温体积稳定优越。是生产镁碳砖、高级碱性砖和不定型耐火材料的优良原料。2）镁铝尖晶石的选择镁铝尖晶石是具有相同晶体结构的氧化物中的一种，这种晶体结构称为尖晶 石结构。镁铝尖晶石的熔点是2135，是熔点较高的耐火材料。在镁铝尖晶石构造中，Al O、Mg O 之间都是较强的离子键，且静电键强度相等，结构牢固。因此，镁铝尖晶石晶体的饱和结构，使其具有良好的热震稳定性能、耐化学侵蚀性能和耐磨性能，能够在氧化或还原气氛中保持较好的稳定性.3）抗氧化剂镁铝尖晶石砖采用金属添加剂的作用在于防止氧化铝的氧化，被称为抗氧化剂。加入Al可以提高镁铝尖晶石砖的抗热震性，强度，抗氧化性，使其达到厂家的使用标准.2.1.2破粉碎 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。2.1.3 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，筛上料则是重返破粉碎工段重新破碎4。震动筛按照所需要的物料粒度，颗粒粒度为31mm、10mm、0.088m，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。2.1.4 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.2.1.5 配料镁碳质制品生产中采用多级配料，可获得较高的体积密度，特别是适当增大粗颗粒及细粉配比，相应减少中间颗粒的比例，可显著提高砖坯的致密程度。只有符合紧密堆积原理的颗粒组成，才可能获得致密的坯体结构。2.1.6 混练成型 原料经过颚式破碎机和圆锥管磨机的破粉碎之后，一部分变成细粉，一部分以颗粒形式存在，通过微机控制称量车的称量之后，和纸浆废液混合到达湿碾机进行混料。不同的混料设备需要的混料时间不同。若混合时间太长，则易使镁砂周围的石墨与细粉脱落，且泥料因结合剂中的溶剂大量挥发而发干；若太短，混合料不均匀，且可塑性差，不利于成型。 混合的材料到达压砖机之后进行成型。合格的砖坯进入到下一步，经有干燥车将成型的砖坯进行干燥。不合格的砖坯经过推车再返回湿碾机重新混料。然后重复成型.2.1.7 干燥 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。2.1.8 烧成 高温缎烧在耐火材料生产中是必不可少的。即使对日益发展的不定型耐火材料、耐火混凝土亦如此。上述材料在生产过程中虽不经烧成工序，但其骨料等仍然是经过煅烧而成的熟料，而且耐火材料在使用过程中，也可看成是一个媛烧过程。烧成是耐火制品生产中最后一道工序。制品在烧成过程中发生一系列物理化学变化互随着这些变化的进行，气孔率降低，体积密度增大，使坯体变成具有一定尺寸、形状和结构强度的制品。高温隧道窑是耐火材料生产中的重要热工设备，对耐火材料的使用性能、产量及为生产单位带来的经济效应有着极其深远的影响，因而在使用过程中是怎样损毁的就显得尤为重要5。另外，通过烧成过程中的一系列物理化学变化，形成稳定的组织结构和矿物相，具有适用于不同条件下对制品所要求的各种性质。例如，即使在相同温度条件下使用的耐火制品，由于对耐腐蚀性和抗热震性要求不同，在制造时除考虑选用原料、颗粒组成和成型密度等工艺条件外，可通过烧成训整成完全不同的组织结构。前者以烧结成接近于理论密度有利，而后者以烧成具有一定强度而又具有一定孔气率的制品有利。烧成工序一般用隧道窑，其具有操作连续，生产能力大的特点，机械化程度高，燃烧消耗低，烧成制度较易控制，且人工强度低的特点。2.1.9 成品仓库 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.2.2 工艺流程论证原料破碎时，应根据生产能力计算，一个料仓就可满足生产要求，但因产品原料种类不同，因此颚破供料仓选两个。本设计采用PEF250400颚式破碎机，它的出料粒度20mm，设计中的细碎设备采用12004500管磨机，设计符合要求。为了使生产质量提高，即生产的连续进行，在破碎软质粘土时刻调节颚式破碎机的出料口尺寸，使其排出的料符合要求，且因软质粘土易碎，经颚式破碎机破碎，均可满足管磨机进料要求，且对管磨机生产要求很小。废坯在破碎后直接进入泥料罐，不同的混炼设备混炼时间略有差异。若混合时间太长，则易使镁砂周围的石墨与细粉脱落，且泥料因结合剂中的溶剂大量挥发而发干；若太短，混合料不均匀，且可塑性差，不利于成型。本次设计选用的是1600400湿碾机，符合设计要求。配料仓采用单列布置，配料仓采用配料小车3台给湿碾机供料，混炼后的泥料用皮带输送机运至成型车间，装入泥料罐，再经桥式吊钩起重机吊至成型处。本次设计选用的是一台1000吨的摩擦压砖机和4台630吨的摩擦压砖机，混合好的泥料经过摩擦压砖机成型，不合格的返回湿碾机重新混料，达到指标的进行干燥烧成。干燥过程中对砖的打击次数及轻重需要满足要求。制品在烧成过程中发生一系列物理化学变化互随着这些变化的进行，气孔率降低，体积密度增大，使坯体变成具有一定尺寸、形状和结构强度的制品。最后讲达到指标的成品运送到成品仓库。2.3 工艺参数本设计的粒度配比见表2-3. 砖种92烧结镁砂烧结尖晶石A 纸浆废液(%) 配比 (%)镁铝尖晶石砖MA-12 75 25 3.5镁铝尖晶石砖MA-880203.5表2-3镁铝尖晶石砖配料比 本设计镁铝尖晶石砖生产的混合制度见表2-4，干燥制度见表2-5。 表2-4 混合制度项目砖种混合量(千克/小时)混合周期(分钟)镁铝尖晶石砖4.520 表2.5 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(%)干燥车数量（台）2450095016505110084219 2.4 物料平衡计算制砖部分物料平衡计算参数见表2-6。 表2-6 物料平衡计算参数,%名称符号参数 原料在仓库中的存放损失L15 原料洗涤损失L4 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）L32 配比P1-Pq125/2075/805管磨机加入量q235泥料水分W4结合剂贮运损失L52干燥综合废品率F25干燥废品回收率T95车间生产班制见表2-7。 表2-7 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222232班工作时888888镁铝尖晶石砖部分物料平衡见表2-8。表2-8镁铝尖晶石砖部分物料平衡表生产工序项目符号生产班制日班时物料量，吨年日班时原料仓库原料仓库总存放量其中：镁砂92 镁铝尖晶石废砖Q14Q15Q16Q17365/2/827271.867/27271.86717888.473/19245.2486920.236/5563.4612463.158/2463.158149.43554.28134.20213.49774.71727.14117.1016.7489.3403.3932.1380.844破、粉碎总破、粉碎量镁砂92 Q10 Q11365/2/827135.508/27135.50820351.630/21708.406148.688115.23374.34457.6169.2937.202磨碎总磨碎量Q13365/2/89497.428/9497.42852.04126.0203.253配料总配料量其中：镁砂92镁铝尖晶石 纸浆废液Q6Q7Q8Q9365/2/826887.919/26942.23820165.939/21553.7906721.980/4310.758941.077/942.978147.480114.30130.2275.16273.7457.15015.1132.5819.2177.1441.8900.323混合成型总混合量总成型量（指成型后的合格砖坯）Q5Q3365/2/8 29875.466/29935.82026592.798/26592.798163.867 145.71481.93372.85710.242 9.107干燥成品库总烧成量总成品量Q1Q365/3/825263.158/25263.15824000/24000138.428131.50769.21465.7538.6528.219 镁铝尖晶石砖制砖部分物料平衡系数见表2-9。表2-9镁铝尖晶石砖部分物料平衡系数表镁砂92与镁铝尖晶石比综合成品率4:195%破、粉碎总破、粉碎量92烧结镁砂27971.724366.5干燥总干燥量干燥废品量26315.81315.8总磨粉量4286原料仓库总存放量镁砂97镁铝尖晶石废砖2811220198.15622.22291.7总成型量（系指合格砖坯量）配比系数（k值）总混合量27412.3130458.1配料总配料量电熔镁砂97镁铝尖晶石纸浆废液27412.321929.845428.461370.6 2.5 生产设备根据设备的选型计算得到主机平衡表，见表2-10。表2-10 主机平衡表工序名称设备及规格主机作业率（%）生产能力（吨时）设备台数（台）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MS92PEF250400颚式破碎机8019.844121.6452破碎尖晶石PEF250400颚式破碎机802.642120.2191粉碎MS92900短头圆锥破碎机6013.2304.52.943粉碎尖晶石 60 3.498 4.5 0.777 1磨碎12004500管磨机 753.3342.5 1.3342混合1600400湿碾机7014.6314.53.254成型630吨摩擦压砖机1000吨摩擦压砖机65712.6 仓库设施1 成品库一般要求：成品库一般均设层盖，镁质制品应设墙。2 成品库堆放高度按部颁标准执行，一般堆设高度1.9m。3 成品库的有效面积是70%。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2-11。表2-11 各种原料的运输方式原料运料方式搬运方式镁砂92汽车抓斗镁铝尖晶石汽车推车AL粉汽车推车废砖、废坯推车抓斗 各种原料和成品贮量、堆放方式及仓库的规格见表2-12。表2-12 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贮存天数（天）长度(米)宽度(米)原料仓库镁砂97304824镁铝尖晶石3018成品库成品砖301003 车间安装、检修与维护措施安装、检修与维护的原则如下：1） 保证人参安全，严格规定安全制度2） 正常情况下不许停窑3） 在事故状态下，都想尽快冷却（包括冷却机，预热系统事故）进去检修4） 认真地执行点火升温和冷窑制度5） 挂好和保持好窑皮对延长碱性砖的使用寿命至关重要遵循技术规律，抓好使用过程的各个环节的管理 4 生产车间除尘及安全措施车间除尘选用的除尘设备：旋风除尘器。气箱脉冲袋除尘器是从美国富乐（Fuller）公司引进的高效袋除尘器，它综合了分室反吹和脉冲喷吹等袋式除尘器的优点，克服了分室反吹清灰强度不足，喷脉冲清灰和过滤同时进行的缺点，因而扩大了袋除尘器的应用范围，由于这种类型的除尘器在结构上有其独特之处，所以提高了效率，延长了关键部件的使用寿命。 气箱脉冲袋式除尘器可广泛用于水泥厂的破碎、包装、库顶、熟料冷却机和各种磨机等工艺设备后的除尘。如对除尘器的结构的作局部的调整，增设防燃防爆措施，除尘器也可用于爆炸性粉尘捕集，如煤粉、面粉、木屑和具爆炸性的金属，非金属化合物等。同时由于其自身的结构特点，它还可以直接用于处理1000g/Nm3的高含尘浓度气体，如处理O-Sepa选粉机或立式磨粉系统含尘气体时无需一级预除尘。目前除在水泥工业得到广泛应用外，在冶金钢铁、化工、机械、粮食、电力等行业了已充分运用。得到了良好的社会环境效益。5 本设计的主要特点本设计的主要特点如下：本次设计镁铝尖晶石产量比较大，工作量比较大，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。其中环保方面体现在：在无机非金属材料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。所以将颚式破碎机布置在地下，破碎料从地下通过皮带运输至破粉碎车间，减少了粉尘排放，而且占用面积小。除此之外本厂还选用圆锥破碎机以及球磨机等高密封设备，并采用气力输送球磨料，减少粉尘排放，并且在易于产生粉尘和烟尘车间采用了高效的除尘设备。 6 技术经济技术经济是研究技术中的经济问题。任何一个设计要求技术是最先进的，经济是合理的，两者需要有机的配合。技术与经济是矛盾对立并且统一着。先进的技术是经济增长的源泉。不同的方法和途径所需的投资，工人数量以及原材料、燃料动力等消耗数量是不同的，生产经费也不会一样，因此各方案经济效果不同。经过评价，寻求最优方案，从而为决策提供科学依据。编制劳动定员即规定企业各部门为正常生产所必须的各类人员的数量。劳动定员与工厂的生产规模、生产方法、技术装备、机械化和自动化水平以及所采用的工艺流程等因素有关。根据设备台数，车间划分和车间分布情况，按设备岗位，工种和劳动定额等。配备生产工人劳工定员。企业各个部门必须严格遵守安全守则，确保个人的人身安全。安全是第一位的。在安全保证的情况下才能正常施工。中国每年因为安全问题死去的人很多很多，我们应该在安全方面下大功夫，保证每一个人的人身安全。致谢本设计在罗旭东导师的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。不仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法，还使本人明白了许多为人处事的道理。本次设计从选题到完成，每一步都是在导师的悉心指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！在写设计的过程中，遇到了很多的问题，在老师的耐心指导下，问题都得以解决。所以在此，再次对老师道一声：老师，谢谢您！参考文献1DrDOsefNiveOll.Friendlyalternatives.InternatiOnalCementReview,1996(9):50522 张文杰, 李楠. 碳复合耐火材料M. 北京: 科学出版社, 1986: 20353 张兴业, 李宗英. 我国钢包用耐火材料的品种及应用J. 山东冶金, 2007, 29(2): 11154 杨少锋. 大型钢包渣线砖的侵蚀机理D. 武汉科技大学硕士学位论文, 2007: 35胡世平,郑化振,王慧洲.水泥窑用方镁石-尖晶石砖.耐火材料,1996,30(1):33366徐学英.水泥窑用方镁石-尖晶石砖.水泥、玻璃、陶瓷工业用耐火材料学术研讨会.湖南湘潭,1997:159162附 录一 计算部分MA-121)烧结尖晶石砖 24000吨/年1、 物料种类的配比92烧结镁砂： 75% 烧结尖晶石A： 25% 纸浆废液：3.5%（外加）2、颗粒级配92烧结镁砂: 31mm: 30%; 10mm: 15%; 0.088mm: 35%尖晶石： 31mm: 20%2）计算（1） 总成品量Q=24000吨/年（2） 总烧成量Q1=Q/(1-F1)=24000/(1-5%)=25263.158 式中F1烧成综合废品率 F1=5%（3） 烧成废品量f1=Q1-Q=25263.158-24000=1263.158吨/年（4） 总干燥量Q2=Q1/（1-F2）=25263.158/（1-5%）=26592.798 式中：F2干燥综合废品率 F2=5%（5） 干燥废品量f2=Q2-Q1=26592.798-25263.158=1329.640（6） 总成型量Q3=Q2=26592.798吨/年（7） 总混合量Q4=Q3/（1-F3）=26592.798/(1-10%)=29636.462吨/年 式中：F3包括成型废坯和不合格泥料的循环混练量 F3=10% （8） Q5=Q4/k=29875.466吨/年 k-镁铝尖晶石的配比系数 = 1P（L2+W3-L2W3）+（1-P）W1=1-0.25（0+0-00）+（1-0.25）0.01=0.992式中：L2原料的灼烧量L2=0 W3 原料干燥后的水分W3=0 W1原料水分W1=1%(9) 总配料量Q6=Q5K（1-F3）=29875.466(1-10%)=26887.919吨/年其中92镁砂的配料量Q7=Q6（1-P）=26887.9190.75=20165.939吨/年烧结尖晶石的配料量Q8=Q6P=26887.9190.25=6721.980吨/年（10）外加纸浆废液Q9=Q6q1=26887.9193.5%=941.077吨/年 式中q1-外加纸浆废液配比q1=3.5%（11）总破粉碎量：Q10 =Q/K（1F1）（1F2）（1L3）式中L3：原料加工运输损失 L3=2%Q10=24000/1（10.05）（10.05）（10.02）=27135.508吨/年其中92烧结镁砂的破碎量：Q10= Q（1p）/K（1F1）（1F2）（1L3）Q11=24000（10.25）/1（10.05）（10.05）（10.02）=20351.630吨/年其中烧结尖晶石A的破碎量：Q11= Qp/K（1F1）（1F2）（1L3）Q12=240000.25/1（10.05）（10.05）（10.02）=6783.878吨/年 (12)总磨碎量Q13= Q10q2=27135.50835%=9497.428吨/年 式中：q2管磨机细粉的加入量q2=35%（13）原料仓库存放量Q14=Q(1W3)P(W2W3)/K(1F1)(1F2)(1L3)(1L1)(1W2)=24000(10)25%0/ 1(10.05)(10.05)(10.02)(10.005)=27271.867吨/年 式中：L3原料加工运输损失 L3=2%92镁砂的存放量Q15=Q（1P）/K（1F1）（1F2）（1L3）（1L1）QTF2K1F1(1F1)/K(1F1)(1F2)=240000.75/1(10.05)(10.05)(10.02) 240000.95 0.0510.05(10.05)/1(10.05)(10.05)=17888.473吨/年镁铝尖晶石的存放量Q16=Q14-Q15-Q17=27271.867-17888.473-2463.158=6920.236吨/年回收废砖，废坯存放Q17=Tf1+Tf2/K1=0.951263.158+0.951329.640/1=2463.158吨/年式中T=0.95-干燥，烧成废品回收率 K1=K=1（14）纸浆废液总存放量Q18=Q9/(1-L3)= 941.077/(1-2%)=960.283吨/年3）总计算量：1 总成品量 Q=24000吨年2 总烧成量 Q1=25263.158吨年3 总烧成废品量 f1=1263.158吨年4 .总成型量 Q3=26592.798吨年5 总混合量 Q5=29875.466吨年6 总配料量 Q6=26887.919吨年其中92镁砂的配料量 Q7=20165.939吨年其中镁铝尖晶石的配料量 Q8=6721.980吨年其中纸浆废液的配料量 Q9=941.077吨年7 总破碎量 Q10=27135.508 吨年其中92烧结的破碎量 Q11=20351.630吨年其中镁铝尖晶石的破碎量 Q12=6783.878吨年8 总磨碎量 Q13=9497.428吨年9 原料在仓库的存放量 Q14=27271.867吨年其中92烧结的存放量 Q15=17888.473吨年其中镁铝尖晶石的存放量 Q16=6920.236吨年其中废砖坯的存放量 Q17=2463.158吨年其中纸浆废液的存放量 Q18=960.283吨年MA-81）烧结尖晶石砖 24000吨/年1、物料种类的配比92烧结镁砂：80%烧结尖晶石A：20% 纸浆废液：3.5%（外加）2、颗粒级配92烧结镁砂: 31mm：30%; 10mm：15%; 0.088mm：35%烧结尖晶石A： 31mm：20%2）计算（1）总成品量Q=24000吨/年（2）总烧成量Q1=Q/(1-F1)=24000/(1-5%)=25263.158吨/年 式中F1烧成综合废品率 F1=5%（3）烧成废品量f1=Q1-Q=25263.158-24000=1263.158吨/年（4）总干燥量Q2=Q1/（1-F2）=25263.158/（1-5%）=26592.798吨/年 式中：F2干燥综合废品率 F2=5%（5）干燥废品量f2=Q2-Q1=26592.798-25263.158=1329.640吨/年（6）总成型量Q3=Q2=26592.798吨/年（7）总混合量Q4=Q3/（1-F3）=26592.798/(1-10%)=29636.462吨/年 式中：F3包括成型废坯和不合格泥料的循环混练量 F3=10%（8） Q5=Q4/k=29935.820吨/年 k-镁铝尖晶石的配比系数 = 1P（L2+W3-L2W3）+（1-P）W1=1-0.2（0+0-00）+（1-0.2）0.01=0.990式中：L2原料的灼烧量L2=0 W3 原料干燥后的水分W3=0 W1原料水分W1=1%（9）总配料量Q6=Q5K（1-F3）=29935.820(1-10%)=26942.238吨/年其中92镁砂的配料量Q7=Q6（1-P）=26942.2380.8=21553.790吨/年烧结尖晶石的配料量Q8=Q6P=21553.7900.2=4310.758吨/年（10）外加纸浆废液Q9=Q6q1=26942.2383.5%=942.978吨/年 式中q1-外加纸浆废液配比q1=3.5%（11）总破粉碎量：Q10 =Q/K（1F1）（1F2）（1L3）式中L3：原料加工运输损失 L3=2%Q10=24000/1（10.05）（10.05）（10.02）=27135.508吨/年其中92烧结镁砂的破碎量：Q10= Q（1p）/K（1F1）（1F2）（1L3）Q11=24000（10.20）/1（10.05）（10.05）（10.02）=21708.406吨/年其中烧结尖晶石A的破碎量：Q11= Qp/K（1F1）（1F2）（1L3）Q12=240000.20/1（10.05）（10.05）（10.02）=5427.102吨/年(12)总磨碎量Q13= Q10q2=27135.50835%=9497.428吨/年 式中：q2管磨机细粉的加入量q2=35%（13）原料仓库存放量Q14=Q(1W3)P(W2W3)/K(1F1)(1F2)(1L3)(1L1)(1W2)=24000(10)20%0/ 1(10.05)(10.05)(10.02)(10.005)=27271.867吨/年 式中：L3原料加工运输损失 L3=2%92镁砂的存放量Q15=Q（1P）/K（1F1）（1F2）（1L3）（1L1）QTF2K1F1(1F1)/K(1F1)(1F2)=240000.8/1(10.05)(10.05)(10.02) 240000.95 0.0510.05(10.05)/1(10.05)(10.05)=19245.248吨/年镁铝尖晶石的存放量Q16=Q14-Q15-Q17=27271.867-19245.248-2463.158=5563.461吨/年回收废砖，废坯存放Q17=Tf1+Tf2/K1=0.951263.158+0.951329.640/1=2463.158吨/年式中T=0.95-干燥，烧成废品回收率 K1=K=1（14）纸浆废液总存放量Q18=Q9/(1-L3)= 942.978/(1-2%)=962.222吨/年3）总计算量：1 总成品量 Q=24000吨年2 总烧成量 Q1=25263.158吨年3 总烧成废品量 f1=1263.158吨年4 总成型量 Q3=26592.798吨年5 总混合量 Q5=29935.820吨年6 总配料量 Q6=26942.238吨年其中92镁砂的配料量 Q7=21553.790吨年其中镁铝尖晶石的配料量 Q8=4310.758吨年其中纸浆废液的配料量 Q9=942.978吨年7 总破碎量 Q10=27135.508 吨年其中92镁砂的破碎量 Q11=21708.406吨年其中镁铝尖晶石的破碎量 Q12=5427.102吨年8 总磨碎量 Q13=9497.428吨年9 原料在仓库的存放量 Q14=27271.867吨年其中92烧结镁砂的存放量 Q15=19245.248吨年其中镁铝尖晶石的存放量 Q16=5563.461吨年其中废砖坯的存放量 Q17=2463.158吨年其中纸浆废液的存放量 Q18=962.222吨年二 原料仓库的选择计算原料仓库采用单侧封闭卸料式，丙种料堆方式，料堆长度I丙=18.95米，料堆体积V丙=887.41米3，料堆中心线距仓库柱线距离L=9.475米。计算基础的确定：1） 原料仓库的跨距B，一般取B=24米。2） 各种原料的要求贮量Qn吨。3） 各种原料的堆积比重料=2.1吨米4） 原料的贮存时间：92烧结镁砂： 30天烧结尖晶石： 30天5） 料堆长度：a) 92烧结镁砂每月的堆放量（17888.473+19245.248）/12=3094.477吨/月，3094.499/（646）=8堆所以92烧结镁砂用8堆 取L1=48米b) 烧结尖晶石A每月堆积量（6920.236+5563.461）/12=1040.308吨/月 1040.308/（646）=2.71 取 L2=18米 c) 废砖坯每月堆放量q=（2463.158+2463.158）/12=410.526吨/月 410.526/（646）=1 所以废料用1堆 取L3=6米d) 纸浆废液每月堆放量（960.283+962.222）/12=160.209吨/月 160.209/（646）=0.417 取L4=6米e) 料堆间的距离，料堆间设隔离墙f=1米，高2米厚40厘米f) 仓库端部无效区 I端=3米g) 仓库的总长度L=L1+L2+L3+L4+ nf+2I端式中：n 料堆间隔数目 n=3所以，仓库总长度L=48+18+6+6+31+3=84米因此，原料仓库长为84米，宽为24米三 破粉碎设备的选择计算GN-要求主机小时产量 吨小时 Gy-物料平衡量 吨年k-年工作日数 日年 k-日工作班数 班日k-班工作小时数 小时班 -选定主机作业率（1）颚式破碎机的选择：（选定主机作业率-80） MS92主机要求产量GN=( 22406.600+ 23948.656)365280.8=19.844吨小时 选择设备规格：颚式破碎机PEF250400，生产能力1215吨小时 设备台数n=19.84412=1.654（台） 取2台 烧结尖晶石主机要求产量GN=( 7468.867+ 4789.731)365280.8=2.624吨小时 选择设备规格：颚式破碎机PEF250400，生产能力1215吨小时 设备台数n=2.62412=0.219（台） 取1台 （2）短头圆锥破碎机：（选定主机作业率-60） 主机要求MS92产量GN=( 22406.600+ 23948.656)365280.6=13.230吨小时 选择设备规格：900短头圆锥破碎机，生产能力4.0-4
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