课程设计---年产300万㎡釉面砖陶瓷厂工艺设计.doc

课程设计（学年论文）说明书课题名称： 年产300万釉面砖陶瓷厂工艺设计 专业班级： 无机非金属材料科学与工程专业01 学生学号： xxx 学生姓名： xxx 学生成绩： 指导教师： xxx 课题工作时间： 2011.11.9 至 2011.11.18 xxx 填写说明：1. 表中第一、二、三、六项由指导教师填写；第四、五两项由学生填写。2. 表中第一、二、三在在课程设计（学年论文）开始前填写，第四、五、六项在课程设计（学年论文）完成后填写。3. 本表格填写完整后连同正文装订成册。一、设计任务1、查阅资料，了解釉面砖生产工艺的发展现状；2、全厂工艺流程设计、绘制全厂工艺流程框图（2号图纸）；3、物料平衡计算；4、设备选型计算；5、绘制全厂总平面布置图（1号图纸）。6、编写课程设计说明书7、答辩二、进度安排1、第一周：工艺流程设计、物料平衡计算、设备选型计算、绘制全厂工艺流程图；2、第二周：绘制全厂总平面布置图、编写设计说明书、答辩。三、参考资料或参考文献1、中国硅酸盐学会陶瓷分会建筑卫生陶瓷专业委员会主编. 现代建筑卫生陶瓷工程师手册. 中国建材工业出版社，19982、刘晓存主编. 无机非金属材料工厂工艺设计概论. 中国建材工业出版社，20083、吴晓东主编. 陶瓷厂工艺设计概论. 武汉工业大学出版，19924、郑乐华主编. 陶瓷工厂设计手册. 华南理工大学出版社，1990指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日设计依据及要求一、物料衡算依据1、生产技术指标项目指标生产任务年产300万釉面砖产品质量标准吸水率不大于21%；莫氏硬度不小于6；光洁度大于70；抗折强度不小于27MPA；耐磨度小于100mm2；耐酸度大于95%。产品规格2003007mm3产品密度2.23g/cm3产品单重15.61/料：球：水1:1.8:0.5泥浆含水率33.3%泥浆比重1.75g/cm3粉料含水率8入窑水分 4.2%施釉量60 g/片烧成制度一次烧成烧成温度1110烧成周期45分钟烧成合格率95%主机年工作日330天2、各工序工艺参数项目指标（%）检选包装损失率 2烧失率5烧成废品率5储坯破损率2施釉破损率1施釉（釉料）损失率2干燥破损率1成型破损率2喷雾干燥损失率1泥浆过筛除铁损失率1球磨损失率1原料储运损失率1喷干回坯率1成型回坯率13、原料配比坯料配方原料硅灰石高岭土气刀土瓷石石英长石% 35 20 1515 5 10三聚磷酸钠（外加）：0.4%高岭土含水率12、气刀土含水率10釉料配方原料熔块氧化锌气刀土%105二、总平面设计依据建筑物名称层数建筑面积（m2）结构形式个数原料堆棚110852砖混1原料车间17290钢混1成型烧成联合车间172120钢混1成品库17248砖混1汽车库13042砖混1机修车间14230砖混1煤气发生站14536砖混1煤气处理12430砖混1煤堆场14545砖混1锅炉房13033砖混2空压站1225砖混1配电站13021砖混1蓄水池12424砖混1宿舍楼61533砖混2食堂22415砖混1门卫室118砖混3停车场115301综合楼33045砖混1地磅房136砖混1实验大楼34230砖混11、总平面设计主要任务1）划分厂区，以夏季主导风向为东南风确定各区相互之间的位置，勾画总平面轮廓图草图；2）确定建筑物、构筑物的形状和位置，绘制总平面轮廓图；3）选定厂内外及各车间的运输方式与运输设施；4）运输线路设计；5）绘制总平面布置图。2、总平面设计主要经济技术指标1)厂区面积(m2)；69788.32392)建筑面积(m2) ；389883)建筑系数() ；55.874)场区利用系数() ；715)绿化系数() 。15四、课程设计（学年论文）摘要（中文）陶瓷厂设计是无机非金属材料工艺设计这门课最基本的要求，也是作为无机非金属材料专业学生必备的技能。随着社会的进步和生活水平的提高，人们对陶瓷装饰技术的关注度越来越高。也正是在这样的大环境下，釉面砖市场蓬勃发展。本文以设计陶瓷釉面砖厂为例，对其工艺流程，技术指标，物料平衡计算，设备选型，厂区平面布置等进行了详细的阐述和计算，并严格按照工艺要求设计厂区平面图。关键词：釉面砖、工艺流程、设备选型、物料平衡计算五、课程设计（学年论文）摘要（英文）Ceramics factory design process design of inorganic non-metallic materials, the most basic requirements of this course, but also as an inorganic non-metallic materials students the necessary skills. Along with social progress and living standards improve, peoples concern for ceramic decoration technology is increasing. It is also in this environment, glazed market to flourish. In this paper, design of ceramic glazed tiles factory, for example, its process, technical specifications, material balance calculations, equipment selection, plant layout, etc. described in detail and calculations, and in strict accordance with the process to design the factory layout.Keywords: glazed tiles, process, equipment selection, material balance calculations六、指导教师评分评价内容具 体 要 求权重得分调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。10实践能力独立设计、计算、绘图的能力（课程设计）；能正确选择研究（实验）方法，独立进行研究的能力（学年论文） 15分析解决问题能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题（课程设计）；或能对课题进行理论分析，得出有价值的结论（学年论文）。15工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大，工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。10质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理（或设计过程完整，设计内容完全）；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文（设计）结果有参考价值。40外语和计算机应用能力在课程设计或学年论文中，能够体现外语和计算机的应用能力。5创新工作中有创新意识；对前人工作有改进或独特见解。5综合评语指导教师签字： 年 月 日 七、答辩记录记录人（签字）： 年 月 日答辩意见及答辩成绩答辩小组教师（签字）： 年 月 日课程设计（学年论文）总评成绩：（指导教师评分80%+答辩成绩20%）1.釉面砖生产工艺发展现状陶瓷釉面砖是建筑陶瓷的重要组成部分，它具有坚固耐久、防火、防水的性能和装饰建筑的优点 ，其传统生产方法是采用二次烧成工艺，即在12001280进行素烧，然后经施釉在11501200进行釉烧。从二十世纪60年代，国外出现了一次烧成的方法，到70年代这种工艺取得较的突破和进展这种方法和传统方法相比较，不但节约能源，而且工艺稳定。陶瓷釉面砖传统生产作业为二次烧成方法，即生坯先经过第一次煅烧（通常为高温素烧作业），素烧坯施釉后在经过第二次煅烧（常为低温釉烧）。我国大多数工厂采用釉面砖二次烧成的传统工艺流程如下：配料、坯粉制备-压制成型-素烧（1200、周期50h）-产品检验、包装。传统二次烧成工艺与设备的缺点是：（1）生产周期长、素烧装匣难以实现快烧工艺（2）燃烧和生产管理费高（3）匣钵、棚板材料消耗大。优点在于：（1）素烧坯具有良好吸釉浆及耐受机械加工能力（2）避免坯料灼减成分对釉料质量的影响（3）素烧后剔除的废品，既能回坯再加工，又可节省价格高昂的釉料。20世纪50年代，开始出现一次烧成工艺，70年代以后，釉面砖一次烧成工艺迅速发展，西欧的意大利、法国、联邦德国在低温快烧釉面砖坯、釉配方工艺与技术装配研究进一步发展。釉面砖一次烧成技术，不仅在于烧成工艺和窑炉本身，它还与坯、釉的配方体系、坯体质量、釉层的附着乃至坯釉结合，窑具选用等密切相关。从坯料而言，粉料应粘性适中、成型性能好，生坯强度及施釉渗透性良好、烧成灼减量低和收缩小，在低烧结情况下具有足够的产品强度、以及尽可能小的吸湿膨胀性和高的抗后期龟裂能力。目前，国内外生产中多采用烧减量少的粘土、叶腊石、滑石等原料制成低温快烧面砖。产品釉面格调素雅高贵，整体性能好，具有烧成收缩小、平整度好、釉面晶莹剔透、吸水率低、抗折强度高、吸湿膨胀小等优点。一次烧成釉面砖的发展和改进，其方向大都是放在如何进一步缩短烧成周期，以及在不降低产品质量的前提下，如何尽量使用廉价原料这些课题上。从国内外发展趋势来看，一次烧成已成为釉面砖工艺技术的发展方向随着科学技术的不断提高，新材料、新技术的应用，对促进釉面砖的生产工艺、设备及装饰手段的多样化等等的发展，必然会带来巨大的影响。2.工艺流程设计 全厂工艺流程: 原料进厂地磅过称取样化验铲车配料电子喂料机皮带运输湿法球磨压力放浆放浆池过筛除铁贮浆池工作罐柱塞泵喷雾干燥塔造粒过筛皮带运输斗式提升机料仓闷料陈腐备用送料压制成型干燥降温、吹灰喷水上底釉上面釉储坯两次洗边多道印花干燥生坯检验烧成拣选包装入库釉料: 熔块配料球磨放浆池过筛除铁陈腐备用 生料3.物料平衡计算以一次烧成为例 年出窑量（烧成量）= 工厂年产量/（1-检验、包装废品率） 年装窑量= 年出窑量/（1-烧成废品率） 年施釉量= 年装窑量/（1-施釉废品率） 年干燥量= 年施釉量/（1-干燥废品率） 年成型量= 年干燥量/（1-成型、修坯废品率） 年坯料需要量= 废坯泥回收量（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 年泥料破碎、粉碎加工量（干基）= 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） 各种原料处理量（干基）= 年泥料破碎、粉碎加工量（干基）该原料在配料中的比例（%） 各种原料进厂量（湿基）=各种原料处理量（湿基）（1-储存损失率）（1-洗选损失率）（1-自然含水率） 各种原料购入量（湿基）=各种原料进厂量（湿基）（1-运输损失率） 表1、物料平衡计算表产品名称规格mm单重/年产量釉烧万t检、包损失率（）万片/年t/年釉面砖200300715.613004683025102.0447785.71装窑施釉干燥损失率（）万片/年（不含灼减）t/年损失率（）万片/年t/年损失率（）t/年9.755370.7552948.162.985535.7154574.48155125.74成型喷雾干燥年坯料加工量损失率（）t/年损失率（）t/年成型回坯率喷干回坯率t/年256250.75156818.941156830.47注：年坯料加工量=年喷雾干燥量-（年成型量成型回坯率+年喷干量喷干回坯率）；年釉料需要量=年施釉量/（1-施釉损失率）=5535.71（1-2）603389.10 t计算方法同坯料；表2 坯料加工计量表原料名称硅灰石高岭石气刀土瓷石石英长石合计配方（）35201515510100各原料加工量t/19890.6611366.098524.578524.572841.525683.0156830.47原料进厂量储运损失率%111111含水率%1210t/a20091.5813046.489567.428610.682870.225740.4159926.79注：坯料配方中外加三聚磷酸钠（0.4%）表3 釉料加工计量表 原料名称熔块氧化锌气刀土合计配方（%）85105100釉料需要量t/a288074338.91169.463389.10过筛除铁损失率%111t/a2909.84342.33171.173423.34球磨损失率%111t/a2939.23345.79172.903457.92原料进厂量储运损失率%111含水率%10t/a2968.92349.28194.053512.254.设备选型计算1. 陶瓷球磨机选型Q：配合料年加工量，t/年; F：每台球磨机的加工量，t/台；H：设备的年时基数（h）; t：球磨周期(h)，坯料制备20h，釉料制备34h；K：不平衡系数，取1.2.M=KQt/(FH)（1）坯料：（选择生产能力在30t左右） 型号：21003000 加工量（装球量）：15t/台 筒体转速（r/min）：23.7 给料粒度（mm）：25 出料粒度(mm)：0.0740.4 产量（t/h）：6.536 电机功率（kw）：155 机重（t）：34.8 台数：6生产厂家：洛阳中德重工有限公司（2）釉料：（选择生产能力在2t左右） 型号：12002000 筒体内径：1200 筒体转速（r/min）：35 电机功率（kw）：30 装球量：2.81t 给料粒度（mm）：25 处理能力（t/h）：1.1-2.5 机重（t）：7.78 生产厂家：郑州江泰重工机械有限公司2 .喷雾干燥塔计算M:喷雾干燥塔台数 Q：粉料加工量,t/dF:喷雾干燥塔每小时蒸发的水量，kg水/h K:不平衡系数，取1.2w1:泥浆含水率33.3% w2:粉料含水率8%M=K1000Q(w1-w2)/24330F (1-w1)(1-w2) 若取喷雾干燥塔每小时蒸发水量F=2000kgH2O/h,则需要喷雾干燥塔台数M=2台。选型如下：型号系列：LPG2000 水分蒸发量（kg/h）：2000 转速（r. p. m）：800015000 离心喷雾头转动形式：机械传动 热源（自选）：煤气 入口温度：140350自控 出口温度：8090 喷雾直径：180340生产厂家：常州市范强干燥设备有限公司3、压砖机N：压机台数 Q:每天需要成型量 F:每台压机每天压片数量（F=压机每天工作班次每班工作时间压机每分钟压制次数压机每次压制片数） K:不平衡系数，取1.2N=K*Q/F若F取压机的年成型片数，则N*F=1.25705.56万片=6846.67万片，所以若取压机的年成型片数F=3500万片，则压砖机台数N=2台。选型如下：型号：HP2590 最大压制力：25900KN 模芯顶出力：220KN动梁最大行程：160mm 左右立柱间净空：2000mm 动梁工作面宽度：850mm最大填料深度：60mm 空循环次数可达：22/min 周期加压次数：23主电机功率：90kw 整机重量：85t 冷却水量：18立方米/时 系统装油量：950L4、浆池q:泥浆日产量，t/d; D:泥浆贮存天数，d均取1天 P:有效容积系数，取0.8 V:浆池容积 R:泥浆密度，坯料取1.74t/m3 釉料取1.80t/m3Z=qD/(PVR)泥浆含水率w=33.3%对于坯料生产的泥浆日产量（干基）q=泥浆日产量年工作日=56250.75330=170.5t/d；对于釉料生产的泥浆日产量（干基）q= 3423.34330=10.4t/d将各数据代入公式得坯料生产的和釉料生产的泥浆贮存总量即浆池数量Z与浆池容积V之积分别为Z*V=245.8 m3和15.0 m3，又因为浆池数量与球磨机台数对应，所以坯料生产和釉料生产所对应的浆池数Z分别为6和2，所以对于坯料生产的浆池数量Z=5，每个浆池的容积V=245.8/6=40.96 m3； 对于釉料生产的浆池数量Z=2，每个浆池的容积V=15/2=7.5 m3。5、辊道窑考虑到一般一窑一压机，而压片机为2台，所以辊道窑的台数也应该是2台日装窑量Qd （m2/d） 烧成周期t（min） 辊道窑有效内宽B（m） 每片砖（产品）长度a0 （m）、宽度b0（m） 坯体烧成收缩率 坯体间距j（m） 1） 砖坯实际占用宽度b（m）：2） 窑宽方向摆放砖坯数nB ：3） 窑长方向摆放砖坯数（砖坯排数）n：4） 砖坯实际占用长度a（m）：5） 辊道窑的有效长度L0（m）：6） 辊道窑的实际长度L（m） 辊道窑每个模块的有效长度l（m）模块数量Nr日装窑量=年装窑片数每片面积年工作日=5370.57万0.06330=9764.7，所以每台辊道窑的日装窑量=9764.72=4882.35，。烧成周期t=45min，每片砖长度a0=0. 3m，宽度b0=0. 2m，若取烧成收缩率w=8%，坯体间距j=0.02m，辊道窑有效宽度设为B（m），有效长度设为L0(m),则坯体实际占用宽度b= b0/(1-w)+j=0.224m，则窑宽方向摆放片数n1=B/b,则窑长方向摆放片数n2=Qt/(1400 a0*b0*n1),坯体实际占用长度a= a0/(1-w)+j=0.346m, 辊道窑有效长度L0=n2*a，联立各式辊道窑的有效长宽之积（有效面积）得：L0*B=Q*t *a*b/(1440 a0*b0)=202.7，所以应选择2台辊道窑有效长宽之积（有效面积）均为202.7的辊道窑。意大利萨克米公司窑炉 内径：2400mm 烧成温度：1110有效内径：2160mm 烧耗：430480kcal/kg 周期：30120min辊棒长度：3330mm 辊棒直径：45mm 有效窑长：93800mm实际窑长：96000mm5、连续式辊道干燥器干燥器一般也应该与窑配套，所以也选两台。数据已知的量与上面所选的辊道窑一样，其中不同的就是这里每台干燥器Q应该取日干燥量，而不是日装窑量，即Q=年干燥片数每片面积工作日台数=5591.44万0.063302=5083.1，最后得出的辊道干燥器的有效面积=211.0。若选择有效宽度B仍为2.5m，则辊道窑的有效长度为84.4m，即辊道干燥器的实际长宽应该分别略大于84.4m和2.5m。二、辅助设备选型1、地中衡(地磅)：型号：SCS-150 最大称料量：150t 分度值：50kg 生产厂家：武汉六顺标准衡器有限公司2、铲车型号：LW300F 牵引力：90KN 额定载荷：3.0t 自重：10.0t 额定斗容：1.8m3 卸载高度：2892mm生产厂家：徐工集团3、皮带输送机基带宽：1000mm 倾角：30-90 挡边高度：160-240mm输送量：428-683m3/h 带速：1.0-2.5m/s 功率：4.0-75KW生产厂家：海安县华冠建机阀门有限公司4、施釉线产品型号：AT0612 摆动电机功率：1.5KW 抛光磨头数：12个磨头电机功率：2.2KW 工作宽度：640mm 工作厚度：8-20mm整机重量：600kg 输送带速度：2-6n/mm 耗水量：40L/min 输送带速度：2-6n/mm 耗气量：12L/min 主传动电机功率：2.2KW磨头电机功率：2.2KW 生产厂家：佛山市爱陶机电设备有限公司5、喂料机型号：BW1000 输送能力：200 m3/h 动力功率：22 kw 外形尺寸：10004000 mm 重量：8 t 生产厂家：新乡市蒲东机械有限公司6、振动筛型号：3YK1548 筛面层数：3 筛网面积(m2) ：6.4 筛孔尺寸（mm）： 5-50 最大进料（mm）400 处理能力（m3/h）：22.5-162 振动频率（r/min）：