年产35000吨镁碳砖车间设计说明书

年产35000吨镁碳砖车间设计摘要当今社会经济迅速发展，国家对于钢铁的需求量也随之增大，决定钢铁产量与成本的就是耐火制品。而镁碳砖作为一种优质的耐火材料，以其优良的抗碱性渣侵蚀能力和良好的热震稳定性，被广泛的应用于电炉、转炉、精炼炉及钢包内衬等重要的部位。本设计是年产35000吨转炉用镁碳砖MT14B和MT18C生产车间设计，以电熔镁砂和鳞片石墨为主要原料，酚醛树脂作为结合剂，金属AL粉作为抗氧化剂。本设计介绍了镁碳砖的发展历史、分类组成、性能、损毁机理以及未来发展；详细的叙述了所设计产品的工艺流程、设备选择及工艺流程布置进行了阐述与论证；对各工段所需物料量和机械设备数量进行了物料平衡计算和设备选择计算。本设计的主要特点是工艺流畅，布局合理，环境污染小，对废砖坯体进行回收再利用降低成本，自动化程度高，安全保护措施完善等优点。关键词镁碳砖；生产工艺；车间设计ABSTRACTINTODAYSRAPIDDEVELOPMENTOFSOCIALECONOMY,THEDEMANDFORSTEELINOURCOUNTRYISALSOINCREASINGTHEREFORE,WHATDETERMINESSTEELPRODUCTIONANDCOSTAREREFRACTORYPRODUCTSHOWEVER,MAGNESIACARBONBRICKASAKINDOFHIGHQUALITYREFRACTORYMATERIALS,WITHITSEXCELLENTALKALINESLAGEROSIONRESISTANCEANDGOODTHERMALSHOCKRESISTANCE,ISWIDELYUSEDINELECTRICFURNACE,CONVERTER,REFININGFURNACE,LADLELINING,ANDOTHERIMPORTANTPARTSTHISDESIGNISFORYEARLYPRODUCING35000TONSOFCONVERTERMAGNESIACARBONBRICKMT14BANDMT18CPRODUCTIONWORKSHOPDESIGN,FUSEDMAGNESIAANDFLAKEGRAPHITEASTHEMAINRAWMATERIALS,PHENOLICRESINASBINDER,METALLICALPOWDERASANTIOXIDANTSTHISDESIGNINTRODUCESTHEDEVELOPMENTHISTORY,CLASSIFICATION,COMPOSITION,PERFORMANCE,DAMAGEMECHANISMANDTHEFUTUREDEVELOPMENTOFMAGNESIACARBONBRICKTHEN,ITDESCRIBESINDETAILTHETECHNOLOGICALPROCESSOFTHEPRODUCTDESIGNANDEQUIPMENTSELECTION,ANDITALSOEXPOUNDSTHEPROCESSFLOWARRANGEMENTANDARGUMENTMOREOVER,FORTHEQUANTITYOFTHEMATERIALSNEEDEDBYSTAGESANDMECHANICALEQUIPMENT,MATERIALBALANCECALCULATIONANDEQUIPMENTSELECTIONCALCULATIONARECONDUCTEDTHEMAINCHARACTERISTICSOFTHISDESIGNARETHEPROCESSFLOW,REASONABLELAYOUTANDSMALLENVIRONMENTPOLLUTIONINADDITION,ITSCHARACTERISTICSALSOINCLUDERECYCLINGANDREUSEOFWASTEBRICKSBODYTOREDUCECOST,AHIGHDEGREEOFAUTOMATION,IMPROVINGTHESAFETYPROTECTIONMEASURESANDSOONKEYWORDSMAGNESIACARBON,PROCESSDESIGN,WORKSHOPDESIGN目录摘要IABSTRACTII1绪论111镁碳砖的发展历史及其应用1111镁碳砖的发展历史1112镁碳砖的应用112镁碳砖的分类组成、性能及其损毁机理2121镁碳砖的分类、组成2122镁碳砖的性能4123镁碳砖的损毁机理513镁碳砖的发展前景52工艺部分621生产工艺要点6211原料选择7212破粉碎9213筛分9214物料的贮存9215配料10216混练10217成型11218干燥11219成品仓库1122工艺流程12221工艺流程简述12222工艺流程论证1223工艺参数1424物料平衡计算1625生产设备2126仓库设施223生产技术检查系统说明2431检查内容2432检查方法2433检查制度254车间安装、检修与维护措施265生产车间除尘276生产车间安全措施297本设计的主要特点30致谢31参考文献32附录33一MT14B转炉镁碳砖9000吨/年33二MT18C转炉镁碳砖26000吨/年36三原料仓库的选择计算40四破粉碎混合设备的选择计算42五成型设备选择计算45六干燥工段的计算45七成品仓库的计算471绪论11镁碳砖的发展历史及其应用111镁碳砖的发展历史MGOC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的渡边明等人研制成功了镁碳砖。1988年岛田康平等提出将高纯烧结镁砂制镁碳砖用于转炉上。同年,联邦德国的ARNOGARDZIELLA博士提出耐火制品中作为结合剂和碳形成剂的酚醛树脂的选择标准TADEUSZRYMONLIPINSKI等研究了吹氧转炉镁碳砖中金属添加物的反应。意大利的BDEBENEDETTI等研究了树脂结合镁碳砖的耐侵蚀性。1991年鹿野弘等对镁碳砖的透气性进行了一系列的研究。1992年GUNARKLOP等研究了不同碳含量及镁砂成分对镁碳砖微观结构的影响。1998年国外研究人员发现高粘性玻璃添加物可提高镁碳砖的抗氧化性和抗水化能力。我国于1980年前后开始研究镁碳砖,1991年黄向东等人对镁碳砖用结合剂合成工艺及性能进行了研究。1994年胡超群等使用镁碳砖代替原有材料作电弧炉内衬,提高了炉衬的使用寿命。1998年谢建明等研制出铝镁碳砖用沥青结合剂。1999年姚金甫等人研制出中间包等离子加热用导电镁碳砖,并投入实际应用1。112镁碳砖的应用镁碳砖广泛的用于转炉、电炉、高功率和超高功率电炉衬砖及钢包壁与渣线等部分。表11转炉工作衬各部分的性能要求及所用耐火材料2；图11转炉结构示意图；表12钢包各部分用镁碳砖；图12钢包结构示意图。表13电炉各部分用镁碳砖。表11转炉工作衬各部分的性能要求及所用耐火材料部位要求炉口部位应砌筑具有较高抗热震性和抗渣性，耐熔渣和高温炉气冲刷，并不易粘钢。即使粘钢也易于清理的镁碳砖。炉帽部分应砌筑抗热震性和抗渣性能好的镁碳砖。主要用MT14B炉衬的装料侧除应具有较高抗渣性和高温强度外，还应耐热震性好。一般砌筑添加氧化剂的镁碳砖。主要用MT14A。炉衬的出钢侧受热震影响较小，但受钢水的热冲刷作用，采用与装料侧相同级别的镁碳砖，厚度可稍薄些。两侧耳轴部分除受吹炼过程的侵蚀外，其表面无渣层覆盖，因此衬砖中的碳极易被氧化，此外又不太好修补，所以侵蚀严重。主要用MT14A渣线部分这个部位与熔渣长时间接触，是受熔渣侵蚀的严重的部位。出钢侧渣线随出钢时间而变化，不够明显；但排渣侧，由于强烈的熔渣侵蚀作用，再加上吹炼过程中转炉腹部遭受的其他作用，这两种繁荣共同作用，侵蚀较为严重。主要用MT14A熔池部分在吹炼过程中虽然受钢水的冲蚀作用，但与其他部位相比，损伤较轻。主要用MT14B出钢口部分出钢口受高温钢水侵蚀和温度急剧变化的影响，损毁较为严重，因此应砌筑具有耐冲蚀性好，抗氧化性高的镁碳砖，一般产用整体镁碳砖，或组合砖的MT14A图11转炉结构示意图表12钢包各部分用镁碳砖钢包部位渣线包壁包底包底用耐火材料用耐火材料镁碳砖铝镁碳砖低碳镁碳砖铝镁碳砖铝镁不烧砖铝镁浇注料铝镁碳砖铝镁浇注料刚玉尖晶石浇注料水口座砖透气砖透气座砖引流砂（铬矿硅石）表13电炉各部分用镁碳砖位置砖型MGO,C,显气孔率,体积密度G/CM3常温耐压强度,MPA渣线MT14A7614429840熔池MT14B7514429635炉墙MT10B801053003512镁碳砖的分类组成、性能及其损毁机理121镁碳砖的分类、组成镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁（熔点2800）和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料作为原料，添加各种非氧化物添加剂。用炭质结合剂结合而成的不烧炭复合耐料。而制备镁碳砖的碳素材料主要为鳞片石墨，正由于石墨的存在，提高和改进了镁碳砖的性能。国标将目前生产的镁碳砖按碳含量分为7类，分别为含碳量为5、8、10、12、14、16、18。含碳量高，其抗氧化和抗侵蚀性能越好，这就是碳在镁碳砖中最重要的作用（见表14）3。含碳量增加到2530，强度降低，耐磨性差，但用在电弧炉和转炉耳轴部位时也取得较好的效果。每类又可以按镁砂MGO含量分级，每类又分A、B、C三种，因而共有21种牌号（见表15）4。表14三种含碳量不同的镁碳砖脱碳层深度变化镁碳砖碳含量显气孔率碳含量热传导率WMK镁砂含量MGOSIO2含量脱碳层深度MM，1200下1小时未加石墨853348990501510石墨85121115981075220石墨852218229731351表15不同牌号碳砖理化性能镁产品显气孔率/体积密度/G/CM3常温耐压强度/MPA高温抗折强度（1400,30MIN）/MPAWMGO/WC/MT5A531500850855MT5B631000850845MT5C730000845825MT8A4531200845828MT8B530800845818MT8C629800840798MT10A43100084068010MT10B45305008407910MT10C5300008357710MT12A43050084067812MT12B4302008357712MT12C45300008357512MT14A3530300840107614MT14B35298008357414MT14C4295008357214MT16A353000083587416MT16B35295008357216MT16C4290008307016MT18A329700835107218MT18B35292008307018MT18C4287008306918以产品原料质量来划分，镁碳砖可分为高、中、低3档，如表165。表16镁碳砖的划分品种主要原料高档镁碳砖大结晶电熔镁砂、98电熔镁砂、96以上天然鳞片石英中档镁碳砖97电熔镁砂、94以上天然鳞片石英抵挡镁碳砖重烧镁砂、高纯镁砂、94以上天然鳞片石英122镁碳砖的性能1抗热冲击性能镁碳砖具有良好的抗热冲击性能。从微观上来看，在于方鎂石和石墨膨胀不一致产生微小裂纹，宏观上却阻止了裂纹的发展。因为石墨和方镁石间结合比较弱，这就很容易设想裂纹将不能通过石墨，所以镁碳砖具有优良的抗热冲击性能。另外良好的热传导率，也是提高抗热冲击性能的一个因素。2热传导率镁碳砖热传导率较高，是其它砖的三到四倍，石墨的含量对热传导率大小有关。热传导率的提高提高了镁碳砖的热扩散率，提高了镁碳砖的抗热冲击性能。3低气孔率和密实结构砖越致密，气孔率越低。原料越纯，越能抗熔渣侵蚀。电熔镁砂比烧结镁砂致密，方鎂石结晶较大，因而电熔镁砂耐化学腐蚀和氧化镁被还原蒸汽的性能得到改善。4抵抗钢水和渣侵蚀的性能石墨的润湿角大,使镁碳砖对钢水和渣不浸润。镁碳砖的热稳定性很好,使用时砖在热状态下砖缝连接得紧密,这些性质和条件使镁碳砖具有良好的耐浸蚀性能6。5热震稳定性能石墨具有高的热导率，低的线膨胀系数,小的弹性模量，且石墨的机械强度随温度的升高而提高。因此镁碳砖具有良好的抗热震性能。6）高温蠕变性镁碳砖与其他陶瓷结合耐火材料相比，显示出特别好的蠕变特性。因为镁碳砖的基质是由高熔点的石墨和镁砂细粉组成，且颗粒间存在牢固的碳结合网络，不易产生滑移，C与MGO无共熔关系，液相少。123镁碳砖的损毁机理镁碳砖对钢水和渣不浸润,工作面内没有明显的变质层。镁碳砖损毁的机理是由于受炉内FEO、CO2、O2的氧化脱碳作用。损毁过程是脱碳疏松腐蚀冲刷浸蚀。高碳镁砖含有较多的抗氧化的石墨，所以炉衬寿命长。镁碳砖在使用中要尽可能避免与空气中CO2、O2等气体产生气相接触脱碳。在使用时砖的背面应涂上防氧化层,或用砖料填充,以免背面氧化脱碳7。13镁碳砖的发展前景自镁碳砖问世以来，已经历了40多年的历程。随着冶金行业的不断发展，对镁碳砖的要求不断提高，特别是在镁碳砖力学性能和抗氧化性能方面的要求越来越高。低碳镁碳耐火材料成为镁碳耐火材料新的发展热点。1）我们可以从原料下手，把主要的研究方向放在新型结合剂、抗氧化剂、低碳化进行综合研究。2）工艺条件的改进如粒度分布调整、调整压制方法等方法，并通过对试样密度以及耐压强度的测量分析研究总结规律，从而提高镁碳砖的力学性能，以取得最佳的使用效果。3）利用新工艺对废弃镁碳砖的中和利用，减少耐火材料的废弃，增大耐火材料的利用率，以提高经济效益和社会效益，构建“节约型社会”，走可持续性发展道路。2工艺部分21生产工艺要点（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。为了提高制品的高温力学性能，本次设计生产中采用的是电熔镁砂。（2）颗粒组成镁碳砖的颗粒组成确定原则应符合最紧密堆积原理和有利于混合均匀的原则。一般粗颗粒、中颗粒、细颗粒及细粉按照两头大中间小的要求进行配比，这样可使镁碳砖的性能可得到最大的利用。（3）配料将不同的颗粒组成的各种物料包括废砖、结合剂（酚醛树脂）和添加剂（金属AL粉）等按一定的比例进行配料。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）混合由于石墨密度轻，混炼时易浮于混合料的顶部，使之不完全与配料中的其他组分接触。一般采用高速混练机或行星式混料机。由于高速混炼机不破碎泥料颗粒，混合均匀，夹杂气体少、混料效率高，能控制混料温度，成型性能好、特别适合混合含石墨的耐火泥料，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）成型成型是提高填充密度，使制品组织结构致密化的重要途径。首先要根据所需砖型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）干燥坯体成型后需经干燥车送入隧道干燥器在250300之间高温下排除水分，物料与结合剂固化。镁碳砖一般不用烧成，工艺比较简单，可以节约能源，我国由于较丰富的镁砂和石墨资源，所以镁碳砖在我国的生产数量和质量都在不断提高。211原料选择镁碳砖的主要原料包括烧结镁砂或电熔镁砂，鳞片状石墨，金属铝粉，以及有机结合剂酚醛树脂。1）镁砂的选取优质镁砂原料的条件SIO21，CAO、SIO2的值应该在1828的范围内，FE2O3AL2O3含量小于1，B2O3005，尽可能选择SIO2含量低的镁砂。镁砂可分为电熔镁砂，烧结镁砂，镁碳砖中主要使用的是电熔镁砂，这是因为电熔镁砂方镁石发育完全，结晶粒粗大、颗粒的体积密度大，是生产镁碳砖中主要选用的原料,化学成分见表21。表21镁砂化学成分指标镁砂MGOSIO2CAOAL2O3FE2O3烧失体积密度G/CM3电熔镁砂985970041510150203040835345烧结镁砂975950161603033303202）石墨的选取镁碳砖一般选用天然鳞片状石墨。鳞片状石墨的熔点在3700左右，其具有片层状的结构、抗热震性、润滑性能好、良好的化学稳定性能、导热率高以及热膨胀系数和弹性模量低等特点，是优秀的制备镁碳砖的碳素原料。石墨的鳞片厚度随纯度的提高而提高，抗氧化性能也随之提高，高温失重变小，但是其价格也就越高。在镁碳砖生产中需要根据实际的情况来确定石墨的用量和品质，选用的石墨应分为两个档次,易损部位如耳轴、渣线、装料侧的加长砖宜选用L197牌号石墨其他部位宜选用L195牌号石墨。对石墨中SIO2含量应控制在最低范围。镁碳砖的许多性能与石墨有密切的关系，随着石墨用量增加时，镁碳砖的热导系数和热稳定性提高了，但是体积密度、常温机械强度、热膨胀系数有所下降。3）结合剂结合剂起着连结基质和颗粒的作用，在实际生产和使用过程中，基质和结合剂系统是镁碳砖两个薄弱环节。由于碳素材料的润湿性差，很难与镁砂形成高强度复合材料。结合剂是生产镁碳砖的关键材料。现在生产镁碳砖多数选用合成酚醛树脂作为结合剂。结合剂具备以下条件8A）常温下能保持适当的粘度和流动性,对镁砂和石墨有良好的润湿性和亲和性,不产生时效硬化。B）在热处理过程中能进一步聚合,使制品具有较高的强度C）在升温过程中应有较高的残碳性,同时焦化处理后的碳素聚合体有良好的高温强度。D）常温下硬化速度可以控制，不使制品产生过大的膨胀与收缩，以避免制品开裂。E）有害物质含量少，可改善作业环境4）抗氧化剂镁碳砖的优良性能依赖于砖中碳的存在，他使用过程中碳的氧化易造成制品组织劣化，使炉渣沿着缝隙侵入砖中，侵蚀氧化镁颗粒，降低镁碳砖的使用寿命。目前主要通过抗氧化剂金属铝粉，提高镁碳砖抗氧化性能。抗氧化机理A）金属铝粉与与氧反应，避免碳与氧反应。B）新生成物相产生体积膨胀，封闭气孔，砖的致密度增高，阻止熔渣渗透。C）新生成物相在石墨和氧化镁间“搭桥”，使其形成牢固结构。抗氧化剂的加入量一般为16。212破粉碎（1）粗碎在原料仓库内进行，减小粉碎工段的噪音，减少原料的运输距离。粗碎设备选用颚式破碎机。（2）粉碎用于制砖生产的原料，由于配料粒度组成要求，一般采用短头圆锥破碎机，其粒度组成较稳定。粉碎后的物料中间颗粒较少，有利于控制砖坯和制品的体积密度和强度。（3）细磨细磨设备采用管磨机，使细磨粉的细度一般控制在小于0088MM的大于90。213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。震动筛按照所需要的物料粒度，颗粒粒度为53MM、31MM、10MM，规定筛网孔径大小，一般比临界粒度稍大些。同时也要注意筛子的倾斜角度，通常的倾角在15度到20度之间。物料沿筛面的运动速度、运动方式、筛孔形状、物料水分和颗粒形状都与筛下料的粒度组成有关。214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。215配料（1）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，达到最紧密堆积，可显著提高砖坯的致密程度，保证制品达到规定的性能指标。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。多级配料应满足“两头大中间小”原则，尽量减少中间颗粒。如果细颗粒过多则易于水化，对制品质量不利。（2）镁砂的粒度比一般镁砖粗，这样可以减少镁砂粉的表面积，增加其化学稳定性，粗颗粒可采用805MM的颗粒65，石墨粉1822（粒度100200目），镁砂筒磨粉1214（粒度01MM）。酚醛树脂的加入量为58（以干量计算），再加入之前可加入乌洛托品（六次甲基四胺）0304，促进树脂交联产生固化作用。（3）配料时可加入一部分废砖，但加入量过多影响制品体积密度和高温性能，加入量一般控制在1020。（4）为使配料精确，采用重量配料。重量配料法误差不超过2。配料槽成排分布，料槽数量应满足品种和储存量的要求。并留有13个机动料槽。配料料槽的形状及加料口的位置应有利于减轻颗粒料的偏析。考虑到颗粒料偏析对配料的影响，每个配料槽的的储量应按实际储量的6070计。配料的设备用微机控制的配料车。配料灵活，精确度高。216混练泥料混练是使不同组分和颗粒的物料与适量的结合剂经混合和挤压作用达到分布均匀和充分润湿泥料的制备过程。在一定条件下对泥料有压实作用。混炼注意事项1结合剂预热至3040,增加流动性。2严格控制树脂加入量,要确保其均匀的润湿泥料并防止结团,保证泥料的陈腐时间。3）合理选择混炼设备，要有适当的混炼时间。4）注意混炼时的加料顺序，先加颗粒料待干混均匀后加入结合剂润湿其表面，然后加入细粉混合至搅拌均匀，这样可以使细粉均匀的包裹在颗粒表面，有助于保证混料的均匀性及减少细粉的结球。镁质原料属于瘠性料，故泥料须强化连混，混合时间一般为1530分钟，必须确保总混炼时间。镁碳砖混料顺序为镁砂粗颗粒镁砂中颗粒酚醛树脂石墨镁砂细粉金属铝粉217成型成型是指借助于外力和模型使坯料具有一定的尺寸、形状和强度的坯体制备过程。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。218干燥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9。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。219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。22工艺流程221工艺流程简述根据产品的技术要求来指导生产，生产镁碳砖的原料主要包括电熔镁砂、鳞片状石墨、结合剂酚醛树脂、防氧化剂金属铝粉。首先，由汽车将原料运到原料仓库内，电熔镁砂用丙种堆积方式堆积，废砖、袋装石墨、铝粉、桶装结合剂紧密堆积于原料仓库指定位置。块状电熔镁砂，通过铲车送料到PEF250400颚式破碎机入料口。使原料经PEF250400颚式破碎机粗破，破碎后物料粒度要符合900短头圆锥破碎机的给料粒度，物料经B500、L30000的带式输送机输送到破粉碎车间，由带式输送机将镁砂物料输送到900短头圆锥破碎机的供料仓进行破碎，原料被破碎后，TD250斗式提升机提升到楼上，经三层振动筛筛分，镁砂筛中、下料分别进入5030MM，3010MM和100MM的贮料仓，与此同时不合格的筛上料送到900短头圆锥破碎机的供料仓进行再破碎。部分筛下料10MM经B500MM可逆带式输送机进到管磨机的供料槽，通过螺旋输送机进入管磨机进一步的磨碎。使物料在管磨机中细磨成小于0088MM的细粉，磨好的细粉由螺旋输送机送到细粉料仓，等待配料。金属铝粉，石墨，通过客货电梯送到料仓层，由电动葫芦运送到相应的料仓中。结合剂酚醛树脂由手动托盘运送到外加剂料仓中。物料准备就绪后用电子配料车将各种粒度的电熔镁砂颗粒，细粉，石墨，金属铝粉进行配料，配好的物料直接进入600L高速混练机，经1520MIN的混练后，泥料倒入泥料灌，不合格泥料返回高速混练机重新混合。用桥式起重机将泥料罐吊到压砖机供料仓，用5台800吨摩擦压砖机、4台1000吨摩擦压砖机和1台液压机成型，成型成品放在干燥车上，送到干燥工段的存放处等待干燥，采用隧道式电加热干燥器干燥，干燥后经3吨电拖车将窑车拉到干燥车存放处，砖坯冷却后进行检选，不合格的废砖运回原料仓库以备后用，合格的砖坯包装后进入成品库。222工艺流程论证（1）原料仓库由于接近原料产地和产量大的原因，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、电熔镁砂96、石墨、酚醛树脂、防氧化剂AL粉。原料仓库采用单侧封闭式卸料的方式，原料之间设有挡墙来防止原料混料。（2）破粉碎工段颚式破碎机具有构造简单，工作可靠，维修方便，成本低廉等优点，还具有生产能力高、齿板寿命长、能耗低、产品粒度组成较稳定等特点。颚破为间歇作业，效率较低，在相同产量条件下与其他破碎机相比，允许入料块度较大，一般不超过给料口宽度的85。短头圆锥破碎机粉碎过程是连续的，生产能力较颚式破碎机大，功率消耗低，具有产品中间颗粒少，扬尘较少及破碎部件磨损较轻的特点，其缺点是破碎比小、结构复杂。管磨机用于磨细各种原料、熟料、废坯及废砖，为混合工序。有时工艺要求将两种原料共同入磨，起到既磨细又高度均匀混合相互嵌合的作用。根据工艺不同，入磨料可用粉碎后未经筛分的料、或筛分后的筛上料、筛中料、及筛下料。耐火厂的磨碎系统，一般不配置筛分设施，而用加料量控制出料细度。一般规定0088毫米的细粉应不少于85，操作较好是，可达9095。平常要注意磨机中物料的存量，避免空磨；可以降低物料的入磨粒度提高磨细效率。原料是经过推车送入颚式破碎机进行粗破，然后通过传送带到短头圆锥破碎机细碎，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）配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，自动化程度高，生产效率高，产品质量好。（4）混料工段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。（5）成型设备成型设备应满足砖坯组织致密和均匀，外型光洁整齐、无夹层及裂纹等要求。砖坯质量的优劣除与颗粒配合及泥料的塑性等因素有关外，还取决于成型压力与压制工艺等因素。摩擦压砖机机体结构简单、维修方便、换模迅速以及设备较低，用于压制砖型较大，外形复杂的砖。（6）干燥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6条电加热隧道干燥器。23工艺参数本设计的粒度配比见表23。表23镁碳砖配料比配比外加剂砖种电熔镁砂975电熔镁砂96石墨金属铝粉酚醛树脂MT14B861423MT18C821823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混合制度砖种混合量千克/次混合周期分钟MT14B90020MT18C90020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干燥废品率热风进口温度热风出口温245009501650610002022004050车间生产班制见表26。表26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88888824物料平衡计算制砖部分物料平衡计算参数见表27。表27物料平衡计算参数,计算参数名称符号转炉镁碳砖MT14B转炉镁碳砖MT18C干燥综合废品率F222泥料的循环混练量F31010镁碳砖的配比系数K11石墨配比P1418石墨的灼减量L200石墨在原料仓库中的水分W200配料时石墨的水分W300电熔镁砂水分W100酚醛树脂外加量Q133金属铝粉的外加量Q222原料加工、运输损失（包括破粉碎、配料、混合成型工序）L322管磨机加入量Q32020原料在仓库中的存放损失L10505干燥废品回收率T9595换算系数K1K1KK1K酚醛树脂的贮运损失L522铝粉贮运损失L622MT14B制砖部分物料平衡见表28。表28MT14B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/时年日班时原料仓库总存放量Q12941818625803129011613其中电熔镁砂975Q1379251525713108561357回收废砖坯Q1417448904780239003石墨Q151318546361218060226酚醛树脂Q1628113307703850048原料仓库金属铝粉Q17365/2/8187422051302570032破碎总破碎量DMS975Q10365/2/8805914222081104138磨碎总磨碎量DMS975Q11365/2/81874219513525670321总配料量Q591836732516112581573其中电熔镁砂975Q6789795921638108191352石墨Q71285714235231761022酚醛树脂Q875510755037701配料金属铝粉Q91836731120560047混合总混合量Q41020408227956139781747成型总成型量（指成型后的合格砖坯）Q3365/2/891836732516112581573干燥总干燥量Q29183673251683871048成品库总成品量Q1365/3/890002465882191027MT18C制砖部分物料平衡见表29。表29MT18C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/时年日班时原料仓库总存放量Q12272080974543372714659其中电熔镁砂96Q13218065659744298723734回收废砖坯Q14504081138106910086石墨Q1548974571341867090839酚醛树脂Q16812162222511130139原料仓库金属铝粉Q17365/2/8541441148307420093破碎总破碎量DMS96Q10365/2/822199086081930413801磨碎总磨碎量DMS96Q11365/2/854144111483474170927总配料量Q5265306172687363434543其中电熔镁砂96Q621755159603298023725石墨Q74775511308465420818酚醛树脂Q879591821811090136配料金属铝粉Q9365/2/85036121380690086混合总混合量Q4294784680763403815048成型总成型量（指成型后的合格砖坯）Q3365/2/8265306172687363434543干燥总干燥量Q2265306172687242293029成品库总成品量Q1365/3/82600071233237442968MT14B制砖部分物料平衡系数见表210。表210MT14B制砖部分物料平衡系数表电熔镁砂975与石墨比综合成品率614198破、粉碎总破、粉碎量DMS9758059142总磨粉量DMS9751874219干燥总干燥量干燥废品量9183673183673总成型量（系指合格砖坯量）配比系数（K值）总混合量9183673110204082原料仓库总存放量DMS975废砖废坯石墨外加酚醛树脂外加铝粉941818679251501744891318546281133187422配料总配料量DMS975石墨外加酚醛树脂铝粉918367378979591285714275510183673酚醛树脂281133MT18C制砖部分物料平衡系数见表211。表211MT18C制砖部分物料平衡系数表电熔镁砂96与石墨比综合成品率456198破、粉碎总破、粉碎量电熔镁砂9622199084总磨粉量5414411干燥总干燥量干燥废品量26530612530612总成型量（系指合格砖坯量）配比系数（K值）总混合量26530612129478458原料仓库总存放量电熔镁砂96废砖坯石墨外加酚醛树脂外加铝粉27208094218065555040814897457812162541441配料总配料量电熔镁砂96石墨外加酚醛树脂外加铝粉26530612217551024775510795918503612树脂存放量81216225生产设备根据设备的选型计算得到主机平衡表，见表212。表212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产品主机作业率（）要求主机产量主机台时产量要求主机台数设计的台数破碎PEF250400颚式破碎机MT14BMT18C80172547521215014403961粉碎900短头圆锥破碎机MT14BMT18C6023006335445057515843磨碎15005700管磨机MT14BMT18C7504281236253017104941混合600L高速混练机MT14BMT18C702496721127092426704成型800吨摩擦压砖机1000吨摩擦压砖机1200吨液压压砖机MT14BMT18C70709042813425066611428134250666541干燥干燥器245米10040770753006辅助设备（提升和运输设备）见表213。表213辅助设备表设备名称及规格数量备注B500可逆皮带输送机2L20000带式输送机2L3000010003500单仓空气输送泵螺旋输送机1L4200TD250斗式提升机4各工段干燥车数量见表214。表214各工段干燥车数量名称数目/辆成型工段20干燥器内120等待干燥33晾砖场地33检修场地326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215。表215各种原料的运输方式原料运料方式搬运方式电熔镁砂975汽车推车电熔镁砂96汽车推车石墨汽车推车AL粉汽车推车废砖、废坯推车推车各种原料和成品贮量、堆放方式及仓库的规格见表216。表216原料贮量、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丙种堆积301895电熔镁砂96丙种堆积301895石墨袋装306原料仓库AL粉袋装30624成品储存占用面积及运输方式见表217。表217成品储存占用面积及运输方式产品运货方式日存储量/T贮存时间/天占用面积M2搬运方式MT14B卡车2465830403487CPQ3型叉车MT18C卡车71233301165629CPQ3型叉车拣选占用100仓库总面积16691163生产技术检查系统说明31检查内容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炼钢用镁碳砖MT14B体积密度、显气孔率、常温耐压强度、抗氧化性、高温抗折强度转炉炼钢用镁碳砖MT18C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GB/T5072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GB/T2997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（2）YB耐火材料测试次数见表3211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转炉炼钢用镁碳砖MT14B1/21/4111/5转炉炼钢用镁碳砖MT18C1/21/4111/533检查制度生产技术检查制度如表3312。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13650圆柱体1件/炉显气孔率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3251MM251MM12505MM立方体2件/炉4车间安装、检修与维护措施（1）彼此衔接工序设备间应尽量靠近，力争线路顺直、短捷，以减少运输设备及管道阻力，便于对堵塞物料的清理；统筹组织车间内人流与物流线路，避免混杂交叉。（2）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。（3）高层厂房，当楼上安装有设备的情况下，一般设安装口。（4）需经常检修的设备部件，凡超过200公斤以上的设有检修起重梁。（5）检修时放置检修设备或其部件的场地，不小于最大刚换部件所需放置面积的两倍及其他拆卸附件所需的面积，并留有检修工段必要的的操作面积。（6）各车间设备的维修，各工段设有维修用的工具、器材。润滑油及常用小备件的存放间。（7）各工段考虑电焊电源及36伏局部安全照明，以便工段内检查工作和小量修补与维修等使用。（8）设备的配置应保证便于工人操作、检修及保障人员的安全。即应有足够的通道和拆卸、检修设备所需的空间；提供人员操作的平台、通道、栏杆及防滑措施等。（9）厂部要有定期的检查与复查记录本（10）应根据每台设备的说明书要全部掌握，根据设备本身的存在环境进行安装，检修与维护。定期清洁与注油。5生产车间除尘本设计主要用除尘设备是旋风除尘器。旋风除尘器是除尘装置的预处理器。旋风系列设计合理，结构简单，采用轴向进入式。提高了处理的气体约为普通旋风除尘的3倍（可达7080）特别是对粉尘粒度大有良好的除尘效果；气流分布均匀。安装和维护简单，设备投资和操作费用都较低，适用于除尘净化系统的初级过滤，保护了主净化系统内过滤筒及提高了过滤筒的使用时间。（1）认真执行国家标准，使耐火材料生产过程中排出的各种气体的含尘浓度以及各生产车间操作岗位的空气含尘允许最高浓度，符合我国工业企业设计卫生标准（TJ3679）规定要求，镁碳砖车间空气中粉尘允许最高浓度为10MG/M3。根据国家工业“三废”排放试行标准（GBJ473）规定，各类耐火材料有害物质在排出口处最高容许排放浓度为镁碳砖车间除尘装置排放浓度为150MG/M3（2）实行预防为主、防治结合的方针。在厂址选择和工厂总平面图设计时，应把尘源车间设在最小频率风向的上风侧，并且与住宅区、厂前区、变电所、化验室、空气压缩机站等保持适当的距离。选择合理的工艺流程，减少物料搬运环节，降低物料落差，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。在含尘车间内的适当处设置给水点，便于洒水清扫、润湿物料，防止粉尘二次飞扬。一般各种耐火材料加水润湿达到表51含湿量时，可获得明显的防尘效果表51耐火材料明显防尘效果时的含湿量种类含量硅石、镁石、铬矿、白云石、石灰石1硬质粘土及料3软质粘土14设计过程中应把除尘设施与生产设施同等对待，生产中对除尘设施要加强管理，主要除尘设施须专门设置操作岗位。目前耐火材料厂采用的降尘措施有物料加湿措施、物料加工过程加湿措施、冲洗地坪和喷雾降尘等。（3）掌握各尘源气体的含尘浓度、气体量、气体温度、粉尘粒度与性质等资料，选择适当的除尘系统和除尘设备。气体含尘浓度C小于1015G/M3的除尘系统，多采用单级除尘即一个尘源点设1台除尘器。这种除尘系统的优点有管道短，能避免或减少水平管道、除尘器小，便于布置，生产可靠设备与除尘器同步操作，降低电耗，管理检修方便等。在特殊情况下，1台除尘器处理的尘源点不宜超过3个。当气体含尘浓度C大于15G/M3，超过了所选除尘器的允许范围或达不到国家规定的排放浓度时的除尘系统，则可采用两级除尘。这种除尘系统布置较复杂，管道阻力大，漏风多、电耗高，含湿气体降湿大，易于结露。为防止含湿气体在除尘器内结露，除尘器进口气体温度应比其露点高1015。（4）各种除尘设施所收集的粉尘，一般都要返回生产系统中去加以利用，以节约原料消耗，并避免造成二次污染。当采用湿式除尘器时，应配设湿洗涤器，将收集的泥浆直接排入江河或下水管。为减少物料损失和外排泥浆，宜在湿洗涤器前加一级旋风除尘器。（5）在除尘系统上要装温度计、压力计等监测仪表，必要时设遥控指示与自动控制装置。为能经常进行测尘工作，在除尘器适当地点设置测试孔和必要的楼梯、平台、栏杆等。6生产车间安全措施（1）在耐火材料工厂车间内，生产厂房为高层厂房，楼梯应有护栏；设备要有防护罩；一切设施要有保险装置，信号装置和安全防暴设施等。（2）在阴暗处应设有照明设施。并有安全通道。（3）对设备应定期检查以防隐患。（4）生产车间应设有安全员，定期对职工进行安全教育。每名人员都要牢记四不伤害原则。（5）在容易放生事故的地方，设有提示语。（6）厂区内放有灭火器，并有专门人员定期检查灭火器。（7）各车间都配有全套的劳保用品。（8）对于违章指挥、违章操作和违反劳动纪律者要严惩。（9）进入厂区内必须佩戴安全帽。7本设计的主要特点本设计的主要特点主要体现在以下几个方面（1）工厂整体布局合理，工艺流畅。（2）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。（3）出尘点安装除尘设备，避免环境污染，同时烟尘进行二次回收利用降低成本。（4）考虑经济效益，废砖回收再利用。（5）厂区离原料产地比较进，原料的存放时间相对较短。致谢在张玲老师以及其他老师的的精心指导和严格要求下，我基本完成了本次毕业设计。通过这次设计使最初对工厂的一知半解的我有了更深层次的了解，从原料车间到成品仓库，从产品性能到设备选择，从设备维修到工厂完善，提高了自己的综合专业知识掌握与应用，同时也对无机非金属材料工程专业有了未来目标。在毕业设计期间，由于本人的知识掌握有限，许多不足的地方老师都严格把关，循循善诱的不厌其烦的指导我，使我的设计不断完善。导师严谨求实的治学态度，渊博的专业知识，开阔的视野与敏锐的思维给我深深的启迪，导师是我今后学习工作的榜样。在此，谨向各位导师表示崇高的敬意和衷心的感谢。还要感谢现代网络的帮助，使我能够快速有效的找到设计需要的内容。同时也感谢各位同学对我的关心和帮助。参考文献1王世峰,陈士冰镁碳砖发展及生产工艺改进的研究J山东轻工业学院报，2010，24312李建强镁碳砖在转炉各部位上的应用J陶瓷，2008（8）143张道琨镁碳砖的性质、工艺和应用J经济技术研究中心报告，1988，（3）34王丕轩，孙志红镁碳砖开发及其在钢包渣线的应用J炼钢35姜云龙镁碳砖在转炉各部位上的应用2008（8）146张道琨镁碳砖及其应用武钢技术3,47张刚镁碳砖的损毁机理及其防损对策鞍钢科技,2000，928周惠兴优质镁碳砖制造技术J冶金能源，1993,12（4）29李亮镁碳砖生产工艺优化及性能改进的研究D山东山东轻工业学院，201110张文杰，李楠碳复合耐火材料M北京科学出版社，19901211耐火材料标准汇编上、下册S北京中国标准出版社，19992534712王维邦耐火材料工艺学（第二版）北京冶金工作出版社，2012113林宗寿无机非金属材料工学（第三版）武汉武汉理工大学出版社，2012215李红霞耐火材料手册冶金工业出版社，20071附录一MT14B转炉镁碳砖,9000吨/年1、物料种类的配比DMS975石墨酚醛树脂AL粉861432注酚醛树脂，铝粉为外加剂DMS975的颗粒级配533110DMS975细粉251917252、计算（1）总成品量Q19000吨/年（2）总