年产300万m2抛光砖生产线原料车间的工艺设计

1、 西南科技大学本科生毕业论文 31年产300万m2抛光砖原料车间的工艺设计在进行工艺设计时，首先考虑的原则是可行，在可行的基础上保证技术先进、经济合理；合理的选择工艺流程，保证能够正常生产，并合理考虑机械化和自动化生产；由于原料车间的粉尘浓度比较大，在设计时应该注意保护环境，减小污染；设备设计和选型过程中应该考虑方便施工与安装，方便生产与维修；同时需要考虑土建、公用、道路以及门窗等设计的要求，并为土建及厂房面积设计提供可靠依据。原料车间的工艺设计采取以下步骤：确定原料车间生产任务；选择全厂生产工艺流程；确定主要工艺参数、及工作制度；全厂物料平衡计算；原料堆场（包括露天和室内）的设计及计算；球磨

2、工段的主要设备选型；喷雾干燥工段的主要设备选型；成型车间料仓设计等；各个车间设备的布局和面积计算；绘制全厂平面布置图和厂房的粗略设计图；编写工艺设计说明书。原料车间最主要的设备是球磨机和喷雾干燥塔。由于陶瓷原料中不能含有铁，因此衬板选用橡胶衬板，研磨体采用陶瓷球，由于球磨机内部物料的运动形式复杂，因此一般采用工业经验来进行选型，而对于喷雾干燥塔，由于现在的喷雾干燥塔都是喷雾干燥塔厂家生产，我们需要的只是根据需要选型。本设计选择了5台60吨球磨机，查阅资料确定球磨机的尺寸为3900×9000，通过确定球磨机从而确定选择其他附属设备。粗浆池到精浆池的泥浆泵的最少工作时间为1h，能够保在连

3、续放浆的情况下，粗浆池的液面稳定，球磨机的球磨周期在12h，精浆池最少能够储备3个球磨周期的泥浆。保证泥浆搅拌、均化24h。·本设计考虑到实际生产的种种因素，保证了在最大负荷工作下，能够确保原料的持续供应。喷雾干燥塔的型号为YPG-10000，直径为14.5m，每小时的水分蒸发量为10t。工作时间长的20h/天。8个粉料仓，粉料仓的高度为6m，宽度为4.5m。本毕业设计共有图纸6张，包括1张全厂平面布置图、1张全厂工艺流程图、1张原料车间的布置图、1张球磨工段的剖面图、1张精浆池的剖面图和粉料仓工段的剖面图，说明书一本。目录31第一章 前沿 1第二章：原始资料收集3第三章：工艺流程选

4、择4 3.1选择工艺流程的原则4 3.2选择工艺流程的依据4 3.2.1 物料的组成和性质4 3.2.2 品种及质量要求4 3.2.3 工厂规模及技术装备水平43.2.4 建厂地区气侯条件5 3.3 工艺流程5 3.4 工艺参数6第四章 物料平衡计算7第五章：露天堆场和原料库设计10第六章：球磨工段设计12 6.1 球磨机的计算和选型12 6.2 喂料机和输送皮带的选择13 6.3 浆池的确定15 6.4 泥浆泵的确定16 6.4.1 粗浆池到精浆池的泥浆泵选型16 6.4.2 精浆池到高位浆池的泥浆泵选型17第七章： 喷雾干燥工段设计18 7.1 高位浆池设计18 7.2 喷雾干燥塔的设计和

5、选型18 7.2.1 喷雾干燥塔的介绍18 7.2.2 喷雾干燥塔的选型19 7.3 喷雾干燥塔的节能21 7.4 输送皮带和料仓的确定22第八章：原料车间布置以及全厂面积略算24 8.1 露天堆场的布置24 8.2 球磨工段的布置24 8.3 喷雾干燥工段布置25 8.4 料仓和成型工段25 8.5 烧成车间布置268.6 抛光、磨边打包工段27 8.7 厂房设计27 8.8 厂区面积略算28结论30致谢31参考文献32第1章 前 言抛光砖是通体砖坯体的表面经过打磨而成的一种光亮的砖，是一种高档建筑装饰材料，因其耐磨、耐腐蚀, 表面光亮如镜, 色彩丰富多样而倍受广大消费者的青睐与喜爱，现已成

6、为陶瓷行业中的主流产品1。而本设计所采用的渗花型抛光砖，因为质地坚硬、色彩丰富，集天然花岗岩、大理石、彩釉砖装饰效果与一身，倍受消费者青睐，广泛应用在高级公寓、写字楼、星级酒店、影剧院等高级场所2。我国现有建筑陶瓷生产企业约为4300余家，其中国有集体企业 700多家，民营及外资企业 3600多家，规模最大的企业年产量已达 1亿 m2以上。近几年来，我国建筑陶瓷呈持续增长势头，2006年我国墙地砖产量为 43亿m2左右，同比增长 2286，2007年超过50亿，到2010年我国墙地砖产量为76.92亿m2，出口8.09亿m2，同比增长了21.38%，稳居世界第一，并且出现了前所未有的以扩张及再

7、布局为内涵的行业大转移3。目前，我国建筑卫生陶瓷的关键技术装备基本上已实现了国产化，大吨位球磨机、大规格喷雾干燥器、大吨位全自动压砖机、二次或多次布料系统、胶辊印花机、宽断面隧道窑、抛光磨边系统、污水废气处理系统、快速干燥器、压力注浆成形装备全套技术已实现国产化并成功应用于生产企业，有力地推动了我国建筑卫生陶瓷工业的快速发展。但我国建筑卫生陶瓷工业的整体技术装备水平与国际领先水平相比尚有差距，主要表现在产品性能和稳定性方面4。然而，建筑陶瓷产业是一个高能耗产业，一条年产值 1 亿元的生产线，其能耗平均在 2000 万元左右，部分达到 3000 万元以上5。目前建筑陶瓷与其他建材行业一样，始终未

8、能改变高污染、高能耗、高排放的“三高”局面。另一方面，国内陶瓷市场竞争非常激烈和混乱，只要是在国内陶瓷市场上销售行情看好的新品，一般上市两三个月后即大量出现与其花形、材质相似的盗版产品，致使竞争异常激烈6，同时得益于激烈的市场竞争，国内抛光砖的质量也在逐步提升，表面硬度逐渐变大，强度也逐渐提高，有的能达到70MPa，吸收率也小于0.1%，有的企业甚至能达到0.003%0.006%7目前我国建筑陶瓷行业总体上看规模总量大，品种多，但生产技术落后，产品档次不高，高附加值的产品少，高档建筑陶瓷仅占总量的 20% 左右。大多数企业尚没有形成技术开发创新体系，缺少具有自主知识产权的产品，出口产品中多以贴

9、牌为主，缺乏具有国际影响力的品牌。企业在国际市场往往只能通过低价来获得竞争优势，我国的抛光砖销售价格一般只有意大利产品的 1/31/4，甚至更低。在如今节能减排的号召下，不少小型陶瓷厂已经纷纷倒闭，面对严峻的市场形势，大型陶瓷厂可以尝试提高陶瓷质量、降低陶瓷厚度，开放仿古砖、抛釉砖、抗菌陶瓷等一些附加值高的产品，并引进喷墨打印、滚筒施釉机等国外先进的技术和设备，还可以通过先进的纳米技术在陶瓷原料中增加一些纳米掺杂剂或者一些稀土元素来降低烧结温度,促进增韧和加强致密化复合材料的最大抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度来增强产品的竞争力8。组成决定性质，原料可以影响最终产品的质量，原料车间是陶瓷生产的基础

10、。原料车间的设计原则是保证生产的稳定运行和粉料能满足成型要求。本设计题目为：年产300万m2抛光砖生产线原料车间的工艺设计。在抛光砖市场上，市场份额最大的还是渗花型抛光砖，但是大多都是些中低端品牌。本设计的主要内容是抛光砖原料车间的设计，而在整个陶瓷厂里，原料车间是基础。原料车间的设计，其中包括原料车间的设计工作包括原料的储存和运输，原料的检选、清洗和煅烧，原料的破碎和粉碎，搅拌、除铁及筛分，喷雾造粒及陈腐以及粉料的输送。目前，陶瓷厂都采用大型球磨机进行粉磨，采用喷雾干燥塔进行造粒，喷雾干燥塔是一种湿法制粉设备，广泛应用于钢铁、食品、建材等行业，用喷雾干燥塔制备的粉料含水率小，粒度分布范围满足

11、成型要求，因此广泛应于陶瓷自动化生产。本设计将从以下几个方面考虑：1.主要设计内容：（1）全厂工艺流程设计；（2）全厂平面布置设计；（3）全厂的物料衡算；（4）原料堆场的确定；（5）球磨车间的选项和定位；（6）喷雾干燥工段的选型和定位； （7）成型工段的设计和定位；（8）全厂面积概算2.基本原则：稳定可靠、经济合理、技术先进；合理的选择工艺流程和设计指标；为生产挖潜和发展留有余地；合理考虑机械化和自动化水平；注意保护环境，减小污染；方便施工与安装，方便生产与维修；要考虑土建、公用等设计的要求，并为土建及公用设计提供可靠依据。第二章 原始资料收集设计前，根据设计任务书收集的原始资料如下：1、 产

12、量：年产300万m2抛光砖2、 产品种类和规格：产品种类为抛光地板砖，产品的规格是800×800×10 mm3、 产品单重：21.5kg/m24、 主要的技术指标（1）该厂地处平原地区，地震震级在6级以下，地下水位在8米以下，主要风向为北风，年平均降雨量为700900mm，年平均气温为13，最高温度38，最低温度-8，霜冻期160天，厂区所在地铁路公路交通方便，水、电、天然气保证供给；（2）坯用原料：两种硬质原料，两种半硬质原料，三种软质原料；（3）燃料为净化煤气QD=16000KJ/Bm3；（4）烧成温度1800；（5）采用一次烧成，合格品率为98%；（6）坯料灼减量为5

13、%；第三章 工艺流程选择3.1选择工艺流程的原则进行工艺流程设计最基本的是先要保证产品的质量要求。在满足产品质量要求的情况下，尽可能简化流程，缩短生产周期。工艺流程的选择应在一定程度上体现技术先进性和可靠性，并要注意吸收类似工厂在实践中所积累的丰富经验。机械化与自动化是现代陶瓷厂发展的方向。选择流程时应从工厂规模及当时的实际情况出发，尽可能提高机械化程度，降低劳动强度。必须进行技术经济分析，使建厂后各项技术经济指标经济合理。另外，应注意到产调节的灵活性，使选用的工艺流程可靠、适用、先进、合理。3.2 选择工艺的依据3.2.1 物料的组成和性质原料的组成和性质直接影响原料加工处理的方法。如块状硬

14、质原料，就应加强破碎并对其粒度的控制，对于石英等难磨原料，可以进行预烧处理，对于软质原料，由于水溶性强应该保持干燥，所以在设计时因该考虑室内堆放。陶瓷原料中不能含铁，因此在设计过程中球磨机的衬板和研磨体都不能选用钢铁，另外原料和运输过程可能会掺杂一些铁杂质，所以在球磨后和压砖前应该除铁。3.2.2 品种及质量要求产品品种及质量要求，直接关系到原料加工程度、坯料的配方及生产方法。像抛光砖由于渗花深度的要求，那么需要调节好渗花液的温度和比重，由于抛光砖不施釉，因此对坯体的白度要求很高，需要注意原料的精选和除铁。3.2.3 工厂规模及技术装备水平工厂的投资、规模、品种和技术装备情况，也会影响流程的选

15、择。对于投资较多的大型工厂，可以采用机械化水平高的的工艺技术和大型高效的设备，对于资金少，劳动密度大的企业，可以适当增加场地面积和增加人员素质培训。3.2.4 建厂地区气侯条件建厂地区气候也影响工厂的布置，例如工厂的原料车间因该选在下风向，在选择浆池时应该注意地下水可能的影响，如果厂区降水量大，那么在选择原料库时可以适当考虑增加原料的存储天数，如果厂区的气候温度高，那么泥浆在球磨和喷雾干燥时适当加入减水剂，厂内应该多配备风扇等设备，加强厂内的空气对流。3.3 工艺流程在陶瓷厂，采用一个比较好的工艺流程，不仅能减短生产的过程，减少生产过程中物料的损耗，还能改善生产环境，减少生产成本，提高产品的竞

16、争力，在能保证正常生产的前提下，力求工序最少。根据在抛光砖厂的实习认识情况和陶瓷工艺学的知识，在保证产品质量不降低和生产连续流畅的情况下，尽量简化生产工艺，降低生产成本，决定采取以下工艺流程见图3-1。软质原料原料库硬质原料露天堆场铲车送料配料机皮带运输球磨机粗浆池过筛、除铁精浆池高位浆池喷雾干燥造粒陶瓷柱塞泵振动筛皮带运输粉料仓皮带运输波纹皮带皮带运输给料仓压机成型干燥窑调节比重丝网印花烧成窑测温刷灰、吹灰喷水急冷抛光磨边上防污剂分级、包装成品仓淋水渗花液变形检测烘干 图3-1 总工艺流程图3.4 工艺参数在陶瓷生产中，任何参数的确定必须基于生产的稳定。比如陶瓷原料，远地原料考虑到运输和原料

17、存储量的关系，一般选择存储23个月，而本地原料，由于运输方便，可以选择10天到半个月，陶瓷泥浆的均化、搅拌时间一般选择24小时，粉料的陈腐期一般也为24小时,在设计时需要考虑两天的容量。在稳定生产的前提下，力求零损失，零浪费，比如烧成的合格率，工厂需要控制在97%以上，配料和成型的损失率都需要小于0.5%，还有一些参数是根据生产的经验，例如泥浆的含水率大致在30%40%左右，粉料的含水率在7%8%左右，印花的温度需要控制在5060，磨边尺寸大概需要10mm。根据陶瓷生产经验和陶瓷厂工艺设计概论9中物料平衡计算和定额指标、工作制度及定员两节，结合本人理解和认识，以及在陶瓷厂实习收集到的资料，确定

18、全厂生产各工段工艺参数，其主要工艺参数见表3-2。表3-2 渗花抛光砖主要工艺参数外地原料储备期（月）本地原料储备期（天）粉料仓储备期（天）配料、球磨损失率喷雾干燥损失率成型车间损失率干燥损失率21020.5%0.5%0.2%0.2%烧成合格率产品烧成收缩率抛光合格率灼减泥浆水份粉料水份出干燥窑水份98%10%98%5%32%7.0-8.0%<0.5%吸水率产品单重干燥周期烧成周期干燥温度烧成温度印花温度<0.1%21.5kg/m220min55min100-200120050-60干燥窑温度产品规格成型、干燥、印花回料率喷雾造粒等回料率磨边预留尺寸抛光预留尺寸原料库硬质原料储备期

19、（天）160800×800 mm1.2%1%10mm1mm10 第四章 物料平衡计算由于设计所用的原料没有具体给出，那么我们假定他们分别为A、B、C、D、E、F、G，其中A、B为硬质原料，C、D为半硬质原料，E、F、G为软质原料，且A、B、E、F为远地原料，C、D、G为本地原料。在这里，我们假定配方中原料配比为A：B：C：D：E：F：G=2:1:3:1:2:4:1，同时为了方便计算，硬质原料的含水率我们假定为3%，堆积选择密度为1.2 t/m3，半硬质原料的含水率我们假定为5%，堆积密度为1.4 t/m3 ，软质原料的含水率假定为10%，堆积密度为1.5 t/m3。假定泥浆密度为1.

20、70g/cm3，球磨时间为11个小时，放浆和加料时间各为1小时。原料的详细参数归纳起来见表4-1：表4-1 原料的详细参数ABCDEFG质地硬质硬质半硬质半硬质软质软质软质水分3%3%5%5%10%10%10%堆积密度（t/m3）1.21.21.41.41.51.51.5配料比例2131241其他条件：泥浆的密度：1.70 g/cm3，球磨周期：11h，放浆1h，加料1h根据设计的要求，年产300万m2，产品单重21.5kg/m2，产品的规格为800×800×10 mm，可以计算出年产成品总量： G年=300×10000×21.5=6.45×1

21、07 kg根据陶瓷厂生产的经验，一年之内由于检修和烘窑，需要停产12个月，这里我们选择45天，来进行计算，那么每天的成品产量为：G天=G年÷（365-45） =6.45×107÷320 =2.016×105 kg成品的体积：V成=0.8×0.8×0.1=0.064 m3考虑到抛光砖需要磨边和抛光，根据表3-2的主要工艺参数，磨边、抛光前产品的体积为V产=（0.8+0.1）×（0.8+0.1）×（0.1+0.01）=0.0891 m3假定抛光砖抛光磨边前后都是均匀长方体，那么，磨边抛光之前每天产品的质量为：G产=G天

22、×V产÷V成 =2.016×105×0.0891÷0.064=2.81×105 kg根据抛光合格率及烧成合格率和烧成酌减，产品入窑前的质量为：G入=G产÷烧成合格率÷抛光合格率÷（1-烧成酌减）=2.81×105÷0.98÷0.98÷（1-0.05）=3.1×105 kg考虑产品在成型、干燥过程中的损失，那么每天需要的粉料质量为： G粉=G入÷（1-成型损失率）÷（1-干燥损失率） =3.1×105÷0.98

23、7;0.98 =3.23×105 kg喷雾干燥后的粉料含水率在7%8%之间，这里我们取7.5%，而泥浆含水率为32%，在喷雾干燥过程中，由于细小粉尘不能被收下而随着尾气排除以及粉尘粘在喷雾干燥塔避的缘故，物料会有损失，根据喷雾干燥损失，喷雾干燥前的泥浆质量：G浆=G粉×（1-粉料含水率）÷（1-喷雾干燥损失）÷（1-泥浆含水率） =3.23×105×0.935÷0.995÷0.68 =4.47×105 kg料浆体积：V浆=G浆÷料浆密度 =4.47×105÷1.70÷

24、;1000 =263 m3根据干物质量守恒，粉料中的干物质量应该等于原料减去运输及球磨过程中的损失后的干料重量：G浆×（1-泥浆含水率）=（2+1）X×（1-3%）+（3+1）X×（1-5%）+（2+4+1）X×（1-10%） ×1-0.005 4.47×105×0.68 =(2.91X+3.8X+6.3X) ×0.995 X=23481 kg每天需要消耗的原料总质量为： G天=（2+1+3+1+2+4+1）X =14×23481 =328734 kg那么各种原料的每天消耗量为： GA=23481

25、5;2=46962 kg GB=23481×1=23481kg GC=23481×3=70443 kg GD=23481×1=23481 kg GE=23481×2=46962 kg GF=23481×4=93924 kg GG=23481×1=23481 kg第五章 露天堆场和原料库设计根据第三章选择的各种原料的储备期，这里我们计算出各个原料需要的堆积体积：带入数据 VA=46962×60÷1.2÷1000=2348.1 m3 VB=23481×60÷1.2÷1000=11

26、74.1 m3 VC=70443×10÷1.4÷1000=503.2 m3 VD=23481×10÷1.4÷1000=167.8 m3 VE=46962×60÷1.5÷1000=1878.5 m3 VF=93924×60÷1.5÷1000=3757.0 m3 VG=23481×10÷1.5÷1000= 156.6 m3对于硬质和半硬质原料，采用的是露天堆放，在这里我们设定堆积墙的高度为H=5m，堆积料仓的宽度统一为D=15m，考虑到装卸料和翻料的

27、方便，这里我们取长度富裕系数为=1.3 带入数据 =40.8m同理可得 =20.4 m =8.8m =3.0 m原料库是用来堆放软质原料和均化陈腐好的硬质原料，这些原料一般会立即投入球磨机进行配料粉磨，所以一般采用室内堆放方式。在第三章中，我们选择原料库中硬质原料的储备期为10天。在这里，同样取堆积墙的高度为H=5 m，取堆积的宽度为D=10 m，同样取长度富裕系数为=1.2由 =9.4 m =4.7 m =12.1 m =4.1 m =45.1 m =90.2 m =3.8 m 由于E、F占用的长度过大，不适合放置在球磨工段内，我们选择将它们挨着露天原料堆放，宽度也取15m，堆积高度选择5m

28、，上面加顶棚，墙高度为7m。那么： =30.1m =60.2 m第六章 球磨工段设计6.1球磨机的计算和选型球磨机是陶瓷厂的细碎设备，在无论是配料还是釉料粉磨过程中，都很起到很好的研磨和混合效果，在陶瓷生产过程中，一般选用间歇性球磨机10。球磨机球磨方式有湿法球磨和干法球磨两种，因为湿法球磨适合多种物料和添加剂的混合精细研磨，使瘠性物料与塑性物料搅拌混合均匀，还能在短时间球磨后即可获得符合生产要求的粒度和粒度分布范围的物料，且粉尘少，对环境的污染小。因此湿法球磨在陶瓷生产中得到了广泛的应用，本设计也同样采用湿法球磨。陶瓷生产原料中不能含铁，因此球磨机的衬板不能选用高锰钢或金属合金，可以采用高铝

29、衬板或者是橡胶衬板，由于橡胶衬板质量轻，负荷轻，动力消耗小，使用寿命长，磨球消耗低而且工业噪音低11，因此在这里我们选用橡胶衬板，对于研磨体陶瓷厂一般采用陶瓷球，陶瓷球的级配按照大、中、小=5:1:4进行配合，同时根据陶瓷厂生产的经验取料、球、水=1:1:0.5进行配料。那么每次加入陶瓷球和水的质量：G球=G天=328734 kgG水=0.5G天=164367 kg根据第四章选择的球磨时间11h，放浆时间1h，加料时间为1h，那么计算球磨机的总的吨数。 G =G天×（球磨时间+放浆时间+加料时间）÷24 =328734÷24×(11+2) =178064

30、 kg从上面的计算看成，需要的陶瓷球磨机总的吨位在180吨，考虑到目前国内100吨球磨机产品还不够成熟，我们选用60吨球磨机。 60X=180在这里我们取X=3。考虑到扩大生产、球磨机的检修和工业限电，我们这里60吨球磨机多选择2台。因此，球磨机选择为60吨球磨机5台。且所有相同型号的球磨机不是在同一个时间开球和停球，这样可以方便工人喂料和卸料，同时也可解决同时启动造成的功率不够。根据选择，球磨机的参数见表6-1：表6-1 所选60T球磨机参数筒体尺寸（mm）筒体厚度(mm)有效容积(m3)筒体转速(r/min)主电机功率(kw)辅电机功率(kw)E形皮带数(条)轴头直径(mm)60吨球磨机3

31、900×9000181071125018.538650 6.2喂料机和输送皮带的选择由于我们喂送的物料需要进行称量和进行倾斜运输，那么我们可以选用链板式喂料机，因为它能够输送的粒度范围大，牵引力大、倾斜角度大可以达到（+35°）生产能力能够可达1000m3/h，可靠性高并能保证较均匀的喂料12。根据我们球磨机的选择，选择的都是60吨的球磨机，由于球磨机型号相同，所以喂料高度一样，我们只需要一组喂料设备。喂料机选择原则是在加料时间1h之内可以加满一个球磨机需要的料。根据要求，我们选择的链板式喂料机的型号如表6-2：型号槽板宽度(mm)头尾轮轴中心距(mm)给料速度(m/s)最

32、大给料粒度(mm)喂料量t/h倾角电机功率(KW)重量(t)BW800030.0543504070241119.3 表6-2 链板式喂料机参数对于选定的喂料机，长度为15m, 宽度为0.8m，高度3m，由于没有给定高度，这里，我们假定高度为3m，其中料斗的高度为1.5m。在这里，我们假定输送皮带的离地高度为0.5m输送高度和输送皮带的长度确定：在球磨机选项中，对于选定的60吨球磨机，直径为3.9m，磨机与地面距离的放浆高度我们选择0.6m，磨机与上面加料口的高度选择0.4m，加料台厚度我们选择0.015m，加料台上面的水平皮带运输机高度我们假定为0.5m，倾斜皮带与水

33、平皮带的高度距离我们选择0.15m，上面的90°转角漏斗高度为1.2m。那么，加料台的高度H加=球磨机离地高度+球磨机外径+球磨机离加料台的高度 =0.6+3.9+0.018×2+0.4 =5 m喂料机需要输送物料的高度为：H=加料台高度+加料台厚度+转角漏斗高度-喂料点的离地高度 =5+0.015+1.2-0.5 =5.715 m整体高度:H总=加料台高度+加料台厚度+转角漏斗高度 =5+0.015+1.2 =6.215在这里，我们取输送带的倾角为20°，那么，倾斜皮带的长度为L=H÷cos20°=15.54 m在这里，我们选择球磨机的两侧支

34、撑架的宽度为0.2m，两台球磨机之间的距离为2m，并且假定球磨机的加料口在球磨机的中央，那么加料台上面的水平皮带长度为：式中 L水平皮带的长度 n球磨机个数 d相邻球磨机之间的距离 a支撑架的宽度带入数据： =45.6 m即加料台上的水平皮带的长度为45.6 m6.3 浆池的确定球磨工段的浆池分为两种，粗浆池（也称半成品浆池）和精浆池（成品浆池），粗浆池主要用来对球磨机放浆进行存储，精浆池用来存放过筛、除铁后的泥浆。由于球磨机的放浆不是在同一时间，因此滚筒筛和除铁器各选择两台就够了。粗浆池设计的原则是能够容纳一个球磨机放浆的体积。为了放浆的方便，我们选择每两个球磨机共用一个粗浆池。浆池的深度我

35、们选择h=2.5 m根据本章我们选择的球磨机的吨位，那么每个球磨机每次放浆时的的放浆体积为： =60÷1.7 =35.3m3 =2.12这里我们取直径d=4.4m，即3个高度为2.5m，直径为4.4m的粗浆池在泥浆放入粗浆池过程中，需要用8目的平板筛来过筛大块物料和球石。由于有高度差，因此不需要任何动力输送设备，我们就直接用凹槽设备让泥浆流入粗浆池。对于精浆池，由于泥浆需要搅拌、均化24小时，这里我们假定每次球磨机放浆之后，泥浆泵能够在1h内将泥浆抽取都精浆池内部，那么，经过搅拌、均化24h后，第三次的泥浆又将马上抽如精浆池，那么我们设计的原则是能够容纳所有的球磨机（包括备用球磨机）

36、的三次放浆。 = =529.5 m3在这里，我们取精浆池的深度为H=4m，为了能装下每次放浆的整数倍，我们取精浆池的个数为5个，那么 = =2.66 m这里，我们取直径为5.4m，即选择5个精浆池，浆池的深度为4 m。6.4泥浆泵的选型陶瓷泥浆是粘稠，而成固体含量高的流体，在工业生产中一般采用泥浆泵或者是柱塞泵来实现泥浆的管道运输。在陶瓷生产中，需要用到泵的地方大致有三个，第一个是粗浆池运输到精浆池，第二个是精浆池运送到高位浆池，第三个是高位浆池运输运输到喷雾干燥塔。由于粗浆池到精浆池以及精浆池到高位浆池的输送高度和压力都不大，所以，我们考虑用泥浆泵来运输。6.4.1 粗浆池到精浆池的泥浆泵选

37、型粗浆池到精浆池过程中需要经过过筛和除铁，在这里，我们选择过80目的滚筒筛，滚筒筛的高度假定为1m，除铁机的高度假定为2m，选择的原则是能将浆池内部在下一次放浆过程中能将原来的泥浆抽走。根据上一节的讨论，泥浆泵需要能够在1h之内将泥浆抽取到精浆池，在这里，我们选择3个泥浆泵，即每个粗浆池一个一个柱塞泵，每小时需要抽取的泥浆体积：Vh= V浆 ÷1 =35.3÷1 =35.3 m3需要的最小扬程 h=地面高度+浆池深度 =2+2.5=4.5 m根据计算所得，我们选择的泥浆泵如下表6-3：表6-3 粗浆池到精浆池的泥浆泵型号转速(r/min)流量 (m3/h)扬程(m)电机功率

38、(KW)全机泵重(Kg)NL76A-9143050-709-10380 6.4.2 精浆池到高位浆池的泥浆泵选型同理对于由精浆池，在这里，我们假定喷雾干燥工段的高位浆池高度为3m，一般来说由于精浆池需要源源不断地向高位浆池输送泥浆、需要那么这里，我们选型的原则是能够在第四次泥浆抽过了之前，将第一次放浆的泥浆抽走，与在下一次放浆前的一小时能够全部抽到高位浆池，也就是说能在12h之内将2个第一次放浆的浆池的泥浆全部抽走，这里我们选择5个泥浆泵，每个精浆池一个，那么单个泥浆泵每小时需要抽取的泥浆体积为：VH = = =8.825 m3需要的最低扬程： H=高位浆池高度+泥浆池深度 =3+4 =7 m

39、根据计算，我们选择的泥浆泵型号如表6-4：表6-4 精浆池到高位浆池的泥浆泵型号转速(r/min)流量 (m3/h)扬程(m)电机功率(KW)全机泵重(Kg)NL50A-12143025-3812-14380第七章 喷雾干燥工段设计7.1 高位浆池设计高位浆池用于向喷雾干燥塔里面输送泥浆，在这里需要用柱塞泵将泥浆以高压雾化进入喷雾干燥塔，高位浆池一般是建立在地面上的，它起到一个泥浆中转的作用。在上一章，我们选定了高位浆池的高度为3m，那么根据工厂的经验，高位浆池的直径一般为23m，这里我们取直径为3m，即高位浆池为高3m，直径为3m的圆柱体浆池。7.2喷雾干燥塔的设计和选型7.2.1 喷雾干燥

40、塔形状的介绍喷雾干燥塔是一种湿法制粉设备，广泛用于在工业、食品、药品等制造领域。在建陶行业中，喷雾干燥塔是湿法制粉的关键设备，从20世纪80年代开发成功以来，已经广泛应用于建筑陶瓷墙地砖生产过程中，喷雾干燥塔生产的颗粒粉料，仍然是目前大型压机最理想的成型粉料13。在陶瓷行业中应用较多的是压力式喷雾干燥塔，因此本设计采用的也是压力式喷雾干燥塔。喷雾干燥塔的工作流程是将含水量高达30%50%的泥浆由柱塞泵抽取上来经过雾化喷嘴雾化成50300m的雾滴由下往上喷入塔内，同时热风炉的热起来从喷雾干燥塔的顶部从上往下流动，泥浆和热气流在接触过程中迅速发生热交换，泥浆雾化脱水，被干燥成只含有7%8%的空心粉

41、状物料，物料在重力的作用下聚集于塔底，由下面的运输皮带运输至粉料仓，而热交换后的气流则是从干燥塔下方，经过收尘器和洗涤塔，最后排入大气中。整个系统采用负压操作14。1 - 热风炉 2 - 热风管道 3 - 干燥塔体 4 - 雾化喷嘴 5- 排风管道6 - 旋风除尘器 7 - 水浴除尘器 8 - 排风机 9 - 粉料振动筛 10 - 柱塞泵11 - 电气控制系统图7-1 喷雾干燥工艺原理图7.2.2 喷雾干燥塔的选型在进行塔体设计之前，我们先来确定一些参数：泥浆雾化压力P，泥浆雾化压力取1.41.5MPa，过高会损坏柱塞泵，这里我们取1.5MPa雾化喷枪的角度，这里我们选择120°雾化

42、喷嘴的雾化角，一般为90120°之间，这里，我们选择90° 图7-2 喷枪角度和喷嘴雾化角度在这里我们选择喷雾干燥塔的依据是能够将精浆池抽过来的泥浆同步进行喷雾干燥，那么，考虑到喷雾干燥塔可能会进行检修、洗塔等因素，取平均工作时间为20h/天那么每小时需要干燥的泥浆体积为： =17.65 m3质量：=30 t需要蒸发的水分量：=7.95 t/h喷雾干燥塔每小时最多产生的粉料量： = =22.05 t根据每小时需要蒸发的水量，我们选择的喷雾干燥塔参数如下：表 7-1 所选喷雾干燥塔的参数型号水分蒸发量（kg/h）进风温度（）出风温度（）干燥塔直径（mm）产品收率干燥塔尺寸YP

43、G-1000010000140-450，可调70-1101450095-99.9%根据要求和工段布置喷雾干燥塔需要其他一些附属设备，包括热风炉、带式收尘器、沉降室等，这些是喷雾干燥塔的厂家配套，因此这里不比做设计。7.3 喷雾干燥塔的节能在建筑陶瓷生产过程中，喷雾干燥塔是耗能大户，如何节能一直是大家关注的大事，随着目前燃料价格的上涨，能源危机与激励的市场竞争要求陶瓷生产过程降低能耗，如何降低喷雾干燥塔的能耗，对于降低生产成本，提高企业经济效益及促进陶瓷行业可持续发展具有重大的意义。根据14,15可以采取以下方法：提高热风的进塔温度，降低热风的出塔温度，提高热风的进塔温度能够显著提高喷雾干燥塔的

44、热效率，降低热风离塔温度可以保证最大限度地用热风干燥泥浆雾滴；降低陶瓷泥浆的含水率，泥浆含水率的减少可以降低气化需要的热量，在生产实践过程中可以通过在泥浆中加入减水剂来最大限度地降低泥浆的含水率；提高泥浆的温度，提高泥浆的温度，可以降低泥浆的粘度，改善泥浆的雾化性能，同时也减少了气化需要的热量；同时可以用热交换机利用出塔废气来预热助燃空气来降低燃料的消耗。除了提高热利用效率，注意加强喷雾干燥塔及其附属设备的保温和热量损失也能降低喷雾干燥塔的能耗，例如为了减少热风管道的损失，可以在热风管道上加上200-300mm的保温层，塔体周围可以采用保温棉或珍珠岩粉，为如塔热风配备分风机，确保塔内横截面的热

45、风均匀，定时检查风管、塔体的保温层是否完好，塔体内壁的焊缝是否开裂，漏风现象并及时补焊，定期检查排风管道、旋风收尘器、水浴除尘器的焊缝是否有开裂，并及时维修。7.4输送皮带和料仓的确定选定喷雾干燥塔之后，我们假定喷雾干燥塔的离地高度为1.5m，喷雾干燥塔出来的粉料需要过68目的滚筒筛，物料过筛后下落到水平皮带上，然后由波纹皮带对物料进行运输。最后波纹皮带卸料在水平皮带上，由水平皮带运输到粉料仓。由于我们选择粉料仓的储备期为2天，在陶瓷行业中，粉料的陈腐期一般为24小时，因此粉料仓的设计原则只需要保证能够容纳两天喷雾干燥塔所产生的粉料。由上一节喷雾干燥塔每小时最多产生的粉料量为假定粉料的堆积密度

46、为1.2 t./m3，那么需要的总的料仓体积为 = =735 m3考虑到波纹皮带运输倾角限制，这里料仓高度我们取6m，取8个粉料仓 由带入数据 =2.21 m即8个粉料仓，料仓的高度为6m，直径取4.5m，同时为了卸料方便，我们假定每个粉料仓下方的锥形卸料口高度为2m粉料仓空间布置我们用钢架平台支持，在这里，我们假定粉料仓下面的水平皮带高度为1m，竖直皮带的高度为0.7m，卸料口与水平皮带之间的高度为0.2m，那么钢架平台支持的粉料仓的离地高度为 h=1+0.2=1.2m假定假定喷雾干燥塔下方的水平皮带高度为0.8m，与波纹皮带的卸料高度为0.3m，粉料仓上方的水平皮带的高度也为0.5m，波纹

47、皮带与水平皮带之间的卸料高度为0.3m，那么，波纹皮带运输到粉料仓的高度为H=h+料仓高度+波纹皮带与水平皮带之间的卸料高度+粉料仓上方的水平皮带的高度-喷雾干燥塔下方的水平皮带高度+下方水平皮带与波纹皮带卸料高度 =1.2+6+2+0.3+0.5-0.8+0.3 =9.3 m粉料仓占用的总高度H总=h+料仓高度+波纹皮带与水平皮带之间的卸料高度+粉料仓上方的水平皮带的高度 =1.2+6+2+0.3+0.5 =10m第八章 原料车间布置以及全厂面积略算8.1 露天堆场的布置为了便于运输和卸料，原料仓在位置选择上因该靠近公路，因此我们将原料仓设计在运输公路旁，与运输公路相平行一字排开，在原料卸料

48、之前需要经过地磅称，公路的宽度假定为5m。原料库在选择上应该靠近原料仓，且门开口要方便铲车运输。为了便于配料，我们将原料仓放入球磨工段（E、F仓放在外面），考虑到F的堆积宽度刚好是E的两倍，为了统一高度和便于土木施工，这里的原料库取3个E宽度的堆场。考虑到卡车运输方便，我们取露天堆场和原料库之间的水平和垂直通道的宽度都为6m，这里考虑到门口的值班室和地磅，我们取20m。露天堆场的堆墙不与其他墙共用，堆墙与后面的绿化带之间留0.5m的距离，对于所有的墙，取宽度为0.3m。露天场的面积： 8.2 球磨工段的布置球磨工段应该紧靠原料库，为了使得占地宽度不是太大，这里我们选择喂料机物料输送方向与球磨机

49、平行，在顶部卸料口可以安装一个90°犁口卸料装置，为了方便铲车喂料，原料库与喂料机之间的宽度为5.5m。喂料台的高度比球磨机的宽度略宽，这里我们取4.5m。为了便于统一控制，我们把粗浆池3个泥浆泵和精浆池的5个泥浆泵开关集成到一次。喂料台与粗浆池之间的距离为1.4m，粗浆池与精浆池之间的距离为5m。精浆池与墙壁之间的过道为1m，假定那么球磨工段占用的宽度为： D=原料仓宽度+原料仓与喂料机之间的距离+喂料机宽度+球磨机直径+球磨机与粗浆池距离+粗浆池直径+粗浆池与精浆池距离+精浆池直径+精浆池离墙距离D=10+5.5+0.8+4.5+1.4+4.4+5+5.4+1 =38 m由于我们

50、选的球磨机支架的宽度为0.2m，球磨机间距为2m，选择球磨机前后方的离墙高度都为2m，那么，球磨工段的长度为：L= =59 m球磨工段的面积为： =2242 m28.3 喷雾干燥工段布置：喷雾干燥工段由热风炉、风机、高位浆池、柱塞泵、沉降室、喷雾干燥塔、带式收尘器、大风机、洗涤塔等组成，由于其他都是为喷雾干燥塔服务的，所以布置时可以考虑将干燥塔放在中央位置。由于其他的设备需要喷雾干燥塔的生产公司来确定，考虑到喷雾干燥塔的直径为14.5m，那么我们取喷雾干燥塔工段的宽度和球磨工段的宽度一致为38 m，长度为20m，那么喷雾干燥塔工段的面积为 =760 m28.4 料仓和成型车间：根据，我们选择的料仓为8个，直径为4.5m，高度为6m，料仓采用4个料仓并排堆放，离墙距离为1m，在这里我们取料仓到压机口的水平距离为3m，压机的长度假定为3m，压制和刷坯线的长度这里我们取10m，那么成型车间的长度为： 式中 d粉料仓的直径 l1粉料仓离墙距离 l2粉料仓到压机给料口的水平运输距离 l3压机的长度 l4压制、刷坯线的长度带入数