年产240万平方米釉面内墙砖陶瓷工厂设计毕业设计说明书

1、沈阳化工大学本科毕业设计题 目：年产240万平方米釉面内墙砖 陶瓷工厂设计 院 系：材料科学与工程学院 专 业：无机非金属材料工程 班 级： 学生姓名： 指导教师： 论文提交日期： 2013 年 6 月 20 日 论文答辩日期： 2013 年 6 月 26 内容摘要本设计的任务是年产240万平方米釉面内墙砖陶瓷工厂设计。设计的主要内容有以下几点：一、总论：主要是设计任务的提出和厂址的选择。二、全厂总平面设计：主要是设计工厂的组成和全厂平面的布置。三、工艺设计与工艺计算：主要是釉面内墙砖工艺设计、配方计算并进行设备选型。四、主要生产车间的工艺设计及布置：主要是明确原料车间的任务，进行工艺布置和成

2、型烧成车间的任务和工艺布置。五、成本核算：主要是进行全厂的生产成本计算。关键词： 工艺流程； 工艺设计； 原料车间； 成型烧成车间目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc359924250 一、总论 PAGEREF _Toc359924250 h 1 HYPERLINK l _Toc359924251 1.1 设计任务的提出 PAGEREF _Toc359924251 h 1 HYPERLINK l _Toc359924252 1.2 厂址选择 PAGEREF _Toc359924252 h 1 HYPERLINK l _Toc359924253 1.2.1 厂址

3、选择的原则 PAGEREF _Toc359924253 h 1 HYPERLINK l _Toc359924254 1.2.2 建厂厂址选择 PAGEREF _Toc359924254 h 2 HYPERLINK l _Toc359924255 二、全厂总平面设计 PAGEREF _Toc359924255 h 5 HYPERLINK l _Toc359924256 2.1 全厂总平面设计的主要任务和基本原则 PAGEREF _Toc359924256 h 5 HYPERLINK l _Toc359924257 2.1.1 全厂总平面设计的主要任务 PAGEREF _Toc359924257

4、h 5 HYPERLINK l _Toc359924258 2.1.2 全厂总平面设计的基本原则 PAGEREF _Toc359924258 h 5 HYPERLINK l _Toc359924259 2.2 工厂组成 PAGEREF _Toc359924259 h 7 HYPERLINK l _Toc359924260 2.2.1 主要生产车间 PAGEREF _Toc359924260 h 7 HYPERLINK l _Toc359924261 2.2.2 辅助生产车间 PAGEREF _Toc359924261 h 7 HYPERLINK l _Toc359924262 2.2.3 动力

5、设施 PAGEREF _Toc359924262 h 7 HYPERLINK l _Toc359924263 2.2.4 仓库设施 PAGEREF _Toc359924263 h 7 HYPERLINK l _Toc359924264 2.2.5 行政管理和生活设施 PAGEREF _Toc359924264 h 7 HYPERLINK l _Toc359924265 2.3 全厂总平面布置 PAGEREF _Toc359924265 h 8 HYPERLINK l _Toc359924266 2.3.1 厂内交通运输布置 PAGEREF _Toc359924266 h 8 HYPERLINK

6、 l _Toc359924267 2.3.2 工程管网布置 PAGEREF _Toc359924267 h 8 HYPERLINK l _Toc359924268 2.4 工厂总平面布置图 PAGEREF _Toc359924268 h 8 HYPERLINK l _Toc359924269 三、工艺设计与工艺计算 PAGEREF _Toc359924269 h 9 HYPERLINK l _Toc359924270 3.1 工艺计算 PAGEREF _Toc359924270 h 9 HYPERLINK l _Toc359924271 3.1.1 工艺设计的主要任务和基本原则 PAGEREF

7、 _Toc359924271 h 9 HYPERLINK l _Toc359924272 3.1.2 工艺设计 PAGEREF _Toc359924272 h 9 HYPERLINK l _Toc359924273 3.2 工艺计算 PAGEREF _Toc359924273 h 21 HYPERLINK l _Toc359924274 3.2.1 物料平衡计算 PAGEREF _Toc359924274 h 21 HYPERLINK l _Toc359924275 3.2.2 工艺设备的选型和计算 PAGEREF _Toc359924275 h 23 HYPERLINK l _Toc3599

8、24276 3.2.3 物料储存设施的设计与计算 PAGEREF _Toc359924276 h 28 HYPERLINK l _Toc359924277 四、主要生产车间的工艺布置 PAGEREF _Toc359924277 h 31 HYPERLINK l _Toc359924278 4.1 车间工艺布置的任务和原则 PAGEREF _Toc359924278 h 31 HYPERLINK l _Toc359924279 4.2 原料车间工艺布置 PAGEREF _Toc359924279 h 31 HYPERLINK l _Toc359924280 车间主要任务、工艺特点和布置原则 PA

9、GEREF _Toc359924280 h 31 HYPERLINK l _Toc359924281 4.2.2 原料车间工艺布置 PAGEREF _Toc359924281 h 32 HYPERLINK l _Toc359924282 4.2.3 原料车间平面布置图 PAGEREF _Toc359924282 h 32 HYPERLINK l _Toc359924283 4.3 成型和烧成车间工艺布置 PAGEREF _Toc359924283 h 32 HYPERLINK l _Toc359924284 车间主要任务、工艺特点和布置原则 PAGEREF _Toc359924284 h 32

10、 HYPERLINK l _Toc359924285 4.3.2 成型和烧成车间工艺布置 PAGEREF _Toc359924285 h 33 HYPERLINK l _Toc359924286 4.3.3 成型和烧成车间平面布置图 PAGEREF _Toc359924286 h 33 HYPERLINK l _Toc359924287 五、成本概算 PAGEREF _Toc359924287 h 34 HYPERLINK l _Toc359924288 5.1 原料成本 PAGEREF _Toc359924288 h 34 HYPERLINK l _Toc359924289 5.2 燃料成本

11、 PAGEREF _Toc359924289 h 34 HYPERLINK l _Toc359924290 5.3 设备成本 PAGEREF _Toc359924290 h 34 HYPERLINK l _Toc359924291 建筑成本 PAGEREF _Toc359924291 h 35 HYPERLINK l _Toc359924292 基本造价 PAGEREF _Toc359924292 h 35 HYPERLINK l _Toc359924293 5.4.2 其他成本 PAGEREF _Toc359924293 h 36 HYPERLINK l _Toc359924294 5.5

12、总成本 PAGEREF _Toc359924294 h 39年产240万平方米釉面内墙砖陶瓷工厂设计一、总论1.1 设计任务的提出 根据沈阳化工大学材料科学与工程学院无机非金属材料与工程专业下达的2013届毕业设计任务书为依据，进行“年产240万平方米釉面内墙砖陶瓷工厂设计”。 生产规模：年产240万平方米 产品品种：釉面内墙砖 产品规格：300mm450mm 产品质量标准：吸水率平均值10%，单个值9%； 破坏强度1300N或35MPa，单个值32MPa。1.2 厂址选择 厂址选择的原则建筑陶瓷工厂建厂地区选择时应考虑陶瓷等建材产品附加值低，不适宜远销，而且其对原料、燃料及动力等有较高要求，

13、工厂最好尽可能靠近销售地区的原料基地，并应考虑到有良好的燃料供应和电力来源。对于内墙砖这种体积小、产量大和运输较方便的建筑陶瓷，则应力求靠近原料基地。在确定建厂地区时，还应考虑整体的工业布局，以满足各个地区的需要。在规划地区的工业布局时，应考虑建厂的规模。但工厂应具有相当的规模，以保证规模效益；建厂厂址选择时应考虑建厂的地理位置、气象、水文、地质、地形、地貌及社会经济状况；交通运输；水、电、气的现状与发展前景；厂址选择及选择意见等。（1） 建厂地区选择的依据 执行国家各项相关政策，紧密结合国情，减少投资，采取合理措施，是项目达到预期社会效益，环境效益。 陶瓷产品附加值低，不适宜远销，而且对于原

14、料，燃料及动力等有较高的要求，工厂最好尽可能靠近销售地区和原料基地，并应考虑到有良好的燃料供应和电力来源，鉴于玻化砖属于建筑陶瓷的一种，它体积小，产量大和运输方便的建筑陶瓷，则应该力求靠近原料基地。 应该在确定建厂地区时，考虑整体的工业布局，以满足各个地区的需要。在规划地区的工业布局是，应该考虑建厂的规模。工厂应具有一定的规模，才能保证规模效益。 设计中满足工艺要求为前提，注意建筑物特点和整体布局的合理性。（2） 建厂厂址的选择依据 厂址需要靠近原料基地和销售地区 良好的交通运输条件。 厂址有可靠的电力来源。 良好的工程地质条件。 厂址地形。最好是宽阔平坦，并带有倾斜，利于简化工厂的竖向布置与

15、减少平整土地的土石方量，并利于排水。 厂址有丰富的水源。工厂用水量较大，必须有可靠的水源。 厂址有较好的水文地质条件。 厂址有动力供应和给排水等便利条件。雨水，污水排出的可能。必须考虑工厂的雨水，污水排出厂外的方便条件，并注意环保要求。 工厂不应该靠近堆置有机废料，化学废料及对人体或生产不利的其他废料的地方。 厂址应尽可能的靠近居住区。一般将居住区设置在工厂与附近城镇之间。在不占良田，少占良田的同时，应该在免受工厂烟尘污染，设备噪音干扰的前提下居民区应尽量的靠近工厂。 建厂厂址选择厂址选择在辽宁沈阳市法库县，这里有很长时间的制造瓷器经验，矿产资源丰富，原料提供十分方便，同时拥有大量的优秀专业技

16、术人才。以下为此地水文、地质、气候、资源、交通运输条件。（1） 交通运输条件沈阳市法库县临近沈阳高速公路，S106省道和G203国道，交通极为方便。（2） 气象条件沈阳市处于暖温带半湿润季风气候地区。春温回升快，日照足，风力强盛，相对湿度低，降水变率大，蒸发量大，空气干燥；夏热，多阴雨，空气湿润；秋短，降温快，四季气候分明，年平均气温变化较大。 气温沈阳属于北温带受季风影响的半湿润大陆性气候。全年气温、降水分布由南向东北和由东向西北方向递减。一年四季分明，1999年极端最高气温达，极端最低气温为零下。各县区年平均气温在之间，康平县最低，东陵区最高。2011 年全市年平均气温8，比常年同期偏低。

17、冬季、春季气温偏低，夏季气温正常，秋季气温偏高。其中月份平均气温比常年同期偏低，市区平均气温达，创新中国成立以来同期最纪录，同时最低气温低于-20的日数多达26天，创历史上连续寒冷日数最长纪录。沈阳冬季漫长；春季回暖快，日照充足；夏季热而多雨，空气湿润，秋季短促，天高云谈，凉宜人。 风力沈阳风力一般不大，平均3到4级；全年主导风向为西南风，次主导方向为东南风。 降水沈阳降水量2011 年全市平均降水量516mm，为常年的八成。7月和11月降水量多于常年，其余10个月降水量均较常年同期偏少，降雪各地历年最大积雪深度在1030厘米之间， 年日照数小时 沈阳地形地势沈阳位于东经12225912348

18、24、北纬41115143213之间。沈阳地区以平原为主，地势平坦，平均海拔50米左右，山地丘陵集中在东北、东南部，属辽东丘陵的延伸部分。西部是辽河、浑河冲积平原，地势由东向西缓缓倾斜。 水文地质沈阳市从北至南横贯浑河冲洪积扇。扇地地下水的赋存条件与古地貌、地层结构、岩土孔隙度和水理性质等因素密切相关，不同砂体赋存地下水的丰富程度有很大差别。整个浑河扇地蕴藏着丰富的孔隙承压水、潜水。勘察期间，各勘探孔均见地下水，水温915，一般1113 ，属冷水，地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水，稳定水位埋深15.7m之间，水位标高42.29 m。地下水常年水位变幅2 m。据沈阳水文站实测水头高H=40.9

19、5 m、流量Q=5 010 m3s、流速V=3.14 m河底最大冲刷变幅7.0 m。浑河扇地地下水流向总体上由东向西径流。抽水试验表明单井涌水量在6 306 m d，降深12.05 m，单位涌水量3 665.02 m3dm，水量丰富一极丰富。含水层综合渗透系数210 m，影响半径80350 m二、全厂总平面设计 全厂总平面设计的主要任务和基本原则 全厂总平面设计的主要任务工厂总平面布置设计的任务是：（1）在满足生产要求的条件下，经济合理的进行厂区划分，并确定厂区内各建筑物、构建物、堆场及其它设施之间的相互位置。（2）选定场外与厂内的交通运输系统，合理地组织人流和货流。（3）确定竖向布置方案，包

20、括场地平整、厂区防洪和排水，选择所有建筑物、构建物、堆场及各种管线、铁路和道路的标高。（4）布置地上和地下的各种工程技术管理。（5）完善卫生防火条件，进行厂区绿化和美化，为工人创造良好的工作条件和休息场所。（6）合理的布置厂前区，使之与居民区和城市较好的关系，并选择合适的建筑物形式，组成完整的建筑物群。 全厂总平面设计的基本原则 工厂总平面的布置必须遵循下列基本原则：（1）厂区内的建筑物、构建物及交通运输路线的布置应该使工艺流程顺捷，并保证合理的生产作业线。（2）原料、颜料、半成品和成品的运输应当是连续的短距离运输，避免交叉和往返。（3）适当地把厂区划分成几个地段，把生产性质、防火、卫生条件和

21、交通运输等同类的建筑物、构建物布置在一个地段，把生产作业线分布于工厂的厂区内。（4）建筑物、构建物的外形应当简单，布置应紧凑，以便于厂区利用率达到最大程度。（5）辅助车间及仓库应尽可能的靠近它所服务的主要车间。（6）动力设施应尽量靠近负荷中心。（7）厂内人行道距离应该最短，并尽可能避免与货运线交叉，特别是在工作紧张及行人往返多的地段。（8）厂区的管网线，除必须转弯外，应尽可能取直，不应在铁路和道路路基下面敷设各种管线，集中埋放在地下管线地带应位于建筑物和道路之间。（9）布置建筑物时应考虑日照方位及主导风向，保证室内天然采光、自然通风及防止日照辐射热的投入，若有往大气中大量的排出煤气、烟、尘及不

22、良气体的建筑物，当主导风向非常明显时，该建筑物须布置在其他建筑物的下风侧。（10）必须根据工厂的发展预先考虑将来扩建的可能，以便在用少量的投资不影响正常的生产、不改变原有总平面图的设计图和不拆毁较大建筑物、构建物的条件下，达到扩建的目的。（11）根据地形的起伏，工程地质和水文地质等条件，把主要建筑物、构建物布置在条件好的地段，以节约建设投资。（12）应满足运输路线、防火卫生条件及工程技术管线的要求。（13）应使厂内外铁路、公路、动力线路、和本地区的其他设施连接合理、工厂与住宅区的联系方便。（14）易燃、可燃和燃料仓库必须布置在生产性建筑物和构筑物的下风侧，经常散出大量火花以及有明火源的车间，均

23、应布置在易燃、可燃和燃料仓的下风侧。（15）合理选择建筑形式，使之便于生产并缩小工厂占地面积，缩短工程技术管线及运输线路。（16）厂区内不允许修建医疗所、消防、警卫人员宿舍和运动设施等，但某些设施可设在厂区外的防护区内。（17）规模较大的企业分期建设时，必须尽量缩减第一期的占地面积和生产作业线长度，以降低工厂的建设投资和经营费用。（18）工厂总平面图应有合理的艺术性，建筑物和构建物应与周围的环境及建筑物相配合，外观轮廓和道路系统平直整齐，各个建筑物应该相互协调吗，适当地美化、绿化，使工厂成为一个建筑艺术的整体。（19）建筑物、构筑物应作行列式或节间式布置，并应与建设场地的长轴或短轴线平行或成一

24、个小角度。2.2 工厂组成 主要生产车间 原料车间将进厂的陶瓷原料进行加工而制备出合格的泥浆、可塑性泥料或干压粉料。 成型车间将原料车间送来的粉料进行成型加工，然后再干燥、施釉和烧成。 辅助生产车间辅助及修理车间包括工艺室和机修车间。 动力设施空压站、水战、天然气站、变电所、稳压站和配电室以及相应的工程技术管网等。 仓库设施堆场及仓库储存原料、燃料、辅助材料、成品及废料等的设施。 行政管理和生活设施（1） 办公楼、展厅（2） 职工宿舍（3） 食堂（4） 浴室（5） 门卫2.3 全厂总平面布置（1） 主要生产区主要生产区，是整个工厂的生产中心，所以本区常布置于工厂场地的中央部分。场地较平坦，运输

25、方便。本区为全厂工人集中之处，并且靠近厂前区。（2） 辅助生产区辅助车间布置与主要生产区明显分离，主要是稳压站，变电所布置在整个厂区的东南部远离生活区和生产区。（3） 仓库、堆场区仓库和堆场区的运输量很大，位于厂区东部这样设计不仅交通运输方遍而且远离生活区又靠近主要生产区。 （4） 厂前区为行政管理、技术研究，对外、对内联系很密切，所以布置于工厂主要出入口。 厂内交通运输布置合理的组织人流、物流，为了合理的安排货物的运输，所以本场的道路设计多为直线这样工厂上下班时便于大量的工人出入，并且与运货的交叉最少或避免交叉。 工程管网布置为保证生产与管理的正常进行，需要设置一系列的工程技术管线以满足生产

26、上、生活上用水、蒸汽、热力、电力及煤气等方面的需要。工程技术管道主要有给水管道、污水及雨水的排水管道、泥浆管道、天然气管道。 工厂总平面布置图 本设计工厂总平面布置图见附图4-1。三、工艺设计与工艺计算3.1 工艺计算 工艺设计的主要任务和基本原则（1） 主要任务 = 1 * GB3 根据市场信息和当地条件，确定（或协助建设单位确定）产品方案； = 2 * GB3 根据国内外生产该产品的现状，发展趋势以及在当地实施的可能性选择合理的生产方法和生产工艺流程； = 3 * GB3 根据所选的工艺及物料平衡计算的结果，确定生产设备的类型、规格，数量； = 4 * GB3 选取各项工艺参数及定额指标。

27、（2） 工艺设计的基本原则 = 1 * GB3 安全可靠、经济合理、技术先进。这三个部分是统一的、不可分割的有机整体，不应该把他们独立起来。 = 2 * GB3 合理的选择工艺流程和设计指示。工艺流程和主要的设备确定至关重要。 = 3 * GB3 为生产挖潜和发展留有余地。由于技术不断的向前发展，设备能力应该能切实满足生产要求，所以要留有余地。 = 4 * GB3 合理的考虑机械化，自动化装备水平。机械化水平应该与工厂的规模和装备水平相适应。 = 5 * GB3 注意环境保护，减少污染。 = 6 * GB3 考其他专业的要求，并为其设计提供可靠资料。 工艺设计 （1） 生产方法 半干法压制成型

28、（2） 原料燃烧选择 = 1 * GB3 坯用原料的选择坯用原料主要有粘土、石英、长石、硅灰石、透辉石、高岭土、叶腊石等下面介绍主要代表坯用原料在坯体中的作用a、粘土及粘土在坯体中的作用赋予陶瓷坯体成型时必须的可塑性，对瘠性料产生结合力；使坯体保持形保证坯体的干燥强度，改变其用量或种类，可对陶瓷成型产生较大的影响成为陶瓷坯体的主体，其Al2O3含量的多少，可调节烧成温度。加热脱水后形成脱水高岭土，当温度1000C时，分解生成一定数量的莫来石晶体，赋予坯体较高的机械强度、热稳定性以及介电性。b、石英及石英在坯体中的作用调节（减弱）泥料的可塑性，降低坯体的干燥收缩，减少坯体的变形，缩短坯体的干燥时

29、间。烧成过程中，石英因加热产生晶型转变伴随的体积膨胀，可部分抵消粘土的收缩，减弱烧成收缩过大而造成的应力，改善坯体性能。高温下部分溶解于玻璃中，提高玻璃相的粘度；残余的颗粒构成坯体的骨架，增强高温下坯体的抵抗变形的能力，并提高制品的机械强度。c、长石及长石在坯体中的作用降低可塑性，缩短坯体的干燥时间，减少坯体干燥收缩和变形。降低烧成温度，是坯体中碱金属氧化物的主要来源。高温下形成的长石熔体，促进石英和高岭土的溶解和互相渗透，促进莫来石晶体的形成和长大。长石玻璃熔体冷却后，构成玻璃态物质，增加坯体的透明度，提高光泽度。本设计中用所选用的原料有透辉石、粘土（高岭土）、石英、长石各种原料的化学组成及

30、产地列表如下表1 坯用原料的化学组成（w%）及产地名称SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2OIL合计产地透辉石2辽宁高岭土2.000100辽宁石英辽宁长石100辽宁将各种原料的化学组成换算成不含灼减量的化学组成如下表所示：表2 坯用原料不含灼减量的化学组成（w%）名称SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2OIL透辉石70.6124.8717.646高岭土1.840.3292.303石英长石63.89272 = 2 * GB3 釉用原料的选择釉用原料主要有粘土、石英、长石、硅灰石、透辉石、高岭土、叶腊石等下面介绍主要代表釉用原料在釉中的作用a、粘土及

31、粘土在釉中的作用赋予釉浆及注浆使用时的悬浮性和稳定性b、石英及石英在釉中的作用在釉中是形成玻璃的主要成分，它的含量及粒度的变化会影响釉的性能，可以调节釉的热膨胀系数，赋予釉面的机械强度、硬度、耐磨性与抗化学侵蚀性能。c、长石及长石在釉中的作用成为形成釉面的主要成分，调节其用量，可以调节釉面的质量和坯釉结合性能。本设计中用所选用的釉用原料有长石、高岭土、石英、石灰石、锆英石、碳酸钡和氧化锌。各种原料的化学组成及产地列表如下表3 釉用原料的化学组成（w%）及产地名称SiO2Al2O3Fe2O3ZrO2TiO2CaOMgOK2ONa2OIL产地长石辽宁高岭土0.22辽宁石英150.07辽宁石灰石辽宁

32、锆英石32966辽宁加3%氧化锌和3%的碳酸钡将各种釉用原料的化学组成换算成不含灼减量的化学组成如下表所示：表4 釉用原料不含灼减量的化学组成（w%）名称SiO2Al2O3Fe2O3ZrO2TiO2CaOMgOK2ONa2OIL长石62410.63高岭土40.380.340.32.7石英91石灰石锆英石 = 3 * GB3 燃料的选择本设计选择沈阳地区天然气作为燃料，热值为10000大卡（3）配方设计 = 1 * GB3 坯体的配方设计（a）坯体的化学组成表5 釉面内墙砖坯体化学组成范围（w%）原料组成SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2灼减含量其中SiO2在坯体中的

33、作用：坯料中SiO2一部分与Al2O3在高温下生成针状莫来石晶体，提高坯体的强度，构成坯体的骨架，另一部分与溶剂类原料引入的碱金属、碱金属氧化物形成玻璃相，充填空隙，降低气孔率，同时提高坯体强度。 本设计中主要由透辉石、石英、高岭土、长石引入；Al2O3在坯体中的作用：Al2O3除了与SiO2形成莫来石外，还有部分熔于玻璃相中，可提高坯体的白度和强度，如Al2O3低于15%，产品高温下容易发生变形 本设计中主要由高岭土、长石引入；Fe2O3、TiO2在坯体的作用：Fe2O3、TiO2使坯体着色，是白坯中的有害成分。红色体地砖是利用铁的劣质粘土生产或以Fe2O3着色，Fe2O3主要由高岭土引入T

34、iO2主要由透辉石引入；CaO在坯体的作用: CaO能SiO2与形成硅酸钙玻璃相，起助熔作用，加人一定量的可提高坯体热稳定性和强度，并提高白度，与长石做熔剂的坯体相比，坯体收缩小，因而有利于保证墙地砖坯体尺寸大小及规整度，所以生产墙地砖特别是内墙釉面砖坯体大都以CaO做熔剂，但CaO是的引入会缩小烧成温度范围，对烧成不利，现在已用高性能的辊道窑来解决；本设计中主要由透辉石引入；MgO在坯体中的作用：MgO与SiO2 、Al2O3形成低熔点的堇青石晶体，因而引入MgO可大大降低烧成温度，但同时也缩小了烧成温度范围，引入MgO可提高坯体白度，MgO的膨胀系小，引入其可大大降低坯体膨胀系数，用MgO

35、可调整坯釉对温度的适应性，提高制品热稳定性，本设计中主要由透辉石引入；K2O、Na2O在坯体中的作用：他们在高温时可与SiO2 、Al2O3分别形成流动性好的钾、钠玻璃，充填于坯体空隙中，提高坯体透明度与密度，减少坯体气孔率，提高强度，K2O、Na2O是强熔剂，适量引入可大大降低坯体烧成温度，但也不能太多，太多则容易使产品变形，由于Na2O玻璃相高温粘度比K2O玻璃相小，使制品烧成温度范围变窄，又由于Na2O的膨胀系数比K2O大，容易引起制品龟裂，因此坯料中Na2O含量不能太高，故坯料中大多使用钾长石，钠长石大多用于制釉，本设计中主要由长石引入。（b）坯体的配方设计表6 本设计中坯体的配方设计

36、原料百分含量（w%）透辉石38长石10石英20粘土32（c）坯体配方计算 长石中各氧化物中的含量SiO2 ： 10%63.89%=6.389%l2O3：10%22.06%=2.206%Fe2O3：10%0.09%=0.09%CaO： 10%1%=0.021%MgO： 10%0.05%=0.005%K2O： 10%10.57%=1.057%Na2O：10%3.02%=0.302% 石英中各氧化物中的含量SiO2： 20%99.54%=%l2O3：20%0.24%=%Fe2O3：20%0.04%=%CaO： 20%0.11%=%K2O：20%=0.01%TiO2：20%=0.002% 透辉石中各氧

37、化物的百分含量SiO2：38%=%Al2O3：38%=%Fe2O3：38%=% TiO2：38%8%=%CaO：38%=%MgO：38%=%K2O：38%=%Na2O：38%=% 高岭土中各氧化物的含量SiO2：32%=%Al2O3：32%=%Fe2O3：32%=%K2O：32%2.3%=0.74%CaO：32%0.32%=%TiO2：32%=%MgO：32%0.29%=%Na2O：32%0.23%=0.074%表7 本设计中各种氧化物的（w%）含量原料组成SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2灼减含量（%）65.85由表所知本计算在选用原料范围之内 = 2 * GB3

38、 釉的配方设计（a）底釉的化学组成表8 釉面内墙砖釉的化学组成范围（w%）化学组成SiO2B2O3Al2O3ZrO2CaOK2ONa2OMgOZnO灼减含量56.005.00SiO2在釉中的作用：SiO2在釉中的含量高于50%，能提高釉的难溶性能、粘度、化学稳定性，降低釉的膨胀系数，提高釉的机械强度和硬度，SiO2能与釉中的碱性氧化物形成各种复杂的硅酸盐化合物，这种硅酸盐化合物不受温度高低的影响而能任意比例完全互相混合，抵抗各种气体、水及大多数酸、碱类物质对它的侵蚀作用，形成有色或不透明“玻璃体”，本设计中由长石、高岭土、石英、锆英石引入；Al2O3在釉中的作用 ：Al2O3是釉中的重要组分之

39、一，能较大地提高釉的难容性能、粘度、并改善釉的弹性及化学稳定性，在一定程度上可降低釉出现龟裂的倾向，略可促进釉的流动性能，抑制釉的析晶作用，釉中的Al2O3常由高岭土、粘土及长石引入，高岭土由于含杂质少，适用于白色釉或透明釉，为了提高釉浆的悬浮性能，可使用粘土叫强的二次高岭土，生粘土的加入量一般为5%10%，过多会造成坯、釉收缩不一致等缺陷，为此可将部分粘土煅烧，生粘土也叫一次粘土，是母岩经风化、蚀变作用后形成的残留在原生地，与母岩未经分离的粘土；本设计中由长石、高岭土引入；K2O在釉中的作用：K2O是一种强熔剂，能提高釉的粘度，改善釉的光泽，增强釉的热膨胀性，增加釉下色料的光亮度，本设计中主

40、要由长石、高岭土引入；Na2O在釉中的作用：Na2O是一种强熔剂能减少釉的粘度，极大地提高釉的热膨胀系数，增大龟裂倾向，降低釉面硬度，降低釉的化学稳定性，略微缩小釉的熔融温度范围，使釉具有良好的光泽，本设计中主要由长石引入；CaO在釉中的作用：CaO可提高釉的硬度、耐磨性及化学稳定性。与碱金属氧化物相比，能提高釉的机械强度，降低釉的膨胀系数，在还原气氛烧成条件下，以方解石引入的氧化钙，易引起烟熏缺陷，CaO的含量不宜过高，若超过18%则易生成钙长石结晶，导致釉层失透，本设计中主要由石灰石引入；MgO在釉中的作用：MgO能降低玻璃膨胀系数，促进中间层的生成，从而减弱釉的破裂倾向，以滑石引入的氧化

41、镁能增强釉的乳浊性，提高釉面的自度。MgO在釉中含量必须小于5%，否则，其助熔作用反而降低，并使釉面光泽度减弱，本设计中主要由高岭土、石灰石引入；Fe2O3在釉中的作用：是一种强烈的熔剂和着色剂。通常不希望釉中含，因为他的着色作用太强、此外，它会促使釉析晶，提高釉的导电性能，当无铅釉中含有1030% Fe2O3时，釉更易于析晶，形成金星釉，本设计中主要由高岭土引入；ZnO在釉中的作用：ZnO俗名锌氧粉或锌白，是一种常用的制釉原料。ZnO对釉的机械性能、熔融性能及耐热性能均能起良好的作用，能降低膨胀系数、防止釉裂倾向，提高釉的光泽与白度，提高弹性，扩大釉的烧成温度范围。但提高氧化锌的含量会增加其

42、结晶倾向。利用此特性，可制得锌结晶釉，外购；ZrO2在釉中的作用：ZrO2机械强度高、化学稳定性好、乳浊效果好，乳浊效果稳定，不受气氛影响，高温粘度大，本设计中主要由锆英石引入。底釉的配方设计表9 本设计中底釉的配方设计原料百分含量（w%）钠长石28石灰石11石英30高岭土6氧化锌11碳酸钡3锆英石11底釉的配方计算 长石引入的各氧化物的百分含量SiO2：28%64.27%=%l2O3：28%22.19%=%Fe2O3：28%0.09%=%CaO： 28%0.21%=%MgO： 28%0.05%=%K2O： 28%3.04%=%Na2O：28%10.63%=% 石英中各氧化物中的含量SiO2：

43、 30%99.61%=%l2O3：30%0.24%=%Fe2O3：30%0.04%=%TiO2：30%0.01%=%CaO： 30%0.11%=%Na2O：30%0.01%=% 高岭土中各氧化物的百分含量SiO2：6%63.17%=%Al2O3：6%48.46%=%Fe2O3：6%2.16%=% TiO2：6%0.04%=%CaO：6%0.38%=%MgO：6%0.34%=%K2O：6%0.3%=%Na2O：6%2.7%=% 石灰石中各氧化物的含量SiO2：11%=%Al2O3：11%=%Fe2O3：11%=% CaO：11%=%MgO：11%0.79%=% 锆英石中氧化物的百分含量SiO2：

44、11%=%ZrO2：11%=%表10 本设计中各种氧化物的含量（w%）原料组成SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2ZnOBa2CO3ZrO2灼减含量(%)0.12113由表所知本计算在选用原料范围之内（b）面釉的配方设计熔块（95%）+湛江白土（粘土）（5%）（c）印花釉的配方设计印花釉粉+添加剂+甘油+乙醇（4） 生产工艺流程 = 1 * GB3 生产工艺流程图见表A表A：本设计工艺流程图见 = 2 * GB3 主要工序及技术指标说明A、原料制备主要工序：包括浆料及釉料配料、球磨、过筛除铁、均化陈腐，再通过柱塞泵输送到伺服罐，而后通过柱塞泵进入到喷雾塔喷雾造粒，形成

45、的粉料通过传送带输送到粉料仓陈腐48小时。其中，浆料及釉料配料是指选用多种原料按一定比率进行配料，它应能适应成型、干燥与烧成的要求，它是陶瓷生产的核心技术，配方是否合理直接关系到产品在生产过程中及后期的质量。配料主要设备有配（喂）料机等。球磨：指将配好的料进行球磨成具有一定细度、水份、流动性的浆料。主要设备为各种吨位的球磨机、浆池等。球磨机的工艺参数如表11所示表11 球磨机的工艺参数 工艺参数指标粘土类原料风化期（月）3硬质料入磨粒度(mm)5软质料入磨粒度（mm）100料：球：水泥浆筛余（um）筛余633%球石级配D80100占20% D6080 占30% D4060 占50%粉料级配（m

46、m)0.40.15 65%75% 0.150.097 20%30% 0.097 150D、烧成主要工序：烧成：为了获得所要求的使用性能，对成型后经干燥（素烧）的陶瓷坯体进行高温处理的工艺。主要设备为烧成窑。工艺参数：烧成温度：119012103.2 工艺计算 物料平衡计算（1） 粉料用量计算 = 1 * GB3 450mm300mm釉面内墙砖粉料用量17kg/m2 = 2 * GB3 各工段损耗率原料阶段：（加料、球磨、浆池、喷雾）1.5%3%成型阶段：（料仓、压机、干燥窑） 1% 左右施 釉 段：（施釉、印花、抛边）1.5%左右烧 成：（入窑、烧成、卸砖）1%左右总烧成率：5%8%本设计的损

47、耗率设计为 : 6% = 3 * GB3 各种原料的年用料量长石 ：1061710%)/(16%)= 4340 (t)石英 ：1061720%)/(16%)= 8681(t)透辉石：1061738%)/(16%)= 16493(t)高岭土：1061732%)/(16%)= 13889(t)坯料总量：43403t（2） 釉用原料各种釉用原料的年用量： = 1 * GB3 底釉：长石：10628%)/(16%)= 428 (t)高岭土：1066.0%)/(16%)= 91 (t)石英：10630%)/(16%)=459 (t)石灰石：10611%)/(16%)= 168 (t)锆英石：10611%

48、)/(16%)= 168 (t)氧化锌：10611%)/(16%)= 168 (t) 碳酸钡：1063.0%)/(16%)= 45 (t) 需磨釉料总量：1527 t = 2 * GB3 面釉：1060.6=1440 (t) （3） 燃料用量 = 1 * GB3 燃料的热值：天然气 10000kcal/m3 = 2 * GB3 每千克砖需热量 ：5000 kcal/kg = 3 * GB3 燃料的年用量： 106175000)/10000=20400000 (m3)表12 本设计所用的原料年用量(%) 原料年用量（t）长石4768石英9140透辉石16493高岭土13980石灰石168锆英石1

49、68氧化锌168碳酸钡45总量44792 工艺设备的选型和计算（1） 泥浆制备 球磨机的选型 M=KQt/HF M：球磨机台数 t ：球磨周期 20h H：年时基数 300（1.5+20） Q：配合料的年加工量 44792t F：设备的生产能力 100t/h4479220/300（1.5+20）100=（台） 取M=3 其中一台备用 每天用料量：55530/300=149.1t/天 喂料机选型 喂料机的工作参数如表13所示表13 喂料机的工作参数型号生产能力（50/次）台数长宽高最大进料粒度（mm）GZD-30090503305014301550450 皮带输送机 带宽（mm）:650 输送物

50、最大尺寸：大小均粒50% ，90%的细度 输送能力：150 t/h 过筛除铁 A、放浆除铁筛子（40目）3个 B、振动筛（100目）4个 C、除铁设备：处理能力 5t/h 泥浆含水：36% 每天泥浆量q=149.1t/（136%）=2t=10.05t/h 除铁设备个数：10 .05/5=2台 除铁设备共3台，其中一台备用 泥浆池（泥浆池需存2天的使用量） A、尺寸：100006000 B、个数：Z=qD/pV q：每天泥浆量 2t/天 D：天数 2天 P：利用率 90% Z=22/(90%1.67)=1.42 取Z=3 其中一个备用 搅拌机搅拌机的工作参数如表14所示表14 搅拌机的工作参数工

51、作参数指标型号进料容量（升）生产能力（m3/h）整机质量（kg）整机功率（KW）料斗提升速度（m/min）搅拌轴转速（转/分）搅拌时间（s）骨粒粒径（mm）外形尺寸（mm）台数（台）JDK500D800253045002025253060803300215018703 柱塞泵型号：YB140D10 外形尺寸：10004801600额定流量：m3/h：10 共需6个，其中3台备用（2） 粉料部分 喷雾塔 型号：5000型 粉料含水：6% 泥浆含水：36% 干燥能力：5000（100%36%）/（36% 220）= 取2台 尺寸：700010000 伺服罐（1一个喷雾塔对应2个伺服罐 台数：4V=

52、r2 粉料仓 陈腐时间：48 h 料仓直径：3m 高度：11m M=1493（1-6%）= t V粉仓=1/3R2h+R2h=m3 m=0.81= t 粉料仓个数：M/m=39.96=12 共需粉料仓20个，其中8个备用（3） 成型部分(压机) = 1 * GB3 压机的技术参数本设计选用的压机技术参数如表15所示表15 压机技术参数技术参数指标砖坯模具大小（mm）片数（片）收缩率（%）压力（kg/cm2）压机吨位（t）型号最大压力（KN）芯顶出力（KN）动梁最大行程（mm）动梁与底座最小间距（mm）动梁与底座最大间距（mm）左右立柱净空（mm）动梁工作面宽度（mm）最大填料高度（mm）空循环

53、次数可达（次/min）周期加压次数（次/min）电动机整机容量（kw）整机重量（t）45030021%250YP1000100001801403905301400500602657 = 2 * GB3 台数 每天产产品量：10000/（0.300.46）=72463 72463/(22360)=台数：26.25/26=1.01共需2台压机（4） 干燥窑选型 = 1 * GB3 内宽450mm300mm 3片 2层 300（1+1%）3+50+2002=1359(mm)内宽设计为1800mm = 2 * GB3 L有效长度的计算入窑量：10000m2/天干燥周期：50min砖窑密度3303.03

54、=909090片/mm2片/m2L=1000024600.91)=829.48m生产线长度：829.48/(2（5）辊道窑 = 1 * GB3 内宽B内宽B= 300（1+1%）2+50+2002=1056mm取B=1500mm内宽：1500mm = 2 * GB3 有效长度LL=Gt/24Dg式中 G年产量 D工作天数 t烧成周期 g装窑密度G=2400000m2t=50minD=300天g=1000/880210650/(300243条生产线 每条长：每节长节实际窑长L=170节 （6） 施釉釉线型号：550mm每天产量：10000/（）=72463 片釉线速度：72463/（2460）（

55、800200）（7）机动设备 铲车 需3台，其中一台备用 铲斗容积 ：34m 叉车 需4台 物料储存设施的设计与计算（1) 物料储存设施与储存期物料存储设施：储存设施的选择主要取决于工厂的规模、工厂的机械化自动化的水平、投资的大小、物料的性质以及对环境保护的要求等。工厂的储存设施主要有堆场（堆棚）、废料堆场等。 各原料年用料量/工作天数=各原料日用料量坯用原料：高岭土：13980透辉石：石 英：长 石：石灰石：168t锆英石：168t氧化锌：168t碳酸钡：各原料年用量如表16所示表16 各原料日用量 单位：t 原料日用量（t）长石石英透辉石高岭土石灰石锆英石氧化锌碳酸钡总量 存储期2个月（2

56、）堆场设计和计算 存储面积 S=Q/Hr 式中 S存储面积 Q存储量 H堆积高度（36m），取4m 堆积密度 r堆积系数，取0.8 各种原料的堆放面积如表17。表17 各种原料的堆放面积 原料堆积（t）储存（天）储存（t)堆积密度(t/m3）利用系数占地（m2）高岭土透辉石石 英长 石总计119090909027969541.41.41.41.484010005503002690球石也存放在仓库其堆积面积计算:每天每台球磨机需要补充球石346kg实际用球磨机5台 存储1个月，高度m3则:S=311.4）=23.17 m2实际占地取30m2。所以设计中原料仓库为2720m 成品仓库仓库面积计算：

57、本产品规格： 30045010一天生产量10000，15625块砖设计中成品仓库50110半成品库50110 堆场主要是废砖堆场，废砖堆场用来堆放废坯，砖及沉淀物。设计堆场面积为200m2四、主要生产车间的工艺布置4.1 车间工艺布置的任务和原则车间工艺布置是工厂设计的重要组成部分，其任务是确定车间的厂房布置和设备布置。车间工艺布置关系到工厂建成后能否正常生产，工人操作是否方便、安全以及设备维护检修是否方便，并对环保、施工、安装、扩建、建设投资和经济效益等都有着极大的影响。4.2 原料车间工艺布置车间主要任务、工艺特点和布置原则（1） 主要任务：将原料放入球磨机与球石和水一同搅拌，磨成具有一定

58、细度符合工艺要求的颗粒，过筛除铁，放入泥浆池中均化陈腐，再输送到喷雾塔进行造粒，制成具有符合工艺要求的细度和水分，然后输送到粉料仓陈腐2天。（2） 工艺特点： 原料车间产品单纯、仅有泥浆、压制粉料，生产加工量大，运输量大，机械化程度高。 用水量和排水量大、地面管道多地沟也多。 为防治原料污染，要求车间保持清洁。为防治管道冻结寒冷地区应考虑采暖。 粉碎工序粉尘大，须设置防尘设备。（3） 布置原则： 原料车间的位置应布置在即靠近原仓库和原料堆场又靠近成型车间。 原料车间的外形多为长方形。 不必有很大的走道面积。 球磨机工作地段设计有一定的坡度，以便冲洗。 轨道面标高应相当于车间地坪标高。 注意采暖

59、。 要布置收尘设备。 原料车间工艺布置本设计原料车间长宽为5048m，主要由4层组成：其中负一层为3个地下浆池，零平面布置3个100t球磨机，每个浆池配置有两个柱塞泵和除铁机，浆池中心处各配有1个搅拌机，还有办公室1间、电脑房1间、机修房1间、球磨质检室1间、油储存室1个及650mm皮带若干；二层有球磨机水箱2个，5000型喷雾塔2个、伺服罐4个、振动筛4个、喷雾塔操作台2个；三层高12米。在三层处有粉料仓加料口并配有相应的传送皮带；一层到三层之间有料仓20个。本厂共设计20个粉料仓，直径为3米，进料口位于12米平台。即将喷雾塔喷出粉料的通过一条倾角皮带传到12米平台，再由叉转皮带和刮板将料送

60、入进料口中。 原料车间平面布置图原料车间平面布置图如制图4-2所示4.3 成型和烧成车间工艺布置车间主要任务、工艺特点和布置原则（1） 主要任务将粉料仓中经过陈腐后的粉料输送到压机，经过布料后压制成具有一定尺寸的坯体，坯体经干燥窑干燥后具有一定的水分和尺寸，再喷水降温，而后通过钟罩淋釉的方法在坯体表面施上一层底釉和一层面釉，经过1次印花使表面具有需要的花纹和图案，经隧道窑烧成后具有符合工艺要求的成砖，在洗两次边，使其四边光滑整齐，经检验分级后包装入库。（2） 布置原则 成型烧成车间应靠近坯件库、成品库，使成品和半成品运输便捷、方便。 生产工艺流程顺畅，前后工序衔接合理。 应考虑半成品、成品有一