年产150万平米玻化砖厂生产工艺及关键车间设计设计说明书.docx

1、年产150万平米玻化砖厂生产工艺及关键车间设计设计说明书序言本次课程设计的题目是“年产150万平米玻化砖厂生产工艺及关键车间设计”，主要内容包括厂址的选择，全厂配料计算，物料衡算以及设备选型计算。根据所计算的结果为依据，设计重点厂房的工艺设备布置、全厂总平面布置，然后画出相应的图纸。希望通过本次课程设计的实践过程来巩固自己专业课所学的知识，培养自己独立查阅资料，独立自学能力，提高自己与同学的合作能力。第一章 厂址选择1.1 建厂地址选择的主要因素工厂的建厂地址，首先是由国家计划部门及有关部门根据国民经济发展的情况、资源利用以及工业的布局等条件进行确定的。确定建厂地址还应考虑以下方面的因素：（1

2、） 原材料的来源。（2） 燃料、动力供应的条件。（3） 产品运输距离及与消费区（产品集散地）接近的程度。（4） 设厂地点与协作企业、科技服务部门、产品销售市场信息源的配合情况，与该地区工业布局的关系。1.2 厂址具体位置选择原则（1） 厂址需要靠近原料基地或销售地区。（2） 要考虑燃料来源，选择合理的燃料对工艺技术、产品质量、燃料销售、产品成本有重大影响。（3） 厂址应具有丰富的水源和电力资源，陶瓷厂每年需要大量的原料，方便的运输，合适的运费，保证工厂的正常生产。（4） 厂址面积和外形应符合构筑物的整体布局，满足工厂生产流程的要求，且尽量能为工厂的改建、扩建留有余地。（5） 厂址应有自己的动力

3、系统和排污排水系统等。（6） 厂区应用平坦的地面，以及为保证排除地面水所需的坡度，厂区不应有矿藏、地下文物、古河、古井或废弃矿坑等。（7） 应考虑卫生、防火、防湿等方面的要求，陶瓷厂必须建在生产有毒气体粉尘企业的上风向和居民区的下风向。（8） 厂区主要建筑和构筑物的地平标高应比洼地高出0.5米。（9） 厂址土壤条件良好，不需要修建昂贵的地基即可构建建筑物和安装机械设备。1.3 具体厂址的选择根据以上条件，可将工厂建在阜阳经济技术开发区内的工业园内，在经济学上，工厂建在这里有三大优势：一是交通优势，京九铁路纵贯全境，与商阜、漯阜、青阜、阜淮四条铁路和在建阜六铁路在境内构成“米”字型框架，与陇海、

4、京广、京沪等铁路干线接轨，使阜阳成为六路交汇、十一线引入的全国六大路网性铁路枢纽之一。阜阳编组站是京九线上最大的铁路枢纽，“米”字形铁路枢纽，“井”字形高速公路网，纵横交错的公路网，星罗棋布的淮河水系。全天候的民用机场，加上即将开工的商阜杭高速铁路，共同构建了四通八达的立体交通网。在这个立体网内，铁路年发送旅客900万人，运送货物3000万吨；公路年发送旅客2.2亿人，运送货物2.4亿吨；港口年吞吐量超过508万吨，皖北唯一的机场阜阳机场2011年旅客吞吐量达到17.23万人人次。这些优势除合肥、徐州、郑州外，周边已没有城市企及。阜阳正在成为名副其实的综合性交通枢纽，加之地处半径200公里范围

5、内的地理中心，为阜阳发展成为区域中心城市奠定了坚如磐石的基础。二是资源优势是境内煤炭、天然气资源蕴藏丰富；三是区位优势，以阜阳为中心，以100公里为半径的范围内尚未发育出一个中心城市，阜阳正处于周边大城市围空区的中心，有很强的辐射能力，具有成为中心城市的地理优势。1.3.1 阜阳气候条件阜阳四季分明，雨量适中，光照充足。阜阳市位于淮北平原西部，安徽省西北方，地处亚热带和暖温带的过渡区域，属暖温带半湿润季风气候。年均气温15摄氏度左右，无霜期220天，年均降水910毫米左右。1.3.2 存在的问题土地承力有限，对重型设备如球磨机、喷雾干燥塔、压机等基础要加固，不宜建多层厂房。第二章 全厂配料计算

6、2.1 配料计算2.1.1 配料选择原则陶瓷制品所采用的原材料品种繁多，不同原料对制品的性能影响很大，所以原料的选择尤为重要，一般应注意以下几点：（1） 原料的化学成分的组成稳定，原料能够满足产品的质量 求和工作要求。（2） 原料要运输方便，价格合理，运费低廉。（3） 原料要储量丰富，能满足工厂连续生产的需要。2.1.2 原料的选择 根据查阅资料所得的配料可选膨润土、滑石、长石、粘土、石英为主，还可以加入少量氧化铁、氧化钙等成分调整和改善陶瓷的性能。具体原料的化学组成见下表。化学组成I.L.SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他合计坯料5.56596718.643.114.212.516

7、.20100膨润土4.6572.3214.110.782.103.132.7099.79滑石4.3264.580.400.110.2230.76-100.39长石-63.2621.190.580.130.1314.4199.7粘土11.1658.4828.400.800.330.510.3199.99石英-99.450.240.31-100氧化铁-93.00-93.00碳酸钙44.00-56.00-1002.1.3 原料的计算的原则（1） 将原料干燥基化学组成换算成灼烧基（不含灼减量）的化学组成。如所给定的坯料组成中有灼减量，也须同样换算成不含灼减量的各氧化物的百分组成。（2） 列表计算。（3

8、） 计算原料的百分含量。2.1.4 原料的计算过程（1）原料灼烧基化学成分（%）见下表化学组成SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他坯料63.1819.743.294.462.666.67膨润土75.814.80.822.213.282.84滑石67.50.420.110.2332.15-长石63.2621.190.580.130.1314.41粘土65.631.90.900.370.570.35石英99.450.240.31-碳酸钙-100.0-（2）列表计算化学组成SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他坯料63.1819.743.294.462.666.67膨润土4%3.030

9、.590.030.090.130.11余量滑石2.53/32.15=7.87%60.155.3119.150.033.260.014.370.022.532.536.56-余量长石6.56/14.41=45.45%54.8428.8019.129.653.250.264.350.06006.566.56余量粘土9.47/31.9=29.69%26.047.739.479.472.990.274.290.110000余量石英18.31/99.45=18.41%18.3118.31002.720.064.1800000余量氧化铁2.56/93=2.75%00002.562.564.1800000余

10、量碳酸钙4.18/100=4.18%0000004.184.180000(3)计算原料干燥基的百分含量灼烧基比例（%）干燥基比例（%）原料百分比（%）膨润土4.004.203.50滑石7.878.236.86长石45.5245.5237.94粘土29.6933.4227.85石英18.4118.4115.34氧化铁2.752.752.29碳酸钙4.187.466.22119.9100.022.2物料衡算2.2.1 工艺技术指标工艺技术各项指标如下表生产任务（万m2）150工作日（天）330产品规格（mm）80080010砖密度（Kg/m3）1.4103单块重量（Kg/块）9单块砖面积（m2）0

11、.64每年方米片数（块/m2）10.64=1.5625年产片数（块/年）1501040.64=年总产量（Kg/年）9=抛削量（%）6料：球：水1：1.8：0.55泥浆比重（g/cm3）1.65泥浆含水率（%）35.5喷雾干燥粉料水分（%）7电解质加入量（%）0.52.2.2 坯料物料衡算序号考虑因素指标计算过程1检选包装损失1%1（1-1%）=1.01012抛光破损率1%1.0101（1-1%）=1.02033抛光磨削率6%1.0203（1-6%）=1.08544烧失5%1.0854（1-5%）=1.14265烧成合格率98%1.142698%=1.16596干燥损失1%1.1659（1-1%

12、）=1.17777 压机成型损失3%1.1777（1-3%）=1.21418粉料储运损失1%1.2141（1-1%）=1.22649喷雾干燥损失3%1.2264（1-3%）=1.264310浆料运输损失0.5%1.2643（1-0.5%）=1.270611过筛除铁损失1%1.2076（1-1%）=1.283512回收化浆量90%【1.26433%+1.21413%+1.22641%】90%=0.078013出磨量1.2835-0.0780=1.205514配料球磨损失1%1.2055（1-1%）=1.217715原料含渣率2%1.2177（1-2%）=1.242516原料含水率2%1.2425

13、（1-2%）=1.268017原料进厂运输损失2%1.2680（1-2%）=1.29382.2.3 确定各工序产量或所需量序号工序名称单位年产所需量日产量1检选包装块1.0101=71742抛光块1.0203=72473入窑块98%=73954干燥块99%=74695压机成型块97%=77006 球磨量Kg1.2177=778367原料进厂量Kg1.2938=827008出磨料浆量Kg1.2055(1+0.55)=9过筛除铁浆料Kg1.2835(1+0.55)=10贮浆量m3(1.65103)=254337711进喷雾干燥塔浆量Kg1.2643(1+0.55)=12出塔粉料Kg1.264393

14、%=8689713塔内水蒸发量Kg-=3836514进料仓粉料量Kg1.226493%=8429315化浆量Kg0.0780(1+0.55)=77282.2.4 确定坯料配方各原料用量坯料配方含量（%）球磨量（Kg）进厂量（Kg）年日年日1007783682700膨润土3.527242895滑石6.8653405673长石37942953131377粘土27.852167723032石英15.351194812695氧化铁2.2917821894碳酸钙6.2248415144第三章 设备选型计算3.1 主机设备确定依据陶瓷厂的主机有破碎机、球磨机、喷雾干燥机、成型机械等。理论设备数量计算公式为

15、: M理 =Q/(FH)式中 M理-设备的理论数量，台 Q -制品的加工数量，吨/年或件/年 F -设备的生产力，吨/小时或件/小时 H -设备的年时基数，小时实际上采用的设备数量应该比理论上计算出来的设备多些，以保证设备的生产能力有富余，不至于经常处于过分紧张状态。此外还可以在一定程度上缓和生产的暂时不平衡现象。3.2 设备选型（1） 地磅称 用途：原料进厂时称量，选一台 其主要技术性能参数如下：型号2GZ-20最大称量20t生产厂家长沙衡器厂(2) 铲车 用途：用于原料运输，选2台。其主要技术性能参数如下：型号DC-20A额定载荷2500Kg额定斗容1.4m3卸料高度2600mm牵引力56

16、00Kg自重8200Kg生产厂家厦门叉车厂（3）WL型喂料机用途：大量原料的称量，包括衡量器和喂料机两部分。日球磨量为77.8吨，选用5台20吨的球磨机，由于每台球磨机的上下料时间大概都为两小时，所以总的上料时间大概也为18小时，因为上料应在白天，所以得选2台喂料机。其主要技术性能参数如下：型号WL/20喂料时间(min/次)4060料箱容积（m3）20电机功率（kw）7.7外形尺寸（mm）700027303200全机重量(t)6生产厂家石湾陶机厂载机速度(m/min)0.65(4) 皮带运输机 用途：原料的运输。本设计选用单向传动10个型号带宽（mm）电动机功率(kw)带速（m/s）输送能力

17、(t/h)TD9004.50.51.256788110(5) 波状挡边皮带运输机 用途：把原料从低处运往高处。在电子喂料机与加料平台，喷雾干燥塔与料仓，坯料过筛与料仓等地方在车间布局较紧密的情况下，物料要提升到一定高度，传统的做法是用波状挡边运输机，而物料中因为含有水分和电解质，容易引起料斗的腐蚀和损坏，从而在原料中引入铁锈等杂质。故本设计中选用DJ系列波状挡边皮带运输机。（6）球磨机 用途：用于物料的粉磨，混合制浆等。日球磨坯料（干料）量为：77836kg，球磨周期为20小时，选用20吨料球磨机。计算过程：7783610-320（2420）=3.24（台） 取5台，其中备用1台，选用5台其主

18、要技术参数如下表：型号QMP32006000电机功率（KW）132装料量（t）20全机重量（t）27.8筒体尺寸(mm)32006000外型尺寸(mm)860056004550筒体转速（r/min）12.5生产厂家佛山市陶瓷机械总厂（7） 搅拌池和搅拌机1）放浆池用途：用于球磨机球磨出来的料浆。日放浆量（1.65103）=72.38（m3），球磨周期；20小时，备用系数1.2选用平桨搅拌机，所需放浆池个数为72.381.240=2.17，取3个。其主要技术参数如下表：型号3600电机功率（KW）5.5桨叶直径(mm)3600全机重量（Kg）840池深度(mm)2900外型尺寸(mm)16001

19、200880桨叶转速（r/min）14池有效容积（m3）40池直径(mm)4100生产厂家唐山轻机厂2） 贮浆池用途：用于存放过筛除铁后的料浆。日贮浆量77 m3选用100 m3的浆池。备用系数1.2则771001.2=0.92取2个。平桨搅拌机性能技术如下表：型号5500电机功率（KW）11池深度(mm)4000外型尺寸(mm)14357801117桨叶转速（r/min）10池有效容积（m3）100池直径(mm)6000生产厂家佛山市陶瓷机械总厂3) 化浆池用途：用于处理废坯和回笼泥。日化浆量7728Kg，泥浆比重1.65t/m3则772810-31.65=4.7m3，选用有效容积为5m3的

20、螺旋搅拌机2台。其主要技术参数如下表：型号TC750电机功率（KW）5.5池深度(mm)2000外型尺寸(mm)28007502460桨叶转速（r/min）165池有效容积（m3）5内圆直径(mm)2000生产厂家景德镇陶瓷机械厂（8） 振动筛和磁选机 用途：用于泥料的过筛除铁。选用宜兴陶瓷厂生产的SF2134914型振动筛。 每日按21小时工作量计，年产量Kg，过筛除损失系数铁1.2835，泥浆含水率为35.5%，年工作日为330天，取设备的生产能力为8 t/h则21093.751.2835（135.5%）330218=0.76，取2台，其中1台备用，筛网规格可根据需要定，这里选上层60目下

21、层100目。磁选机用自制槽式除铁器替换即可。其主要技术参数如下表：型号SF2134914电机功率（KW）1.5筛筐边长(mm)2134914振动频率（HZ）26主机电压（V）380生产能力（t/h）48运行方式连续励磁功率（KW）0.64运行升温（0C）55平均磁通密度（GS）16000（9）QBY型气动隔膜泵 用途：用于陶瓷行业的泥料、釉浆的输送。选用佛山市陶瓷机械总厂生产的QBY型气动隔膜泵，选用6台。其主要技术参数如下表：型号QBY-10最大扬程(m)89公称压力（Kg/ cm2）6输送距离(m)80100最大流量(m3/h)01外形尺寸(mm)9257101069最大吸高(m)45机重

22、(Kg)7（10）柱塞泵 用途：用于将泥料从工作罐打入喷雾干燥塔，日干燥泥浆 Kg，日工作量按21小时计，则10-31.6521=3.62（m3/h）选用唐山轻机厂生产的NB1405型柱塞泵2台，每个工作罐用2个，其中个备用，其主要技术参数如下表：型号NB1405工作压力(Mpa)0.52柱塞每min往返次数38.3泥浆吸入高度(m)4配用电机(kw)15外形尺寸(mm)214612921950最大压力(Mpa)2.5油压系统最高压力(Mpa)12.5输送能力(L/h)45009000冷却水耗用量(L/min)20单机重量(t)1.73（11）工作罐用途：用于喷雾干燥塔的临时贮浆，以保证喷雾干

23、燥塔内的泥浆喷吐的稳定。做成4m3的工作罐，选平桨搅拌机，其主要技术参数如下表： 型号630电机功率（KW）5.5池深度(mm)1700外型尺寸(mm)14357801117桨叶转速（r/min）165池有效容积（m3）5池直径(mm)2300生产厂家湖南陶瓷机械厂（12） 喷雾干燥塔 用途：用于粉料的造粒。塔内日水蒸发量为：38365Kg，每天以21小时计则3836521=1827（Kg/h），选用每小时水蒸发量为2000 Kg的喷雾干燥塔2台，其中1台备用。其主要技术参数如下表：型号2000料浆含水量(%)3550内径(mm)6500粉料含水量(%)18高度(mm)圆柱部分7000进气温度

24、 (0C)450550圆锥部分5500排气温度(0C)85100雾化器形式压力雾化单位耗热量4.18KJ/Kg水分800850容积（m3）300蒸发率Kg/h2000料浆压强（Mpa）2生产厂家唐山轻机厂（13） 压机 用途：用于压制坯体。日需压坯量7700块，现用KD3800A型全自动压砖机，这种压机是科达公司推出的大吨位压机，取每分钟冲压3次，压机每天工作21小时计，则需压机台数为：770021603=2.03，取3台。其主要技术参数如下表：型号KD3800A填料深度（mm）50公称压制力（KN）3800压制频率(次/min)18运梁最大行程（mm）180每循环压制片数1立柱净距离（mm）

25、2000最大顶出力（KN）240主缸最大压力(Mpa)34最小闭合高度（mm）470液压系统压力(Mpa)16液压油量（L）1300电机功率（KW）132冷却水压(Mpa)0.4重量(t)102冷却水量(L/min)120压缩空气气压(Mpa)0.150.2生产厂家广东科达机电股份有限公司（14） 卧式干燥器 用途：用于干燥压机压制出来的坯体。日干燥量7469块，则每小时干燥量：74690.6424=199.2（平米/小时）选用佛山市陶瓷机械总厂生产的RD系列辊道干燥窑，其主要技术参数如下表：型号RD71有效长度(m)71.4内有效宽度(mm)2100层数1辊棒直径(mm)3240干燥时间(min)4570最高干燥温度(0C)180热源窑炉余热或热风炉产量(m2/h)110170生产厂家佛山市陶瓷机械总厂（15） 辊道窑 各参数确定：烧成周期45分钟，年工作330天，生坯尺寸为88088011(mm)，砖坯间中心距为1000 mm，砖坯间距为120 mm，并排3块入窑，成品率为98%，则窑长计算：窑长=（年产量烧成周期）3302460成品率每排片数每米排数（1-检选损失）（1-抛光破损率）成品单片面积；窑长=（45）33024