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年產(chǎn)27000噸鎂磚生產(chǎn)車間設計
摘 要
近幾年，以鎂砂為主要原料制造的鎂系耐火材料在鋼鐵、玻璃、水泥等行業(yè)的熱工設備上應用廣泛，成為了最重要的堿性耐火材料。鎂質(zhì)耐火材料是以MgO為主要成分，以方鎂石為主晶相的,含MgO80%以上的耐火材料。鎂磚有較高的耐火度，很好的耐堿性渣性能，荷重軟化開始溫度高，但抗熱震性能差。燒結(jié)鎂磚以制磚鎂磚為原料，經(jīng)粉碎、配料、混練、成型后，在1550～1600℃的高溫下燒成，高純制品的燒成溫度在1750℃以上。鎂質(zhì)耐火材料用途廣泛，其獨特的性質(zhì)是其他材料無法替代的。
本次設計是以10000噸MZ—91和17000噸MZ—95為原材料年產(chǎn)27000噸鎂磚的生產(chǎn)車間設計。本設計敘述了鎂鉻磚耐火材料的使用條件及其生產(chǎn)工藝理論基礎，輔助原料的要求、加工處理方法、產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程、物料平衡計算結(jié)果、生產(chǎn)設備的選型計算以及生產(chǎn)技術檢查系統(tǒng)的說明和本設計主要特點。
關鍵詞：耐火材料；鎂磚；工藝設計
The Design of a Production Workshop with 27,000 Tons Magnesia Bricks per Year
Abstract
In recent years, the main raw material in the manufacture of magnesia refractories magnesium widely in the steel, glass, cement and other industries use thermal equipment, has become the most important basic refractories.Magnesia refractories is mainly composed of MgO(more than 80%) and its principal crystalline phase is periclase .Magnesia has high refractoriness, good alkali resistance slag performance, load softening starting temperature is high, but poor thermal shock resistance.Magnesia brick to brick sintered magnesia bricks as raw material, crushing, the ingredients, mixing, after forming, at a high temperature of 1550 ~ 1600 ℃ calcination, calcination products of high purity at a temperature above 1750 ℃.Magnesia refractory wide range of uses, its unique properties can not be replaced by other materials.
The design is based on 10,000 tons and 17,000 tons MZ-91 MZ-95 annual 27,000 tons of raw magnesite brick production plant design.Originally design conclude of the Mg-Cr brick refractory material and theoretical foundation of the production technology, requirement for raw materials, process the method , the production technological process , supplies of the products balance calculation of raw-materials, selecting and calculating of equipment and production technology, inspection system of production, and main characteristic of my design.
Keywords: Refractory; Magnesia brick; Process design
目 錄
1 緒 論 1
1.1鎂磚的發(fā)展歷史 1
1.2 鎂磚的應用 2
2 工藝部分 3
2.1 工藝的理論基礎 3
2.1.1 原料 3
2.1.2 破碎 3
2.1.3 粉碎，篩分 3
2.1.4 磨碎 4
2.1.5. 配料 4
2.1.6混合 5
2.1.7.成型 5
2.1.8.干燥 5
2.1.9燒成 6
2.1.10 成品倉庫 6
2.2工藝流程 7
2.2.1 工藝流程簡述 7
2.2.2 工藝流程論證 8
2.3 工藝參數(shù) 9
2.4 物料平衡計算 10
2.5車間生產(chǎn)班制 11
2.6 生產(chǎn)設備 15
2.7倉庫設施 17
3 生產(chǎn)技術檢查系統(tǒng)說明 19
3.1 檢查內(nèi)容 19
3.2 檢查方法 19
3.2.1．測試方法 19
4 車間安裝，檢修與維護措施 20
5 生產(chǎn)車間除塵及安全措施 21
6 本設計的主要特點 22
致 謝 23
附 錄 25
7物料平衡計算部分 25
7.1鎂磚 91（年產(chǎn)10000噸) 25
7.2鎂磚95（年產(chǎn)17000噸) 27
8原料倉庫的選擇計算 29
9．破粉碎設備的選擇計算 30
9.1顎式破碎機的選擇 30
9.2圓錐破碎機 31
9.3管磨機 31
9.4濕碾機 32
10．成型設備選擇計算 32
11．干燥工段的計算 33
11.1隧道干燥窯數(shù)量的計算 33
12．燒成工段的計算 34
13．成品倉庫的計算 35
1 緒 論
1.1鎂磚的發(fā)展歷史
鎂質(zhì)耐火材料在耐火材料中占著很重要的地位，它的發(fā)展歷史對耐火材料的發(fā)展也是有很重要的影響上的，一百多年來，氧化鎂制品生產(chǎn)的原料主要是使用奧地利發(fā)現(xiàn)的鐵菱鎂礦，它是MgCO3與FeCO3的固溶體，經(jīng)過煅燒產(chǎn)生結(jié)晶的氧化鎂（方鎂石）和細分散在其中的剩余氧化鐵。在充分煅燒的情況下，這種材料在空氣中比較不易水化，并且易于燒結(jié)。后者使制磚以及建筑整體搗結(jié)爐缸都更為容易。
生產(chǎn)鎂質(zhì)耐火材料的主要原料是菱鎂礦，其次是水鎂石，海水，鹵水和白云石。菱鎂礦是一種幾乎完全由MgCO3。海水鎂砂的生產(chǎn)始于1855年，近年來獲得迅速發(fā)展，不僅產(chǎn)量大大提高，而且質(zhì)量和生產(chǎn)工藝也有很大改善。而且特點是取之不盡。由于海水鎂砂或所謂的“合成”鎂砂的發(fā)展，加速了鎂質(zhì)材料的發(fā)展。海水鎂砂最早的噸量級生產(chǎn)是由美國加利福尼亞化學公司于1931年開始的，當時是用太陽蒸發(fā)提取鹽后的剩余鹵水來制取的。大約同一時期，海洋化學公司使用合成氧化鎂作為藥物。耐火材料工業(yè)的第一個工廠是1938年由Steetley公司與美國人Chesney合作建立的，Chesney指出可從海水與白云石中提取具有競爭價格的耐火氧化鎂。因為這種產(chǎn)品是細分散的氫氧化鎂，其組成可隨著進一步的提純或加入物而變動，為這種已經(jīng)通用而又比較稀有的材料開辟了廣闊的前景?，F(xiàn)在，建立了許多以海水或井鹽為原料的生產(chǎn)廠。
Stocksbridge的聯(lián)合鋼鐵公司中心研究部門最早對海水鎂砂與奧地利菱鎂礦做成的鎂磚性質(zhì)加以對比，樣品為25.4毫米直徑的圓柱體。實驗的結(jié)果表明天然原料與人造原料之間的差別不大，Chesney 立即提出申請并獲得涉及這個新方法的專利。之后不久，Steetley 公司決定在Hartlepool建立一個試驗工廠。開始有很多困難，特別是有約6%的高鈣含量，但這些已經(jīng)克服，現(xiàn)在這個方法能夠提供為范圍廣闊的高級產(chǎn)品所用的原料。許多工廠已經(jīng)建立起來，其中主要的是在英國、美國、日本以及意大利的撒丁[1]。
1.2 鎂磚的應用
鎂磚適合在高溫，渣蝕和溫度急劇變化的條件下使用，主要適用于水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶、過渡帶和玻璃熔窯蓄熱室，亦可用于有色冶金爐、煉鋼電爐、轉(zhuǎn)爐以及混鐵爐、真空裝置。但不宜在氣氛頻繁變動的情況下使用。
2 工藝部分
2.1 工藝的理論基礎
鎂質(zhì)耐火材料以菱鎂礦、海水鎂砂和白云石等作為原料,以方鎂石為主晶相,氧化鎂含量在80%以上的耐火材料。屬于堿性耐火材料。 其產(chǎn)品可分為冶金鎂砂和鎂質(zhì)制品兩大類。依化學組成及用途可分為冶金 鎂砂、鎂磚、鎂硅磚、鎂鋁磚、鎂鈣磚、鎂碳磚及其他品種等。其性能受CaO/SiO2 比和雜質(zhì)的影響很大。高純鎂磚的荷重軟化點和耐熱震性都遠較一般鎂磚為好。 耐火度高,對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性,是一種重要的高級耐火材料。鎂質(zhì)制品多用燒結(jié)法生產(chǎn),燒成溫度一般在1500~1800℃之間,另外,也可以加化學結(jié)合劑,制成不燒磚和不定形耐火材料。主要用于平爐、電爐、氧化轉(zhuǎn)爐、有色金屬冶煉爐、水泥窯和堿性耐火材料的煅燒窯等。
2.1.1 原料
我國制造鎂磚的主要原料是燒結(jié)鎂石。對其主要要求為化學組成和燒結(jié)程度。燒結(jié)鎂石的化學組成應為MgO>87%, CaO>3.5%, SiO2<5.0%,同時要求燒結(jié)良好。燒結(jié)程度一般是以密度衡量，要求其值大于3.53g/cm3 。鎂石的外觀是棕黃色或茶褐色，結(jié)晶密度適中，灼燒<0.3%，沒有瘤狀物，黑塊越少越好。燒結(jié)鎂石經(jīng)過精選后，為了徹底剔除其中的輕燒成分以及游離石灰的雜質(zhì)，可以采用消化方法，亦即將已焙燒過的的鎂石，加入一定量的的水，在CaO風化后，可用篩子將石灰除掉。
2.1.2 破碎
進廠的塊狀原料必須經(jīng)過破碎，破碎后的物料可以提高下一供需粉碎設備的效率，同時便于物料的揀選和輸送。耐火場所用的各種原料最大快度一般不大于300mm。各種形式規(guī)格的破碎機，對進料最大塊度有不同的要求。一般說來，破碎機的進料口尺寸都必須大于原料的最大塊度。為防止過大塊度的物料進入破碎機，可在破碎機供料倉的進口處設固定格篩，同時可以保證給料均勻。倉內(nèi)的物料通過倉底上的給料設備進入破碎機。破碎機出料粒度的大小，主要取決于下一工序選用的粉碎機對進料粒度的要求。
2.1.3 粉碎，篩分
在耐火材料生產(chǎn)過程中，泥料是由各種不同大小粒徑和不同含量的物料組成，因此，各種原料都需要經(jīng)過粉碎篩分這一工序。常用的粉碎設備有短頭圓錐破碎機，雙輥式破碎機以及兩者的聯(lián)合機組。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，并綜合粉碎粒度要粒度呈棱角狀，中間顆粒少，而且粒度組成較穩(wěn)定，宜采用短頭圓錐破碎機，可以簡化流程，節(jié)省基建投資。粉碎后的硅石及廢磚廢坯一般采用單層篩華清學院畢業(yè)設計（論文）用紙 第 10 頁 篩分，篩上料回到粉碎設備，組成閉路偱環(huán)系統(tǒng)，篩下料用于制磚配料。常用的粉碎設備有短頭圓錐破碎機，雙輥式破碎機，反擊式破碎機等，由于粘土熟料硬度較大反擊式破碎機的反擊板和打擊板易磨損，維修量大，且顆粒組成不穩(wěn)定，雙輥式破碎機很容易損壞，而且為不均勻損壞，需要調(diào)整，生產(chǎn)能力低，且粒度不理想，而使用短頭圓錐破碎機時，可連續(xù)粉碎生產(chǎn)能力高，功耗小，顆粒組成均勻，中間顆粒小，有利于顆粒級配，唯一缺點是結(jié)構(gòu)復雜，設備費用較高。因此綜合各種因素，采用圓錐破碎機，破碎形式采用閉路形式粉碎。篩分設備常用振動篩和回轉(zhuǎn)篩。振動篩為高頻振動，篩分能力和篩分效率高于其他篩分設備，結(jié)構(gòu)簡單，曬面利用率高，功耗小，體積小，輕便，價格低，強烈振動使篩分不會完全堵塞。根據(jù)原料品種、性能配料和使用性能等要求統(tǒng)一。
2.1.4 磨碎
在耐火材料制磚生產(chǎn)中，往往要求配入 35%～40%的細粉。細粉中小于 0.088mm為85%～90%以上，常用的磨碎設備為管磨機。磨碎設備常用球磨機、振動磨、懸輥式磨粉機和籠型粉碎機。球磨機適用性廣，可以磨各種料，但效率低，能耗大，噪音大；懸輥式磨粉機生產(chǎn)強度不大，可以連續(xù)生產(chǎn)，功耗小，但設備龐大，投資大，粉塵嚴重，輥子和磨環(huán)易磨損，由于球磨機是靠研蜜體對群料、料層物料作功，粉磨大宗物料，而效率又很低，因此所需研磨體數(shù)量必然很大 [9] ?；\型粉碎機雖構(gòu)造簡單，制造容易，設備體積小，功耗小，但籠子易損壞，鋼棒易磨損。振動磨結(jié)構(gòu)緊湊，連續(xù)化，自動化，機械化程度高，體積小。本設計采用管磨機，管磨機具有能耗低，生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量好，設備便宜的特點。
2.1.5. 配料
將不同顆粒組成的各種物料包括廢磚、燒結(jié)劑及水分進行配料。在鎂磚的制造中，除燒結(jié)鎂石外，經(jīng)常加入20%以下的廢磚。以亞硫酸鹽紙漿作結(jié)合劑（濃度1.2g/cm3）。此外，也可以加入氧化鐵，錳礦，粘土的礦物質(zhì)作為結(jié)合劑。氧化鐵，錳礦，粘土等礦物質(zhì)可以在鎂石中添加低熔點溶液，以促進鎂磚中鎂橄欖石及尖晶石結(jié)晶生成。鎂橄欖石及尖晶石在鎂磚中的主要作用是增強鎂磚的機械強度。其他雜質(zhì)如SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物，可以在鎂方石結(jié)晶的周圍組成若干固溶體而增加磚體組織的密度。制造鎂磚時，為了減少溶液的量，也可以采用有機質(zhì)作為結(jié)合劑。
2.1.6混合
生產(chǎn)耐火制品時，按照配比稱量的各組分物料需要充分混合，支撐質(zhì)地均勻，致密及具有一定塑性的泥料。 泥料的質(zhì)量與配料的粒度級別，配料比，混合設備，混合時間和加料順序有關?；旌蠒r間的長短與生產(chǎn)的磚種轉(zhuǎn)型和選用的成型設備有關?；旌蠒r間的決定應有利于提高泥料的均勻性和可塑性又不引起顆粒在破碎。加料順序常采用先粗后細，先干后濕的加料順序這應更有利于泥料的混合均勻及減少細粉料的結(jié)球。紙漿廢液，石灰乳和氧化鐵可以以混合液的形式加入這樣有利于濕碾機操作的自動化，但調(diào)整比較困難；也可采用分別加入的方式，這樣的配比比較準確且易于調(diào)整，但工藝復雜，適用于多種配料是采用。泥料的運輸方式應力求距離短，占地面積小，減少泥料運輸過程中倒運次數(shù)。常見的運輸方式：泥料箱→ 橋式起重機，膠帶輸送機，手推輕軌車或無軌小車。選擇混合設備時，除產(chǎn)量因素外，還要考慮泥料的性質(zhì)和品種，互相影響質(zhì)量的泥料應當不再統(tǒng)一設備中混合，常用混合設備有濕碾機、混砂機、強制式攪拌機及750 行星式強制混合機。濕碾機是一種笨重，效率低且能耗大的混合設備，但混合泥料的質(zhì)量較高。所以本設計采用濕碾機。
2.1.7.成型
因為燒結(jié)鎂石是瘠性物料，且坯料水分含量少，一般不會出現(xiàn)因空氣被壓縮而產(chǎn)生的過壓廢品，因此可采用高壓力的壓磚機。成型磚坯都是經(jīng)過兩道作業(yè)工序（特殊型的例外），即先用200kg/cm3的低壓力制成粗坯，再用800 kg/cm3以上的高壓力再壓一遍，這樣不僅可以保持坯型整齊，對于磚坯的組成也會增加致密程度。標準型磚坯多用機型成型，常被采用的是水力壓磚機，摩擦壓磚機等。除非特別復雜的特殊性狀磚坯，很少用人工成型的。人工成型與機械成型的最大差別是磚坯的氣孔度不同。在機械成型很容易小到20%以下；擔人工成型的磚坯，最小也要大于20%。成型壓力的大小，不僅影響磚坯的氣孔度，而且也相應的影響磚坯的荷重軟化點和熱沖擊的抵抗性能。在800 kg/cm3以上壓力所成型的磚坯可使磚料顆粒產(chǎn)生受壓破碎，使方鎂石顆粒產(chǎn)生移動位置，甚至將方鎂石結(jié)晶分裂成更細的顆粒。顆粒小，有利于磚坯的上述物理性能。如果成型壓力小，不可能產(chǎn)生這種現(xiàn)象。
2.1.8.干燥
坯體在干燥過程中，所發(fā)生的物理化學變化，包括水分的蒸發(fā)和鎂石的水化兩個過程。水分排除的初期階段需要較高的溫度，但是高溫又會加速鎂石的水化，使坯體開裂。特別是在干燥后期，由于熱濕傳導的影響大于濕傳導的影響，所以過高的溫度反而不利于水分的排除。在生產(chǎn)實踐中，干燥介質(zhì)的入口溫度一般控制在100~200°C，廢氣出口溫度一般控制在40~60°C（隧道干燥器中）。為了保證坯體干燥后具有一定強度，坯體干燥后保持有0.6%左右的水分。干燥過程中經(jīng)常出現(xiàn)的廢品是網(wǎng)狀裂紋，其原因主要是由于成型后的坯體生成大量的水化物所致，但如果控制得當，一般不會出現(xiàn)廢品，坯體干燥后應及時裝窯燒成，以免吸潮粉化。
坯體干燥是防止水化最適當?shù)霓k法，是加強通風裝置和適當?shù)恼{(diào)節(jié)空氣溫度。防止磚坯在干。
燥過程中扭曲變形，最好用金屬干燥板，坯體要側(cè)立放置在板上。干燥臺車的移動方向應與坯體的最長邊方向是一致的。車上放的磚坯之間應留有15cm的空隙。
2.1.9燒成
高溫緞燒在耐火材料生產(chǎn)中是必不可少的。即使對日益發(fā)展的不定型耐火材料、耐火混凝土亦如此。上述材料在生產(chǎn)過程中雖不經(jīng)燒成工序，但其骨料等仍然是經(jīng)過煅燒而成的熟料，而且耐火材料在使用過程中，也可看成是一個媛燒過程。燒成是耐火制品生產(chǎn)中最后一道工序。制品在燒成過程中發(fā)生一系列物理化學變化互隨著這些變化的進行，氣孔率降低，體積密度增大，使坯體變成具有一定尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)強度的制品。高溫隧道窯是耐火材料生產(chǎn)中的重要熱工設備，對耐火材料的使用性能、產(chǎn)量及為生產(chǎn)單位帶來的經(jīng)濟效應有著極其深遠的影響，因而在使用過程中是怎樣損毀的就顯得尤為重要 [10] 。另外，通過燒成過程中的一系列物理化學變化，形成穩(wěn)定的組織結(jié)構(gòu)和礦物相，具有適用于不同條件下對制品所要求的各種性質(zhì)。例如，即使在相同溫度條件下使用的耐火制品，由于對耐腐蝕性和抗熱震性要求不同，在制造時除考慮選用原料、顆粒組成和成型密度等工藝條件外，可通過燒成訓整成完全不同的組織結(jié)構(gòu)。前者以燒結(jié)成接近于理論密度有利，而后者以燒成具有一定強度而又具有一定孔氣率的制品有利。燒成工序一般用隧道窯，其具有操作連續(xù)，生產(chǎn)能力大的特點，機械化程度高，燃燒消耗低，燒成制度較易控制，且人工強度低的特點。
2.1.10 成品倉庫
鎂磚制品按品種、磚型批號、級別等分別貯放在成品庫內(nèi)，每種制品堆放方式和允許堆放高度均按標準進行。成品庫面積除設有貯存量占用面積外，還留有成品檢選、廢品堆放和運輸通道所需最小面積[7]。
2.2工藝流程
鎂磚是以方鎂石（MgO）為主要成分，以鈣鎂橄欖石（CMS）為主要結(jié)合成分的鎂質(zhì)制品。普通鎂質(zhì)制品生產(chǎn)工藝見圖 2.1
鎂砂原料
破粉碎
篩分
篩
中
料
篩
下
料
篩上料
細磨
配料倉
配料
混煉
紙漿廢液
成型
干燥
燒成
成品
2.2.1 工藝流程簡述
根據(jù)產(chǎn)品的技術要求來指導生產(chǎn)，生產(chǎn)普通鎂磚的原料主要包括燒結(jié)鎂砂MS-91和燒結(jié)鎂砂MS-95。首先，由汽車將原料運到原料倉庫，通過5噸橋式起重機裝進鄂式破碎機的供料槽，通過電磁振動給料機使原料經(jīng)PEF250400顎式破碎機粗破，破碎后物料粒度要符合圓錐破碎機的給料粒度，物料經(jīng)帶式輸送機輸送到破粉碎車間，由可逆帶式輸送機將物料輸送到圓錐破碎機的供料倉中進行中破，原料被破碎成3.0mm左右的顆粒后，由斗式提升機提升到樓上，經(jīng)雙層振動篩篩分，篩中、下料分別進入3.0~1.0mm和1.0~0mm的貯料倉，部分篩上料經(jīng)溜槽進到管磨機的供料槽，通過螺旋輸送機進入管磨機進一步的破碎，余下的回到圓錐破碎機。與此同時3.0~1.0mm和1.0~0mm貯料倉中的燒結(jié)鎂砂也可以送到管磨機供料槽中，使物料在管磨機中細磨成小于0.088mm的細粉，磨好的細粉由氣力輸送到細粉料倉，等待配料。物料準備就緒后用電子配料車將各種粒度的燒結(jié)鎂砂MS-91、燒結(jié)鎂砂MS-95顆粒和細粉進行配料，配好的物料直接進入濕碾機，經(jīng)15-20min的混練后，用橋式起重機將泥料罐吊到平板車上，再由平板車將裝有泥料的泥料罐推到成型車間，泥料罐經(jīng)橋式起重機提升將泥料送到壓磚機供料倉，用9臺300噸摩擦壓磚機成型，成型的廢品經(jīng)手推車運回濕碾機，成型成品放在干燥車上，用3噸電拖車送到干燥工段的存放處等待干燥，采用隧道式干燥器干燥，干燥后的磚坯冷卻后進行檢選，不合格的磚坯運回原料倉庫，合格的磚坯由人工裝窯車，裝磚后的窯車停放在窯車停放處等待入窯燒成，進入隧道窯后磚坯經(jīng)由預熱帶、燒成帶和冷卻帶后出窯。經(jīng)20噸電拖車將窯車拉到卸磚臺，經(jīng)過冷卻后進行檢選，檢選不合格的產(chǎn)品送到原料倉庫，以備后用；檢選合格的磚，進入成品庫[7]。
2.2.2 工藝流程論證
1.原料倉庫
本設計的原料有2種，分別是MS—91、MS—95。為了防止原料的潮濕，原料倉庫采用封閉式單側(cè)卸料的方式，原料之間設有隔墻防止原料混料。
2.破碎工段
經(jīng)顎式破碎機粗破，圓錐破碎機粉碎后篩分，篩上料返回圓錐破碎機再次破碎，篩中料和篩下料回管磨磨碎，嚴格控制物料級配。
3.混料工段
不同的顆粒料存貯在專門設計的貯料倉中，避免不同的顆粒料混料，可使物料在裝、卸料時的偏析減到最小。
4.熱處理工段
采用電加熱隧道干燥器
5.燒成工段
采用大型隧道窯燒成，不僅可以精確控溫，而且燒成溫度也高。對于較低級的磚，一般認為燒到1600℃就滿足了，但對于直接結(jié)合的高溫強度高的制品，必須燒到1750℃以上。預熱帶1-17車位，燒成帶為18-36車位，冷卻帶37-50車位[9]。
2.3 工藝參數(shù)
本設計的粒度配比見表2.2：
表2.2 鎂磚配料比
磚 種
配 比 （%）
燒結(jié)鎂砂MS-92
燒結(jié)鎂砂MS-96
廢磚
鎂磚91
88%
—
10%
鎂磚95
—
90%
10%
本設計鎂磚生產(chǎn)的混合制度見表2.3：
表2.3 混合制度
磚種
項目
混合量（Kg/碾）
混合周期（分鐘）
鎂 磚91
700
15~20
鎂 磚95
700
15~20
干燥制度見表2.4:
表2.4 干燥制度
干燥器類型
長×寬×高
(mm)
數(shù)量
(條)
干燥裝磚量
（kg／車）
干燥時間
（h）
干燥廢品率
（%）
干燥前水分
（%）
干燥后水分
（%）
熱風進口溫度
（℃）
熱風出口溫度
（℃）
24500×950×
1650
3
1.2
12
5.0
3.0~4.0
＜0.5
110~120
50~70
2.4 物料平衡計算
制磚部分物料平衡計算參數(shù)見表2.5。
表2.5 物料平衡計算參數(shù)
參數(shù)名稱
符號
鎂磚
備注
原料在倉庫中的損失
L1
燒結(jié)鎂砂 0.5
廢鎂磚 0.5
原料水分
W1
原料的灼減
L2
0.3
原料加工運輸損失
（包括粉碎，配料，混合，成型工序）
L3
2
配比
1-p
燒結(jié)鎂砂 100
p
q1
外加紙漿廢液 5
管磨機細粉加入量
q2
35
泥料水分
W4
3
泥料的循環(huán)混練量
F3
10
結(jié)合劑的貯運損失
L5
2
干燥綜合廢品率
F2
5
燒成綜合廢品率
F1
5
干燥燒成廢品回收率
T
95
2.5車間生產(chǎn)班制
各個車間的生產(chǎn)班制表見下表，
表3.4 生產(chǎn)班制表
序號
工段名稱
年工作日
日工作班制
班工作小時
1
原料倉庫
365
2
8
2
破粉碎
365
2
8
3
磨碎
365
2
8
4
配料
365
2
8
5
混合工段
365
2
8
6
成型工段
365
2
8
7
干燥工段
365
3
8
8
9
燒成工段
成品庫
365
365
3
1
8
8
MZ-91制磚部分物料平衡見表2.7：
表2.7 MZ-91制磚部分物料平衡表
生產(chǎn)
工序
項目
符號
生產(chǎn)班制
物料量
年
日
班
時
原料
倉庫
總存放量
Q15
365/2/8
11444.65
31.36
15.68
1.96
燒結(jié)鎂砂
Q16
365/2/8
13720.6
37.59
18.80
2.35
回收廢磚坯
Q17
365/2/8
1030.45
2.82
1.41
0.18
紙漿廢液
Q19
365/2/8
569.37
1.56
0.78
0.10
破粉碎
總破粉碎量
Q10
365/2/8
11387.43
31.20
15.60
1.95
磨碎
總磨碎量
Q13
365/2/8
3985.60
10.92
5.46
0.68
配料
總配料量
Q6
365/2/8
11159.68
30.57
15.29
1.91
鎂砂
Q7
365/2/8
11661.2
31.95
15.97
2.00
紙漿廢液
Q9
365/2/8
557.98
1.53
0.76
0.10
混料
總混料量
Q5
365/2/8
12399.64
33.97
16.99
2.12
成型量
總成型量
Q3
365/2/8
11081.56
30.36
15.18
1.90
干燥量
總干燥量
Q2
360/3/8
11081.56
30.78
10.26
1.28
燒成量
總燒成量
Q1
360/3/8
10638.30
29.55
9.85
1.23
成品量
總成品量
Q
365/2/8
10000
27.40
13.70
1.71
MZ-91制磚泥料水分平衡見表2.8：
表2.8 MZ-91制磚泥料水分平衡表
項目
符號
生產(chǎn)班制
需水量（噸）
年
日
班
時
水分總量
W總
365/2/8
408.1
1.12
0.56
0.07
紙漿廢液帶入的水分量
W紙
365/2/8
306.9
0.84
0.42
0.053
配料時鎂砂帶入水分量
W鎂
365/2/8
0
0
0
0
需要外加水量
W
365/2/8
101.2
0.28
0.14
0.02
MZ-96制磚部分物料平衡見表2.9：
表2.9 MZ-95制磚部分物料平衡表
生產(chǎn)
工序
項目
符號
生產(chǎn)班制
物料量
年
日
班
時
原料
倉庫
總存放量
Q15
365/2/8
19455.93
53.30
26.65
3.33
燒結(jié)鎂砂
Q16
365/2/8
19785.4
54.21
27.10
3.39
回收廢磚坯
Q17
365/2/8
1751.78
4.80
2.40
0.30
紙漿廢液
Q19
365/2/8
967.94
2.65
1.33
0.17
破粉碎
總破粉碎量
Q10
365/2/8
19358.65
53.04
26.52
3.31
磨碎
總磨碎量
Q13
365/2/8
6775.53
18.56
9.28
1.16
配料
總配料量
Q6
365/2/8
18971.47
51.98
25.99
3.25
鎂砂
Q7
365/2/8
20140.9
55.18
27.59
3.45
紙漿廢液
Q9
365/2/8
948.58
2.60
1.30
0.16
混料
總混料量
Q5
365/2/8
21079.41
57.75
28.88
3.61
成型量
總成型量
Q3
365/2/8
18838.66
51.61
25.81
3.23
干燥量
總干燥量
Q2
360/3/8
18838.66
52.33
17.44
2.18
燒成量
總燒成量
Q1
360/3/8
18085.11
50.24
16.75
2.09
成品量
總成品量
Q
365/2/8
17000
46.58
23.29
2.91
MZ-91制磚泥料水分平衡見表2.10：
表2.10 MZ-91制磚泥料水分平衡表
項目
符號
生產(chǎn)班制
需水量（噸）
年
日
班
時
水分總量
W總
365/2/8
704.9
1.93
0.97
0.12
紙漿廢液帶入的水分量
W紙
365/2/8
530.1
1.45
0.73
0.09
配料時鎂砂帶入水分量
W鎂
365/2/8
0
0
0
0
需要外加水量
W
365/2/8
174.8
0.48
0.24
0.03
物料平衡系數(shù)表(MZ-91)見表2.11：
表2.11 物料平衡系數(shù)表(MZ-91)
各種原料的配比
1
總破碎量
1.139
綜合成品率
1
總磨碎量
0.421
燒成
總燒成量
1.053
燒成廢品量
0.053
干燥
總干燥量
1.108
原料倉庫
總存放量
1.144
干燥廢品量
0.054
廢磚廢坯量
0.102
總成型量
1.108
配比系數(shù)
0.993
總混合率
1.240
紙漿廢液總存放量
0.057
配料
總配料量
1.116
紙漿廢液
0.056
物料平衡系數(shù)表(MZ-96)見表2.12：
表2.12 物料平衡系數(shù)表(MZ-95)
各種原料的配比
1
總破碎量
1.139
綜合成品率
1
總磨碎量
0.421
燒成
總燒成量
1.053
燒成廢品量
0.053
干燥
總干燥量
1.108
原料倉庫
總存放量
1.144
干燥廢品量
0.054
廢磚廢坯量
0.102
總成型量
1.108
配比系數(shù)
0.993
總混合率
1.240
紙漿廢液總存放量
0.057
配料
總配料量
1.116
紙漿廢液
0.056
2.6 生產(chǎn)設備
根據(jù)設備的選型計算得到主機平衡表，見表2.13:
表2.13 主機平衡表
工序名稱
設備及規(guī)格
主機作業(yè)率（%）
生產(chǎn)能力（噸／時）
設備臺數(shù)（臺）
要求主機產(chǎn)量
主機臺時產(chǎn)量
要求主機臺數(shù)
設計的臺數(shù)
破碎
PEF250×400顎式破碎機
80
5.08
14
0.90
1
粉碎
Φ900短頭圓錐破碎機
60
MZ-91 3.60
4.0
MZ-91 0.89
MZ-91 1
MZ-95 4.80
MZ-951.22
MZ-95
2
磨碎
Φ1200×4500管磨機
75
MZ-91 0.76
1.1
MZ-91 1.20
MZ-91 1
MZ-965
1.03
MZ-95
1.25
MZ-95 2
混合
Ф1600×400濕碾機
70
MZ-91 2.34
2.3
MZ-91 1.25
MZ-91 2
MZ-95
3.19
MZ-95
1.70
MZ-95 2
成型
300噸摩擦壓磚機
60
MZ-91 2.09
1.0
MZ-91
7
MZ-91 3
MZ-95
2.85
MZ-95
4.74
MZ-95 6
干燥
干燥器24.5米3條
—
—
—
—
—
燒成
隧道窯156米1條
—
—
—
—
—
輔助設備（提升和運輸設備）見表2.14:
表2.14 輔助設備表
設備名稱及規(guī)格
數(shù)量
備注
B=500皮帶輸送機
1
L=52285mm
螺旋輸送機
8
L=10500mm
Φ1000×3500單倉空氣輸送泵
4
—
D250斗式提升機
3
L=35300mm
干燥設備見表2.15:
表2.15 干燥設備的選擇結(jié)果
名稱
規(guī)格（長×寬×高）m
數(shù)目 條/輛
干燥窯
24.5×0.95×1.65
2
干燥車
成型工段
1.2×0.85×1.43
18
干燥前后周轉(zhuǎn)
12
機械成型占用
18
干燥器內(nèi)
40
揀選和貯存磚坯
6
檢修場地
1
總的干燥車數(shù)量
100
燒成設備選擇結(jié)果見表2.16：
表2.16 燒成設備選擇結(jié)果
名稱
規(guī)格（長×寬×高）m
數(shù)目 條/輛
隧道窯
156×3.2×1.1
1
窯車
裝磚臺
3.0×3.1
3
隧道窯內(nèi)
50
卸磚臺
3
貯存磚坯占用
8
窯外冷卻占用
16
檢修占用
5
裝卸班制不同占用窯車數(shù)量
8
總的窯車數(shù)量
93
2.7倉庫設施
本設計的原料倉庫為汽車運輸封閉式。其中各種原料的運輸方式見表2.14。
表2.14 各種原料的運輸方式
原料
運料方式
搬運方式
燒結(jié)鎂砂91
火車
5噸橋式抓斗起重機
燒結(jié)鎂砂95
火車
5噸橋式抓斗起重機
紙漿廢液
汽車
CPQ3型叉車
廢坯、廢磚
汽車
CPQ3型叉車
各種原料和成品貯量、堆放方式及倉庫的規(guī)格見表2.14:
表2.15 原料和成品貯量、堆放方式及倉庫的規(guī)格
倉庫名稱
物料名稱
日用量
（噸）
堆放形式
貯存天數(shù)（天）
長度（米）
寬度（米）
長度
總長
原料倉庫
燒結(jié)鎂砂91
31.36
丁種
30
14
54
24
廢磚91
2.82
丁種
30
6
燒結(jié)鎂砂95
40.76
丁種
30
14
廢磚95
3.67
丁種
30
6
原料隔墻，兩側(cè)無效區(qū)
3×1+5×2
13
成品倉庫計算結(jié)果見表2.15：
表2.16 成品倉庫計算結(jié)果
產(chǎn)品
運貨方式
日存儲量,t
貯存時間,天
占用面積m2
搬運方式
MZ－91
卡車
27.40
20
298.91
CPQ3型叉車
MZ－95
卡車
35.62
20
388.58
CPQ3型叉車
木板和塑料
CPQ3型叉車
—
—
—
CPQ3型叉車
揀選占用
100
—
總的倉庫面積
787.49（24×60＝1440）
3 生產(chǎn)技術檢查系統(tǒng)說明
3.1 檢查內(nèi)容
成品車間的生產(chǎn)技術檢查內(nèi)容見表3.1：
表3.1 檢查內(nèi)容
品種
測試內(nèi)容
鎂磚MZ—91
MgO、顯氣孔率、荷重軟化溫度、常溫耐壓強度
鎂磚MZ—95
MgO、、顯氣孔率、荷重軟化溫度、常溫耐壓強度
3.2 檢查方法
3.2.1．測試方法
各種耐火材料檢驗、化驗方法及耐火材料制品檢驗制樣規(guī)定，應按冶金工業(yè)部部頒標準和有關規(guī)定的內(nèi)容執(zhí)行。部頒標準名稱及其代號如下：
YB 377-75 鎂質(zhì)耐火材料化學分析方法
YB 370-75 荷重軟化溫度檢驗方法
YB 4018-91 耐火制品抗熱震性檢驗方法
GB 2997-82 致密定形耐火制品顯氣孔率、吸水率、體積密度和真氣孔率試驗方法
GB 5072-85 致密定形耐火制品常溫耐壓強度試驗方法
GB 10326-88 耐火制品尺寸、外觀及斷面的檢查方法
2．YB耐火材料測試次數(shù)見表3.2：
表3.2 耐火材料測試次數(shù)，次/批
品種
化學分析
荷重軟化溫度
顯氣孔率
常溫耐壓強度
鎂磚MZ—91
1/2
1/4
1
1
鎂磚MZ—95
1/2
1/4
1
1
3. 生產(chǎn)技術檢查制度如表3.3：
表3.3 檢查制度
檢查項目
試樣數(shù)量，個
試樣形狀及規(guī)格，毫米
檢驗化驗數(shù)量
化學分析
1
0.088-0.1粉料
6～8件/次
荷重軟化溫度
1
Φ36×50圓柱體
1件/爐
顯氣孔率
3
體積為50-200立方厘米，棱長小于80
5件/次
常溫耐壓強度
3
正方體或圓柱體
1個/次
抗熱震穩(wěn)定性
3
（114±3）mm×（64±2） mm×（64±2）mm立方體
2件/爐
4 車間安裝，檢修與維護措施
安裝、檢修與維護的原則如下：
（1）車間廠房內(nèi)所有設備的安裝、出入大門、通道、樓層、設備提升時用的孔洞，以及各層設備安裝、檢修時用的起吊設備等需統(tǒng)籌配置。
（2）高層廠房，當樓上安裝有設備的情況下，一般設安裝孔。
（3）需經(jīng)常檢修的設備部件，凡超過200公斤以上的設有檢修起重梁。
（4）檢修用單軌梁的位置，須設在起重設備或主要起吊部件的中心部位，應避免斜吊。
（5）檢修時放置檢修設備或其部件的場地，不小于最大更換部件所需放置面積的兩倍及其他拆卸附件所需的面積，并留有檢修工必要的操作面積。
（6）為車間設備的維修，各工段設有維修用的工具、器材、潤滑油及常用小備件等的存放間。
（7）各工段考慮電焊電源及36伏局部安全照明，以便工段內(nèi)檢查工作和小量修補與維修等使用。
5 生產(chǎn)車間除塵及安全措施
設計把塵源車間設在最小頻率風向的上風側(cè)，并且與住宅區(qū)、變電所、化驗室等保持適當距離。合理的工藝流程減少了物料搬運環(huán)節(jié)，降低物料落差。同時加強設備、管道和料倉的密閉，減少漏風，提高機械化、自動化水平，減少人工操作，選擇適當?shù)呐棚L量。
主要除塵方法：
（1）物料加濕；
（2）設備密封；
（3）灑水清掃和濕抹設備。
主要用除塵設備是旋風除塵器其優(yōu)點是：設備構(gòu)造簡單，價格便宜，除塵效率高（可達70-80%）特別是對粉塵粒度大。含塵濃度高的含塵氣體，有良好的除塵效果。
安全措施：
（1）在耐火材料工廠車間內(nèi)，生產(chǎn)廠房為高層廠房，樓梯應有護攔。
（2）在陰暗處應設有照明設施。
（3）對設備應定期檢查以防隱患。
（4）生產(chǎn)車間應設有安全員，定期對職工進行安全教育。
（5）在容易發(fā)生事故的地方，設有提示語。
6 本設計的主要特點
1.布局合理，工藝流程通暢，符合生產(chǎn)要求。
2.資源配置合理，原料得到充分利用
3.破粉碎設備、混合設備、成型設備都專機專用，以防混料。
4.廢磚廢坯在生產(chǎn)中被利用，減小生產(chǎn)消耗。
5.從企業(yè)生產(chǎn)目的角度進行考慮并設計，使本設計更加的實際。
致 謝
知行合一是學習的理想境界,我通過青花集團參觀實習,把我大學四年中所學習到的專業(yè)知識和實踐最好的結(jié)合了起來,加深了了理論知識,見識到真正的生產(chǎn)應用,更重要的是獲得寶貴的實踐經(jīng)驗,而且也更好的了解耐火行業(yè)的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)方式。在郭玉香老師的幫助指導下,我對耐火材料的生產(chǎn)工藝過程有了更加詳細的了解,尤其是鎂質(zhì)耐火磚方面有了深刻的認識。
在郭玉香老師的悉心指導下,我完成了我的畢業(yè)設計，對設計類工作有了初步的了解，對專業(yè)知識的綜合運用能力也有了顯著的提高，同時也學會一些繪圖技巧，再次，我對郭老師表示最誠摯的感謝。
在本設計中，限于我知識有限，難免出現(xiàn)一些錯誤和疏漏，敬請各位老師批評指導。
參考文獻
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[2] 李亮,王世峰,陳士冰. 鎂碳磚發(fā)展及生產(chǎn)工藝改進的研究[J]. 山東輕工業(yè)學院學報(自然科學版). 2010(03)
[3] 李迎春. 如何降低新型預分解窯窯襯的消耗[J]. 四川水泥. 2011(01)
[4] 徐娜,李志堅,吳鋒,李心慰. TiN提高鎂碳磚抗渣侵蝕機理的研究[J]. 硅酸鹽通報. 2008(05)
[5] 王廣峰. 基于鎂橄欖石結(jié)合相的鎂磚[A]. 2010年全國玻璃窯爐技術研討交流會論文匯編[C]. 2010
[6] 李軍,宋偉. 電熔鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J]. 冶金能源. 2010(04)
[7] 楊項強,陳秀榮. 優(yōu)化鎂質(zhì)耐火材料生產(chǎn)工藝的探討[J]. 山西建材. 1998(03)
[8] 楊孝岐,姜大偉,賈子濤. 高效鎂質(zhì)耐火制品的發(fā)展[J]. 遼寧建材. 2010(09)
[9] 陳肇友,李紅霞. 鎂資源的綜合利用及鎂質(zhì)耐火材料的發(fā)展[J]. 耐火材料. 2005(01)
[10] 楊孝岐,姜大偉,賈子濤. 高效鎂質(zhì)耐火制品的發(fā)展[J]. 遼寧建材. 2010(09)
[11] 李吉利,孫紅梅. 鎂-鈣鋯復合材料作為堿性耐火材料骨料的開發(fā)[J]. 耐火與石灰. 2011(03)
附 錄
7物料平衡計算部分
7.1鎂磚 91（年產(chǎn)10000噸)
1. 物料種類的配比:
燒結(jié)鎂砂91：90% 廢磚 10%
2. 物料粒度組成:
3mm—1mm 55%
1mm—0mm 10%
<0.088 35%
3. 計算
(1) 總成品量 Q=10000噸/年
(2) 總燒成量 Q1=Q/(1－F1)
式中：F1——燒成廢品率 F1=6%
Q1=10000/(1－0.06)=10638.30噸/年
燒成廢品量f 1= Q1－Q =10638.30－10000=638.30噸/年
(3) 總干燥量 Q2= Q1/(1－F2)
式中：F2——干燥廢品率 F2=4%
Q2=10638.30/(1－0.04) =11081.56噸/年
干燥廢品量 f2= Q2－Q1 =11081.56－10638.30=443.26噸/年
(4) 總成型量 Q3= Q2=11081.56噸/年
(5) 總混合量 Q5= Q3/K(1－F3)
其中F3： 包括成型廢坯和不合格泥料的循環(huán)混練量。
取 F3=10%
K：鎂磚的配比系數(shù) 取K=0.993
Q5=11081.56/0.993(1－0.1)=12399.64噸/年
(6) 總配料量 Q6= Q5(1－F3)
Q6=12399.64(1－0.1)=11159.68噸/年
其中外加紙漿廢液量 Q9= Q6×q1
式中q1紙漿廢液外加量，q1=5%
Q9=11159.68×0.05=557.98噸/年
(7) 總破碎量Q10= Q6/(1－L3)
式中L3 ：原料加工運輸損失L3=2%
Q10=11159.68/(1－0.02)=11387.43噸/年
(8) 總磨碎量 Q13= Q10×q2
式中q2：管磨機的細粉加入量；q2 =35%
Q13=11387.43×0.35=3985.60噸/年
(9) 原料在倉庫總的存放量Q15= Q10/(1－L1)
式中 L1 ：原料在倉庫中的損失 ；L1=0.5%
Q15=11387.43/(1－0.005)=11444.65噸/年
其中廢磚坯存放量Q17=T f 1＋T f2/K1
式中T：干燥廢品回收率；T=95%
K1：換算系數(shù)；K1=K
Q17=0.95×638.30＋0.95×443.26/0.993=1030.45噸/年
(10) 混合泥料時需外加水分量W
配料時，鎂砂帶入的水份量W鎂=Q6×w1
其中w1=0 ；
W鎂=Q6×0=0
配料時紙漿廢液帶入的水分量W紙=0.5×Q9
W紙=0.5×557.98=278.99噸/年
混合泥料中的水分總量W總
W總=w4×[Q6－W鎂＋ Q9 －W紙]/(1－w4)
式中w4：為混合泥料的水分已定w4=3%
W總=0.03×[11159.68＋557.98－278.99]/(1－0.03)=353.77噸/年
混合泥料時需要外加水量W
W= W總－W紙
W=353.77－278.99＝74.78噸/年
(11) 紙漿廢液的存放量Q19
Q19=Q9/(1－L5)
式中：L5為紙漿廢液的貯運損失2%
Q19=557.98/(1－0.02)=569.37 噸/年
7.2鎂磚95（年產(chǎn)17000噸)
1. 物料種類的配比
燒結(jié)鎂砂97：90% 廢磚 10%
2. 物料粒度組成
3mm—1mm 55%
1mm—0mm 10%
<0.088 35%
3. 計算
(1) 總成品量 Q=17000噸/年
(2) 總燒成量 Q1=Q/(1－F1)
式中：F1——燒成廢品率 F1=6%
Q1=17000/(1－0.06)=18085.11噸/年
燒成廢品量f 1= Q1－Q =18085.11－18000=1085.11噸/年
(3) 總干燥量 Q2= Q1/(1－F2)
式中：F2——干燥廢品率 F2=4%
Q2=18085.11/(1－0.04) =18838.66噸/年
干燥廢品量 f2= Q2－Q1 =18838.66－18085.11=753.55噸/年
(4) 總成型量 Q3= Q2=18838.66噸/年
(5) 總混合量 Q5=