毕业设计（论文）-年产3万吨镁铬砖耐火材料厂工艺设计.doc

华清学院毕业设计（论文）用纸 年产3万吨镁铬砖耐火材料厂工艺设计摘要工艺设计对于一个工厂的总设计非常重要，本次设计的题目是年产三万吨镁铬砖耐火材料厂的设计，设计的主要内容包括物料平衡的计算，主机平衡的计算，原料仓库及配料仓的计算，各种设备的选型等。耐火材料用途广泛，其独特的性质是其他材料无法替代的。但是如何高效率地生产出高质量的耐火材料则有待于改进，其中很重要的是我们需在工艺设计上多做努力。镁铬砖耐火度比较高，高温强度大,抗碱性渣侵蚀性强，热稳定性优良，对酸性渣也有一定的适应性。烧制镁铬砖的生产工艺与镁砖相仿。主要过程依次是原料的破粉碎，泥料的混炼，成型、干燥、烧成，以及成品的包装。本设计总的原则是经济合理，流程顺畅，产品高效率，并且环保。关键词：镁铬砖，物料平衡，设备选型，主机平衡abstractthe process design in a factory in the design is very important.the design theme is annually production of 30,000 ton magnesite-chrome brick refractory material factory design.the requirement for the designing specification mainly includes material balance calculation.host balance computing,raw materials storehouse and mixing tank corresponding number of calculations.all equipment chosen，and so on.refractory material were widely used.its unique nature is no alternative other material.but,how efficient production of high quality refractory need to further improve.it is important is we need to make more efforts in the process design. mg-chrome bricks have high refractoriness,high strength，strong resistance to alkali corrosion，excellent thermal stability，for acid slag to also have certain adaptive. firing magnesite-chrome brick technology with magnesium bricks similar. main course is raw material grinding,batch mixed,molding,dryfiring,and product packaging. this design general rule is economic and reasonable,flow smoothly,products of high efficiency andenvironmental.keywords: mg-chrome bricks, material balance, selection of equipment , host load balancing目录1.绪论32.工艺概述32.1镁铬砖的生产32.1.1热稳定性镁铬砖的生产32.1.2 直接结合镁铬砖32.2原料的加工32.2.1破碎32.2.2粉碎，筛分32.2.3磨碎32.3泥料的制备32.3.1配料32.3.2混合32.4成型32.5干燥32.6烧成33.设计参数及计算33.1原始资料及参数33.1.1设计任务33.1.2计算参数33.1.3设备工作率及生产不均衡系数33.1.4主要材料和动力来源33.1.5设计原则1133.2工艺计算33.2.1物料平衡计算的目的33.2.2硅砖物料平衡计算33.2.3配料时泥料水分计算33.2.4镁铬砖制砖部分各工序物料平衡系数表33.2.5镁铬砖制砖部分物料平衡计算结果33.2.6泥料水分计算结果34.机械设备选型34.1主机平衡34.1.1破粉碎工序34.1.2混合设备34.1.3成型工序34.2隧道干燥器选型34.3隧道窑选型计算34.3.1窑的规格和台数的确定34.3.2窑车数量的计算34.4原料仓，各种供料仓以及成品仓库计算34.4.1桥式抓斗起重机原料仓库规格的确定34.4.2颚式破碎机供料仓34.4.3圆锥破碎机供料仓34.4.4管磨机供料仓34.4.5配料仓的计算34.5成品仓库34.6辅助设备34.6.1给料，计量设备34.6.2筛分设备34.6.3运输，提升设备34.6.4起重搬运设备34.6.5除铁设备35 车间工艺布置35.1破碎车间的布置35.2设备的布置35.2.1粉碎设备的布置35.2.2磨细设备的布置35.2.3斗式提升机和筛分设备的布置35.2.4配料仓的布置35.2.5混合设备的布置35.3成型车间的布置35.4干燥烧成车间的布置35.4.1干燥工序的布置35.4.2烧成工序的布置35.5成品仓库的布置35.6原料仓库的布置3结束语3参考文献3致谢31.绪论 耐火度高于1580的无机非金属材料称为耐火材料，耐火度指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。耐火材料主要是指无机非金属材料构成的材料和制品，是用作高温窑炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温窑和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化和机械作用。关于耐火材料的工艺20世纪50年代以前都是采用单一耐火原料制造的，50年代以后都采用了复合工艺1。耐火材料种类繁多，通常按耐火度高低分为普通耐火材料（15801770）、高级耐火材料（17702000）和特级耐火材料（2000以上）；按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。此外，还有用于特殊场合的耐火材料。现在对于耐火材料的定义，已经不仅仅取决于耐火度是否在1580以上了。目前耐火材料泛指应用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生产设备内衬的无机非金属材料。经常使用的耐火材料有azs砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料;氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火材料。经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等。经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等。在冶金，硅酸盐，化工，动力，石油，机械制造等工业中，耐火材料得到广泛应用。耐火材料是高温技术不可缺少的基础材料。所有涉及高温化学反应的工业生产过程，都必须有既耐火(高温)，又耐侵蚀(化学反应)，而且在许多情况下还能抵抗应力或者温度急剧变化的耐火材料作为容器的内村和部件2。冶金工业消耗的耐火材料约占耐火材料总量的5060%。随着冶金工业和其他工业的发展，迫切要求提高耐火材料的质量，产量，增加新品种。近几十年来，高温技术迅速发展，由于熔炼难熔金属和特种合金和超纯金属的需要，发展了特种耐火材料，耐火材料的应用领域不断扩大，占有重要地位。目前，我国每年消耗耐火材料约800万吨3。镁铬质耐火材料是以氧化镁(mgo)和三氧化二铬 (cr2o3)为主要成分，以方镁石和尖晶石为主要矿物组分的耐火材料制品。镁铬耐火砖的耐火度高,高温强度大,抗碱性渣侵蚀性强，热稳定性优良，对酸性渣也有一定的适应性。但是今后镁铬材料产量将会下降，因为在高温条件下制备和使用时，它会产生有害的六价铬的化合物造成环境污染4。制造镁铬砖的主要原料是烧结镁砂和铬铁矿。镁砂原料的纯度要尽可能高，铬铁矿化学成分的要求为：cr2o3 3045，cao不大于1.01.5。烧制镁铬砖的生产工艺与镁质砖大体相仿。为了消除砖在烧成过程中由于mgo和cr2o3、al2o3或铁的氧化物反应生成尖晶石时的膨胀而引起的松散效应，也可采用合成的共同烧结料制成镁铬砖。此外，还有不烧镁铬砖，例如，用无机镁盐溶液结合的不烧镁铬砖。不烧镁铬砖生产工艺简单，成本低，热稳定性也好，但高温强度远不及烧成砖。50年代末，发展出一种所谓“直接结合”镁铬砖。这种砖的特点是原料纯,烧成温度高,方镁石、尖晶石等高温相之间直接结合，硅酸盐等低熔相为孤岛状分布,因此,显著地提高了砖的高温强度和抗渣性。镁铬砖主要用于冶金工业，如构筑平炉炉顶、电炉炉顶、炉外精炼炉以及各种有色金属冶炼炉。超高功率电炉炉壁的高温部位采用熔铸镁铬砖，炉外精炼炉高侵蚀区采用合成料制成的镁铬砖，有色金属闪速熔炼炉高侵蚀区采用熔铸镁铬砖、合成料制成的镁铬砖。基本的钢铁炉用的是耐火等级相当高的镁铬耐火材料5，此外，镁铬砖还用在水泥回转窑烧成带和玻璃窑的蓄热室等部位。关于废砖的利用，回收过程中在碱性耐火材料生产当中不仅会使它能够把废物利用,同时也可以解决环境污染和储存的问题6。2.工艺概述镁铬砖是由铬铁矿和镁砂组成的碱性耐火材料，制造这种砖所发生的物理化学变化与烧制铬质制品基本相同。此外还得考虑以下几点：(1)铬矿和镁砂配比对镁质耐火材料性质的影响。当铬矿与镁砂配比为50：50时，制品具有最高的热震稳定性， 随着铬矿或镁砂比例的增大或减小，热震稳定性都降低。当铬矿含量过高时，制品在1650oc下抵抗铁氧化物作用的能力会显著降低。铬矿须粒能与fe3o4。形成固溶体，引起体积的急剧膨胀，致使制品产生爆胀现象。配料中铬矿的含量越高，爆胀现象越严重。配料中镁砂含量的提高，能增强制品的抗渣能力，目前镁铬质平炉顶的发展趋势是提高配料中的镁砂含量。(2)基质矿物组成对制品性能的影响。铬镁质(或镁铬质)制品的主要矿物组成是方镁石和尖晶石。墓质部分系由硅酸盐组成。(3)气氛性质的影响。在还原气氛下缎烧镁铬质耐火材料时，细粉镁砂中的mgo置换粗颗粒铬矿中尖晶石的feo的固相反应在650oc开始，体积收缩约为24.3%。这样大的体积收缩必然产生烧成裂纹。在氧化气氛下铬矿中的feo于500开始即被氧化成fe2o3，形成(fe,cr)2o3固溶体。体积收缩1.5%，而且在氧化气氛中由mgo置换出来的feo氧化成fe2o,随即与mgo结合成铁酸镁，这两个反应的总体积膨胀只有6.6%据此铬镁质耐火材料应该在弱氧化气氛下烧成。2.1镁铬砖的生产 镁铬砖的生产镁铬砖是以烧结镁砂和铬矿为原料制成的。在配料中控制meo含量占60-70% ，cr2o3含量在8-12%,这种制品的稳定性良好，耐火度大于2000oc,是偏碱性的高级耐火材料。2.1.1热稳定性镁铬砖的生产 热震稳定性镁铬砖的生产工艺特点是增大临界颗粒尺寸，减少铬矿颖粒中的细粉含金，以提高制品的热震稳定性。2.1.2 直接结合镁铬砖 耐火材料直接结合砖的生产起源于镁铬或铬镁耐火材料。当时直接结合碱性砖是指在这些砖中方镁石一尖晶石和方镁石一方镁石的直接结合，在一定程度上取代了被硅酸盐膜包围铬矿颖粒和方镁石晶粒的典型结构，从而使砖具有较高的高温强度，抗渣性以及在1800下的体积稳定性等特点。虽然我国耐火材料工作者经过多年潜心研究，并多次进行使用试验，但是国产直接结合镁铬砖与进口同类产品的质量及使用效果尚有一定差距7。(1)直接结合砖的显微结构 直接结合砖和传统砖的显微结构不同，这与烧成温度有关。在1550oc以下烧成的普通镁铬砖和铬镁砖，其铬矿颗粒被近似于镁橄榄石组成的硅酸盐所包围，而方镁石晶体，特别是构成砖体的晶体也为硅酸盐膜包围。烧成到1550的镁格砖的显微结构显示出铬矿颗粒和方镁石晶粒形成边界，出现了直接结合的雏形。当加热温度升到1700oc以上时，围绕铬矿颗粒的方镁石镶边已成为显微结构的主要特征。显微结构的新特征是次生尖晶石(棱角状)晶体的出现。在高的烧成温度下，出现方镁石与方镁石的直接结合，而硅酸盐却被限制在方镁石品粒之间的孔隙里。显然，直接结合可以在冷却时形成并发展。它或者是由于尖晶石从方镁石固溶体中沉析，或者是由于方镁石和尖晶石从高温硅酸盐熔体中结晶。不过对含有充足数量sio2且在1750oc以下烧成的制品来说，主要是后一机理所致。方镁石和尖晶石从硅酸盐熔体中的沉析能导致连续交错结构的形成。然而，在重新加热此种直接结合砖时，随着温度上升，直接结合程度减小。直到在接近原来的烧成温度时完全消失。而在低于原烧成温度时，不受硅酸盐相影响的某些直接结合的存在提高了机械强度。从上述可知，烧成温度是决定砖的直接结合程度的重要工艺因素。(2)直接结合砖的热机械性质 烧成温度也决定着砖的力学性质。当烧成温度从1500oc增加列1600oc时，使原先在1300oc下保温1小时时出现的扭转蠕变迅速减小。随着烧成温度的进一步提高，蠕变降低速度变慢。另外，它显示出在热态抗折试验中，烧成温度对断裂时间有显著的影响。在任何试验温度下，烧成温度越高，断裂所需的时间就越长。当砖烧成后冷却时，由铬矿和镁砂配料的砖里，因为有不同的热收缩，会有应力产生。在有液相存在的情况下(高于1350oc)，这些应力会迅速地为“蠕动”所缓冲甚至消除。在低于液相线温度，因蠕动速度太低而不能完全消除应力。因而内应力的存在趋向于降低断裂模数。因此，当温度由室温上升时，作为单纯应力减小或消除的结果，可以估计断裂模数会上升到一峰值，该值就出现在内应力等于零的温度。(3)直接结合砖的其它性质直接结合砖还可提高抗渣性，尤其是增强对铁氧化物的抗渗透作用。在某种程度上这是由于直接结合砖的气孔率较低的缘故，也可以认为是由于固一固结合的存在而产生的这种结合不受来自热面的液体扩散所影响。直接结合砖与硅酸盐结合砖有不同的高温体积稳定性和吸收铁氧化物的爆胀稳定性。从组成方面提高直接结合强度，除了控制杂质量(cao, sio2量)及gao/sio2比值外，cr2o3能增加直接结合程度，因而提高砖的高温强度。而fe03,al2o3，和tio2则相反，将降低其直接结合。可以说，在高温烧成的碱性砖里加入铬矿所产生的有益作用，部分原因是由于cr2o3降低了方镁石晶粒被硅酸盐加湿的结果。(4)直接结合砖的生产要点 直接结合铬镁砖和镁格砖是以高纯镁砂和铬铁矿精矿石为粗骨料，高纯镁砂为细粉组成配料，其工艺特点除严格控制原料纯度和杂质组成外，要保证高温烧成，一般在1750oc以上，甚至高达1900oc年代以来，为易于烧结、降低烧成温度、提高砖的高温力学性能，采用了预合成镁铬砂作细粉再制砖的生产方法。制造合成镁铬砂用的原料有菱镁矿石、铬精矿石、海水镁砂或轻烧镁粉。选择原料时。mgo含量要高，sio，alo ，feo含量要低。结合我国情况可选用高纯轻烧镁砂，sio含量应低于0.5%烧减小于2%。铬矿应精选，使sio含量降低到2.5%以下。合成镁铬砂的质量与选用的初始原料及其纯度、粒度、配比、成型、几力、锻烧温度等因素有关。碱性耐火材料铬镁砖和镁铬砖比铬砖和当时的镁砖具有更好的体积稳定性、高温强度、对热展较小的敏感性，因而在平炉等的使用中获得了成功。直接结合砖进一步改善了传统砖物理的、化学的和力学的性质，尤其是高温性质而取得相当大的进展。除烧成砖之外，还有化学结合砖，采用的结合剂有硫酸镁(mgso. 7h2o)或在配料中加入硫酸使之形成硫酸盐，最好的结合剂曾认为是硫酸氧镁或氯氧化镁。近年来多用聚磷酸钠、六偏礴酸钠等。实践证明，化学结合大大简化了生产工艺，而砖用效果基本同传统的烧成制品一样8。2.2原料的加工2.2.1破碎进厂的块状原料必须经过破碎，破碎后的物料可以提高下一供需粉碎设备的效率，同时便于物料的拣选和输送。耐火场所用的各种原料最大快度一般不大于300mm。各种形式规格的破碎机，对进料最大块度有不同的要求。一般说来，破碎机的进料口尺寸都必须大于原料的最大块度。为防止过大块度的物料进入破碎机，可在破碎机供料仓的进口处设固定格筛，同时可以保证给料均匀。仓内的物料通过仓底上的给料设备进入破碎机。破碎机出料粒度的大小，主要取决于下一工序选用的粉碎机对进料粒度的要求。2.2.2粉碎，筛分在耐火材料生产过程中，泥料是由各种不同大小粒径和不同含量的物料组成，因此，各种原料都需要经过粉碎筛分这一工序。常用的粉碎设备有短头圆锥破碎机，双辊式破碎机以及两者的联合机组。根据生产经验，并综合粉碎粒度要粒度呈棱角状，中间颗粒少，而且粒度组成较稳定，宜采用短头圆锥破碎机，可以简化流程，节省基建投资。粉碎后的硅石及废砖废坯一般采用单层筛筛分，筛上料回到粉碎设备，组成闭路偱环系统，筛下料用于制砖配料。常用的粉碎设备有短头圆锥破碎机，双辊式破碎机，反击式破碎机等，由于粘土熟料硬度较大反击式破碎机的反击板和打击板易磨损，维修量大，且颗粒组成不稳定，双辊式破碎机很容易损坏，而且为不均匀损坏，需要调整，生产能力低，且粒度不理想，而使用短头圆锥破碎机时，可连续粉碎生产能力高，功耗小，颗粒组成均匀，中间颗粒小，有利于颗粒级配，唯一缺点是结构复杂，设备费用较高。因此综合各种因素，采用圆锥破碎机，破碎形式采用闭路形式粉碎。筛分设备常用振动筛和回转筛。振动筛为高频振动，筛分能力和筛分效率高于其他筛分设备，结构简单，晒面利用率高，功耗小，体积小，轻便，价格低，强烈振动使筛分不会完全堵塞。根据原料品种、性能配料和使用性能等要求统一。2.2.3磨碎在耐火材料制砖生产中，往往要求配入35%40%的细粉。细粉中小于0.088mm为85%90%以上，常用的磨碎设备为管磨机。磨碎设备常用球磨机、振动磨、悬辊式磨粉机和笼型粉碎机。球磨机适用性广，可以磨各种料，但效率低，能耗大，噪音大；悬辊式磨粉机生产强度不大，可以连续生产，功耗小，但设备庞大，投资大，粉尘严重，辊子和磨环易磨损，由于球磨机是靠研蜜体对群料、料层物料作功，粉磨大宗物料，而效率又很低，因此所需研磨体数量必然很大9。笼型粉碎机虽构造简单，制造容易，设备体积小，功耗小，但笼子易损坏，钢棒易磨损。振动磨结构紧凑，连续化，自动化，机械化程度高，体积小。本设计采用管磨机，管磨机具有能耗低，生产稳定，产品质量好，设备便宜的特点。2.3泥料的制备2.3.1配料要使制品具有一定的化学矿物组成和达到一定的致密度，必须将各种原料按不同粒径，一定比例配合在一起制成泥料，料的好坏很大程度上取决于这一道工序。配料设备中虽然采用容积法比较方便，但准确度不够，选用重量法配料较准确，因此采用微机控制电子配料车，不但排除了一般配料时防尘困难，工作环境恶劣的缺点，而且容易控制加料顺序，配料精度也相应提高。(1)配料方式和配料设备的选择所选用的配料方式和配料设备应能满足各种配料设备应能满足各种物料允许称量误差的要求，称量范围能适应泥料配比的变化要求，配料设备必须适应混合设备的操作要求。配料方式应尽量做到先粗后细，先熟后生的加料顺序，是泥料获得均匀的混合。(2)配料仓所设计配料仓的几何尺寸，应尽量减少偏析的发生每个配料仓的贮藏量按料仓实际贮量的70%计算。配料仓的数量除应满足存放配料时所用的全部品种外，还应当增设13个作为机动料仓。配料工序和混合工序之间的泥料输送方式，配料设备和混合设备联合组成为机组等方面，都要影响到配料仓的布置。当产品品种稳定，而产量又大时，一般采用配料设备和混合设备组成机组的配料方式，配料厂的布置为“田”字形。每一个机组支配一种级别的泥料。每一个机组支配一种级别的泥料。当要求配两种以上的泥料时，配料不受配料仓位置的限制，配料仓采用单列或双列的型式布置。2.3.2混合生产耐火制品时，按照配比称量的各组分物料需要充分混合，支撑质地均匀，致密及具有一定塑性的泥料。泥料的质量与配料的粒度级别，配料比，混合设备，混合时间和加料顺序有关。混合时间的长短与生产的砖种转型和选用的成型设备有关。混合时间的决定应有利于提高泥料的均匀性和可塑性又不引起颗粒在破碎。加料顺序常采用先粗后细，先干后湿的加料顺序这应更有利于泥料的混合均匀及减少细粉料的结球。纸浆废液，石灰乳和氧化铁可以以混合液的形式加入这样有利于湿碾机操作的自动化，但调整比较困难；也可采用分别加入的方式，这样的配比比较准确且易于调整，但工艺复杂，适用于多种配料是采用。泥料的运输方式应力求距离短，占地面积小，减少泥料运输过程中倒运次数。常见的运输方式：泥料箱桥式起重机，胶带输送机，手推轻轨车或无轨小车。选择混合设备时，除产量因素外，还要考虑泥料的性质和品种，互相影响质量的泥料应当不再统一设备中混合，常用混合设备有湿碾机、混砂机、强制式搅拌机及750行星式强制混合机。湿碾机是一种笨重，效率低且能耗大的混合设备，但混合泥料的质量较高。所以本设计采用湿碾机。2.4成型 耐火坯料借助于外力和模型，成为具有一定尺寸、形状和强度的坯体或制品的过程叫成型。成型设备能保证砖坯外形尺寸的准确，以及制品具有一定的体积密度和强度。因此应根据制品的品种形状尺寸质量及产量要求来选择成型设备，由于镁铬熟料成型性较差，故需选用成型压力高的设备，常用功称压力不低于300吨的摩擦压砖机。2.5干燥坯体干燥的目的在于提高其机械强度，有利于装窑操作并保证烧成初期能够顺利进行。为了提高烧成成品率，采用36.5m的隧道干燥器来干燥镁铬砖坯，干燥后的砖坯需要检查后方可装车入窑，这样可提高成品率，节省能源，并且此种干燥器可连续作业，产量较高，易于操作控制。2.6烧成高温缎烧在耐火材料生产中是必不可少的。即使对日益发展的不定型耐火材料、耐火混凝土亦如此。上述材料在生产过程中虽不经烧成工序，但其骨料等仍然是经过煅烧而成的熟料，而且耐火材料在使用过程中，也可看成是一个媛烧过程。烧成是耐火制品生产中最后一道工序。制品在烧成过程中发生一系列物理化学变化互随着这些变化的进行，气孔率降低，体积密度增大，使坯体变成具有一定尺寸、形状和结构强度的制品。高温隧道窑是耐火材料生产中的重要热工设备，对耐火材料的使用性能、产量及为生产单位带来的经济效应有着极其深远的影响，因而在使用过程中是怎样损毁的就显得尤为重要10。另外，通过烧成过程中的一系列物理化学变化，形成稳定的组织结构和矿物相，具有适用于不同条件下对制品所要求的各种性质。例如，即使在相同温度条件下使用的耐火制品，由于对耐腐蚀性和抗热震性要求不同，在制造时除考虑选用原料、颗粒组成和成型密度等工艺条件外，可通过烧成训整成完全不同的组织结构。前者以烧结成接近于理论密度有利，而后者以烧成具有一定强度而又具有一定孔气率的制品有利。烧成工序一般用隧道窑，其具有操作连续，生产能力大的特点，机械化程度高，燃烧消耗低，烧成制度较易控制，且人工强度低的特点。3.设计参数及计算3.1原始资料及参数3.1.1设计任务(1)设计题目：年产3万吨镁铬砖耐火材料厂工艺设计(2)规模及产品方案：产量：3万吨 产品方案：平顶炉用镁铬砖(3)建厂地区：北方地区配比：镁铬原料的粒度级配 ：粗：中：细=30：55：153.1.2计算参数原料在仓库中的贮存损失： 烧结镁砂：l1，0.5铬 矿：l1，0.5废镁铬砖：l1，0.5原料加工运输损失（包括破碎，粉碎，配料，混合，成型工序）： 镁铬砖：l3，2配比： 烧结镁砂：1-p，70 铬 矿：p，30外加纸浆废液：q1，5球磨机细粉加入量：q2，18泥料水分:w4，2.5泥料循环混炼量：f3，10结合剂的贮运损失：l5，2干燥综合废品率：f2，5烧成综合废品率：f1，5干燥，烧成废品回收率t，95干燥制度表：砖坯种类干燥车装坯量（t/辆）平均干燥时间（h）干燥前水分（%）干燥后水分（%）镁铬砖1.112512烧成制度表：砖坯种类烧成温度（c）推车时间（min）平均装车辆（t/辆）镁铬砖14201207工作制度表工序年工作天数（天）生产班制班工作时间（h）原料仓库，破粉碎，成型，成品30628干燥35038烧成350383.1.3设备工作率及生产不均衡系数设备名称鄂式破碎机圆锥破碎机球磨机湿碾机摩擦压砖机作业率（%）8060707580708055653.1.4主要材料和动力来源(1)进场原料均由外地固定矿山供给(2)进场原料，燃料质量均应符合部颁标准或国家标准并应按品种级别分别使用(3)纸浆废液由纸浆库供给(4)电力由配电厂输送(5)压缩空气，蒸汽分别由空气站，锅炉房供应(6)煤气或重油由本厂煤气站或重油库供应(7)生产或生活用水由厂上水上系统供应，生活污水有厂内下水系统排放3.1.5设计原则11(1)根据计划任务书规定的产品品种，产量和质量进行设计(2)选责技术先进，经济合理的工艺流程和设备(3)合理考虑机械化，自动化装备水平(4)全面解决工厂生产，厂外运输和各种物料贮备的关系(5)注意考虑工厂建成后生产的挖潜可能性和留有工厂的发展余地(6)方便施工，安装，便于生产，维修(7)注意保护环境，减少污染3.2工艺计算3.2.1物料平衡计算的目的计算各种原料，燃料，材料的需要量以及从原料进工厂至成品出工厂各工序所需加工处理的物料量。物料平衡计算结果作为确定工厂原料的需要量，运输量，工艺设备选型，计算个仓库的容量和物料平衡系数的依据。物料平衡计算的根据生产工艺参数和各车间工作制度。生产工艺参数指的是产品产量和品种，工艺流程，制品的配合比和泥料水分，燃料的种类，发热值和消耗量等。车间工作制度包括生产年制度，生产班制度。物料平衡计算的基准是烧成车间成品的烧后重量。3.2.2硅砖物料平衡计算(1)总成品量q=30000吨(2)总烧成量q1=q1-f1=300001-5%=31578.9吨f1烧成废品综合率，5%其中：烧成废品量f1=q1-q=31578.9-30000=1578.9吨(3)总干燥量q2=q11-f2=31578.91-5%=33240.9吨f2干燥综合废品率，5%其中：干燥废品率f2=q2-q1=33240.9-31578.9=1662吨(4)总成型量q3=q2(5)总混合量q4=q41-f3=33240.91-10%=36934.3吨 q5=q4k=36934.31=36943.3吨 k=1-pl2+w3-l2w3+1-pw1=1f3泥料的混炼量，10%k配比系数p加入铬矿的比率，30%(6)总配料量q6=q51-f3=36934.3（1-10%）=33240.9吨其中：孰料配料量q7=q61-p=33240.9（1-30%）=23268.6 铬矿配料量q8=q6p=33240.930%=9972.3 p外加废硅砖的比率，30%外加纸浆废液q9=q6q1=33240.95%=1662吨q1外加纸浆废液百分数，5%(7)总破粉碎量q10=q61-l3=33240.91-2%=33919.3吨其中：孰料破粉碎量q11=q71-l3=23268.61-2%=23743.5吨铬矿破粉碎量q12=q81-l3=9972.31-2%=10175.8吨l3原料加工运输量损失，2%(8)总磨碎量q13=q10q2=33919.318%=6105.5吨(9)铬矿干燥量q14=10175.8吨(10)原料仓库存放量q15=q16+q17+q18=19533+3078.9+10711.4=33324.2吨其中：烧结镁砂孰料存放量q16=q111+l1-q17=3078.9=19533.9吨废镁铬砖存放量=95%1578.9+95%1662=3078.9吨t干燥、烧成，废品回收率，95%k1配比系数 铬矿量q18=q141-l1=10175.81-0.5%=10711.4吨(11)纸浆废液总存放量q19=q91-l5=16621-2%=1695.9吨3.2.3配料时泥料水分计算(1)配料是纸浆废液带入的水分0.51662=831吨(2)配合泥料中的水分总量=873.6吨(3)混合泥料时需外加的水分量=873.6-831=42.6吨3.2.4镁铬砖制砖部分各工序物料平衡系数表综合成品量:1破粉碎总粉碎量:1.13孰料破粉碎量：0.79铬矿破粉碎量：0.34烧成总烧成量:1.05烧成废砖量:0.05总磨碎量：0.2干燥总干燥量：1.1干燥废砖量0.06原料仓库存放量总存放量1.11烧结镁砂孰料存放量：0.65铬矿存放量：0.36配料总配料量：1.1孰料配料量：0.78铬矿配料量：0.33纸浆废液外加量：0.06纸浆废液总存放量：0.06总成型量：1.1配比系数（k）：1总混合量：1.233.2.5镁铬砖制砖部分物料平衡计算结果生产工序项目符号生产班制日/班/时物料量年日班时原料仓库原料仓库总存放量q15306/2/833324.2108.954.56.8烧结镁砂孰料存放量q16306/2/819533.963.831.93.9铬矿存放量q18306/2/810711.435.017.52.2纸浆废液库纸浆废液总存放量q19306/2/81695.95.52.80.3破粉碎总破粉碎量q10306/2/833919.3110.855.46.9孰料破粉碎量铬矿破粉碎量q11q12306/2/8306/2/823743.577.638.84.810175.833.216.62.1磨碎总磨碎量q13306/2/86105.519.99.91.2配料总配料量q6306/2/833240.9108.654.36.8孰料配料量q7306/2/823268.676.438.04.8铬矿配料量q8306/2/89972.332.616.32.0外加纸浆废液量q9306/2/816625.42.70.34混合成型干燥烧成成品库总混合量q4306/2/836934.3120.760.47.5总成型量q3350/3/833240.9108.654.36.8总干燥量q2360/3/833240.9108.654.36.8总烧成量q1306/2/831578.9103.251.66.4总成品量q306/2/83000098.0349.06.13.2.6泥料水分计算结果项目符号生产班制（日/班/时）需水量t年日班时混合泥料中的水分总量w总306/2/8873.62.91.40.2混和泥料时需外加的水分量w 306/2/842.60.130.070.009配料时纸浆废液带入的水分w纸306/2/88312.71.40.24.机械设备选型耐火厂用的设备，一般分为破粉碎，磨碎，混合，成型等主要设备及给料设，筛分，你浆搅拌，定量，称量，起重运输，运输提升等辅助设备。为了保证生产的连续性，提高机械化程度，应尽量选用能连续生产操作的设备，便于组织生产流水线，减少工人搬运过程。在选择设备时应该很好的保证前后设备的联系和配合，并充分发挥设备的固有特性。4.1主机平衡4.1.1破粉碎工序耐火材料工业中，所用的原料大都是固体的，需要进行破碎。为了满足耐火材料制品对不同粒度的要求，根据实际生产任务和各种设备的工作性能选择设备完成破粉碎作业。(1)颚式破碎机颚式破碎机是目前工程施工中应用最为普遍的碎石机械之一，具有破碎比大、产品料度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点12。因此，在耐火材料工业及其他工业部门中广泛应用它来粗碎和中碎难碎性及中等可碎性物料。废砖的处理也都用它来破碎。颚式破碎机设计指标设备规格加工物料种类最大加料粒度，mm排料口间隙，mm生产能力t/h作业率%pef250400硅质粘土，硅石，白云石及石灰石2104081080粘土熟料，高铝熟料2104020101256烧结镁砂，烧结白云石砂210401215pef250450硬质粘土，硅石，白云石及石灰石35040131580粘土熟料，高铝熟料350401520烧结镁砂，烧结白云石砂350402025结合以上资料及实际生产任务，可以选用pef250400，作业率80%，生产能力13t/h。破碎工序物料加工量gh=grk1k2k3=33919.330628=6.9吨其中：k1，k2，k3分别是年工作日数306天，日工作班数2班，班工作时数8小时； gr为物料平衡的物料量主机需要的加工量gn=ghk=6.91.280%=10.4吨其中：k为生产不均衡系数，一般取1.2； 为主机作业率，为80%理论主机台数=0.8台为预防设备损坏选取1台，再取一台备用，共两台。设备利用率=80%(2)圆锥破碎机圆锥破碎机可用来中碎和细碎各种不同硬度的物料，是一种连续作业效率较高的破碎设备。耐火材料一般硬度很高，如莫来石莫氏硬度为78级，刚玉、高铝矾土莫氏硬度达到9级，抗压强度达3。5 mpa，因而用传统的破碎设备破碎耐火材料难度极大13，耐火材料工业大都选用短头弹簧圆锥破碎机，因为他的破碎腔有较长的平行带，物料在平行带内受到不止一次的挤压，破碎的物料粒度均匀，且多呈棱角状，有助于提高制品的体积密度。物料品种加料粒度mm排料口间隙mm生产能力（3mm）t/h作业率%粘土熟料烧结镁砂硅石4040403333.54.04.04.53.54.06070结合以上资料及实际生产任务，可以选用900短头圆锥破碎机，生产能力4.3 t/h，作业率取70%。中碎工序物料加工量gh=grk1k2k3=33919.330628=6.9吨主机需要的加工量gn=ghk=6.91.270%=11.8吨其中：k为生产不均衡系数，一般取1.2； 为主机作业率，为70%理论主机台数=2.7台为预防设备损坏选取3台设备利用率=90%(3)管磨机在生产耐火制品时，为了获得致密的砖坯和改善砖坯的烧结性能，砖料中应加适当比例的粉料。对粉料的粒度要求，一般小于0.088mm的粒度应占90%以上。设计指标加工物料种类加入物料成品指标生产能力t/h作业率%粒度，mm水分，%粒度，mm%粘土熟料高铝熟料： 一级 二级硅石烧结镁砂333311110.0880.0880.0889090902.02.51.82.02.02.52.53.02.53.075结合以上资料及实际生产任务，可以选用1500mm5700mm管磨机进行磨碎。生产能力取2.8t/h,作业率75%。磨碎工序物料加工量gh=6105.530628=1.2吨主机需要的加工量gn=ghk=1.21.275%=1.92吨其中：k为生产不均衡系数，一般取1.2； 为主机作业率，为75%理论主机台数=0.69台为预防设备损坏选取1台 共取2台，其中一台备用。设备利用率=69%4.1.2混合设备混合的目的是将不同粒度按一定比例配好的物料及其结合剂等混拌均匀，为耐火材料制品提供颗粒密实且具有一定可塑习性的泥料。耐火材料工业通常采用间歇混合作用的湿碾机进行混合。为了避免泥料的混杂，不同性质的物料一般不使用同一台湿碾机。湿碾机设计指标砖种名称砖料名称碾容量，公斤混合周期，分混合能力，吨/时作业率，%1600450160040016004501600400镁铬砖镁铬砖泥料800700124.53.57075结合以上资料及生产任务，可以选用1600450湿碾机进行混合作业。混合能力取4.5t/h,作业率取75%。混合工序物料加工量gh=36934.330628=7.5吨主机需要的加工量gn=ghk=7.51.275%=12其中：k为生产不均衡系数，一般取1.2； 为主机作业率，为75%；理论主机台数=2.7台为预防设备损坏选取3台设备利用率=90%4.1.3成型工序成型设备应能满足砖坯组织致密和均匀，外形光洁整齐，无夹层及裂纹等，砖坯质量优劣，出于颗粒配合及泥料的塑性等因素有关外，还取决于成型压力和制砖工艺等因素。镁铬砖成型设计指标砖型单重范围，公斤生产能力，吨/时标普型56780.91.01.01.1异 型11121.21.3镁铝炉顶砖13180.91.1结合以上资料及实际生产任务，可以选择300吨摩擦压砖机进行成型作业。成型工序物料加工量gh=33240.930628=6.8吨主机需要的加工量gn=ghk=6.81.265%=12.6吨其中：k为生产不均衡系数，一般取1.2； 为主机作业率，为65%理论主机台数=12.6台为预防设备损坏选取13台设备利用率=97%主机平衡表工序名称主机设备名称，型号，规格主机作业率，%物料加工量（吨）主机需要加工量（吨）设备台数n理台n实ghgn破粉碎pef25040080%6.910.40.81900短头圆锥破碎机设计指70%6.911.82.7375%1.21.920.691混合工序1600450湿碾机75%7.5122.73成型工序300吨摩擦压砖机65%6.812.612.6134.2隧道干燥器选型隧道干燥器，操作连续，干燥制度易于控制，产品质量好，产量大，劳动强度低，卫生条件好及结构简单等优点，应用广泛。隧道干燥器由若干隧道组成，长度一般为2436m，宽度0.95m，轨面至干燥器顶的净空高度为1.65m，每条隧道内铺设有轨道，轨距为600mm。隧道干燥器的墙均用红砖砌筑，为了保温，外墙砌砖的厚度取360mm，中间墙后为240mm。当隧道数量在4条以上时，可将240mm和115mm厚的中间墙间隔分布。隧道干燥器顶部盖一般采用钢金混凝土平板，其厚度为80mm，为了减少热损失，在平板上部应铺155mm厚矿渣隔热层，然后砌65mm红砖。1干燥器主要结构尺寸的确定 本设计中选用隧道干燥器的规格为：36.50.951.65m，轨距600mm，隧道内容纳车辆数30辆，干燥车尺寸1.20.851.45m。2隧道干燥器数量的确定干燥某种砖坯需要干燥器的数量 n1=g0z1g0n0= 3.95201.130=2.4条其中：g0某种砖坯要求干燥的数量，3.95t/h； z1砖坯要求干燥的时间，20h； g0干燥车装砖坯量，1.1t/辆； n0一个隧道干燥器容纳车辆数，30辆/条。一般考虑20%的生产不均衡系数，则 n1=n1k=2.41.2=2.9条实际生产中隧道干燥器的隧道总数选取为3条3干燥车数量的确定 镁铬砖的干燥采用隧道干燥器，干燥工作日为350天，班制为3班，成型为2班制生产。(1)隧道干燥器前后的干燥周转数量a.成型按两班制，为满足干燥3班制生产的需要，则需要有装好砖坯的干燥车数量n1为 n1=gt1g=3.9581.2=28.7辆b.干燥前后干燥