材料类经典毕业答辩

2万吨高功率石墨电极工厂设计

答辩人：孟凡亚

指导老师：袁志刚沈阳理工大学粉体材料科学与工程Logo工程总论答辩内容提纲1工艺流程设计2主要设备选型3总厂平面布置4经济效益分析与总结5高功率石墨电极简介石墨电极,主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。高功率石墨电极允许使用电流密度为18～25A/cm2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。

LogoLogo1、工程总论1.1设计任务

本设计任务为进行年产2万吨规格从Φ300～Φ600含接头，各项指标均符合国家标准的高功率石墨电极工厂设计。1.2工程项目背景国内钢铁总量逐年增长，对石墨电极需求量也增加。然而我国具有工艺齐全并且生产规模大的石墨电极企业很少，国产技术含量低的电极有些并不能满足钢铁生产需要。1.3工程项目建设意义本项目建设针对目前炭素材料发展方向及国内炭素发展中遇到的瓶颈，本项目依据学校资源将建设技术含量高、绿色环保、节能的现代化工厂。Logo1、工程总论1.4项目建设条件本项目选址区位优势明显，供电和供水充足，原料提供方便，矿产资源丰富，技术有保障。1.5产品方案Ф300mm：L=2000mm，5kt/a；Ф500mm：L=2200mm，5kt/a；Ф600mm：L=2400mm，10kt/a。1.6设计原则符合发改委要求，技术先进，总图布置合理，符合环保要求，投资小，见效快。2、工艺流程设计LogoLogo2、工艺流程设计2.1生产主要因素

1、优质原料2、合理的配方3、混捏温度合理4、成型压力准确5、焙烧升温曲线最佳6、石墨化均匀热处理7、加工精确2.2原料制备原料制备系统包括原料煅烧、原料贮存、粘结剂沥青熔化、返回料处理等工序2.3原料及返回料处理煅后焦经筛分，大于规定粒度的原料由辊式破碎机破碎，再返回筛分，经过二次破碎将原料分成五种粒级。配料不平衡进入雷蒙磨磨粉。返回料经过破碎达到一定粒度后送入配料仓中备用。Logo2、工艺流程设计2.4配料与混捏

配料过程用电脑控制，按粒级分类并用重量百分比表示，可获得正确粒度比干混料。干混料、沥青、生碎在混捏中混捏，混捏好送到成型机成型。2.5成型分阶段在糊料缸内充满糊料，经捣固、抽真空、预压后按一定规格挤出并剪切，然后滚入水池冷却。2.6一次焙烧电极焙烧时，按照一定升温曲线由燃气烧嘴加热，并将电极中的粘结剂沥青焦化成碳。Logo2、工艺流程设计2.7浸渍与二次焙烧

浸渍是将沥青在一定温度和压强下，进入电极的空隙，沥青经焦化后增强了电极的体密和导电性。二次焙烧目的是将浸渍后粘结剂焦化成碳，此过程可大大提高升温速度。2.8石墨化与机加工石墨化就是使六角碳原子平面网格从二维空间的无序重迭转化为三维空间的有序重迭，并具有石墨结构的高温热处理过程，此过程主要提高产品的电、热传导性。机加工是指经过一系列机床的加工，达到产品要求规格。物料平衡图Logo3、主要设备选型根据第二章的物料平衡，选择合适的设备Logo3、主要设备选型3.1以挤压机为例本次设计选用一台3500t立卧式油压挤压机生产大规格的石墨和一台1500t的立卧式油压挤压机生产小规格电极以及接头，其主要技术参数见表3.5。Logo3、主要设备选型3500t挤压机年产量计算：全年扣除休假和检修时间，若实际生产按每年300天计，每天生产24h，则全年生产时数为T=24ⅹ300=7200t。若每小时产q(t)，则年产量Q(t)为Q=Qt=knG每小时生产n根电极，每根电极质量为G，成品率为K，一般K=0.9，若取n=10根；G=780kg。则年产量为Q(t)为Q=0.9ⅹ10ⅹ0.78ⅹ7200=50544t该台3500t立卧式油压挤压机足够满足本次设计的产量，同理可得1600t立卧式油压挤压机也满足小规格电极以及接头的生产。Logo4、工厂总平面设计与布置(1)产品单一，工艺流程稳定；(2)原料、半成品、中间制品为固态，采用搬运、车辆道路运输，厂内运输设备投资大，运输费用高。(3)二次焙烧与浸渍工段之间三次倒运，且运量大；(4)工段之间的运输时间集中，运输设备利用率低；(5)石墨化工段用电量大，必须靠近整流所；(6)各工段、工序生产能力不均衡，中间在制品和填充料需要较大面积的堆场。(7)原料、填充料的装卸，成品的加工产生粉尘，应注意环境保护。Logo总厂布局图Logo5、经济效益分析与评价5.1经济效益分析5.1.1项目总投资及总成本本项目的总投资主要包括建设投资、建设期利息及流动资金共计23390万元总成本包括原料成本以及各阶段产生的成本，单位成品费用为11850元/吨5.1.2总收入与损益计算总收入包括产品收入和碎屑收入共计35200万元损益计算包括税收与总利润，税收为2816万元利润总额=销售收入－总成本费用－税收=35200－11850×2－2816=8684万元Logo5、经济效益分析与评价5.2经济效益综合评价

本项目的建设投资为13000万元，流动资金投入为10000万元，项目总投资为23390，建成投产之后，年销售的收入为35200万元，年税后的利润为8684万元。根据以上的经济效益分析可知，本项目具有良好的经济效益，在实际操作上是可行的，在投产之后的三年左右可以收回建厂投资并获得良好的经济效益。Logo致谢在此要衷心的感谢在设计过程中给予我种种帮助的袁