350万平方米仿古砖

350万平方米仿古砖 无机非金属方向课程 (工艺设计) 设计题目 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺 设计 设计任务?-2:年产350万平方米仿古砖厂生产工艺及成型 车间设计说明书 学院名称 材料与化学化工学院 专业名称 材料科学与工程(无机非金属方向) 学生姓名 学生学号 指导教师 实验地点 6B102、图书馆等 实验成绩 二〇一七年 六 月 二〇一七年 六 月 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间 工艺设计 摘 要 根据学校本科毕业设计要求，通过调研和查阅大量资料，并结合仿古砖生产特点和环境保护要求，同时考虑了一定的长远发展规划，设计了一年产350万平方米仿古砖工厂。其中关键车间和关键库棚为重点设计，其它生产车间(含土建，水电，给排水，运输，环保等)为性设计。文中详细介绍了设计依据、设计原则、设计方案和设计理念，对各车间工艺流程做了认真地比较和阐述，并进行了详细的物料衡算和设备选型衡算。 关键词:工艺设计，关键车间，仿古砖，工厂设计 1 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 The Design of Archaize brick Raw Material Process Workshop with an Annual Output of 3,500,000 Sq.-meter ABSTRACT We design Archaize brick factory, which output is 3,500,000 sq.-meter per year. The technical process is the core of the project, the calculation of the raw material and selection of the equipment were included in the direction. The design of the whole factory and the no technical part were also discussed. We choose the best of the technical process during the time of the design. In a word, the design is very realize. The factory design is a very important link for a technical worker to make a good basis for the future study and working. It can make us to comprehensive go over, use and improve our finishing study, train the ability of thinking, analyzing and salving problem, and reduce the distance of the theory and practice. This project is primary to the design of raw material and glaze workshop. These were processed with minute calculation of the raw material and the selection of the equipment. We also discuss for the disposal of the whole factory’s inchnography and offer the detailed information for the buiding.In this project, the arts and crafts of manufacture and the equipment are advanced and full-blown. KEYWORDS: technical design, Archaize brick, material workshop 2 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 目录 摘 要........................................................................................................................ 1 ABSTRACT........................................................................................................... 2 目录........................................................................................................................ 3 前 言.................................................................................................................... 4 1 设计任务书........................................................................................................ 5 1.1 设计题目:年产350万平方仿古砖工厂关键车间工艺设计...... 5 1.2 设计依据............................................... 5 1.3 设计内容及要求.......................................... 5 1.3.1 坯釉料配方及其化学组成............................. 5 1.3.2 设计原则............................................ 7 2.工艺设计说明书................................................ 7 2.1生产方法的选择 .......................................... 7 2.1.1坯料工艺流程选择 .................................... 7 2.1.2 成型方法的选择...................................... 9 2.1.3 工序简述............................................ 9 2.2 坯料配方的确定及计算.......................................................................... 9 2.2.1坯料计算......................................................................................... 9 2.3 生产工艺流程的选择和设计 ........................................ 11 2.4 主要工艺参数、定额指标.................................................................... 11 2.5车间工作制度的选择............................................................................. 11 2.5.1工厂制度....................................................................................... 12 2.5.2车间组成.......................................................................................12 2.6 物料衡算................................................................................................12 2.7 设备选型及衡算 ....................................................................................14 7.1 影响设备衡算的因素.................................................................. 14 2. 2.7.2设备选型原则，步骤及计算公式............................................... 15 2.7.3 主要设备的选型及衡算...............................................................16 2.7.4 车间设备一览表...........................................................................19 2.8 结束语....................................................................................................20 参考文献.............................................................................................................. 21 3 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 前 言 本次设计的内容是设计―年产350万平方米仿古砖工厂原料车间工艺设计‖，以满足人们对建筑装饰用瓷日益增长的需要以及国际市场的需要。设计中尽可能采用国内外先进设备和成熟的生产工艺，因地制宜、节约投资、高效益、低成本。 4 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 1 设计任务书 1.1 设计题目:年产350万平方仿古砖工厂关键车间工艺设计 1.2 设计依据 以传统矿物原料高岭土、石英和长石等为主要原料，设计一年产350万平方米仿 古砖工厂关键车间。主要设计内容: (a)全厂工艺流程设计; (b)仓库工艺布置; (c)加工车间工艺布置。 1.3 设计内容及要求 表1-1 生产的产品与规格 规格型号 年产面积 产量 成品单重 成品总重 产品名称 (mm) (万平方米) (万块) (Kg/块) (吨) 玻化砖 300*300*10 350 3888 1.5 58320 1.3.1 坯釉料配方及其化学组成 (1)坯料的化学计量式(物质的量): 4.6362SiO•AlO•0.0689MgO•0.1332CaO•0.0868KO 2232 表1-2 坯料各组成的摩尔质量(g/mol) AlO MgO CaO SiO KO 化学组成 2322 102 40.3 56 60 94.2 摩尔质量 根据上表内容计算出坯料各化学物质质量的百分数如下: 表1-3 坯料配方?(wt,) 5 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 化学组成 高纯石英 滑石 碳酸钙 苏州高岭土 钾长石 百分比 31.3% 1.7% 3.1% 52.0% 11.9% (2)原料化学组成见表1-4。 表1-4 矿物原料及其化学组成(质量分数) 化学组成(质量分高纯石英 滑石 碳酸钙 苏州高岭土 钾长石 数) SiO 100% 63.5% 46.5% 61.5% 2 AlO 39.5% 22.7% 23 CaO 56% CO 44% 2 MgO 31.7% KO 15.8% 2 HO 4.8% 14% 2 (3)主要工艺技术指标见表1-5。 表1-5 主要工艺技术指标 序号 指标名称 单位 指标 备注 1 坯料总损失率 , 5 2 坯料球磨周期 h 15 3 坯料细度 , 2,3 250目筛余 4 成型合格率 , 98 5 干燥合格率 , 98 6 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 6 烧成温度 ? 1230 7 烧成合格率 , 98 8 矿物原料利用率 , 98 全部为粉料进厂 39 坯浆比重 g/cm 1.55 1?1.7?10 坯料?料?球石 0.8 1.3.2 设计原则 (a)保证产品质量，提高产品档次; (b)节约投资，保证经济效益; (c)节约能源; (d)注意改善工人工作条件，降低工人劳动强度; (e)设计过程中严格执行国家方针、政策、标准和。 2.工艺设计说明书 2.1生产方法的选择 2.1.1坯料工艺流程选择 (1)坯料制备可以采用干法制备和湿法制备，其有不同的工艺流程如下: (a)干法制备半干压粉料的流程: 原料配料?湿法混练?造粒?过筛?焖料?成型。 (b)湿法制备半干压粉料的流程: 原料配料?球磨(细碎)?浆池?喷雾干燥塔?料仓?成型。 7 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 (2)干法、湿法工艺优缺点的比较及流程说明 干、湿法两种工艺流程各有优缺点，对不同的产品的适用性也不尽相同。两种流程比较见表2-1。 表2-1 干、湿法流程比较 项目 干法 湿法 资产投厂房小，设备小 厂房大，设备多 资 流程简单 流程复杂 不需浆池 要浆池 能耗 耗能小 耗能大 工作环粉尘多 粉尘少 境 操作环境差 操作环境好 流动性 差 好 细度 非常细，但排气性能差，易分层 适中，且有一定级配，排气 性能好 容重 小，空气多，压缩变化大，强度小 大，强度大 水分均匀性 不均匀 均匀 组成均匀性 不均匀 均匀 由表2-1中所列各项目的比较可以看出，采用湿法制坯料的工艺流程总体上说比干法制坯料的流程好，更适用于粉料的制备。尤其是工人的工作环境和粉料的质量较好。工人在粉尘较大的环境中长期劳作，会得―硅肺‖;粉料的质量优劣直接影响到成品的质量与使用寿命。综上所述，在本设计中采用湿法制备坯料的流程更好。 8 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 2.1.2 成型方法的选择 所设计项目为仿古砖的生产线，采用干压法。 干压法成型有以下优点: 成型过程简单，生产效率高，缺陷少，便于机械化，且坯体收缩小，致密度高，产品尺寸精确，对粉料可塑性工艺不高，劳动强度低。 2.1.3 工序简述 (1)原料处理及配料工序 本项目对原料经过检验后，用铲车由自动称量喂料机配料入球磨机研磨，其中用皮带运输机运输。 (2)泥浆制备工序 经皮带运输机送入球磨机湿法球磨，每磨周期为16h，出磨细度为万孔筛筛余2.5, 33.5%，含水率44%，泥浆比重1.45,1.60 g/cm，磨好的泥浆过24目筛(过滤除去碎球石)进入一级浆池，经搅拌后，用隔膜泵送至二级浆池贮存备用。 (3)粉料制备工序 用NB-140-3柱塞泵将二级浆池中的泥浆抽至喷雾造粒塔内，经干燥后的粉料过24目筛(振动筛)通过皮带运输机机进入陈腐室进行储存，储存时间达24小时以上。 (4)压机供料 陈腐室内的粉料经皮带运输机，电磁振动筛分选后送至压机，压制成型。 2.2 坯料配方的确定及计算 2.2.1坯料计算 4.6362SiO•AlO•0.0689MgO•0.1332CaO•0.0868KO 2232 9 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 表2-2 坯料配方 化学组成 高纯石英 滑石 碳酸钙 苏州高岭土 钾长石 百分比 31.3% 1.7% 3.1% 52.0% 11.9% 表2-3 坯料衡算过程 项目 SiO/% AlO% MgO/% CaO/% KO/% 223/2 瓷坯 69.79 25.60 0.69 1.87 2.05 引入11.9%钾长石 7.9794 2.9452 – – 2.05 剩余 61.8106 22.6548 0.69 1.84 – 引入52.0%苏州高 26.3637 22.6548 – – – 岭土 剩余 35.4469 – 0.69 1.84 – 引入3.1%碳酸钙 – – – 1.84 – 剩余 35.4469 – 0.69 – – 引入1.7%滑石 1.3202 – 0.69 – – 剩余 34.1267 – – – – 引入31.3%高纯石 34.1267 – – – – 英 剩余 – – – – – 10 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 2.3 生产工艺流程的选择和设计 图2-1 生产工艺流程图 工艺流程如图2-1 2.4 主要工艺参数、定额指标 3(1)坯浆比重:1.55 g/cm 3釉浆比重:1.4 g/cm (2)球磨机装料比 ?球石?水=1?1.7?0.8 坯料?料 釉料?料?球石?水=1?1.8?0.5 (3)球磨时间 坯料球磨16小时。 釉料球磨40小时。 (4)球磨细度 坯料:万孔筛余量2%,3%; 釉料:万孔筛余量0.03%,0.05%。 2.5车间工作制度的选择 11 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 2.5.1工厂制度 (1)连续生产:年工作日=365-设备检修时间; (2)非连续生产:年工作日=365-11-52-设备检修时间。 选择连续生产 2.5.2车间组成 表2-4 车间组成表 序号 工序名称 工作性质 班次?次 年工作日 ?天 1 原料预处理 非连续 1 276 2 配料 连续 3 335 3 原料车间 连续 3 335 4 成型车间 连续 3 335 5 烧成车间 连续 3 335 6 管理及服务 连续 3 335 7 辅助车间 连续 3 335 2.6 物料衡算 物料衡算按逆生产流程计算。 (1)成品规格:300*300*10 mm 单重:1.5kg 产量:350万? 350,3888 成品的总块数为:万块 0.3，0.3 12 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 3888，1.5 成品的总质量为:万吨 ,5.8321000 (2)入窑烧成合格率是98% 3888 入窑坯块数:万块 ,396798% 3967，1.5 入窑坯质量:万吨 ,5.9511000 (3)成型合格率是98% 3967 成型坯块数:,4048万块 98% 1.5，4048 成型坯质量:,6.072万吨 1000 (4)坯料总损失为5% 6.072,6.392 坯用球磨机年加工量:万吨 95% 物料衡算表见表2-5。 表2-5 物料衡算表(成品及半成品加工量)(干基) 产品名称 300*300*10 块数?万块 3888 单重?kg 1.5 成 品 年加工量?(万块? 3888 年) 年加工量?(万吨? 5.832 年) 烧成合格率?% 98 窑单重?kg 1.5 坯 13 入 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 年加工量?(万件? 3967 年) 年加工量?(万吨? 5.951 年) 成型合格率?% 98 单重?kg 1.5 成 型年加工量?(万件?坯 4048 年) 年加工量?(万吨/? 6.072 年) 成型用料量?(万吨?年) 6.072 坯用球磨机年加工量?(万吨? 6.392 年) 2.7 设备选型及衡算 2.7.1 影响设备衡算的因素 影响设备衡算的因素 (a)年产量与产品方案; (b)产品性能及质量要求; (c)坯釉料配方; (d)生产班制。 14 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 2.7.2设备选型原则，步骤及计算公式 (1)原则 (a)满足生产工艺要求。设备选型应以生产流程为基础，同时根据工厂的生产规 模，性质，建厂投资等一起考虑; (b)机械化和自动化水平相对高; (c)设备性能良好; (d)管理，维修方便，工艺布置合理; (e)节约能源。 (2)步骤 (a)按照工艺流程确定主要设备; (b)对主要设备进行选型和衡算; (c)用辅助设备将主要设备连接，确定辅助设备; (d)对辅助设备进行选型和衡算。 (3)说明 (a)每台设备都有一定的储备系数(20%); (b)设备型号=生产能力; (c)浆池配带搅拌器。 (4)计算公式 需生产量(年)N= 计总天数，班制，每班时间，设备单位工作能力 N,N计实际储备系数, (2-1) N实际 15 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 2.7.3 主要设备的选型及衡算 (1)喷雾干燥塔 ? 喷雾干燥塔型号及参数 压力式喷雾干燥塔(选用PD3200型) 水蒸发量:3200 kg/h 干粉产量:5640 kg/h 筒体外径:7740 mm 筒体内径:7500 mm 高度:6980 mm 工作喷嘴:22支 3泵流量:4.5-9 m/h 泥浆含水率:35-55% 干粉含水率:5-8% 进塔风温度:450-505? 出塔风温度:85-95? 泥浆喷雾压力:1.5-2.0 MPa 燃料种类:煤气 热风温度控制:自控 7热功率:1.2×10 KJ/h 装机容量:132.3 KW 最大安装高度净空:19 m 塔重量:19.4 t 16 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 成套设备重量:55 t ? 喷雾干燥塔衡算 (1,W)(1,W)12颗粒粉料产量: G=W× (2-2) W,W12其中:W——-水蒸发量 W——泥浆含水率(料:球:水=1:1.7:0.8，得:泥浆含水率为44%) 1 W——粉料含水率(取为6%) 2 (1,44%)(1,6%)得:G=3200×=4432.8?/h 44%,6% 泥浆量=G+W=3200+4432.8=7632.8?/h 绝干粉产量G=泥浆量×(1-W)=7632.8×(1-44%)=4274.4?/h 1绝 Q 理论台数: N= (2-3) 计P,T,n,t 其中:Q——年加工量 P——设备额定生产能力 T——设备年工作时间 n——每天工作班次 t——每班工作时间 63920000Q 得: N===1.86台 计P,T,n,t4274.4，335，3，8 整取3台。 3,1.86 储备系数:=38%,20% 3 (2)压机 ? 设备选型 取砖坯收缩率为10%,坯体的实际尺寸为0.3×0.3=0.09?取条件单位压力 17 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 [P]=38MPa。 3 ,38最小压力为P×1×0.36×10=13680KN 根据以上计算选用YP1000型。 压机型号及主要技术参数: 额定压制力:1000 t 顶出力:18 t 主泵工作压力:150 bar 主缸最大的油压力:2854 理论压制次数:26次/分 填料深度:60 mm 立柱间距:1400 mm 动梁最大行程:140 mm 电机总功率:57 kw 压机净重:28.8 t ?压机衡算 Q=60ZnAt (2-4) 2式中:Q——生产能力，m/d n——压机每分钟工作循环次数(三次压成) t——压机每日实际压制时间,h 2 A——每块产品的面积，m Z——每次压制块数 三班制，每天按24小时计算 18 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 得: Q=60ZnAt =60×3×8×0.09×24=3110.4?/d 4404810/3350.09Q(，)，0N===3.50台 计Q3110.4 整取5台。 5,3.5储备系数,=30%,20% 5 2.7.4 车间设备一览表 车间设备一览表见表2-6。 表2-6 车间设备一览表 序设备名称 型号 数量 备注 号 1 坯球磨机 QMP36t 8 坯料 2 喷雾干燥 PD3200 5 3 成型压机 YP1000型 2 油泵电机 4 干燥窑 2 5 皮带运输机d(1) TD62 1 B=800mm 6 皮带运输机d(2) TD62 1 B=800mm 7 皮带运输机d(3) TD62 1 B=800mm 8 震动筛 QC422 1 9 地磅 DG-10 1 10 双缸柱塞泵 NB140-3 2 电机型号TWO-92-2 311 一级浆池 V=50m 2 φ=5m 19 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 12 螺旋搅拌机 TCJJ350 2 一级浆池中 313 二级浆池 V=50 m 4 φ=5m 14 螺旋搅拌机 TCJJ350 4 二级浆池中 315 釉浆池 V=1.7 m 4 16 螺旋搅拌机 Φ400-? 4 釉浆池中 2.8 结束语 工艺课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程(“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我们深深体会到这句千古名言的真正含义(我们开始设计时就感觉到麻烦，因为不知道仿古砖工厂的生产工艺，因此我们就和其他小组进行沟通，了解各车间是如何如何工作的，这样一来，我们的设计就顺利多了。在设计过程中，我们重新了解了陶瓷生产工艺设计的一些过程，这样又巩固了我们从陶瓷工艺学课程中学到的东西。总之我们在课程设计中重新巩固了以前的知识，又学会了些新知识。 现在我们认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础(在这次课程设计的过程中学到了一些除知识以外的其他东西,领略到了别人在处理复杂问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是我们对一些问题的看法产生了良性的变化。在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的 20 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 参考文献 ,1,张柏清，林云万(陶瓷工业机械与设备[M]( 北京:中国轻工业出版社，2005:10-193( ,2,吴晓东(陶瓷厂工艺设计概论[M](武汉:武汉工业大学出版社，1992:15-120( ,3,李家驹等(陶瓷工艺学[M](北京:中国轻工业出版社，2001:34-331( ,4,刘康时(陶瓷工艺原理[M](广州:华南理工大学出版社，1994:20-60( ,5,张秀英(建筑卫生陶瓷概论[M](咸阳:西北轻工业学院出版社，1993:5-102( ,6,宋耑(现代陶瓷窑炉[M](武汉:武汉工业大学出版社，1996:2-70( ,7,陈帆(现代陶瓷工业技术装备[M](北京:中国建材工业出版社，1999:13-351( ,8,裴秀娟，石振江(陶瓷墙地砖工厂技术员手册[M](北京:化学工业出版社，2004:10-95( ,9,张云洪(陶瓷工艺技术[M](北京:化学工业出版社，2006:6-35( 21 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关仿古砖工厂车间工艺设计方 面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍 又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经学生 验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。 学习 学生(签名): 2017 年7月5日 本人郑重声明所呈交的课程报告是本人在指导教师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注的地方外，论文中不包含其诚信 他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同学对本文研究所做的贡献承诺 均已在报告中作了明确的说明并表示谢意。 学生(签名): 任课 教师 评语 成绩评定: 任课教师(签名): 年 月 日 22 年产350万平方米仿古砖工厂关键车间工艺设计 23