年产1000万件日用陶瓷陶瓷厂工艺设计 优秀毕业设计（论文）

摘 要 本设计是进行一个年产1000万件日用陶瓷陶瓷厂工艺设计。 根据设计要求对各个工序均进行了严格的论证和计算，主要包括：坯釉料配方、全厂工艺流程、主要工艺制度和工艺参数的确定，物料衡算，设备选型计算及对重点车间的工艺布置等。本次设计采用国内先进生产技术，注意降低生产成本，节省建厂资金。例如：利用辊道窑内气体余热对生坯进行干燥，减少热量损失；生产过程实现机械化，且基本可以实现自动化控制，节省了人力、物力，改善了工人的劳动环境。本设计选取了球磨机，国产辊道窑其他陶瓷工艺设备，这为产品的质量奠定了坚实的基础。厂区内部进行了适当的绿化，在不影响正常生产的情况下绿化了环境，减少了对环境的污染。此设计是一个成功和先进的设计，可以为其他工厂建厂时提供借鉴。关键词：陶瓷，物料衡算，资金概算，技术指标 AbstractThis design is for an annual output of 10 million daily-use ceramics ceramics factory process design.According to the design requirements of the various processes are rigorous argument and calculation，including：body and glaze recipes，plant-wide process，the main process system and the determination of process parameters，material balance，equipment selection calculation and workshop process layout and so on.The design uses advanced production technology，pay attention to reduce production costs，save factories funds. For example：the use of roller kiln gas waste heat is drying green，reduce heat loss; mechanized production process，and basically can be automated control，saving manpower，material resources，improve the labor environment.The design selected ball mill，the roller kiln，glazing line and other ceramic technology equipment，which has laid a solid foundation for the quality of the product.Factory within the green，green environment does not affect the normal production，to reduce the pollution of the environment.This design is a successful and state-of-the-art design can provide for other factories factory reference.Keywords： ceramic tile，material balance，the capital budget，the technical indicators 目 录1 绪论11.1 选题的依据11.2设计参数21.3 设计原则21.4厂址的选择31.4.1 建厂地选择的主要因素31.4.2 厂址具体位置选择的原则31.4.3 具体厂址的选择41.4.4 厂区周围气象水文资料41.5 生产方法的选择41.5.1 产品的质量标准41.5.2 生产方法的确定52 配方的确定与论述62.1 确定坯料配方的原则62.2 釉料配置原则62.3 各原料在陶瓷生产中的作用62.3.1 粘土类原料62.3.2 长石类原料72.3.3 滑石72.3.4 各种氧化物在瓷中的作用72.4 坯料的配方计算82.4.1 坯料的配方的矿物组成82.4.2坯料的配方的化学组成82.5 坯料性质及其计算102.5.1 烧成温度102.5.2 坯料的膨胀系数102.5.3 酸度系数112.5.4 釉方的确定122.5.5 计算釉的熔融温度13132.5.7坯釉适应性的确定133 工艺流程143.1 全厂工艺流程的选择143.1.1 选择原则143.1.2 全厂工艺流程143.2 车间工艺流程评述153.2.1 坯料制备车间153.2.2 成型车间154 物料衡算164.1 工艺参数选择164.1.1 选择原则164.1.2 工艺参数的选择164.2 物料衡算164.2.1 衡算意义164.2.2 工艺技术指标174.2.3 物料的平衡计算184.3 工艺贮库堆场面积计算205 设备选型215.1 设备选型的原则215.2 确定设备数量的原则215.3 主要设备选型计算215.3.1 颚式破碎机215.3.2 细碎对辊式破碎机235.3.3 球磨机245.3.4 称量设备255.3.5 泥浆池数量计算255.3.6 泥浆搅拌机265.3.7 电磁除铁设备265.3.8 泥浆泵275.3.9 压滤机选型275.3.10 练泥机选型275.3.11 滚压机选型285.3.12 一次烧成辊道窑285.3.13 生产辅助和检测设备296 总平面设计306.1 总平面设计依据原则306.2 厂区的划分306.3 联合车间生产工艺布置316.3.1 车间工艺布置的基本原则316.3.2 原料处理车间316.3.3 成型烧成车间316.4 辅助生产车间326.4.1 中央实验室326.4.2 机修车间326.4.3 变电站326.5 成品库326.6 行政管理和生活设施326.6.1 厂办公楼326.6.2 生活区337 技术经济分析347.1 主要经济技术指标347.2 工作制度及生产班制348 生产成本估算369 劳动及环境保护设计379.1 劳动安全保护设计379.1.1 厂区安全设计379.1.2 车间安全设计379.1.3 机械设备与电气设备安全设计379.2 厂区的绿化、美化设计389.2.1 绿化意义389.2.2 绿化原则389.2.3 绿化对象389.3 环境保护设计389.3.1 采用标准399.3.2 主要污染源399.3.3 污染的防治39结论41参考文献42 1 绪 论 陶瓷是人类利用黏土矿物或岩石等多种天然资源，经过火烧制成功的技术成果。它与人类历史文明有着十分密切的关系，尤其是我国瓷器发明及其工艺和技术的辉煌成就，对于人类生自学成才与文化都曾做出过很大的贡献。而一部“陶瓷史”既是民族艺术与科学漫长的发展史之缩影，也是当时社会生活及文化交流乃至政治、经济的真实反映。日用陶瓷顾名思义是指：人们日常生活中必不可少的生活用瓷。日用陶瓷的产生可以说是因为人们对日常生活的需求而产生的，日常生活中人们接触最多，也是最熟悉的瓷器，如餐具、茶具、咖啡具、酒具、饭具等。日用陶瓷工业是我国的传统行业之一，也是国民经济中重要的消费品生产部门，随着经济、技术的发展，其生产和消费均发生了较大的变革。八十年代末，世界日用陶瓷年产量已达135亿件，贸易额约为40亿美元。从世界日用陶瓷生产布局看，迄今已基本形成了各具特色的三大主产区，即：西欧、亚洲、苏联与东欧。西欧是日用陶瓷生产主要集中地之一，日用陶瓷年产量约为30亿件，占世界总产量的22%左右，主要生产国是德国、英国、意大利和法国。其发展特点是：生产技术先进，产品质量高，基本代表日用陶瓷生产技术的世界水平。 因此，在现阶段建设日用陶瓷厂是合理的。在本设计中合理对厂区进行了布置，达到在合理利用土地的同时节约建厂经费，且在生产过程中采用先进生产技术，实现了生产过程的机械化、自动化，保证了产品的质量，充分利用了人力、物力。1.1 选题的依据 1) 按照万方科技学院材料科学与工程专业下达的毕业设计任务书设计。 2）根据所学的知识和和实习时所收集的资料和数据参数而设计。 3）根据指导教师的教学和科研工作要求来选题。 4）根据毕业以后我所期望从事的事业方向选题。1. 产品规格 (1)产品类型：瓷盘类 (3)产品尺寸（）：直径高地面着地面积直径 200331202. 建厂规模 生产规模：年产1000万件日用陶瓷工厂1.3 设计原则1）设计前要根据我国的国情和实际情况，并调查市场的产品前景，选择产品的种类和质量及在合适的地方建厂。2）设计中应充分利用设计原则，做到经济合理，尽可能的为工厂节约资金，降低生产成本，降低废品率。3）设计中应充分发挥设备的效能，降低生产成本，降低原料及燃料的消耗，提高生产率，降低废品率。4）在设计过程中应尽可能采用国内外的先进技术和成熟经验，并根据自身的特点合理引进国外的先进技术。5）设计的工厂必须安全可靠，且充分发挥生产效率。6）合理选择工艺流程和设计指标，工厂建成后，要想改变工艺流程及主要设备都将困难，必须谨慎选择工艺流程和设备的选址，设计中的指标应切合实际。7）由于技术在不断发展，销售市场也不断扩大，所以设备的能力也要满足生产要求，并有更换余地。8）充分考虑在连续生产过程中大量物料的装卸、运输及重大设备的检修，尽可能实现自动化。9）要考虑设备及土建公司的要求，并为建筑公司设计提供可靠依据。10）设计应严格执行国家环保、工业、卫生等方面的规定，保证工人健康。1.4厂址的选择1.4.1 建厂地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) 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。1.4.2 厂址具体位置选择的原则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) 厂址应尽可能靠近居民区，以便职工的上下班。8) 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。9) 厂区主要建筑和构筑物的地平标高应比洼地高出0.5米。10) 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。1.4.3 具体厂址的选择从以上条件看，可将工厂建在山西省大同市311国道边的云岗镇王家园村，位于国道与城市之间，交通运输便利，工业集中，电力、动力系统齐全，管理方便，职工上下班方便，且在本地区消费市场大，远景好，原料产地多，方便运输。1.4.4 厂区周围气象水文资料(3) 无霜期：150天(4) 地下水位高度：300cm(5) 丘陵地带，地处黄土高原 (6) 水源：河流 (7) 电源：东北电网10000伏 (8) 风向：主导风向西北偏北风1.5 生产方法的选择1.5.1 产品的质量标准 (1) 吸水率：1.0% (2) 热稳定性：10110下反复10次不裂 (3) 抗冻性：-520下反复20次不裂 (4) 弯曲强度：36MPa (5) 莫氏硬度：1.5.2 生产方法的确定 参考本设计的产品，其为结构简单的瓷碗，在通过分析目前国内外日用陶瓷发展情况及市场销售状况，本厂的生产方法定为机械化装置生产，选用电子配料、间歇式球磨机、滚压机压机压制成型、辊道窑一次烧成、磨边倒角的方法。生产中处理方法分为以下几部分：1) 原料进厂时，严格控制质量，分类堆放。2) 进厂原料为经过加工处理的原料，直接用电子秤称量，然后入球磨机进行湿法球磨。3) 料浆在浆池中陈腐后经柱塞泵入压滤机中压滤。4) 滚压机半干压成型。5) 辊道窑一次烧成。此生产方法的机械化和自动化程度较高，生产效率能得到大幅提升，基本建设投资少，生产成本低，且改善了工人劳动的环境，减轻了工人的劳动强度，设计合理。2 配方的确定与论述2.1 确定坯料配方的原则 一个理想的的瓷质瓷盘坯体配方应该满足以下要求：易解胶，泥浆流动性好，湿坯及干坯强度好，干燥收缩小，合适的烧成温度及较宽的烧成温度范围，较小的烧成变形及烧成收缩率，吸水率低，较高的成瓷机械强度和弹性，热稳定性好等理化指标这些要求是设计配方的基本依据。由于各地原料不同，各工厂工艺也有差异。了解各种原料对产品性质的影响，有的原料是产品主晶相成玻璃相的来源，有的是调节性质或工艺性能的添加剂，制定配方时对此应心中有数，采用多种原料配方有利于控制和稳定产品的性能。应满足生产工艺的要求。了解原料的品位，来源和到厂价格。应使投产的配方在保证质量的前提下成本最低。2.2 釉料配置原则 研究釉料的配方往往是在坯料配方已确定的基础上进行的，故应使釉适应坯。配釉时应遵循以下原则：1）釉料组成应适应坯体的烧成工艺性能。2）要使釉层的物理化学性质与坯体适应。3）合理选择釉用原料。2.3 各原料在陶瓷生产中的作用2.3.1 粘土类原料1）粘土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成形的基础。2）粘土是注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。3）粘土一般是细分散颗粒，同时具有结合性。4）粘土是陶瓷烧结时的主体，粘土中的Al2O3含量和杂质含量是决定陶瓷坯体的烧结程度，烧结温度和软化温度的主要因素。5）粘土是形成陶瓷主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要因素。2.3.2 长石类原料1）长石在高温下熔融，形成黏稠的玻璃熔体，是坯体中碱金属氧化物的主要来源，能降低陶瓷坯体组分的熔化温度，有利于成瓷和降低烧成温度。2） 熔融后的长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒.液相中三氧化二铝和二氧化硅相互作用，促进莫来石晶体的形成和长大，赋予了坯体的力学强度和化学稳定性。3） 长石熔体能填充于各结晶颗粒之间，有助于坯体致密和减少空隙.冷却后的长石熔体，构成了瓷的玻璃基质，增加了透明度，并有助于瓷坯的力学强度和电气性能的提高。4）长石作为瘠性原料，在生坯中还可以缩短坯体干燥时间，减少坯体的干燥收缩和变形等。2.3.3 滑石滑石在普通日用陶瓷中一般作为熔剂使用，在陶瓷坯体中加入少量滑石可降低烧成温度，在较低的温度下形成液相加速莫来石晶体的生成，同时扩大烧结温度范围，提高白度、透明度、力学强度和热稳定性。碱石储量大，易开采，外观呈褐色、灰或浅灰色，致密块状，质坚硬，经1300烧后呈白或灰白色，略带黄、褐色斑点，属硬质粘土。碱石与大同土铝含量接近，把碱石用量选在3237之间，以满足配方中氧化铝的含量。因碱石较大同土的可塑性差，适当增加了强可塑原料，以满足成形性能要求。2.3.4 各种氧化物在瓷中的作用 二氧化硅瓷中的二氧化硅以“半安定方石英”，“残余石英颗粒”，熔解在玻璃相中的“熔融石英”，以及在莫来石晶体和玻璃态物质中的结合状态。 三氧化二铝瓷中的三氧化二铝主要是由长石和高岭土引入的，是成瓷的主要组分，一部分存在于莫来石晶体中，另一部分熔于熔体中以玻璃相存在。 氧化钠与氧化钾主要由长石引入，他们也是成瓷的主要组份，起助熔剂的作用，存在于玻璃相中提高其透明度。 碱土金属氧化物他们在少量情况下只与碱金属氧化物共同起助熔作用，引入氧化钙和氧化镁等，可以相对的提高瓷的热稳定性和力学性能，提高白度和透明度，改进瓷的色调，减弱铁，钛的不良影响。 着色氧化物此组成中的铁钛氧化物含量较微，但它们的有害影响却很大，可使瓷被着色成不好的色泽，影响其外观品质。2.4 坯料的配方计算2.4.1 坯料的配方的矿物组成 本设计采用的配方是参考某陶瓷厂的生产配方，其中配料中各种矿物所占的比例见表2-1表2-1 坯体的配方组成(wt%) 原料名称 长石 大同石 滑石 石英 界牌土 配比% 21 32 3 29 15 具体原料的化学组成。见表2-2表2-2 各种矿物的化学组分(wt%)化学组成SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OI.L.合计山西祁县长石山西大同土滑石界牌土山东泰安石英- 表2-3 坯体配方化学组成(wt%)SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O酌减将该瓷坯的化学组成换算成不含有灼减量的化学组成w(SiO2)=63.70/(100-5.78)100=67.61w(Al2O3)=24.72/(100-5.78)100=26.24w(Fe2O3)=0.84/(100-5.78)1000.89w(CaO)1.11/(100-5.78)1001.18w(MgO)0.36/(100-5.78)100=0.38w(K2O)2.13/(100-5.78)1002.26w(Na2O)1.33/(100-5.78)1001.14 100.00 表2-4 坯体配方不含酌减的化学组成(wt%)SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O合计2.5 坯料性质及其计算2.5.1 烧成温度坯体烧成温度T烧 （2-1） =1534+5.5-30（8.30.89+2）/ =1565 T烧=t0.85=1330式中 Al2O3质量分数，%；Fe2O3质量分数，%；CaO、MgO和R2O等杂质质量分数，%。我国长石质瓷的烧成温度一般为12501350，在K2OAl2O3SiO2三元系统相图上烧成温度为1330。2.5.2 坯料的膨胀系数 其中 为组分的膨胀系数见表2-5 为组分的百分含量表2-5 各组分的膨胀系数（10-6/k)SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O 0.333）10-6 10-6/K2.5.3 酸度系数1.坯料的酸度系数计算公式为： K=2RO2/(R2O+RO+3R2O3) （2-2） =263.70/(3.34+1.47+325.56)对于不同的制品，酸度系数波动范围很宽，但不能超过2。SiO2Al2O3Fe2O3K2SiO2Al2O3Fe2O3K24.按坯式排列，得出该瓷的坯式为： 2.5.4 釉方的确定 1）根据坯体的烧结温度来调节釉的熔融温度，釉料要有好的熔融性即釉料必须在坯体烧结温度下，同时具有较高的使融温度，较宽的熔融范围（不小于30）在此温度范围内，熔融状态下的釉能均匀的铺在坯体上，不被坯体的微孔吸收，在冷却后能形成光滑的釉面。10-6内，这样釉层处于压应力下，有利于坯体的强度。 3）为了坯釉紧密结合，好的中间层，应使二者的化学性质既要相近又要保持适当差别。所选择的釉料的化学组成见表2-6表2-6 釉料的化学组成(wt%)SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O可得实验式为：釉的酸度系数：CA=n（RO2）/n（RO）+n（R2O）+3n（R2O3） =3.028/0.113+0.177+0.675+0.015+3（0.307+0.007）2.5.5 计算釉的熔融温度R2O3=0.307/（0.307+3.028）=9.2%RO=0.98/（0.307+3.028）=29.4%则，T釉=（360+9.2-29.4）膨胀系数见表2-5 3.88+410-6/K（1） 坯釉膨胀系数的对比 坯10-6/ 釉10-6/ 坯 比釉略大（2） 烧结温度对比 T坯=1330 T釉=1266 T坯 T釉 T=64定烧结温度为1330符合釉料的配方原则，所以选择的釉是合适的。3 工艺流程3.1 全厂工艺流程的选择3.1.1 选择原则(1)必须保证制备好的粉料满足成型的要求。(2)根据所用的原料性质来制定工艺流程。(3)根据产品质量的要求来选择工艺流程。(4)根据本厂条件来选择工艺流程。(5)在保证质量的前提下，尽可能的使用工序短经济的流程。(6)要选择保护工人合法权益的流程。3.1.2 全厂工艺流程1. 全厂生产车间组成全厂生产车间包括主要生产车间和辅助生产车间。其中主要生产车间包括球磨车间、喷雾制粉车间、成型车间、干燥及烧成联合车间、磨边和检选车间，辅助生产车间包括煤气站、变电站、水泵房、机修车间及废水处理站等。2. 全厂工艺流程生产工艺流程：原料进厂配料破碎球磨出磨放浆池过筛除铁储浆池精练泥浆滚压成盘干燥喷水降温滴釉干燥烧成检验贴花检选分级包装入库工艺流程的设计根据各原料的组成、性质及产品的品种和质量的要求来进行，设计过程中考虑生产规模和工厂的长远设计计划，参考借鉴了其他同类产品的厂家积累的经验，使工艺在技术上先进，流程合理，不知恰当，效率较高，使得设计合理。 车间工艺流程评述3.2.1 坯料制备车间1) 随着企业现代化的发展，进厂原料可定购可以直接球磨的粉料，从而减少了原料的破碎工艺过程，节省了厂房用地。2) 湿法球磨性能稳定，料浆流动性好，生产容量大。3) 压滤机压滤得到的粉料流动性好，水分稳定均匀，粉料产量大，能实现自动化、连续化生产，降低劳动强度。3.2.2 成型车间1) 半干压成型过程简单，产量大，效率高，缺陷少，成型后坯体含水量少，致密度高，强度大，干燥和烧成收缩小。2) 对坯体可塑性要求不高，容易实现机械化、自动化、连续化生产。4 物料衡算4.1 工艺参数选择 4.1.1 选择原则工艺参数的确定应尽量符合实际，有时依据类似工厂生产统计出来的先进指标，再结合具体的工艺特点，进行分析最后确定，指标不能过于先进，以免对以后的生产造成困难，也不能过于保守，而使设备造成浪费。4.1.2 工艺参数的选择(1)原料进厂含水率平均为2%，贮存90天。(2)原料进厂损失率2%，原料含渣2%。(3)坯泥球磨周期为10小时，料：球：水=1：1.8：0.35，球磨损失率1%。(4)泥浆相对密度为1.65g /m3，细度为250目筛筛余小于1.5%。(5)微粉回收率为98%，干粉含水率为7%，细度1214目筛。(6)滚压机成型损失率为2%，废料回收率为98%。(7)干燥周期50min，介质温度160，干后含水率为58%，干燥损失率1%，废坯回收率98%。(8)施釉损失率1%。(9)烧成周期4h，烧成温度1330，烧成损失率4%。(10)岀窑后检验贴花，损失率为2%。(11)包装损失率1%。(12)产品单重0.29kg，年产量1000万件，坯体烧失率为7%。4.2 物料衡算4.2.1 衡算意义1) 是工艺设计的重要组成部分，以生产规模、产品方案、工艺流程、工艺参数及生产班制为基础，对陶瓷生产过程各工序物料量的一种近似算法。2) 是计算从原料进厂至成品出厂各工序需处理的物理量，作为确定车间生产任务、设备选型及人员编制的依据。3) 是计算各种原料、辅助材料及燃料需要量，总图设计中确定运输量、运输设备和计算各种堆场、料仓面积的依据4) 是计算水、电、蒸汽和劳动力的需要量，确定原材料、燃料等的指标，是公用设计和计算成品成本等的依据。4.2.2 工艺技术指标 生产任务（件/天）：33350 工作日（天）：300 产品类型： 瓷盘类 单盘重量（/件）： 107106 泥浆含水率（%）：35 泥浆比重（g/34.2.3 物料的平衡计算坯体的原料衡算。见表4-1及表4-2表4-1 原料衡算表序号 因素 指标 计算过程1拣选、包装损失1%12检验贴花2%073烧成合格率96%4烧失量5%5滴釉损失1%6干燥损失1%7成型损失2%8料浆输运损失0.5%（1-0.5%）=1.18239过筛损失1%（1-1%）=10回收化浆量90%2%21211配料球磨损失1%（1.1942-0.0212）84912原料含水2%9113原料含渣2%（1-2%）=1.233814原料进厂损失2%590 表4-2 各工序年需及日需序号名称年需量（吨）日需量（吨）1检选包装29001.0101=2磨削量29001.00307=3入窑29001.0735=4干燥29001.1529=5成型 29001.1764=6贮浆量2900（1+0.35）=7过筛除铁2900（1+0.35）=8出磨料（浆）2900(1+0.35)=9原料进厂29001.2338=配料的配方：长石、大同土、石英、滑石、界牌土原料中石英、滑石直接购买粉状，不需要破碎。长石为块状，需要破碎。破碎的损失率（%）：1坯体中各种坯料的量。见表4-3 表4-3 各工序年需及日需配料配方 含量（%） 年需量（吨） 日需量（吨）长石21大同土33石英29滑石3界牌土15 年进厂量总计：3737.35（吨/年）4.3 工艺贮库堆场面积计算原料的贮存有露天堆放和库内储存两种方式。露天堆场常堆放长石石英等块状硬质物料。原料库主要用于贮放各种粘土和粉状原料。原料仓库所需面积取决于被贮存原料的种类，堆积密度及堆料的高度。一般情况下原料的堆放面积1Sv=Q/hv (m2) （4-1）V原料的堆积密度t/m3Q原料的储存量t (每天储存量储存时间) h原料堆的高度m 表4-4 各种矿物的储存面积 项目长石 大同土石英滑石 界牌土每天存储量（t）储存时间（天）9090 90 9090原料存储量（t）原料的高度（m）332 12有效体积系数堆积密度存放面积（m2）5 设备选型5.1 设备选型的原则 1）根据配方、生产性质、产量大小和工艺流程，选择设备的型号，然后确定设备的规格尺寸。 2）对各工序的加工量和设备的生产能力进行计算，确定所需设备的台数。 3）先选主机设备，然后选辅助设备，辅助设备结合工艺布置来选择。5.2 确定设备数量的原则 首先应满足该设备所在工序的处理量，考虑一定的备用台数，以避免出现故障时导致生产能力下降；考虑设备所在车间的空间限制及工艺的连贯性；考虑以引进设备的协调配套，同时在保证正常生产的情况下，尽量减少所使用的设备台数以避免过多挤占资金，造成浪费。5.3 主要设备选型计算 确定各工序所用设备的型号，生产能力，日加工量，主要尺寸，所需功率需用台数。 理论日生产能力：12.31吨。实际生产能力应大于12.31吨。拟定为日生产能力13吨。 5.3.1 颚式破碎机 需要破碎的量为（吨）：783.28吨。实际破碎的量应该该大于783.28吨。拟定为800吨。每天需要破碎的量为3吨。 原料粗碎后粒径范围4050mm。一般不大于70mm。 （5-1）颚式破碎机M实=1台M理设备理论台数，台Q制品加工量，吨/年F设备生产能力，吨/小时H台设备年时基数，小时M实实际设备台数，台设备负荷率，%表5-1 颚式破碎机技术参数型号PE-150250进料尺寸150250最大进料粒度（mm）125出料粒度（mm）1040处理能力（t/h）15偏心轴转速(r/min)275电动机功率(Kw)总重量(t)外形尺寸(长宽高)(mm)875758850生产厂商河南红星矿山机器选型理由：PE150250日生产能力2=5（t/h）8h=40吨21。满足条件 5.3.2 细碎对辊式破碎机 （5-2）M实=1台M理设备理论台数，台Q制品加工量，吨/年F设备生产能力，吨/小时H台设备年时基数，小时M实实际设备台数，台设备负荷率，%表5-2 对辊破碎机技术参数 型号2PG400250辊子直径（mm）400辊子长度（mm）250最大入料粒度（mm）40出料粒度（mm）28生产能力（t/h）510辊子个数（个）2总重量(t)外形尺寸(长宽高)mm1215834830配套电机Y160L6生产厂商郑州恒冉机械设备制造选型理由：2PG400250日生产能力2=10（t/h）8h=80吨21。满足条件2.最大入料粒度、出料粒度满足理论要求。 5.3.3 球磨机 （5-3）M实=2台Q配合料加工量，吨/年H台设备年时基数，小时M实实际设备台数，台 Kt球磨周期，小时F每台球磨机加工量，吨/小时 表5-3 球磨机技术参数 型号12004500型 筒体转速（r/min）32装球量（t）7进料粒度（mm）25出料粒度（mm）生产能力（t/磨）电机功率(Kw)45重量(t)生产厂商豫鼎机械选型理由：1) 实际日加工量124004500日生产能力2=25（t/h）16h/10=16吨21，满足条件。2) 实际出料粒度0.0740.4mm。满足条件。 5.3.4 称量设备 该称量系统由高温台秤，高精度桥式传感器，称重显示仪，大屏幕显示器组成，可数值显示重量读数，通过控制柜可以控制皮带机按设定重量自动喂料。5.3.5 泥浆池数量计算 （5-4）Z池=4个Z池浆池的个数，个q泥浆日产量，t/dD泥浆贮存天数，日有效容积系数螺旋式搅拌器V个浆池的容积，m3r泥浆的密度，t/m3根据已经调研的实际情况，确定泥浆池外形为近似正八角形，内直径4米，深度1米。 5.3.6 泥浆搅拌机表5-4 泥浆搅拌机技术参数 型号 TC1J1800 主轴转速（r/min） 搅拌池有效体积/(m3)12 电动机Y90S-4 电机功率/KW 外形尺寸（mm)12004500 生产厂家 醴陵陶瓷机械厂设计中有泥浆池4个，因此配备4台平浆搅拌机搅拌机。 5.3.7 电磁除铁设备表5-5 电磁除铁设备技术参数 型号YCZ4806 电源电压(v)380 电机功率(kw) 工作额定(Kw)连续 磁场强度(gauss) 9000-10000 处理能力(t/h)6 重量(kg)450 生产厂家湖南省醴陵市五里牌机械厂 本设计产量为6t/h泥浆，因此选3台。5.3.8 泥浆泵往复式隔膜泵是陶瓷工业中广泛使用的一种传统泥浆泵型，结实耐用。用于由贮浆池向压滤机供给压力泥浆，也可用作泥浆的输送。选用江苏启东兴达高压油泵厂生产的100/30立式双缸往复式隔膜泵4台。输浆能力：6m3 /h 电机功率：4kW外形尺寸（）：113511501560 机重：900kg 5.3.9 压滤机选型 由于泥浆中的含水量过多，需要选择压滤机进行泥浆脱水。压滤机的主要用途是用于固体和液体的分离。与其他固液分离设备相比，压滤机过滤后的泥饼有更高的含固量和优良的分离效果。根据要求，本设计中选用科达TCYL75K压机2台。5.3.10 练泥机选型 为了防止软陶泥土质不均。我们采用真空练泥的方法，有效地解决了里面有空气和分布不均等缺点。经过练泥机出来的泥出来质地好、颜色均匀。表5-6 练泥机技术参数 型号WD 上搅泥轴转速（r/min）25 下上搅泥轴转速（r/min）32 电机功率(kw)30 处理能力(t/h） 2 外形尺寸（mm)35848651230 重量(kg)2550 生产厂家湖南省醴陵市五里牌机械厂本设计产量为2t/h泥浆，因此选1台。5.3.11 滚压机选型 用旋状的滚头，对同方向旋转的模型中的可塑坯料进行滚压，坯料延力的作用均匀展开而形成坯体的方法。坯体成型及其成型后的各种损失总计11%。因此每年需要滚压成型的总量:Q=10000000/(1-0.11)=11236000(件） (5-5) M设备理论台数，台 Q制品加工量，件/年 F设备生产能力，件/小时 H台设备年时基数，小时 滚压机需求量（台）：6选用滚压机的型号：Tc-DGP3每天实际压制的产量：Q实=676082=40320(件) 5.3.12 一次烧成辊道窑窑炉采用2.5米内宽，生产瓷盘时，瓷盘的直径为200mm，高度为33mm。进坯时考虑瓷盘坯间隙为50，横向2件，纵向2件，3层，两个装载磨具前后间隔为100mm，左右间隔为150mm。坯体与窑墙的内壁距离取150，横断面内宽B：B=4200+250+3150=1350（mm）窑的长度L计算公式为： (5-6)L辊道窑的有效长度，m；B辊道窑的有效宽度，m； 产品的总烧成时间，h;K辊道窑的有效面积利用系数；G辊道窑的产量，产品/h (5-7)gb每块垫板的平均装载量，件/垫板；nb窑内的容板数；窑的有效长度 （m)因此本设计选用2个辊道窑。单个窑的有效长度L有=L/2=84(m)表5-7 窑炉参数窑炉内宽（mm）1350窑炉宽度（mm）1800最佳装在宽度（mm）1250最高工作温度（）1350烧成周期（h）4长度（m）88日产量（件）40320 仪表智能常规仪表辊子直径（mm）100 控制程序自动、手动 燃料种类发生炉煤气5.3.13 生产辅助和检测设备生产陶瓷制品时需用的检测陶瓷的各种性质。所需设备详见表5-8：表5-8 检测所需设备序号设备名称主要用途 1热稳定性测定仪测量陶瓷的热稳定性 2金属磨耗仪测量陶瓷对花纸、釉面的粘附力 3数显式配料抗折仪测量陶瓷胚体的抗折强度 4釉面龟裂实验仪检测陶瓷釉面的抗龟裂性 5陶瓷铅镉溶出检测仪检测陶瓷中铅镉金属的溶出量6 总平面设计6.1 总平面设计依据原则 本设计节约用地，少占不占农田，少拆民房，减少工厂总投资；符合建筑陶瓷厂生产工艺要求生产线通顺、连续和短捷，避免主要生产作业线交叉往，考虑工厂的生产安全和卫生，厂区建筑间距必须满足防火、卫生、安全等要求，应将产生大量烟尘及有害气体的车间布置在厂区的下风向；因地制宜，结合厂区的地形、地质、水文、气象等条件进行总图布置；考虑工厂的发展，使近期建设与远期发展相结合，并使近期建设集中避免过早过多占用土地；满足厂内外交通运输要求，避免人流与货运路线的交叉；满足地上、地下工程管线铺设的要求；尽可能使厂区建筑物及其他设施与厂区外环境协调，达到一定的艺术效果。6.2 厂区的划分 在保证节约用地，建立良好的建筑整体，必要的防火卫生要求的前提下进行合理的规划厂区，合理的组织人流和物流。本设计的厂区分为以下几部分： 主要生产区：放置陶瓷生产车间，如细碎，制粉，成型和烧成等，为整个工厂的生产中心，所以本区布置与工厂的中央部分。要求地势平坦，运输方便。本区是全厂工人集中之处，要靠近厂前区并满足防火卫生要求。辅助生产区：放置辅助车间，配电，机修等，根据要求，将辅助车间放置在主要车间的附近，这种方式将很难区分辅助生产区和主要生产区的区别。堆场区：要求具有较大的面积，进行各种原料的堆放。本区的运输量很大，应处于交通便利之处一般堆场常沿道路和铁路两旁进行布置，并靠近使用部门。本区较为零乱，常位于工厂的后部。动力区：有锅炉房，天然气站，水塔等组成，由于产生大量的有害气体和消耗大量的燃料，排出大量的废料，所以一般布置在厂区周边处的一个独立的领域，并考虑交通运输的方便。厂前区：为行政管理，技术研究，文化福利设施集中之处，厂内厂外联系均很密切，所以布置在工厂的入口处，形成生产与管理联系的枢纽。6.3 联合车间生产工艺布置6.3.1 车间工艺布置的基本原则工艺流程畅通，简捷避免工序交叉往返.生产区域划分清晰，设备归类合理，生产区域分为三个区域：原料破碎，喷雾干燥塔和成型烧成区域。采用联合厂房集中布置设备，这有利于充分利用面积，工艺紧凑，建筑结构简捷，对今后的生产管理十分有利。留足人员通道，运输通道，成品半成品的储存面积，安装检修通道等。在立面布置是还要考虑吊装和检修的空间。 原料处理车间1）本车间为陶瓷厂的生产提供合格的半干压粉料，为保证工厂生产的连续性，对原料要求有一定的储量，车间附近要有宽大的场地，设置仓库或料棚堆放原料。2）湿式球磨机耗小，需电量大，应考虑供水、供电的方便。4） 制浆车间生产的粉料供成型车间用，因此必须尽量靠近成型车间。5）处理时产生大量的泥浆废水，在车间附近应考虑有处理污水的沉淀池和排水沟渠等。6.3.3 成型烧成车间1） 成型车间的主要任务是将粉料进行成型加工，向烧成车间供应合格的坯体，要求车间地势平坦。2） 成型车间是工厂的主要车间，常布置在工厂的中心位置，由于工厂布置较多，故布置时要注意车间的采光、通风性良好，不能将车间布置在有害气体或粉尘的下风向，要考虑太阳辐射的影响。3） 干燥车间的主要任务是对成型坯体进行施釉前的干燥，降低其入窑含水率，提高生坯强度。4） 烧成车间的主要任务是烧成制品。由于干燥与烧成时温度较高，布置时应考虑车间通风、及时散热。6.4 辅助生产车间6.4.1 中央实验室其任务是原材料的检验分析，成品、半成品的性能检测，陶瓷的配方试验，科学研究和新产品开发试制。一般包括物理实验、化学实验、热工计量检定和陶瓷制品试制等。中央实验室的目的是保证生产正常进行和产品质量符合要求，可布置在厂前区且尽量靠近生产区。6.4.2 机修车间其作用是对全厂的机械设备进行维护或修理，一般靠近车间布置或设置在车间内。6.4.3 变电站其任务是将厂外输送进来的高压电降低到220/380V，分送到各车间，供全厂照明及动力用电。6.5 成品库主要是堆放已经包装好的合格产品，一般靠近道路，方便运输。6.6 行政管理和生活设施6.6.1 厂办公楼由干部行政管理机构和工程技术部分构成，一般布置在厂前区的中心区域。办公楼的一楼设为产品展示大厅兼销售部，二楼设为日常办公处，三楼设为行政中心，四楼设为厂长办公室。6.6.2 生活区由住宿楼、浴池等生活设施构成，食堂、乒乓球厅、羽毛球室、从材料库等设在住宿楼一楼，二楼以上为职工宿舍。一般设置在厂前区，处于上风向。7 技术经济分析根据设计的建设规模及确定的技术方案，建设数据及国家有关法规规定，综合分析和计算项目的总投资和人员定员，生产成本，利润借贷清偿能力等技术经济数据。7.1 主要经济技术指标 表7-1 主要经济技术指标NO. 指标项目 单位 数值 备注1生产规模（年产量） 万件 1000成品量2主要原材料消耗长石(21%) 吨/年成品量大同土(32%) 吨/年成品量滑石(3%) 吨/年成品量石英(29%) 吨/年成品量界牌土(15%) 吨/年成品量3 全厂职工总数 人 170 7.2 工作制度及生产班制 安排工作制度要根据各个工艺的操作特点和操作难度，在确保机械合理利用和完成计划任务的前提下安排各个车间的工作制度。本设计的工作制度及生产制度详见表7-2。表7-2 工作制度及生产班制序号车间车间名称工作班制(班/日)工作时间(小时/班)工作天数 定员(人/班) 总数 (人)(日/周）(日/年）1原料库 一班87 290442球磨 两班87 300224原料粗中碎 一班87 295445成型 两班87 30018366储坯 一班87 300467制粉 一班87 300228制釉 一班87 300339施釉 两班87 30061210烧成 三班