年产31000吨高铝质耐火材料厂研究设计

第 1 页摘要本设计说明书主要阐述年产 31000 吨（等高铝砖 21000 吨，等高铝砖 10000 吨）高铝砖耐火材料厂的设计过程中的相关问题以及设计方案的选择。首先，根据设计依据、设计原则、产品品种（、等高铝砖用于热风炉、电炉顶、高炉等）工厂规模和生产方法、确定原料、结合剂等。其次，依据制品的要求各生产车间的工作制度等。其中对原料、主机、仓库、泥料水分等工艺计算。以表格形式列出、作为选择设备的依据。最后，对初步设计完成后的每个车间视其特点而进行工艺布置，并对整个设计进行合理的技术经济指标编制。关键词：高铝砖，设备选择，方案选择 第 2 页ABSTRACTThis manual discusses mainly the important question about design and selection about design of high-alumina brick factory whose output is 31000 ton every year. First, according to design basis, design principles and product varity (first and second high-alumina is used to hot-blast-stove shaft and electric stove),factory scale and means of production. Row material and blinder and determined. Second, according to the request of product, the manual determined the technological process matching grain grading, consist of grains, operation system of every workshop and so on. Technology calculation such as raw material, main equip. percentage of muistuize content of mud are listed in the form of table as basis finally, after the first step. the manual design the process of the choice of equipment arrangement matchs with particularily in every workshop. with regard to proper economical and technological standards. At last, discussed the unproper question. During the paper, A lot of figures are used 第 3 页such as the picture of equipment shape, the figure of equipment arrangement. Therefore, we can easily reading this paper.Key words: High-alumina brick, The choice of equipment, The choice of plan 第 4 页目录1 绪论.12 设计原则及设计要求 .22.1 设计原则.22.2 设计要求.22.3 工厂组成.22.4 设计原始资料及参数 .23 工艺.53.1 高铝质耐火材料概述 .53.2 高铝熟料的颗粒要求 .53.3 高铝熟料的生产工艺 .63.3.1 高铝矾土的热变化.63.3.2 高铝制品的生产工艺要点.74 设计方案的确定 .94.1 生产方法的选择.9 第 5 页4.1.1 原料仓库.94.1.2 原料的拣选及加工.94.1.3 配料.94.1.4 混炼.104.1.5 成型.104.1.6 砖坯的干燥.104.1.7 装车.104.1.8 烧成.104.2 工艺流程说明 .1143 主机设备的选择 .124.3.1 破碎.124.3.2 粉碎.124.3.3 筛分.124.3.4 磨碎.124.3.5 配料.134.3.6 混合.13 第 6 页4.3.7 成型.134.3.8 制品的干燥.134.3.9 制品的烧成.134.4 辅助设备的选择.144.4.1 给料设备 .144.4.2 运输设备 .154.4.3 除铁设备 .154.4.5 筛分设备 .155 工艺计算.165.1 物料平衡计算的目的.165.2 物料平衡计算 .165.2.1 物料平衡计算.165.3 主机平衡计算 .245.3.1 各生产工序的加工量.245.3.2 主机台数计算.255.4 辅助设备.26 第 7 页5.5 料仓仓库计算 .275.5.1 颚破机供料仓.275.5.2 圆锥供料仓.275.5.3 高效振动磨供料仓.285.5.4 配料仓的计算.285.5.5 成品仓库 .285.6 热工设备的选择.305.6.1 隧道干燥器的选择与数量计算.305.6.2 隧道窑的计算.316 车间工艺布置及特点 .346.1 破碎车间的布置.346.2 粉碎车间的布置.346.2.1 粉碎设备的布置.346.2.2 磨细设备的布置.356.2.3 斗式提升机与筛分设备的布置.356.2.4 配料仓的布置.35 第 8 页6.2.5 混合设备的布置.366.2.6 泥料输送的布置.366.3 成型车间布置 .366.4 干燥车间的布置.376.5 烧成车间的布置.386.6 成品仓库的布置.387 技术经济.397.1 劳动定员编制 .397.2 设备定员表.397.3 成品包装人员的配置.427.4 维修人员配备 .427.5 不缺勤工人员配备.428 设计优缺点及设计中遗留问题 .438.1 优点.438.2 缺点.438.3 设计遗留问题 .43 第 9 页参考文献.44 第 1 页1 绪论7近年来，随着我国冶金、化工、建材及机械等工业的迅速发展，特别是在钢铁企业，人们对耐火材料的要求越来越高，石油，化工等部门急需特种的耐火材料。因此，耐火材料工业在国民经济中所占的地位日趋显著和重要。而且随着钢铁冶炼技术的质量不断提高，高湿强度，抗腐蚀性好的耐火材料的发展已成为必要。耐火材料是为高温技术服务的基础材料。它与高温技术尤其是高温冶炼工业的发展有密切关系，相互依存，互为促进，共同发展。在一定条件下，耐火材料的质量品种对高温技术的发展起着关键作用。高铝质耐火材料的矿物组成为刚玉、莫来石和玻璃相。其含量取决于Al2O3SiO2以及杂质的种类和数量。可按 Al2O3含量（或 Al2O3SiO2）划分等级。高铝质耐火材料是指 Al2O3含量48%的硅酸铝质耐火材料。它的原料为高铝矾土和硅线石类天然矿石，也有掺加电熔刚玉、烧结氧化铝、合成莫来石以及用氧化铝与粘土按不同比例煅烧的孰料。高铝质耐火材料是具有耐火度较高、荷重软化温度高的优点。它的抗渣性随 Al2O3含量的增加而增加。但随液相量的增多而下降。正是由于它的优良性，因而使其得到广泛应用。 第 2 页本次设计的高铝砖厂，主要用、等高铝砖生产。、等是按制品中Al2O3含量划分的。等 Al2O375%；等 Al2O36075%；等Al2O34860%。等高铝砖是由等高铝熟料加入%结合粘土（采用共磨方式）经成型后用烧结法制备的。等高铝砖是由等高铝孰料加入 10%结合粘土经成型后烧结制备的。随着冶炼新技术的采用和冶炼过程的强化，对高铝质耐火材料也提出越来越高的要求。当前高铝质耐火材料的发展趋势是：采用高纯原料或合成原料，采用高压成型和高温成型，生产高致密度，低气孔率，高抗渣性和高热震稳定性的产品。 第 3 页2 设计原则及设计要求2.1 设计原则：设计中要有正确的设计思想，处理好综合性经济技术指标工作，并要精心设计和进行多方案的技术经济分析比较，以及以最大的投资获得最大的经济效益。2.2 设计要求：1.根据计划任务规定的产品品种、产量和质量进行设计，且设计产量要达到或略微超出该数值；2.在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节能，改善劳动条件，采用国内较为成熟的先进经验和技术，选用合理的技术经济指标；3.合理考虑机械化，自动化装备水、合理选择主机设备和辅助设备；4.设计过程中在保证制品质量，工艺合理和安全操作的前提下，工艺布置应力求紧凑，并注意工厂建成后生产挖掘的可能性和留有工厂发展的余地；5.工艺布置要做到生产工艺流程流畅、紧凑、简化、力求缩短物料的运输 第 4 页距离和减少物料倒运次数，并考虑设备安装、操作、检修和通行的方便，以及满足其它专业对布置的要求。6.设计时应处处考虑工人操作安全，尽量减少工人的体力、劳动强度。为工人创造一个良好的工作环境和劳动条件。2.3 工厂组成由原料仓库、破碎、粉碎、磨细、筛分配料、混合、成型、干燥、烧成、成品仓库等工序组成。2.4 设计原始资料及参数1.设计参数原料仓库储存损失:0.5%; 高铝熟料水分:1%; 软质粘土储存天数:90 天; 高铝熟料储存天数:60 天;软质粘土水分:12%; 原料加工运输损失:2%;软质粘土风干后水分:5%; 软质粘土灼减:14%;2.配比：等高铝砖：高铝熟料 95%、软质粘土 5%、纸浆废液（外加）3% 第 5 页等高铝砖：高铝熟料 90%、软质粘土 10%、纸浆废液（外加）2%注：(1)纸浆废液比重为 1.21.25g/cm3。 (2)熟料筒么粉（共么粉）加入量:等高铝砖 45%、等高铝砖 35%中间颗粒加入量高铝砖 10%，混合泥料平均水分 5% 泥料循环混合量:10% ; 烧成综合废品率 8% 成型废品率 4% ; 干燥综合废品率 4% ; 结合剂的贮运损失 2%;干燥烧成废品回收率 95%表 2.1 成型制度表品种平均单重（）kg产量（）班块等高铝砖71000等高铝砖61100 第 6 页每班工作时间 6.5 小时表 2.2 干燥制度表砖坯种类)(辆吨干燥车装坯量)(h平均干燥时间(%)干燥前水分%干燥后水分高铝制品5.401852平均数注：以上参数为各品种表 2.3 烧成制度表品种)(烧成温度)(分推车时间)(辆吨平均装车量(%)燃烧消耗单位成品标准高铝制品16001500120(110)5 . 82018 第 7 页表 2.4 工作制度工序)(天年工作天数生产班制）每班工作时间（h成型、成品库车间原料仓库、破粉碎30628干燥、烧成车间350383.设备作业率粗碎设备:80%; 么细混合设备:75%;粉碎设备;70%; 压砖机:65%;4.生产不均衡系数 1.2（1.1）5.主要材料和动力来源1)进厂原料均由外地固定矿山供给；2)进厂原料、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堆放分别使用；3)纸浆废液由纸浆库供给；4)电力由厂配电所输送；5)压缩空气、蒸汽分别由空压站、锅炉房供应； 第 8 页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内上水系统供应，生活污水由厂内下水系统排放。6.建厂地点：北方地区3 工艺3.1 高铝质耐火材料概述1高铝制耐火材料时以 Al2O3和 SiO2为基本化学组成的耐火材料。根据制品中的 Al2O3含量，用天然铝矾土原料制造的高铝质耐火材料，其 Al2O3含量在 48%以上，通常可分为三类：等：Al2O3含量75% 等：Al2O3含量 65%75%等：Al2O3含量 48%65%随着 Al2O3含量的增加，高铝制品中的主晶相莫来石相和刚玉相的数量增加，玻璃相相应减少，制品的高温性能随之提高。在理论上，铝的含量高于 46%的硅酸铝质耐火材料称为高铝耐火材料。我国规定高铝耐火材料 Al2O3含量高于 48%。天然高铝矾土熟料和结合粘土 第 9 页细粉的细度越高，促进烧结作用越明显。从相图 SiO2-Al2O3二元系统中分析，当制品中 Al2O3含量小于 72%时，制品中唯一高温稳定晶相是莫来石。理论上开始形成液相的温度是 1395，由于原料中存在一定数量的杂质氧化物，在较低温度下形成多元共溶液相，便开始产生液相的温度下降到12001300。对于 Al2O3含量在 72%以上的高铝制品，理论上发现液相温度的莫来石-刚玉系统的共熔温度 1850，由于原料中存有 13%的杂质矿物，使实际产生液相的温度降至 13001400左右，其高温蠕变性和荷重软化温度也降低。制品中的高温稳定晶相为莫来石和刚玉，随着 Al2O3含量增加，刚玉数量增加。由于刚玉的熔点比莫来石高，当各自含量增加时，制品的耐火性也相应的提高。但刚玉的热膨胀性随含量的增加而降低。因此，制品中刚玉含量增高。液相减少，制品对熔渣的侵蚀抵抗性增强。3.2 高铝熟料的颗粒要求高铝砖的颗粒配比，一般采用 3mm 或 5mm 的临界颗粒，粗颗粒5060%，中颗粒 1015%，细粉 3540%。临界颗粒大些，对提高抗热震性、颗粒紧密堆积有利，但易出现颗粒偏析，表面结构粗糙，边角、棱松散。 第 10 页（抗热震性即抵抗温度急剧变化和受热不均的能力。）3.3 高铝熟料的生产工艺4 高铝矾土是制备高铝制品的主要原料。它们的主要化学矿物组成和组织结构在很大的范围内波动，因此烧结较为困难。为此需要对高铝矾土进行分级存放和煅烧。这对稳定生产，保证制品质量合理使用有很大的好处。对原料应有一个切合实际的分级，结合生产实践，矾土分级可以使 Al2O3SiO2比值为本标准。考虑其外观特征和矿层分布特点进行分级。3.3.1 高铝矾土的热变化 加热时所发生的一系列物理化学变化，实质上是组成矾土的各矿物的加热变化的综合反应。其中铝石高岭石类型矾土的加热变化可分为三个阶段。即分解、二次莫来石化以及重结晶烧结。 1.1400-1200为分解阶段 400-650：-Al2O3 H2O(水铝石)-Al2O3+ H2O(刚玉假相)Al2O3 2SiO2 2H2OAl2O3 2SiO2(偏高岭石) + 2H2O950以上：3(Al2O3 2SiO2)偏高岭石3Al2O3 2SiO2(莫来石) +4SiO2水铝石脱水后，形成刚玉假相，仍保持水铝石外形。当温度超过 1100 第 11 页后，逐渐转变成刚玉，高岭石脱水后，形成无水偏高岭石继而变成莫来石，析出 SiO22.二次莫来石化阶段：3-Al2O3 + 2SiO23Al2O3 2SiO2 (二次莫来石)该阶段一般开始于 1200，1400-1500时反应完成。这个反应是高岭石形成莫来石（一次莫来石）时析出来的二氧化硅和刚玉反应而生成的莫来石，称为二次莫来石，同时有 10%左右的体积膨胀。一般来说，二次莫来石量少时，则反应温度偏低。3重结晶烧结阶段：温度在 1400-1500以上。矾土中的二次莫来石化已经完成，进入重结晶阶段，莫来石和刚玉晶体发育长大，气孔收缩和消失，料块逐渐趋于致密化达到烧结。等矾土在烧结过程中，产生较大的体积膨胀，其主要原因是：a)形成莫来石时，由于比重变化（生成比重小的莫来石） ，而引起物料本身的体积增大，二次莫来石数量越大，则体积的增大值也越大；b)颗粒间发生二次莫来石反应而相互推开产生空隙，这些空隙很难靠液相 第 12 页来弥合。矾土中的矿物分布得越不均匀，则这种现象越明显；c)反应时，在颗粒周围首先形成莫来石薄膜，妨碍铝、硅等离子的进一步扩散，使反应难趋完成。3.3.2 高铝制品的生产工艺要点高铝制品的生产工艺要点根据原料特性，制品要求，生产条件等因素确定具体的工艺措施。原料的严格分级，颗粒分级贮存和除铁，部分孰料和结合粘土的混合细磨等措施对提高和稳定质量有重要意义。矾土孰料的拣选分级1.矾土熟料在使用时，首先要进行严格的分级拣选。避免掺杂混合。根据不同等级制品的质量要求，选用不同等级的原料，有利用合理使用，精料精配。尽可能不使用混极严重的原料。2.矾土熟料的质量要求：熟料的质量取决于煅烧温度，通常煅烧温度应达到或略高于矾土的烧结温度。以保证孰料充分烧结和尽可能高的密度，并使二次莫来石化和烧结收缩作用在煅烧过程中完成。 矾土熟料的质量控制，除了要求一定的化学组成外，还用体积密度值衡量： 第 13 页特级品3.00；极品2.80；极品2.55；极品2.45。3.配方的选择1)结合剂：采用软质粘土做结合剂，同时还加入少量有机结合剂（如纸浆废液等） ，以改善配料的成型性能和提高坯体的强度。对，等高铝制品的配料中，结合剂不宜过多。一般波动于 510%，对等高铝制品，粘土基本上不和等矾土孰料反应生成二次莫来石。故根据成型及烧成工艺要求以及制品的质量要求而可适当多加，常用量为 1520%。2)不同级别熟料的混合使用：采用两种级别矾土孰料混合配方，可以调整制品的 Al2O3含量和改善基质组成，混合配料应以邻级原料混配为宜。Al2O3含量高的矾土熟料，以加入细粉为宜。4.颗粒的选择 高铝砖料的颗粒组成与多熟料粘土砖相似，采用粗中细三级配合。颗粒范围一般为 3.01.0（粗） ，1.00.088（中） ，0.088（细）三级配合符合“两头大，中间小”的原则，减少中间颗粒，增加细粉，并适当增大临界颗粒尺寸，可以获得气孔率低，荷重软化温度高和热震稳定性高，以及结构强度大 第 14 页的制品。对于组织结构不均匀的矾土熟料，为避免粗颗粒表面易出现二次莫来石化反应，在粗颗粒表面产生网裂，因而不宜采用较大的临界颗粒尺寸。5.高铝制品的烧成 制品的烧成温度，主要取决于矾土原料的烧结特性。用特级及一级矾土熟料时，由原料的组织结构均匀致密，杂质 Fe2O3,TiO2含量偏高，使坯体容易烧结，安全烧成温度范围窄，容易引起过烧或欠烧。采用二级矾土熟料制砖时，故烧成温度较高。至于三级矾土熟料粘土制品的烧成温度约 3050。生产实践表明，等高铝制品可采用同一烧成温度。用隧道窑烧成时一般为 15501560，保温时间 40 小时；等高铝砖为 14501500。 第 15 页4 设计方案的确定4.1 生产方法的选择6耐火材料生产方法的选择，应从原料性质、产品品种、产品质量和数量、技术装备等综合考虑。根据具体情况因地制宜，比较不同种方案进行合理选择。本设计是着眼现实，遵循未来发展趋势构思的。4.1.1 原料仓库 原料应按品种，粒度级别分别堆放在原料仓库内，因为进厂原料量每年三万九千吨左右，故采用机械化原料仓库。因建厂地点在北方，气候干燥，无防潮、防污染要求，故采用敞开式的机械化原料仓库。便于原料自然风干，又因为原料的块度150，且体积密度较大，宜采用重型抓斗。4.1.2 原料的拣选及加工 为减少产品烧成时的二次莫来石化反应，提高烧成率，必须按 Al2O3的含量进行严格拣选。 1.粗碎:在原料仓库进行，采用颚式破碎机。 第 16 页 2.粉碎：由于原料水分较少，硬度较大等因素，可选用短头圆锥破碎机，其粉碎后的组成较稳定，且物料中间颗粒较少，有利于控制砖坯的体积密度和强度。筛分采用双层振动筛，粒度级别多，有利于调整配料的粒度组成。 3.磨碎 高铝砖在配料时的细度控制在小于 0.088 毫米的大于 90%。在制品中长采用高铝熟料和结合粘土共磨的工艺，以提高其提及密度和强度。当高铝熟料和结合粘土共磨时可相应减少粘土中游离 SiO2与高铝熟料颗粒发生二次莫来石反应。使其反应尽量在细分部分均匀进行，从而有利于提高制品的理化性能及烧成成品率。本设计中，磨细设备采用管磨机，物料的配比在加入时控制。 4.1.3 配料1.采用多级配料，粒度范围为 31（粗） ，10.088（中） ，0.088（且三级配料采用“两头大中间小”的原则，并尽可能的减少中间颗粒。2.为改善泥料的成型与制品的烧结性能，需加入少量的结合粘土。 3.常用的结合剂有纸浆废液、泥浆等，而以亚硫酸纸浆废液应用的最广。 4.为减少浪费，可适当地加入一些废砖，但需控制用量，用量过多会降低制品的体积密度和强度。故加入量一般控制在 20%左右，且多以细分形 第 17 页式加入。为达到配料准确，可采用重量配料和用微机控制的电子配料小车。4.1.4 混炼高铝砖泥料需进行强化混炼，以改善成型性能，并使二次莫来石化反应均匀。混炼时间取 10 分钟，加料顺序为先加颗粒料，待干混均匀后，加入结合剂润湿其表面，然后加入细分混合并补足结合剂或水分至混合均匀，本设备采用 750 型行星式强制混练机。4.1.5 成型 为了降低高铝砖的气孔率，提高高铝砖的质量，必须提高成型压力。一般采用 300 吨摩擦压砖机。异性制品可采用高冲程压砖机成型。4.1.6 砖坯的干燥 干燥过程是砖坯排出水分提高强度的过程，为保证干燥质量，提高烧成成品率，应采用连续作业。易于操作控制的隧道干燥器，对于干燥后的砖坯，要进行拣选方可装窑车。 第 18 页4.1.7 装车采用液压升降装砖台，由于高铝砖的荷重软化点低，故装转高度不大于 1.1米，要保证窑车上砖垛有足够的稳定性，除保证砖坯有足够的强度外，还必须做到“平，稳，直” 。4.1.8 烧成9由于设计中高铝砖产量较大，则选择可连续烧成的隧道窑，可保证连续操作，且烧成制度可随情况变化。1.温度制度1)200时砖坯继续干燥，排除水分，为防止水分排除太快引起制品干燥开裂，应控制升温速度。 2)200900时，结合粘土中高岭石分解排除结晶水，可快速升温。 3)9001250时，随温度升高，液相量增加。通过固相反应生成莫来石并伴有体积收缩，升温速度可放慢。4)1250开始，高铝熟料与结合粘土之间以及高铝熟料之间由于煅烧时反应后来完成而继续进行二次莫来石化反应。2.压力及气氛制度 第 19 页为避免因负压操作时吸入冷空气而破坏烧成制度，隧道窑的烧成制度采用微正压操作，烧成气氛制度直接影响制品烧成时的物理化学变化及相应的体积变化。这与制品中的铁质在高温下由于气氛不同而影响其还原性，因此采用氧化气氛烧成。4.2 工艺流程说明 原料破碎时，应根据生产能力计算，一个料仓就可满足生产要求，但因产品原料种类不同，因此颚破供料仓选两个。 本设计采用 PEF400600 颚式破碎机，它的出料粒度40mm，设计中的细碎设备采用 15005700 管磨机，设计符合要求。为了使生产质量提高，即生产的连续进行，在破碎软质粘土时刻调节颚式破碎机的出料口尺寸，使其排出的料符合要求，且因软质粘土易碎，经颚式破碎机破碎，均可满足管磨机进料要求，且对管磨机生产要求很小。 成型废坯及干燥废坯在混炼车间内设计一台 250400 的小颚破，废坯在破碎后直接进入泥料罐，然后由点动单梁机吊回湿碾机混合。 配料仓采用单列布置，配料仓采用配料小车 2 台给湿碾机供料，混炼后的泥料用皮带输送机运至成型车间，装入泥料罐，再经桥式吊钩起重机吊至成 第 20 页型处。 成品仓库采用 10t 桥式吊钩起重机进行制品的装卸，成品仓库跨度为30m混合好的泥料的输送：混练机水平皮带泥料箱桥式起重机泥料槽4.3 主机设备的选择54.3.1 破碎 破碎设备采用颚式破碎机，因为其构造简单，坚固耐用，工作可靠，便于维修，生产费用与设备费用较低，允许入料块度较大，废砖废坯的破碎也可用它来处理。本设计中粘土熟料粒度在 200mm 左右，根据需要选择400600 的颚式破碎机，排料口可调，且采用开路式破碎。4.3.2 粉碎 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， 第 21 页功耗小，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。4.3.3 筛分 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，因此采用 12502500 双层自定中心振动筛，有利于颗粒级配。4.3.4 磨碎 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；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 MGZ-1A 高效振动磨，由于它结构紧凑、三化程度高、体积小、重量轻、破碎比大、产量高、运输方便等特点。所以本设计选择它。 第 22 页4.3.5 配料 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。4.3.6 混合 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, 750 型行星式强制混合机，它具有机械性能良好、结构轻巧、拆卸容易、维修使用方便，物料搅拌均匀、设备单价低，而且设备密封好、噪声小等优点。所以，本设计选用 750型行星式强制混合机。4.3.7 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，由于粘土熟料成型性较差，故需选用成型压力高的设备，常用功称压力不低于 300 第 23 页吨的摩擦压砖机，但考虑到有异型砖的存在所以将一台压砖机换为 200 吨的高冲程压砖机。4.3.8 制品的干燥 为了提高烧成成品率，采用 36.6m 的隧道干燥器来干燥高铝砖坯，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。4.3.9 制品的烧成 隧道窑具有操作连续，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。4.4 辅助设备的选择4.4.1 给料设备 给料设备应根据物料的性质，块度和前后工序主要设备生产能力确定。一般要保证主机的正常生产，不能因辅助设备而影响主机的生产。在闭路循环系统中其生产能力应按不小于单机或机组最大生产能力的 120%选择。 本设计中选用了以下几种给料设备: 第 24 页 1.电磁振动给料机 具有结构简单耗电量少，给料均匀，给料量可调节，给料范围可调节，给料粒度范围大，易于工艺布置。适合块状物料，不适合粘性物料和细粉，给料易分层定量给料，便于实现给料量的自动控制，此外物料不在料槽表面滑动而呈跳跃前进，故对料槽的磨损很小，因此本设计中圆锥供料仓采用此种给料设 2.螺旋给料机 该机适用于粉状或小颗粒物料或配料。由于它具有密封性良好。给料配料均匀、准确、设备构造较简单、紧凑。故本设计中振动磨供料仓采用了双螺旋喂料机。 3.TZG 系列电机振动给料机它是以振动电机为激振源的振动给料机。它与其它给料设备相比具有以下优点：1)机构简单、体积小、重量轻、价格低；2)以振动电机为激振源，便于实验通用化、系列化、标准化；3)调整电机激振源的大小来控制给料量，因此给料连续稳定，精度高。误差3%以内； 第 25 页4)配用电器控制箱停开平稳，性能稳定，寿命长，噪音低；5)单机输送距离较长，最长可达 9 米。本设计的粗中颗粒配料仓用该种给料机。 4.调速电机振动给料机 该设备可变速给料，即物料称量接近终点时，由原先快速给料转换为慢速给料，故保证物料的称量准确。 5.调速星型给料机 该设备适用于粉状物料的给料。它的给料能力可通过改变电机转速调节给料机的转速调节给料机的转速来或得。其结构简单，封闭性好，给料准确。4.4.2 运输设备8 运输设备应根据物料的块度、性质及其运输量等因素决定，所需的生产能力与所处的位置有关，本设计中选用的运输设备有以下几种：1.带式输送机 输送能力的物料范围广，输送能力高，结构简单工作可靠，输送量大，功率消耗低，能长距输送物料，维护方便，但该设备占地面积大，爬升角度有一定的限制。 第 26 页2.螺旋输送机 构造简单易密封，可多点卸料、装料，适于输送小块状，粒状和粉状料。常用的螺旋输送机有两种形式，实体螺旋面的螺旋适用于输送小块状、粒状和粉状物料；带式螺旋面的适用于输送粘性易结块及中等块度（260mm）的物料，实体螺旋应用广，效率高。本设计采用了实体螺旋。3.斗式提升机 斗式提升机具有横断面外形尺寸小，占地面积小，布置紧凑，提升高度大，有良好的密封性等优点，其缺点是料斗和牵引易损坏，卸料口粉尘大。本设计中采用了 D250 斗式提升机。4.带式移动皮带 具有卸料方便，可进行多点卸料，便于密封，减小皮带的磨损，延长皮带的使用寿命等特点。4.4.3 除铁设备 除铁设备应根据制品的使用要求，以及确保机械设备安全运转等因素选择。本设计中采用了悬挂式电磁分离器。 第 27 页4.4.5 筛分设备 本设计中采用了 SZZ12502500 双层自定中心振动筛。 第 28 页5 工艺计算5.1 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个工序所需要加工处理的物料量。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、计算各种长裤的容量和物料平衡系数的依据。 物料平衡计算的根据是生产工艺参数和各车间的工作制度。生产工艺参数是产品产量和品种、工艺流程、制品的配合比和泥料的水分、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（连续或不连续工作日） ，生产班制度（指每日的生产班数和每班的生产小时数） 。 物料平衡的计算基准是烧成车间成品的烧后重量。烧后重量是指高温煅烧后不含水分挥发和有机物的物料量。5.2 物料平衡计算35.2.1 物料平衡计算等高铝砖 21000 吨 第 29 页1总成品量： Q=21000.0t2总烧成及废品量：总烧成量:Q1=Q/1-F1=21000.0/1-0.08=22826.1t(F1=0.08) 烧成废品量:f1=Q1-Q=22826.1-21000.00=1826.1t3总干燥及干燥废品量：总干燥量：Q2=Q1/1-F2=22826.1/1-0.04=23777.2t （F2=0.04） 干燥废品量:f2=Q2Q1=23777.2-22826.1=951.1t4总成型量： Q3=Q2=23777.2t5. 总混合量及配比系数： Q4=26419.1t (F3=0.1)331FQ1 . 012 .23777 第 30 页 Q5=26958.3tKQ498. 01 .26419 K=1P（L2+W3L2W3）+（1P）W1 =10.05(0.14+0.050.140.05)+0.950.01 =0.98 其中 P=0.05 L2=0.14 W3=0.05 W1=0.016.总配料量:Q6= Q5（1F3）26958.3（10.1）=24262.5t其中粘土熟料配料量：Q7=Q6（1P）=24262,50.95=23049.4t (1P=0.95)结合粘土配料量：Q8=Q6P=24262.50.05=1213.1t外加纸浆废液：Q9=Q6q1=24262.50.03=727.9t（q1=0.03）7.总破碎量：Q10=24757.7（L3=0.02）361LQ02. 015 .24262其中熟料破粉碎量： 第 31 页Q11=23519.8t（L3=0.02）371LQ02. 014 .23049结合粘土破粉碎量：Q12=1237.9t381LQ02. 011 .12138.总磨碎量：Q13=Q10q2=24757.70.45=11141t（q2=0.45）9.结合粘土干燥量：Q14=1336.4t231211WWQ12. 0105. 019 .123710.原料仓库存放量：Q15=Q16+Q17+Q18=20746+2656.8+1343.1=24746t其中熟料存放量：Q16=20746t8 .2656005. 018 .23519117111QLQ回收废砖、废坯存放量：Q17=Tf1+T0.951826.1+0.952656.8t12Kf98. 01 .951结合粘土存放量：Q18=1343.11141LQ05. 014 .133611.纸浆废液总存放量： 第 32 页Q19=t8 .74202. 019 .727159 LQ用水量计算1.配料时粘土泥料带入的水分量：W熟=Q7W1=23049.40.01=230.5t2.配料时结合粘土带入的水分量：W粘=Q8W3=1213.10.05=60.7t3.配料时纸浆废液带入的水分量：W纸=0.5Q9=0.5727.9=364t4.混和泥料中的水分总量：W 总=498741 WWQWQWQW纸粘熟= 5.001)3649 .727(7 .601 .12135 .23023049.45.00=1280.8t5.混合泥料时需外加的水分：W=W总W熟W粘W纸=1280.8230.560.7364=625.6t等高铝砖 10000 吨 第 33 页1.总成品量: Q=10000.0t2.总烧成及废品量:总烧成量：Q1=Q/1-F1=10000.0/1-0.08=10869.6t(F1=0.08) 烧成废品量:f1=Q1-Q=10869.6-10000.0=869.6t3.总干燥及干燥废品量：总干燥量：Q2=Q1/1-F2=10869.6/1-0.04=11322.5t （F2=0.04） 干燥废品量：f2=Q2Q1=11322.5-108696=452,9t4.总成型量： Q3=Q2=11322.5t5.总混合量及配比系数：Q4=12580.6t (F3=0.1)331FQ1 . 015 .11322 第 34 页 Q5=12969.7tKQ40976 .12580 K=1P（L2+W3L2W3）+（1P）W1 =10.05(0.14+0.050.140.05)+0.900.01 =0.97 其中 P=0.10 L2=0.14 W3=0.05 W1=0.016.总配料量Q6= Q5（1F3）=12969.7（10.1）=11672.7t其中粘土熟料配料量：Q7=Q6（1P）=11672.70.90=10505.4t (1P=0.90)结合粘土配料量：Q8=Q6P=11672.70.10=1167.3t外加纸浆废液：Q9=Q6q1=11672.70.02=233.5t（q1=0.02）7.总破碎量：Q10=11910.9（L3=0.02）361LQ02. 017 .11672其中熟料破粉碎量： 第 35 页Q11=10719.8t（L3=0.02）371LQ02. 014 .10505结合粘土破粉碎量：Q12=1191.1t381LQ02. 013 .11678.总磨碎量：Q13=Q10q2=11910.90.35=4168.8t（q2=0.35）9.结合粘土干燥量：Q14=1285.8t231211WWQ12. 0105. 011 .119110.原料仓库存放量：Q15=Q16+Q17+Q18=9396.8+1269.7+1292.3=11958.8t其中熟料存放量：Q16=9396.8t7 .1269005. 018 .10719117111QLQ回收废砖、废坯存放量：Q17=Tf1+T0.95869.6+0.951269.7t12Kf97. 09 .452结合粘土存放量：Q18=1292.31141LQ05. 018 .128511.纸浆废液总存放量： 第 36 页Q19=t3 .23802. 015 .233159 LQ用水量计算1.配料时粘土泥料带入的水分量：W熟=Q7W1=10505.40.01=105.1t2.配料时结合粘土带入的水分量：W粘=Q8W3=1167.30.05=58.4t3.配料时纸浆废液带入的水分量：W纸=0.5Q9=0.5233.5=116.8t4.混和泥料中的水分总量：W 总=498741 WWQWQWQW纸粘熟= 5.001)8 .1165 .233(4 .583 .11671 .10510505.45.00=611.9t其中 W4=0.055.混合泥料时需外加的水分：W=W总W熟W粘W纸=611.9105.158.4116.8=331.6t表 5.1 物料平衡系数表 第 37 页95:51.1789高铝熟料与结合粘土配比90:10总破粉碎量1.19111.00001.1200综合成品量1.0000高铝熟料量1.07201.08700.0589总烧成量1.0867破粉碎结合粘土量0.11910.08700.5305烧成烧成废品量0.0867总磨碎量0.41691.13220.0636总干燥量1.1322结合粘土干燥量0.12860.04531.1784干燥干燥废品量0.0453总存放量1.19591.13220.9879总成型量（指合理砖坯量）1.1323高铝熟料量0.93970.980.1265配比系数（K 值）0.97原料仓库废砖、废坯量0.1270 第 38 页1.28370.0626总混合量1.2581结合粘土量0.12921.15540.0354总配料量1.1673纸浆废液存放量0.02381.0976高铝熟料量1.05050.0578结合粘土量0.11670.0346配料纸浆废液量（外加）0.0234注：上表格为 等高铝砖 下表格为 等高铝砖表 5.2 物料平衡计算表 物料量生 产工序 项目符号生产班制度年/班/时年日班时原料仓库原料仓库总存放量Q15306/2/824780.840.45.06 第 39 页46 7411958.839.0819.542.442074667.8033.94.24高铝熟料存放量Q16306/2/89396.830.7115.351.922656.88.684.340.54回收废砖废坯存放量Q17306/2/81296.74.142.070.25742.82.431.210.15纸浆废液库纸浆废液总存放量Q19306/2/8 238.30.790.390.04破粉碎总破粉碎量Q10306/2/824780.940.45.06 第 40 页57.70511910.938.9219.462.4323519.876.8638.434.80粘土熟料破粉碎量Q11306/2/810719.835.0317.522.191237.94.052.020.25废砖量Q12306/2/81191.13.891.950.241114136.41.820.22总磨碎量Q13306/2/84168.813.626.810.85Q6306/2/824279.239.64.96 第 41 页62.594总配料量11672.738.1519.072.3823049.475.3237.664.71粘土熟料配料量Q7306/2/810505.434.3317.172.151213.13.961.980.24废砖、废坯配料量Q8306/2/81167.33.811.910.23727.92.381.190.14配料外加纸浆废液配料量Q9306/2/8233.50.760.380.04混合总混合量Q5306/2/826888.144.05.51 第 42 页58.30512969.742.3821.192.6523777.277.7038.854.86成型总成型量Q3306/2/811322.537.0018.502.3123777.267.9322.642.83干燥总干燥量Q2350/3/811322.532.3516182.0222826.174.6037.304.66烧成总烧成量Q1350/3/810869.635.5217.762.22成品库总成品量Q306/2/8Q=21000年吨 第 43 页表 5.3 高铝砖泥料水分结果项目符号生产班制/d/班/h年日班时1280.84.192.090.26混和泥料中水分总量W总306/2/8611.92.001.000.12230.5 0.750.380.05熟料带入的水分量W熟306/2/8105.10.340.170.0260.70.200.100.013结合粘土带入的水分W粘 306/2/858.40.190.090.0123641.190.590.07纸浆废液带入的水分W纸306/2/8116.80.380.190.02625.62.041.020.13混合泥料时需外加的水分W外306/2/8331.61.080.540.06Q=10000年吨 第 44 页5.3 主机平衡计算5.3.1 各生产工序的加工量=7.5t hG823069 .119107 .24757321KKKGr其中 K1=306 d/a K2=2 班/d K3=8h/班5.3.2 主机台数计算1.破碎工序选用 PEF400600 颚式破碎机GN=11.25t/h （主机作业率取 0.8）8 . 02 . 15 . 7KGh其理论所需要的颚式破碎机的台数为：= 0.94 台理N121.251台GGN故=1 台，设备利用率100%=94%实N实理nnk %100194. 02.粉碎工序选用 1200 短头圆锥破碎机 =7.2t/h =11.25t/h （主机作业率取hGNG8 . 02 . 15 . 7KGh0.8）=1.88 台 故 =2 台理N611.25台GGN实Nk=100%=94%实理nn%100288. 13.磨细工序选用 MGZ-IA 型高效振动磨 第 45 页=3.13 t/h hG823068 .416811141321KKKGr= 5 t/h（其作业率为 0.75）NG75. 02 . 113. 3KGh台台理论22.55GGNN另外结合粘土的磨细也需要一台管磨机，所以=3 台实Nk=100%=62.5%实理nn%10045 . 24.混合设备选用 750 型行星式强制混合机=7.97t/h hG823066 .125801 .26419321KKKGr= 12.75t/h （其作业率为 75%）NG75. 02 . 197. 7KGh=3.86 台理N3.312.75台GGN=4 台 实Nk=100%=96.5%实理nn%100486. 35.成型设备选用 300T 摩擦压砖机和 200T 高冲程摩擦压砖机=7.34t/hhG823067 .116725 .24262321KKKGr= 13.55t/h （其作业率为 65%）NG65. 02 . 134. 7KGh=14.26 台理N0.9513.55台GGNN实=15 （另外需要一台压制异型砖的 200T 高冲程摩擦压砖机） 第 46 页k=100%=89%实理nn%1001626.145.4 辅助设备1.皮带输送机2.螺旋输送机3.斗式提升机4.筛分、给料设备及附属部件 1)双层自定中心振动筛 2)调速星型给料机 3)电磁振动给料机 4)电动截止阀 5.起重输送设备 1)桥式抓斗起重机 2)桥式吊钩起重机 3)电葫芦 4)电拖车（无杆电拖车，带杆电拖车） 5)螺旋推车 第 47 页 6)微机控制电子配料车 7)圆盘筛5.5 料仓仓库计算5.5.1 颚破机供料仓料仓贮存期2，取 3h，最大小时常量为 20t/hVs=40m3 5 . 1203取两个料仓，则每个料仓的 Vs=20 m3240仓当 HH1时：H1=1mVs=(ab+AB+)K+ABH1K（K 为料仓有效利用系数取 0.72）3HabABVs=Vs2120=0.72（0.62+42+0.64）+421.00.726H料仓上口尺寸选 40004000mm，料仓出料口尺寸最小取600600mm取 H=3.8m x=y=1.9m cotcot=1218 . 39 . 1Hx仓壁夹边倾斜角 tan54.65,符合设计要求54.74522yxH 第 48 页5.5.2 圆锥供料仓料仓贮存期4，取 5，最大小时产量为 6 t/hVs=10m3 取两个料仓，且 x=y=2m,tan2222H经验算，仓壁倾斜角 cot,则71. 083. 2278.54每个圆锥破碎机机设有两个供料仓5.5.3 高效振动磨供料仓选用角锥混合型料仓，每台高效振动磨选用 2 个供料仓5.5.4 配料仓的计算配料仓要求贮存时间18 小时，且按混合设备平均台时产量计每台 750 行星强制混合机的平均台时产量为 3.6T(取 T=20 小时)则 Vs=m1925 . 146 . 320配料仓高度 H=tan452.83m,其中 x=y=1.8m,取 H=3m22yx经验算仓壁倾斜角 cot=,=59.046 . 038 . 1 cot=,=59.0416 . 038 . 11 第 49 页 故配料仓尺寸符合要求 每个配料仓有效容积为：Vs=()3HbaBAabAB1ABHK KVs=0.4+3 3.5+（0.4+3.5） （0.4+3） 0.7263=16.2m 故共需配料仓个数 n=192/16.2=11.9 取 n=12 设计方案中取 2 个机动料仓 所以，配料仓个数为 14 个5.5.5 成品仓库1.成品库面积的确定 设计成品库的面积时，首先应根据耐火厂的性质，服务对象，产品品种以及外部运输条件等综合因素选定制品的储存期，再根据产品产量和经物料平衡计算出制品日需要的储量，堆放高度，堆放定额等计算出，制品的堆放高度不得超过 1.9m，仓库的有效利用面积时 70%： 成品库面积： m213.21046 . 22 . 14531.101mKTQF日 第 50 页31.10130631000日Q式中：Q日日需要的储量（吨/日） ；T制品的储存期，T=45 天；m制品综合平均堆放定额（吨/m2） ，m=2.6；k生产不均衡系数，k=1.2；2.草绳库面积： m286.5257 . 0325. 01000802 . 13031.1011000HfKTQFl日式中：Q日要求包装日运输量（吨/日） ；T草绳库的储存期（日） ，T=30 天；f草绳库的消耗指标（公斤/吨砖） ，f=80 公斤/吨砖；r草绳的容重（吨/m3） ，r=0.25 吨/m3；h草绳的堆放高度，h=3m；当仓库的跨度取 48m，成品仓库采用人工堆垛，人工装车，成品装车布置在无墙成品库的外侧，其装车站台不小于 3m，装车站台地坪标高较轨面高 1.1m，站台边缘距成品装车线中心为 1.75m。草绳库的柱距为 6m，所以草绳库总柱距数为 3 个。 第 51 页5.6 热工设备的选择55.6.1 隧道干燥器的选择与数量计算1.隧道干燥器 隧道干燥器由若干条隧道组成，耐火材料厂的隧道几何尺寸为24.4m36.6m，宽 0.95m；轨面至干燥器顶的净空高度为 1.65m，轨距为600mm。本设计采用 24.4m0.95m1.65m 的隧道干燥器，每条隧道干燥器可容纳 20 辆干燥车。 隧道干燥器条数：N1=8.34 条0010ngZG2045. 01817. 4N1=8.341.2=10.00810 条其中：N1理论隧道干燥器条数； Go入干燥器砖坯总量，由物料平衡计算得 Go =4.17t/h； Z1砖坯要求的干燥时间，Z1为 18h； go干燥车装转坯量，取 go为 0.45t/辆； no个隧道干燥器容纳的车辆数，取 no为 20 辆/条； k生产不均衡系数，k 为 1.2；表4.4 主机平衡计算表 第 52 页2.干燥车数量的计算隧道干燥器干燥前后设为干燥车周转数量，因本设计中成型、干燥、烧成的年工作日数和班制不同，所以：1)空班需要有装好的车辆数： n1=74.12 辆45. 0817. 41gGT2)干燥前后干燥车周转数量 n2：n2=37.1