摘要當今社會，我國的經濟不斷地發展，鋼鐵行業也隨之快速發展，耐火行業在鋼鐵行業的發展中起著舉足輕重的地位，尤其是鎂碳質耐火材料。鎂碳質耐火材料是氧化鎂和碳為主成分，以方鎂石，石墨為主晶相的耐火材料，具有優良的抗堿性渣侵蝕的能力和良好的熱震穩定性。被廣泛的應用于各個領域如轉爐、電爐、轉爐、中間包、出鋼口、高功率電爐爐墻熱點部位以及爐外精煉爐內襯等。本設計是年產25000噸轉爐煉鋼用鎂碳磚MT14A和電爐鎂碳磚MT10C生產車間設計，采用電熔鎂砂和鱗片石墨為主要原料。本設計研究鎂碳磚的發展、性質、分生產工藝等，詳細的敘述了本次設計產品的工藝流程，設備選取和布置。通過計算選取出生產過程中所需的主要設備，對輔助設備進行了合理的選則。本設計的主要特點是布局合理，生產工藝流暢，在保證質量的基礎上為降低成本、合理利用不可再生資源，對生產過程中產生的廢磚坯進行回收處理再利用。關鍵詞鎂碳磚,生產工藝,車間設計,物料平衡計算ABSTRACTINTODAYSSOCIETY,WITHTHEDEVELOPMENTOFCHINASECONOMIC,IRONANDSTEELINDUSTRYHASBEENRAPIDDEVELOPMENT,ANDREFRACTORYINDUSTRYPLAYADECISIVEROLEINTHEDEVELOPMENTOFIRONANDSTEELINDUSTRY,ESPECIALLYTHEMAGNESIUMCARBONMGOCREFRACTORIESREFRACTORYMATERIALUSEDMAGNESIUMOXIDEANDCARBONASAMAINCOMPONENT,ANDUSEDPERICLASE,GRAPHITEASTHEMAINCRYSTALPHASEMAGNESIUMCARBONREFRACTORYHASEXCELLENTANTIALKALINESLAGCORROSIONRESISTANCEANDGOODTHERMALSHOCKSTABILITYITISWIDELYUSEDINVARIOUSFIELDSSUCHASCONVERTER,ELECTRICFURNACE,CONVERTER,TUNDISH,TAPPING,HIGHPOWERELECTRICFURNACEHOTSPOTSOFTHEWALLANDREFININGFURNACELININGTHEDESIGNISANANNUALOUTPUTOF25000TONSOFCONVERTERWITHMAGNESIACARBONBRICKANDMAGNESIACARBONBRICKMT10CMT14AEAFSTEELMAKINGPRODUCTIONWORKSHOP,USINGFUSEDMAGNESIAANDGRAPHITEASMAINMATERIALTHEDESIGNWILLDISCUSSTHEPROPERTIES,THEPRODUCTIONTECHNOLOGYOFMAGNESIACARBONBRICKS,DESCRIBESTHEPROCESSOFTHEPRODUCTDESIGNINDETAIL,INCLUDEEQUIPMENTSELECTIONANDLAYOUTTHEMAINEQUIPMENTINTHEDESIGNWASSELECTEDBYCALCULATION,THEAUXILIARYEQUIPMENTWASSELECTEDREASONABLYTHEMAINFEATUREOFTHEDESIGNISTHERATIONALLAYOUT,SMOOTHPRODUCTIONPROCESS,ONTHEBASISOFQUALITYASSURANCEANDREDUCETHECOST,THERATIONALUSEOFNONRENEWABLERESOURCES,RECYCLINGOFWASTEBRICKFROMTHEPRODUCTIONPROCESSKEYWORDSMAGNESIACARBONBRICK,PRODUCTIONTECHNOLOGY,PLANTDESIGN,MATERIALBALANCECALCULATION年產25萬噸鎂碳磚生產車間設計目錄摘要ABTRAST年產25萬噸鎂碳磚生產車間設計1緒論111鎂碳磚的發展歷史112鎂碳磚的組成及性能113鎂碳磚的應用214鎂碳磚的現狀和發展前景42工藝部分521理論基礎5211鎂砂的選擇6212石墨6213防氧化劑6214結合劑722生產工藝要點7221原料7222破粉碎8223篩分9224物料的貯存9225配料9226混練9227成型10228干燥10229成品倉庫1023工藝流程10231工藝流程簡述12232工藝流程論證1224工藝參數1325物料平衡計算1426生產設備1827倉庫設施193生產技術檢查系統說明2031檢選2032檢查方法2033檢查制度214車間安裝檢修與維護措施225生產車間除塵及安全措施226本設計的主要特點23致謝24參考文獻25附錄261物料的平衡計算262原料倉庫的選擇計算303破粉碎混合設備的選擇計算364成型設備選擇計算375干燥工段的計算386成品倉庫的計算401緒論11鎂碳磚的發展歷史鎂碳磚是20世紀70年代興起的新型耐火材料，最早由日本九洲耐火材料公司渡邊明首先開發，它是以鎂砂（高溫燒結鎂砂或電熔鎂砂）和碳素材料為原料，用各種碳質結合劑制成的耐火材料。由于MGOC磚具有耐火度高、抗熱震性優良和抗侵蝕能力強等優良特性而被廣泛應用于鋼鐵企業，如轉爐煉鋼和電爐煉鋼1。在日本研發出樹脂結合MGOC磚后，西歐開發了瀝青結合的MGOC磚，其殘碳量約為10，由于價格低于樹脂結合MGOC磚，故被成功地用于水冷電爐中的高溫熱點部位，同時也用于轉爐。我國在1980前后年開始研究含碳耐火材料2，并被列入國家“七五”19851989科技攻關項目。1987年鞍鋼三煉鋼廠在轉爐上試用MGOC磚后，僅用一年時間就超額完成了“七五”轉爐爐齡達千次的攻關目標。發展到目前，全國各大中小鋼廠已普遍推廣使用MGOC質耐火材料作為轉爐和電爐的爐襯。隨著冶煉技術的進步對耐火材料的新要求，低碳鎂碳耐火材料成為鎂碳耐火材料新的發展熱點。低碳MGOC磚一般是指總含碳量不超過8、由鎂砂與石墨通過有機結合劑結合而成的MGOC磚，降低碳含量可明顯降低材料的熱導率3。近年來，對精煉鋼包用低碳量、性能優異的低碳鎂碳磚的開發受到國內外業界的重視，這方面的研究開發工作已取得一定的成果，展現了良好的發展前景。12鎂碳磚的組成及性能鎂碳磚鎂碳磚是以鎂砂和石墨為主要原料外加適量結合劑經高壓成型，低溫熱處理而成的耐火制品。主要用于煉鋼用轉爐、電爐工作襯、爐外精煉鋼包的工作襯。鎂碳磚含氧化鎂6090，碳1040。具有優良的抗渣侵蝕性、熔渣滲透性、熱震穩定性和導熱性。顯氣孔率為310。采用高純鎂砂粉粒、碳素材料（包括石墨）和焦油瀝青或樹脂等為原料，經配料、熱混、成型后，再經低溫焙燒而成。為抑制磚中的碳的氧化，常添加鋁、硅、鎂等金屬或氮化硼，加入量不超過5。表11為生產鎂碳磚用鎂砂的理化指標。表11原料技術條件原料名稱牌號MGOSIO2CAOIGL水份顆粒體積密度G/CM3顆粒組成MMFC揮發份DMS975975101403345050DMS9696222003345050MS989805150333000MS9797101503330050MS9696151603325050LG1009605粒徑100M96120LG1009505粒徑100M9512013鎂碳磚的應用鎂碳磚是以鎂砂和石墨為主要原料外加適量結合劑經高壓成型，低溫熱處理而成的耐火制品，主要應用在轉爐和鋼包上。由于轉爐的各部位爐襯的工作條件有所不同，所以用的鎂碳磚有所不同。（1）爐口、爐帽部位溫度變化劇烈，受渣蝕較嚴重，應選用抗熱震性好、抗渣性強的鎂碳磚；（2）耳軸兩側除受吹煉時損毀作用外，表面無保護渣層覆蓋，不易修補，磚中碳易氧化，應砌筑抗渣性優良、抗氧化性好的優質鎂碳磚；（3）渣線部位與熔渣長期接觸，受渣蝕嚴重，需砌筑抗渣性強、高溫強度高、抗熱震性好的鎂碳磚；（4）爐缸、爐底與其他部位相比侵蝕較輕，可選用普通鎂碳磚；（5）當采用頂底復合吹煉技術時，尤其是底CO2、O2等氣體時，損毀更為嚴重，應選用抗氧化性好、抗熱震性好、高溫強度高、抗渣性強的高級鎂碳磚。依轉爐使用不同部位，選用相應性能的鎂碳磚是提高轉爐技術經濟指標的有效方法。圖11為轉爐結構圖1爐身2爐膛3爐帽4出鋼口5爐底圖11轉爐結構圖鋼包渣線分為兩種普通鋼包和精煉鋼包的渣線。普通鋼包的熔渣是來自轉爐或電爐等煉鋼裝置的末期渣。這種熔渣屬于CAOMGOFEONSIO2四相系統，它們可以分解為CAOFEON系和MGOCAOSIO2系，前者熔點低，粘度小，對耐火材料侵蝕能力強；后者熔點高，粘度大，對耐火材料侵蝕能力較弱。精煉鋼包的熔渣，一般由SIO2CAOMGOAL2O3FEOMNOCR2O3七相組成。爐外精煉鋼包襯主要以鎂碳磚為主，包括VOD鋼包工作襯，VHD、LF/VD、VOD渣線。鋼包用耐火材料主要用于LFV鋼包，ASEASKF鋼包，VAD鋼包。鋼包用耐火材料總的發展趨勢是降低消耗、清潔鋼包。降低消耗不僅可以降低成本，更重要的是可以減少對鋼水的污染；清潔鋼包一方面是要用低碳、熔損小的耐火材料，另一方面要減少鋼包的粘渣。鋼包一般包括永久層、工作層、渣線層、包底磚、塞棒、座磚和水口磚等。由鋼殼、耐火材料內襯和啟閉控制系統構成，其截面一般為圓形。大型鋼包為增大容量，采用橢圓形，以不改變吊車龍門鉤跨距，桶的整個外型呈上大下小的圓臺形。鋼包底面，小型為平面，大型桶則為凸面。圖12為鋼包結構圖。圖12鋼包結構圖14鎂碳磚的現狀和發展前景我國鎂碳磚的生產現狀是以鎂砂、石墨為基料，用樹脂作結合劑復合而成的一種高效、節能的新型耐火材料。隨著鋼鐵冶煉技術的發展，冶煉操作條件越來越苛刻，因此，對爐襯的質量要求也越來越高。我國的煉鋼業今后主要發展頂底復吹氧氣轉爐和高功率電爐煉鋼，因此，今后在爐襯材料方面也應該明確采用碳結合堿性材料為其發展方向。近年來，雖然在這方面做了大量工作，但還是處于發展的較低級階段。繼續對原使用的鎂砂、石墨、結合劑等原材料進行綜合研究，主要方向是以低碳和高強度碳的鎂碳磚，以取得最佳的使用效果。低碳鎂炭磚是鎂炭磚的發展方向之一。對于低碳鎂炭磚來說，最為關鍵的還是要提高其抗熱剝落性能和抗渣滲透性能。基于復合結合劑和納米結構基質開發的低碳鎂碳磚可以有效地解決碳含量降低以后材料抗結構剝落和抗渣滲透性差的問題，同時又可使材料的導熱率大幅度減低，從而有效地解決傳統鎂碳磚在應用過程中存在的主要問題。在低碳鎂碳質耐火材料的開發過程中應重視以下幾方面科學與技術問題的研究1研究開發材料在使用環境下能原位形成納米炭纖維的結合劑；其主要研究內容包括如何在酚醛樹脂中引入適當種類的炭素前驅體、結合劑的炭化機制及其控制等。2研究開發適合工業化生產的復合石墨化炭黑的制備技術；復合石墨化炭黑在酚醛樹脂以及在材料基質組成中的分散技術。3低碳鎂碳磚基質組成的優化以及納米結構基質對材料熱力學性能影響機理的研究。2工藝部分21理論基礎（1）原料要求鎂碳磚是指以鎂砂和石墨為主要原料生產的耐火制品。為了提高制品質量和抗侵蝕能力，本次設計生產中利用的是電熔鎂砂。（2）顆粒組成顆粒組成確定的原則應符合最緊密堆積原理和有利于燒結。一般粗顆粒、中顆粒、細顆粒按照所需磚的要求科學配比，使鎂碳磚的性能最大程度得到發揮，滿足使用的需求。（3）配料將不同的顆粒組成的各種物料包括廢磚、結合劑和添加劑等進行配料。在鎂碳磚的制作中，除了電熔鎂砂外，通常加入適量廢磚，節約成本，也能使資源得到再利用。（4）混合目前混煉過程采用兩類混煉設備高速混煉機、行星式混煉機或濕碾機。由于高速混煉機、行星式混煉機混出的料成分均勻，夾雜氣體少，成型性能好，且設備對物料完全封閉，防塵性能好。因此本設計采用高速混煉機進行物料的混合。（5）成型首先要選擇合適噸位的壓力機。成型時要準確控制泥料重量、確保布料均勻，打擊次數及輕重需要滿足要求。鎂砂是瘠性物料，且配料水分含量少，一般不會出現因空氣被壓縮而產生的過壓廢品，因此可采用高壓成型。（6）干燥坯體干燥是磚坯中除去水分的過程。磚坯干燥的目的，通過干燥排除水分，是磚坯增加機械強度，以減少運輸和搬運過程中的機械損失，并使磚坯在裝窯之后進行燒成時，使磚坯具有必要的強度，承受一定的應力作用，提高燒成成品率，并且為燒成提供有益條件。磚坯在干燥過程中，會產生一些物理變化，有的產生表面硬化，有的產生體積收縮，當干燥速度過快時，各個部位排水不一致，就可能發生裂紋。因此，磚坯干燥時要求干燥速度不要超過一定的數值，否則產品會裂開，在定制合理的干燥制度時，即要干燥速度盡可能快，又不能發生大于破壞力的應力，選擇合適的干燥設備尤為重要。鎂碳磚一般不用燒成，工藝比較簡單，可以節約能源，我國的鎂砂和石墨資源比較豐富，所以鎂碳磚在我國的生產數量和質量都在不斷提高。211鎂砂的選擇一般選用含氧化鎂9599的電熔鎂或燒結鎂砂。CAO/SIO2（物質的量比）大于2和雜質含量少。MGO含量越高，雜志相對越少，硅酸鹽相分割程度降低，方鎂石直接結合程度越高，鎂碳磚的抗渣侵蝕性越強（在組織結構方面要求鎂砂高密度并且結晶大）菱鎂礦等為原料經電弧爐熔煉達到熔融狀態冷卻后形成的稱為電熔鎂砂；從海水中提取氧化鎂制成的稱為海水鎂砂。鎂砂是耐火材料最重要的原料之一，用于制造各種鎂磚、鎂鋁磚、搗打料、補爐料等。電熔鎂砂是用精選的特A級天然菱鎂石或高純輕燒鎂顆粒，在電弧爐中熔融制得。該產品具有純度高，結晶粒大，結構致密，抗渣性強材料，熱震穩定性好，是一種優良的高溫電氣絕緣材料，也是制作高檔鎂磚，鎂碳磚及不定形耐火材料的重要原料。212石墨一般選用結晶發育完整且純度高達9299的天然鱗片狀石墨。石墨越純，固定碳含量越高，則灰分及揮發分越少，生產出來的鎂碳磚在高溫下使用時結構好，高溫抗折強度大，耐侵蝕性越好。鎂碳磚的碳源選用石墨，碳能防止爐渣向磚內浸入，有益于提高磚的抗侵蝕性；但另一方面碳容易氧化又是其固有屬性。眾所周知，當磚中的碳被氧化時，磚的特性也隨之消失。氧化越劇，損毀越快。213防氧化劑在MGOC磚中，由于碳的氧化是損毀的主要原因，在MGOC磚中添加少量的比碳更容易氧化的金屬或非金屬化合物作為添加劑是生產抗氧化性能高的MGOC磚的一項重要的技術發展。作為金屬及添加劑有金屬AL、SI、MG、CA，也可以用ALMG、ALMGCA、SIMGCA等二元或三元合金來作為添加劑，其中AL、SI通常被作為MGOC磚的防氧化劑。它們可以減少開口氣孔率；將CO（G）還原成CS，以抑制碳的消耗速度。生成碳化物和氧化物時則可使耐火材料致密化；形成表面保護層；提高熱態強度；促進石墨的結晶長大。MGOC磚的抗氧化能力隨著AL的添加量的增加而提高。提高MGOC磚的強度，較粗顆粒的AL粉則是先熔融擴散再氧化，熔化后余留的氣孔則難于愈合。但是AL粉粒度過細，會因氧化過快，導致MGOC磚的殘余膨脹速度過快，膨脹量大，使制品內部的瞬時應力太大，從而導致產品產生拱裂。因此，MGOC磚規定AL粉的粒度為150目或200目4。214結合劑結合劑是指固結磨具中各類結合劑與磨料粘結的材料。固結磨具通常采用陶瓷、樹脂、橡膠、菱苦土四大類別結合劑。結合劑能夠直接影響到MGOC磚氣孔率以及常溫強度等指標，酚醛樹脂作為耐火材料結合劑，具有熱硬性，干燥強度高；固定碳含量高，能形成牢固的碳結合結構；對石墨和各種耐火材料有良好的潤濕性；與焦油瀝青相比對環境危害小。因此被廣泛用于碳復合耐火材料中作結合劑。張文杰通過試驗得到如下結論5試樣的顯氣孔率隨樹脂量的增加而降低，在樹脂量為56的區間有急劇的降低。綜上所述，生產鎂碳磚時，酚醛樹脂一般添加5左右為宜5。22生產工藝要點221原料1電熔鎂砂和石墨的技術指標如表21和表22所示。表21電熔鎂砂的技術指標指標牌號MGOSIO2CAO顆粒體積密度G/CM3備注DMS9759751014345表22鱗片石墨的技術指標指標牌號固定碳/揮發分/水分/粒度/M篩余量/鱗片狀石墨LG100959512005100750222破粉碎破粉碎就是利用顎式破碎機初破，在經過圓錐破碎機進行二次破碎，破碎成粒度料（顆粒粒度為53MM、31MM、10MM）進入對應粒度料倉，根據庫存量選擇哪種進入管磨機磨細粉。在耐火材料生產過程中，泥料是由各種不同大小粒徑和不同含量的物料組成，因此，各種原料都需要經過粉碎篩分這一工序。常用的粉碎設備有短頭圓錐破碎機，雙輥式破碎機以及兩者的聯合機組。根據生產經驗，并綜合粉碎粒度要粒度呈棱角狀，中間顆粒少，而且粒度組成較穩定，宜采用短頭圓錐破碎機，可以簡化流程，節省基建投資。粉碎后的硅石及廢磚廢坯一般采用單層篩篩分，篩上料回到粉碎設備，組成閉路偱環系統，篩下料用于制磚配料。常用的粉碎設備有短頭圓錐破碎機，雙輥式破碎機，反擊式破碎機等，由于粘土熟料硬度較大反擊式破碎機的反擊板和打擊板易磨損，維修量大，且顆粒組成不穩定，雙輥式破碎機很容易損壞，而且為不均勻損壞，需要調整，生產能力低，且粒度不理想，而使用短頭圓錐破碎機時，可連續粉碎生產能力高，功耗小，顆粒組成均勻，中間顆粒小，有利于顆粒級配，唯一缺點是結構復雜，設備費用較高。因此綜合各種因素，采用圓錐破碎機，破碎形式采用閉路形式粉碎。篩分設備常用振動篩和回轉篩。振動篩為高頻振動，篩分能力和篩分效率高于其他篩分設備，結構簡單，曬面利用率高，功耗小，體積小，輕便，價格低，強烈振動使篩分不會完全堵塞。根據原料品種、性能配料和使用性能等要求統一。223篩分篩分就是利用多層的篩子把物料按需求進行分級。達到規格的篩下料根據不同的粒度進入相應的料倉，不符合粒度要求的返回破碎機重新破碎。震動篩按照所需要的物料粒度規定篩網孔徑大小，一般比臨界粒度稍大些。篩子的傾斜角度也必須考慮，通常的傾角在15度到20度之間。224物料的貯存原料經過破粉碎、細磨、篩分后，一般則是存放在貯料倉內以供配料時使用。當物料進入料槽時，粗細顆粒開始分層，粗的顆粒滾到料槽的周邊，細粉在卸料口中央部位。當物料卸料時，中間料先從卸料口流出，四周料下沉，而且分層流向中間，后從卸料口流出。225配料為了力高磚坯的致密程度，鎂碳質制品生產中采用多級配料，可獲得較高的體積密度，尤其是適當增大粗顆粒及細粉配比，相應減少中間顆粒的比例。所以要想提高磚坯的致密度，必須符合緊密堆積原理的顆粒組成。226混練加料順序一般要求鎂砂粗顆粒、中顆粒（53，31，10）、酚醛樹脂、石墨、鎂砂細粉、添加劑。生產鎂碳磚較理想的泥料是鎂砂顆粒的表面應完全均勻地被結合劑潤濕，外面緊緊地擠壓而包裹一層被結合劑潤濕的石墨（石墨層越厚越好）其余分散的石墨或鎂砂粉等均勻地被結合劑潤濕，各種添加劑及鎂砂細粉都分散均勻，泥料溫度適度，這就為成型提供了良好的條件。227成型成型是指借助于摩擦壓磚機和相應的鎂碳磚磚形模具將坯料加工成規定尺寸和形狀的坯體過程借助于外力和模型將坯料加工成規定尺寸和形狀的坯體過程。鎂碳磚成型應采用大壓力壓磚機，國內多采用摩擦壓磚機主要是由于摩擦壓磚機可以根據需要，反復加壓多次。成形時要準確控制泥料重量、確保布料均勻,加壓應先輕后重的打法，模套上可以設計排氣縫隙的方法排氣。還可以采用真空脫氣的模套。脫氣的目的主要是避免磚坯產生層裂。228干燥坯體干燥是磚坯中去除部分水分、提高坯體相應強度的過程。磚坯需經干燥車送入隧道干燥器在250300之間高溫下作用,排除水分，物料與結合劑固化，熱處理工序是影響樹脂結合的鎂碳磚強度和殘碳量的重要工序，因而需要嚴密確定與結合劑相適應的熱處理溫度和熱處理時間等熱工制度，以便使鎂碳磚獲得足夠的低溫強度6。鎂碳磚一般不用燒成，工藝比較簡單，可以節約能源，我國的資源比較豐富，所以鎂碳磚在我國的生產數量和質量都在不斷提高。229成品倉庫成品倉庫是存放車間生產的成品鎂碳磚等成品的倉庫，成品庫可以按照成品的生產批次、出庫頻率、磚型等來分開存放。還可以存放其他常用工具和日常物品。成品庫面積除設有貯存量占用面積外，還留有成品檢選、廢品堆放和運輸通道所需最小面積。成品一般按照品種、級別、磚型批號等來分類貯放，堆放方式和堆放高度均按標準進行。成品庫面積除設有貯存量占用面積外，還留有成品檢選、廢品堆放和運輸通道所需最小面積，在設計中盡量計算準確以做到即滿足工廠本身產量的需要同時也不浪費。23工藝流程鎂碳磚工藝流程鎂砂顎破石墨其它料皮帶輸送機除鐵振動篩顆粒顆粒顆粒（53）（13）（10）配料混練結合劑（酚醛樹脂）成型干燥不合格品回頭料倉入干燥窯出干燥窯檢驗不合格品回頭料倉包裝入庫231工藝流程簡述鋼包用鎂碳磚的生產工藝，原料包括電熔鎂砂、石墨、樹脂和防氧化劑。首先，利用橋式抓斗起重機將原料送到PEF250400顎式破碎機粗破碎（破碎的粒度要符合圓錐破碎機的給料粒度），經帶式輸送機送到900短頭圓錐破碎機的料倉中，破碎好的料由斗式提升機提升到五樓，經振動篩篩分，本次設計中每個振動篩由三層篩網組成，篩網孔徑分別為5MM、3MM、1MM，篩上料返回圓錐破碎機繼續破碎，篩中料、篩下料進入各自的料倉，根據料倉的存料情況多余的顆粒料經可逆帶式輸送機進入管磨機磨細粉，產生的細粉由斗式提升機送到五樓經過溜槽送到三樓的螺旋輸送機，經螺旋輸送機送到細粉料倉，石墨、AL粉利用電梯運到三樓后再用叉車送入料倉，用電子配料車將顆粒料、細粉、石墨、防氧化劑配料，在600L高速混練機中混合，同時酚醛樹脂用定量罐定量后也倒入到混練機中。混練結束后，用電動平板車將裝有泥料的泥料罐運到成型車間，用起重機將泥料送到壓磚機供料倉7臺摩擦壓磚機成型，成型的廢品送至原料倉庫集中處理，半成品放在干燥車上，順著干燥車道送到干燥工段的存放處等待干燥，用3噸帶推桿電拖車將干燥車推入隧道干燥器，干燥后的磚坯等到冷卻后進行檢選，合格的磚坯由工人進行包裝外賣，檢選不合格的磚坯送到原料倉庫集中處理，以備其他用途。232工藝流程論證1原料倉庫由于存放時間過長容易產生酌減高的原因，原料在原料倉庫存放時間較短，本設計的原料有電熔鎂砂975、石墨、酚醛樹脂、防氧化劑AL粉和一定量的廢磚。原料倉庫采用封閉式單側卸料的方式，不同種原料之間設有擋墻來防止原料混料。2破碎工段原料經過抓斗等工具抓入顎式破碎機進行粗破，然后通過傳送帶到圓錐破碎機細碎，接著通過振動篩篩分，篩上料返回圓錐破碎機再次破碎，篩下料進入各自料倉。生產中所需要的粉料通過管磨機進行磨粉。3混料工段生產時根據需要采用微機控制三斗稱量車進行自動稱料，自動卸料進入混練機實行全自動機械化生產。濕碾機為間歇式混合設備，能使泥料混拌均勻和使顆粒間捏合密實。混合設備內的混合作業，常分兩個階段，一般先是干料混拌均勻，然后加入結合劑，促使顆粒間相互緊密接觸，成為具有塑性的泥料。有時亦可將部分物料隨結合劑加入，細分最后加入。鎂碳磚的加料順序一般要求為鎂砂粗顆粒鎂砂中顆粒酚醛樹脂鎂砂細粉石墨金屬鋁粉，必須確保總混煉時間。4熱處理工段選用電加熱干燥器，和燃料式干燥器相比，節能，環保，可以控制溫度，不會產生有害物質影響制品質量。由于產量比較大，本設計選用了2條電加熱隧道干燥器，干燥后制品水分一般控制小于1。24工藝參數本設計的粒度配比見表23。表23鎂碳磚配料比配比磚種電熔鎂砂975石墨外加量金屬鋁粉外加量酚醛樹脂MT10C901033MT14A861433本設計鎂碳磚生產的混合制度見表24，干燥制度見表25。表24混合制度項目磚種混合量千克/次混合周期分鐘MT10C100020MT14A100020表25干燥制度干燥器類型長寬高MM數量條干燥裝磚KG車干燥時間H干燥廢品率干燥前水分干燥后水分熱風進口溫度熱風出口溫245001200165031000153304005200405025物料平衡計算制磚部分物料平衡計算參數見表26。表26物料平衡計算參數計算參數電爐鎂碳磚轉爐鎂碳磚名稱符號MT10C（）MT14A（）原料在倉庫中的存放損失L122原料水分W155原料洗滌損失L4原料干燥或風干后的水分W3原料的灼減量L2原料加工、運輸損失（包括破粉碎、配料、混合成型工序）L322配比P1PQ11090314863管磨機加入量Q33025泥料水分W4泥料的循環混練量F31010結合劑貯運損失L522干燥綜合廢品率F233干燥廢品回收率T9595車間生產班制見表27。表27生產班制制磚部分物料平衡計算參數見表28。表28物料平衡計算參數計算參數名稱符號鋼包鎂碳磚MT14A，鋼包鎂碳磚MT10C，原料在倉庫中的存放損失L10505原料水分W1W20505原料洗滌損失L4原料干燥或風干后的水分W300原料的灼減量L20303原料加工、運輸損失（包括破粉碎、配料、混合成型工序）L322工作班制原料倉庫粉碎磨碎混合成型干燥成品庫年工作日365365365365365365日工作班222232班工作時888888配比P1PQ1Q2148633109033管磨機加入量Q32424泥料水分W4泥料的循環混練量F31010結合劑貯運損失L522干燥綜合廢品率F244干燥廢品回收率T9595MT14A制磚部分物料平衡見表29。表29MT14A制磚部分物料平衡表物料量/噸生產工序項目符號生產班制日/班/時年日班小時原料倉庫原料倉庫總存放量其中電熔鎂砂975廢磚廢坯石墨Q13Q14Q15Q16365/2/8365/2/8365/2/8365/2/81797331495764994825163482440981376892462204890683453082561009043樹脂庫樹脂總存放量Q8365/2/8525773144072009破、粉碎總破粉碎量其中電熔鎂砂975、廢磚廢坯Q10Q11365/2/8365/2/81788341537984900421424502106306263磨碎總磨碎量Q13365/2/8429201176588073配料總配料量其中電熔鎂砂975石墨外加樹脂Q5Q6Q7Q8365/2/8365/2/8365/2/8365/2/81752571507212453652584802141296721442400207336072300259042009混合成型熱處理成品庫總混合量總成型量指成型后的合格磚坯總熱處理量總成品量Q4Q3Q2Q365/2/8365/2/8365/3/8365/2/81947301752571752571700053354802480246582668240124012329333300300291表210MT10C制磚部分物料平衡表生產工序符號生產班制日/班/時物料量，噸年日班小時原料倉庫原料倉庫總存放量其中電熔鎂砂975廢磚廢坯石墨Q13Q14Q15Q16365/2/8365/2/8365/2/8365/2/884580737712235184582317202106423211591011032116145126004014樹脂庫樹脂總存放量Q17365/2/82525069035004破、粉碎總破粉碎量其中電熔鎂砂975、廢磚廢坯Q10Q11365/2/8365/2/884157757422306207511531038144130磨碎總磨碎量Q12365/2/820198553277035配料總配料量其中電熔鎂砂975石墨外加樹脂Q6Q7Q8Q9365/2/8365/2/8365/2/8365/2/88247474227824724742260203422606811301017113034141127014004混合成型熱處理成品庫總混合量總成型量指成型后的合格磚坯總熱處理量總成品量Q4Q3Q2Q365/2/8365/2/8365/3/8365/2/891638824748247480002511226022602192125511301130109615714114113726生產設備根據設備的選型計算得到主機平衡表，見表211。表211主機平衡表生產能力/噸時設備臺數/臺工序名稱設備及規格主機作業率要求主機產量主機臺時產量要求主機臺數設計臺數破碎PEF250400顎式破碎機805629121504691粉碎900短頭圓錐破碎機80750544518762磨碎12004500管磨機7504609825302530018403922混合600L高速混練機707002702593成型800噸摩擦壓磚機1000噸摩擦壓磚機1200噸液壓機7干燥干燥器245米3條703輔助設備（提升和運輸設備）見表212。表212輔助設備表設備名稱及規格數量備注7B500皮帶輸送機2L27000MM帶式輸送機1L30000MM帶式輸送機1L45000MMTD250斗式提升機2L27300MM熱處理設備見表213。表213熱處理設備名稱規格（長寬高）/M數目/條/輛干燥器245121653成型工段14干燥器內60晾磚場地24干燥車檢修場地120851452班制原因2427倉庫設施本設計的原料倉庫為封閉式，單側卸料。其中各種原料的運輸方式見表2147】。表214各種原料的運輸方式原料運料方式搬運方式電熔鎂砂975汽車抓斗石墨汽車叉車廢磚、廢坯叉車抓斗各種原料和成品貯量、堆放方式及倉庫的規格見表215。表215原料和成品貯量堆放方式及倉庫的規格倉庫名稱物料名稱堆放形式貯存天數/天長度/米寬度/米電熔鎂砂975堆放301895原料倉庫石墨帶裝30624成品庫成品磚堆放3054243生產技術檢查系統說明31檢選主要揀選設備工具平板、卷尺、塞尺等。工藝技術規定磚的尺寸允許偏差和外觀要求按國標和用戶要求執行；制品不允許有斷裂層面；出窯時輕拿輕放，高提不撈，保證不掉邊角；輕度扭曲不良品，加工合格后再包裝落垛；檢出的不合格品用叉車送到原料倉庫集中處理67。成品車間的生產技術檢查內容見表31。表31檢查內容品種測試內容轉爐鎂碳磚MT14A體積密度、顯氣孔率、常溫耐壓強度、抗氧化性、高溫抗折強度轉爐鎂碳磚MT10C體積密度、顯氣孔率、常溫耐壓強度、抗氧化性、高溫抗折強度32檢查方法1測試方法各種耐火制品檢驗制樣規定應按國家頒布標準和有關規定的內容執行，部分名稱及其代號如下GB/T13246含碳耐火材料化學分析CYDTA容量法測定氧化鎂含量GB5072致密定形耐火制品常溫耐壓強度試驗方法GB/T13243含碳耐火材料高溫抗折強度試驗方法GB/T13244含碳耐火材料抗氧化性試驗方法GB/T13245含碳耐火材料化學分析方法燃燒重量法測定含碳量GB2997致密定形耐火制品顯氣孔率、吸水率、體積密度和真氣孔率試驗方法表32耐火材料測試次數品種化學分析荷重軟化溫度顯氣孔率常溫耐壓強度抗氧化性鋼包用鎂碳磚1/2111/5鋼包用鎂碳磚1/2111/533檢查制度生產技術檢查制度如表337表33檢查制度檢查項目試樣數量，個試樣形狀及規格，毫米檢驗化驗數量化學分析1008801MM粉料68件/次荷重軟化溫度顯氣孔率3體積為50200CM3棱長小于80MM5件/次常溫耐壓強度3正方體或圓柱體1個/次抗熱震穩定性3（251）MM（251）MM（12505）MM立方體2件/爐4車間安裝檢修與維護措施安裝、檢修與維護的原則如下1車間廠房內所有設備的安裝、出入大門、通道、樓層、設備提升時用的孔洞，以及各層設備安裝、檢修時用的起吊設備等需統籌配置。2檢修時放置檢修設備或其部件的場地，不小于最大更換部件所需放置面積的兩倍及其他拆卸附件所需的面積，并留有檢修工必要的操作面積。3需經常檢修的設備部件，凡超過200公斤以上的需設有檢修起重梁。4為車間設備的維修，各工段設有維修用的工具、器材、潤滑油及常用小備件等的存放間。5檢修用單軌梁的位置，須在起重設備或主要起重部件的中心部位，應避免斜吊6各工段考慮電焊電源及36伏局部安全照明需要，以便工段內檢查工作和小量修補與維修等使用。7安裝或檢修設備而在上方設置起重吊鉤時，起吊高度應使被起吊件能離開設備基座，在外力作用下的橫向位移不受設備其他部分的阻礙。當設置單軌行車時，起吊高度應大于位移線上最高設備的高度。5生產車間除塵及安全措施除塵設備應遠離變電所、化驗室等。采用合理的工藝流程，減少物料搬運環節，降低物料落差。同時加強設備、管道和料倉的密閉，減少漏風，提高機械化、自動化水平，減少人工操作，選擇適當的排風量。主要除塵方法物料加濕、設備密封。主要除塵設備是旋風除塵器其優點是設備構造簡單，價格便宜，除塵效率高（可達7080）特別是對粉塵粒度大，含塵濃度高的含塵氣體，有良好的除塵效果。安全措施1耐火材料廠生產廠房為高層，樓梯應有護攔。在陰暗處應設有照明設施。2對設備應定期檢查以防隱患。3生產車間應設有安全員，定期對職工進行安全教育。在容易發生事故的地方，設有提示語。6本設計的主要特點本設計的主要特點如下（1）工藝流暢，布局合理并考慮擴大生產的需要。（2）采用除塵設備，改善工人工作環境。（3）原料倉庫，顎式破碎機至于地下，方便進料，無須抓斗，降低成本。（4）考慮經濟效益，廢磚回收再利用，降低了生產成本。致謝通過在青花集團的參觀和現場實地的實踐、學習和張歡老師的指導，初步了解耐火材料工業的生產現狀、工藝流程和設備性能，加深了我對課本上所學知識的記憶，培養了我對本專業更大的鉆研興趣。在這三個多月畢業設計時間里，在張歡老師的精心細致的指導下，在眾多同學的幫助下，通過個人的努力基本順利地完成了學校給予的畢業設計任務，在此對張歡老師表示深深的謝意。同時也給本次設計提供幫助的張玲、田琳、陳樹江、李國華、欒艦、郭玉香老師表示最真誠的敬意和感謝在本設計中，由于知識水平有限，難免出現一些不足之處，敬請各位老師批評指正。參考文獻1張文杰，李楠碳復合耐火材料北京科學出版社，1990122吳淑芳鎂碳磚的使用生產工藝冶金用含碳耐火材料論文集貝金冶金工業部耐火材料編輯部1988，543王誠訓MGOC質耐火材料M北京冶金工業出版社，1995104全躍，鎂制材料生產與應用M北京冶金工業出版社，200825王維邦，耐火材料工藝學M北京冶金工業出版社，200786耐火材料工廠設計參考資料編寫組耐火材料工廠設計參考資料上冊M北京冶金工業出版社198047耐火材料工廠設計參考資料編寫組耐火材料工廠設計參考資料上冊M北京冶金工業出版社19804附錄1物料的平衡計算一MT10C電爐鎂碳磚8000噸/年1、物料種類的配比DMS975石墨酚醛樹脂AL粉901033注酚醛樹脂為結合劑，鋁粉為抗氧化劑。DMS975顆粒級配533110DMS975細粉352510302、計算（1）總成品量Q8000噸/年（2）總熱處理量Q2Q/（1F2）式中F2干燥綜合廢品率F23Q28000/（1003）8247423噸/年熱處理廢品量F2Q2QQF2/（1F2）F28000003/（1003）247423噸/年（3）總成型量Q3Q28247423噸/年（4）總混合量Q4Q/K（1F2）（1F3）式中F3包括成型廢坯和不合格泥料的循環混練量F310K鎂碳磚的配比系數K1P（L2W3L2W3）（1P）W1式中P石墨的配比，P10L2石墨灼減量，L20W1DMS975水分，W10W3配料時石墨水分，W30K1010（0000）（1010）01Q48000/1（1003）（101）9163803噸/年（5）總配料量Q5Q/K（1F2）Q58000/1（1003）8247423噸/年A其中電熔鎂砂DMS975的配料量Q6Q（1P）/K（1F2）Q68000（1010）/1（1003）7422680噸/年B石墨的配料量Q7QP/K（1F2）Q78000010/1（1003）824742噸/年C外加酚醛樹脂Q8QQ1/K（1F2）式中Q1酚醛樹脂外加量，Q13Q88000003/1（1003）247423噸/年D外加防氧化劑金屬鋁粉Q9QQ2/K1F2式中Q2金屬鋁粉的外加量，Q23Q98000003/11003247423噸/年（6）總破粉碎量Q10Q/K（1F2）（1L3）式中L3原料加工運輸損失，L32Q108000/1（1003）（1002）8415737噸/年電熔鎂砂（包括回收的廢磚和干燥廢坯）的破粉碎量Q11Q1P/K（1F2）（1L3）Q1180001010/1100310027574164噸/年（7）總磨碎量Q12QQ3/K（1F2）1L3式中Q3管磨機細粉的加入量，Q324Q128000024/1（1003）（1002）2019777噸/年（8）原料倉庫總存放量Q13Q1W2PW2W3/K（1F2）1L31L11W2式中L1原料倉庫中的損失，L105W2石墨在原料倉庫中的水分，W20W3配料時石墨的水分，W30L3原料加工運輸損失，L32F2干燥綜合廢品率，F23Q1380001001000/11003100210005108458028噸/年A其中電熔鎂砂DMS975的存放量Q14Q14Q1P/K（1F2）1L31L1QTF2K1F11F2/K11F2式中T干燥廢品回收率，T95K1換算系數，K1KF1燒成系數，F10L1原料倉庫中的損失，L105P石墨的配比，P10F2干燥綜合廢品率，F23L3原料加工運輸損失，L32Q1480001010/11003（1002）（10005）800009500310（1003）/110037377173噸/年B其中回收的廢磚廢坯存放量Q15TF2/K11235052噸/年C石墨存放量Q16QP1W3/K（1F2）1L31L11W2L1原料倉庫中的損失，L105P石墨的配比，P10F2干燥綜合廢品率，F23L3原料加工運輸損失，L32L1原料倉庫中的損失，L105W2石墨在原料倉庫中的水分，W20W3配料時石墨的水分，W30Q168000010/1100310021000510845803噸/年D酚醛樹脂的存放量Q17QQ1/K1F21L5式中L5酚醛樹脂的貯運損失，L52Q1酚醛樹脂外加量，Q13Q178000003/110031002252472噸/年E防氧化劑金屬鋁粉的存放量Q18QQ2/K1F21L6L6鋁粉貯運損失，L62Q2鋁粉外加量，Q23Q188000003/1（1003）（1002）252472噸/年二MT14A轉爐鎂碳磚,17000噸/年1、物料種類的配比DMS975石墨酚醛樹脂AL粉861433注酚醛樹脂為結合劑，鋁粉為抗氧化劑。DMS975的顆粒級配533110DMS975細粉272510242、計算（1）總成品量Q17000噸/年（2）總熱處理量Q2Q/（1F2）式中F2干燥綜合廢品率F23Q217000/（1003）17525773噸/熱處理廢品量F2Q2QQF2/（1F2）F217000003/（1003）525773噸/年（3）總成型量Q3Q217525773噸/年（4）總混合量Q4Q/K（1F2）（1F3）式中F3包括成型廢坯和不合格泥料的循環混練量F310K鎂碳磚的配比系數K1P（L2W3L2W3）（1P）W1式中P石墨的配比，P14L2石墨灼減量，L20W1DMS975水分，W10W3配料時石墨水分，W30K1014（0000）（1014）01Q417000/1（1003）（101）19473081噸/年（5）總配料量Q5Q/K（1F2）Q517000/1（1003）17525773噸/年A其中電熔鎂砂DMS975的配料量Q6Q（1P）/K（1F2）Q617000（1014）/1（1003）150721649噸/年B石墨的配料量Q7QP/K（1F2）Q717000014/1（1003）2453608噸/年C外加酚醛樹脂Q8QQ1/K（1F2）式中Q1酚醛樹脂外加量，Q13Q817000003/1（1003）525773噸/年D外加防氧化劑金屬鋁粉Q9QQ2/K1F2式中Q2金屬鋁粉的外加量，Q23Q917000003/11003525773噸/年（6）總破粉碎量Q10Q/K（1F2）（1L3）式中L3原料加工運輸損失，L32Q1017000/1（1003）（1002）17883442噸/年電熔鎂砂（包括回收的廢磚和干燥廢坯）的破粉碎量Q11Q1P/K（1F2）（1L3）Q11170001014/11003100215379760噸/年（7）總磨碎量Q12QQ3/K（1F2）1L3式中Q3管磨機細粉的加入量，Q324Q1217000024/1（1003）（1002）4292026噸/年（8）原料倉庫總存放量Q13Q1W2PW2W3/K（1F2）1L31L11W2式中L1原料倉庫中的損失，L105W2石墨在原料倉庫中的水分，W20W3配料時石墨的水分，W30L3原料加工運輸損失，L32F2干燥綜合廢品率，F23Q13170001001400/110031002100051017973309噸/年A其中電熔鎂砂DMS975的存放量Q14Q14Q1P/K（1F2）1L31L1QTF2K1F11F2/K11F2式中T干燥廢品回收率，T95K1換算系數，K1KF1燒成系數，F10L1原料倉庫中的損失，L105P石墨的配比，P14F2干燥綜合廢品率，F23L3原料加工運輸損失，L3211003（1002）（10005）1700009500310（1003）/1100314957561噸/年B其中回收的廢磚廢坯存放量Q15TF2/K11499484噸/年C石墨存放量Q16QP1W3/K（1F2）1L31L11W2L1原料倉庫中的損失，L105P石墨的配比，P14F2干燥綜合廢品率，F23L3原料加工運輸損失，L32L1原料倉庫中的損失，L105W2石墨在原料倉庫中的水分，W20W3配料時石墨的水分，W30Q1617000014/11003100210005102516263噸/年D酚醛樹脂的存放量Q17QQ1/K1F21L5式中L5酚醛樹脂的貯運損失，L52Q1酚醛樹脂外加量，Q13Q1717000003/110031002536503噸/年E防氧化劑金屬鋁粉的存放量Q18QQ2/K1F21L6L6鋁粉貯運損失，L62Q2鋁粉外加量，Q23Q1817000003/1（1003）（1002）536503噸/年總計（1）總成品量Q25000噸/年（2）總熱處理量Q225773196噸/年總熱處理廢品量F2773196噸/年（3）總成型量Q325773196噸/年（4）總混合量Q428636884噸/年（5）總配料量Q525773196噸/年（6）總破碎量Q1026299177噸/年（7）總磨碎量Q126311803噸/年（8）原料在倉庫存放量Q1326431337噸/年2原料倉庫的選擇計算原料倉庫采用單側封閉卸料式1原料倉庫的跨距B，一般取B24米2各種原料的要求貯量Q料噸3各種原料的堆積比重21噸/米34原料的貯存時間MT14A電熔鎂砂97530天MT10C電熔鎂砂97530天石墨30天5堆料長度料堆長度I丙1895米料堆體積V丙88741米3料堆中心線距倉庫柱線距離L19475（1）DMS975總存放量QD