1、 PAGE- 25 - / NUMPAGES25 課程設計說明書課題名稱：年產150萬平米玻化磚廠生產工藝與關鍵車間設計專業班級： 無機非金屬09-1班學生學號：學生：指導教師：課題工作時間： 2012.12.1至 2013.1.11 目錄前言3第一章 總論 3第二章 總平面布置與運輸 6工藝設計 8第四章 輥道窯設計13第五章 燃燒計算與熱量衡算17第六章 總結24參考文獻 24前言本課程設計的目的是對所學的知識以實際結合，學生通過設計將能綜合運用和鞏固所學知識，并學會如何將理論知識和生產實踐相結合，去研究解決實際中的工程技術問題，本設計的任務主要是培養學生設計與繪圖的基本技能，初步掌握工廠

2、設計，窯爐設計的程序、過程與容。第一章 總論1.1選擇原則A:建廠地帶的選擇需符合當地建設規劃,還必須考慮:原料的來源。燃料和動力的來源。原材料和產品的運輸距離與運輸條件。與協作企業的配合,開展專業化的協作,不搞全能廠,減少投資有利于促進技術的進步和勞動生產率的提高。 B:廠址選擇地形,面積要滿足工藝要求,并做到節約用地,考慮長遠發展。要靠近原料,燃料基地,靠近水電,節約投資,降低成本,同時考慮,不占用田地,不污染農田。滿足交通運輸,環境衛生的要求。注意滿足水文,地質的要求,不能建在不利地質區,考慮承載力,地耐力等等。考慮到有利于職工的生活和協作,盡可能靠近城鎮和協作廠,利于生活福利的配合和輔

3、助材料的供給。1.2廠址地理位置、地貌、地形、地質、氣象等自然情況1.3 工廠運輸量與運輸方案，運輸條件與需要建的設施廠外運輸采用火車和汽車為主，長運輸采用鏟車、皮帶運輸機、波狀擋邊皮帶運輸機，泥漿采用管道,隔膜泵,柱塞泵,雙缸泵輸送。壓縮空氣、水、煤氣等為管道輸送。北面有昌景公路,工廠大門(人流,物流)與公路相接,物流所用的道路與鄰廠共用,廠建有汽車庫,用于停放機動車輛,機修車間可對設備進行維修。1.4 治理設施在建生產中會產生廢水、廢氣、噪音、粉塵等，對環境造成污染，故需采用有效的治理措施，減少污染，改善勞動條件，創造清潔、舒適的工作場所，做到文明生產。1. 粉塵污染防治為了防止粉塵的危害

4、，設計中應貫徹“以防為主，防治結合”的原則，在工藝條件允許的情況下，盡量對產塵場所進行密閉處理，防止粉塵外逸，對于產生粉塵最大的噴霧干燥塔和料倉，采用集中布置的方法，盡量與其他車間隔離。在不允許密閉的產塵點設計吸塵罩，如粉料篩處設密閉吸塵罩，含塵氣體經過除塵凈化后方準許排出。車間地面經常用水沖洗，改善車間工作環境，在廠區主要道路兩旁種植綠樹(吸塵)與鋪設草皮，盡最大可能綠化、凈化周圍環境。2. 污水處理費水主要來自于洗料、冷卻水、沖洗設備、濕式除塵與生活廢水，基本上不含有毒物質，只需將懸浮的粘土、泥沙等在污水池采用沉淀劑沉淀或用簡單的沉降方法進行沉淀處理，沉淀再經過榨泥機榨泥處理，凈化后的水可

5、循環使用，用于冷卻用水。3. 廢氣窯爐以混合煤氣為燃料，其排放煙氣中污染物指標應低國家規定低的排放標準，噴霧干燥塔排放尾氣采用旋風分離器收塵，其粉塵排放濃度低于國家規定的排放標準(200mg/Nm3)4. 廢渣將生產中產生的不可再利用的廢瓷磚、廢坯和在廢水處理中產生的沉淀物一起送到廢品隊場，集中處理。5. 噪音來自球磨機和噴霧干燥塔，對球磨機進行集中布置，本設計中讓它們與其它工作隔離，以減弱對其它工作區的影響。高壓鼓風機的影響。主要是空氣動力性噪音，可采用裝消聲器，風機基礎可采用彈簧減振基礎，來達到降低機械噪音的效果。1.5 治理后排出的污水、廢氣、廢渣與其它排放物的性質、數量與國家排放標準與

6、當地排放的規定：噴霧干燥塔排放尾氣含塵量200mg/Nm3各生產車間含塵濃度2mg/m3排放廢水中懸浮含量200mg/L1.6 節能措施1.7職業安全衛生1. 粉塵在車間不止吸塵設備，工人應帶防塵面具。2. 噪音大的車間，應設置隔音和消聲設施，降低燥聲聲音強度。3. 使用煤氣的設備應具有連鎖與報警裝置，遇有故障能自動切斷煤氣供應一確保安全。4. 在危險區，設置特殊標志或封閉，防護欄。1.8 工廠機械化，自動化水平，全廠集中控制程度全廠從原料車間到產品燒成，基本實現了機械化，連續化生產，采用國先進設備，自動化水平較高，工人勞動強度較低。原料車間，燒成車間，布局緊湊，各工序都須考慮備用和擴大生產問

7、題，為今后擴大生產創造了條件。1.9 生產車間和輔助車間的工作制度原料車間全部為三班制，成燒車間中檢選為兩班制，期于皆為三班制；輔助車間中，煤氣調壓站、配電站、空壓站皆為三班制；污水處理、機修車間為常班。1.10 存在的問題與建議1. 工藝參數從參觀實習和資料上收集數據，作理論上的估測，有待實踐調整。2. 技術經濟受時間、資料和本人知識所限，需作進一步的探討。3. 本設計僅從工藝角度來分析，對工人素質、管理水平沒有作進一步的探討。4. 新建廠對員工素質要求較高，設備安裝調試需要時間，利用這個空擋，建議在xx市作廣泛的專業協作，選拔一批熟練的技術骨干與招收一批瓷專業的應屆畢業生，為工廠的長遠發展

8、奠定基礎。5. 與其它專業人員，給排水，電力，土建，環保部門進行協作。第二章 總平面布置與運輸2.1 設計依據和圍根據建廠地點的原始地形和氣象水文質料以與年產250萬平米大顆粒拋光磚工廠的面積在土地圍進行工廠總平面布置設計。2.2.1全廠總占地面積全廠占地面積為：67725平米；建筑物占地面積24602平米，建筑物占全廠面積的36.3%；堆場占地面積10500平米。在滿足工藝和運輸等要求的前提下，總平面布置采用分廠房布置，以減少工序之間的干擾。考慮到工廠將來的發展，土地可以后期征用，所用土地多為荒地，不用拆遷建筑物。2.2.2 存在的問題1. 土地承力有限，對重型設備如球磨機、噴霧干燥塔、壓機

9、等基礎要加固，不宜建多層廠房。2. 供電線路距電廠約6公里，專用架線投資太大，可與臨近工廠協商共同使用。2.3 總平面布置2.3.1 總平面布置原則1. 把生產聯系緊密的和類似的車間集中或靠近布置。2. 廠址中間布置主要車間，輔助車間布置在其附近。3. 生產中有污染廠房布置在邊緣地帶或下風向。4. 清潔車間要布置在上風向，并遠離振動大的車間。5. 運輸量大車間，結合生產工藝，要求布置在主要貨流通道旁。6. 生活設施靠近人流通道。7. 動力設施靠近負荷大的車間。8. 有噪音的車間要遠離生活區。9. 貫徹執行國家有關方針政策，節約土地，少占或不占農田，少拆或不拆民房。10. 重視環保工作，合理地對

10、廠區進行綠化美化。11. 合理地考慮工廠的發展，擴建和改建。2.3.2 工人出入口的選擇和布置特征工廠靠近昌景公路一側，人流、貨流與路相連；兩個貨流門，一個用于原料運輸進廠，一個用于成品運輸出廠；人流門在貨流的另一邊；人流貨流互不干擾。原料堆場、廢品堆場、成品庫均布置于貨流主通道旁。采用電子喂料機喂料，采用高擋邊皮帶運輸機、皮帶運輸機送料進原料車間，減少運輸量。2.3.3 豎向布置原則車間布置要有利于場地積水的排除；另外應保證車間之間的生產聯系方便，以與土方量最小。2.3.4工廠的防護措施與其它工廠除物流出入口與廠前段的物流門和入流門之間用鐵柵欄外，其余都修圍墻，在人流、物流門口都設有專門的門

11、衛。廠房的四周與主要道路兩側都有綠化帶，在原料車間空壓站要突出綠化一凈化空氣，通過綠化來減少粉塵、噪音污染，建筑物之間應保留適當的防火安全距離，天橋高度至少5m以上，以確保消防車暢通無阻。2.3.5本設計暫時不考慮 生活區的布置，生產區廠房之間要互相聯系而又有一定的距離，廠房的門與門之間最好相對，這樣方便車輛（主要是小型）的進出。空壓站應建在廠區的上風方向；煤氣站應建立在廠區的下風方向，并與配電房隔開；廢水處理站、廢品堆場靠近物流通道，以便于廢品的與時運出；汽車庫應建于貨流干道近拐角處，以方便倒、進、出車。2.4 總平面布置主要設計指標表序號指標名稱單位數量備注1全廠占地面積平米677252建

12、筑物占地面積平米246023堆場占地面積平米105004道路與廣場占地面積平米150005綠化率%266建筑系數%36.32.5 存在的問題與建議1. 在總平面布局中，對于管道網絡沒有作進一步的探討，但是流有管道鋪設的地帶。2. 總平面布置中，流有一定的余地，以便于工廠以后改建、擴建。3. 某些輔助車間、倉庫、堆場具體大小在實踐中再作調整。第三章 工藝設計設計依據與要求3.1物料衡算依據3.1.1生產技術指標項目指標生產任務年產150萬玻化磚產品質量標準吸水率不大于0.5%。產品規格80080010mm3相對密度80產品單重9/入窯水分 2.0%燒成制度一次燒成燒成溫度1200燒成周期45分鐘

13、燒成合格率98%主機年工作日300天3.1.2各工序工藝參數項目指標（%）檢選包裝損失率 2燒失率1燒成廢品率2儲坯破損率2干燥破損率2成型破損率2泥漿過篩除鐵損失率1球磨損失率1原料儲運損失率1噴干回坯率1成型回坯率13.2玻化磚配料化學成分%名稱I.LSiO2Al2O3Fe2O3CaOMaO其他總和組成成分5.5659.6718.643.114.212.516.20100.00坯料配方原料硬質粘土鈉長石石英鎂質粘土石灰石（CaO）Fe2O3%56.93 8.40 19.176.772.84 5.353.3工藝流程設計 全廠工藝流程: 原料進廠地磅過稱取樣化驗鏟車配料電子喂料機皮帶運輸濕法球

14、磨壓力放漿放漿池過篩除鐵貯漿池工作罐柱塞泵噴霧干燥塔造粒過篩皮帶運輸斗式提升機料倉悶料腐備用送料壓制成型干燥降溫、吹灰噴水儲坯兩次洗邊多道印花干燥生坯檢驗燒成揀選包裝入庫3.4物料平衡計算一次燒成年出窯量（燒成量）= 工廠年產量/（1-檢驗、包裝廢品率）=2.15萬t年裝窯量= 年出窯量/（1-燒成廢品率）=2.17萬t年干燥量= 年施釉量/（1-干燥廢品率）=2.21萬t年成型量= 年干燥量/（1-成型、修坯廢品率）=2.26萬t年坯料需要量= =2.33萬t廢坯泥回收量（干基）= （年干燥量干燥廢品率 + 年成型量成型廢品率 + 年成型量成型余泥率）坯泥回收利用率 =0.13萬t年泥料破碎

15、、粉碎加工量（干基）= 年坯料需要量（干基）-廢坯泥回收量（干基）（1-粗、中碎損失率）（1-球磨、過篩損失率）=2.27萬t3.5原料車間主要生產設備選型1.粉碎設備M=KQt/(FH)=1.22.27萬t12/(15t24300)=3.03臺選取三臺型號：150005700 mmmm 筒體轉速 27r/min；裝球量 15t；給料粒度 =25mm；出料粒度 0.074mm；產量 3.5-8t/h；電機功率132kw;機重24.7t。2 .噴霧干燥塔計算M:噴霧干燥塔臺數 Q：粉料加工量,t/dF:噴霧干燥塔每小時蒸發的水量，kg水/h K:不平衡系數，取1.2w1:泥漿含水率33.3% w

16、2:粉料含水率8%M=K1000Q(w1-w2)/24300F (1-w1)(1-w2) 若取噴霧干燥塔每小時蒸發水量F=2000kgH2O/h,則需要噴霧干燥塔臺數M=1臺。選型如下：型號系列：LPG2000 水分蒸發量（kg/h）：2000 轉速（r. p. m）：800015000 離心噴霧頭轉動形式：機械傳動 熱源（自選）：煤氣 入口溫度：140350自控 出口溫度：8090 噴霧直徑：180340生產廠家：市強干燥設備3、壓磚機N：壓機臺數 Q:每天需要成型量 F:每臺壓機每天壓片數量（F=壓機每天工作班次每班工作時間壓機每分鐘壓制次數壓機每次壓制片數） K:不平衡系數，取1.2N=

17、K*Q/F壓磚機臺數N=2臺。選型如下：型號：HP2590 最大壓制力：25900KN 模芯頂出力：220KN動梁最大行程：160mm 左右立柱間凈空：2000mm 動梁工作面寬度：850mm最大填料深度：60mm 空循環次數可達：22/min 周期加壓次數：23主電機功率：90kw 整機重量：85t 冷卻水量：18立方米/時 系統裝油量：950L4、漿池q:泥漿日產量，t/d;D:泥漿貯存天數，d均取1天 P:有效容積系數，取0.8 V:漿池容積R:泥漿密度，坯料取1.74t/m3 Z=qD/(PVR)泥漿含水率w=33.3%對于坯料生產的泥漿日產量（干基）q=泥漿日產量年工作日將各數據代入

18、公式得坯料生產的泥漿貯存總量即漿池數量Z與漿池容積V之積分別為Z*V=245.8 m3，又因為漿池數量與球磨機臺數對應，所以坯料生產和釉料生產所對應的漿池數Z分別為6和2，所以對于坯料生產的漿池數量Z=5，每個漿池的容積V=245.8/6=40.96 m3 5、輥道窯考慮到一般一窯一壓機，而壓片機為2臺，所以輥道窯的臺數也應該是2臺日裝窯量Qd（m2/d） 燒成周期t（min） 輥道窯有效寬B（m） 每片磚（產品）長度a0 （m）、寬度b0（m） 坯體燒成收縮率 坯體間距j（m）磚坯實際占用寬度b（m）：窯寬方向擺放磚坯數nB ：窯長方向擺放磚坯數（磚坯排數）n：磚坯實際占用長度a（m）：輥道

19、窯的有效長度L0（m）：輥道窯的實際長度L（m） 輥道窯每個模塊的有效長度l（m）模塊數量Nr意大利薩克米公司窯爐 徑：2400mm 燒成溫度：1110有效徑：2160mm 燒耗：430480kcal/kg 周期：30120min輥棒長度：3330mm 輥棒直徑：45mm 有效窯長：93800mm實際窯長：96000mm5、連續式輥道干燥器干燥器一般也應該與窯配套，所以也選兩臺。數據已知的量與上面所選的輥道窯一樣，其中不同的就是這里每臺干燥器Q應該取日干燥量，而不是日裝窯量，即Q=年干燥片數每片面積工作日臺數=150萬3002=2500，最后得出的輥道干燥器的有效面積=211.0。若選擇有效寬

20、度B仍為2.2m，則輥道窯的有效長度為86.8m，即輥道干燥器的實際長寬應該分別略大于86.8m和2.2m。3.6輔助設備選型1、地中衡(地磅)：型號：SCS-150 最大稱料量：150t 分度值：50kg 生產廠家：六順標準衡器2、鏟車型號：LW300F 牽引力：90KN 額定載荷：3.0t自重：10.0t 額定斗容：1.8m3卸載高度：2892mm生產廠家：徐工集團3、皮帶輸送機基帶寬：1000mm 傾角：30-90 擋邊高度：160-240mm輸送量：428-683m3/h 帶速：1.0-2.5m/s 功率：4.0-75KW生產廠家：海安縣華冠建機閥門4、喂料機型號：BW1000輸送能力

21、：200 m3/h動力功率：22 kw外形尺寸：10004000 mm重量：8 t 生產廠家：市蒲東機械5、振動篩型號：3YK1548 篩面層數：3 篩網面積(m2) ：6.4 篩孔尺寸（mm）： 5-50 最大進料（mm）400 處理能力（m3/h）：22.5-162 振動頻率（r/min）：800-970 雙振幅（mm）：8 電機功率（kw）：15 重量：5800kg 篩面傾角：15度 篩面規格：115004800 外形尺寸（長寬高）：565025283400生產廠家：江泰重工機械6、磁選機型號：CT924 外形尺寸：9002400mm 流量：70-110t/h電機功率：4KW 機重：3.

22、5t 給料粒度（mm）：3-0 生產廠家：山川重工7、柱塞泵型號：NB140-4 電機功率：10KW 生產能力：3.67.2m3/h最大工作壓力：2.45MPa 機重：1680kg柱塞每分鐘往復次數：30.2次/min 生產廠家：輕機廠8、氣動隔膜泵型號：QBY-40 最大供應壓力：0.7MPa 最大空氣耗量：7m3/min最大吸程：7m 生產廠家：永嘉長城水泵廠9、斗式提升機型號：HL400-S 電機功率：7.5KW 最高提升高度：40m料容量：10.5L 送料量：47.2 m3/h 運行速度：1.25m/s生產廠家：亞新振動機械10、粉料倉個數：7個 規格：200t第四章 輥道窯設計4.1

23、進窯磚坯尺寸產品規格：80080010 mm產品寬度800mm，考慮燒成收縮為15%，則：坯體尺寸=產品尺寸（1-燒成收縮）=800（1-15%）=941mm寬的確定與排磚方法由于現在的輥棒等材料性能的提高，且輥道窯大多采用吊頂結構，所以此次設計成寬體輥道窯。再根據產量，所用的燃料（焦爐煤氣）等因素，所以暫定窯寬B =2200mm 。而坯體離窯墻壁一般有100200 mm 間隙，取159 mm。根據了解，橫向的坯體是緊貼在一起，并沒有留間隙。所以寬等于磚坯尺寸每排片數磚坯離窯壁的間距。則可排磚數為：n=2片則窯寬 B=9412+1592=2200 最后定窯寬為 2200 mm。高的確定輥道窯的

24、高被輥子分隔成輥上高和輥下高兩部分。對于輥上高的設置，要考慮以下四個方面：損壞的坯體能否順利從輥棒之間掉下去，燒嘴的設置也要有一定的高度，氣體與坯體之間的換熱強度，氣流通暢與燃燒空間。而對于輥下高的設置而言，主要是損壞的坯體能否順利從輥棒之間掉下去即保證處理事故的方便。從傳熱角度來講，燒成帶以輻射為主，所以氣體厚度要大點，高稍高些。而預熱帶以對流換熱為主，所以高比燒成帶低，使得橫截面減小，流速加快，提高對流換熱強度。輥上高應大于制品高度，但對大件瓷品，則輥上高應比輥半徑，墊板厚度，以與最大制品高度之和稍大。滾下高則主要時保證處理事故的方便，從理論上講對焙燒建筑瓷磚的輥道窯下高最好應大于磚對角線

25、的長度，但對于大制品按此計算會造成高太大，即增大了窯墻散熱，也不利于窯傳熱，由于制品從輥上掉下，一般都發生了破損大件尤其如此，尺寸都比都比整磚小了，故根據各地輥道窯實際情況來看輥下高只要大于或等于制品長邊就足夠。再結合其它三方面，高的設置如下（單位mm）：溫度較抵處：預熱升溫段400900 即116節 冷卻降溫段70080 即3040節溫度較高處：燒成升溫段9001220 即1624節 急冷降溫段1220700 即2430節位置第1-6，30-40節第24-30節第16-24節輥上高300500400輥下高900900900總高120014001300（單位mm）4.2燒成制度的確定溫度制度：

26、燒成周期:45 min各溫度段的劃分與升溫速率名稱溫度/時間/min升溫速率/min-1長度比例/%窯前段402504.546.6710預熱帶250105013.551.8530燒成帶105012509.026.1120冷卻帶12508018.061.3940累計45100 氣氛制度：全窯氧化氣氛（3） 壓力制度：預熱帶-15-10 Pa ，燒成帶 8 Pa窯長與各帶長的確定現在窯爐已經向寬體化、自動化、輕型化發展，已經有長300多米的寬體窯。其主要原因是現在的輥棒的質量的提高，還有各種材料的飛速發展。4.3窯長的確定燒成周期為45分鐘,生坯尺寸80080010,并排2塊入窯窯長: Gt/24

27、Dy/Kg=（15000003/4300）0.981.882=84.72米裝窯密度：每米排數每排片數每片磚面積=1.882平方米/每米窯長輥距H=（1/31/4）胚體長度 取1/4則H=235.25mm，取240mm，每節窯長2409=2160mm，節間聯連10mm節數=85000/（2160+10）=39.17節 取40節則實際長度:L=402.17=86.8米窯前帶取窯長的10%,預熱20%，燒成20%，冷卻40%窯前帶：4010%=4 節 42170=8680米預熱帶:4020%=12節 122170米燒成帶:4018%=8節 82170米 冷卻帶:4037%=16節 162170米 輥

28、道窯窯頭、窯尾工作臺長度窯頭工作臺是制品進窯燒成的必經之路，也是使制品整齊有序進窯的停留之處。窯頭工作臺不宜太長，只要能滿足要求即可，根據經驗取值為3.3米。窯尾工作臺是燒成后的產品從窯出來，再經人工檢驗產品的部位。由于出窯產品溫度一般高達80，所以窯尾的工作臺不宜太短，目的是使制品有足夠的時間冷卻，根據經驗取值為5.4米。4.4窯體材料確定整個窯體由金屬支架支撐。窯體材料要用耐火材料和隔熱材料。窯體材料確定原則耐火材料必須具有一定的強度和耐火性能以便保證燒到高溫窯體不會出現故障。隔熱材料的積散熱要小，材質要輕，隔熱性能要好，節約燃料。而且還要考慮到廉價的材料問題，在達到要求之盡量選用價廉的材

29、料以減少投資。窯體材料厚度的確定原則：為了砌筑方便的外形整齊，窯墻厚度變化不要太多。材料的厚度應為磚長或磚寬的整數倍；墻高則為磚厚的整數倍，盡量少砍磚。厚度應保證強度和耐火度。總之，窯體材料與厚度的確定在遵循以上原則得計出上，還要考慮散熱少，投資少，使用壽命長等因素。整個窯爐的材料表窯體材料的選擇名稱材質使用溫度導熱系數厚度低溫段116節 3040節窯頂耐火層輕質粘土磚11500.35230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.1390窯墻耐火層輕質粘土磚11500.35230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.13130窯底耐火層輕質粘土磚11500.35130隔熱層硅藻土磚1000以下0.1+0.000228t195中溫段2430節窯頂耐火層輕質粘土磚11500.80+0.00026t230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.13130窯墻耐火層輕質粘土磚11500.80+0.00026t230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.13130窯底耐火層輕質粘土磚11500.80+0.00026t130隔熱層硅藻土磚1000以下0.1+0.000228t195高溫段1624節窯頂耐火層輕質高粘磚14000.45230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.13130窯墻