1、 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 31年產(chǎn)300萬m2拋光磚原料車間的工藝設計在進行工藝設計時，首先考慮的原則是可行，在可行的基礎(chǔ)上保證技術(shù)先進、經(jīng)濟合理；合理的選擇工藝流程，保證能夠正常生產(chǎn)，并合理考慮機械化和自動化生產(chǎn)；由于原料車間的粉塵濃度比較大，在設計時應該注意保護環(huán)境，減小污染；設備設計和選型過程中應該考慮方便施工與安裝，方便生產(chǎn)與維修；同時需要考慮土建、公用、道路以及門窗等設計的要求，并為土建及廠房面積設計提供可靠依據(jù)。原料車間的工藝設計采取以下步驟：確定原料車間生產(chǎn)任務；選擇全廠生產(chǎn)工藝流程；確定主要工藝參數(shù)、及工作制度；全廠物料平衡計算；原料堆場（包括露天和室內(nèi)）的設計及計算；球磨

2、工段的主要設備選型；噴霧干燥工段的主要設備選型；成型車間料倉設計等；各個車間設備的布局和面積計算；繪制全廠平面布置圖和廠房的粗略設計圖；編寫工藝設計說明書。原料車間最主要的設備是球磨機和噴霧干燥塔。由于陶瓷原料中不能含有鐵，因此襯板選用橡膠襯板，研磨體采用陶瓷球，由于球磨機內(nèi)部物料的運動形式復雜，因此一般采用工業(yè)經(jīng)驗來進行選型，而對于噴霧干燥塔，由于現(xiàn)在的噴霧干燥塔都是噴霧干燥塔廠家生產(chǎn)，我們需要的只是根據(jù)需要選型。本設計選擇了5臺60噸球磨機，查閱資料確定球磨機的尺寸為3900×9000，通過確定球磨機從而確定選擇其他附屬設備。粗漿池到精漿池的泥漿泵的最少工作時間為1h，能夠保在連

3、續(xù)放漿的情況下，粗漿池的液面穩(wěn)定，球磨機的球磨周期在12h，精漿池最少能夠儲備3個球磨周期的泥漿。保證泥漿攪拌、均化24h。·本設計考慮到實際生產(chǎn)的種種因素，保證了在最大負荷工作下，能夠確保原料的持續(xù)供應。噴霧干燥塔的型號為YPG-10000，直徑為14.5m，每小時的水分蒸發(fā)量為10t。工作時間長的20h/天。8個粉料倉，粉料倉的高度為6m，寬度為4.5m。本畢業(yè)設計共有圖紙6張，包括1張全廠平面布置圖、1張全廠工藝流程圖、1張原料車間的布置圖、1張球磨工段的剖面圖、1張精漿池的剖面圖和粉料倉工段的剖面圖，說明書一本。目錄31第一章 前沿 1第二章：原始資料收集3第三章：工藝流程選

4、擇4 3.1選擇工藝流程的原則4 3.2選擇工藝流程的依據(jù)4 3.2.1 物料的組成和性質(zhì)4 3.2.2 品種及質(zhì)量要求4 3.2.3 工廠規(guī)模及技術(shù)裝備水平43.2.4 建廠地區(qū)氣侯條件5 3.3 工藝流程5 3.4 工藝參數(shù)6第四章 物料平衡計算7第五章：露天堆場和原料庫設計10第六章：球磨工段設計12 6.1 球磨機的計算和選型12 6.2 喂料機和輸送皮帶的選擇13 6.3 漿池的確定15 6.4 泥漿泵的確定16 6.4.1 粗漿池到精漿池的泥漿泵選型16 6.4.2 精漿池到高位漿池的泥漿泵選型17第七章： 噴霧干燥工段設計18 7.1 高位漿池設計18 7.2 噴霧干燥塔的設計和

5、選型18 7.2.1 噴霧干燥塔的介紹18 7.2.2 噴霧干燥塔的選型19 7.3 噴霧干燥塔的節(jié)能21 7.4 輸送皮帶和料倉的確定22第八章：原料車間布置以及全廠面積略算24 8.1 露天堆場的布置24 8.2 球磨工段的布置24 8.3 噴霧干燥工段布置25 8.4 料倉和成型工段25 8.5 燒成車間布置268.6 拋光、磨邊打包工段27 8.7 廠房設計27 8.8 廠區(qū)面積略算28結(jié)論30致謝31參考文獻32第1章 前 言拋光磚是通體磚坯體的表面經(jīng)過打磨而成的一種光亮的磚，是一種高檔建筑裝飾材料，因其耐磨、耐腐蝕, 表面光亮如鏡, 色彩豐富多樣而倍受廣大消費者的青睞與喜愛，現(xiàn)已成

6、為陶瓷行業(yè)中的主流產(chǎn)品1。而本設計所采用的滲花型拋光磚，因為質(zhì)地堅硬、色彩豐富，集天然花崗巖、大理石、彩釉磚裝飾效果與一身，倍受消費者青睞，廣泛應用在高級公寓、寫字樓、星級酒店、影劇院等高級場所2。我國現(xiàn)有建筑陶瓷生產(chǎn)企業(yè)約為4300余家，其中國有集體企業(yè) 700多家，民營及外資企業(yè) 3600多家，規(guī)模最大的企業(yè)年產(chǎn)量已達 1億 m2以上。近幾年來，我國建筑陶瓷呈持續(xù)增長勢頭，2006年我國墻地磚產(chǎn)量為 43億m2左右，同比增長 2286，2007年超過50億，到2010年我國墻地磚產(chǎn)量為76.92億m2，出口8.09億m2，同比增長了21.38%，穩(wěn)居世界第一，并且出現(xiàn)了前所未有的以擴張及再

7、布局為內(nèi)涵的行業(yè)大轉(zhuǎn)移3。目前，我國建筑衛(wèi)生陶瓷的關(guān)鍵技術(shù)裝備基本上已實現(xiàn)了國產(chǎn)化，大噸位球磨機、大規(guī)格噴霧干燥器、大噸位全自動壓磚機、二次或多次布料系統(tǒng)、膠輥印花機、寬斷面隧道窯、拋光磨邊系統(tǒng)、污水廢氣處理系統(tǒng)、快速干燥器、壓力注漿成形裝備全套技術(shù)已實現(xiàn)國產(chǎn)化并成功應用于生產(chǎn)企業(yè)，有力地推動了我國建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)的快速發(fā)展。但我國建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)的整體技術(shù)裝備水平與國際領(lǐng)先水平相比尚有差距，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品性能和穩(wěn)定性方面4。然而，建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)是一個高能耗產(chǎn)業(yè)，一條年產(chǎn)值 1 億元的生產(chǎn)線，其能耗平均在 2000 萬元左右，部分達到 3000 萬元以上5。目前建筑陶瓷與其他建材行業(yè)一樣，始終未

8、能改變高污染、高能耗、高排放的“三高”局面。另一方面，國內(nèi)陶瓷市場競爭非常激烈和混亂，只要是在國內(nèi)陶瓷市場上銷售行情看好的新品，一般上市兩三個月后即大量出現(xiàn)與其花形、材質(zhì)相似的盜版產(chǎn)品，致使競爭異常激烈6，同時得益于激烈的市場競爭，國內(nèi)拋光磚的質(zhì)量也在逐步提升，表面硬度逐漸變大，強度也逐漸提高，有的能達到70MPa，吸收率也小于0.1%，有的企業(yè)甚至能達到0.003%0.006%7目前我國建筑陶瓷行業(yè)總體上看規(guī)模總量大，品種多，但生產(chǎn)技術(shù)落后，產(chǎn)品檔次不高，高附加值的產(chǎn)品少，高檔建筑陶瓷僅占總量的 20% 左右。大多數(shù)企業(yè)尚沒有形成技術(shù)開發(fā)創(chuàng)新體系，缺少具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，出口產(chǎn)品中多以貼

9、牌為主，缺乏具有國際影響力的品牌。企業(yè)在國際市場往往只能通過低價來獲得競爭優(yōu)勢，我國的拋光磚銷售價格一般只有意大利產(chǎn)品的 1/31/4，甚至更低。在如今節(jié)能減排的號召下，不少小型陶瓷廠已經(jīng)紛紛倒閉，面對嚴峻的市場形勢，大型陶瓷廠可以嘗試提高陶瓷質(zhì)量、降低陶瓷厚度，開放仿古磚、拋釉磚、抗菌陶瓷等一些附加值高的產(chǎn)品，并引進噴墨打印、滾筒施釉機等國外先進的技術(shù)和設備，還可以通過先進的納米技術(shù)在陶瓷原料中增加一些納米摻雜劑或者一些稀土元素來降低燒結(jié)溫度,促進增韌和加強致密化復合材料的最大抗彎強度、斷裂韌性和維氏硬度來增強產(chǎn)品的競爭力8。組成決定性質(zhì)，原料可以影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量，原料車間是陶瓷生產(chǎn)的基礎(chǔ)

10、。原料車間的設計原則是保證生產(chǎn)的穩(wěn)定運行和粉料能滿足成型要求。本設計題目為：年產(chǎn)300萬m2拋光磚生產(chǎn)線原料車間的工藝設計。在拋光磚市場上，市場份額最大的還是滲花型拋光磚，但是大多都是些中低端品牌。本設計的主要內(nèi)容是拋光磚原料車間的設計，而在整個陶瓷廠里，原料車間是基礎(chǔ)。原料車間的設計，其中包括原料車間的設計工作包括原料的儲存和運輸，原料的檢選、清洗和煅燒，原料的破碎和粉碎，攪拌、除鐵及篩分，噴霧造粒及陳腐以及粉料的輸送。目前，陶瓷廠都采用大型球磨機進行粉磨，采用噴霧干燥塔進行造粒，噴霧干燥塔是一種濕法制粉設備，廣泛應用于鋼鐵、食品、建材等行業(yè)，用噴霧干燥塔制備的粉料含水率小，粒度分布范圍滿足

11、成型要求，因此廣泛應于陶瓷自動化生產(chǎn)。本設計將從以下幾個方面考慮：1.主要設計內(nèi)容：（1）全廠工藝流程設計；（2）全廠平面布置設計；（3）全廠的物料衡算；（4）原料堆場的確定；（5）球磨車間的選項和定位；（6）噴霧干燥工段的選型和定位； （7）成型工段的設計和定位；（8）全廠面積概算2.基本原則：穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進；合理的選擇工藝流程和設計指標；為生產(chǎn)挖潛和發(fā)展留有余地；合理考慮機械化和自動化水平；注意保護環(huán)境，減小污染；方便施工與安裝，方便生產(chǎn)與維修；要考慮土建、公用等設計的要求，并為土建及公用設計提供可靠依據(jù)。第二章 原始資料收集設計前，根據(jù)設計任務書收集的原始資料如下：1、 產(chǎn)

12、量：年產(chǎn)300萬m2拋光磚2、 產(chǎn)品種類和規(guī)格：產(chǎn)品種類為拋光地板磚，產(chǎn)品的規(guī)格是800×800×10 mm3、 產(chǎn)品單重：21.5kg/m24、 主要的技術(shù)指標（1）該廠地處平原地區(qū)，地震震級在6級以下，地下水位在8米以下，主要風向為北風，年平均降雨量為700900mm，年平均氣溫為13，最高溫度38，最低溫度-8，霜凍期160天，廠區(qū)所在地鐵路公路交通方便，水、電、天然氣保證供給；（2）坯用原料：兩種硬質(zhì)原料，兩種半硬質(zhì)原料，三種軟質(zhì)原料；（3）燃料為凈化煤氣QD=16000KJ/Bm3；（4）燒成溫度1800；（5）采用一次燒成，合格品率為98%；（6）坯料灼減量為5

13、%；第三章 工藝流程選擇3.1選擇工藝流程的原則進行工藝流程設計最基本的是先要保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求。在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的情況下，盡可能簡化流程，縮短生產(chǎn)周期。工藝流程的選擇應在一定程度上體現(xiàn)技術(shù)先進性和可靠性，并要注意吸收類似工廠在實踐中所積累的豐富經(jīng)驗。機械化與自動化是現(xiàn)代陶瓷廠發(fā)展的方向。選擇流程時應從工廠規(guī)模及當時的實際情況出發(fā)，盡可能提高機械化程度，降低勞動強度。必須進行技術(shù)經(jīng)濟分析，使建廠后各項技術(shù)經(jīng)濟指標經(jīng)濟合理。另外，應注意到產(chǎn)調(diào)節(jié)的靈活性，使選用的工藝流程可靠、適用、先進、合理。3.2 選擇工藝的依據(jù)3.2.1 物料的組成和性質(zhì)原料的組成和性質(zhì)直接影響原料加工處理的方法。如塊狀硬

14、質(zhì)原料，就應加強破碎并對其粒度的控制，對于石英等難磨原料，可以進行預燒處理，對于軟質(zhì)原料，由于水溶性強應該保持干燥，所以在設計時因該考慮室內(nèi)堆放。陶瓷原料中不能含鐵，因此在設計過程中球磨機的襯板和研磨體都不能選用鋼鐵，另外原料和運輸過程可能會摻雜一些鐵雜質(zhì)，所以在球磨后和壓磚前應該除鐵。3.2.2 品種及質(zhì)量要求產(chǎn)品品種及質(zhì)量要求，直接關(guān)系到原料加工程度、坯料的配方及生產(chǎn)方法。像拋光磚由于滲花深度的要求，那么需要調(diào)節(jié)好滲花液的溫度和比重，由于拋光磚不施釉，因此對坯體的白度要求很高，需要注意原料的精選和除鐵。3.2.3 工廠規(guī)模及技術(shù)裝備水平工廠的投資、規(guī)模、品種和技術(shù)裝備情況，也會影響流程的選

15、擇。對于投資較多的大型工廠，可以采用機械化水平高的的工藝技術(shù)和大型高效的設備，對于資金少，勞動密度大的企業(yè)，可以適當增加場地面積和增加人員素質(zhì)培訓。3.2.4 建廠地區(qū)氣侯條件建廠地區(qū)氣候也影響工廠的布置，例如工廠的原料車間因該選在下風向，在選擇漿池時應該注意地下水可能的影響，如果廠區(qū)降水量大，那么在選擇原料庫時可以適當考慮增加原料的存儲天數(shù)，如果廠區(qū)的氣候溫度高，那么泥漿在球磨和噴霧干燥時適當加入減水劑，廠內(nèi)應該多配備風扇等設備，加強廠內(nèi)的空氣對流。3.3 工藝流程在陶瓷廠，采用一個比較好的工藝流程，不僅能減短生產(chǎn)的過程，減少生產(chǎn)過程中物料的損耗，還能改善生產(chǎn)環(huán)境，減少生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的競

16、爭力，在能保證正常生產(chǎn)的前提下，力求工序最少。根據(jù)在拋光磚廠的實習認識情況和陶瓷工藝學的知識，在保證產(chǎn)品質(zhì)量不降低和生產(chǎn)連續(xù)流暢的情況下，盡量簡化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，決定采取以下工藝流程見圖3-1。軟質(zhì)原料原料庫硬質(zhì)原料露天堆場鏟車送料配料機皮帶運輸球磨機粗漿池過篩、除鐵精漿池高位漿池噴霧干燥造粒陶瓷柱塞泵振動篩皮帶運輸粉料倉皮帶運輸波紋皮帶皮帶運輸給料倉壓機成型干燥窯調(diào)節(jié)比重絲網(wǎng)印花燒成窯測溫刷灰、吹灰噴水急冷拋光磨邊上防污劑分級、包裝成品倉淋水滲花液變形檢測烘干 圖3-1 總工藝流程圖3.4 工藝參數(shù)在陶瓷生產(chǎn)中，任何參數(shù)的確定必須基于生產(chǎn)的穩(wěn)定。比如陶瓷原料，遠地原料考慮到運輸和原料

17、存儲量的關(guān)系，一般選擇存儲23個月，而本地原料，由于運輸方便，可以選擇10天到半個月，陶瓷泥漿的均化、攪拌時間一般選擇24小時，粉料的陳腐期一般也為24小時,在設計時需要考慮兩天的容量。在穩(wěn)定生產(chǎn)的前提下，力求零損失，零浪費，比如燒成的合格率，工廠需要控制在97%以上，配料和成型的損失率都需要小于0.5%，還有一些參數(shù)是根據(jù)生產(chǎn)的經(jīng)驗，例如泥漿的含水率大致在30%40%左右，粉料的含水率在7%8%左右，印花的溫度需要控制在5060，磨邊尺寸大概需要10mm。根據(jù)陶瓷生產(chǎn)經(jīng)驗和陶瓷廠工藝設計概論9中物料平衡計算和定額指標、工作制度及定員兩節(jié)，結(jié)合本人理解和認識，以及在陶瓷廠實習收集到的資料，確定

18、全廠生產(chǎn)各工段工藝參數(shù)，其主要工藝參數(shù)見表3-2。表3-2 滲花拋光磚主要工藝參數(shù)外地原料儲備期（月）本地原料儲備期（天）粉料倉儲備期（天）配料、球磨損失率噴霧干燥損失率成型車間損失率干燥損失率21020.5%0.5%0.2%0.2%燒成合格率產(chǎn)品燒成收縮率拋光合格率灼減泥漿水份粉料水份出干燥窯水份98%10%98%5%32%7.0-8.0%<0.5%吸水率產(chǎn)品單重干燥周期燒成周期干燥溫度燒成溫度印花溫度<0.1%21.5kg/m220min55min100-200120050-60干燥窯溫度產(chǎn)品規(guī)格成型、干燥、印花回料率噴霧造粒等回料率磨邊預留尺寸拋光預留尺寸原料庫硬質(zhì)原料儲備期

19、（天）160800×800 mm1.2%1%10mm1mm10 第四章 物料平衡計算由于設計所用的原料沒有具體給出，那么我們假定他們分別為A、B、C、D、E、F、G，其中A、B為硬質(zhì)原料，C、D為半硬質(zhì)原料，E、F、G為軟質(zhì)原料，且A、B、E、F為遠地原料，C、D、G為本地原料。在這里，我們假定配方中原料配比為A：B：C：D：E：F：G=2:1:3:1:2:4:1，同時為了方便計算，硬質(zhì)原料的含水率我們假定為3%，堆積選擇密度為1.2 t/m3，半硬質(zhì)原料的含水率我們假定為5%，堆積密度為1.4 t/m3 ，軟質(zhì)原料的含水率假定為10%，堆積密度為1.5 t/m3。假定泥漿密度為1.

20、70g/cm3，球磨時間為11個小時，放漿和加料時間各為1小時。原料的詳細參數(shù)歸納起來見表4-1：表4-1 原料的詳細參數(shù)ABCDEFG質(zhì)地硬質(zhì)硬質(zhì)半硬質(zhì)半硬質(zhì)軟質(zhì)軟質(zhì)軟質(zhì)水分3%3%5%5%10%10%10%堆積密度（t/m3）1.21.21.41.41.51.51.5配料比例2131241其他條件：泥漿的密度：1.70 g/cm3，球磨周期：11h，放漿1h，加料1h根據(jù)設計的要求，年產(chǎn)300萬m2，產(chǎn)品單重21.5kg/m2，產(chǎn)品的規(guī)格為800×800×10 mm，可以計算出年產(chǎn)成品總量： G年=300×10000×21.5=6.45×1

21、07 kg根據(jù)陶瓷廠生產(chǎn)的經(jīng)驗，一年之內(nèi)由于檢修和烘窯，需要停產(chǎn)12個月，這里我們選擇45天，來進行計算，那么每天的成品產(chǎn)量為：G天=G年÷（365-45） =6.45×107÷320 =2.016×105 kg成品的體積：V成=0.8×0.8×0.1=0.064 m3考慮到拋光磚需要磨邊和拋光，根據(jù)表3-2的主要工藝參數(shù)，磨邊、拋光前產(chǎn)品的體積為V產(chǎn)=（0.8+0.1）×（0.8+0.1）×（0.1+0.01）=0.0891 m3假定拋光磚拋光磨邊前后都是均勻長方體，那么，磨邊拋光之前每天產(chǎn)品的質(zhì)量為：G產(chǎn)=G天

22、×V產(chǎn)÷V成 =2.016×105×0.0891÷0.064=2.81×105 kg根據(jù)拋光合格率及燒成合格率和燒成酌減，產(chǎn)品入窯前的質(zhì)量為：G入=G產(chǎn)÷燒成合格率÷拋光合格率÷（1-燒成酌減）=2.81×105÷0.98÷0.98÷（1-0.05）=3.1×105 kg考慮產(chǎn)品在成型、干燥過程中的損失，那么每天需要的粉料質(zhì)量為： G粉=G入÷（1-成型損失率）÷（1-干燥損失率） =3.1×105÷0.98

23、7;0.98 =3.23×105 kg噴霧干燥后的粉料含水率在7%8%之間，這里我們?nèi)?.5%，而泥漿含水率為32%，在噴霧干燥過程中，由于細小粉塵不能被收下而隨著尾氣排除以及粉塵粘在噴霧干燥塔避的緣故，物料會有損失，根據(jù)噴霧干燥損失，噴霧干燥前的泥漿質(zhì)量：G漿=G粉×（1-粉料含水率）÷（1-噴霧干燥損失）÷（1-泥漿含水率） =3.23×105×0.935÷0.995÷0.68 =4.47×105 kg料漿體積：V漿=G漿÷料漿密度 =4.47×105÷1.70÷

24、;1000 =263 m3根據(jù)干物質(zhì)量守恒，粉料中的干物質(zhì)量應該等于原料減去運輸及球磨過程中的損失后的干料重量：G漿×（1-泥漿含水率）=（2+1）X×（1-3%）+（3+1）X×（1-5%）+（2+4+1）X×（1-10%） ×1-0.005 4.47×105×0.68 =(2.91X+3.8X+6.3X) ×0.995 X=23481 kg每天需要消耗的原料總質(zhì)量為： G天=（2+1+3+1+2+4+1）X =14×23481 =328734 kg那么各種原料的每天消耗量為： GA=23481

25、5;2=46962 kg GB=23481×1=23481kg GC=23481×3=70443 kg GD=23481×1=23481 kg GE=23481×2=46962 kg GF=23481×4=93924 kg GG=23481×1=23481 kg第五章 露天堆場和原料庫設計根據(jù)第三章選擇的各種原料的儲備期，這里我們計算出各個原料需要的堆積體積：帶入數(shù)據(jù) VA=46962×60÷1.2÷1000=2348.1 m3 VB=23481×60÷1.2÷1000=11

26、74.1 m3 VC=70443×10÷1.4÷1000=503.2 m3 VD=23481×10÷1.4÷1000=167.8 m3 VE=46962×60÷1.5÷1000=1878.5 m3 VF=93924×60÷1.5÷1000=3757.0 m3 VG=23481×10÷1.5÷1000= 156.6 m3對于硬質(zhì)和半硬質(zhì)原料，采用的是露天堆放，在這里我們設定堆積墻的高度為H=5m，堆積料倉的寬度統(tǒng)一為D=15m，考慮到裝卸料和翻料的

27、方便，這里我們?nèi)￠L度富裕系數(shù)為=1.3 帶入數(shù)據(jù) =40.8m同理可得 =20.4 m =8.8m =3.0 m原料庫是用來堆放軟質(zhì)原料和均化陳腐好的硬質(zhì)原料，這些原料一般會立即投入球磨機進行配料粉磨，所以一般采用室內(nèi)堆放方式。在第三章中，我們選擇原料庫中硬質(zhì)原料的儲備期為10天。在這里，同樣取堆積墻的高度為H=5 m，取堆積的寬度為D=10 m，同樣取長度富裕系數(shù)為=1.2由 =9.4 m =4.7 m =12.1 m =4.1 m =45.1 m =90.2 m =3.8 m 由于E、F占用的長度過大，不適合放置在球磨工段內(nèi)，我們選擇將它們挨著露天原料堆放，寬度也取15m，堆積高度選擇5m

28、，上面加頂棚，墻高度為7m。那么： =30.1m =60.2 m第六章 球磨工段設計6.1球磨機的計算和選型球磨機是陶瓷廠的細碎設備，在無論是配料還是釉料粉磨過程中，都很起到很好的研磨和混合效果，在陶瓷生產(chǎn)過程中，一般選用間歇性球磨機10。球磨機球磨方式有濕法球磨和干法球磨兩種，因為濕法球磨適合多種物料和添加劑的混合精細研磨，使瘠性物料與塑性物料攪拌混合均勻，還能在短時間球磨后即可獲得符合生產(chǎn)要求的粒度和粒度分布范圍的物料，且粉塵少，對環(huán)境的污染小。因此濕法球磨在陶瓷生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，本設計也同樣采用濕法球磨。陶瓷生產(chǎn)原料中不能含鐵，因此球磨機的襯板不能選用高錳鋼或金屬合金，可以采用高鋁

29、襯板或者是橡膠襯板，由于橡膠襯板質(zhì)量輕，負荷輕，動力消耗小，使用壽命長，磨球消耗低而且工業(yè)噪音低11，因此在這里我們選用橡膠襯板，對于研磨體陶瓷廠一般采用陶瓷球，陶瓷球的級配按照大、中、小=5:1:4進行配合，同時根據(jù)陶瓷廠生產(chǎn)的經(jīng)驗取料、球、水=1:1:0.5進行配料。那么每次加入陶瓷球和水的質(zhì)量：G球=G天=328734 kgG水=0.5G天=164367 kg根據(jù)第四章選擇的球磨時間11h，放漿時間1h，加料時間為1h，那么計算球磨機的總的噸數(shù)。 G =G天×（球磨時間+放漿時間+加料時間）÷24 =328734÷24×(11+2) =178064

30、 kg從上面的計算看成，需要的陶瓷球磨機總的噸位在180噸，考慮到目前國內(nèi)100噸球磨機產(chǎn)品還不夠成熟，我們選用60噸球磨機。 60X=180在這里我們?nèi)=3?？紤]到擴大生產(chǎn)、球磨機的檢修和工業(yè)限電，我們這里60噸球磨機多選擇2臺。因此，球磨機選擇為60噸球磨機5臺。且所有相同型號的球磨機不是在同一個時間開球和停球，這樣可以方便工人喂料和卸料，同時也可解決同時啟動造成的功率不夠。根據(jù)選擇，球磨機的參數(shù)見表6-1：表6-1 所選60T球磨機參數(shù)筒體尺寸（mm）筒體厚度(mm)有效容積(m3)筒體轉(zhuǎn)速(r/min)主電機功率(kw)輔電機功率(kw)E形皮帶數(shù)(條)軸頭直徑(mm)60噸球磨機3

31、900×9000181071125018.538650 6.2喂料機和輸送皮帶的選擇由于我們喂送的物料需要進行稱量和進行傾斜運輸，那么我們可以選用鏈板式喂料機，因為它能夠輸送的粒度范圍大，牽引力大、傾斜角度大可以達到（+35°）生產(chǎn)能力能夠可達1000m3/h，可靠性高并能保證較均勻的喂料12。根據(jù)我們球磨機的選擇，選擇的都是60噸的球磨機，由于球磨機型號相同，所以喂料高度一樣，我們只需要一組喂料設備。喂料機選擇原則是在加料時間1h之內(nèi)可以加滿一個球磨機需要的料。根據(jù)要求，我們選擇的鏈板式喂料機的型號如表6-2：型號槽板寬度(mm)頭尾輪軸中心距(mm)給料速度(m/s)最

32、大給料粒度(mm)喂料量t/h傾角電機功率(KW)重量(t)BW800030.0543504070241119.3 表6-2 鏈板式喂料機參數(shù)對于選定的喂料機，長度為15m, 寬度為0.8m，高度3m，由于沒有給定高度，這里，我們假定高度為3m，其中料斗的高度為1.5m。在這里，我們假定輸送皮帶的離地高度為0.5m輸送高度和輸送皮帶的長度確定：在球磨機選項中，對于選定的60噸球磨機，直徑為3.9m，磨機與地面距離的放漿高度我們選擇0.6m，磨機與上面加料口的高度選擇0.4m，加料臺厚度我們選擇0.015m，加料臺上面的水平皮帶運輸機高度我們假定為0.5m，傾斜皮帶與水

33、平皮帶的高度距離我們選擇0.15m，上面的90°轉(zhuǎn)角漏斗高度為1.2m。那么，加料臺的高度H加=球磨機離地高度+球磨機外徑+球磨機離加料臺的高度 =0.6+3.9+0.018×2+0.4 =5 m喂料機需要輸送物料的高度為：H=加料臺高度+加料臺厚度+轉(zhuǎn)角漏斗高度-喂料點的離地高度 =5+0.015+1.2-0.5 =5.715 m整體高度:H總=加料臺高度+加料臺厚度+轉(zhuǎn)角漏斗高度 =5+0.015+1.2 =6.215在這里，我們?nèi)≥斔蛶У膬A角為20°，那么，傾斜皮帶的長度為L=H÷cos20°=15.54 m在這里，我們選擇球磨機的兩側(cè)支

34、撐架的寬度為0.2m，兩臺球磨機之間的距離為2m，并且假定球磨機的加料口在球磨機的中央，那么加料臺上面的水平皮帶長度為：式中 L水平皮帶的長度 n球磨機個數(shù) d相鄰球磨機之間的距離 a支撐架的寬度帶入數(shù)據(jù)： =45.6 m即加料臺上的水平皮帶的長度為45.6 m6.3 漿池的確定球磨工段的漿池分為兩種，粗漿池（也稱半成品漿池）和精漿池（成品漿池），粗漿池主要用來對球磨機放漿進行存儲，精漿池用來存放過篩、除鐵后的泥漿。由于球磨機的放漿不是在同一時間，因此滾筒篩和除鐵器各選擇兩臺就夠了。粗漿池設計的原則是能夠容納一個球磨機放漿的體積。為了放漿的方便，我們選擇每兩個球磨機共用一個粗漿池。漿池的深度我

35、們選擇h=2.5 m根據(jù)本章我們選擇的球磨機的噸位，那么每個球磨機每次放漿時的的放漿體積為： =60÷1.7 =35.3m3 =2.12這里我們?nèi)≈睆絛=4.4m，即3個高度為2.5m，直徑為4.4m的粗漿池在泥漿放入粗漿池過程中，需要用8目的平板篩來過篩大塊物料和球石。由于有高度差，因此不需要任何動力輸送設備，我們就直接用凹槽設備讓泥漿流入粗漿池。對于精漿池，由于泥漿需要攪拌、均化24小時，這里我們假定每次球磨機放漿之后，泥漿泵能夠在1h內(nèi)將泥漿抽取都精漿池內(nèi)部，那么，經(jīng)過攪拌、均化24h后，第三次的泥漿又將馬上抽如精漿池，那么我們設計的原則是能夠容納所有的球磨機（包括備用球磨機）

36、的三次放漿。 = =529.5 m3在這里，我們?nèi)【珴{池的深度為H=4m，為了能裝下每次放漿的整數(shù)倍，我們?nèi)【珴{池的個數(shù)為5個，那么 = =2.66 m這里，我們?nèi)≈睆綖?.4m，即選擇5個精漿池，漿池的深度為4 m。6.4泥漿泵的選型陶瓷泥漿是粘稠，而成固體含量高的流體，在工業(yè)生產(chǎn)中一般采用泥漿泵或者是柱塞泵來實現(xiàn)泥漿的管道運輸。在陶瓷生產(chǎn)中，需要用到泵的地方大致有三個，第一個是粗漿池運輸?shù)骄珴{池，第二個是精漿池運送到高位漿池，第三個是高位漿池運輸運輸?shù)絿婌F干燥塔。由于粗漿池到精漿池以及精漿池到高位漿池的輸送高度和壓力都不大，所以，我們考慮用泥漿泵來運輸。6.4.1 粗漿池到精漿池的泥漿泵選

37、型粗漿池到精漿池過程中需要經(jīng)過過篩和除鐵，在這里，我們選擇過80目的滾筒篩，滾筒篩的高度假定為1m，除鐵機的高度假定為2m，選擇的原則是能將漿池內(nèi)部在下一次放漿過程中能將原來的泥漿抽走。根據(jù)上一節(jié)的討論，泥漿泵需要能夠在1h之內(nèi)將泥漿抽取到精漿池，在這里，我們選擇3個泥漿泵，即每個粗漿池一個一個柱塞泵，每小時需要抽取的泥漿體積：Vh= V漿 ÷1 =35.3÷1 =35.3 m3需要的最小揚程 h=地面高度+漿池深度 =2+2.5=4.5 m根據(jù)計算所得，我們選擇的泥漿泵如下表6-3：表6-3 粗漿池到精漿池的泥漿泵型號轉(zhuǎn)速(r/min)流量 (m3/h)揚程(m)電機功率

38、(KW)全機泵重(Kg)NL76A-9143050-709-10380 6.4.2 精漿池到高位漿池的泥漿泵選型同理對于由精漿池，在這里，我們假定噴霧干燥工段的高位漿池高度為3m，一般來說由于精漿池需要源源不斷地向高位漿池輸送泥漿、需要那么這里，我們選型的原則是能夠在第四次泥漿抽過了之前，將第一次放漿的泥漿抽走，與在下一次放漿前的一小時能夠全部抽到高位漿池，也就是說能在12h之內(nèi)將2個第一次放漿的漿池的泥漿全部抽走，這里我們選擇5個泥漿泵，每個精漿池一個，那么單個泥漿泵每小時需要抽取的泥漿體積為：VH = = =8.825 m3需要的最低揚程： H=高位漿池高度+泥漿池深度 =3+4 =7 m

39、根據(jù)計算，我們選擇的泥漿泵型號如表6-4：表6-4 精漿池到高位漿池的泥漿泵型號轉(zhuǎn)速(r/min)流量 (m3/h)揚程(m)電機功率(KW)全機泵重(Kg)NL50A-12143025-3812-14380第七章 噴霧干燥工段設計7.1 高位漿池設計高位漿池用于向噴霧干燥塔里面輸送泥漿，在這里需要用柱塞泵將泥漿以高壓霧化進入噴霧干燥塔，高位漿池一般是建立在地面上的，它起到一個泥漿中轉(zhuǎn)的作用。在上一章，我們選定了高位漿池的高度為3m，那么根據(jù)工廠的經(jīng)驗，高位漿池的直徑一般為23m，這里我們?nèi)≈睆綖?m，即高位漿池為高3m，直徑為3m的圓柱體漿池。7.2噴霧干燥塔的設計和選型7.2.1 噴霧干燥

40、塔形狀的介紹噴霧干燥塔是一種濕法制粉設備，廣泛用于在工業(yè)、食品、藥品等制造領(lǐng)域。在建陶行業(yè)中，噴霧干燥塔是濕法制粉的關(guān)鍵設備，從20世紀80年代開發(fā)成功以來，已經(jīng)廣泛應用于建筑陶瓷墻地磚生產(chǎn)過程中，噴霧干燥塔生產(chǎn)的顆粒粉料，仍然是目前大型壓機最理想的成型粉料13。在陶瓷行業(yè)中應用較多的是壓力式噴霧干燥塔，因此本設計采用的也是壓力式噴霧干燥塔。噴霧干燥塔的工作流程是將含水量高達30%50%的泥漿由柱塞泵抽取上來經(jīng)過霧化噴嘴霧化成50300m的霧滴由下往上噴入塔內(nèi)，同時熱風爐的熱起來從噴霧干燥塔的頂部從上往下流動，泥漿和熱氣流在接觸過程中迅速發(fā)生熱交換，泥漿霧化脫水，被干燥成只含有7%8%的空心粉

41、狀物料，物料在重力的作用下聚集于塔底，由下面的運輸皮帶運輸至粉料倉，而熱交換后的氣流則是從干燥塔下方，經(jīng)過收塵器和洗滌塔，最后排入大氣中。整個系統(tǒng)采用負壓操作14。1 - 熱風爐 2 - 熱風管道 3 - 干燥塔體 4 - 霧化噴嘴 5- 排風管道6 - 旋風除塵器 7 - 水浴除塵器 8 - 排風機 9 - 粉料振動篩 10 - 柱塞泵11 - 電氣控制系統(tǒng)圖7-1 噴霧干燥工藝原理圖7.2.2 噴霧干燥塔的選型在進行塔體設計之前，我們先來確定一些參數(shù)：泥漿霧化壓力P，泥漿霧化壓力取1.41.5MPa，過高會損壞柱塞泵，這里我們?nèi)?.5MPa霧化噴槍的角度，這里我們選擇120°霧化

42、噴嘴的霧化角，一般為90120°之間，這里，我們選擇90° 圖7-2 噴槍角度和噴嘴霧化角度在這里我們選擇噴霧干燥塔的依據(jù)是能夠?qū)⒕珴{池抽過來的泥漿同步進行噴霧干燥，那么，考慮到噴霧干燥塔可能會進行檢修、洗塔等因素，取平均工作時間為20h/天那么每小時需要干燥的泥漿體積為： =17.65 m3質(zhì)量：=30 t需要蒸發(fā)的水分量：=7.95 t/h噴霧干燥塔每小時最多產(chǎn)生的粉料量： = =22.05 t根據(jù)每小時需要蒸發(fā)的水量，我們選擇的噴霧干燥塔參數(shù)如下：表 7-1 所選噴霧干燥塔的參數(shù)型號水分蒸發(fā)量（kg/h）進風溫度（）出風溫度（）干燥塔直徑（mm）產(chǎn)品收率干燥塔尺寸YP

43、G-1000010000140-450，可調(diào)70-1101450095-99.9%根據(jù)要求和工段布置噴霧干燥塔需要其他一些附屬設備，包括熱風爐、帶式收塵器、沉降室等，這些是噴霧干燥塔的廠家配套，因此這里不比做設計。7.3 噴霧干燥塔的節(jié)能在建筑陶瓷生產(chǎn)過程中，噴霧干燥塔是耗能大戶，如何節(jié)能一直是大家關(guān)注的大事，隨著目前燃料價格的上漲，能源危機與激勵的市場競爭要求陶瓷生產(chǎn)過程降低能耗，如何降低噴霧干燥塔的能耗，對于降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益及促進陶瓷行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義。根據(jù)14,15可以采取以下方法：提高熱風的進塔溫度，降低熱風的出塔溫度，提高熱風的進塔溫度能夠顯著提高噴霧干燥塔的

44、熱效率，降低熱風離塔溫度可以保證最大限度地用熱風干燥泥漿霧滴；降低陶瓷泥漿的含水率，泥漿含水率的減少可以降低氣化需要的熱量，在生產(chǎn)實踐過程中可以通過在泥漿中加入減水劑來最大限度地降低泥漿的含水率；提高泥漿的溫度，提高泥漿的溫度，可以降低泥漿的粘度，改善泥漿的霧化性能，同時也減少了氣化需要的熱量；同時可以用熱交換機利用出塔廢氣來預熱助燃空氣來降低燃料的消耗。除了提高熱利用效率，注意加強噴霧干燥塔及其附屬設備的保溫和熱量損失也能降低噴霧干燥塔的能耗，例如為了減少熱風管道的損失，可以在熱風管道上加上200-300mm的保溫層，塔體周圍可以采用保溫棉或珍珠巖粉，為如塔熱風配備分風機，確保塔內(nèi)橫截面的熱

45、風均勻，定時檢查風管、塔體的保溫層是否完好，塔體內(nèi)壁的焊縫是否開裂，漏風現(xiàn)象并及時補焊，定期檢查排風管道、旋風收塵器、水浴除塵器的焊縫是否有開裂，并及時維修。7.4輸送皮帶和料倉的確定選定噴霧干燥塔之后，我們假定噴霧干燥塔的離地高度為1.5m，噴霧干燥塔出來的粉料需要過68目的滾筒篩，物料過篩后下落到水平皮帶上，然后由波紋皮帶對物料進行運輸。最后波紋皮帶卸料在水平皮帶上，由水平皮帶運輸?shù)椒哿蟼}。由于我們選擇粉料倉的儲備期為2天，在陶瓷行業(yè)中，粉料的陳腐期一般為24小時，因此粉料倉的設計原則只需要保證能夠容納兩天噴霧干燥塔所產(chǎn)生的粉料。由上一節(jié)噴霧干燥塔每小時最多產(chǎn)生的粉料量為假定粉料的堆積密度

46、為1.2 t./m3，那么需要的總的料倉體積為 = =735 m3考慮到波紋皮帶運輸傾角限制，這里料倉高度我們?nèi)?m，取8個粉料倉 由帶入數(shù)據(jù) =2.21 m即8個粉料倉，料倉的高度為6m，直徑取4.5m，同時為了卸料方便，我們假定每個粉料倉下方的錐形卸料口高度為2m粉料倉空間布置我們用鋼架平臺支持，在這里，我們假定粉料倉下面的水平皮帶高度為1m，豎直皮帶的高度為0.7m，卸料口與水平皮帶之間的高度為0.2m，那么鋼架平臺支持的粉料倉的離地高度為 h=1+0.2=1.2m假定假定噴霧干燥塔下方的水平皮帶高度為0.8m，與波紋皮帶的卸料高度為0.3m，粉料倉上方的水平皮帶的高度也為0.5m，波紋

47、皮帶與水平皮帶之間的卸料高度為0.3m，那么，波紋皮帶運輸?shù)椒哿蟼}的高度為H=h+料倉高度+波紋皮帶與水平皮帶之間的卸料高度+粉料倉上方的水平皮帶的高度-噴霧干燥塔下方的水平皮帶高度+下方水平皮帶與波紋皮帶卸料高度 =1.2+6+2+0.3+0.5-0.8+0.3 =9.3 m粉料倉占用的總高度H總=h+料倉高度+波紋皮帶與水平皮帶之間的卸料高度+粉料倉上方的水平皮帶的高度 =1.2+6+2+0.3+0.5 =10m第八章 原料車間布置以及全廠面積略算8.1 露天堆場的布置為了便于運輸和卸料，原料倉在位置選擇上因該靠近公路，因此我們將原料倉設計在運輸公路旁，與運輸公路相平行一字排開，在原料卸料

48、之前需要經(jīng)過地磅稱，公路的寬度假定為5m。原料庫在選擇上應該靠近原料倉，且門開口要方便鏟車運輸。為了便于配料，我們將原料倉放入球磨工段（E、F倉放在外面），考慮到F的堆積寬度剛好是E的兩倍，為了統(tǒng)一高度和便于土木施工，這里的原料庫取3個E寬度的堆場?？紤]到卡車運輸方便，我們?nèi)÷短於褕龊驮蠋熘g的水平和垂直通道的寬度都為6m，這里考慮到門口的值班室和地磅，我們?nèi)?0m。露天堆場的堆墻不與其他墻共用，堆墻與后面的綠化帶之間留0.5m的距離，對于所有的墻，取寬度為0.3m。露天場的面積： 8.2 球磨工段的布置球磨工段應該緊靠原料庫，為了使得占地寬度不是太大，這里我們選擇喂料機物料輸送方向與球磨機

49、平行，在頂部卸料口可以安裝一個90°犁口卸料裝置，為了方便鏟車喂料，原料庫與喂料機之間的寬度為5.5m。喂料臺的高度比球磨機的寬度略寬，這里我們?nèi)?.5m。為了便于統(tǒng)一控制，我們把粗漿池3個泥漿泵和精漿池的5個泥漿泵開關(guān)集成到一次。喂料臺與粗漿池之間的距離為1.4m，粗漿池與精漿池之間的距離為5m。精漿池與墻壁之間的過道為1m，假定那么球磨工段占用的寬度為： D=原料倉寬度+原料倉與喂料機之間的距離+喂料機寬度+球磨機直徑+球磨機與粗漿池距離+粗漿池直徑+粗漿池與精漿池距離+精漿池直徑+精漿池離墻距離D=10+5.5+0.8+4.5+1.4+4.4+5+5.4+1 =38 m由于我們

50、選的球磨機支架的寬度為0.2m，球磨機間距為2m，選擇球磨機前后方的離墻高度都為2m，那么，球磨工段的長度為：L= =59 m球磨工段的面積為： =2242 m28.3 噴霧干燥工段布置：噴霧干燥工段由熱風爐、風機、高位漿池、柱塞泵、沉降室、噴霧干燥塔、帶式收塵器、大風機、洗滌塔等組成，由于其他都是為噴霧干燥塔服務的，所以布置時可以考慮將干燥塔放在中央位置。由于其他的設備需要噴霧干燥塔的生產(chǎn)公司來確定，考慮到噴霧干燥塔的直徑為14.5m，那么我們?nèi)婌F干燥塔工段的寬度和球磨工段的寬度一致為38 m，長度為20m，那么噴霧干燥塔工段的面積為 =760 m28.4 料倉和成型車間：根據(jù)，我們選擇的料倉為8個，直徑為4.5m，高度為6m，料倉采用4個料倉并排堆放，離墻距離為1m，在這里我們?nèi)×蟼}到壓機口的水平距離為3m，壓機的長度假定為3m，壓制和刷坯線的長度這里我們?nèi)?0m，那么成型車間的長度為： 式中 d粉料倉的直徑 l1粉料倉離墻距離 l2粉料倉到壓機給料口的水平運輸距離 l3壓機的長度 l4壓制、刷坯線的長度帶入數(shù)