1、辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 I 页年产 35000 吨镁碳砖车间设计摘 要当今社会经济迅速发展，国家对于钢铁的需求量也随之增大，决定钢铁产量与成本的就是耐火制品。而镁碳砖作为一种优质的耐火材料，以其优良的抗碱性渣侵蚀能力和良好的热震稳定性，被广泛的应用于电炉、转炉、精炼炉及钢包内衬等重要的部位。本设计是年产 35000 吨转炉用镁碳砖 MT-14B 和 MT-18C 生产车间设计，以电熔镁砂和鳞片石墨为主要原料，酚醛树脂作为结合剂，金属 Al 粉作为抗氧化剂。本设计介绍了镁碳砖的发展历史、分类组成、性能、损毁机理以及未来发展；详细的叙述了所设计产品的工艺流程、设备选择及工艺流程布置
2、进行了阐述与论证；对各工段所需物料量和机械设备数量进行了物料平衡计算和设备选择计算。本设计的主要特点是工艺流畅，布局合理，环境污染小，对废砖坯体进行回收再利用降低成本，自动化程度高，安全保护措施完善等优点。关键词：镁碳砖；生产工艺；车间设计全套图纸加 153893706辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 II 页AbstractIn todays rapid development of social economy, the demand for steel in our country is also increasing. Therefore, what determines ste
3、el production and cost are refractory products. However, magnesia carbon brick as a kind of high-quality refractory materials, with its excellent alkaline slag erosion resistance and good thermal shock resistance, is widely used in electric furnace, converter, refining furnace , ladle lining, and ot
4、her important parts. This design is for yearly producing 35000 tons of converter magnesia carbon brick MT - 14 b and MT - 18 c production workshop design, fused magnesia and flake graphite as the main raw materials, phenolic resin as binder, metallic Al powder as antioxidants. This design introduces
5、 the development history, classification, composition, performance, damage mechanism and the future development of magnesia carbon brick. Then, it describes in detail the technological process of the product design and equipment selection, and it also expounds the process flow arrangement and argume
6、nt. Moreover, for the quantity of the materials needed by stages and mechanical equipment, material balance calculation and equipment selection calculation are conducted. The main characteristics of this design are the process flow, reasonable layout and small environment pollution. In addition, its
7、 characteristics also include recycling and reuse of waste bricks body to reduce cost, a high degree of automation , improving the safety protection measures and so on.Key words: Magnesia carbon, process design, workshop design辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 III 页目 录摘要 IAbstract II1 绪论 11.1 镁碳砖的发展历史及其应用 .11.1.1
8、 镁碳砖的发展历史 .11.1.2 镁碳砖的应用 .11.2 镁碳砖的分类组成、性能及其损毁机理 .21.2.1 镁碳砖的分类、组成 .21.2.2 镁碳砖的性能 .41.2.3 镁碳砖的损毁机理51.3 镁碳砖的发展前景 .52 工艺部分 .62.1 生产工艺要点 62.1.1 原料选择 .72.1.2 破粉碎92.1.3 筛分 92.1.4 物料的贮存 92.1.5 配料 102.1.6 混练 10辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 IV 页2.1.7 成型 112.1.8 干燥 112.1.9 成品仓库 .112.2 工艺流程 122.2.1 工艺流程简述 .122.2.2 工艺流程
9、论证 .122.3 工艺参数 142.4 物料平衡计算 162.5 生产设备 212.6 仓库设施 223 生产技术检查系统说明 243.1 检查内容 .243.2 检查方法 243.3 检查制度 254 车间安装、检修与维护措施.265 生产车间除尘 276 生产车间安全措施 .297 本设计的主要特点 .30致谢31参考文献 32附录33一MT-14B 转炉镁碳砖 9000 吨/年 33二MT-18C 转炉镁碳砖 26000 吨/年 .36三 原料仓库的选择计算 40四 破粉碎混合设备的选择计算 42辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 V 页五 成型设备选择计算 .45六干燥工段的计算
10、 .45七成品仓库的计算 .47辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页1 绪论1.1 镁碳砖的发展历史及其应用1.1.1 镁碳砖的发展历史MgO-C 砖是 20 世纪 70 年代兴起的新型耐火材料，最早由日本九洲耐火材料公司的渡边明等人研制成功了镁碳砖。1988 年岛田康平等提出将高纯烧结镁砂制镁碳砖用于转炉上。同年, 联邦德国的 Arno Gardziella 博士提出耐火制品中作为结合剂和碳形成剂的酚醛树脂的选择标准; Tadeusz Rymon Lipinski 等 研究了吹氧转炉镁碳砖中金属添加物的反应。意大利的 B.DE Benedetti 等研究了树脂结合镁碳砖的耐侵蚀性。
11、1991 年鹿野弘等对镁碳砖的透气性进行了一系列的研究。1992 年 Gunar Klop 等研究了不同碳含量及镁砂成分对镁碳砖微观结构的影响。1998 年国外研究人员发现高粘性玻璃添加物可提高镁碳砖的抗氧化性和抗水化能力。我国于 1980 年前后开始研究镁碳砖, 1991 年黄向东等人对镁碳砖用结合剂合成工艺及性能进行了研究。1994 年胡超群等使用镁碳砖代替原有材料作电弧炉内衬, 提高了炉衬的使用寿命。1998 年谢建明等研制出铝镁碳砖用沥青结合剂。1999 年姚金甫等人研制出中间包等离子加热用导电镁碳砖,并投入实际应用 1。1.1.2 镁碳砖的应用镁碳砖广泛的用于转炉、电炉、高功率和超高
12、功率电炉衬砖及钢包壁与渣线等部分。表 1-1 转炉工作衬各部分的性能要求及所用耐火材料 2；图 1-1 转炉结构示意图；表 1-2 钢包各部分用镁碳砖；图 1-2 钢包结构示意图。表 1-3 电炉各部分用镁碳砖。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页表 1-1 转炉工作衬各部分的性能要求及所用耐火材料部位 要求炉口部位应砌筑具有较高抗热震性和抗渣性，耐熔渣和高温炉气冲刷，并不易粘钢。即使粘钢也易于清理的镁碳砖。炉帽部分 应砌筑抗热震性和抗渣性能好的镁碳砖。主要用 MT-14B炉衬的装料侧除应具有较高抗渣性和高温强度外，还应耐热震性好。一般砌筑添加氧化剂的镁碳砖。主要用 MT-14A。炉
13、衬的出钢侧受热震影响较小，但受钢水的热冲刷作用，采用与装料侧相同级别的镁碳砖，厚度可稍薄些。两侧耳轴部分除受吹炼过程的侵蚀外，其表面无渣层覆盖，因此衬砖中的碳极易被氧化，此外又不太好修补，所以侵蚀严重。主要用 MT-14A渣线部分这个部位与熔渣长时间接触，是受熔渣侵蚀的严重的部位。出钢侧渣线随出钢时间而变化，不够明显；但排渣侧，由于强烈的熔渣侵蚀作用，再加上吹炼过程中转炉腹部遭受的其他作用，这两种繁荣共同作用，侵蚀较为严重。主要用MT-14A熔池部分 在吹炼过程中虽然受钢水的冲蚀作用，但与其他部位相比，损伤较轻。主要用MT-14B出钢口部分出钢口受高温钢水侵蚀和温度急剧变化的影响，损毁较为严重
14、，因此应砌筑具有耐冲蚀性好，抗氧化性高的镁碳砖，一般产用整体镁碳砖，或组合砖的 MT-14A图 1-1 转炉结构示意图辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 2 页表 1-2 钢包各部分用镁碳砖钢包部位 渣线 包壁 包底 包底用耐火材料用耐火材料 镁碳砖 铝镁碳砖低碳镁碳砖铝镁碳砖铝镁不烧砖铝镁浇注料铝镁碳砖铝镁浇注料刚玉尖晶石浇注料水口座砖透气砖透气座砖引流砂（铬矿+硅石）表 1-3 电炉各部分用镁碳砖位置 砖型 MgO,% C,% 显气孔率,% 体积密度 g/cm3 常温耐压强度,MPa渣线 MT-14A 76 14 4 2.98 40熔池 MT-14B 75 14 4 2.96 35炉墙
15、 MT-10B 80 10 5 3.00 351.2 镁碳砖的分类组成、性能及其损毁机理1.2.1 镁碳砖的分类、组成镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁（熔点 2800）和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料作为原料，添加各种非氧化物添加剂。用炭质结合剂结合而成的不烧炭复合耐料。而制备镁碳砖的碳素材料主要为鳞片石墨，正由于石墨的存在，提高和改进了镁碳砖的性能。国标将目前生产的镁碳砖按碳含量分为 7 类，分别为含碳量为5%、8%、10%、12%、14% 、16%、18%。含碳量高，其抗氧化和抗侵蚀性能越好，这就是碳在镁碳砖中最重要的作用（见表 1-4） 3。含碳量增加到 25%30%，强度降低，耐磨性差
16、，但用在电弧炉和转炉耳轴部位时也取得较好的效果。每类又可以按镁砂 MgO 含量分级，每类又分 A、B、C 三种，因而共有 21 种牌号（见表 1-5） 4。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 3 页表 1-4 三种含碳量不同的镁碳砖脱碳层深度变化镁碳砖碳含量显气孔率% 碳含量%热传导率WmK镁砂含量MgO%SiO2 含量%脱碳层深度mm，1200 下 1 小时未加石墨 8.5 3.3 48 99.05 0.1 510%石墨 8.5 12 1115 98.1 0.75 220%石墨 8.5 22 1822 97.3 1.35 1表 1-5 不同牌号碳砖理化性能镁产品 显气孔率 /% 体积密度
17、 /(g/cm3) 常温耐压强 度/MPa 高温抗折强度（1400,30min）/Mpa w(MgO)/% w(C)/%MT-5A 5 3.150.08 50 85 5MT-5B 6 3.100.08 50 84 5MT-5C 7 3.000.08 45 82 5MT-8A 4.5 3.120.08 45 82 8MT-8B 5 3.080.08 45 81 8MT-8C 6 2.980.08 40 79 8MT-10A 4 3.100.08 40 6 80 10MT-10B 4.5 3.050.08 40 79 10MT-10C 5 3.000.08 35 77 10MT-12A 4 3.0
18、50.08 40 6 78 12MT-12B 4 3.020.08 35 77 12MT-12C 4.5 3.000.08 35 75 12MT-14A 3.5 3.030.08 40 10 76 14MT-14B 3.5 2.980.08 35 74 14MT-14C 4 2.950.08 35 72 14MT-16A 3.5 3.000.08 35 8 74 16MT-16B 3.5 2.950.08 35 72 16MT-16C 4 2.900.08 30 70 16MT-18A 3 2.970.08 35 10 72 18MT-18B 3.5 2.920.08 30 70 18MT-1
19、8C 4 2.870.08 30 69 18辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 4 页以产品原料质量来划分，镁碳砖可分为高、中、低 3 档，如表 1-65。表 1-6 镁碳砖的划分品种 主要原料高档镁碳砖 大结晶电熔镁砂、98 电熔镁砂、96 以上天然鳞片石英中档镁碳砖 97 电熔镁砂、94 以上天然鳞片石英抵挡镁碳砖 重烧镁砂、高纯镁砂、94 以上天然鳞片石英1.2.2 镁碳砖的性能1) 抗热冲击性能：镁碳砖具有良好的抗热冲击性能。从微观上来看，在于方鎂石和石墨膨胀不一致产生微小裂纹，宏观上却阻止了裂纹的发展。因为石墨和方镁石间结合比较弱，这就很容易设想裂纹将不能通过石墨，所以镁碳砖具有
20、优良的抗热冲击性能。另外良好的热传导率，也是提高抗热冲击性能的一个因素。2) 热传导率：镁碳砖热传导率较高，是其它砖的三到四倍，石墨的含量对热传导率大小有关。热传导率的提高提高了镁碳砖的热扩散率，提高了镁碳砖的抗热冲击性能。 3) 低气孔率和密实结构：砖越致密，气孔率越低。原料越纯，越能抗熔渣侵蚀。电熔镁砂比烧结镁砂致密，方鎂石结晶较大，因而电熔镁砂耐化学腐蚀和氧化镁被还原蒸汽的性能得到改善。4) 抵抗钢水和渣侵蚀的性能:石墨的润湿角大,使镁碳砖对钢水和渣不浸润。镁碳砖的热稳定性很好, 使用时砖在热状态下砖缝连接得紧密, 这些性质和条件使镁碳砖具有良好的耐浸蚀性能 6。5)热震稳定性能：石墨具
21、有高的热导率，低的线膨胀系数,小的弹性模量，且石墨的机械强度随温度的升高而提高。因此镁碳砖具有良好的抗热震性能。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 5 页6）高温蠕变性：镁碳砖与其他陶瓷结合耐火材料相比，显示出特别好的蠕变特性。因为镁碳砖的基质是由高熔点的石墨和镁砂细粉组成，且颗粒间存在牢固的碳结合网络，不易产生滑移，C 与 MgO 无共熔关系，液相少。1.2.3 镁碳砖的损毁机理镁碳砖对钢水和渣不浸润, 工作面内没有明显的变质层。镁碳砖损毁的机理是由于受炉内 FeO、CO 2 、O 2 的氧化脱碳作用。损毁过程是脱碳疏松腐蚀冲刷浸蚀。高碳镁砖含有较多的抗氧化的石墨，所以炉衬寿命长。镁碳砖
22、在使用中要尽可能避免与空气中 CO2 、O 2 等气体产生气相接触脱碳。在使用时砖的背面应涂上防氧化层, 或用砖料填充, 以免背面氧化脱碳 7。1.3 镁碳砖的发展前景自镁碳砖问世以来，已经历了 40 多年的历程。随着冶金行业的不断发展，对镁碳砖的要求不断提高，特别是在镁碳砖力学性能和抗氧化性能方面的要求越来越高。低碳镁碳耐火材料成为镁碳耐火材料新的发展热点。1）我们可以从原料下手，把主要的研究方向放在新型结合剂、抗氧化剂、低碳化进行综合研究。2）工艺条件的改进如粒度分布调整、调整压制方法等方法，并通过对试样密度以及耐压强度的测量分析研究总结规律，从而提高镁碳砖的力学性能，以取得最佳的使用效果
23、。3）利用新工艺对废弃镁碳砖的中和利用，减少耐火材料的废弃，增大耐火材料的利用率，以提高经济效益和社会效益，构建“节约型社会” ，走可持续性发展道路。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 6 页2 工艺部分2.1 生产工艺要点（1）原料要求：镁碳砖是指以镁砂和石墨为主要原料生产的耐火制品。为了提高制品的高温力学性能，本次设计生产中采用的是电熔镁砂。（2）颗粒组成：镁碳砖的颗粒组成确定原则应符合最紧密堆积原理和有利于混合均匀的原则。一般粗颗粒、中颗粒、细颗粒及细粉按照两头大中间小的要求进行配比，这样可使镁碳砖的性能可得到最大的利用。（3） 配料：将不同的颗粒组成的各种物料包括废砖、结合剂（酚醛
24、树脂）和添加剂（金属 Al 粉）等按一定的比例进行配料。在镁碳砖的制作中，除了电熔镁砂外，通常加入适量废砖，节约成本，也能使资源得到再利用。（4）混合：由于石墨密度轻，混炼时易浮于混合料的顶部，使之不完全与配料中的其他组分接触。一般采用高速混练机或行星式混料机。由于高速混炼机不破碎泥料颗粒，混合均匀，夹杂气体少、混料效率高，能控制混料温度，成型性能好、特别适合混合含石墨的耐火泥料，且设备对物料完全封闭，防尘性能好。因此本设计采用高速混炼机进行物料的混合。（5）成型：成型是提高填充密度，使制品组织结构致密化的重要途径。首先要根据所需砖型选择合适吨位的压力机。成型时要准确控制泥料重量、确保布料均匀
25、，打击次数及轻重需要满足要求。镁砂是瘠性物料，且配料水分含量少，一般不会出现因空气被压缩而产生的过压废品，因此可采用高压成型。（6）干燥：坯体成型后需经干燥车送入隧道干燥器在 250300之间高温下排除水分，物料与结合剂固化。镁碳砖一般不用烧成，工艺比较简单，可以节约能源，我国由于较丰富的镁砂和石墨资源，所以镁碳砖在我国的生产数量和质量都在不断提高。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 7 页2.1.1 原料选择镁碳砖的主要原料包括：烧结镁砂或电熔镁砂，鳞片状石墨，金属铝粉，以及有机结合剂酚醛树脂。1）镁砂的选取优质镁砂原料的条件：SiO 21%，CaO、SiO 2 的值应该在 1.82.8
26、 的范围内，Fe2O3+Al2O3 含量小于 1%，B 2O30.05%，尽可能选择 SiO2 含量低的镁砂。镁砂可分为电熔镁砂，烧结镁砂，镁碳砖中主要使用的是电熔镁砂，这是因为电熔镁砂方镁石发育完全，结晶粒粗大、颗粒的体积密度大，是生产镁碳砖中主要选用的原料, 化学成分见表 2.1。 表 2-1 镁砂化学成分指标镁砂MgO SiO2 CaO %Al2O3 %Fe2O3 %烧失% 体积密度 g/cm3电熔镁砂98.597.00.41.51.01.50.20.30.40.83.53.45烧结镁砂97.595.01.61.60.30.33.303.202）石墨的选取镁碳砖一般选用天然鳞片状石墨。鳞
27、片状石墨的熔点在 3700左右，其具有片层状的结构、抗热震性、润滑性能好、良好的化学稳定性能、导热率高以及热膨胀系数和弹性模量低等特点，是优秀的制备镁碳砖的碳素原料。石墨的鳞片厚度随纯度的提高而提高，抗氧化性能也随之提高，高温失重变小，但是其价格也就越高。在镁碳砖生产中需要根据实际的情况来确定石墨的用量和品质，选用的石墨应分为两个档次, 易损部位如耳轴、渣线、装料侧的加长砖宜选用 L197 牌号石墨; 其他部位宜选用 L195 牌号石墨。对石墨中 SiO2 含量应控制在最低范围。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 8 页镁碳砖的许多性能与石墨有密切的关系，随着石墨用量增加时，镁碳砖的热导系
28、数和热稳定性提高了，但是体积密度、常温机械强度、热膨胀系数有所下降。3）结合剂结合剂起着连结基质和颗粒的作用，在实际生产和使用过程中，基质和结合剂系统是镁碳砖两个薄弱环节。由于碳素材料的润湿性差，很难与镁砂形成高强度复合材料。结合剂是生产镁碳砖的关键材料。现在生产镁碳砖多数选用合成酚醛树脂作为结合剂。结合剂具备以下条件 8：a）常温下能保持适当的粘度和流动性, 对镁砂和石墨有良好的润湿性和亲和性, 不产生时效硬化。b）在热处理过程中能进一步聚合, 使制品具有较高的强度c）在升温过程中应有较高的残碳性, 同时焦化处理后的碳素聚合体有良好的高温强度。d）常温下硬化速度可以控制，不使制品产生过大的膨
29、胀与收缩，以避免制品开裂。e）有害物质含量少，可改善作业环境4）抗氧化剂镁碳砖的优良性能依赖于砖中碳的存在，他使用过程中碳的氧化易造成制品组织劣化，使炉渣沿着缝隙侵入砖中，侵蚀氧化镁颗粒，降低镁碳砖的使用寿命。目前主要通过抗氧化剂金属铝粉，提高镁碳砖抗氧化性能。抗氧化机理：a）金属铝粉与与氧反应，避免碳与氧反应。b）新生成物相产生体积膨胀，封闭气孔，砖的致密度增高，阻止熔渣渗透。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 9 页c）新生成物相在石墨和氧化镁间“ 搭桥”，使其形成牢固结构。抗氧化剂的加入量一般为 1%6%。2.1.2 破粉碎（1）粗碎：在原料仓库内进行，减小粉碎工段的噪音，减少原料的
30、运输距离。粗碎设备选用颚式破碎机。（2）粉碎：用于制砖生产的原料，由于配料粒度组成要求，一般采用短头圆锥破碎机，其粒度组成较稳定。粉碎后的物料中间颗粒较少，有利于控制砖坯和制品的体积密度和强度。（3）细磨：细磨设备采用管磨机，使细磨粉的细度一般控制在小于 0.088mm 的大于 90%。2.1.3 筛分筛分就是利用多层的筛子把物料按需求进行分级。达到规格的筛下料根据不同的粒度进入相应的料仓，筛上料则是重返破粉碎工段重新破碎。震动筛按照所需要的物料粒度，颗粒粒度为 53mm、31mm、10mm ，规定筛网孔径大小，一般比临界粒度稍大些。同时也要注意筛子的倾斜角度，通常的倾角在 15 度到 20
31、度之间。物料沿筛面的运动速度、运动方式、筛孔形状、物料水分和颗粒形状都与筛下料的粒度组成有关。2.1.4 物料的贮存原料经过破粉碎、细磨、筛分后，一般则是存放在贮料仓内以供配料时使用。当物料进入料槽时，粗细颗粒开始分层，粗的颗粒滚到料槽的周边，细粉在卸料口中央部位。当物料卸料时，中间料先从卸料口流出，四周料下沉，而且分层流向中间，后从卸料口流出。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 10 页2.1.5 配料（1）镁碳质制品生产中采用多级配料，可获得较高的体积密度，特别是适当增大粗颗粒及细粉配比，相应减少中间颗粒的比例，达到最紧密堆积，可显著提高砖坯的致密程度，保证制品达到规定的性能指标。只有
32、符合紧密堆积原理的颗粒组成，才可能获得致密的坯体结构。多级配料应满足“两头大中间小” 原则，尽量减少中间颗粒。如果细颗粒过多则易于水化，对制品质量不利。（2）镁砂的粒度比一般镁砖粗，这样可以减少镁砂粉的表面积，增加其化学稳定性，粗颗粒可采用 80.5mm 的颗粒 65%，石墨粉 1822%（粒度100200 目），镁砂筒磨粉 1214%（粒度0.1mm）。酚醛树脂的加入量为 5%8%（以干量计算），再加入之前可加入乌洛托品（六次甲基四胺）0.3%0.4%，促进树脂交联产生固化作用。（3）配料时可加入一部分废砖，但加入量过多影响制品体积密度和高温性能，加入量一般控制在 10%20%。（4）为使配
33、料精确，采用重量配料。重量配料法误差不超过 2%。配料槽成排分布，料槽数量应满足品种和储存量的要求。并留有 13 个机动料槽。配料料槽的形状及加料口的位置应有利于减轻颗粒料的偏析。考虑到颗粒料偏析对配料的影响，每个配料槽的的储量应按实际储量的 60%70%计。配料的设备用微机控制的配料车。配料灵活，精确度高。2.1.6 混练泥料混练是使不同组分和颗粒的物料与适量的结合剂经混合和挤压作用达到分布均匀和充分润湿泥料的制备过程。在一定条件下对泥料有压实作用。混炼注意事项:1) 结合剂预热至 3040 , 增加流动性。2) 严格控制树脂加入量,要确保其均匀的润湿泥料并防止结团,保证泥料的陈腐时间。3）
34、合理选择混炼设备，要有适当的混炼时间。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 11 页4）注意混炼时的加料顺序，先加颗粒料待干混均匀后加入结合剂润湿其表面，然后加入细粉混合至搅拌均匀，这样可以使细粉均匀的包裹在颗粒表面，有助于保证混料的均匀性及减少细粉的结球。镁质原料属于瘠性料，故泥料须强化连混，混合时间一般为 1530 分钟，必须确保总混炼时间。镁碳砖混料顺序为：镁砂粗颗粒镁砂中颗粒酚醛树脂石墨镁砂细粉金属铝粉2.1.7 成型成型是指借助于外力和模型使坯料具有一定的尺寸、形状和强度的坯体制备过程。镁碳砖成型应采用大压力压砖机，国内多采用摩擦压砖机主要是由于摩擦压砖机可以根据需要，反复加压多次
35、。成形时要准确控制泥料重量、确保布料均匀, 加压应先轻后重的打法，模套上可以设计排气缝隙的方法排气。还可以采用真空脱气的模套。脱气的目的主要是避免砖坯产生层裂。2.1.8 干燥砖坯需经干燥车送入隧道干燥器在 250300之间高温下作用,排除水分，物料与结合剂固化，热处理工序是影响树脂结合的镁碳砖强度和残碳量的重要工序，因而需要严密确定与结合剂相适应的热处理温度和热处理时间等热工制度，以便使镁碳砖获得足够的低温强度 9。镁碳砖一般不用烧成，工艺比较简单，可以节约能源，我国的资源比较丰富，所以镁碳砖在我国的生产数量和质量都在不断提高。2.1.9 成品仓库成品一般按照品种、级别、砖型批号等来分类贮放
36、，堆放方式和堆放高度均按标准进行。成品库面积除设有贮存量占用面积外，还留有成品检选、废品堆放和运输通道所需最小面积，在设计中尽量计算准确以做到即满足工厂本身产量的需要同时也不浪费。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 12 页2.2 工艺流程2.2.1 工艺流程简述根据产品的技术要求来指导生产，生产镁碳砖的原料主要包括电熔镁砂、鳞片状石墨、结合剂酚醛树脂、防氧化剂金属铝粉。首先，由汽车将原料运到原料仓库内，电熔镁砂用丙种堆积方式堆积，废砖、袋装石墨、铝粉、桶装结合剂紧密堆积于原料仓库指定位置。块状电熔镁砂，通过铲车送料到 PEF250 400 颚式破碎机入料口。使原料经 PEF250 400
37、 颚式破碎机粗破，破碎后物料粒度要符合 900短头圆锥破碎机的给料粒度，物料经 B=500、L=30000 的带式输送机输送到破粉碎车间，由带式输送机将镁砂物料输送到 900短头圆锥破碎机的供料仓进行破碎，原料被破碎后， TD250斗式提升机提升到楼上，经三层振动筛筛分，镁砂筛中、下料分别进入5.03.0mm， 3.01.0mm 和 1.00mm 的贮料仓，与此同时不合格的筛上料送到 900短头圆锥破碎机的供料仓进行再破碎。部分筛下料 10mm 经 B=500mm 可逆带式输送机进到管磨机的供料槽，通过螺旋输送机进入管磨机进一步的磨碎。使物料在管磨机中细磨成小于 0.088mm 的细粉，磨好的
38、细粉由螺旋输送机送到细粉料仓，等待配料。金属铝粉，石墨，通过客货电梯送到料仓层，由电动葫芦运送到相应的料仓中。结合剂酚醛树脂由手动托盘运送到外加剂料仓中。物料准备就绪后用电子配料车将各种粒度的电熔镁砂颗粒，细粉，石墨，金属铝粉进行配料，配好的物料直接进入 600L 高速混练机，经 15-20min 的混练后，泥料倒入泥料灌，不合格泥料返回高速混练机重新混合。用桥式起重机将泥料罐吊到压砖机供料仓，用 5 台 800 吨摩擦压砖机、4 台 1000 吨摩擦压砖机和 1 台液压机成型，成型成品放在干燥车上，送到干燥工段的存放处等待干燥，采用隧道式电加热干燥器干燥，干燥后经 3 吨电拖车将窑车拉到干燥
39、车存放处，砖坯冷却后进行检选，不合格的废砖运回原料仓库以备后用，合格的砖坯包装后进入成品库。2.2.2 工艺流程论证（1）原料仓库.辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 13 页由于接近原料产地和产量大的原因，原料在原料仓库存放时间较短，本设计的原料有电熔镁砂 97.5、电熔镁砂 96、石墨、酚醛树脂、防氧化剂 Al 粉。原料仓库采用单侧封闭式卸料的方式，原料之间设有挡墙来防止原料混料。（2）破粉碎工段颚式破碎机具有构造简单，工作可靠，维修方便，成本低廉等优点，还具有生产能力高、齿板寿命长、能耗低、产品粒度组成较稳定等特点。颚破为间歇作业，效率较低，在相同产量条件下与其他破碎机相比，允许入料
40、块度较大，一般不超过给料口宽度的 85%。短头圆锥破碎机粉碎过程是连续的，生产能力较颚式破碎机大，功率消耗低，具有产品中间颗粒少，扬尘较少及破碎部件磨损较轻的特点，其缺点是破碎比小、结构复杂。管磨机用于磨细各种原料、熟料、废坯及废砖，为混合工序。有时工艺要求将两种原料共同入磨，起到既磨细又高度均匀混合相互嵌合的作用。根据工艺不同，入磨料可用粉碎后未经筛分的料、或筛分后的筛上料、筛中料、及筛下料。耐火厂的磨碎系统，一般不配置筛分设施，而用加料量控制出料细度。一般规定0.088 毫米的细粉应不少于 85%，操作较好是，可达 9095%。平常要注意磨机中物料的存量，避免空磨；可以降低物料的入磨粒度提
41、高磨细效率。原料是经过推车送入颚式破碎机进行粗破，然后通过传送带到短头圆锥破碎机细碎，接着通过振动筛筛分，筛上料返回圆锥破碎机再次破碎，筛下料进入各自料仓。生产中所需要的粉料通过管磨机进行磨粉。（3）配料工段生产时根据需要采用微机控制三斗称量车进行自动称料，自动化程度高，生产效率高，产品质量好。（4）混料工段辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 14 页湿碾机为间歇式混合设备，能使泥料混拌均匀和使颗粒间捏合密实。混合设备内的混合作业，常分两个阶段，一般先是干料混拌均匀，然后加入结合剂，促使颗粒间相互紧密接触，成为具有塑性的泥料。有时亦可将部分物料随结合剂加入，细分最后加入。镁碳砖的加料顺序一
42、般要求为：镁砂粗颗粒镁砂中颗粒酚醛树脂镁砂细粉+石墨+ 金属铝粉，必须确保总混炼时间。（5）成型设备成型设备应满足砖坯组织致密和均匀，外型光洁整齐、无夹层及裂纹等要求。砖坯质量的优劣除与颗粒配合及泥料的塑性等因素有关外，还取决于成型压力与压制工艺等因素。摩擦压砖机机体结构简单、维修方便、换模迅速以及设备较低，用于压制砖型较大，外形复杂的砖。（6）干燥工段选用电加热干燥器，和燃料式干燥器相比，节能，环保，可以控制温度，不会产生有害物质影响制品质量。由于产量比较大，本设计选用了 6 条电加热隧道干燥器。2.3 工艺参数本设计的粒度配比见表 2-3。表 2-3 镁碳砖配料比配 比 (%) 外加剂(%
43、)砖 种电熔镁砂 97.5 电熔镁砂 96 石墨 金属铝粉 酚醛树脂MT-14B 86 14 2 3MT-18C 82 18 2 3本设计镁碳砖生产的混合制度见表 2-4，干燥制度见表 2-5。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 15 页表 2-4 混合制度砖 种 混 合 量( 千克/次) 混合周期(分钟)MT-14B 900 20MT-18C 900 20表 2-5 干燥制度干燥器类型长宽 高(mm)数量(条)干燥装砖(kg/车)干燥时间(h)干燥废品率(%)热风进口温度()热风出口温()245009501650 6 1000 20 2 200 4050车间生产班制见表 2-6。表 2-
44、6 生产班制工作班制 原料仓库 粉碎磨碎 混合 成型 干燥 成品库年工作日 365 365 365 365 365 365日工作班 2 2 2 2 3 2班工作时 8 8 8 8 8 8辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 16 页2.4 物料平衡计算制砖部分物料平衡计算参数见表 2-7。表 2-7 物料平衡计算参数,%计算参数名称 符号转炉镁碳砖MT14B转炉镁碳砖MT18C干燥综合废品率 F2 2 2泥料的循环混练量 F3 10 10镁碳砖的配比系数 K 1 1石墨配比 P 14 18石墨的灼减量 L2 0 0石墨在原料仓库中的水分 W2 0 0配料时石墨的水分 W3 0 0电熔镁砂水分
45、 W1 0 0酚醛树脂外加量 q1 3 3金属铝粉的外加量 q2 2 2原料加工、运输损失（包括破粉碎、配料、混合成型工序） L3 2 2管磨机加入量 q3 20 20原料在仓库中的存放损失 L1 0.5 0.5干燥废品回收率 T 95 95换算系数 K1 K1=K K1=K酚醛树脂的贮运损失 L5 2 2铝粉贮运损失 L6 2 2辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 17 页MT-14B 制砖部分物料平衡见表 2-8。表 2-8 MT-14B 制砖部分物料平衡表物料量，吨生产工序项目 符号生产班制日/班/时 年 日 班 时原料仓库总存放量 Q12 9418.186 25.803 12.90
46、1 1.613其中：电熔镁砂 97.5 Q13 7925.15 25.713 10.856 1.357回收废砖坯 Q14 174.489 0.478 0.239 0.03石墨 Q15 1318.546 3.612 1.806 0.226酚醛树脂 Q16 281.133 0.77 0.385 0.048原料仓库金属铝粉 Q17365/2/8187.422 0.513 0.257 0.032破碎 总破碎量 DMS97.5 Q10 365/2/8 8059.142 22.08 11.04 1.38磨碎 总磨碎量 DMS97.5 Q11 365/2/8 1874.219 5.135 2.567 0.3
47、21总配料量 Q5 9183.673 25.161 12.58 1.573其中：电熔镁砂 97.5 Q6 7897.959 21.638 10.819 1.352石墨 Q7 1285.7142 3.523 1.761 0.22酚醛树脂 Q8 75.51 0.755 0.377 0.1配料金属铝粉 Q9 183.673 1.12 0.56 0.047混合 总混合量 Q4 10204.082 27.956 13.978 1.747成型总成型量（指成型后的合格砖坯） Q3365/2/89183.673 25.161 12.58 1.573干燥 总干燥量 Q2 9183.673 25.16 8.387
48、 1.048成品库 总成品量 Q1365/3/89000 24.658 8.219 1.027MT-18C 制砖部分物料平衡见表 2-9。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 18 页表 2-9 MT-18C 制砖部分物料平衡表物料量，吨生产工序项 目 符号生产班制日 /班/时 年 日 班 时原料仓库总存放量 Q12 27208.09 74.543 37.271 4.659其中：电熔镁砂 96 Q13 21806.56 59.744 29.872 3.734回收废砖坯 Q14 504.081 1.381 0.691 0.086石墨 Q15 4897.457 13.418 6.709 0.83
49、9酚醛树脂 Q16 812.162 2.225 1.113 0.139原料仓库金属铝粉 Q17365/2/8541.441 1.483 0.742 0.093破碎 总破碎量 DMS96 Q10 365/2/8 22199.08 60.819 30.41 3.801磨碎 总磨碎量 DMS96 Q11 365/2/8 5414.411 14.834 7.417 0.927总配料量 Q5 26530.61 72.687 36.343 4.543其中：电熔镁砂 96 Q6 21755.1 59.603 29.802 3.725石墨 Q7 4775.51 13.084 6.542 0.818酚醛树脂 Q8 795.918 2.181 1.09 0.136配料金属铝粉 Q9365/2/8503.612 1.38 0.69 0.086混
