1、辽宁科技大学本科生毕业设计 第 I 页摘 要镁碳砖是以镁砂和石墨为主要原料外加适量结合剂经高压成型，低温热处理而成的耐火制品。随着我国的经济不断地发展，钢铁行业也随之快速发展，耐火产品在钢铁行业的发展中扮演者重要的角色，尤其是镁碳质耐火材料。镁碳砖具有优良的耐高温性、抗熔渣侵蚀性、抗熔渣渗透性、热震稳定性、不易产生结构剥落等性质。因此，被广泛的应用于各个领域，如钢包、电炉、转炉、中间包、出钢口、高功率电炉炉墙热点部位以及炉外精炼炉内衬等。本设计共涉及转炉镁碳砖 MT10A 28000 吨/年和转炉镁碳砖 MT18A 20000 吨/年,概述了镁碳砖的发展概况、生产过程、在钢包渣线的应用及生产车
2、间的设计规划，并对其发展前景进行了展望。在设计中确保做到方案科学可行，技术经济合理，并不断对方案优化。在以上工作的基础上，绘制了年产 48000 吨镁碳砖厂总平面布置图、车间平面布置图及相应的纵横剖面布置图共计 12 张。关键词： 镁碳砖；生产工艺；钢包；转炉用镁碳砖；耐火制品 全套图纸加 153893706辽宁科技大学本科生毕业设计 第 II 页AbstractMgO-C is based on magnesia and graphite as main raw materials plus the amount of binding agent by high-pressure moldi
3、ng, low temperature heat treatment made of refractory products. As Chinas economy continues to develop, along with the rapid development of the steel industry, refractory products in the development of the steel industry in the actor an important role, especially magnesium carbon refractories. MgO-C
4、 has excellent heat resistance, resistance to slag erosion resistance, slag permeability, thermal shock resistance, the nature of the structure is not easy peeling. So, is widely used in various fields, such as foreign ladle furnace, converter, tundish, the steel mouth, high power electric furnace w
5、all and the hot parts of the refining furnace lining, etc. The converter design involving a total of MgO-C MT10A 28000 tons / year and converter MgO-C MT18A 20000 tons / year, an overview of the development situation Bricks, production processes, in the ladle slag line application and production pla
6、nt design and planning, and prospected for its development prospects. Ensure that the design of the program to achieve scientific and feasible, economically reasonable technology, and continue the program optimization. Based on the above work, drawing a total annual production capacity of 48,000 ton
7、s magnesia carbon brick factory floor plan, shop floor plan and layout of the corresponding cross-sectional aspect total 12.Key words: Magnesia-carbon bricks, Process, Magnesia carbon brick used in ladle, Refractory product辽宁科技大学本科生毕业设计 第 III 页年产 4.8 万吨镁碳砖生产车间设计目 录摘 要 .I年产 4.8 万吨镁碳砖生产车间设计 III1 绪 论 .
8、11.1 镁碳砖的发展历史、应用 .11.1.1 镁碳砖的发展历史 .11.1.2 镁碳砖的应用 .21.2 镁碳砖的组成、性能及发展前景 41.2.1 镁碳砖的组成 .41.2.2 镁碳砖 的性能 .41.2.3 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 .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 .102.1.7 成型 .102.1.8 干燥 .112.1.9 成品仓库 .112.2 工艺流程 .112.2.1 工艺流程简述 .132.2.2 工艺流程论证 .132.3 工艺
9、参数 .14辽宁科技大学本科生毕业设计 第 IV 页2.4 物料平衡计算 .152.5 生产设备 .202.6 仓库设施 .223 生产技术检查系统说明 .233.1 检查内容 .233.2 检查方 法 .233.3 检查制度 .244 车间安装、检修与维护措施 .255 安全措施 266 生产车间除尘及安全措施 .277 本设计的主要特点 29致 谢 .30参考文献 .31附 录 A.32一、计算部分 32二、原料仓库的选择计算 39三、破粉碎设备的选择计算 40四、成型设备选择计算 42五、干燥工段的计算 42六、成品仓库的计算 44辽宁科技大学本科生毕业设计 第 1 页1 绪 论1.1
10、镁碳砖的发展历史、应用1.1.1 镁碳砖的发展历史MgOC 砖是日本于 20 世纪 70 年代初发展起来的一种新型复合耐火制品。最早由日本的九洲耐火材料公司渡边明首先研发的。它是以镁砂（高温烧结镁砂或电熔镁砂）和碳素材料为原料，用各种碳质结合剂制成的碳复合耐火材料 1。镁碳砖既保持了碱性耐火材料的优点，同时又彻底改变了以往碱性耐火材料中耐剥落性能差，容易吸收炉渣等故有缺点。由于 MgOC 砖具有耐火度高、抗热震稳定性优良和抗侵蚀能力强等优良特性而被广泛应用于钢铁企业，如转炉炼钢和电炉炼钢 2。而在日本研发出用树脂结合 MgOC 砖后，西欧开发了用沥青结合的 MgOC 砖。我国在 1980 年前
11、后开始研究含碳耐火材料，并被列入国家“七五”(19851989)科技攻关项目。但我国的耐火材料发展历史悠久，早在 4000 多年前就使用杂质少的粘土烧成陶器，并已能铸造青铜器。1987 年鞍钢三炼钢厂在转炉上试用 MgOC 砖后，仅用一年时间就超额完成了“ 七五 ”转炉炉龄达千次的攻关目标， 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，1991 年黄向东等人对镁碳砖用结合剂合成工艺及
12、性能进行了研究，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，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。发展到目前，全国各大中小钢厂已普遍推广使用 MgOC 质耐火材料作为转炉和电炉的炉衬。MgO-C 砖在用于转炉时，用在炉底、熔池、净空和渣线等部位。根据操作条件，这些部位要求所用的耐火材料必须耐高温热循环熔渣侵蚀 3。随着冶炼技术的进步对耐火材料也有了新的要求，低碳镁碳耐火材料成为镁碳耐火材料新的发展热点。低碳 MgOC 砖一般是指总含
13、碳量不超过 8%、由镁砂与石墨通过有机结合剂结合而成的 MgOC 砖，降低碳含量可明显降低材料的热导率 4。近年来，辽宁科技大学本科生毕业设计 第 2 页对精炼钢包用低碳量、性能优异的低碳镁碳砖的开发受到国内外业界的重视，这方面的研究开发工作已取得一定的成果，展现了良好的发展前景。1.1.2 镁碳砖的应用镁碳砖是以镁砂和石墨为主要原料外加适量结合剂经高压成型，低温热处理而成的耐火制品，主要应用在转炉和钢包上。由于转炉的各部位炉衬的工作条件有所不同，所以用的镁碳砖有所不同。 （1）炉口、炉帽部位温度变化剧烈，受渣蚀较严重，应选用抗热震性好、抗渣性强的镁碳砖；（2）耳轴两侧除受吹炼时损毁作用外，表
14、面无保护渣层覆盖，不易修补，砖中碳易氧化，应砌筑抗渣性优良、抗氧化性好的优质镁碳砖；（3）渣线部位与熔渣长期接触，受渣蚀严重，需砌筑抗渣性强、高温强度高、抗热震性好的镁碳砖；（4）炉缸、炉底与其他部位相比侵蚀较轻，可选用普通镁碳砖；（5）当采用顶底复合吹炼技术时，尤其是底 CO2、O2 等气体时，损毁更为严重，应选用抗氧化性好、抗热震性好、高温强度高、抗渣性强的高级镁碳砖。依转炉使用不同部位，选用相应性能的镁碳砖是提高转炉技术经济指标的有效方法。图 1.1 为转炉结构图1-炉身 2-炉膛 3-炉帽 4-出钢口 5-炉底辽宁科技大学本科生毕业设计 第 3 页图 1.1 转炉结构图钢包渣线分为两种
15、：普通钢包和精炼钢包的渣线。普通钢包的熔渣是来自转炉或电炉等炼钢装置的末期渣。这种熔渣属于 CaO- MgO-FeOn-SiO2 四相系统，它们可以分解为 CaO-FeOn 系和 MgO-CaO-SiO2 系，前者熔点低，粘度小，对耐火材料侵蚀能力强；后者熔点高，粘度大，对耐火材料侵蚀能力较弱。精炼钢包的熔渣，一般由SiO2CaOMgOAl2O3FeOMnOCr2O3 七相组成。炉外精炼钢包衬主要以镁碳砖为主，包括：VOD 钢包工作衬，VHD、LF/VD、VOD 渣线。钢包用耐火材料主要用于 LF(V)钢包，ASEA-SKF 钢包， VAD 钢包。钢包用耐火材料总的发展趋势是降低消耗、清洁钢包
16、。降低消耗不仅可以降低成本，更重要的是可以减少对钢水的污染；清洁钢包一方面是要用低碳、熔损小的耐火材料，另一方面要减少钢包的粘渣。钢包一般包括永久层、工作层、渣线层、包底砖、塞棒、座砖和水口砖等。由钢壳、耐火材料内衬和启闭控制系统构成，其截面一般为圆形。大型钢包为增大容量，采用椭圆形，以不改变吊车龙门钩跨距，桶的整个外型呈上大下小的圆台形。钢包底面，小型为平面，大型桶则为凸面。 ，图 1.2 为钢包结构图。图 1.2 钢包结构图辽宁科技大学本科生毕业设计 第 4 页1.2 镁碳砖的组成、性能及发展前景1.2.1 镁碳砖的组成镁碳砖含氧化镁 60%90%，碳 10%40% 。国标将目前生产的镁碳
17、砖分为 7 类，含碳量为 5%、8% 、10% 、12% 、14%、16%、18% 。镁碳砖具有优良的抗渣侵蚀性、熔渣渗透性、热震稳定性和导热性。显气孔率为 3%10%。采用高纯镁砂粉粒、碳素材料（包括石墨）和焦油沥青或树脂等为原料，经配料、热混、成型后，再经低温焙烧而成。为抑制砖中的碳的氧化，常添加铝、硅、镁等金属或氮化硼，加入量不超过5%5。表 1.1 为生产镁碳砖用镁砂的理化指标。表 1.1 镁砂的理化指标MgO， % SiO2，% CaO，% Fe2O3，%lgL，%体密，g/cm MS-98 97.7 0.5 1.2 0.5 0.3 3.30MS-97a 97.5 0.6 1.2 0
18、.7 0.3 3.30MS-97b 97 0.7 1.4 0.8 0.3 3.25MS-96 96 1.0 1.4 0.8 0.3 3.251.2.2 镁碳砖的性能1低气孔率和密实结构砖的体密越大越致密，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，方镁石结晶较大，因而电熔镁砂耐化学腐蚀和氧化镁被还原蒸气的性能辽宁科技大学本科生毕业设计 第 5 页得到改善。2抗热冲击性能镁碳砖具有良好的抗热冲击性能，适用于炉底。从微观上来看，在于方镁石和石墨膨胀不一致产生的微小裂纹，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，所以镁碳砖具有优良的抗
19、热冲击性能。3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。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。1.2.3 镁碳砖的发展前景自镁碳砖问世以来，已经历了 40 多年的发展历程。虽然镁碳砖的技术发展已经进入了高峰时期，但是时代是不断进步的，技术是不断更新的。随着冶金行业的快速发展与改良，对镁碳砖的要求也不断提高。因此为了满足当今社会对炼钢炼铁的需要，为了生产更多优质
20、钢，今后镁碳砖的发展应该着手于：抗高温、耐侵蚀、耐熔渣渗透、环保和节能等方面的改善。我国镁碳砖目前的生产现状是以镁砂、石墨为基础原料，用树脂作结合剂复合而成的一种高效、节能的新型耐火材料。一方面是继续对原使用的镁砂、石墨、结合剂等原材料进行综合研究，主要方向是低碳和高强度碳的镁碳砖，以取得最佳的使用效果。另一方面，对镁碳砖的深入研究方向日趋广泛，目前包括新型结合剂、低碳化、抗氧化剂与新添加剂等。镁碳砖的发展基础是结合剂的结合。采用合成树脂作为结合剂生产镁碳砖是一个决定性的技术改革。目前，较为常用的结合剂是合成树脂和含碳结合剂。镁碳砖的生产中普遍存在易层裂、韧性差等问题。通过调整镁碳砖配合料颗粒
21、级配、控制混合料湿度、加强对原料的研究开发与优化压制过程等措施可以提高生产质辽宁科技大学本科生毕业设计 第 6 页量，未来镁碳砖应以此性能为基础，以低碳为核心，做出更适合当今世界钢铁领域的低碳镁碳砖，进行一次镁碳砖应用领域的改革 7。辽宁科技大学本科生毕业设计 第 7 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。为了提高制品质量和抗熔渣侵蚀能力，要注重镁砂的纯度、并降低 CaO、SiO 2、Fe 2O3 等杂质的含量以及化学成分中的 CaO/SiO2 比和 B2O3 含量。CaO/SiO 2 过低，系统中就会出现CMS，C 3MS2 等低熔
22、点含镁硅酸盐液相，从而增加了液相量：若 CaO/SiO22，则形成C2S 高温相，液相量少，要想生产出高质量高强度的镁碳砖，须选择 CaO/SiO22，体积密度 3.34 g/cm3， 结晶发育良好，镁砂本身气孔率 3%的镁砂。本次设计生产中利用的是电熔镁砂 8。（2）颗粒组成：颗粒组成符合最紧密堆积原理还要有利于烧结。一般粗颗粒、中颗粒、细颗粒按照所需砖的要求科学配比，满足两头大中间小的原则，使镁碳砖的性能最大程度得到发挥，满足使用的需求。（3）配料：将不同的颗粒组成的各种物料包括废砖料、结合剂和添加剂等进行配料。在镁碳砖的制作中，除了电熔镁砂外，通常加入适量废砖料，节约成本，也能使资源得到
23、再利用。（4）混合：混炼设备高速混炼机、行星式混炼机或湿碾机。由于高速混炼机、行星式混炼机混出的料成分均匀，夹杂气体少，成型性能好，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：在选择合适的压砖机的同时要准确控制泥料重量、确保布料均匀，打击次数及轻重需要满足要求。（6）干燥：通过干燥排除水分，是砖坯增加机械强度，以减少运输和搬运过程中的机械损失，并使砖坯在装窑之后进行烧成时，使砖坯具有必要的强度，承受一定的应力作用，提高烧成成品率，并且为烧成提供有益条件。砖坯在干燥过程中，会产生一些物理变化，有的产生表面硬化，有的产生体积收缩，当干燥速度过快时，各个部位
24、排水不一致，就可能发生裂纹。因此，砖坯干燥时要求：干燥速度不要超过一定的数值，否则产品会裂开，在定制合理的干燥制度时，辽宁科技大学本科生毕业设计 第 8 页即要干燥速度尽可能快，又不能发生大于破坏力的应力，选择合适的干燥设备尤为重要。镁碳砖一般不用烧成，工艺比较简单，可以节约能源，我国的镁砂和石墨资源比较丰富，所以镁碳砖在我国的生产数量和质量都在不断提高。2.1.1 原料1电熔镁砂和石墨的技术指标如表 2.1 和表 2.2 所示。表 2.1 电熔镁砂的技术指标指标牌号MgOSiO2CaO%颗粒体积密度 g/cm3备注DMS97.5 97.5 1.0 1.4 3.45表 2.2 鳞片石墨的技术指
25、标指标牌号固定碳 /%挥发分/%水分/%粒度/m筛余量/%鳞片状石墨 LG()100-9595 1.20 0.5 100 7502原料的选择1.镁砂的选择国外最初生产镁碳砖时采用的是高纯烧结镁砂，随着对镁碳砖使用过程的深入研究发现，高温下有如下反应：MgO+CMg+CO 这个反应一般在 1650开始，到l750时反应加剧，这是镁碳砖使用过程中损耗的重要原因之一，也是镁碳砖在1700以上使用损耗明显加剧的原因。镁砂中的杂质 SiO2，Fe2O3 等对上述反应有促进作用，因此，希望镁砂有较高的纯度。电熔镁砂相对烧结镁砂来说，结晶结构更完辽宁科技大学本科生毕业设计 第 9 页整，对碳的还原作用也更稳
26、定，特别是大结晶电熔镁砂这些特征表现得更为突出，所以镁碳砖的生产开始转向使用电熔镁砂。考虑到碳的结合状态和结合剂的浸润性，也可以电熔镁砂烧结镁砂混合使用。我国的镁碳砖基本上是使用电熔镁砂。镁碳砖的使用结果表明，用 MgO 含量高、方镁石相结晶颗粒大、钙硅比大于 2 的镁砂，生产镁碳砖效果最好。本设计采用 97.5 电熔镁砂 9。2.石墨的选择石墨是镁碳砖中另一个基本组分。石墨具有很好的耐火材料基本特性，主要理化指标：固定碳 8598，灰分 132(主要成分 SiO2，Al2O3 等)，相对密度209223，熔点 3640K(挥发)。由于石墨非常容易被氧化，所以长期以来没有引起人们的重视。镁碳砖
27、使用过程中，石墨的氧化有三种原因：(1)空气中氧对石墨的氧化；(2)渣中氧化物对石墨的氧化；(3)石墨本身所含杂质氧化物对石墨的氧化。这些氧化物主要指 SiO2 和 Fe2O3。镁碳砖中杂质氧化物和石墨反应后，造成砖体结构疏松，透气性增大、强度下降，这是镁碳砖损毁的内因。因此，生产镁碳砖大都选用纯度高、磷片结晶大的石墨。石墨的纯度越高、抗氧化性能越好，高温失重也就越小。本设计采用 LG100-95 鳞片状石墨3.结合剂结合剂对镁碳砖及其他含碳耐火制品来说，作用至关重要。石墨和耐火氧化物之间没有互溶关系，也不可能相互烧结，常温下他们要靠结合剂粘接固化。高温下，结合剂则要结焦碳化，和石墨形成碳结合
28、，一般这种结合剂是指树脂类、沥青类等有机物。结合剂高温结焦碳化后形成约 3左右的碳，这个量虽然不多，但在镁碳砖或其他含碳制品中却是最具有活力的组成部分，对制品的高温性能有重要影响。我国镁碳砖或其他含碳制品生产过程和产品质量不够稳定，其中一个重要原因是结合剂不稳定造成的。镁碳砖结合剂大体可以分三种类型：酚醛树脂类、改性沥青类、石油裂解副产品类，其中使用效果最好、用量最多的是酚醛树脂类。4.抗氧化剂辽宁科技大学本科生毕业设计 第 10 页在镁碳砖的损毁过程中，石墨的氧化是最主要的原因之一。由于氧化失碳，致使砖体结构疏松，强度下降。损毁过程遵循氧化失碳结构疏松侵蚀冲刷溶损的路途。为了提高镁碳砖的抗氧
29、化性，可以加入一定量的添加物，包括硅粉、铝粉、FeSi合金、CaSi 合金、SiC， Si3N4，B4C 等。添加物的另一个作用是在耐火氧化物和石墨之间“搭桥”，使石墨和耐火氧化物形成牢固的结合，这种作用是由于添加物在一定温度下形成新的矿物相促成的。我国生产镁碳砖及其他含磷耐火制品，最常用的添加物是铝粉、硅粉和 SiC 粉。本设计采用金属 AL 粉作为抗氧化剂。2.1.2 破粉碎破粉碎就是利用颚式破碎机初破，在经过圆锥破碎机进行二次破碎，破碎成粒度料（颗粒粒度为 53mm、31mm、10mm ）进入对应粒度料仓，根据库存量选择哪种进入管磨机磨细粉。物料破粉碎的目的意义：(1) 提高物料的表面活
30、性(2) 满足制品性状及制造工艺的要求均化物料的作用(3) 均化物料的需要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，不符合粒度要求的返回破碎机重新破碎。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。筛子的倾斜角度也必须考虑，通常的倾角在 15 度到 20 度之间。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，细粉在卸料口中央辽宁科技大学本科生毕业设计 第 11 页部
31、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，2.1.5 配料为了提高砖坯的致密程度，镁碳质制品生产中采用多级配料，可获得较高的体积密度，尤其是适当增大粗颗粒及细粉配比，相应减少中间颗粒的比例。所以要想提高砖坯的致密度，必须符合紧密堆积原理的颗粒组成。作为配料人员首先能识别原料，正确熟练的使用计量工具；工作中应注意观察原料有无颜色、粒度、气味、浓度、手感等方面的变化，如有异常应立即反映。所用的所有颗粒料、粉料不能有潮湿、结块现象，注意防雨淋、防潮2.1.6 混练加料顺序一般要求：镁砂粗颗粒、中颗粒（5-3，3-1，1-0） 、酚醛树脂、石墨、镁砂细粉、添
32、加剂。生产镁碳砖比较理想的泥料：是镁砂颗粒的表面应完全地均匀地被结合剂润湿，外面紧紧地挤压而包裹一层被结合剂润湿的石墨（石墨层越厚越好）其余分散的石墨或镁砂粉等均匀地被结合剂润湿，各种添加剂及镁砂细粉都分散均匀，泥料温度适度，这就为成型提供了良好的条件。目前混炼过程采用两类混炼设备高速混炼机、行星式混炼机或湿碾机。由于高速混炼机、行星式混炼机混出的料成分均匀，夹杂气体少，成型性能好，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。2.1.7 成型成型是指借助于外力和模型将坯料加工成规定尺寸和形状的坯体过程。生产镁碳砖时，常用砖坯密度来控制成型工艺，应高压成型，以保证砖
33、有较高体积密度和较低显气孔率的。因此要严格控制砖坯单重。加料时四角扒料，均匀布料，预防边角裸露骨料。成型时就严格按照先轻后重、多次加压的操作规程进行压制，要求吊坯 2-3 次，充分排气，以免产生层裂。考虑压制镁碳砖时弹性后效原因，总加压次数一般要求不辽宁科技大学本科生毕业设计 第 12 页少于 15 次，起锤不宜太快，最后几锤要下重锤。最好采用抽真空、排气加压装置。因镁碳砖的使用条件较苛刻，要求砌筑时砌筑面尺寸正负偏差不超过 1mm，所以要求砖坯尺寸非常严格。首先要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，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
34、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。2.1.8 干燥坯体干燥是砖坯中除去水分的过程。砖坯干燥的目的，通过干燥排除水分，是砖坯增加机械强度，以减少运输和搬运过程中的机械损失，并使砖坯在装窑之后进行烧成时，使砖坯具有必要的强度，承受一定的应力作用，提高烧成成品率，并且为烧成提供有益条件。镁碳砖一般不用烧成，工艺比较简单，可以节约能源，我国的镁砂和石墨资源比较丰富，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，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
35、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。成品验收后，凭研究所用质检员签发的质量证明书，方可按要求进行包装。包装时，要轻拿轻放，捆扎绳要整齐，每个砖种要做好标记，经检验员验收包装合格后方可出厂。2.2 工艺流程 镁碳砖工艺流程镁 砂 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 13 页颚 破 石墨 其它料 皮带输送机 除 铁振动筛颗 粒 颗 粒 颗 粒 （5-3） （1-3） （1-0）配料混练 结合剂（酚醛树脂）成型干燥 不合格品 回头料仓入干燥窑出干燥窑检验 不合格品 回头料仓辽宁科技大学本科生毕业设计 第 14 页包装入库2.2.1 工艺流程简述镁碳砖一般多为不烧制品，
36、生产工艺主要包括原料加工准备、配料、混练、成型、热处理（干燥） 。总体原则先粗后细，先大颗粒后小颗粒。生产镁碳砖的原料：主要包括电熔镁砂、石墨、金属铝粉、结合剂(酚醛树脂)。首先原料要经颚式破碎机粗破，破碎后物料粒度要符合圆锥破碎机的给料粒度，物料经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 1200 短头圆锥破碎机的供料仓进行破碎，原料被破碎后，经由 TD250 斗式提升机提升到楼上，经三层振动筛筛分成不同的粒度等级。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 1200 短头圆锥破碎机的供料仓进行再破碎。部分
37、筛下料 1.00mm 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，用压砖机成型，成型成品放在干燥
38、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 10。辽宁科技大学本科生毕业设计 第 15 页2.2.2 工艺流程论证1原料仓库.由于接近原料产地和产量大且存放时间过长容易产生酌减高的原因，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、石墨、酚醛树脂、防氧化剂 Al 粉和一定量的废砖。原料仓库采用封闭式单侧卸料的方式，不同种原料之间设有挡墙来防止原料混料。2破碎工段原料经过抓斗等工具抓入颚式破碎机进行粗破，破碎后的物料在通过传送带送到圆
39、锥式破碎机进行细碎，接着在通过振动筛进行筛分，分成不同粒度等级的物料，符合条件的筛下料进入各自料仓，不合要求的筛上料返回圆锥破碎机再次破碎。生产中所需要的粉料通过管磨机进行磨粉。3混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，自动卸料进入混练机实行全自动机械化生产，高效，准确，安全，快捷。 4. 热处理工段由于产量比较大为 48000 吨，所以本设计选用了 6 条电加热隧道干燥器，干燥后制品水分一般控制小于 1% 。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 (%)砖 种电熔镁砂 97.5 石墨外加量(%)金属铝粉外加量(%)酚醛树脂辽宁科技大学本
40、科生毕业设计 第 16 页MT-10A 81 19 2 3MT-18A 90 10 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。表 2.4 混合制度项目砖种混 合 量( 千克/次) 混合周期 (分钟)MT-10A 800 20MT-18A 800 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(%)干燥前水分(%)干燥后水分(%)热风进口温度()热风 出口温()2440010001650 6 1000 15 2 3.04.0 0.5 200 40502.4 物料平衡计算制砖部分物料平衡计算参数见表 2.6。表 2.6
41、 物料平衡计算参数 ,%计算参数名称 符号转炉镁碳砖MT10A转炉镁碳砖MT18A辽宁科技大学本科生毕业设计 第 17 页原料在仓库中的存放损失 L1 2 2原料水分 W1 5 5原料洗涤损失 L4 原料干燥或风干后的水分 W3 原料的灼减量 L2 原料加工、运输损失（包括破粉碎、配料、混合成型工序）L3 2 2配比P1-Pq11981310903管磨机加入量 q3 40 39泥料水分 W4 泥料的循环混练量 F3 10 10结合剂贮运损失 L5 2 2干燥综合废品率 F2 2 2干燥废品回收率 T 95 95车间生产班制见表 2.7。表 2.7 生产班制工作班制 原料仓库 粉碎磨碎 混合 成
42、型 干燥 成品库辽宁科技大学本科生毕业设计 第 18 页年工作日 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 8MT-10A 制砖部分物料平衡见表 2.8。表 2.8 MT-10A 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 时原料仓库原料仓库总存放量其中：电熔镁砂97.5废砖废坯石墨Q12Q13Q14Q15365/2/829764.4626231.7542.862989.981.5571.871.498.2040.7835.940.754.105.104.500.100.52树脂库 树脂总存放量
43、 Q16 365/2/8 874.64 2.40 1.20 0.15破、粉碎总破、粉碎量电熔镁砂 97.5Q10Q10-365/2/826239.0726239.0771.8971.8935.9535.954.504.50磨碎 总磨碎量 Q11 365/2/8 8746.36 23.97 11.99 1.50配料总配料量其中：电熔镁砂Q5Q6365/2/828571.4325714.2978.2870.4539.1435.234.904.40辽宁科技大学本科生毕业设计 第 19 页97.5石墨外加树脂Q7Q82857.14857.147.832.403.911.200.490.15混合成型总混
44、合量总成型量（指成型后的合格砖坯）Q4Q3 365/2/831746.0328571.4386.9878.2843.4939.145.444.90干燥成品库总干燥量总成品量Q2Q1365/3/828571.432800078.2876.7226.1038.363.264.80MT-18A 制砖部分物料平衡见表 2.9。表 2.9 MT-18A 制砖部分物料平衡表物料量,吨项目 符号生产班制日/班/时 年 日 班 小时原料仓库原料仓库总存放量其中:电熔镁砂 97.5废砖废坯石墨Q13Q14Q15Q16365/2/8 21269.9416824.46387.764057.7258.2746.101
45、.0711.1229.1423.050.545.563.652.890.070.70树脂库 树脂总存放量 Q17 365/2/8 624.74 1.72 0.86 0.11破、粉碎总破、粉碎量其中电熔镁砂 97.5Q11Q11-365/2/8 16867.9816867.9846.2246.2223.1123.112.892.89磨碎 总磨碎量 Q12 365/2/8 4164.93 11.42 5.71 0.72总配料量 Q6 20408.2 55.92 27.96 3.50辽宁科技大学本科生毕业设计 第 20 页配料其中:电熔镁砂 97.5石墨外加树脂Q7Q8Q916530.73877.5
46、6612.6545.2910.631.6822.655.320.842.840.670.11混合成型热处理成品库总混合量总成型量(指成型后的合格砖坯)总热处理量总成品量Q5Q3Q2Q365/2/8 22675.7420408.1720408.172000062.1355.9255.9254.8031.0727.9618.6427.403.893.502.333.42MT-10A 制砖部分物料平衡系数见表 2.12。表 2.12 MT-10A 制砖部分物料平衡系数表电熔镁砂 97.5 与石墨比综合成品率9:195%破、粉碎总破、粉碎量电熔镁砂 97.526239.0726239.07总磨粉量 8
47、746.36干燥总干燥量干燥废品量28571.43571.43总成型量（系指合格砖坯量）配比系数（k 值）总混合量28571.43131746.03原料仓库总存放量电熔镁砂 97.5废砖废坯石墨29764.4626231.7542.862989.9配料总配料量电熔镁砂 97.5石墨树脂外加量28571.4325714.292857.14857.14树脂存放量 874.64辽宁科技大学本科生毕业设计 第 21 页MT-18A 制砖部分物料平衡系数见表 2.13。表 2.13 MT-18A 制砖部分物料平衡系数表电熔镁砂 97.5 与石墨比综合成品率4.27:195%破、粉碎总破、粉碎量电熔镁砂
48、97.516867.9816867.98总磨粉量 4164.93干燥总干燥量干燥废品量20408.17408.17总成型量（系指合格砖坯量）配比系数（k 值）总混合量20408.17122675.74原料仓库总存放量电熔镁砂 97.5废砖废坯石墨21269.9416824.46387.754057.72配料总配料量电熔镁砂 97.5石墨树脂外加量20408.1716530.623877.56612.25树脂存放量 624.742.5 生产设备根据设备的选型计算得到主机平衡表，见表 2.144。表 2.14 主机平衡表工序名称设备及规格 主机作业率（%）生产能力（吨时） 设备台数（台）辽宁科技大学本科生毕业设计 第 22 页要求主机产量主机台/时产量要求主机台数设计的台数PEF250400 颚式破碎机80 9.225 12 0.769 1粉碎 1200短头圆锥破碎机 60 12.303 7 1.76 2磨碎 15005700 管磨机 75 2.948 2.5 1.18 2混合 600L 高速混练机 70 13.21 2.7 2.8/2.05 6成型 1000 吨摩擦压砖机 70 6.99/4.99 1 6.99/4.99 12干燥 干燥器 24.5 米 3 条 70 5.45 6辅助设备（提升和运输设备）见表 2.15。表 2.15 辅助设备表
