年產(chǎn)46000噸鎂鉻磚生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

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年產(chǎn)46000噸鎂鉻磚生產(chǎn)車間設(shè)計(jì) 1.緒 論 1.1鎂鉻磚的發(fā)展歷史及應(yīng)用 1.1.1鎂鉻磚發(fā)展歷史 在1913~1915年，將鉻礦和鎂砂搭配起來生產(chǎn)了MgO-Cr2O3磚，而穩(wěn)定生產(chǎn)燒成的或者化學(xué)結(jié)合不燒成的MgO-Cr2O3磚大約是在1935年。在此期間側(cè)重于生MgO-Cr2O3磚，即鉻礦含量較高的磚。鎂砂-鉻礦配合的耐火材料，高溫體積穩(wěn)定性好，對(duì)溫度急變不敏感，高溫強(qiáng)度大；同時(shí)由于他們的化學(xué)性質(zhì)呈堿性，被迅速的推廣應(yīng)用。特別是含鎂砂約55%-65%和鉻礦約45%-35%的MgO-Cr2O3磚先后經(jīng)過約20年的發(fā)展，便迅速的取代了平爐和電爐中的許多產(chǎn)品。 大約在1955年以后，美國、英國和歐洲各國迅速往堿性平爐爐頂過度，1959年完成了直接結(jié)合MgO-Cr2O3磚的首批研究工作。約在1962年，直接結(jié)合MgO-Cr2O3磚投入了市場(chǎng)。 目前，耐火材料工業(yè)生產(chǎn)各種成分的含鉻堿性耐火材料，已有鎂鉻質(zhì)﹑鉻鎂質(zhì)﹑電熔鉻尖晶石質(zhì)﹑鎂橄欖石鉻質(zhì)和鉻橄欖石等許多制品。但是自80年代后期以來世界上的MgO-Cr2O3系耐火材料的使用量卻下降了，MgO-Cr2O3系耐火材料生產(chǎn)和應(yīng)用量減少的直接原因是在生態(tài)學(xué)上有害的Cr2O3形成于耐火材料的相界，在鉻礦與堿﹑CaO﹑BaO和SiO2等氧化物接觸時(shí)，Cr到Cr的轉(zhuǎn)變?cè)诳諝庵屑涌?，它?duì)人們的健康有害。因此，都主張限制甚至取消MgO-Cr2O3系耐火材料的生產(chǎn)和應(yīng)用。不過正如第33屆國際耐火材料研討會(huì)指出的，對(duì)于爐外精煉用耐火材料來說，最耐侵蝕的耐火材料依然是鎂鉻磚。此外，有色冶金用耐火材料除了MgO-Cr2O3系耐火材料之外，目前，尚無更適合的取代材料。因此，MgO-Cr2O3耐火材料仍然是耐火材料行業(yè)中一種重要的材料[1]。 1.1.2鎂鉻磚的應(yīng)用 鎂鉻磚適合在高溫，渣蝕和溫度急劇變化的條件下使用。和鎂鋁磚的使用條件相似，主要適用于水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶、過度帶和玻璃熔窯蓄熱室，亦可用于有色冶金爐、煉鋼電爐、轉(zhuǎn)爐以及混鐵爐、真空裝置。但不宜使用在氣氛頻繁變動(dòng)的條件下。 2.工藝部分 2.1 工藝的理論基礎(chǔ) 鎂鉻磚是以高純鎂砂和鉻礦為主要原料按適當(dāng)比例制成的高級(jí)耐火制品，一般把鉻鐵礦加入量小于50%的稱為鎂鉻磚。 鎂鉻磚的生產(chǎn)工藝，從原料的破粉碎和篩分，各組分粒級(jí)配料，混煉，泥料成型，到半成品的干燥與燒成與鎂磚的生產(chǎn)工藝基本相同。 一般來說，采用高純鎂砂和鉻礦作為原料生產(chǎn)的MgO-Cr2O3磚，其組成大多屬于MgO-Cr2O3-Al2O3-Fe2O3-CaO-SiO2系統(tǒng)，它的技術(shù)性能取決于該系統(tǒng)中各組分的特性和比例，而它的組成和結(jié)構(gòu)既取決于原料的性能又取決于燒成條件（特別是燒成溫度）[1]。 在鎂鉻磚中引入不同的添加劑，可有效的提高常溫和高溫強(qiáng)度的作用。例如引入在方鎂石中溶解度小的添加劑，易于形成很多的次生尖晶石，這種尖晶石對(duì)制品的直接結(jié)合程度和強(qiáng)度，尤其高溫強(qiáng)度有顯著貢獻(xiàn)，并對(duì)改善其抗熱震性起有利作用。 鎂質(zhì)耐火材料的CaO/SiO2也是決定鎂質(zhì)耐火材料礦物組成和高溫性能的關(guān)鍵因素。 2.1.1原料的技術(shù)指標(biāo) 表2-1 原料的技術(shù)指標(biāo) 原料名稱 牌號(hào) MgO % SiO2 % CaO% Cr2O3 % Fe2O3 % 灼減 % 體積密度 g/cm3 顆粒組成mm 高純鎂砂97.5 ≥97.5 ≤1.0 ≤1.4 - - ≤0.2 ≥3.35 0~50 高純鎂砂96 ≥96.0 ≤2.2 ≤2.0 - - ≤0.2 ≥3.34 0~50 中檔砂95 95.76 2.57 1.10 - 0.17 ≤0.3 ≥3.29 0~50 中檔砂92 92.10 3.89 1.46 - 1.04 ≤0.3 ≥3.18 0~50 鉻精礦 ≥19.5 ≤3.40 ≤0.69 50 25.42 ≤0.5 ≥3.5 <1mm 鉻礦A 10 1.75 0.34 45.44 27 ≤0.3 ≥3.5 20～50mm 鉻礦B ≥20 ≤3.50 ≤1.0 40 28 ≤0.3 ≥3.4 20～50mm 2.1.2 影響鎂鉻磚性能的主要因素 2.1.2.1添加劑對(duì)MgO-Cr2O3磚的性能的影響 關(guān)于添加劑對(duì)MgO-Cr2O3磚性能的影響，人們已經(jīng)作了許多的研究工作。例如CrO2能夠提高M(jìn)gO-Cr2O3磚的致密度、常溫耐壓強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和抗侵蝕能力Cr2O3可降低MgO-Cr2O3磚的氣孔率，同時(shí)提高抗侵蝕能力。為了提高M(jìn)gO-Cr2O3磚的耐蝕性能，還可以采用添加MgO等方法。特別是后者，與未添加的相比，具有極高的耐蝕性能。通過進(jìn)一步提高鉻鐵礦含量還有可能使MgO-Cr2O3磚的抗剝落性能得到提高。此外，通過在基質(zhì)中加入超細(xì)粉能夠顯著提高耐蝕性。其原因是：超細(xì)粉原料促進(jìn)了燒結(jié)從而強(qiáng)化了基質(zhì)部分。根據(jù)燒結(jié)機(jī)理，原料半徑越小，燒結(jié)速度越大，因而材料也越容易燒結(jié)。此外由于配入了超細(xì)粉原料，使粒子之間的接觸點(diǎn)增多了，除了易于燒結(jié)之外，氣孔也易于密閉化，這有利于提高材料的耐蝕性能[2]。 2.1.2.2 R2O3在方鎂石，尖晶石和硅酸鹽相中的溶解 Al2O3、Cr2O3、Fe2O3 這些R2O3的加入會(huì)降低最大強(qiáng)度值，并且使達(dá)到最大強(qiáng)度的C/S比值降低。當(dāng)C/S比增加到超過最佳比值之后，形成了低熔物鐵酸鈣，鋁酸鹽和鉻鐵礦，會(huì)使強(qiáng)度下降。加入Al2O3、Cr2O3、Fe2O3 使鎂磚強(qiáng)度下降的情況與B2O3 類似。它隨SiO2 含量、C/S比和實(shí)驗(yàn)溫度的變化而變化。并且按相同質(zhì)量考慮，B2O3的危害程度約為Al2O3 的10倍。 2.1.3 破粉碎 實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算表明，單一尺寸顆粒組成不能獲得致密的坯體。因此，塊狀原料經(jīng)揀選后必須進(jìn)行破粉碎，以達(dá)到制備泥料的粒度要求。 MgO-Cr2O3磚的生產(chǎn)過程中，將原料從200mm左右的大塊物料破粉碎到2.5-0.088mm的粉料，采用連續(xù)粉碎作業(yè)，并根據(jù)破粉碎設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，使用相應(yīng)的設(shè)備。在此采用顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、管磨機(jī)、濕碾機(jī)等對(duì)原料進(jìn)行粉碎作業(yè)。 破粉碎工藝流程通常有兩類，即開流式和閉流式。開流式的優(yōu)點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單，原料只通過破碎機(jī)一次。缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗大，生產(chǎn)效率低，且生產(chǎn)細(xì)粉過多，不利于提高制品的質(zhì)量。閉流式的優(yōu)點(diǎn)是粉碎效率較高，易于達(dá)到顆粒度的要求。缺點(diǎn)是流程復(fù)雜，需要很多附屬設(shè)備。通常原料的破碎采用開流式，而粉碎采用閉流式。 2.1.4 篩分 原料破粉碎后粗中顆?；煸谝黄?。為了獲得符合規(guī)定尺寸的顆粒組分，需要進(jìn)行篩分。篩分是將粉碎物料通過單層或多層篩子按其尺寸大小不同分成若干粒度級(jí)別的過程。物料的篩分也是物料的分級(jí)。耐火材料生產(chǎn)中，物料的級(jí)配是關(guān)鍵，關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，而級(jí)配必須進(jìn)行物料分級(jí)，這是篩分的目的之一。 篩分過程中，通常將通過篩孔的物料稱為篩下料，殘留在篩孔上顆粒較大的物料稱為篩上料，在循環(huán)粉碎作用中，篩上料一般通過管道重返破碎機(jī)進(jìn)行再粉碎。本設(shè)計(jì)的主要篩分設(shè)備是振動(dòng)篩，其篩分效率高達(dá)90%[3]。 原料篩分時(shí)，篩網(wǎng)孔徑選擇主要根據(jù)臨界粒度要求而定。一般要比臨界粒度稍大一些，同時(shí)也要考慮到篩子的傾斜度。生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)篩子的傾斜角度在15度時(shí)，網(wǎng)孔直徑應(yīng)比臨界粒度約增大10%；傾斜角為20度時(shí)，則增大15%左右；傾斜角為25度時(shí)，要增大25%左右。通常振動(dòng)篩的傾斜角為15度-20度，最大不超過25度[4]。 2.1.5 物料的貯存 原料經(jīng)破粉碎、細(xì)磨、篩分后，一般存放在貯料倉內(nèi)供配料使用。粉料在貯料槽中并不是單一粒度，而是由各種大小顆粒組成的。當(dāng)物料進(jìn)入料槽時(shí)，粗細(xì)顆粒開始分層，粗的顆粒滾到料槽的周邊，細(xì)粉在卸料口中央部位。當(dāng)物料卸料時(shí)，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，從而造成顆粒偏析現(xiàn)象。 目前，生產(chǎn)中解決貯料倉顆粒偏析的方法主要有以下幾種： 1. 對(duì)粉料進(jìn)行多級(jí)篩分，使同一料倉內(nèi)的粉料粒級(jí)差值小些； 2. 經(jīng)常保持料倉內(nèi)粉料在三分之二容積以上； 3. 增加注料口，即多口上料，以減少加料時(shí)料倉內(nèi)的分層現(xiàn)象或減少料倉界截面積。 4. 原料在破碎前加入適量的水，使粗顆粒于細(xì)顆粒粘附在一起，減少顆粒偏析現(xiàn)象； 5. 采用小容積的壁呈曲線狀料倉，減少料倉下部各截面的等截面積差，以減少偏析和料倉內(nèi)的棚料現(xiàn)象。 6. 中央孔管法。在料倉中設(shè)一多方有孔的管子，物料通過多個(gè)“窗口”從不同高度﹑不同方向進(jìn)入料倉。 2.1.6配料 耐火材料的配料是將各種不同品種，組分和性質(zhì)的原料以及將各級(jí)粒度的熟料顆粒按一定比例進(jìn)行配合的工藝。各種原料的配合是為了獲得一定性質(zhì)的制品。粒度的配合是為了獲得最緊密堆積的或特定粒狀結(jié)構(gòu)的坯體。坯料的顆粒組成對(duì)坯體的致密度有很大的影響[5]。預(yù)使多級(jí)不同粒度的顆粒組成堆積體密度得到提高，必須使粗顆粒中的空隙全部由細(xì)顆粒填充，而細(xì)顆粒中的空隙全部由更細(xì)的顆粒填充，由此逐級(jí)填充即可獲得最緊密堆積。只有符合緊密堆積的顆粒組成，才可能獲得致密的坯體。為了獲得高密度的制品，并避免泥料產(chǎn)生偏析和便于制品的燒結(jié)，常采取細(xì)粉量較多的配合，如采取粗:中:細(xì)=（2.5-1）:（1-0）:（<0.088） 本設(shè)計(jì)采配料車自動(dòng)配料系統(tǒng)，即若干種物料排成一排，配料車依次開到物料出口處接料，當(dāng)設(shè)定好的各種物料均配完后，配料車開到卸料口處卸料，此系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)和全自動(dòng)配料。 2.1.7混煉 混煉是將合理配合的各種物料準(zhǔn)確稱量后，制成各組分、各種粒度均勻分布的泥料，并使泥料中各種物料實(shí)現(xiàn)結(jié)合良好的加工過程。因物料的組分、粒度、結(jié)合劑的不同，混煉的過程也不同。固體散狀物料的混合過程決定于許多因素：混合速度及混合設(shè)備的結(jié)構(gòu) 各組分的比例和堆積密度及混合物的水分等?；鞜挄r(shí)的加料順序?qū)τ谀嗔匣旌系木鶆蛐杂绊懞艽蟆Ｏ燃尤氪诸w粒料，然后加紙漿廢液，混合1-2分鐘后，再加細(xì)粉。坯料的配比合適，混煉質(zhì)量好，才能獲得質(zhì)量好的坯料?；鞜捹|(zhì)量好的坯料應(yīng)該是 （1）各個(gè)成分均勻分布（包括不同原料的顆粒，同一原料的不同大小的顆粒和水分等）；（2）坯料的結(jié)合性應(yīng)得到充分的發(fā)揮;（3）空氣充分排出；（4）再粉碎程度小。 MgO-Cr2O3磚使用濕碾機(jī)混煉，混煉時(shí)間達(dá)12分鐘左右?；鞜挄r(shí)間太短，會(huì)影響泥料的均勻性；而混煉時(shí)間太長(zhǎng)，又會(huì)因顆粒的再粉碎和泥料發(fā)熱蒸發(fā)而影響泥料的成型性能。因此，要嚴(yán)格控制混料時(shí)間[6]。 2.1.8成型 成型是指借助于外力和模型將坯料加工成規(guī)定尺寸和形狀的坯體過程。成型方法很多，傳統(tǒng)的成型方法按坯料的含水量來分可分為半干法、可塑法和注漿法。經(jīng)成型后的磚坯，由于其中各種物料間的機(jī)械結(jié)合力、靜電引力及摩擦力，使磚坯的形狀保存下來。并具有一定的強(qiáng)度。成型設(shè)備有摩擦壓磚機(jī)，液壓機(jī)等。由于液壓機(jī)操作過程中的油的粘度隨溫度而變化，引起工作機(jī)構(gòu)的不穩(wěn)定，因此在本設(shè)計(jì)中采用摩擦壓磚機(jī)。 在成型過程中要注意以下問題： （1）因泥料顆粒過粗或泥料混煉不均，造成粗顆粒集中部位表面粗糙（麻面）或邊角脫落； （2）模板安裝不好或壓磚操作不當(dāng)，造成裂紋或尺寸不合格；泥料水分不合適，造成層裂或裂紋等。 影響成型的基本因素是：作用在泥料上的單位壓力﹑平均成型速度和整個(gè)周期中速度分布、成型的階段性、在壓力下保持時(shí)間以及加壓次數(shù)等，其中單位成型次數(shù)是主要的。 隨著壓力的增大，制品密度增加。到排除了空氣氣孔的某一臨界密度時(shí)，制品已臨不再壓縮。不論是臨界密度，還是與臨界密度相適應(yīng)的臨界壓力都隨著水分的增加而下降。對(duì)每一成型壓力都有一定的最適宜的水分含量，在此水分條件下制品可達(dá)到的極限密度接近于臨界密度。 成型速度對(duì)制品的致密程度有很大影響。成型速度一般理解為接近壓模的速度，而實(shí)際壓制過程中在不同斷面內(nèi)顆粒實(shí)際移動(dòng)速度確是不同的，緩慢成型可促進(jìn)制品密度的提高，有利于排除空氣，松弛在制品中產(chǎn)生的壓力[7]。 2.1.9 干燥 坯體干燥是磚坯中除去水分的過程。磚坯干燥的目的，在于通過干燥排出水分，使磚坯增加機(jī)械強(qiáng)度，以減少運(yùn)輸和搬運(yùn)過程的機(jī)械損失，并使磚坯在裝窯之后進(jìn)行燒成時(shí)，使磚坯具有必要強(qiáng)度；承受一定的應(yīng)力作用，提高燒成成品率；并為燒成提供有益條件。干燥過程可分為四個(gè)階段： 1. 加熱階段。此階段一般時(shí)間很短，坯體溫度上升到濕球溫度。 2. 第二階段是干燥過程的最重要的階段，此階段排出大量水分，在整個(gè)階段中，排出速度是恒定的，稱為等速階段。在此階段水分的蒸發(fā)僅發(fā)生在坯體的表面上，干燥速度等于自由水面的蒸發(fā)速度，故凡是可以影響表面蒸發(fā)速度的因素，都可以影響干燥速度。 3. 第三階段是降速干燥階段。隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，或坯體含水量的減少，干燥速度逐漸降低。此時(shí)，水分從表面蒸發(fā)的速度超過自坯體內(nèi)部向表面擴(kuò)散的速度，因此，干燥速度受空氣的溫度、濕度及運(yùn)動(dòng)速度的影響較小。 4. 第四階段干燥速度逐漸接近于零，最終坯體水分不再減少。 干燥設(shè)備有隧道干燥器、轉(zhuǎn)筒干燥器、室式干燥器、帶式干燥機(jī)、流動(dòng)干燥床和遠(yuǎn)紅外干燥器等。本設(shè)計(jì)選用隧道干燥器干燥。磚坯在隧道干燥器內(nèi)的干燥器內(nèi)干燥時(shí)間15小時(shí)。 鎂鉻磚坯的干燥過程主要是水分的蒸發(fā)及部分MgO水化的過程，且隨干燥溫度的升高而加快。為控制MgO在干燥過程中的水化程度，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1） 成型后磚坯應(yīng)及時(shí)干燥； （2） 干燥時(shí)宜采取低溫大風(fēng)量方式； （3）干燥后的磚坯應(yīng)立即入窯燒成。 2.1.10燒成 制品的性質(zhì)不僅取決于原料的成分和性質(zhì)，配料組成和生產(chǎn)方法，而且在很大程度上取決于燒成質(zhì)量的好壞。由于燒成是耐火制品生產(chǎn)過程中的最后一道工序，因此無論是制品的質(zhì)量或是企業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如產(chǎn)品質(zhì)量，勞動(dòng)生產(chǎn)率，單位產(chǎn)品燃燒消耗定額和產(chǎn)品成本等，都在很大程度上取決于燒成的好壞。所以燒成時(shí)MgO-Cr2O3磚生產(chǎn)中特別重要的工序。 1. 裝窯 制品在高溫下由于強(qiáng)度降低較多，易產(chǎn)生變形，因此裝磚高度一般應(yīng)控制在0.9-1.0米以下，且應(yīng)采取平裝。 2. 燒成過程中的物理化學(xué)變化[8] （1） 坯體排出水分階段。溫度范圍為10-200℃，在這一階段中，主要是排出磚坯中殘存的自由水和大氣吸附水。水分的排出，使坯體中留下氣孔，具有透氣性。 （2） 分解氧化階段（200-1000℃）。此階段發(fā)生的物理化學(xué)變化依原料種類而異。有排出結(jié)合水﹑ 碳酸鹽分解﹑有機(jī)物的氧化燃燒等。 （3） 液相形成和耐火相合成階段（1000℃）。此時(shí)分解作用將繼續(xù)完成，并隨溫度升高其液相生成量增加，液相粘度降低，某些新耐火礦物開始生成。 （4） 燒結(jié)階段。坯體中各種反應(yīng)趨于完全、充分、液相數(shù)量繼續(xù)增加，結(jié)晶相進(jìn)一步成長(zhǎng)而達(dá)到致密化即所謂燒結(jié)。 （5） 冷卻階段。從最高燒成溫度至室溫的冷卻過程中，主要發(fā)生耐火相的析晶、某些晶相的晶型轉(zhuǎn)化、玻璃相的固化等過程。 3. 燒成制度的確定 6） 溫度制度 制品燒成時(shí)，在不同溫度階段應(yīng)控制不同的升溫速度： a：小于400℃ 階段，磚坯中水分蒸發(fā)并伴有MgO的水化，使磚坯強(qiáng)度降低，應(yīng)放慢升溫速度； b：400-800℃ 階段，水化物分解排除結(jié)合水，有機(jī)物燃燒，可快速升溫； c：800-1200 ℃階段，出現(xiàn)液相，并有固相反應(yīng)進(jìn)行，磚坯強(qiáng)度有所下降，應(yīng)放慢升溫速度； d：1200 ℃至燒成階段，隨溫度升高液相量增多，固相反應(yīng)速度加快，磚坯強(qiáng)度降低較多，為防止制品開裂或變形，應(yīng)緩慢升溫。鎂鉻磚的燒成溫度一般為1600-1800℃ 7） 壓力制度和窯內(nèi)氣氛 制品應(yīng)在微正壓氧化氣氛下燒成，在還原氣氛下燒成時(shí)，鎂鉻磚會(huì)產(chǎn)生很大的體積收縮，導(dǎo)致制品開裂。 2.1.11 成品倉庫 鎂鉻制品按品種、磚型批號(hào)、級(jí)別等分別貯放在成品庫內(nèi)，每種制品堆放方式和允許堆放高度均按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。成品庫面積除設(shè)有貯存量占用面積外，還留有成品揀選 廢品堆放和運(yùn)輸通道所需最小面積。 2.1.12 除塵 在耐火材料生產(chǎn)中，原料破碎-磨細(xì)-篩分以及各種運(yùn)輸作業(yè)，不可避免的會(huì)產(chǎn)生粉塵。粉塵進(jìn)入人體肺部后可能引起各種肺部疾病，危害極大。粉塵還能加速機(jī)械的磨損，影響設(shè)備的壽命。因此必須采取有效措施來防止粉塵帶來的危害。 本設(shè)計(jì)主要采用濾芯中心部流出排放，達(dá)到凈化目的。利用壓縮空氣（0.6-0.7Mpa）產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣流，通過電磁閥門釋放出來到濾芯中心部清潔濾芯，氣流沖擊波將濾芯外表面聚集的粉塵震蕩及噴吹下來并落到下面的灰斗內(nèi)。由PLC控制系統(tǒng)按設(shè)定程序進(jìn)行反吹，以確保設(shè)備良好的除塵效能。 設(shè)備特點(diǎn)：（1）除塵效率高，可去除粒徑≥1μm的粉塵，效果達(dá)99.99%（2）設(shè)備采用PLC控制脈沖反吹風(fēng)，設(shè)有國外進(jìn)口壓差顯示儀；帶自動(dòng)清灰動(dòng)能，便于操作。（3）體積小，有效節(jié)省使用空間。（4）設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，便于保養(yǎng)和維護(hù)。（5）可選擇灰桶、出灰車、螺旋出料裝置、等的出灰方式。 2.1.13 含鉻廢水的處理 含鉻廢水的處理應(yīng)與鉻的回收利用結(jié)合起來，消除鉻對(duì)環(huán)境的污染。常用的處理方法有化學(xué)還原和沉淀法、電解還原法、鋇鹽法、離子交換法等[9]。 （1） 化學(xué)還原和沉淀法。常用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、二氧化硫等。加入還原劑和石灰，生成難熔的氫氧化鉻。再經(jīng)沉淀物脫水、干燥等實(shí)現(xiàn)回收再利用。 （2） 電解還原法。將含鉻廢水引入電解處理槽，以鐵板為陰陽極板，用壓縮空氣攪拌再直流電作用下，鐵陽極溶解出亞鐵離子，將六價(jià)鉻離子還原成三價(jià)鉻；陰極氫離子將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻。 （3） 鋇鹽法。向含鉻廢水中投加碳酸鋇或氯化鋇。使廢水中的六價(jià)鉻離子轉(zhuǎn)化為不易溶解于水的鉻酸鋇沉淀。 （4） 離子交換法。以鉻酸根（CrO4）形式存在的六價(jià)鉻，可用離子交換法除去?？晒┦褂玫碾x子交換有Na型陽離子交換樹脂 混合型陰離子交換樹脂H型陰離子交換樹脂，Na型磺化煤等。 2.1.14噪聲的防治 無機(jī)非金屬工業(yè)的工藝流程復(fù)雜，機(jī)械設(shè)備比較笨重，物料處理環(huán)節(jié)多，生產(chǎn)過程中能產(chǎn)生大量的噪聲，對(duì)工人及周圍居民造成很大的危害。因此噪聲的防治也是我們?cè)O(shè)計(jì)者必須考慮的課題之一。 我們首先考慮的是在傳播途徑上降低噪聲。在廠區(qū)內(nèi)將高噪聲車間與辦公室宿舍等分開布置；種植綠化帶，并利用土坡、地坑等使噪聲衰減。本設(shè)計(jì)中的破碎機(jī)便嘗試了地下放置，一方面符合了工藝流程上的要求，另一方面達(dá)到了衰減噪聲的目的。另外，本車間采用了聲學(xué)控制方法來治理車間內(nèi)部的噪聲，即在車間內(nèi)的墻壁﹑天花板﹑ 地面等處鋪設(shè)多孔的吸聲材料，這樣既有一定的降低噪音的效果，而且，對(duì)設(shè)備的操作和維修又沒有妨礙作用[10]。 2.2工藝流程 2.2.1工藝流程的簡(jiǎn)述 根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求來指導(dǎo)生產(chǎn)，生產(chǎn)直接結(jié)合鎂鉻磚的原料主要包括高純鎂砂96和鉻礦A。首先，經(jīng)汽車將原料運(yùn)到原料倉庫，通過5噸橋式起重機(jī)裝進(jìn)顎式破碎機(jī)的供料槽。通過電磁振動(dòng)給料機(jī)使原料經(jīng)PEF250×400顎式破碎機(jī)粗破，破碎的粒度要符合圓錐破碎機(jī)的給料粒度，經(jīng)帶式輸送機(jī)平行輸送到破粉碎樓上的圓錐破碎機(jī)的供料倉中進(jìn)行中破，原料被破碎好后，由斗式提升機(jī)提升到樓上，經(jīng)雙層振動(dòng)篩篩分，篩網(wǎng)孔徑分別為2.5mm，1mm，0.088mm，篩上料返回圓錐破碎機(jī)繼續(xù)破碎，篩中料，篩下料進(jìn)入各自的2.5-1mm，1-0mm，小于0.088mm料倉，根據(jù)料倉的存料情況多余的顆粒料可逆帶式輸送機(jī)進(jìn)入管磨機(jī)磨成小于0.088mm的細(xì)粉，產(chǎn)生的細(xì)粉由斗式提升機(jī)提升到樓上，再通過螺旋輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)郊?xì)粉料倉，準(zhǔn)備配料。物料準(zhǔn)備就緒后用電子配料車將各種粒度的鉻礦A，高純鎂砂96顆粒和細(xì)粉進(jìn)行配料，配好的料進(jìn)入濕碾機(jī)，經(jīng)12分鐘的混煉后，用橋式起重機(jī)將泥料罐吊到平板車上，再由平板車將裝有泥料的泥料罐推到成型車間，泥料罐經(jīng)橋式起重機(jī)提升將泥料送到壓磚機(jī)供料倉， 7臺(tái)630噸摩擦壓磚機(jī)成型，成型的廢品經(jīng)手推車運(yùn)回原料倉庫，成型成品放在干燥車上，用3噸電拖車送到干燥工段的存放處等待干燥，采用隧道窯干燥器干燥，干燥后的磚坯要等到磚坯冷卻后進(jìn)行揀選，不合格的磚坯送到原料倉庫，合格的磚坯由工人裝窯車，裝磚后的窯車停放處等待進(jìn)入隧道窯，進(jìn)入隧道窯后磚坯經(jīng)預(yù)熱帶、燒成帶和冷卻帶出窯，冷卻后進(jìn)行揀選，揀選不合格的產(chǎn)品送到原料倉庫，以備后用；揀選合格的磚裝入成品庫。 2.2.2 工藝流程論證 1.原料倉庫，本設(shè)計(jì)的原料有2種，分別是高純鎂砂96和鉻礦A，為了防止原料的潮濕，原料倉庫采用封閉式單側(cè)卸料的方式，原料之間設(shè)有隔墻防止原料混料。 2.破碎工段。經(jīng)顎式破碎機(jī)粗破，圓錐破碎機(jī)粉碎后篩分，篩上料返回圓錐破碎機(jī)再次破碎，通過管磨機(jī)磨細(xì)粉，嚴(yán)格控制物料級(jí)配。 3.混料工段。不同的顆粒料存貯在專門設(shè)計(jì)的貯料倉中，避免不同的顆粒料混料。可使物料在裝、卸料時(shí)的偏析減到最小。 4.燒成工段。采用小型隧道窯燒成，不僅可以精確控溫，而且燒成溫度也高。對(duì)于直接結(jié)合鎂鉻磚，燒到1600-1650℃左右，預(yù)熱帶1-17車位，燒成帶為18-36車位，冷卻帶37-50車位。 表2-2鎂鉻磚配料比 2.3工藝參數(shù) 磚　　種 配 比 （%） 高純鎂砂96 鉻礦A 紙漿廢液 MGe-8 75 25 5 MGe-12 70 30 5 本設(shè)計(jì)鎂鉻磚生產(chǎn)的混合制度見表2-3，干燥制度見表2-4 表2-3 混合制度 磚種 項(xiàng)目 混合量（Kg/碾） 混合周期（分鐘） MGe-8 700 12 MGe-12 700 12 表2-4干燥制度 干燥器類型 長(zhǎng)×寬×高 (mm) 數(shù)量 (條) 干燥裝 磚量 （kg／車） 干燥時(shí)間 （h） 干燥廢品率 （%） 干燥前水分 （%） 干燥后水分 （%） 熱風(fēng)進(jìn)口溫度 （℃） 熱風(fēng)出口溫度 （℃） 24500×950× 1650 5 1.1 15 4.0 2.5~3.0 0.3~0.6 110~120 <70 2.4物料平衡計(jì)算 車間生產(chǎn)班制見表2.5: 表2-5 生產(chǎn)班制表 序號(hào) 工段名稱 年工作日 日工作班制 班工作小時(shí) 1 原料倉庫 365 2 8 2 破粉碎 365 3 8 3 磨碎 365 3 8 4 配料 365 2 8 5 混合工段 365 2 8 6 成型工段 365 3 8 7 干燥工段 365 3 8 8 燒成工段 350 3 8 9 成品倉庫 365 2 8 制磚部分物料平衡計(jì)算參數(shù)見表2.6和2.7： 表2-6 物料平衡計(jì)算參數(shù) 計(jì)算參數(shù)名稱 符號(hào) 鎂磚% 備注 原料在倉庫中的損失 L1 高純鎂砂96 0.5 鉻礦A 0.5 — 原料水分 W 0 — 原料的灼減 L2 0 — 原料加工運(yùn)輸損失 （包括粉碎，配料，混合，成型工序） L3 2 — 配比 1-p 高純鎂砂96 — p 鉻礦A — q1 外加紙漿廢液 5 — 管磨機(jī)細(xì)粉加入量 q2 30 — 泥料水分 W4 2.5 — 泥料的循環(huán)混練量 F3 10 — 結(jié)合劑的貯運(yùn)損失 L5 2 — 干燥綜合廢品率 F2 4 — 燒成綜合廢品率 F1 5 — 干燥燒成廢品回收率 T 95 — 表2.7 MGe-8制磚部分物料平衡表 生產(chǎn) 工序 項(xiàng)目 符號(hào) 生產(chǎn)班制 物料量 年 日 班 時(shí) 原料 倉庫 總存放量 Q14 365/2/8 24393.44 66.831 33.416 4.177 高純鎂砂96 Q15 365/2/8 16368.33 44.845 22.422 2.8028 回收廢磚坯 Q16 365/2/8 1926.75 5.279 2.639 0.330 鉻礦A Q17 365/2/8 6098.36 16.708 8.354 1.044 紙漿廢液 Q18 365/2/8 1213.57 3.325 1.662 0.208 破粉碎 總破粉碎量 Q10 365/3/8 24271.47 66.497 22.166 2.771 磨碎 總磨碎量 Q13 365/3/8 7281.44 19.949 6.650 0.831 配料 總配料量 Q6 365/2/8 23786.04 65.167 32.584 4.073 鎂砂96 Q7 365/2/8 17839.53 48.875 24.438 3.055 鉻礦A Q8 365/2/8 5946.51 16.292 8.146 1.018 紙漿廢液 Q9 365/2/8 1189.30 3.258 1.629 0.204 混料 總混料量 Q5 365/2/8 26428.94 72.408 36.204 4.526 成型量 總成型量 Q3 365/3/8 23738.47 65.037 21.679 2.710 干燥量 總干燥量 Q2 365/3/8 23026.32 63.086 21.029 2.629 燒成量 總燒成量 Q1 350/3/8 22105.26 63.158 21.053 2.632 成品量 總成品量 Q 365/2/8 21000 57.534 28.767 3.596 MGe-8制磚泥料水分平衡見表2.8： 表2-8 MGe-8制磚泥料水分平衡表 項(xiàng)目 符號(hào) 生產(chǎn)班制 需水量（噸） 年 日 班 時(shí) 水分總量 W總 365/2/8 625.15 1.71 0.86 0.11 紙漿廢液帶入的水分量 W紙 365/2/8 594.65 1.63 0.81 0.10 配料時(shí)鎂砂帶入水分量 W鎂 365/2/8 0 0 0 0 需要外加水量 W 365/2/8 30.5 0.08 0.04 0.005 MGe-12制磚部分物料平衡見表2.9： 表2-9 MGe-12制磚部分物料平衡表 生產(chǎn) 工序 項(xiàng)目 符號(hào) 生產(chǎn)班制 物料量 年 日 班 時(shí) 原料 倉庫 總存放量 Q14 365/2/8 29039.81 79.561 39.781 4.973 高純鎂砂96 Q15 365/2/8 18034.12 49.409 24.704 3.088 回收廢磚坯 Q16 365/2/8 2293.75 6.284 3.142 0.393 鉻礦A Q17 365/2/8 8711.94 23.868 11.934 1.492 紙漿廢液 Q18 365/2/8 1444.73 3.958 1.979 0.247 破粉碎 總破粉碎量 Q10 365/3/8 28894.60 79.163 26.388 3.298 磨碎 總磨碎量 Q13 365/3/8 8668.3 23.749 7.916 0.990 配料 總配料量 Q6 365/2/8 28316.71 77.580 38.790 4.849 鎂砂96 Q7 365/2/8 19821.70 54.306 27.153 3.394 鉻礦A Q8 365/2/8 8495.01 23.274 11.637 1.455 紙漿廢液 Q9 365/2/8 1415.83 3.879 1.940 0.242 混料 總混料量 Q5 365/2/8 31463.02 86.20 43.10 5.388 成型量 總成型量 Q3 365/3/8 28260.08 77.425 25.808 3.226 干燥量 總干燥量 Q2 365/3/8 27412.28 75.102 25.034 3.129 燒成量 總燒成量 Q1 350/3/8 26315.79 75.188 25.063 3.133 成品量 總成品量 Q 365/2/8 25000 68.493 34.247 4.281 MGe-12制磚泥料水分平衡見表2-10： 表2.10 MGe-12制磚泥料水分平衡表 項(xiàng)目 符號(hào) 生產(chǎn)班制 需水量（噸） 年 日 班 時(shí) 水分總量 W總 365/2/8 744.22 2.039 1.019 0.127 紙漿廢液帶入的水分量 W紙 365/2/8 707.92 1.940 0.970 0.121 配料時(shí)鎂砂帶入水分量 W鎂 365/2/8 0 0 0 0 需要外加水量 W 365/2/8 36.3 0.099 0.050 0.006 2.5 生產(chǎn)設(shè)備 根據(jù)設(shè)備的選型計(jì)算得到主機(jī)平衡表，見表2.11[11[12]: 表2.11 主機(jī)平衡表 工序 名稱 設(shè)備及規(guī)格 主機(jī)作業(yè)率 % 　　生產(chǎn)能力/噸／時(shí) 　　設(shè)備臺(tái)數(shù)/臺(tái) 要求主機(jī)產(chǎn)量 主機(jī)時(shí)產(chǎn)量 要求主機(jī)臺(tái)數(shù) 設(shè)計(jì)臺(tái)數(shù) 破碎 PEF250×400顎式破碎機(jī) 80 7.59 12-15 0.632 1 粉碎 Φ900短頭圓錐破碎機(jī) 70 8.67 4.0~4.5 1.93 2 磨碎 Φ1200×4500管磨機(jī) 80 2.28 1.0~1.2 1.90 2 混合 Φ1600×400濕碾機(jī) 75 13.22 3.5 3.78 4 成型 630噸摩擦壓磚機(jī) — 5.96 1.1 5.42 7 干燥 干燥器24.5米 -— — — 4.71 5 輔助設(shè)備（提升和運(yùn)輸設(shè)備）見表2.12: 表2.12輔助設(shè)備表 設(shè)備名稱及規(guī)格 數(shù)量 備注 B=500皮帶輸送機(jī) 1 L=52285mm B=500皮帶輸送機(jī) 1 L=12000mm 螺旋輸送機(jī) 2 L=10500mm Φ1000×3500單倉空氣輸送泵 3 — D250斗式提升機(jī) 2 L=35300mm 干燥設(shè)備見表2.13: 表2.13干燥設(shè)備的選擇結(jié)果 名稱 規(guī)格（長(zhǎng)×寬×高）m 數(shù)目 條/輛 干燥窯 24.5×0.95×1.65 5 干燥車 成型工段 1.2×0.85×1.45 42 干燥前后周轉(zhuǎn) 21 機(jī)械成型占用 14 干燥器內(nèi) 100 揀選和貯存磚坯 42 檢修場(chǎng)地 3 總的干燥車數(shù)量 222 燒成設(shè)備見表2.14: 表2.14 燒成設(shè)備選擇結(jié)果 名稱 規(guī)格（長(zhǎng)×寬×高）m 數(shù)目 條/輛 隧道窯 110×2.2×1.9 2 窯車 裝磚臺(tái) 2.2×2.2 6 隧道窯內(nèi) 100 卸磚臺(tái) 6 貯存磚坯占用 16 窯外冷卻占用 32 檢修占用 10 裝卸班制不同占用窯車數(shù)量 16 總的窯車數(shù)量 186 2.6 倉庫設(shè)施 本設(shè)計(jì)的原料倉庫為火車和汽車運(yùn)輸封閉式。其中各種原料的運(yùn)輸方式見表2.15： 表2.15各種原料的運(yùn)輸方式 原料 運(yùn)料方式 搬運(yùn)方式 高純鎂砂96 汽車 5噸橋式抓斗起重機(jī) 鉻礦A 汽車 5噸橋式抓斗起重機(jī) 紙漿廢液 汽車 CPQ3型叉車 廢坯、廢磚 汽車 CPQ3型叉車 各種原料和成品貯量、堆放方式及倉庫的規(guī)格見表2.16： 表2.16 原料和成品貯量、堆放方式及倉庫的規(guī)格 倉庫名稱 物料名稱 堆放形式 貯存天數(shù)/天 長(zhǎng)度/米 寬度/米 原料倉庫 高純鎂砂96 堆放 30 18 12 鉻礦A 堆放 50 12 廢磚 廢磚 堆放 30 6 12 成品倉庫計(jì)算結(jié)果見表2.17： 表2.17 成品倉庫計(jì)算結(jié)果 產(chǎn)品 運(yùn)貨方式 日存儲(chǔ)量,t 貯存時(shí)間,天 占用面積m2 搬運(yùn)方式 MGe-8 卡車 57.53 45 414.22 CPQ3型叉車 MGe-12 卡車 68.49 45 493.13 CPQ3型叉車 木板和塑料 CPQ3型叉車 — — — CPQ3型叉車 揀選占用 200 — 總的倉庫面積 1107.35 取寬24長(zhǎng)48 共1152 3 生產(chǎn)技術(shù)檢查系統(tǒng)說明 3.1 檢查內(nèi)容 成品車間的生產(chǎn)技術(shù)檢查內(nèi)容見表3.1： 表3.1 檢查內(nèi)容 品種 測(cè)試內(nèi)容 MGe-8鎂鉻磚 MgO、Cr2O3、顯氣孔率、荷重軟化溫度、體積密度 MGe-12鎂鉻磚 MgO、Cr2O3、顯氣孔率、荷重軟化溫度、體積密度 3.2 檢查方法 1．測(cè)試方法 各種耐火材料檢驗(yàn)、化驗(yàn)方法及耐火材料制品檢驗(yàn)制樣規(guī)定，應(yīng)按冶金工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定的內(nèi)容執(zhí)行。部頒標(biāo)準(zhǔn)名稱及其代號(hào)如下： YB/T370 荷重軟化溫度檢驗(yàn)方法 YB/T376.2 耐火制品抗熱震性檢驗(yàn)方法 GB 2997 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(yàn)方法 GB 5072 致密定形耐火制品常溫耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法 GB5070 鎂鉻質(zhì)耐火材料化學(xué)分析方法 GB10326 磚的尺寸，外觀及斷面的檢查方法； 2．YB耐火材料測(cè)試次數(shù)見表3.2： 表3.2 耐火材料測(cè)試次數(shù)，次/批 品種 化學(xué)分析 荷重軟化溫度 顯氣孔率 常溫耐壓強(qiáng)度 MGe-8鎂鉻磚 1/2 1/4 1 1 MGe-12鎂鉻磚 1/2 1/4 1 1 3. 生產(chǎn)技術(shù)檢查制度如表3.3[13]： 表3.3 檢查制度 檢查項(xiàng)目 試樣數(shù)量，個(gè) 試樣形狀及規(guī)格，毫米 檢驗(yàn)化驗(yàn)數(shù)量 化學(xué)分析 1 0.088-0.1粉料 6～8件/次 荷重軟化溫度 1 Φ36×50圓柱體 1件/爐 顯氣孔率 3 體積為50-200立方厘米，棱長(zhǎng)小于80 5件/次 常溫耐壓強(qiáng)度 3 正方體或圓柱體 1個(gè)/次 抗熱震穩(wěn)定性 3 （114±3）mm×（64±2） mm×（64±2）mm立方體 2件/爐 4.車間安裝，檢修與維護(hù)措施 安裝、檢修與維護(hù)的原則如下： （1）車間廠房?jī)?nèi)所有設(shè)備的安裝、出入大門、通道、樓層、設(shè)備提升時(shí)用的孔洞，以及各層設(shè)備安裝、檢修時(shí)用的起吊設(shè)備等需統(tǒng)籌配置。 （2）高層廠房，當(dāng)樓上安裝有設(shè)備的情況下，一般設(shè)安裝孔。 （3）需經(jīng)常檢修的設(shè)備部件，凡超過200公斤以上的設(shè)有檢修起重梁。 （4）檢修用單軌梁的位置，須設(shè)在起重設(shè)備或主要起吊部件的中心部位，應(yīng)避免斜吊。 （5）檢修時(shí)放置檢修設(shè)備或其部件的場(chǎng)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。 （6）為車間設(shè)備的維修，各工段設(shè)有維修用的工具、器材、潤滑油及常用小備件等的存放間。 （7）各工段考慮電焊電源及36伏局部安全照明，以便工段內(nèi)檢查工作和小量修補(bǔ)與維修等使用。 5 .生產(chǎn)車間除塵及安全措施 設(shè)計(jì)把塵源車間設(shè)在最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，并且與住宅區(qū)、變電所、化驗(yàn)室等保持適當(dāng)距離。合理的工藝流程減少了物料搬運(yùn)環(huán)節(jié)，降低物料落差。同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備、管道和料倉的密閉，減少漏風(fēng)，提高機(jī)械化、自動(dòng)化水平，減少人工操作，選擇適當(dāng)?shù)呐棚L(fēng)量。 主要除塵方法： （1）物料加濕； （2）設(shè)備密封； （3）灑水清掃和濕抹設(shè)備。 主要用除塵設(shè)備是旋風(fēng)除塵器其優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，除塵效率高（可達(dá)70-80%）特別是對(duì)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）在耐火材料工廠車間內(nèi)，生產(chǎn)廠房為高層廠房，樓梯應(yīng)有護(hù)攔。 （2）在陰暗處應(yīng)設(shè)有照明設(shè)施。 （3）對(duì)設(shè)備應(yīng)定期檢查以防隱患。 （4）生產(chǎn)車間應(yīng)設(shè)有安全員，定期對(duì)職工進(jìn)行安全教育。 （5）在容易發(fā)生事故的地方，設(shè)有提示語。 6 .本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn) 本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)如下： 1.工藝流暢，布局合理，并考慮到擴(kuò)大生產(chǎn)的需要。 2.原料選擇、泥料顆粒級(jí)配合理。 3.采用除塵設(shè)備，改善工人工作環(huán)境。 4.整個(gè)系統(tǒng)安全可靠，運(yùn)作靈活。 5.考慮經(jīng)濟(jì)效益，廢磚可用于銷售或回收再利用 參考文獻(xiàn) [1] 全躍. 鎂質(zhì)材料生產(chǎn)與應(yīng)用．冶金工業(yè)出版社2008.2 [2] 王誠訓(xùn)，欒永杰，李洪申．爐外精煉用耐火材料[M]．北京：冶金工業(yè)出版社．1995：52～78. 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