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摘 要 鎂碳磚是以鎂砂和石墨為主要原料外加適量結合劑經高壓成型，低溫熱處理而成的耐火制品。隨著我國的經濟不斷地發(fā)展，鋼鐵行業(yè)也隨之快速發(fā)展，耐火產品在鋼鐵行業(yè)的發(fā)展中扮演者重要的角色，尤其是鎂碳質耐火材料。鎂碳磚具有優(yōu)良的耐高溫性、抗熔渣侵蝕性、抗熔渣滲透性、熱震穩(wěn)定性、不易產生結構剝落等性質。因此，被廣泛的應用于各個領域，如鋼包、電爐、轉爐、中間包、出鋼口、高功率電爐爐墻熱點部位以及爐外精煉爐內襯等。本設計共涉及轉爐鎂碳磚MT10A 28000噸/年和轉爐鎂碳磚MT18A 20000噸/年,概述了鎂碳磚的發(fā)展概況、生產過程、在鋼包渣線的應用及生產車間的設計規(guī)劃，并對其發(fā)展前景進行了展望。在設計中確保做到方案科學可行，技術經濟合理，并不斷對方案優(yōu)化。在以上工作的基礎上，繪制了年產48000噸鎂碳磚廠總平面布置圖、車間平面布置圖及相應的縱橫剖面布置圖共計12張。 關鍵詞： 鎂碳磚；生產工藝；鋼包；轉爐用鎂碳磚；耐火制品 Abstract MgO-C is based on magnesia and graphite as main raw materials plus the amount of binding agent by high-pressure molding, low temperature heat treatment made ??of refractory products. As China's 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 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 wall 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 plant 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 tons 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 年產4.8萬噸鎂碳磚生產車間設計 目 錄 摘 要 I 年產4.8萬噸鎂碳磚生產車間設計 III 1 緒 論 1 1.1 鎂碳磚的發(fā)展歷史、應用 1 1.1.1 鎂碳磚的發(fā)展歷史 1 1.1.2 鎂碳磚的應用 2 1.2鎂碳磚的組成、性能及發(fā)展前景 4 1.2.1 鎂碳磚的組成 4 1.2.2 鎂碳磚的性能 4 1.2.3 鎂碳磚的發(fā)展前景 5 2 工藝部分 6 2.1 生產工藝要點 6 2.1.1 原料 7 2.1.2破粉碎 9 2.1.3 篩分 9 2.1.4 物料的貯存 9 2.1.5 配料 10 2.1.6 混練 10 2.1.7 成型 10 2.1.8 干燥 11 2.1.9 成品倉庫 11 2.2 工藝流程 11 2.2.1 工藝流程簡述 13 2.2.2 工藝流程論證 13 2.3 工藝參數(shù) 14 2.4 物料平衡計算 15 2.5 生產設備 20 2.6 倉庫設施 22 3 生產技術檢查系統(tǒng)說明 23 3.1 檢查內容 23 3.2 檢查方法 23 3.3 檢查制度 24 4 車間安裝、檢修與維護措施 25 5安全措施 27 6 生產車間除塵及安全措施 28 7本設計的主要特點 30 致 謝 31 參考文獻 32 附 錄A 33 一、計算部分 33 二、原料倉庫的選擇計算 40 三、破粉碎設備的選擇計算 41 四、成型設備選擇計算 43 五、干燥工段的計算 43 六、成品倉庫的計算 45 　　　　　　　　　　　 1 緒 論 1.1 鎂碳磚的發(fā)展歷史、應用 1.1.1 鎂碳磚的發(fā)展歷史 MgO–C磚是日本于20世紀70年代初發(fā)展起來的一種新型復合耐火制品。最早由日本的九洲耐火材料公司渡邊明首先研發(fā)的。它是以鎂砂（高溫燒結鎂砂或電熔鎂砂）和碳素材料為原料，用各種碳質結合劑制成的碳復合耐火材料[1]。鎂碳磚既保持了堿性耐火材料的優(yōu)點，同時又徹底改變了以往堿性耐火材料中耐剝落性能差，容易吸收爐渣等故有缺點。由于MgO–C磚具有耐火度高、抗熱震穩(wěn)定性優(yōu)良和抗侵蝕能力強等優(yōu)良特性而被廣泛應用于鋼鐵企業(yè)，如轉爐煉鋼和電爐煉鋼[2]。而在日本研發(fā)出用樹脂結合MgO–C磚后，西歐開發(fā)了用瀝青結合的MgO–C磚。 我國在1980年前后開始研究含碳耐火材料，并被列入國家“七五”(1985~1989)科技攻關項目。但我國的耐火材料發(fā)展歷史悠久，早在4000多年前就使用雜質少的粘土燒成陶器，并已能鑄造青銅器。1987年鞍鋼三煉鋼廠在轉爐上試用MgO–C磚后，僅用一年時間就超額完成了“七五”轉爐爐齡達千次的攻關目標，1988年島田康平等提出將高純燒結鎂砂制鎂碳磚用于轉爐上，同年，聯(lián)邦德國的Arno Gardziella 博士提出耐火制品中作為結合劑和碳形成劑的酚醛樹脂的選擇標準；Tadeusz Rymon Lipinski等研究了吹氧轉爐鎂碳磚中金屬添加物的反應，1991年黃向東等人對鎂碳磚用結合劑合成工藝及性能進行了研究，1992年Gunar Klop等研究了不同碳含量及鎂砂成分對鎂碳磚微觀結構的影響，1994年胡超群等使用鎂碳磚代替原有材料作電弧爐內襯，提高了爐襯的使用壽命，1998年國外研究人員發(fā)現(xiàn)高粘性玻璃添加物可提高鎂碳磚的抗氧化性和抗水化能力。發(fā)展到目前，全國各大中小鋼廠已普遍推廣使用MgO–C質耐火材料作為轉爐和電爐的爐襯。MgO-C磚在用于轉爐時，用在爐底、熔池、凈空和渣線等部位。根據(jù)操作條件，這些部位要求所用的耐火材料必須耐高溫﹑熱循環(huán)﹑熔渣侵蝕[3]。 隨著冶煉技術的進步對耐火材料也有了新的要求，低碳鎂碳耐火材料成為鎂碳耐火材料新的發(fā)展熱點。低碳MgO–C磚一般是指總含碳量不超過8%、由鎂砂與石墨通過有機結合劑結合而成的MgO–C磚，降低碳含量可明顯降低材料的熱導率[4]。近年來，對精煉鋼包用低碳量、性能優(yōu)異的低碳鎂碳磚的開發(fā)受到國內外業(yè)界的重視，這方面的研究開發(fā)工作已取得一定的成果，展現(xiàn)了良好的發(fā)展前景。 1.1.2 鎂碳磚的應用 鎂碳磚是以鎂砂和石墨為主要原料外加適量結合劑經高壓成型，低溫熱處理而成的耐火制品，主要應用在轉爐和鋼包上。由于轉爐的各部位爐襯的工作條件有所不同，所以用的鎂碳磚有所不同。（1）爐口、爐帽部位溫度變化劇烈，受渣蝕較嚴重，應選用抗熱震性好、抗渣性強的鎂碳磚；（2）耳軸兩側除受吹煉時損毀作用外，表面無保護渣層覆蓋，不易修補，磚中碳易氧化，應砌筑抗渣性優(yōu)良、抗氧化性好的優(yōu)質鎂碳磚；（3）渣線部位與熔渣長期接觸，受渣蝕嚴重，需砌筑抗渣性強、高溫強度高、抗熱震性好的鎂碳磚；（4）爐缸、爐底與其他部位相比侵蝕較輕，可選用普通鎂碳磚；（5）當采用頂?shù)讖秃洗禑捈夹g時，尤其是底CO2、O2等氣體時，損毀更為嚴重，應選用抗氧化性好、抗熱震性好、高溫強度高、抗渣性強的高級鎂碳磚。依轉爐使用不同部位，選用相應性能的鎂碳磚是提高轉爐技術經濟指標的有效方法。圖1.1為轉爐結構圖 1--爐身 2--爐膛 3--爐帽 4--出鋼口 5--爐底 圖1.1 轉爐結構圖 鋼包渣線分為兩種：普通鋼包和精煉鋼包的渣線。普通鋼包的熔渣是來自轉爐或電爐等煉鋼裝置的末期渣。這種熔渣屬于CaO- MgO-FeOn-SiO2四相系統(tǒng)，它們可以分解為CaO-FeOn系和MgO-CaO-SiO2系，前者熔點低，粘度小，對耐火材料侵蝕能力強；后者熔點高，粘度大，對耐火材料侵蝕能力較弱。精煉鋼包的熔渣，一般由SiO2﹑CaO﹑MgO﹑Al2O3﹑FeO﹑MnO﹑Cr2O3七相組成。爐外精煉鋼包襯主要以鎂碳磚為主，包括：VOD鋼包工作襯，VHD、LF/VD、VOD渣線。鋼包用耐火材料主要用于LF(V)鋼包，ASEA-SKF鋼包，VAD鋼包。鋼包用耐火材料總的發(fā)展趨勢是降低消耗、清潔鋼包。降低消耗不僅可以降低成本，更重要的是可以減少對鋼水的污染；清潔鋼包一方面是要用低碳、熔損小的耐火材料，另一方面要減少鋼包的粘渣。 鋼包一般包括永久層、工作層、渣線層、包底磚、塞棒、座磚和水口磚等。由鋼殼、耐火材料內襯和啟閉控制系統(tǒng)構成，其截面一般為圓形。大型鋼包為增大容量，采用橢圓形，以不改變吊車龍門鉤跨距，桶的整個外型呈上大下小的圓臺形。鋼包底面，小型為平面，大型桶則為凸面。，圖1.2為鋼包結構圖。 圖1.2 鋼包結構圖 1.2鎂碳磚的組成、性能及發(fā)展前景 1.2.1 鎂碳磚的組成 鎂碳磚含氧化鎂60%～90%，碳10%～40%。國標將目前生產的鎂碳磚分為7類，含碳量為5%、8%、10%、12%、14%、16%、18%。鎂碳磚具有優(yōu)良的抗渣侵蝕性、熔渣滲透性、熱震穩(wěn)定性和導熱性。顯氣孔率為3%～10%。采用高純鎂砂粉粒、碳素材料（包括石墨）和焦油瀝青或樹脂等為原料，經配料、熱混、成型后，再經低溫焙燒而成。為抑制磚中的碳的氧化，常添加鋁、硅、鎂等金屬或氮化硼，加入量不超過5%[5]。 表1.1為生產鎂碳磚用鎂砂的理化指標。 表1.1 鎂砂的理化指標 MgO，%≥ SiO2，%≤ CaO，%≤ Fe2O3，%≤ lgL，% ≤ 體密，g/cm ≥ MS-98 97.7 0.5 1.2 0.5 0.3 3.30 MS-97a 97.5 0.6 1.2 0.7 0.3 3.30 MS-97b 97 0.7 1.4 0.8 0.3 3.25 MS-96 96 1.0 1.4 0.8 0.3 3.25 1.2.2 鎂碳磚的性能 1．低氣孔率和密實結構 磚的體密越大越致密，氣孔率越低。原料越純，越能抗熔渣侵蝕。電熔鎂砂比燒結鎂砂致密，方鎂石結晶較大，因而電熔鎂砂耐化學腐蝕和氧化鎂被還原蒸氣的性能得到改善。 2．抗熱沖擊性能 鎂碳磚具有良好的抗熱沖擊性能，適用于爐底。從微觀上來看，在于方鎂石和石墨膨脹不一致產生的微小裂紋，宏觀上卻阻止了裂紋的發(fā)展。因為石墨和方鎂石間結合比較弱，這就很容易設想裂紋將不能通過石墨，所以鎂碳磚具有優(yōu)良的抗熱沖擊性能。 3．熱傳導率 鎂碳磚熱傳導率較高，是其它磚的三到四倍，石墨的含量對熱傳導率大小有關。熱傳導率的提高提高了鎂碳磚的熱擴散率，提高了鎂碳磚的抗熱沖擊性能。 4．抵抗鋼水和渣侵蝕的性能 石墨的潤濕角大,使鎂碳磚對鋼水和渣不浸潤。鎂碳磚的熱穩(wěn)定性很好, 使用時磚在熱狀態(tài)下磚縫連接得緊密, 這些性質和條件使鎂碳磚具有良好的耐浸蝕性能[6]。 1.2.3 鎂碳磚的發(fā)展前景 自鎂碳磚問世以來，已經歷了40多年的發(fā)展歷程。雖然鎂碳磚的技術發(fā)展已經進入了高峰時期，但是時代是不斷進步的，技術是不斷更新的。隨著冶金行業(yè)的快速發(fā)展與改良，對鎂碳磚的要求也不斷提高。因此為了滿足當今社會對煉鋼煉鐵的需要，為了生產更多優(yōu)質鋼，今后鎂碳磚的發(fā)展應該著手于：抗高溫、耐侵蝕、耐熔渣滲透、環(huán)保和節(jié)能等方面的改善。我國鎂碳磚目前的生產現(xiàn)狀是以鎂砂、石墨為基礎原料，用樹脂作結合劑復合而成的一種高效、節(jié)能的新型耐火材料。一方面是繼續(xù)對原使用的鎂砂、石墨、結合劑等原材料進行綜合研究，主要方向是低碳和高強度碳的鎂碳磚，以取得最佳的使用效果。另一方面，對鎂碳磚的深入研究方向日趨廣泛，目前包括新型結合劑、低碳化、抗氧化劑與新添加劑等。鎂碳磚的發(fā)展基礎是結合劑的結合。采用合成樹脂作為結合劑生產鎂碳磚是一個決定性的技術改革。目前，較為常用的結合劑是合成樹脂和含碳結合劑。 鎂碳磚的生產中普遍存在易層裂、韌性差等問題。通過調整鎂碳磚配合料顆粒級配、控制混合料濕度、加強對原料的研究開發(fā)與優(yōu)化壓制過程等措施可以提高生產質量，未來鎂碳磚應以此性能為基礎，以低碳為核心，做出更適合當今世界鋼鐵領域的低碳鎂碳磚，進行一次鎂碳磚應用領域的改革[7]。 2 工藝部分 2.1 生產工藝要點 （1）原料要求：鎂碳磚是指以鎂砂和石墨為主要原料生產的耐火制品。為了提高制品質量和抗熔渣侵蝕能力，要注重鎂砂的純度、并降低CaO、SiO2、Fe2O3等雜質的含量以及化學成分中的CaO/SiO2比和B2O3含量。CaO/SiO2過低，系統(tǒng)中就會出現(xiàn)CMS，C3MS2等低熔點含鎂硅酸鹽液相，從而增加了液相量：若CaO/SiO2>2，則形成C2S高溫相，液相量少，要想生產出高質量高強度的鎂碳磚，須選擇CaO/SiO2≥2，體積密度3.34 g/cm3， 結晶發(fā)育良好，鎂砂本身氣孔率≤ 3%的鎂砂。本次設計生產中利用的是電熔鎂砂[8]。 （2）顆粒組成：顆粒組成符合最緊密堆積原理還要有利于燒結。一般粗顆粒、中顆粒、細顆粒按照所需磚的要求科學配比，滿足兩頭大中間小的原則，使鎂碳磚的性能最大程度得到發(fā)揮，滿足使用的需求。 （3）配料：將不同的顆粒組成的各種物料包括廢磚料、結合劑和添加劑等進行配料。在鎂碳磚的制作中，除了電熔鎂砂外，通常加入適量廢磚料，節(jié)約成本，也能使資源得到再利用。 （4）混合：混煉設備—高速混煉機、行星式混煉機或濕碾機。由于高速混煉機、行星式混煉機混出的料成分均勻，夾雜氣體少，成型性能好，且設備對物料完全封閉，防塵性能好。因此本設計采用高速混煉機進行物料的混合。 （5）成型：在選擇合適的壓磚機的同時要準確控制泥料重量、確保布料均勻，打擊次數(shù)及輕重需要滿足要求。 （6）干燥：通過干燥排除水分，是磚坯增加機械強度，以減少運輸和搬運過程中的機械損失，并使磚坯在裝窯之后進行燒成時，使磚坯具有必要的強度，承受一定的應力作用，提高燒成成品率，并且為燒成提供有益條件。 磚坯在干燥過程中，會產生一些物理變化，有的產生表面硬化，有的產生體積收縮，當干燥速度過快時，各個部位排水不一致，就可能發(fā)生裂紋。因此，磚坯干燥時要求：干燥速度不要超過一定的數(shù)值，否則產品會裂開，在定制合理的干燥制度時，即要干燥速度盡可能快，又不能發(fā)生大于破壞力的應力，選擇合適的干燥設備尤為重要。 鎂碳磚一般不用燒成，工藝比較簡單，可以節(jié)約能源，我國的鎂砂和石墨資源比較豐富，所以鎂碳磚在我國的生產數(shù)量和質量都在不斷提高。 2.1.1 原料 1．電熔鎂砂和石墨的技術指標如表2.1和表2.2所示。 表2.1電熔鎂砂的技術指標 指標 牌號 MgO％ ≥ SiO2％ ≤ CaO% ≤ 顆粒體積密度g/cm3 ≥ 備注 DMS97.5 97.5 1.0 1.4 3.45 表2.2鱗片石墨的技術指標 指標 牌號 固定碳/% ≥ 揮發(fā)分/% ≥ 水分/% ≤ 粒度 /μm 篩余量/% ≥ 鱗片狀石墨LG(—)100-95 95 1.20 0.5 100 750 2．原料的選擇 1.鎂砂的選擇 國外最初生產鎂碳磚時采用的是高純燒結鎂砂，隨著對鎂碳磚使用過程的深入研究發(fā)現(xiàn)，高溫下有如下反應：MgO+C→Mg↑+CO↑ 這個反應一般在1650℃開始，到l750℃時反應加劇，這是鎂碳磚使用過程中損耗的重要原因之一，也是鎂碳磚在1700℃以上使用損耗明顯加劇的原因。鎂砂中的雜質SiO2，F(xiàn)e2O3 等對上述反應有促進作用，因此，希望鎂砂有較高的純度。電熔鎂砂相對燒結鎂砂來說，結晶結構更完整，對碳的還原作用也更穩(wěn)定，特別是大結晶電熔鎂砂這些特征表現(xiàn)得更為突出，所以鎂碳磚的生產開始轉向使用電熔鎂砂?？紤]到碳的結合狀態(tài)和結合劑的浸潤性，也可以電熔鎂砂燒結鎂砂混合使用。我國的鎂碳磚基本上是使用電熔鎂砂。 鎂碳磚的使用結果表明，用MgO含量高、方鎂石相結晶顆粒大、鈣硅比大于2的鎂砂，生產鎂碳磚效果最好。本設計采用97.5電熔鎂砂[9]。 2.石墨的選擇 石墨是鎂碳磚中另一個基本組分。石墨具有很好的耐火材料基本特性，主要理化指標：固定碳85％～98％，灰分13％～2％(主要成分SiO2，Al2O3等)，相對密度2．09～2．23，熔點3640K(揮發(fā))。由于石墨非常容易被氧化，所以長期以來沒有引起人們的重視。鎂碳磚使用過程中，石墨的氧化有三種原因： (1)空氣中氧對石墨的氧化； (2)渣中氧化物對石墨的氧化； (3)石墨本身所含雜質氧化物對石墨的氧化。 這些氧化物主要指SiO2和Fe2O3。鎂碳磚中雜質氧化物和石墨反應后，造成磚體結構疏松，透氣性增大、強度下降，這是鎂碳磚損毀的內因。因此，生產鎂碳磚大都選用純度高、磷片結晶大的石墨。石墨的純度越高、抗氧化性能越好，高溫失重也就越小。本設計采用LG100-95鱗片狀石墨 3.結合劑 結合劑對鎂碳磚及其他含碳耐火制品來說，作用至關重要。石墨和耐火氧化物之間沒有互溶關系，也不可能相互燒結，常溫下他們要靠結合劑粘接固化。高溫下，結合劑則要結焦碳化，和石墨形成碳結合，一般這種結合劑是指樹脂類、瀝青類等有機物。結合劑高溫結焦碳化后形成約3％左右的碳，這個量雖然不多，但在鎂碳磚或其他含碳制品中卻是最具有活力的組成部分，對制品的高溫性能有重要影響。我國鎂碳磚或其他含碳制品生產過程和產品質量不夠穩(wěn)定，其中一個重要原因是結合劑不穩(wěn)定造成的。 鎂碳磚結合劑大體可以分三種類型：酚醛樹脂類、改性瀝青類、石油裂解副產品類，其中使用效果最好、用量最多的是酚醛樹脂類。 4.抗氧化劑 在鎂碳磚的損毀過程中，石墨的氧化是最主要的原因之一。由于氧化失碳，致使磚體結構疏松，強度下降。損毀過程遵循氧化失碳→結構疏松→侵蝕→沖刷溶損的路途。為了提高鎂碳磚的抗氧化性，可以加入一定量的添加物，包括硅粉、鋁粉、FeSi合金、CaSi合金、SiC，Si3N4，B4C等。添加物的另一個作用是在耐火氧化物和石墨之間“搭橋”，使石墨和耐火氧化物形成牢固的結合，這種作用是由于添加物在一定溫度下形成新的礦物相促成的。 我國生產鎂碳磚及其他含磷耐火制品，最常用的添加物是鋁粉、硅粉和SiC粉。本設計采用金屬AL粉作為抗氧化劑。 2.1.2破粉碎 破粉碎就是利用顎式破碎機初破，在經過圓錐破碎機進行二次破碎，破碎成粒度料（顆粒粒度為5~3mm、3~1mm、1~0mm）進入對應粒度料倉，根據(jù)庫存量選擇哪種進入管磨機磨細粉。 物料破粉碎的目的意義： (1) 提高物料的表面活性 (2) 滿足制品性狀及制造工藝的要求均化物料的作用 (3) 均化物料的需要 2.1.3 篩分 篩分就是利用多層的篩子把物料按需求進行分級。達到規(guī)格的篩下料根據(jù)不同的粒度進入相應的料倉，不符合粒度要求的返回破碎機重新破碎。震動篩按照所需要的物料粒度，顆粒粒度為5~3mm、3~1mm、1~0mm，規(guī)定篩網(wǎng)孔徑大小，一般比臨界粒度稍大些。篩子的傾斜角度也必須考慮，通常的傾角在15度到20度之間。 2.1.4 物料的貯存 原料經過破粉碎、細磨、篩分后，一般則是存放在貯料倉內以供配料時使用。當物料進入料槽時，粗細顆粒開始分層，粗的顆粒滾到料槽的周邊，細粉在卸料口中央部位。當物料卸料時，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， 2.1.5 配料 為了提高磚坯的致密程度，鎂碳質制品生產中采用多級配料，可獲得較高的體積密度，尤其是適當增大粗顆粒及細粉配比，相應減少中間顆粒的比例。所以要想提高磚坯的致密度，必須符合緊密堆積原理的顆粒組成。作為配料人員首先能識別原料，正確熟練的使用計量工具；工作中應注意觀察原料有無顏色、粒度、氣味、濃度、手感等方面的變化，如有異常應立即反映。所用的所有顆粒料、粉料不能有潮濕、結塊現(xiàn)象，注意防雨淋、防潮 2.1.6 混練 加料順序一般要求：鎂砂粗顆粒、中顆粒（5-3，3-1，1-0）、酚醛樹脂、石墨、鎂砂細粉、添加劑。 生產鎂碳磚比較理想的泥料：是鎂砂顆粒的表面應完全地均勻地被結合劑潤濕，外面緊緊地擠壓而包裹一層被結合劑潤濕的石墨（石墨層越厚越好）其余分散的石墨或鎂砂粉等均勻地被結合劑潤濕，各種添加劑及鎂砂細粉都分散均勻，泥料溫度適度，這就為成型提供了良好的條件。目前混煉過程采用兩類混煉設備—高速混煉機、行星式混煉機或濕碾機。由于高速混煉機、行星式混煉機混出的料成分均勻，夾雜氣體少，成型性能好，且設備對物料完全封閉，防塵性能好。因此本設計采用高速混煉機進行物料的混合。 2.1.7 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。生產鎂碳磚時，常用磚坯密度來控制成型工藝，應高壓成型，以保證磚有較高體積密度和較低顯氣孔率的。因此要嚴格控制磚坯單重。加料時四角扒料，均勻布料，預防邊角裸露骨料。成型時就嚴格按照先輕后重、多次加壓的操作規(guī)程進行壓制，要求吊坯2-3次，充分排氣，以免產生層裂?？紤]壓制鎂碳磚時彈性后效原因，總加壓次數(shù)一般要求不少于15次，起錘不宜太快，最后幾錘要下重錘。最好采用抽真空、排氣加壓裝置。因鎂碳磚的使用條件較苛刻，要求砌筑時砌筑面尺寸正負偏差不超過1mm，所以要求磚坯尺寸非常嚴格。首先要選擇合適噸位的壓力機。成型時要準確控制泥料重量、確保布料均勻，打擊次數(shù)及輕重需要滿足要求。鎂砂是瘠性物料，且配料水分含量少，一般不會出現(xiàn)因空氣被壓縮而產生的過壓廢品，因此可采用高壓成型。 2.1.8 干燥 坯體干燥是磚坯中除去水分的過程。磚坯干燥的目的，通過干燥排除水分，是磚坯增加機械強度，以減少運輸和搬運過程中的機械損失，并使磚坯在裝窯之后進行燒成時，使磚坯具有必要的強度，承受一定的應力作用，提高燒成成品率，并且為燒成提供有益條件。 鎂碳磚一般不用燒成，工藝比較簡單，可以節(jié)約能源，我國的鎂砂和石墨資源比較豐富，所以鎂碳磚在我國的生產數(shù)量和質量都在不斷提高。 2.1.9 成品倉庫 成品一般按照品種、級別、磚型批號等來分類貯放，堆放方式和堆放高度均按標準進行。成品庫面積除設有貯存量占用面積外，還留有成品檢選、廢品堆放和運輸通道所需最小面積，在設計中盡量計算準確以做到即滿足工廠本身產量的需要同時也不浪費。 成品驗收后，憑研究所用質檢員簽發(fā)的質量證明書，方可按要求進行包裝。包裝時， 要輕拿輕放，捆扎繩要整齊，每個磚種要做好標記，經檢驗員驗收包裝合格后方可出廠。 2.2 工藝流程 鎂碳磚工藝流程 鎂 砂 顎 破 石墨 其它料 皮帶輸送機 除 鐵 振動篩 顆 粒 顆 粒 顆 粒 （5-3） （1-3） （1-0） 配料 混練 結合劑（酚醛樹脂） 成型 干燥 不合格品 回頭料倉 入干燥窯 出干燥窯 檢驗 不合格品 回頭料倉 包裝 入庫 2.2.1 工藝流程簡述 鎂碳磚一般多為不燒制品，生產工藝主要包括原料加工準備、配料、混練、成型、熱處理（干燥）?？傮w原則先粗后細，先大顆粒后小顆粒。 生產鎂碳磚的原料：主要包括電熔鎂砂、石墨、金屬鋁粉、結合劑(酚醛樹脂)。首先原料要經顎式破碎機粗破，破碎后物料粒度要符合圓錐破碎機的給料粒度，物料經帶式輸送機輸送到破粉碎車間，由帶式輸送機將鎂砂物料輸送到Ф1200短頭圓錐破碎機的供料倉進行破碎，原料被破碎后，經由TD250斗式提升機提升到樓上，經三層振動篩篩分成不同的粒度等級。鎂砂篩中、下料分別進入5.0~3.0mm，3.0~1.0mm和1.0~0mm的貯料倉，與此同時不合格的篩上料送到Ф1200短頭圓錐破碎機的供料倉進行再破碎。部分篩下料1.0~0mm經B=500mm可逆帶式輸送機進到管磨機的供料槽，通過螺旋輸送機進入管磨機進一步的磨碎，使物料在管磨機中細磨成小于0.088mm的細粉，磨好的細粉由螺旋輸送機送到細粉料倉，等待配料。金屬鋁粉，石墨，通過客貨電梯送到料倉層，由電動葫蘆運送到相應的料倉中。結合劑酚醛樹脂由手動托盤運送到外加劑料倉中。物料準備就緒后用電子配料車將各種粒度的電熔鎂砂顆粒，細粉，石墨，金屬鋁粉進行配料，配好的物料直接進入600L高速混練機，經15-20min的混練后，泥料倒入泥料灌，不合格泥料返回高速混練機重新混合。用橋式起重機將泥料罐吊到壓磚機供料倉，用壓磚機成型，成型成品放在干燥車上，送到干燥工段的存放處等待干燥，采用隧道式電加熱干燥器干燥，干燥后經3噸電拖車將窯車拉到干燥車存放處，磚坯冷卻后進行檢選，不合格的廢磚運回原料倉庫以備后用，合格的磚坯包裝后進入成品庫[10]。 2.2.2 工藝流程論證 1．原料倉庫. 由于接近原料產地和產量大且存放時間過長容易產生酌減高的原因，原料在原料倉庫存放時間較短，本設計的原料有電熔鎂砂97.5、石墨、酚醛樹脂、防氧化劑Al粉和一定量的廢磚。原料倉庫采用封閉式單側卸料的方式，不同種原料之間設有擋墻來防止原料混料。 2．破碎工段 原料經過抓斗等工具抓入顎式破碎機進行粗破，破碎后的物料在通過傳送帶送到圓錐式破碎機進行細碎，接著在通過振動篩進行篩分，分成不同粒度等級的物料，符合條件的篩下料進入各自料倉，不合要求的篩上料返回圓錐破碎機再次破碎。生產中所需要的粉料通過管磨機進行磨粉。 3．混料工段 生產時根據(jù)需要采用微機控制三斗稱量車進行自動稱料，自動卸料進入混練機實行全自動機械化生產，高效，準確，安全，快捷。 4. 熱處理工段 由于產量比較大為48000噸，所以本設計選用了6條電加熱隧道干燥器，干燥后制品水分一般控制小于1% 。 2.3 工藝參數(shù) 本設計的粒度配比見表2.3。 表2.3 鎂碳磚配料比 磚　　種 配　比 (%) 外加量(%) 金屬鋁粉 外加量(%) 酚醛樹脂 電熔鎂砂97.5 石墨 MT-10A 81 19 2 3 MT-18A 90 10 2 3 本設計鎂碳磚生產的混合制度見表2.4，干燥制度見表2.5。 表2.4 混合制度 項目 磚種 混　合　量(千克/次) 混合周期(分鐘) MT-10A 800 20 MT-18A 800 20 表2.5 干燥制度 干燥器類型 長×寬×高 (mm) 數(shù) 量 (條) 干燥 裝磚 (kg／車) 干燥 時間 (h) 干燥 廢品率 (%) 干燥 前水分 (%) 干燥 后水分 (%) 熱風進 口溫度 (℃) 熱風 出口溫(℃) 24400×1000×1650 6 1000 15 2 3.0~4.0 ＜0.5 200 40~50 2.4 物料平衡計算 制磚部分物料平衡計算參數(shù)見表2.6。 表2.6 物料平衡計算參數(shù),% 計算參數(shù) 轉爐鎂碳磚 MT10A 轉爐鎂碳磚 MT18A 名稱 符號 原料在倉庫中的存放損失 L1 2 2 原料水分 W1 5 5 原料洗滌損失 L4 — — 原料干燥或風干后的水分 W3 — — 原料的灼減量 L2 — — 原料加工、運輸損失（包括破粉碎、配料、混合成型工序） L3 2 2 配比 P 1-P q1 19 81 3 10 90 3 管磨機加入量 q3 40 39 泥料水分 W4 — — 泥料的循環(huán)混練量 F3 10 10 結合劑貯運損失 L5 2 2 干燥綜合廢品率 F2 2 2 干燥廢品回收率 T 95 95 車間生產班制見表2.7。 表2.7 生產班制 工作班制 原料倉庫 粉碎磨碎 混合 成型 干燥 成品庫 年工作日 365 365 365 365 365 365 日工作班 2 2 2 2 3 2 班工作時 8 8 8 8 8 8 MT-10A制磚部分物料平衡見表2.8。 表2.8 MT-10A制磚部分物料平衡表 生產工序 項　　　目 符號 生產班制 日／班／時 物料量，噸 年 日 班 時 原料倉庫 原料倉庫總存放量 其中：電熔鎂砂97.5 廢磚廢坯 石墨 Q12 Q13 Q14 Q15 365/2/8 29764.46 26231.7 542.86 2989.9 81.55 71.87 1.49 8.20 40.78 35.94 0.75 4.10 5.10 4.50 0.10 0.52 樹脂庫 樹脂總存放量 Q16 365/2/8 874.64 2.40 1.20 0.15 破、粉碎 總破、粉碎量 電熔鎂砂97.5 Q10 Q10- 365/2/8 26239.07 26239.07 71.89 71.89 35.95 35.95 4.50 4.50 磨碎 總磨碎量 Q11 365/2/8 8746.36 23.97 11.99 1.50 配料 總配料量 其中：電熔鎂砂97.5 石墨 外加樹脂 Q5 Q6 Q7 Q8 365/2/8 28571.43 25714.29 2857.14 857.14 78.28 70.45 7.83 2.40 39.14 35.23 3.91 1.20 4.90 4.40 0.49 0.15 混合 成型 總混合量 總成型量（指成型后的合格磚坯） Q4 Q3 365/2/8 31746.03 28571.43 86.98 78.28 43.49 39.14 5.44 4.90 干燥 成品庫 總干燥量 總成品量 Q2 Q1 365/3/8 28571.43 28000 78.28 76.72 26.10 38.36 3.26 4.80 MT-18A制磚部分物料平衡見表2.9。 表2.9 MT-18A制磚部分物料平衡表 項目 符號 生產班制 日/班/時 物料量,噸 年 日 班 小時 原料倉庫 原料倉庫總存放量 其中:電熔鎂砂97.5 廢磚廢坯 石墨 Q13 Q14 Q15 Q16 365/2/8 21269.94 16824.46 387.76 4057.72 58.27 46.10 1.07 11.12 29.14 23.05 0.54 5.56 3.65 2.89 0.07 0.70 樹脂庫 樹脂總存放量 Q17 365/2/8 624.74 1.72 0.86 0.11 破、粉碎 總破、粉碎量 其中電熔鎂砂97.5 Q11 Q11- 365/2/8 16867.98 16867.98 46.22 46.22 23.11 23.11 2.89 2.89 磨碎 總磨碎量 Q12 365/2/8 4164.93 11.42 5.71 0.72 配料 總配料量 其中:電熔鎂砂97.5 石墨 外加樹脂 Q6 Q7 Q8 Q9 20408.2 16530.7 3877.56 612.65 55.92 45.29 10.63 1.68 27.96 22.65 5.32 0.84 3.50 2.84 0.67 0.11 混合 成型 熱處理 成品庫 總混合量 總成型量(指成型后的合格磚坯) 總熱處理量 總成品量 Q5 Q3 Q2 Q 365/2/8 22675.74 20408.17 20408.17 20000 62.13 55.92 55.92 54.80 31.07 27.96 18.64 27.40 3.89 3.50 2.33 3.42 MT-10A制磚部分物料平衡系數(shù)見表2.12。 表2.12 MT-10A制磚部分物料平衡系數(shù)表 電熔鎂砂97.5與石墨比 綜合成品率 9:1 95% 破、粉碎 總破、粉碎量 電熔鎂砂97.5 26239.07 26239.07 干燥 總干燥量 干燥廢品量 28571.43 571.43 總磨粉量 8746.36 原料倉庫 總存放量 電熔鎂砂97.5 廢磚廢坯 石墨 29764.46 26231.7 542.86 2989.9 總成型量（系指合格磚坯量） 配比系數(shù)（k值） 總混合量 28571.43 1 31746.03 配料 總配料量 電熔鎂砂97.5 石墨 樹脂外加量 28571.43 25714.29 2857.14 857.14 樹脂存放量 874.64 MT-18A制磚部分物料平衡系數(shù)見表2.13。 表2.13 MT-18A制磚部分物料平衡系數(shù)表 電熔鎂砂97.5與石墨比 綜合成品率 4.27:1 95% 破、粉碎 總破、粉碎量 電熔鎂砂97.5 16867.98 16867.98 干燥 總干燥量 干燥廢品量 20408.17 408.17 總磨粉量 4164.93 原料倉庫 總存放量 電熔鎂砂97.5 廢磚廢坯 石墨 21269.94 16824.46 387.75 4057.72 總成型量（系指合格磚坯量） 配比系數(shù)（k值） 總混合量 20408.17 1 22675.74 配料 總配料量 電熔鎂砂97.5 石墨 樹脂外加量 20408.17 16530.62 3877.56 612.25 樹脂存放量 624.74 2.5 生產設備 根據(jù)設備的選型計算得到主機平衡表，見表2.14[4]。 表2.14 主機平衡表 工序 名稱 設備及規(guī)格 主機作業(yè)率 （%） 　　生產能力（噸／時） 　　設備臺數(shù)（臺） 要求主機產量 主機臺/時產量 要求主機臺數(shù) 設計的臺數(shù) PEF250×400顎式破碎機 80 9.225 12 0.769 1 粉碎 Φ1200短頭圓錐破碎機 60 12.303 7 1.76 2 磨碎 Φ1500×5700管磨機 75 2.948 2.5 1.18 2 混合 600L高速混練機 70 13.21 2.7 2.8/2.05 6 成型 1000噸摩擦壓磚機 70 6.99/4.99 1 6.99/4.99 12 干燥 干燥器24.5米3條 70 — — 5.45 6 輔助設備（提升和運輸設備）見表2.15。 表2.15 輔助設備表 設備名稱及規(guī)格 數(shù)量 備注 B=500皮帶輸送機 3 帶式輸送機 1 TD250斗式提升機 5 熱處理設備見表2.16。 表2.16 熱處理設備 名稱 規(guī)格（長×寬×高）m 數(shù)目/輛 干燥器 24.5×1.0×1.65 6 干燥車 成型工段 1.2×0.85×1.45 24 干燥器內 120 晾磚場地 45 檢修場地 成型干燥班制不同 2 45 2.6 倉庫設施 本設計的原料倉庫為封閉式，單側卸料。其中各種原料的運輸方式見表2.17。 表2.17 各種原料的運輸方式 原料 運料方式 搬運方式 電熔鎂砂97.5 汽車 抓斗 石墨 汽車 推車 AL粉 汽車 推車 廢磚、廢坯 推車 抓斗 酚醛樹脂 汽車 叉車 各種原料和成品貯量、堆放方式及倉庫的規(guī)格見表2.18。 表2.18 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） 長度(米) 寬度(米) 原料倉庫 電熔鎂砂97.5 丙種堆積 30 18.95 24 石墨 袋裝 30 6 AL粉 袋裝 30 6 酚醛樹脂 桶裝 30 6 成品庫 成品磚 堆積 5 24 12 3 生產技術檢查系統(tǒng)說明 3.1 檢查內容 成品車間的生產技術檢查內容見表3.1。 表3.1 檢查內容 品種 測試內容 轉爐鎂碳磚MT18A 體積密度、顯氣孔率、常溫耐壓強度、 抗氧化性、高溫抗折強度 轉爐鎂碳磚MT10A 體積密度、顯氣孔率、常溫耐壓強度、 抗氧化性、高溫抗折強度 3.2 檢查方法 1．測試方法 各種耐火制品檢驗制樣規(guī)定應按國家頒布標準和有關規(guī)定的內容執(zhí)行，部分名稱及其代號如下： GB /T 13246 含碳耐火材料化學分析CYDTA 容量法測定氧化鎂含量 GB 5072 致密定形耐火制品常溫耐壓強度試驗方法 GB/T 13243 含碳耐火材料高溫抗折強度試驗方法 GB/T 13244 含碳耐火材料抗氧化性試驗方法 GB/T 13245 含碳耐火材料化學分析方法 燃燒重量法測定含碳量 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方法 2．YB耐火材料測試次數(shù)見表3.2[11] 表3.2 耐火材料測試次數(shù) 品種 化學分析 荷重軟化溫度 顯氣孔率 常溫耐壓強度 抗氧化性 轉爐鎂碳磚MT18A 1/2 1 1 1/5 轉爐鎂碳磚MT10A 1/2 1 1 1/5 3.3 檢查制度 生產技術檢查制度如表3.3[12]。 表3.3 檢查制度 檢查項目 試樣數(shù)量，個 試樣形狀及規(guī)格，毫米 檢驗化驗數(shù)量 化學分析 1 0.088-0.1 mm粉料 6～8件/次 荷重軟化溫度 顯氣孔率 3 體積為50-200 cm3棱長小于80 mm 5件/次 常溫耐壓強度 3 正方體或圓柱體 1個/次 抗熱震穩(wěn)定性 3 （25±1）mm×（25±1）mm×（125±0.5）mm 立方體 2件/爐 4 車間安裝、檢修與維護措施 安裝、檢修與維護的原則如下： 1、生產設備是公司固定資產的重要組成部分，是公司生產能力的源泉，設備的修理必須堅持先維修、后生產的原則，以預防為主、維護保養(yǎng)和計劃檢修并重的方針。車間廠房內所有設備的安裝、出入大門、通道、樓層、設備提升時用的孔洞，以及各層設備安裝、檢修時用的起吊設備等需統(tǒng)籌配置。 2、生產部門在下達生產計劃的同時，必須下達設備的檢修計劃，檢查生產計劃的同時，檢查檢修計劃。在設備檢修或維護前期作業(yè)人員必須對準備用零件數(shù)量記錄在《設備維修零件核查表》中，總結評比生產計劃和檢修計劃。 3、在生產與設備維修發(fā)生矛盾時，應當根據(jù)“先維修，后生產”的原則合理安排。在設備檢修中，操作工人要緊密配合維修工人，堅持“修用結合”的方法[13]。 4、要對員工定期進行正確使用和維護保養(yǎng)設備的思想教育、技術教育，培養(yǎng)員工主人翁責任感和自覺愛護設備的習慣，在搞好群眾性維護保養(yǎng)的基礎上，不斷提高修理質量和修理效率，縮短停歇時間，降低修理成本，是設備更好地為生產服務。 5、設備在中修、大修前必須進行一次檢查，一般稱預檢，再修前三個月左右進行，修前檢查要列入月份檢修計劃內，修后檢查要檢查下次計劃修理時需要修復的缺陷，確定修理內容，為下次修理做好準備。需經常檢修的設備部件，凡超過200公斤以上的需設有檢修起重梁。 6、檢修計劃的分類和內容 按完成時間、進度的安排分： ⑴年度檢修計劃－安排全年的檢修任務。 ⑵季度檢修計劃－按年計劃，安排季度檢修任務。 ⑶月份檢修計劃－按季度計劃，安排每月的檢修任務。 7、設備年度技術狀況的普查鑒定 設備技術狀況的普查鑒定，是編制年度檢修計劃的重要依據(jù)，設備技術狀況普查工作的組織和進行如下： ⑴每年第三季度由機電設備部進行全公司設備普查工作。 ⑵各車間的普查工作，由車間主任負責組織有設備技術員、工段長、班組長、維修工人參加的車間普查工作。查清設備存在的問題和使用情況。 3 機電設備部負責設備普查鑒定工作，會同各車間設備管理人員和維修工人對設備普 查提出大中修的設備逐臺進行技術鑒定。初步確定大、中修項目。 5安全措施 為了貫徹落實生命高于一切、責任重于泰山、防患于未然的方針，進一步做到安全生產、文明生產，特制定安全生產操作規(guī)程如下所示： 1.進入生產車間，必須正確佩帶安全帽，系好下額帶。 2.工作人員必須穿合適的工作服，戴手套，口罩，電氣工作人員必須穿絕緣鞋，衣服和袖口必須扣好，禁止使用明火。 3.使用電動工器具時，應使用檢驗合格的電動工器具，電源線應由電氣專業(yè)人員接線，并使用漏電保護器。 4.用車輛運輸時，氧氣、乙炔不得同車運輸，運輸時應水平平放，瓶口朝向一邊，并帶好安全帽。 5.高處作業(yè)時，不準將工具及材料上下投擲，要用繩子系牢后往上或往下吊送，以免打傷下面工作人員或擊毀腳手架。 6.拒絕執(zhí)行違反安全工作規(guī)程的工作。工作人員工作前禁止飲酒，飲酒后不得上崗，身體狀況不好的不得從事此工作。 7.進入生產現(xiàn)場，應熟悉周圍環(huán)境，對所檢查的設備參數(shù)，應做到心中有數(shù)，對于不了解的設備不要隨意亂動，以防燙傷及損壞設備。 8.現(xiàn)場有刺激性氣味或者發(fā)生異音時，應向運行人員了解情況，待安全措施確已可靠實施后再進行工。 6 生產車間除塵及安全措施 車間除塵選用的除塵設備： 旋風除塵器： 旋風除塵器是由進氣管、排氣管、圓筒體、圓錐體和灰斗組成。按筒體個數(shù)區(qū)分，有單筒，雙筒，三筒，六筒等五種組合，每種組合有兩種出風形式：Ⅰ型水平出風和Ⅱ型（上部出風）。旋風除塵器結構簡單，易于制造、安裝和維護管理，設備投資和操作費用都較低，已廣泛用來從氣流中分離固體和液體粒子，或從液體中分離固體粒子。在普通操作條件下，作用于粒子上的離心力是重力的5～2500倍，所以旋風除塵器的效率顯著高于重力沉降室。東莞天明環(huán)保公司曾經利用這一個原理基礎成功研究出了一款除塵效率為百分之九十以上的旋風除塵裝置.在機械式除塵器中，旋風式除塵器是效率最高的一種。它適用于非黏性及非纖維性粉塵的去除，大多用來去除5μm以上的粒子，并聯(lián)的多管旋風除塵器裝置對3μm的粒子也具有80～85%的除塵效率。選用耐高溫、耐磨蝕和腐蝕的特種金屬或陶瓷材料構造的旋風除塵器[14]，可在溫度高達1000℃，壓力達500×105Pa的條件下操作。從技術、經濟諸方面考慮旋風除塵器壓力損失控制范圍一般為500～2000Pa。因此，它屬于中效除塵器，且可用于高溫煙氣的凈化，是應用廣泛的一種除塵器，多應用于鍋爐煙氣除塵、多級除塵及預除塵。它的主要缺點是對細小塵粒（<5μm）的去除效率較低[15]。 旋風除塵器內氣流與塵粒的運動概況： 旋轉氣流的絕大部分沿器壁自圓筒體，呈螺旋狀由上向下向圓錐體底部運動，形成下降的外旋含塵氣流，在強烈旋轉過程中所產生的離心力將密度遠遠大于氣體的塵粒甩向器壁，塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動量和自身的重力沿壁面下落進入集灰斗。旋轉下降的氣流在到達圓錐體底部后，沿除塵器的軸心部位轉而向上，形成上升的內旋氣流，并由除塵器的排氣管排出。自進氣口流人的另一小部分氣流，則向旋風除塵器頂蓋處流動，然后沿排氣管外側向下流動，當達到排氣管下端時，即反轉向上隨上升的中心氣流一同從排氣管排出，分散在其中的塵粒也隨同被帶走。除塵器是工廠必須配備的設備，是為了創(chuàng)造一個良好的作業(yè)環(huán)境，保護工人的身體健康，防止矽肺的產生。為大家提供一個安心工作的環(huán)境，免除后顧之憂。 安全措施： 1、 除塵設備應遠離變電所、化驗室等。 2、檢查各連接部位是否連接牢固。 3、檢查除塵器與煙道，除塵器