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年產(chǎn)35000噸鎂碳磚車間設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1 鎂碳磚的發(fā)展歷史及其應(yīng)用
1.1.1 鎂碳磚的發(fā)展歷史
MgO-C磚是20世紀(jì)70年代興起的新型耐火材料，最早由日本九洲耐火材料公司的渡邊明等人研制成功了鎂碳磚。1988年島田康平等提出將高純燒結(jié)鎂砂制鎂碳磚用于轉(zhuǎn)爐上。同年, 聯(lián)邦德國(guó)的Arno Gardziella 博士提出耐火制品中作為結(jié)合劑和碳形成劑的酚醛樹脂的選擇標(biāo)準(zhǔn); Tadeusz Rymon Lipinski等 研究了吹氧轉(zhuǎn)爐鎂碳磚中金屬添加物的反應(yīng)。意大利的 B.DE Benedetti等研究了樹脂結(jié)合鎂碳磚的耐侵蝕性。1991年鹿野弘等對(duì)鎂碳磚的透氣性進(jìn)行了一系列的研究。1992年Gunar Klop等研究了不同碳含量及鎂砂成分對(duì)鎂碳磚微觀結(jié)構(gòu)的影響。1998年國(guó)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。我國(guó)于1980年前后開始研究鎂碳磚, 1991 年黃向東等人對(duì)鎂碳磚用結(jié)合劑合成工藝及性能進(jìn)行了研究。1994年胡超群等使用鎂碳磚代替原有材料作電弧爐內(nèi)襯, 提高了爐襯的使用壽命。1998 年謝建明等研制出鋁鎂碳磚用瀝青結(jié)合劑。1999 年姚金甫等人研制出中間包等離子加熱用導(dǎo)電鎂碳磚,并投入實(shí)際應(yīng)用[1]。
1.1.2 鎂碳磚的應(yīng)用
鎂碳磚廣泛的用于轉(zhuǎn)爐、電爐、高功率和超高功率電爐襯磚及鋼包壁與渣線等部分。表1-1 轉(zhuǎn)爐工作襯各部分的性能要求及所用耐火材料[2]；圖1-1轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)示意圖；表1-2鋼包各部分用鎂碳磚；圖1-2鋼包結(jié)構(gòu)示意圖。表1-3電爐各部分用鎂碳磚。
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表1-1 轉(zhuǎn)爐工作襯各部分的性能要求及所用耐火材料
部位
要求
爐口部位
應(yīng)砌筑具有較高抗熱震性和抗渣性，耐熔渣和高溫爐氣沖刷，并不易粘鋼。即使粘鋼也易于清理的鎂碳磚。
爐帽部分
應(yīng)砌筑抗熱震性和抗渣性能好的鎂碳磚。主要用MT-14B
爐襯的裝料側(cè)
除應(yīng)具有較高抗渣性和高溫強(qiáng)度外，還應(yīng)耐熱震性好。一般砌筑添加氧化劑的鎂碳磚。主要用MT-14A。
爐襯的出鋼側(cè)
受熱震影響較小，但受鋼水的熱沖刷作用，采用與裝料側(cè)相同級(jí)別的鎂碳磚，厚度可稍薄些。
兩側(cè)耳軸部分
除受吹煉過程的侵蝕外，其表面無渣層覆蓋，因此襯磚中的碳極易被氧化，此外又不太好修補(bǔ)，所以侵蝕嚴(yán)重。主要用MT-14A
渣線部分
這個(gè)部位與熔渣長(zhǎng)時(shí)間接觸，是受熔渣侵蝕的嚴(yán)重的部位。出鋼側(cè)渣線隨出鋼時(shí)間而變化，不夠明顯；但排渣側(cè)，由于強(qiáng)烈的熔渣侵蝕作用，再加上吹煉過程中轉(zhuǎn)爐腹部遭受的其他作用，這兩種繁榮共同作用，侵蝕較為嚴(yán)重。主要用MT-14A
熔池部分
在吹煉過程中雖然受鋼水的沖蝕作用，但與其他部位相比，損傷較輕。主要用MT-14B
出鋼口部分
出鋼口受高溫鋼水侵蝕和溫度急劇變化的影響，損毀較為嚴(yán)重，因此應(yīng)砌筑具有耐沖蝕性好，抗氧化性高的鎂碳磚，一般產(chǎn)用整體鎂碳磚，或組合磚的MT-14A
圖1-1轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)示意圖
表1-2 鋼包各部分用鎂碳磚
鋼包部位
渣線
包壁
包底
包底用耐火材料
用耐火材料
鎂碳磚 鋁鎂碳磚
低碳鎂碳磚
鋁鎂碳磚
鋁鎂不燒磚
鋁鎂澆注料
鋁鎂碳磚
鋁鎂澆注料
剛玉尖晶石
澆注料
水口座磚
透氣磚
透氣座磚
引流砂（鉻礦+硅石）
表1-3 電爐各部分用鎂碳磚
位置
磚型
MgO,%?
? C,%?
顯氣孔率,%?
體積密度g/cm3
常溫耐壓強(qiáng)度,MPa
渣線
MT-14A
≥76
≥14
≤4
≥2.98
≥40
熔池
MT-14B
≥75
≥14
≤4
≥2.96
≥35
爐墻
MT-10B
≥80
≥10
≤5
≥3.00
≥35
1.2 鎂碳磚的分類組成、性能及其損毀機(jī)理
1.2.1 鎂碳磚的分類、組成
鎂碳磚是以高熔點(diǎn)堿性氧化物氧化鎂（熔點(diǎn)2800℃）和難以被爐渣侵潤(rùn)的高熔點(diǎn)碳素材料作為原料，添加各種非氧化物添加劑。用炭質(zhì)結(jié)合劑結(jié)合而成的不燒炭復(fù)合耐料。而制備鎂碳磚的碳素材料主要為鱗片石墨，正由于石墨的存在，提高和改進(jìn)了鎂碳磚的性能。
國(guó)標(biāo)將目前生產(chǎn)的鎂碳磚按碳含量分為7類，分別為含碳量為5%、8%、10%、12%、14%、16%、18%。含碳量高，其抗氧化和抗侵蝕性能越好，這就是碳在鎂碳磚中最重要的作用（見表1-4）[3]。含碳量增加到25%~30%，強(qiáng)度降低，耐磨性差，但用在電弧爐和轉(zhuǎn)爐耳軸部位時(shí)也取得較好的效果。每類又可以按鎂砂MgO含量分級(jí)，每類又分A、B、C三種，因而共有21種牌號(hào)（見表1-5）[4]。
表1-4 三種含碳量不同的鎂碳磚脫碳層深度變化
鎂碳磚碳含量
顯氣孔率%
碳含量%
熱傳導(dǎo)率W·m·K
鎂砂含量MgO%
SiO2含量%
脫碳層深度mm，1200下1小時(shí)
未加石墨
8.5
3.3
4~8
99.05
0.1
5
10%石墨
8.5
12
11~15
98.1
0.75
2
20%石墨
8.5
22
18~22
97.3
1.35
1
表 1-5不同牌號(hào)碳磚理化性能鎂
產(chǎn)品
顯氣孔率/%≤
體積密度/(g/cm3)
常溫耐壓強(qiáng)度/MPa
高溫抗折強(qiáng)度（1400℃,30min）/Mpa
w(MgO)/%≥
w(C)/%≥
MT-5A
5
3.15±0.08
50
—
85
5
MT-5B
6
3.10±0.08
50
—
84
5
MT-5C
7
3.00±0.08
45
—
82
5
MT-8A
4.5
3.12±0.08
45
—
82
8
MT-8B
5
3.08±0.08
45
—
81
8
MT-8C
6
2.98±0.08
40
—
79
8
MT-10A
4
3.10±0.08
40
6
80
10
MT-10B
4.5
3.05±0.08
40
—
79
10
MT-10C
5
3.00±0.08
35
—
77
10
MT-12A
4
3.05±0.08
40
6
78
12
MT-12B
4
3.02±0.08
35
—
77
12
MT-12C
4.5
3.00±0.08
35
—
75
12
MT-14A
3.5
3.03±0.08
40
10
76
14
MT-14B
3.5
2.98±0.08
35
—
74
14
MT-14C
4
2.95±0.08
35
—
72
14
MT-16A
3.5
3.00±0.08
35
8
74
16
MT-16B
3.5
2.95±0.08
35
—
72
16
MT-16C
4
2.90±0.08
30
—
70
16
MT-18A
3
2.97±0.08
35
10
72
18
MT-18B
3.5
2.92±0.08
30
—
70
18
MT-18C
4
2.87±0.08
30
—
69
18
以產(chǎn)品原料質(zhì)量來劃分，鎂碳磚可分為高、中、低3檔，如表1-6[5]。
表1-6 鎂碳磚的劃分
品種
主要原料
高檔鎂碳磚
大結(jié)晶電熔鎂砂、98電熔鎂砂、96以上天然鱗片石英
中檔鎂碳磚
97電熔鎂砂、94以上天然鱗片石英
抵擋鎂碳磚
重?zé)V砂、高純鎂砂、94以上天然鱗片石英
1.2.2 鎂碳磚的性能
1) 抗熱沖擊性能：鎂碳磚具有良好的抗熱沖擊性能。從微觀上來看，在于方鎂石和石墨膨脹不一致產(chǎn)生微小裂紋，宏觀上卻阻止了裂紋的發(fā)展。因?yàn)槭头芥V石間結(jié)合比較弱，這就很容易設(shè)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。另外良好的熱傳導(dǎo)率，也是提高抗熱沖擊性能的一個(gè)因素。
2) 熱傳導(dǎo)率：鎂碳磚熱傳導(dǎo)率較高，是其它磚的三到四倍，石墨的含量對(duì)熱傳導(dǎo)率大小有關(guān)。熱傳導(dǎo)率的提高提高了鎂碳磚的熱擴(kuò)散率，提高了鎂碳磚的抗熱沖擊性能。
3) 低氣孔率和密實(shí)結(jié)構(gòu)：磚越致密，氣孔率越低。原料越純，越能抗熔渣侵蝕。電熔鎂砂比燒結(jié)鎂砂致密，方鎂石結(jié)晶較大，因而電熔鎂砂耐化學(xué)腐蝕和氧化鎂被還原蒸汽的性能得到改善。
4) 抵抗鋼水和渣侵蝕的性能:石墨的潤(rùn)濕角大,使鎂碳磚對(duì)鋼水和渣不浸潤(rùn)。鎂碳磚的熱穩(wěn)定性很好, 使用時(shí)磚在熱狀態(tài)下磚縫連接得緊密, 這些性質(zhì)和條件使鎂碳磚具有良好的耐浸蝕性能[6]。
5)熱震穩(wěn)定性能：石墨具有高的熱導(dǎo)率，低的線膨脹系數(shù),小的彈性模量，且石墨的機(jī)械強(qiáng)度隨溫度的升高而提高。因此鎂碳磚具有良好的抗熱震性能。
6）高溫蠕變性：鎂碳磚與其他陶瓷結(jié)合耐火材料相比，顯示出特別好的蠕變特性。因?yàn)殒V碳磚的基質(zhì)是由高熔點(diǎn)的石墨和鎂砂細(xì)粉組成，且顆粒間存在牢固的碳結(jié)合網(wǎng)絡(luò)，不易產(chǎn)生滑移，C與MgO無共熔關(guān)系，液相少。
1.2.3 鎂碳磚的損毀機(jī)理
鎂碳磚對(duì)鋼水和渣不浸潤(rùn), 工作面內(nèi)沒有明顯的變質(zhì)層。鎂碳磚損毀的機(jī)理是由于受爐內(nèi)FeO、CO2 、O2的氧化脫碳作用。損毀過程是脫碳疏松腐蝕沖刷浸蝕。高碳鎂磚含有較多的抗氧化的石墨，所以爐襯壽命長(zhǎng)。鎂碳磚在使用中要盡可能避免與空氣中CO2 、O2 等氣體產(chǎn)生氣相接觸脫碳。在使用時(shí)磚的背面應(yīng)涂上防氧化層, 或用磚料填充, 以免背面氧化脫碳[7]。
1.3 鎂碳磚的發(fā)展前景
自鎂碳磚問世以來，已經(jīng)歷了 40 多年的歷程。隨著冶金行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)鎂碳磚的要求不斷提高，特別是在鎂碳磚力學(xué)性能和抗氧化性能方面的要求越來越高。低碳鎂碳耐火材料成為鎂碳耐火材料新的發(fā)展熱點(diǎn)。
1）我們可以從原料下手，把主要的研究方向放在新型結(jié)合劑、抗氧化劑、低碳化進(jìn)行綜合研究。
2）工藝條件的改進(jìn)如粒度分布調(diào)整、調(diào)整壓制方法等方法，并通過對(duì)試樣密度以及耐壓強(qiáng)度的測(cè)量分析研究總結(jié)規(guī)律，從而提高鎂碳磚的力學(xué)性能，以取得最佳的使用效果。
3）利用新工藝對(duì)廢棄鎂碳磚的中和利用，減少耐火材料的廢棄，增大耐火材料的利用率，以提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，構(gòu)建“節(jié)約型社會(huì)”，走可持續(xù)性發(fā)展道路。
2 工藝部分
2.1 生產(chǎn)工藝要點(diǎn)
（1）原料要求：鎂碳磚是指以鎂砂和石墨為主要原料生產(chǎn)的耐火制品。為了提高制品的高溫力學(xué)性能，本次設(shè)計(jì)生產(chǎn)中采用的是電熔鎂砂。
（2）顆粒組成：鎂碳磚的顆粒組成確定原則應(yīng)符合最緊密堆積原理和有利于混合均勻的原則。一般粗顆粒、中顆粒、細(xì)顆粒及細(xì)粉按照兩頭大中間小的要求進(jìn)行配比，這樣可使鎂碳磚的性能可得到最大的利用。
（3） 配料：將不同的顆粒組成的各種物料包括廢磚、結(jié)合劑（酚醛樹脂）和添加劑（金屬Al粉）等按一定的比例進(jìn)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，節(jié)約成本，也能使資源得到再利用。
（4）混合：由于石墨密度輕，混煉時(shí)易浮于混合料的頂部，使之不完全與配料中的其他組分接觸。一般采用高速混練機(jī)或行星式混料機(jī)。由于高速混煉機(jī)不破碎泥料顆粒，混合均勻，夾雜氣體少、混料效率高，能控制混料溫度，成型性能好、特別適合混合含石墨的耐火泥料，且設(shè)備對(duì)物料完全封閉，防塵性能好。因此本設(shè)計(jì)采用高速混煉機(jī)進(jìn)行物料的混合。
（5）成型：成型是提高填充密度，使制品組織結(jié)構(gòu)致密化的重要途徑。首先要根據(jù)所需磚型選擇合適噸位的壓力機(jī)。成型時(shí)要準(zhǔn)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(huì)出現(xiàn)因空氣被壓縮而產(chǎn)生的過壓廢品，因此可采用高壓成型。
（6）干燥：坯體成型后需經(jīng)干燥車送入隧道干燥器在250~300℃之間高溫下排除水分，物料與結(jié)合劑固化。鎂碳磚一般不用燒成，工藝比較簡(jiǎn)單，可以節(jié)約能源，我國(guó)由于較豐富的鎂砂和石墨資源，所以鎂碳磚在我國(guó)的生產(chǎn)數(shù)量和質(zhì)量都在不斷提高。
2.1.1 原料選擇
鎂碳磚的主要原料包括：燒結(jié)鎂砂或電熔鎂砂，鱗片狀石墨，金屬鋁粉，以及有機(jī)結(jié)合劑酚醛樹脂。
1）鎂砂的選取
優(yōu)質(zhì)鎂砂原料的條件：SiO2<1%，CaO、SiO2的值應(yīng)該在1.8~2.8的范圍內(nèi)，F(xiàn)e2O3+Al2O3含量小于1%，B2O3<0.05%，盡可能選擇SiO2含量低的鎂砂。
鎂砂可分為電熔鎂砂，燒結(jié)鎂砂，鎂碳磚中主要使用的是電熔鎂砂，這是因?yàn)殡娙坻V砂方鎂石發(fā)育完全，結(jié)晶粒粗大、顆粒的體積密度大，是生產(chǎn)鎂碳磚中主要選用的原料, 化學(xué)成分見表2.1。
表 2-1 鎂砂化學(xué)成分
指標(biāo)鎂砂
MgO ％≥
SiO2 ％≤
CaO %≤
Al2O3 %≤
Fe2O3 %≤
燒失%
體積密度 g/cm3
電熔鎂砂
98.5
97.0
0.4
1.5
1.0
1.5
0.2
0.3
0.4
0.8
—
3.5
3.45
燒結(jié)鎂砂
97.5
95.0
—
1.6
—
1.6
—
—
—
—
0.3
0.3
3.30
3.20
2）石墨的選取
鎂碳磚一般選用天然鱗片狀石墨。鱗片狀石墨的熔點(diǎn)在3700℃左右，其具有片層狀的結(jié)構(gòu)、抗熱震性、潤(rùn)滑性能好、良好的化學(xué)穩(wěn)定性能、導(dǎo)熱率高以及熱膨脹系數(shù)和彈性模量低等特點(diǎn)，是優(yōu)秀的制備鎂碳磚的碳素原料。石墨的鱗片厚度隨純度的提高而提高，抗氧化性能也隨之提高，高溫失重變小，但是其價(jià)格也就越高。在鎂碳磚生產(chǎn)中需要根據(jù)實(shí)際的情況來確定石墨的用量和品質(zhì)，選用的石墨應(yīng)分為兩個(gè)檔次, 易損部位如耳軸、渣線、裝料側(cè)的加長(zhǎng)磚宜選用L197 牌號(hào)石墨; 其他部位宜選用L195 牌號(hào)石墨。對(duì)石墨中SiO2 含量應(yīng)控制在最低范圍。
鎂碳磚的許多性能與石墨有密切的關(guān)系，隨著石墨用量增加時(shí)，鎂碳磚的熱導(dǎo)系數(shù)和熱穩(wěn)定性提高了，但是體積密度、常溫機(jī)械強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)有所下降。
3）結(jié)合劑
結(jié)合劑起著連結(jié)基質(zhì)和顆粒的作用，在實(shí)際生產(chǎn)和使用過程中，基質(zhì)和結(jié)合劑系統(tǒng)是鎂碳磚兩個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。由于碳素材料的潤(rùn)濕性差，很難與鎂砂形成高強(qiáng)度復(fù)合材料。結(jié)合劑是生產(chǎn)鎂碳磚的關(guān)鍵材料。現(xiàn)在生產(chǎn)鎂碳磚多數(shù)選用合成酚醛樹脂作為結(jié)合劑。
結(jié)合劑具備以下條件[8]：
a）常溫下能保持適當(dāng)?shù)恼扯群土鲃?dòng)性, 對(duì)鎂砂和石墨有良好的潤(rùn)濕性和親和性, 不產(chǎn)生時(shí)效硬化。
b）在熱處理過程中能進(jìn)一步聚合, 使制品具有較高的強(qiáng)度
c）在升溫過程中應(yīng)有較高的殘?zhí)夹? 同時(shí)焦化處理后的碳素聚合體有良好的高溫強(qiáng)度。
d）常溫下硬化速度可以控制，不使制品產(chǎn)生過大的膨脹與收縮，以避免制品開裂。
e）有害物質(zhì)含量少，可改善作業(yè)環(huán)境
4）抗氧化劑
鎂碳磚的優(yōu)良性能依賴于磚中碳的存在，他使用過程中碳的氧化易造成制品組織劣化，使?fàn)t渣沿著縫隙侵入磚中，侵蝕氧化鎂顆粒，降低鎂碳磚的使用壽命。目前主要通過抗氧化劑金屬鋁粉，提高鎂碳磚抗氧化性能。
抗氧化機(jī)理：
a）金屬鋁粉與與氧反應(yīng)，避免碳與氧反應(yīng)。
b）新生成物相產(chǎn)生體積膨脹，封閉氣孔，磚的致密度增高，阻止熔渣滲透。
c）新生成物相在石墨和氧化鎂間“搭橋”，使其形成牢固結(jié)構(gòu)?？寡趸瘎┑募尤肓恳话銥?%~6%。
2.1.2 破粉碎
（1）粗碎：在原料倉庫內(nèi)進(jìn)行，減小粉碎工段的噪音，減少原料的運(yùn)輸距離。粗碎設(shè)備選用顎式破碎機(jī)。
（2）粉碎：用于制磚生產(chǎn)的原料，由于配料粒度組成要求，一般采用短頭圓錐破碎機(jī)，其粒度組成較穩(wěn)定。粉碎后的物料中間顆粒較少，有利于控制磚坯和制品的體積密度和強(qiáng)度。
（3）細(xì)磨：細(xì)磨設(shè)備采用管磨機(jī)，使細(xì)磨粉的細(xì)度一般控制在小于0.088mm的大于90%。
2.1.3 篩分
篩分就是利用多層的篩子把物料按需求進(jìn)行分級(jí)。達(dá)到規(guī)格的篩下料根據(jù)不同的粒度進(jìn)入相應(yīng)的料倉，篩上料則是重返破粉碎工段重新破碎。震動(dòng)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。同時(shí)也要注意篩子的傾斜角度，通常的傾角在15度到20度之間。物料沿篩面的運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)方式、篩孔形狀、物料水分和顆粒形狀都與篩下料的粒度組成有關(guān)。
2.1.4 物料的貯存
原料經(jīng)過破粉碎、細(xì)磨、篩分后，一般則是存放在貯料倉內(nèi)以供配料時(shí)使用。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。
2.1.5 配料
（1）鎂碳質(zhì)制品生產(chǎn)中采用多級(jí)配料，可獲得較高的體積密度，特別是適當(dāng)增大粗顆粒及細(xì)粉配比，相應(yīng)減少中間顆粒的比例，達(dá)到最緊密堆積，可顯著提高磚坯的致密程度，保證制品達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)。只有符合緊密堆積原理的顆粒組成，才可能獲得致密的坯體結(jié)構(gòu)。多級(jí)配料應(yīng)滿足“兩頭大中間小”原則，盡量減少中間顆粒。如果細(xì)顆粒過多則易于水化，對(duì)制品質(zhì)量不利。
（2）鎂砂的粒度比一般鎂磚粗，這樣可以減少鎂砂粉的表面積，增加其化學(xué)穩(wěn)定性，粗顆粒可采用8~0.5mm的顆粒65%，石墨粉18~22%（粒度<100~200目），鎂砂筒磨粉12~14%（粒度<0.1mm）。酚醛樹脂的加入量為5%~8%（以干量計(jì)算），再加入之前可加入烏洛托品（六次甲基四胺）0.3%~0.4%，促進(jìn)樹脂交聯(lián)產(chǎn)生固化作用。
（3）配料時(shí)可加入一部分廢磚，但加入量過多影響制品體積密度和高溫性能，加入量一般控制在10%~20%。
（4）為使配料精確，采用重量配料。重量配料法誤差不超過2%。
配料槽成排分布，料槽數(shù)量應(yīng)滿足品種和儲(chǔ)存量的要求。并留有1~3個(gè)機(jī)動(dòng)料槽。配料料槽的形狀及加料口的位置應(yīng)有利于減輕顆粒料的偏析。考慮到顆粒料偏析對(duì)配料的影響，每個(gè)配料槽的的儲(chǔ)量應(yīng)按實(shí)際儲(chǔ)量的60%~70%計(jì)。配料的設(shè)備用微機(jī)控制的配料車。配料靈活，精確度高。
2.1.6 混練
泥料混練是使不同組分和顆粒的物料與適量的結(jié)合劑經(jīng)混合和擠壓作用達(dá)到分布均勻和充分潤(rùn)濕泥料的制備過程。在一定條件下對(duì)泥料有壓實(shí)作用?；鞜捵⒁馐马?xiàng):
1) 結(jié)合劑預(yù)熱至30~40 ℃ , 增加流動(dòng)性。
2) 嚴(yán)格控制樹脂加入量,要確保其均勻的潤(rùn)濕泥料并防止結(jié)團(tuán),保證泥料的陳腐時(shí)間。
3）合理選擇混煉設(shè)備，要有適當(dāng)?shù)幕鞜挄r(shí)間。
4）注意混煉時(shí)的加料順序，先加顆粒料待干混均勻后加入結(jié)合劑潤(rùn)濕其表面，然后加入細(xì)粉混合至攪拌均勻，這樣可以使細(xì)粉均勻的包裹在顆粒表面，有助于保證混料的均勻性及減少細(xì)粉的結(jié)球。鎂質(zhì)原料屬于瘠性料，故泥料須強(qiáng)化連混，混合時(shí)間一般為15~30分鐘，必須確保總混煉時(shí)間。鎂碳磚混料順序?yàn)椋?
鎂砂粗顆粒→鎂砂中顆?！尤渲V砂細(xì)粉→金屬鋁粉
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、形狀和強(qiáng)度的坯體制備過程。鎂碳磚成型應(yīng)采用大壓力壓磚機(jī)，國(guó)內(nèi)多采用摩擦壓磚機(jī)主要是由于摩擦壓磚機(jī)可以根據(jù)需要，反復(fù)加壓多次。成形時(shí)要準(zhǔn)確控制泥料重量、確保布料均勻, 加壓應(yīng)先輕后重的打法，模套上可以設(shè)計(jì)排氣縫隙的方法排氣。還可以采用真空脫氣的模套。脫氣的目的主要是避免磚坯產(chǎn)生層裂。
2.1.8 干燥
磚坯需經(jīng)干燥車送入隧道干燥器在250~300℃之間高溫下作用,排除水分，物料與結(jié)合劑固化，熱處理工序是影響樹脂結(jié)合的鎂碳磚強(qiáng)度和殘?zhí)剂康闹匾ば颍蚨枰獓?yán)密確定與結(jié)合劑相適應(yīng)的熱處理溫度和熱處理時(shí)間等熱工制度，以便使鎂碳磚獲得足夠的低溫強(qiáng)度[9]。
鎂碳磚一般不用燒成，工藝比較簡(jiǎn)單，可以節(jié)約能源，我國(guó)的資源比較豐富，所以鎂碳磚在我國(guó)的生產(chǎn)數(shù)量和質(zhì)量都在不斷提高。
2.1.9 成品倉庫
成品一般按照品種、級(jí)別、磚型批號(hào)等來分類貯放，堆放方式和堆放高度均按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。成品庫面積除設(shè)有貯存量占用面積外，還留有成品檢選、廢品堆放和運(yùn)輸通道所需最小面積，在設(shè)計(jì)中盡量計(jì)算準(zhǔn)確以做到即滿足工廠本身產(chǎn)量的需要同時(shí)也不浪費(fèi)。
2.2 工藝流程
2.2.1 工藝流程簡(jiǎn)述
根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求來指導(dǎo)生產(chǎn)，生產(chǎn)鎂碳磚的原料主要包括電熔鎂砂、鱗片狀石墨、結(jié)合劑酚醛樹脂、防氧化劑金屬鋁粉。首先，由汽車將原料運(yùn)到原料倉庫內(nèi)，電熔鎂砂用丙種堆積方式堆積，廢磚、袋裝石墨、鋁粉、桶裝結(jié)合劑緊密堆積于原料倉庫指定位置。塊狀電熔鎂砂，通過鏟車送料到PEF250400顎式破碎機(jī)入料口。使原料經(jīng)PEF250400顎式破碎機(jī)粗破，破碎后物料粒度要符合Ф900短頭圓錐破碎機(jī)的給料粒度，物料經(jīng)B=500、L=30000的帶式輸送機(jī)輸送到破粉碎車間，由帶式輸送機(jī)將鎂砂物料輸送到Ф900短頭圓錐破碎機(jī)的供料倉進(jìn)行破碎，原料被破碎后，TD250斗式提升機(jī)提升到樓上，經(jīng)三層振動(dòng)篩篩分，鎂砂篩中、下料分別進(jìn)入5.0~3.0mm，3.0~1.0mm和1.0~0mm的貯料倉，與此同時(shí)不合格的篩上料送到Ф900短頭圓錐破碎機(jī)的供料倉進(jìn)行再破碎。部分篩下料1~0mm經(jīng)B=500mm可逆帶式輸送機(jī)進(jìn)到管磨機(jī)的供料槽，通過螺旋輸送機(jī)進(jìn)入管磨機(jī)進(jìn)一步的磨碎。使物料在管磨機(jī)中細(xì)磨成小于0.088mm的細(xì)粉，磨好的細(xì)粉由螺旋輸送機(jī)送到細(xì)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(dòng)葫蘆運(yùn)送到相應(yīng)的料倉中。結(jié)合劑酚醛樹脂由手動(dòng)托盤運(yùn)送到外加劑料倉中。物料準(zhǔn)備就緒后用電子配料車將各種粒度的電熔鎂砂顆粒，細(xì)粉，石墨，金屬鋁粉進(jìn)行配料，配好的物料直接進(jìn)入600L高速混練機(jī)，經(jīng)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(jī)重新混合。用橋式起重機(jī)將泥料罐吊到壓磚機(jī)供料倉，用5臺(tái)800噸摩擦壓磚機(jī)、4臺(tái)1000噸摩擦壓磚機(jī)和1臺(tái)液壓機(jī)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(jīng)3噸電拖車將窯車?yán)礁稍镘嚧娣盘帲u坯冷卻后進(jìn)行檢選，不合格的廢磚運(yùn)回原料倉庫以備后用，合格的磚坯包裝后進(jìn)入成品庫。
2.2.2 工藝流程論證
（1）原料倉庫.
由于接近原料產(chǎn)地和產(chǎn)量大的原因，原料在原料倉庫存放時(shí)間較短，本設(shè)計(jì)的原料有電熔鎂砂97.5、電熔鎂砂96、石墨、酚醛樹脂、防氧化劑Al粉。原料倉庫采用單側(cè)封閉式卸料的方式，原料之間設(shè)有擋墻來防止原料混料。
（2）破粉碎工段
顎式破碎機(jī)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作可靠，維修方便，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，還具有生產(chǎn)能力高、齒板壽命長(zhǎng)、能耗低、產(chǎn)品粒度組成較穩(wěn)定等特點(diǎn)。顎破為間歇作業(yè)，效率較低，在相同產(chǎn)量條件下與其他破碎機(jī)相比，允許入料塊度較大，一般不超過給料口寬度的85%。
短頭圓錐破碎機(jī)粉碎過程是連續(xù)的，生產(chǎn)能力較顎式破碎機(jī)大，功率消耗低，具有產(chǎn)品中間顆粒少，揚(yáng)塵較少及破碎部件磨損較輕的特點(diǎn)，其缺點(diǎn)是破碎比小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
管磨機(jī)用于磨細(xì)各種原料、熟料、廢坯及廢磚，為混合工序。有時(shí)工藝要求將兩種原料共同入磨，起到既磨細(xì)又高度均勻混合相互嵌合的作用。根據(jù)工藝不同，入磨料可用粉碎后未經(jīng)篩分的料、或篩分后的篩上料、篩中料、及篩下料。耐火廠的磨碎系統(tǒng)，一般不配置篩分設(shè)施，而用加料量控制出料細(xì)度。一般規(guī)定<0.088毫米的細(xì)粉應(yīng)不少于85%，操作較好是，可達(dá)90~95%。平常要注意磨機(jī)中物料的存量，避免空磨；可以降低物料的入磨粒度提高磨細(xì)效率。
原料是經(jīng)過推車送入顎式破碎機(jī)進(jìn)行粗破，然后通過傳送帶到短頭圓錐破碎機(jī)細(xì)碎，接著通過振動(dòng)篩篩分，篩上料返回圓錐破碎機(jī)再次破碎，篩下料進(jìn)入各自料倉。生產(chǎn)中所需要的粉料通過管磨機(jī)進(jìn)行磨粉。
（3）配料工段
生產(chǎn)時(shí)根據(jù)需要采用微機(jī)控制三斗稱量車進(jìn)行自動(dòng)稱料，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。
（4）混料工段
濕碾機(jī)為間歇式混合設(shè)備，能使泥料混拌均勻和使顆粒間捏合密實(shí)?；旌显O(shè)備內(nèi)的混合作業(yè)，常分兩個(gè)階段，一般先是干料混拌均勻，然后加入結(jié)合劑，促使顆粒間相互緊密接觸，成為具有塑性的泥料。有時(shí)亦可將部分物料隨結(jié)合劑加入，細(xì)分最后加入。
鎂碳磚的加料順序一般要求為：鎂砂粗顆?！V砂中顆粒→酚醛樹脂→鎂砂細(xì)粉+石墨+金屬鋁粉，必須確?？偦鞜挄r(shí)間。
（5）成型設(shè)備
成型設(shè)備應(yīng)滿足磚坯組織致密和均勻，外型光潔整齊、無夾層及裂紋等要求。磚坯質(zhì)量的優(yōu)劣除與顆粒配合及泥料的塑性等因素有關(guān)外，還取決于成型壓力與壓制工藝等因素。摩擦壓磚機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、換模迅速以及設(shè)備較低，用于壓制磚型較大，外形復(fù)雜的磚。
（6）干燥工段
選用電加熱干燥器，和燃料式干燥器相比，節(jié)能，環(huán)保，可以控制溫度，不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)影響制品質(zhì)量。由于產(chǎn)量比較大，本設(shè)計(jì)選用了6條電加熱隧道干燥器。
2.3 工藝參數(shù)
本設(shè)計(jì)的粒度配比見表2-3。
表2-3 鎂碳磚配料比
磚 種
配 比 (%)
外加劑(%)
電熔鎂砂97.5
電熔鎂砂96
石墨
金屬鋁粉
酚醛樹脂
MT-14B
86
—
14
2
3
MT-18C
—
82
18
2
3
本設(shè)計(jì)鎂碳磚生產(chǎn)的混合制度見表2-4，干燥制度見表2-5。
表2-4 混合制度
磚 種
混 合 量(千克/次)
混合周期(分鐘)
MT-14B
900
20
MT-18C
900
20
表2-5 干燥制度
干燥器類型
長(zhǎng)×寬×高
(mm)
數(shù)
量
(條)
干燥
裝磚
(kg/車)
干燥
時(shí)間
(h)
干燥
廢品率
(%)
熱風(fēng)進(jìn)
口溫度
(℃)
熱風(fēng)
出口溫
(℃)
24500×950×1650
6
1000
20
2
200
40~50
車間生產(chǎn)班制見表2-6。
表2-6 生產(chǎn)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(shí)
8
8
8
8
8
8
2.4 物料平衡計(jì)算
制磚部分物料平衡計(jì)算參數(shù)見表2-7。
表2-7 物料平衡計(jì)算參數(shù),%
計(jì)算參數(shù)
轉(zhuǎn)爐鎂碳磚
MT14B
轉(zhuǎn)爐鎂碳磚
MT18C
名稱
符號(hào)
干燥綜合廢品率
F2
2
2
泥料的循環(huán)混練量
F3
10
10
鎂碳磚的配比系數(shù)
K
1
1
石墨配比
P
14
18
石墨的灼減量
L2
0
0
石墨在原料倉庫中的水分
W2
0
0
配料時(shí)石墨的水分
W3
0
0
電熔鎂砂水分
W1
0
0
酚醛樹脂外加量
q1
3
3
金屬鋁粉的外加量
q2
2
2
原料加工、運(yùn)輸損失（包括破粉碎、配料、混合成型工序）
L3
2
2
管磨機(jī)加入量
q3
20
20
原料在倉庫中的存放損失
L1
0.5
0.5
干燥廢品回收率
T
95
95
換算系數(shù)
K1
K1=K
K1=K
酚醛樹脂的貯運(yùn)損失
L5
2
2
鋁粉貯運(yùn)損失
L6
2
2
MT-14B制磚部分物料平衡見表2-8。
表2-8 MT-14B制磚部分物料平衡表
生產(chǎn)工序
項(xiàng)目
符號(hào)
生產(chǎn)班制日/班/時(shí)
物料量，噸
年
日
班
時(shí)
原料倉庫
原料倉庫總存放量
Q12
365/2/8
9418.186
25.803
12.901
1.613
其中：電熔鎂砂97.5
Q13
7925.15
25.713
10.856
1.357
回收廢磚坯
Q14
174.489
0.478
0.239
0.03
石墨
Q15
1318.546
3.612
1.806
0.226
酚醛樹脂
Q16
281.133
0.77
0.385
0.048
金屬鋁粉
Q17
187.422
0.513
0.257
0.032
破碎
總破碎量DMS97.5
Q10
365/2/8
8059.142
22.08
11.04
1.38
磨碎
總磨碎量DMS97.5
Q11
365/2/8
1874.219
5.135
2.567
0.321
配料
總配料量
Q5
365/2/8
9183.673
25.161
12.58
1.573
其中：電熔鎂砂97.5
Q6
7897.959
21.638
10.819
1.352
石墨
Q7
1285.7142
3.523
1.761
0.22
酚醛樹脂
Q8
75.51
0.755
0.377
0.1
金屬鋁粉
Q9
183.673
1.12
0.56
0.047
混合
總混合量
Q4
10204.082
27.956
13.978
1.747
成型
總成型量（指成型后的合格磚坯）
Q3
9183.673
25.161
12.58
1.573
干燥
總干燥量
Q2
365/3/8
9183.673
25.16
8.387
1.048
成品庫
總成品量
Q1
9000
24.658
8.219
1.027
MT-18C制磚部分物料平衡見表2-9。
表2-9 MT-18C 制磚部分物料平衡表
生產(chǎn)工序
項(xiàng) 目
符號(hào)
生產(chǎn)班制日/班/時(shí)
物料量，噸
年
日
班
時(shí)
原料倉庫
原料倉庫總存放量
Q12
365/2/8
27208.09
74.543
37.271
4.659
其中：電熔鎂砂96
Q13
21806.56
59.744
29.872
3.734
回收廢磚坯
Q14
504.081
1.381
0.691
0.086
石墨
Q15
4897.457
13.418
6.709
0.839
酚醛樹脂
Q16
812.162
2.225
1.113
0.139
金屬鋁粉
Q17
541.441
1.483
0.742
0.093
破碎
總破碎量DMS96
Q10
365/2/8
22199.08
60.819
30.41
3.801
磨碎
總磨碎量DMS96
Q11
365/2/8
5414.411
14.834
7.417
0.927
配料
總配料量
Q5
365/2/8
26530.61
72.687
36.343
4.543
其中：電熔鎂砂96
Q6
21755.1
59.603
29.802
3.725
石墨
Q7
4775.51
13.084
6.542
0.818
酚醛樹脂
Q8
795.918
2.181
1.09
0.136
金屬鋁粉
Q9
503.612
1.38
0.69
0.086
混合
總混合量
Q4
365/2/8
29478.46
80.763
40.381
5.048
成型
總成型量（指成型后的合格磚坯）
Q3
26530.61
72.687
36.343
4.543
干燥
總干燥量
Q2
365/3/8
26530.61
72.687
24.229
3.029
成品庫
總成品量
Q1
26000
71.233
23.744
2.968
MT-14B制磚部分物料平衡系數(shù)見表2-10。
表 2-10 MT-14B 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
6.14:1
98%
破、粉碎
總破、粉碎量
DMS97.5
8059.142
干燥
總干燥量
干燥廢品量
9183.673
183.673
總磨粉量DMS97.5
1874.219
原料倉庫
總存放量
DMS97.5
廢磚廢坯
石墨
外加酚醛樹脂
外加鋁粉
9418.186
7925.150
174.489
1318.546
281.133
187.422
總成型量（系指合格磚坯量）
配比系數(shù)（k值）
總混合量
9183.673
1
10204.082
配料
總配料量
DMS97.5
石墨
外加酚醛樹脂
鋁粉
9183.673 7897.959
1285.714
275.510
183.673
酚醛樹脂
281.133
MT-18C制磚部分物料平衡系數(shù)見表2-11。
表2-11 MT-18C制磚部分物料平衡系數(shù)表
電熔鎂砂96與石墨比
綜合成品率
4.56:1
98%
破、粉碎
總破、粉碎量
電熔鎂砂96
22199.084
干燥
總干燥量
干燥廢品量
26530.612
530.612
總磨粉量
5414.411
原料倉庫
總存放量
電熔鎂砂96
廢磚坯
石墨
外加酚醛樹脂
外加鋁粉
27208.09421806.555
504.081
4897.457
812.162
541.441
總成型量（系指合格磚坯量）
配比系數(shù)（k值）
總混合量
26530.612
1
29478.458
配料
總配料量
電熔鎂砂96
石墨
外加酚醛樹脂
外加鋁粉
26530.61221755.102
4775.510
795.918
503.612
樹脂存放量
812.162
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2-12。
表2-12 主機(jī)平衡表
工序
名稱
設(shè)備及規(guī)格
產(chǎn)品
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)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量
要求主機(jī)臺(tái)數(shù)
設(shè)計(jì)的臺(tái)數(shù)
破碎
PEF250×400顎式破碎機(jī)
MT14B
MT18C
80
1.725
4.752
12~15
0.144
0.396
1
粉碎
Ф900短頭圓錐破碎機(jī)
MT14B
MT18C
60
2.300
6.335
4~4.5
0.575
1.584
3
磨碎
Φ1500×5700管磨機(jī)
MT14B
MT18C
75
0.428
1.236
2.5~3
0.171
0.494
1
混合
600L高速混練機(jī)
MT14B
MT18C
70
2.496
7.211
2.7
0.924
2.670
4
成型
800噸摩擦壓磚機(jī)
1000噸摩擦壓磚機(jī)
1200噸液壓壓磚機(jī)
MT14B
MT18C
70
70
90
4.281
3.425
0.666
1
1
4.281
3.425
0.666
5
4
1
干燥
干燥器24.5米
—
100
4.077
0.7
5.300
6
輔助設(shè)備（提升和運(yùn)輸設(shè)備）見表2-13。
表2-13 輔助設(shè)備表
設(shè)備名稱及規(guī)格
數(shù)量
備注
B=500可逆皮帶輸送機(jī)
2
L=20000
帶式輸送機(jī)
2
L=30000
Φ1000×3500單倉空氣輸送泵
螺旋輸送機(jī)
1
L=4200
TD250斗式提升機(jī)
4
—
各工段干燥車數(shù)量見表2-14。
表2-14 各工段干燥車數(shù)量
名稱
數(shù)目/輛
成型工段
20
干燥器內(nèi)
120
等待干燥
33
晾磚場(chǎng)地
33
檢修場(chǎng)地
3
2.6 倉庫設(shè)施
本設(shè)計(jì)的原料倉庫為封閉式，單側(cè)卸料。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
電熔鎂砂97.5
汽車
推車
電熔鎂砂96
汽車
推車
石墨
汽車
推車
Al粉
汽車
推車
廢磚、廢坯
推車
推車
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
電熔鎂砂97.5
丙種堆積
30
18.95
24
電熔鎂砂96
丙種堆積
30
18.95
石墨
袋裝
30
6
Al粉
袋裝
30
6
成品儲(chǔ)存占用面積及運(yùn)輸方式見表2.17。
表2.17 成品儲(chǔ)存占用面積及運(yùn)輸方式
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
MT14B
卡車
24.658
30
403.487
CPQ3型叉車
MT18C
卡車
71.233
30
1165.629
CPQ3型叉車
揀選占用
100
—
倉庫總面積
1669.116
—
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
轉(zhuǎn)爐煉鋼用鎂碳磚MT-14B
體積密度、顯氣孔率、常溫耐壓強(qiáng)度、
抗氧化性、高溫抗折強(qiáng)度
轉(zhuǎn)爐煉鋼用鎂碳磚MT-18C
體積密度、顯氣孔率、常溫耐壓強(qiáng)度、
抗氧化性、高溫抗折強(qiáng)度
3.2 檢查方法
（1）測(cè)試方法
各種耐火制品檢驗(yàn)制樣規(guī)定應(yīng)按國(guó)家頒布標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定的內(nèi)容執(zhí)行，部分名稱及其代號(hào)如下：
GB /T 13246 含碳耐火材料化學(xué)分析CYDTA 容量法測(cè)定氧化鎂含量
GB/T 5072 致密定形耐火制品常溫耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法
GB/T 13243 含碳耐火材料高溫抗折強(qiáng)度試驗(yàn)方法
GB/T 13244 含碳耐火材料抗氧化性試驗(yàn)方法
GB/T 13245 含碳耐火材料化學(xué)分析方法 燃燒重量法測(cè)定含碳量
GB/T 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
（2）YB耐火材料測(cè)試次數(shù)見表3-2[11]
表3-2 耐火材料測(cè)試次數(shù)
品種
化學(xué)分析
荷重軟化溫度
顯氣孔率
常溫耐壓強(qiáng)度
抗氧化性
轉(zhuǎn)爐煉鋼用鎂碳磚
MT-14B
1/2
1/4
1
1
1/5
轉(zhuǎn)爐煉鋼用鎂碳磚
MT-18C
1/2
1/4
1
1
1/5
3.3 檢查制度
生產(chǎn)技術(shù)檢查制度如表3-3[12]。
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 mm粉料
6～8件/次
荷重軟化溫度
1
Ф36×50圓柱體
1件/爐
顯氣孔率
3
體積為50-200 cm3棱長(zhǎng)小于80 mm
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
(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(hù)措施
（1）彼此銜接工序設(shè)備間應(yīng)盡量靠近，力爭(zhēng)線路順直、短捷，以減少運(yùn)輸設(shè)備及管道阻力，便于對(duì)堵塞物料的清理；統(tǒng)籌組織車間內(nèi)人流與物流線路，避免混雜交叉。
（2）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。
（3）高層廠房，當(dāng)樓上安裝有設(shè)備的情況下，一般設(shè)安裝口。
（4）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。
（5）檢修時(shí)放置檢修設(shè)備或其部件的場(chǎng)地，不小于最大剛換部件所需放置面積的兩倍及其他拆卸附件所需的面積，并留有檢修工段必要的的操作面積。
（6）各車間設(shè)備的維修，各工段設(shè)有維修用的工具、器材。潤(rùn)滑油及常用小備件的存放間。
（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。
（8）設(shè)備的配置應(yīng)保證便于工人操作、檢修及保障人員的安全。即應(yīng)有足夠的通道和拆卸、檢修設(shè)備所需的空間；提供人員操作的平臺(tái)、通道、欄桿及防滑措施等。
（9）廠部要有定期的檢查與復(fù)查記錄本
（10）應(yīng)根據(jù)每臺(tái)設(shè)備的說明書要全部掌握，根據(jù)設(shè)備本身的存在環(huán)境進(jìn)行安裝，檢修與維護(hù)。定期清潔與注油。
5 生產(chǎn)車間除塵
本設(shè)計(jì)主要用除塵設(shè)備是旋風(fēng)除塵器。旋風(fēng)除塵器是除塵裝置的預(yù)處理器。旋風(fēng)系列設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用軸向進(jìn)入式。提高了處理的氣體約為普通旋風(fēng)除塵的3倍（可達(dá)70-80%）特別是對(duì)粉塵粒度大有良好的除塵效果；氣流分布均勻。安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單，設(shè)備投資和操作費(fèi)用都較低，適用于除塵凈化系統(tǒng)的初級(jí)過濾，保護(hù)了主凈化系統(tǒng)內(nèi)過濾筒及提高了過濾筒的使用時(shí)間。
（1）認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使耐火材料生產(chǎn)過程中排出的各種氣體的含塵濃度以及各生產(chǎn)車間操作崗位的空氣含塵允許最高濃度，符合我國(guó)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（TJ36—79）規(guī)定要求，鎂碳磚車間空氣中粉塵允許最高濃度為10mg/m3。
根據(jù)國(guó)家 《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ4—73）規(guī)定，各類耐火材料有害物質(zhì)在排出口處最高容許排放濃度為：鎂碳磚車間除塵裝置排放濃度為150mg/m3
（2）實(shí)行預(yù)防為主、防治結(jié)合的方針。在廠址選擇和工廠總平面圖設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)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)、廠前區(qū)、變電所、化驗(yàn)室、空氣壓縮機(jī)站等保持適當(dāng)?shù)木嚯x。
選擇合理的工藝流程，減少物料搬運(yùn)環(huán)節(jié)，降低物料落差，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。
在含塵車間內(nèi)的適當(dāng)處設(shè)置給水點(diǎn)，便于灑水清掃、潤(rùn)濕物料，防止粉塵二次飛揚(yáng)。一般各種耐火材料加水潤(rùn)濕達(dá)到表5-1含濕量時(shí)，可獲得明顯的防塵效果：
表5-1 耐火材料明顯防塵 效果時(shí)的含濕量
種類
含量
硅石、鎂石、鉻礦、白云石、石灰石
1%
硬質(zhì)粘土及料
3%
軟質(zhì)粘土
＞14%
設(shè)計(jì)過程中應(yīng)把除塵設(shè)施與生產(chǎn)設(shè)施同等對(duì)待，生產(chǎn)中對(duì)除塵設(shè)施要加強(qiáng)管理，主要除塵設(shè)施須專門設(shè)置操作崗位。目前耐火材料廠采用的降塵措施有：物料加濕措施、物料加工過程加濕措施、沖洗地坪和噴霧降塵等。
（3）掌握各塵源氣體的含塵濃度、氣體量、氣體溫度、粉塵粒度與性質(zhì)等資料，選擇適當(dāng)?shù)某龎m系統(tǒng)和除塵設(shè)備。
氣體含塵濃度C小于10～15g/m3的除塵系統(tǒng)，多采用單級(jí)除塵即一個(gè)塵源點(diǎn)設(shè)1臺(tái)除塵器。這種除塵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有：管道短，能避免或減少水平管道、除塵器小，便于布置，生產(chǎn)可靠設(shè)備與除塵器同步操作，降低電耗，管理檢修方便等。在特殊情況下，1臺(tái)除塵器處理的塵源點(diǎn)不宜超過3個(gè)。當(dāng)氣體含塵濃度C大于15g/m3，超過了所選除塵器的允許范圍或達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的排放濃度時(shí)的除塵系統(tǒng)，則可采用兩級(jí)除塵。這種除塵系統(tǒng)布置較復(fù)雜， 管道阻力大，漏風(fēng)多、電耗高，含濕氣體降濕大，易于結(jié)露。為防止含濕氣體在除塵器內(nèi)結(jié)露，除塵器進(jìn)口氣體溫度應(yīng)比其露點(diǎn)高10～15℃。
?。?）各種除塵設(shè)施所收集的粉塵，一般都要返回生產(chǎn)系統(tǒng)中去加以利用，以節(jié)約原料消耗，并避免造成二次污染。當(dāng)采用濕式除塵器時(shí)，應(yīng)配設(shè)濕洗滌器，將收集的泥漿直接排入江河或下水管。為減少物料損失和外排泥漿，宜在濕洗滌器前加一級(jí)旋風(fēng)除塵器。
?。?）在除塵系統(tǒng)上要裝溫度計(jì)、壓力計(jì)等監(jiān)測(cè)儀表，必要時(shí)設(shè)遙控指示與自動(dòng)控制裝置。為能經(jīng)常進(jìn)行測(cè)塵工作，在除塵器適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置測(cè)試孔和必要的樓梯、平臺(tái)、欄桿等。
6 生產(chǎn)車間安全措施
（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)欄；設(shè)備要有防護(hù)罩；一切設(shè)施要有保險(xiǎn)裝置，信號(hào)裝置和安全防暴設(shè)施等。
（2）在陰暗處應(yīng)設(shè)有照明設(shè)施。并有安全通道。
（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。每名人員都要牢記四不傷害原則。
（5）在容易放生事故的地方，設(shè)有提示語。
（6）廠區(qū)內(nèi)放有滅火器，并有專門人員定期檢查滅火器。
（7）各車間都配有全套的勞保用品。
（8）對(duì)于違章指揮、違章操作和違反勞動(dòng)紀(jì)律者要嚴(yán)懲。
（9）進(jìn)入廠區(qū)內(nèi)必須佩戴安全帽。
7 本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)
本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）工廠整體布局合理，工藝流暢。
（2）原料倉庫，顎式破碎機(jī)至于地下，方便進(jìn)料，無須抓斗，降低成本。
（3）出塵點(diǎn)安裝除塵設(shè)備，避免環(huán)境污染，同時(shí)煙塵進(jìn)行二次回收利用降低成本。
（4）考慮經(jīng)濟(jì)效益，廢磚回收再利用。
（5）廠區(qū)離原料產(chǎn)地比較進(jìn)，原料的存放時(shí)間相對(duì)較短。
致 謝
在張玲老師以及其他老師的的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，我基本完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過這次設(shè)計(jì)使最初對(duì)工廠的一知半解的我有了更深層次的了解，從原料車間到成品倉庫，從產(chǎn)品性能到設(shè)備選擇，從設(shè)備維修到工廠完善，提高了自己的綜合專業(yè)知識(shí)掌握與應(yīng)用，同時(shí)也對(duì)無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)有了未來目標(biāo)。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，由于本人的知識(shí)掌握有限，許多不足的地方老師都嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘的不厭其煩的指導(dǎo)我，使我的設(shè)計(jì)不斷完善。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，淵博的專業(yè)知識(shí)，開闊的視野與敏銳的思維給我深深的啟迪，導(dǎo)師是我今后學(xué)習(xí)工作的榜樣。在此，謹(jǐn)向各位導(dǎo)師表示崇高的敬意和衷心的感謝。還要感謝現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的幫助，使我能夠快速有效的找到設(shè)計(jì)需要的內(nèi)容。同時(shí)也感謝各位同學(xué)對(duì)我的關(guān)心和幫助。
參考文獻(xiàn)
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附 錄
一· MT-14B轉(zhuǎn)爐鎂碳磚,9000噸/年
1、物料種類的配比
DMS97.5
石墨
酚醛樹脂
Al粉
86﹪
14﹪
3﹪
2﹪
注：酚醛樹脂，鋁粉為外加劑
DMS97.5的顆粒級(jí)配
5～3
3～1
1～0
DMS97.5細(xì)粉
25﹪
19﹪
17﹪
25﹪
2、計(jì)算
（1） 總成品量：Q1=9000噸/年
（2） 總熱處理量：Q2= Q1/（1-F2）
式中：F2—干燥綜合廢品率 F2=2%
Q2=9000/（1-0.02）=9183.673噸/年
熱處