1、本 科 毕 业 设 计题 目：年产 400 万平方米渗花超洁亮瓷砖的工厂设计院 系：材料科学与工程学院 专 业：班 级：学生姓名：指导教师：设计提交日期：2011 年 6 月 日设计答辩日期：2011 年 6 月 日摘要渗花砖是瓷质抛光砖的一种，是国际上流行的建筑装饰材料。本设计对年产 400 万平方米渗花超洁亮瓷砖工厂进行总体工艺设计。设计共分五部分，内容为一、前言。包括渗花超洁亮瓷砖的发展概况及设计任务的提出。二、工艺设计。包括设计依据及其原则，各车间总工序的主要工艺技术指标等。三、工艺计算。包括所有物料的平衡计算，生产中主要设备的选型等。四、工厂总平面布置。包括各建筑物间的布置原则及主要
2、设计指标。六经济技术指标。关键词：渗花砖，工艺流程，物料衡算，超洁亮。沈阳化工大学学士学位论文 第一章 前言 - 0 -第一章 前言1.1 渗花超洁亮瓷砖的发展概况陶瓷在我国已有数千年的发展历史，然而，作为现代建筑陶瓷起步仅有几十年。瓷质砖是 80 年代后期新发展起来的建筑装饰材料，由建材王国意大利率先生产，90 年代初传入中国。它一般有抛光和不抛光两种，抛光砖富丽堂皇，不抛光砖清淡高雅，广泛用于高级建筑和现代家居的装修上。据有关资料统计，在二十一世纪我国墙地砖的年产量超过 30 亿 m2。随着我国建筑陶瓷行业发展环境进一步改善，行业整体也将进一步提高。2010-2011 年，我国建筑陶瓷行业
3、增长速度有所降低；2011 年，行业收入将达到 4798.0亿元，利润将达到 287.3亿元。陶瓷工业己成为了我国国民经济的重要支柱之一。但是，我国陶瓷行业仍存在很多问题，与国外同类产品相比还有很大的差距，不能满足社会的需求和发展。特别是建陶的质量、生产水平非常的有限。如何提高产品质量，与国际接轨，走向国际市场，己是摆在企业面前的重要课题。只有提高陶瓷墙地砖的质量，提高产品的竞争力，才能在激烈的国内外市场竞争中立于不败之地。由于人们对建筑材料的要求也越来越高，不再仅仅要求建筑物的坚固，同时要求美观、轻质、坚固而且便于工业化生产和大规模施工。为顺应着这些要求，渗花砖的花色品种、规格不断翻新。当前
4、渗花砖发展趋势如下： 1 规格向超大尺寸或超小尺寸、高精度和减少厚度方向发展。 品种向多样化方向发展。 制作工艺仍在不断改进和优化。1.2 设计任务的提出渗花抛光砖是一种新型高档建筑装饰材料，它质地坚硬华润，富力典雅，具有天然石材的材质和装饰效果，可广泛应用于商店、机场、家居、别墅、酒店等场所的装饰，在建筑装饰材料上具有广泛的市场，它带来的经济效益是巨大的。但是，由于我国在这方面的起步比沈阳化工大学学士学位论文 第一章 前言 - 1 -较晚，导致渗花抛光砖生产的技术落后，设备落后，与国外同行业相比有很着很大的差距。为了深入了解渗花抛光砖的工厂生产，完善生产工艺，缩小与国外先进水平的差距，所以进
5、行了这次的工厂设计。因此，本设计是对年产 400 万平方米渗花超洁亮瓷砖工厂进行总体设计，投产后优异的产品质量必然拥有良好的经济效益。通过这次设计，我希望不但能够增进自己对陶瓷工厂生产工艺流程和生产设备的了解还能为真正的陶瓷工厂的设计提供参考，为建陶行业做出微薄的贡献。1.3 设计的主要内容本设计的主要内容如下： 确定渗花超洁亮瓷砖生产的工艺流程； 配方的确定与原料的选择； 生产中的物料平衡计算与设备选型； 工厂的总体布局以及各种经济技术的合理安排； 绘制工艺流程图、全厂的总平面图和车间工艺布置图。沈阳化工大学学士学位论文 第二章 工艺设计 - 2 -第二章 工艺设计2.1 设计的依据和原则设
6、计原则如下： 执行国家各项相关政策，紧密结合国情，减少投资，采取合理措施，使项目达到预期社会效益、环境效益。 设备选型尽量采用先进设备，并在不影响引进技术和设备的先进水平基础上尽量选用国产设备，降低劳动强度，支持民族产业。 在工厂设计和建设中要防止人力、物力和财力方面的浪费，尽量节省投资，节约材料，减少非生产性建设和费用，在厂址选择上，力求不占良田好土和少占林地。 设计中以满足工艺要求为前提，注意建筑物特点和整体布局的和合理性。2.2 产品规格和质量标准生产规模：年产 400 万平方米产品品种：渗花超洁亮瓷砖产品规格：600600 mm产品质量标准：吸水率小于 0.06%，抗折强度大于 35M
7、Pa。2.3 厂址概况2.3.1 工厂区域位置的选择 生 产 原 料 要 符 合 标 准 ， 还 要 充 足 。 便 于 运 输 的 交 通 。 工 厂 所 在 区 域 要 有 良 好 的 销 售 环 境 。 工 厂 要 远 离 居 民 区 ， 要 处 于 居 民 区 的 下 风 向 。沈阳化工大学学士学位论文 第二章 工艺设计 - 3 -2.3.2 工厂的组成及厂内交通 各 个 车 间 之 间 的 运 输 要 方 便 快 捷 。 辅 助 车 间 及 仓 库 应 尽 可 能 的 靠 近 它 所 服 务 的 主 要 车 间 。 各 个 车 间 最 好 保 持 在 日 照 方 位 ， 保 证 室
8、内 天 然 采 光 ， 工 厂 的 主 要 车 间 有 ： 原 料 车 间 、 成 型 车 间 、 抛 光 车 间 。综 合 以 上 因 素 要 求 ， 厂 址 选 择 在 辽 宁 法 库 。 2.4 主要原料、燃料2.4.1 渗花砖生产用原料渗花抛光砖生产所用的原料与普通陶瓷生产用原料类同，大致可分为以下几种：塑性原料(包括半塑性原料)：软质黏土和硬质黏土瘠性原料：石英、黏土熟料、废砖粉等熔剂原料：长石、硅灰石、石灰石、白云石和滑石等辅助原料：锆石英、外加剂和化工原料等。2.4.2 原料的选择原则原料的选择原则和依据如下： 在满足工艺的条件下，宜就地取材； 在保证产品质量的前提下，尽量使用价
9、格便宜的材料； 质量稳定，成分的波动要小。本设计采用一次快烧，为达到快烧的目的，对原料作出如下要求： 尽可能小的干燥、烧成收缩。以减少干燥、烧成变形，保证制品尺寸精确； 原料热膨胀要小，随温度的变化接近线性关系，在烧成过程中不致开裂； 选用导热性好的坯体，烧成时物化反应能迅速进行，提高抗热震性； 尽量选用烧失量小的原料，以免快速升温时产生大量气体使坯体出现崩裂； 原料应就地取材，储量丰富，运输方便，成本低廉。 2沈阳化工大学学士学位论文 第二章 工艺设计 - 4 -2.4.3 本设计选用的原料本设计采用的坯用原料为：长石、河北土、东山白泥、唐山碱干、石英、海城滑石、透灰石。长石主要引入 SiO
10、2和 K2O、Na 2O 等成分，作为主要熔剂使用以降低烧成温度，促进莫来石晶相生成；河北土主要引入 SiO2、Al 2O3等成分，使坯体具有可塑性和结合性；江苏白泥主要引入 SiO2、Al 2O3等成分，其塑性较好，可以提高坯体强度；唐山碱干主要引入SiO2、Al 2O3等成分，也为粘土类原料；石英主要引入 SiO2，瘠性料，主要用来降低坯体干燥收缩，缩短干燥时间和防止坯体变形；滑石主要引入 SiO2、MgO 等成分，主要起助熔作用，还能够提高抛光砖表面质感；透辉石主要引入 SiO2、CaO、MgO 等成分，瘠性料，可缩短烧成周期，降低烧成温度。各种原料的化学组成见表 2-1表 2-1 坯用
11、原料的化学组成（wt%）SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O IL长 石 69.93 16.33 0.22 0.22 0.34 1.96 10.37 0.51河 北 土 63.58 9.42 0.35 1.00 1.32 1.56 0.91 11.96江苏白泥 60.12 23.10 1.00 0.32 0.24 1.07 0.62 13.33唐山碱干 46.44 37.89 0.60 0.19 0.25 14.05石 英 97.83 1.25 0.26 0.04 0.06 0.17海城滑石 62.62 0.12 0.04 0.61 30.17 5.14透 灰 石
12、 55.23 1.12 0.39 23.75 17.32 0.552.4.4 燃料本设计采用天然气作为基本燃料，其热值 10800kcal/bm。2.5 生产工艺流程根据工厂规模，原料的性能，产品的品种和投资的多少确定工艺流程。在满足工艺性能要求下，流程应满足运输量少，距离短，劳动强度低，机械化程度高，经济合理。本设计采用的是坯料、印花釉料分别球磨、制浆、造粒，采用全自动液压压砖机半干压成型，再经过干燥窑干燥后由皮带运输至辊道窑烧成，最后拣选包装入库。具体的工艺流程如图 2-1 所示。沈阳化工大学学士学位论文 第二章 工艺设计 - 5 -图 2-1 工艺流程图喂料称重 皮带输送 球磨 浆池均化
13、 泵浆过筛除铁高位池均化泵浆过筛除铁伺服罐泵浆 喷雾造粒 斗提运输 皮带运输 料仓陈腐翻坯 压制成型 布料 皮带运输 斗提运输干燥 刷灰 喷水 印花 喷水刷高铝浆烧成抛光超洁亮分级拣选包装入库长石 河北土 江苏白泥 唐山碱干 石英 海城滑石化验 化验 化验 化验透辉石化验 化验 化验仓库储存 仓库储存 仓库储存 仓库储存 仓库储存 仓库储存 仓库储存铲车运输 铲车运输 铲车运输 铲车运输 铲车运输 铲车运输 铲车运输沈阳化工大学学士学位论文 第二章 工艺设计 - 6 -生产过程中几个工艺过程的说明： 原料制备原料进厂待检验合格后，存放于原料仓库。配料时，用铲车将所需要原料直接按配方配比依次加入
14、电子喂料机中称量，并自动进行喂料，然后通过皮带运输机和导轨上的往复式皮带机将原料加入球磨机中，同时加入电解质、添加剂和水，经过 16 小时球磨。经细度检测，达到要求后，以采用压缩空气机提供压缩空气为动力的压力式放浆的方法将料浆贮于地下浆池，经过筛除铁后进入高位池均化，再经气动隔膜泵打入到中转缸。然后经过柱塞泵打到喷雾干燥塔进行造粒（含水 5-7%）制得坯料。颗粒料经皮带输送，贮于料仓陈腐（36h） 。喷雾干燥塔的尾尘经过旋风分离收集细粉及振动筛筛上料须回收放入球磨机，回收利用； 成型用皮带机从料仓将坯料送至压机布料车上方料斗，然后通过导管进入布料车固定斗，采用一次布料技术用液压压砖机将粉料压制
15、成型。 干燥印花坯体经干燥窑干燥、刷面、吹灰、喷水、印花、施高铝浆后进入辊道窑烧成。 烧成烧成采用单层气烧明焰辊道窑，使用煤气做燃料，烧后污染少，发热量大，便于升温，在操作过程中应严格遵守温度制度、压力制度、气氛制度。 抛光坯体冷却后进行抛光处理，根据缺陷划分等级包装，然后送入成品库。 2.6 主要工艺技术指标 2.6.1 球磨球石：高铝球石大、中、小比：2：3：5球磨时间：16 小时料：球：水比：1：1.5：0.5 细度：1.0%-1.2%（万孔筛余）水分：31.5%33.5%沈阳化工大学学士学位论文 第二章 工艺设计 - 7 -流速：35-50s球磨后浆料的比重：1.70-1.75g/cm
16、 3电解质加入量： 0.3% 三聚磷酸钠每球磨 20 吨原料需要补充球石：400kg装卸料时间：1.5 小时2.6.2 喷雾干燥造粒喷雾干燥造粒的工艺技术要求：热风进塔温度：400600排气温度：80100出塔粉料含水率：7.3-7.8%颗粒级配：20 目以上2%40 目 30%-38%60 目 50%-58%100 目以下4%喷嘴更换检查时间：710 天粉料陈腐时间：48h2.6.3 压机工序水分标准：7.0%-7.5%粉料容重：0.900.94g/cm 3颗粒级配：20 目以上2%40 目 30%-38%60 目 50%-58%100 目以下4%2.6.4 半成品标准压力：2530MPa生坯厚度：11.00-11.30mm
