年产23000吨高铝制品原料仓库工艺设计

目录

一、设计题目 ................................................................................................................................. 2 二、设计目的 ................................................................................................................................. 2 三、 设计依据 ............................................................................................................................... 2 四、 生产工艺流程方案选定 ....................................................................................................... 2 六、物料平衡计算 ......................................................................................................................... 4

1、Ⅰ等高铝砖物料平衡计算 ............................................................................................... 4 2、III等高铝砖物料平衡计算 ............................................................................................ 6 3、泥料水分计算 ................................................................................................................... 8 4、物料平衡系数表 ............................................................................................................... 9 5、制砖物料平衡表 ............................................................................................................. 11 6、泥料水分平衡计算结果 ................................................................................................. 12 七、主机选型计算 ....................................................................................................................... 13

1、确定设备的型号： ......................................................................................................... 13 2、破碎工序物料的加工量 ................................................................................................. 13 3、主机台数计算 ................................................................................................................. 14 四、辅助设备选型计算 ............................................................................................................... 14 五、桥式抓斗起重机原料仓库的确定： ................................................................................... 15

1、原料仓库结构形式的确定 ............................................................................................. 15 2、桥式抓斗起重机原料仓库结构跨度和长度的确定...................................................... 15 3、桥式抓斗起重机搬运能力和台数计算 ......................................................................... 16 4、颚式破碎机供料仓的大小计算 ..................................................................................... 17 5、桥式抓斗起重机原料仓库厂房高度的计算 ................................................................. 18 八、参考文献 ............................................................................................................................... 18

一、设计题目：年产23000吨高铝质制品原料仓库工艺设计

二、设计目的：

1、运用学习过的有关课程的理论和技术知识，解决耐火材料厂设计中的问题。 2、通过调查研究查阅资料，确定要原料仓库设计方案，计算和绘图等环节，培养解决问题分析问题的能力。

3、初步掌握耐火材料厂设计的一般方法和步骤，为今后从事工程设计打下基础。

三、设计依据

1、产品：Ⅰ等高铝砖和Ⅲ等高铝砖 2、生产规模：产量23000吨/年。其中Ⅰ等高铝砖18000吨/年;Ⅲ等高铝砖5000吨/年.

3、工作制度：年工作天数：306天；生产班制：二班制；每班工作时间：8小时。

4、主要材料和动力来源 ：

（1）进厂的等高铝熟料，等高铝熟料和结合粘土均由外地固定矿山供给。 （2）进厂原料的质量应均符合部颁标准，并应按品种、级别分别堆放，分别使用。

（3）电力由本长配电所供应输送。

（4）生产用水由厂内上下水系统供应。生产污水由厂内上下水系统排放。

四、生产工艺流程方案选定

1、原料仓库堆放料为废砖、高铝熟料及结合粘土。其中废砖由自备汽车运往

仓库，其他料有火车运进仓库内部。仓库火车轨道设在仓库内部，因年产29000吨耐火材料制品为中小型厂，如在仓库外卸料，增加了设备投资。废砖日需要量较少，为节省投资可采用人工砸碎。由于堆料场可留的大些，因此可在仓库内部就地砸碎。火车轨道舌燥仓库内部，单侧卸料，可利用仓库桥式抓斗起重机帮助卸料。料块在进入颚式破碎机前为避免大料块堵塞，必须加篦条筛，严格控制粒度≦200mm。由于颚式破碎机为连续作业，设备具有一定贮量的供料仓，为保证给料均匀，配以电磁振动给料机供料，中间以溜管送入进料口，破碎后的物料以皮带输送机送往二段工序——中碎工序。

综合以上因素考虑本次设计任务，可初步选定工艺流程图如下：

六、物料平衡计算

1、Ⅰ等高铝砖物料平衡的计算 1）总成品量Q Q=23000 吨/年

2）总烧成量Q1 Q1=Q/(1-F1)=18000/(1-0.05)=18947.37 t

其中：烧成废品量f1 f1=Q1-Q=18947.37-18000=947.37 t 式中：F1 —烧成综合废品率，取0.05；

3) 总干燥量Q2 Q2=Q1/(1-F2)=18947.37/(1-0.04)=19736.84 t

其中：干燥废品量f2 f2=Q2-Q1=19736.84-18947.37=789.47 t 式中：F2 —干燥综合废品率，取0.04； 4）总成型量Q3 Q3=Q2=19736.84t

5) 总混合量Q4 Q4=Q3/(1-F3)=19736.84/(1-0.1)=21929.82t Q5=Q4/K=21929.82/0.0.981=22354.56 t 其中：配比系数K K=1-[P(L2+W3-L2W3)+(1-P)W1] 6）总配料量Q6 Q6=Q5(1-F3)=22354.56(1-0.1)=20119.10 t 其中: 粘土熟料量Q7 Q7=Q6(1-P)=22119.10(1-0.2)=16095.28 t

结合粘土配料量Q8 Q8=Q6P=20119.10×0.2=4023.82 t 外加纸浆废液Q9 Q9=Q6q1=20119.10×0.03=603.57 t 式中：F3—泥料循环混练量，取0.1； P—结合粘土配比，取0.2；

q1—外加纸浆废液，取0.03；

7）总破粉碎量Q10 Q10=Q6/(1-L3)=20119.10/(1-0.02)=19716.72t 其中：粘土熟料破粉碎量Q11 ：

Q11=Q7/(1-L3)=16095.28/(1-0.02)=16423.75 t 结合粘土破粉碎量Q12 ：

Q12=Q8/(1-L3)=4023.82/(1-0.02)=4105.94 t 式中：L3—原料加工运输损失，取0.02； 8）总磨碎量Q13 Q13=Q10q2=19716.72×0.4=7886.68 t 式中：q2—管磨机（或球磨机）细粉加入量，取0.4； 9）结合粘土干燥量Q14

Q14=Q12(1-W3)/(1-W2)=4105.94(1-0.05)/(1-0.12) =4432.54t 式中：W2—结合粘土水分，取0.12；

W3—结合粘土干燥或风干后的水分，取0.05； 10）原料仓库存放量Q15

Q15=Q16+Q17+Q18=14841.76+1664.52+4454.82=4454.82 t 其中:Ⅰ等高铝熟料存放量Q16

Q16=Q11/(1-L1)-Q17=16423.75/(1-0.005)-1664.52

=14841.76t

回收废砖、废坯存放量Q17

Q17=Tf1+Tf2/K1=0.95×947.37+0.95×789.47/0.981=1664.52t 结合粘土存放量Q18

Q18=Q14/(1-L1)=4432.54/(1-0.005)=4454.82 t 式中：L1—结合粘土在仓库中的贮存损失，取0.005；

T—干燥、烧成废品回收率，取0.95；

K1—为了简化计算，仓库中存放干燥废坯量按风干重量计算，则取

K1=K=0.981; 11）纸浆废液总存放量Q19 Q19=Q9/(1-L5)=1609.53/(1-0.02) =1642.38t 式中：L5—结合剂的贮运损失，取0.02； 2、III等高铝砖

1）总成品量Q Q=5000 吨/年

2）总烧成量Q1 Q1=Q/(1-F1)=5000/(1-0.05)=5263.16 t

其中：烧成废品量f1 f1=Q1-Q=5263.16-5000=263.16 t 式中：F1 —烧成综合废品率，取0.05；

3) 总干燥量Q2 Q2=Q1/(1-F2)=5263.16/(1-0.04)=5482.46 t

其中：干燥废品量f2 f2=Q2-Q1=5482.46-5263.16=219.3 t 式中：F2 —干燥综合废品率，取0.04； 4）总成型量Q3 Q3=Q2=5482.46t

5) 总混合量Q4 Q4=Q3/(1-F3)=5482.46/(1-0.1)=6091.62 t Q5=Q4/K=6091.62/0.964=6319.10 t

其中：配比系数K K=1-[P(L2+W3-L2W3)+(1-P)W1]=0.964 6）总配料量Q6 Q6=Q5(1-F3)= 6319.10(1-0.1)=5687.64 t

其中: 粘土熟料量Q7 Q7=Q6(1-P)= 5687.64(1-0.2)=4550.11 t 结合粘土配料量Q8 Q8=Q6P=4550.11×0.2=910.02 t 式中：F3—泥料循环混练量，取0.1； P—结合粘土配比，取0.2；

7）总破粉碎量Q10 Q10=Q6/(1-L3)= 5687.64/(1-0.02)=5803.71 t

其中：高铝熟料破粉碎量Q11

Q11=Q7/(1-L3)= 4550.11/(1-0.02)=4642.96 t 结合粘土破粉碎量Q12

Q12=Q8/(1-L3)=910.02/(1-0.02)=928.60 t 式中：L3—原料加工运输损失，取0.02； 8）总磨碎量Q13 Q13=Q10q2=5803.71×0.4=2321.48 t 式中：q2—管磨机（或球磨机）细粉加入量，取0.4； 9）结合粘土干燥量Q14

Q14=Q12(1-W3)/(1-W2)= 928.60(1-0.05)/(1-0.12) =1002.46 t 式中：W2—结合粘土水分，取0.12；

W3—结合粘土干燥或风干后的水分，取0.05； 10）原料仓库存放量Q15

Q15=Q16+Q17+Q18=4200.17+466.12+1007.50=5673.

其中:熟料存放量Q16

Q16=Q11/(1-L1)-Q17=4642.9/(1-0.005)-466.12 =4200.17 t 回收废砖、废坯存放量Q17

Q17=Tf1+Tf2/K1=0.95×263.16+0.95×219.3/0.964=466.12t 结合粘土存放量Q18

Q18=14/(1-L1)=1002.4/(1-0.005)=1007.5 t Q19=0

式中：L1—结合粘土在仓库中的贮存损失，取0.005；

T—干燥、烧成废品回收率，取0.95；

K1—为了简化计算，仓库中存放干燥废坯量按风干重量计算，则取

K1=K=0.964; 3、泥料水分计算

1）Ⅰ等高铝砖泥料水分计算

①配料时高铝熟料带入的水分量W熟 W熟=Q7×W1=16095.28×0.01=160.95 t ②配料时结合粘土带入的水分量W粘 W粘=Q8W3=4023.82×0.05=201.20 t ③配料时纸浆废液带入的水分量W纸

W纸=0.5Q9=0.5×603.57=301.78 t

④混合泥料中的水分总量W总 W总=错误！未找到引用源。

= 错误！未找到引用源。 1005.72t ⑤混合泥料时需外加的水量W

W=W总-W熟-W粘-W纸=1055.72-201.20-301.78-160.95=391.79 t 2）III等高铝砖泥料水分计算

①配料时III等高铝熟料带入的水分量W熟 W熟=Q7×W1=4550.11×0.01=45.50 t ②配料时结合粘土带入的水分量W粘 W粘=Q8W3=910.02×0.05=45.50 t ③混合泥料中的水分总量W总

W总=错误！未找到引用源。W4[(Q7-W熟)+(Q8-W粘)]/(1-W4)=282.58 t ④混合泥料时需外加的水量W

W=W总-W熟-W粘=282.58-45.50-45.50=191.58 t 4、物料平衡系数表

1）Ⅰ等高铝砖部分各工序的物料平衡系数表

物料平衡系数表

2）高铝制砖部分各工序的物料平衡系数表

物料平衡系数表

5、制砖物料平衡表

1）Ⅰ等高铝制砖部分物料平衡表

1）Ⅰ等高铝砖泥料水分平衡表

2）III等 高铝砖泥料水分平衡表

七、主机选型计算

1、确定设备的型号：

应该和选择生产工艺流程同时进行，根据工厂的生产性质、生产规模，机械化程度，原料的性质综合考虑，既做到技术先进又要求减少投资降低生产成本。

2、破碎工序物料的加工量：

Gh= Gr/（K1K2K3）=（19716.72+5803.71）/（306×2×8） =5.2t/h

式中：Gh—生产工序物料的加工量，t/h； Gr—物料平衡的物理量，t/a； K1—年工作日数，d/a；

K2—日工作班数，班/d； K3—班工作时数，h/班；

3、主机台数计算： 1）主机加工量：

GN=Gh×K/η=5.2×1.2/0.8=7.8 t/h

式中：GN—主机需要的加工量，t/h； K—生产不均衡系数，取1.2；

η—颚式破碎机作业率，取0.8；

2）理论主机台数：

根据主机加工量颚式破碎机选规格为：PE 250×400的颚式破碎机。 n理=GN/G台=7.8/10=0.78 式中：n理—主机理论台数；

G台—主机的台时产量，t/h；

3）实际主机台数：实际主机台数应取大于理论主机台数并紧靠理论主机台

数的整数，所以实际主机台数n实=1。

四、辅助设备选型计算:

1

、电磁振动给料机：根据给料机的给料能力，给料粒度，与供料仓排料口6布置） 210 t/h；给料粒度：200 mm。

2、供料仓固定筛：根据颚式破碎机的最大加料粒度<210mm，可选用200×200mm的格筛。

3、输送设备的选择： a 带速选择：可取1m/s; b 输送带宽度B

B=√Q/(kγVc)=√6.9/(210×1.7×1×0.92)=0.145m 取 B=500 mm

式中：B—带宽，m； Q—输送量，t/h; V—带速，m/s；

k—断面系数，k与物料动堆积系数ρ有关，查表知ρ取210；

γ—堆积比重，t/m3 ，取1.5 t/m3； c—倾角系数，倾角为12°，取0.92。

c 根据物料的块度来校核：查表6-92：带宽500mm，筛分过的物料最大块度为100mm，颚式破碎机出料口物料粒度<40mm,所以该带宽满足要求。

所以可以选择带宽为500mm，带速为1.0m/s的平形胶带运输带。 4、流管的选择：所运最大块度<210mm，经查表12-3可选800mm（宽）×450mm（高）的流管为颚式破碎机供料倾斜角45°；经颚式破碎机后，物料粒度<40mm，经查表12-3可选300mm（宽）×200mm（高）的流管。

5、检修设备：根据表11-17知：250×400颚式破碎机需起重机的起重能力为2吨，查表知可选型号为651手拉葫芦。

其主要技术性能：起重量：2t；标准起重高度：3m；两钩间最小距离：500mm；满载时手链拉力：26公斤；起重链行数：1；起重链圆钢直径：8mm；重量：3.7公斤；起重高度每增加1米应增加的重量：3.7公斤。

五、桥式抓斗起重机原料仓库的确定：

1、原料仓库结构形式的确定：根据建厂地区的气象条件（北方地区），原料性质及粉尘对周围环境的污染等因素综合考虑确定仓库结构形式为：敞开式。

2、桥式抓斗起重机原料仓库结构跨度和长度的确定：

原料仓库结构跨度和长度与工厂的规模和各种原料的储存器、储量、分级堆放要求及卸货车位有关。

（1）原料仓库结构跨度的确定：耐火材料厂一般选用抓斗起重机的跨度为22.5米，原料仓库的跨度相应为24米。

（2）原料仓库长度的计算：

1）不同原料堆放形式所需的长度： 计算时需要的条件： A、各种原料的要求贮量：

QⅠ铝熟=Q16×45/306=14841.76×45/306=2182.60 t QⅢ铝熟=Q16×45/306=4200.17×45/306=617.68 t

Q结粘=Q18×50/306=(4454.82+1007.50)×50/306=892.5 t QⅠ铝废=Q17×45/306=1664.52×45/306=244.78 t QⅢ铝废=Q17×45/306=466.12×45/306=68.54 t B、不设隔墙，料堆间留1.5m的间距； C、仓库两端设无效区为5m； D、每6m设一立柱；

①Ⅰ等高铝熟料选用甲种堆放形式：

料堆体积：V甲=Q甲/ρ甲= QⅠ铝熟/ρ=2182.6/1.7=1283.8 m3

料堆部分直线长度：a= Q甲/80.8ρ甲-8.75=2182.6/(80.8×1.7)-8.75

=7.14m

料堆长度：l甲= Q甲/80.8ρ甲+9.35=2182.6/(80.8×1.7)+9.35

=25.24 m

②III等高铝熟料选用丁种堆放形式：

料堆体积：V丁=Q丁/ρ丁= QⅢ铝熟/ρ=617.68/1.7=363.4 m3

料堆长度：l丁= 14.0 m

③结合粘土选用丙种堆放形式：

料堆体积：V丙=Q丙/ρ丙= Q结粘/ρ=892.5/1.2=595 m3 料堆长度：l丙=18.1m

④粘土废砖、高铝废砖堆放形式： VⅠ铝废=QⅠ铝废/ρ=244.78/1.5=163.2 m3 VⅢ铝废=QⅢ铝废/ρ=68.54/1.5=45.6 m3

由于需要的粘土废砖、高铝废砖体积太小，不需单独设原料库，只需留一定空间即可。

为了使仓库总长度为6的整数倍，所以取堆放Ⅰ等高铝废砖的场地长度为7.5m，III等高铝废砖的场地长度为3.2m。

2）原料仓库的总长度l总：

l总=∑l+nf+2l端=25.2+18.1+7.5+3.2+5×2+1.5×4+14=84m

考虑的各物料需搬运量的多少，以及相同、相近物料相邻堆放以防不同物料混杂，可以将物料堆放成如下形式：

31 火车卸料布置在仓库内，桥式抓斗起重机卸料作业时的搬运量： Q1=Q量×1.8=（20961.1+5673.8）×1.8/306/2/8 =9.8t/h

式中:Q量—原料进库量，t/h；

Q1—原料需要的搬运量，t/h；

（2）桥式抓斗起重机小时搬运量Q2：

1）桥式抓斗起重机每次抓料量q：

q=V·ρ·µ=1.5×1.5×0.75=1.7 t

式中：V—桥式抓斗起重机抓斗的容量,m3；

ρ—物料密度，t/m3;

µ—抓斗抓料的填充系数，取0.7～0.8;

2)抓斗起重机抓一次料所需的总时间：

T=（t1+t2+t3）k+t4 =(0.60+0.52+0.34)×0.6+ 0.8

=1.664 min/次

①大车往返一次的行走时间t1：

t1=错误！未找到引用源。往返一次的总路程/大车平均行速=42.1×0.5

×2/116/0.75=0.60min

②小车往返一次的行车时间t2：

t2=往返一次的总路程/小车行速=2×24×0.5/46.2=0.52 min

③抓斗下降和上升的总时间t3：

t3=下降和上升的总行程/升降速度=2×7/40.8=0.34 min

④抓料、卸料的操作变换间隙调整位置的时间t4，一般取0.8min。 ⑤大车、小车和抓斗升降同时操作的系数k：

k值与操作工熟练程度有关，一般取0.5～0.7。 ⑥桥式抓斗起重机小时搬运量Q2：

Q2=60错误！未找到引用源。×q/T=60×1.7/1.664=61.30 t/h 式中：Q2—桥式抓斗起重机小时搬运量，t/h； T—抓一次料所需的总时间，min/次； q—每次抓料量，t/次； （3）桥式抓斗起重机所需的台数n：

n=Q1×k/Q2 =6.9×1.8/61.30=0.20 （台）

式中：k—起重机集中操作系数，一般取1.6～2.0。 则 实际 n=1（台）

4、颚式破碎机供料仓的大小计算： （1）料仓贮料量Q：

由于破碎供料仓贮存时间>=2h，取2h，最大生产能力为12 t/h，贮料量为：Q=2×12=24 t

（2）料仓的有效容积V：

Va=Q/ρ=24/1.5=16 m3

（3）选择角锥形料仓：

Va=错误！abAB）K/3

下口尺寸a=b=600mm，设上口尺寸则 Va=H（a2+B2+aA）K/3 16=H错误！未找到引用源。（0.62+42+0.6× H=3.5 m 3

式中：Va—料仓的有效容积，m；

a，b，A，B—分别为料仓下口、上口尺寸，m； H—料仓的高度；

K—料仓的有效利用系数，一般取K=0.7～0.75；

取x=2.8 m，y=2 m

仓壁倾斜角：

cotɑ=x/H =2.5/3.5

ɑ=51.34°﹥45°符合条件

cotɑ1=错误！未找到引用源。=2/3.5 ɑ1=60.26°﹥45°符合条件

仓壁夹边倾斜角：

tanθx2+y2 θ=45.49°﹥45°符合条件 5、桥式抓斗起重机原料仓库厂房高度的计算：

原料仓库厂房高度主要取决于桥式抓斗起重机轨面标高，而起重机轨面标高取决于颚式破碎机供料仓仓顶标高或料堆顶高度。

厂房高度=料堆高度+料堆顶到抓斗底面距离（>0.5m）+抓斗启开高度+抓

斗顶面至轨道面距离+轨道至顶端距离+顶端至屋架下弦高度（>100mm）

=8+0.7+3.362+0.475+1.877+0.586 =15.3 m

其中：由查表知：抓斗启开高度为3662mm；抓斗至轨道面距离为475mm；轨道至顶端距离为1877mm；

所以，桥式抓斗起重机原料仓库厂房高度为15.3m。

八、参考文献

1.薛群虎，王宏联主编，耐火材料厂工艺设计概论.冶金工业出版社，2002 2.乌鲁木齐钢铁厂耐火材料厂粘土砖车间原料仓库图纸

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9n7e.html