大学毕业设计年产600万m2陶瓷质地板砖厂工艺.docx

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大学毕业设计年产600万m2陶瓷质地板砖厂工艺

年产600万m2陶瓷质地板砖厂工艺设计

摘要

该设计是年产600万m2瓷质地板砖厂工艺初步设计。

由于近年来渗花抛光砖备受关注，特别是加快城市化建设和全面奔小康社会等政策的出台，给渗花抛光砖带来了新的活力和生机，所以本次设计为选择渗花抛光砖的工厂工艺设计。

本次设计通过查找资料，根据我国国情和实际情况，并根据市场前景选择产品的种类和工厂所在地，合理选择工艺流程和设计指标，采用国内先进生产技术及生产设备，机械化、自动化装备水平合理，进行了坯釉料配方计算、物料衡算、设备选型计算和经济技术分析，对全厂进行合理的总平面布置，充分利用厂区面积，提高产品质量，降低能耗。

本设计严格执行国家环境、工业卫生等方面的有关规定，对生产用水进行净化处理、循环利用，气体在排放前进行除尘处理，废品及废渣用于制作轻质泡沫砖，降低污染。

整个生产过程充分体现低碳排放、零污水排放、资源循环利用，发展绿色、环保经济。

关键词：

渗花抛光砖，工艺设计，物料衡算，设备选型

THETECHNOLOGICALDESENOFCERAMICFLOORFACTORYTHATPRODUCES6000000m2ANNUALLY

ABSTRACT

Thisdesignisanannualoutputof6000000M2floorbricktechnologypreliminarydesign.

InrecentyearsPenetratingtilecometoattractpublicattention,especiallyacceleratetheintroductionofthepolicyofurbanizationandtheroundwell-offsociety,broughtnewvigorandvitalitytobleedpolishedtilesandpolishedtiles,sothisdesignchoosepeneratingtilefactorytechnologydesign.AccordingtotheChina'snationalconditions,theactualsituationandprospectsofthemarket,thedesignchoosestherangeofproductsandfactorylocationbylookingforinformation.Thedesignusesadvancedproductiontechnologyandproductionequipment,selectingreasonableprocessanddesignspecifications.Itislevelofmechanizationandautomationequipmentisreasonable.Thedesignconcludesthecalculationforthebilletglazematerialformula,materialbalance,equipmentsizing,andanalysisofecomomicandtechnical,andthewholereasonablegenerallayout.Makesfulluseofthefactoryarea,inordertoimprovingtheproductionqualitystandards,reducingtheenergyconsumption.

Thisdisignisstrictlyimplementsnationalenvironmentaldesign,industrialhygieneandotheraspectsoftherelevantregulations,thewaterintheproductionisusedbypurificationandrecycling,thegasistreatedbydustexclusionbeforeitemits,andtherejectandwasteresiduearedeliveredtotheproductionoflightweightfoambricks.Theproductionprocessislow-carbonemissions,recyclingofresourcesandzerodischargeofsewage,developingthegreenandenvironmentallyfriendlyeconomy.

KEYWORDS:

PenetratingPolishedTiles，Process，MaterialBalance，EquipmentSelection

毕业论文（设计）原创性声明

本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。

对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：

日期：

毕业论文（设计）授权使用说明

本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。

有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。

学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。

保密的论文（设计）在解密后适用本规定。

作者签名：

指导教师签名：

日期：

日期：

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

3）其它

目　录

前　言

近年来，随着我国居民收入水平的提高和人均居住面积的增加，抛光砖的使用将从大城市向中小城市、向农村市场发展，特别是价廉物美的渗花砖、普通微粉砖，在新农村建设中将会大量的使用。

大规格高档地砖的需求出现了明显的增长，结构比例逐年提高，小规格墙地砖的市场份额逐年下降；规格在600×600mm2以上的地砖逐渐成为了市场的主流产品，平均销售量年增长率超过80％，600×600mm2地砖的销量亦呈现出较快的增长势头。

随着个人收入和欣赏品位的提高，中高档瓷砖制品需求不断扩大。

渗花抛光砖由于其装饰效果好，性价比高，经久耐用等优良特点，被广泛运用于公共场所、商业场合及民用住宅等建筑装饰，成为建筑空间表面装饰使用量最大的建筑材料。

且其易于生产、产品性能较其他制品优异、花色适宜、价格低廉、款式大方高雅等受到广大消费者的欢迎，需求量也较其他制品的大。

第1章总论部分

1.1设计依据

1.1.1设计数据

1.产品规格

（1）产品重量：

23.5kg/m2

（2）产品规格：

瓷质渗花抛光砖600×600×10mm

2.建厂规模

生产规模：

年产600万m2高档建筑陶瓷渗花抛光砖工厂

3.坯体化学组成（见表1-1）

表1-1坯体化学组成

SiO2

Al2O3

Fe2O3

TiO2

CaO

MgO

K2O

Na2O

I.L.

合计

68.24

18.56

0.55

0.10

2.25

1.86

3.66

1.87

2.91

100.00

1.1.2设计依据

1.借鉴国邦地砖的实习经验，并结合所学知识进行本次设计。

2.查阅相关资料，查阅相关研究成果作为本次设计的依据。

3.在生产质量合格的情况下，充分利用地方性原料，简化流程，缩短生产周期，同时提高产品质量，并注意引进先进技术的实用性和稳定性。

1.1.3设计原则

1.设计前要根据我国的国情和实际情况，并调查该产品在周边市场的前景，选择产品的种类和质量。

2.设计中应充分利用设计原则，做到经济合理，尽可能的为工厂节约建设资金，降低生产成本，降低废品率。

3.设计中应充分发挥设备的效能，降低生产成本，降低原料及燃料的消耗，提高生产率，降低废品率。

4.在设计过程中应尽可能采用国内外的先进和成熟技术，并根据自身的特点合理选择国内外的先进技术。

5.设计的工厂必须安全可靠。

6.合理选择工艺流程和设计指标，设计中的指标应切合实际。

7.由于技术在不断发展，销售市场也不断扩大，所以设备的能力也要满足生产要求，并有可更换得余地。

8.充分考虑在连续生产过程中大量物料的装卸、运输及重大设备的检修，尽可能实现自动化。

9.要考虑设备及土建公司的要求，并为建筑公司设计提供可靠依据。

10.设计应严格执行国家关于工业企业在环保、劳动保护、卫生等方面的规定，保证工人健康，避免环境污染。

1.2厂址的选择

1.2.1建厂地选择的主要因素

工厂的建厂地址，首先是由国家计划部门及有关部门根据国民经济发展的情况、资源利用以及工业的布局等条件进行确定的。

确定建厂地址还应考虑以下方面的因素：

（1）燃料、动力供应的条件。

（2）水资源的丰富程度。

（3）产品运输距离及与消费区（产品集散地）接近的程度。

（4）设厂地点与协作企业、科技服务部门、产品销售市场信息源的配合情况，与该地区工业布局的关系。

1.2.2厂址具体位置选择的原则

1.厂址需要靠近销售地区。

2.要考虑燃料来源，选择合理的燃料对工艺技术、产品质量、燃料销售、产品成本有重大影响。

3.厂址应具有丰富的水源和电力资源。

4.厂址面积和外形应符合构筑物的整体布局，满足工厂生产流程的要求，且尽量为工厂以后进行改建、扩建留有余地。

5.厂址应有自己的动力系统和污水排放系统等。

6.厂区应用平坦的地面，以及为保证排除地面水所需的坡度，厂区不应有矿藏、地下文物、古河、古井或废弃矿坑等，厂区不应占用耕地等农业用地。

7.应考虑卫生、防火、防湿等方面的要求，陶瓷厂必须建在生产有毒气体粉尘企业的上风向和居民区的下风向。

1.2.3具体厂址的选择

从以上条件看，可将工厂建在河南省洛阳市伊川县的工业园内，北距郑少洛、二广高速仅1.5公里，南邻焦枝铁路，靠近伊河交通运输便利，工业集中,电力、动力系统齐全，管理方便，职工上下班方便，且在本地区消费市场大，远景好。

1.3生产方法的选择

1.3.1产品的质量标准

1.吸水率：

＜0.5%

2.热稳定性：

20-105℃下反复10次无裂纹

3.抗冻性：

-15-15℃下反复50次不开裂

4.抗折强度：

＞35MPa

5.耐磨性：

可见磨损下的转数＞1500转

6.莫氏硬度：

≥5

1.3.2生产方法的确定

本设计的产品为结构简单的瓷质渗花抛光砖，通过分析目前国内外陶瓷发展情况及市场销售状况，本厂选用电子配料、间歇式球磨机、喷雾干燥塔造粒、压机压制成型、辊道窑一次烧成、抛光线磨边抛光的方法。

生产中处理方法分为以下几部分：

（1）原料进厂时，严格控制质量，分类堆放。

（2）进厂的大部分原料为经过加工处理的原料，入球磨机进行的是湿法球磨。

（3）料浆在浆池均化库中陈腐后经柱塞泵入喷雾干燥塔制得半干压粉料（半干压是指粉料含水分生产中水分一般为5％-7％），本厂粉料含水率为6.5％.

（4）自动液压机半干压成型。

（5）双层辊道式干燥器干燥。

（6）辊道窑一次烧成。

本设计选用辊道窑一次烧成，此生产方法的机械化和自动化程度较高，生产效率能得到大幅提升，基本建设投资少，生产成本低，且改善了工人劳动的环境，减轻了工人的劳动强度，设计合理。

第2章原料、燃料的选择及坯釉配方的确定

2.1原料、燃料的选择

2.1.1选择原则

陶瓷制品所采用的原材料品种繁多，不同原料对制品的性能影响很大，所以原料的选择尤为重要，一般应注意以下几点：

（1）原料的化学成分的组成稳定，原料能够满足产品的质量要求和工作要求。

（2）原料要运输方便，价格合理，运费低廉。

（3）原料要储量丰富，能满足工厂连续生产的需要。

2.1.2原料的选择

从坯料的化学组成来看，本次设计生产的产品属于长石质瓷。

具体所选原料的化学组成见表2-1。

原料的性质及其在生产中的作用列举如下：

1.大同土：

所选大同土产于山西，用铁路运输。

其性质：

黄色，有滑腻感，含微量铁，煅烧后为黑色，属于高岭石类，可塑性与结合性好，干燥强度高，干燥及烧成收缩小，烧结温度低。

在生产中的作用：

（1）粘土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成型的基础。

（2）粘土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性，可结合其他瘠性原料，并使坯料具有一定的干燥强度。

（3）粘土是陶瓷坯体烧结的主体，粘土中的Al2O3含量和杂质含量是决定陶瓷坯体的烧结程度、烧结温度和软化温度的主要因素。

（4）莫来石晶体能赋予坯体较高的机械强度、热稳定性和化学稳定性以及介电性。

2.膨润土：

所选膨润土产于河南信阳，公路运输。

其性质：

分散度高，可塑性好，干燥收缩大，干燥强度高，干燥收缩大，烧后色泽较差、气孔率低，烧结温度低。

坯料中膨润土的用量一般在5%以下。

3.滑石：

所选滑石产于湖南攸县，铁路、公路运输皆宜。

其性质：

黄白色，粉状，有滑腻感。

在生产中的作用：

（1）起助溶剂的作用，可以降低烧成温度，同时扩大烧成温度范围；

（2）可以调整坯、釉料的热膨胀系数，减少开裂缺陷的产生；

（3）提高白度、透明度、力学性质和热稳定性。

4.长石：

所选长石分别产于江苏徐州、河南王岗（白），铁路、公路运输皆宜。

粉状，有光泽，煅烧后呈乳白色。

在生产中的作用：

（1）干燥时作为瘠性料，可减少坯体的干燥收缩，缩短干燥时间；

（2）熔融后的长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒；

（3）长石熔体可填充于未融颗粒之间，使坯体致密，提高机械强度、透明度、介电性等；

（4）在釉料中可降低釉的烧成温度，提高釉面平整度和光泽度。

（5）石英可增大釉的耐磨性、硬度、白度及化学稳定性，降低釉的膨胀系数。

5.砂岩：

所选石英产于河南信阳，公路运输。

其性质：

浅黄色，粉状，有光泽。

在生产中的作用：

（1）作为瘠性料，可减少坯体的干燥收缩，缩短干燥时间；

（2）加热烧成过程中，石英晶型转变时体积膨胀，可部分地抵消坯体的烧成收缩，有利于保证制品外形的准确性；

（3）高温下石英部分熔于长石熔体骨架，有助于避免坯体变形；

（4）石英可增加釉的耐磨性、硬度、白度及化学稳定性，降低釉的膨胀系数。

6.珍珠岩：

所选产于河南信阳，公路运输。

其性质：

具珍珠结构，黄白，性脆。

在生产中的作用：

珍珠岩是一种良好的溶剂性原料，始熔温度低，在陶瓷坯料中引入不仅能降低烧成温度，扩大烧结范围，促进高岭石的莫来石化，又可促进坯体的致密，从而提高瓷质砖的机械强度、化学稳定性和热稳定性。

表2-1原料的化学组成

化学

组成

SiO2

Al2O3

Fe2O3

TiO2

CaO

MgO

K2O

Na2O

I.L.

合计

瓷坯

68.24

18.56

0.3

0.2

1.5

1

1

3.5

3.5

100.00

徐州

长石

64.52

18.93

0.15

——

0.40

0.20

14.70

0.35

0.20

99.45

王岗长

石（红）

65.41

20.47

0.15

——

0.25

——

15.07

0.16

101.51

信阳

珍珠岩

72.01

12.43

0.8

0.08

0.95

0.2

4.83

2.98

5.92

100.2

信阳

砂岩

96.82

0.41

0.08

0.10

0.45

0.24

1.05

0.17

0.14

99.46

信阳

膨润土

69.51

11.21

0.63

——

1.93

3.09

0.25

0.20

13.91

100.73

山西

大同土

43.44

39.44

0.27

0.09

0.24

0.38

——

——

16.07

99.93

湖南攸县滑石

62.96

——

0.03

——

0.43

30.72

0.14

0.12

5.26

99.56

湖北大冶硅灰石

50.23

0.46

0.82

——

45.34

1.00

——

——

2.47

100.32

2.1.3燃料的选择

天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。

采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。

其优点有：

天然气与人工煤气相比，热值高，并且天然气清洁干净，能延长窑炉的使用寿命，也有利于减少维修费用的支出。

天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为该地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。

2.2坯釉配方的确定

2.2.1配方原则

1.产品的物理化学性质及使用要求是考虑坯釉组成的主要依据。

2.了解各种原料对产品性能的影响，这是设计配方的基础。

3.配方应满足生产条件、工艺要求。

4.尽可能选用来源广、质量稳定、运输方便、价格低廉的原料。

2.2.2配方设计步骤

1.根据产品性能要求，查阅有关资料，确定配方的实验式或化学式。

2.根据各种原料的化学组成及工艺性能确定选择原则。

3.进行配方计算。

4.选择烧成温度范围。

2.2.3坯料配方计算

1.将瓷坯和原料的化学组成换算成无酌减量的化学组成（%），计算结果见表2-2：

2.用满足法进行配料计算，计算过程见表2-3：

注：

坯料的化学组成是根据实际生产经验取定的值，作为杂质成分的Fe2O3与TiO2的含量越少，烧后瓷质的白度越高，因此坯体配方中Fe2O3与TiO2的含量越少越好。

3.将上述计算结果换算成为含酌减量的实际原料配料量，计算结果见表2-4：

表2-2原料的化学组成

化学

组成

SiO2

Al2O3

Fe2O3

TiO2

CaO

MgO

K2O

Na2O

合计

瓷坯

70.29

19.12

0.57

0.10

2.32

1.92

3.77

1.93

100.00

徐州钾长石

64.56

18.99

0.15

——

0.40

0.20

15.08

100.00

王岗长石（白）

64.53

20.20

0.15

——

0.25

——

14.87

100.00

信阳

珍珠岩

76.38

13.19

0.85

0.08

1.01

0.21

5.12

3.16

100.00

信阳

砂岩

97.48

0.42

0.08

0.10

0.45

0.24

1.06

0.17

100.00

信阳

膨润土

80.06

12.91

0.73

——

2.22

3.56

0.29

0.23

100.00

山西

大同土

51.80

47.03

0.32

0.11

0.29

0.45

——

——

100.00

湖南攸县滑石

66.77

——

0.03

——

0.45

32.58

0.15

0.12

100.00

湖北大冶硅灰石

51.50

0.47

0.84

——

46.49

1.03

——

——

100.00

2.2.4坯料的实验式

1.将坯体配方换算成无酌减量时的百分比含量（见表2-5）

2.计算配方中各种氧化物的摩尔数

SiO2：

70.29÷60.1=1.170

Al2O3：

19.12÷101.9=0.187

Fe2O3：

0.57÷159.7=0.0035

TiO2：

0.10÷80.1=0.0013

表2-3配料量计算过程

项目

化学组成

SiO2

Al2O3

Fe2O3

TiO2

CaO

MgO

K2O+Na2O

瓷坯

70.29

19.12

0.57

0.103

2.32

1.92

5.70

引入3%膨润土

2.40

0.39

0.02

——

0.07

0.11

0.02

剩余

67.89

18.73

0.55

0.103

2.25

1.81

5.68

引入11%珍珠岩

8.40

1.45

0.09

0.0088

0.11

0.02

0.91

剩余

59.49

17.28

0.46

0.0942

2.14

1.79

4.77

引入20%王岗长石

12.91

4.04

0.03

——

0.05

——

2.97

剩余

46.58

13.24

0.43

0.0942

2.09

1.79

1.80

引入11.94%徐州长石

7.72

2.27

0.02

——

0.05

——

1.80

剩余

38.86

10.97

0.41

0.0942

2.04

1.79

0

引入4.39%湖北硅灰石

2.26

0.002

0.04

——

2.04

0.05

剩余

36.60

10.968

0.37

0.0942

0

1.74

引入23.33%大同土

12.08

10.97

0.07

0.0257

0.07

0.10

——

剩余

24.52

0

0.30

0.0685

1.64

0

引入5.03%滑石

3.36

——

0.002

——

1.6