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工艺平衡计算
耐火材料厂设计首先从工艺设计开始，第一步先确定优化的工艺流程，用方块图示出主要生产步骤。然后着手工艺平衡计算。工艺平衡计算包括物料平衡计算、主机平衡计算、和储库容量计算三部分。
2.1---物料平衡计算
物料平衡计算是计算从原料进厂到成品出厂各个生产环节需要处理的物料量，包括所有原料、燃料、半成品、成品的量，并表达为小时、日、年需要量，作为确定工厂各种物料需要量、运输量、工艺设备选型和计算储存设施容量的依据。

物料平衡计算过程是：按生产工艺和原始数数据，以进入仓库的成品数量为基准，进行逆工艺流程，演算各主要生产环节处，各种物料通过的数量。

2.1.1 原始数据
a) 生产班制（常见的班制有365/3/8 ，365/2/8 ，365/1/8 ，365/4/8等），根据工序需要或生产能力可设定不同生产班制；

工作制度表
序号
工段名称
年工作日
日工作班
班工作小时

（365/4/8工作班制的安排是，做2天白班倒2天晚班再倒2天中班，然后休息2天，即做6天休息2天。）

b) 熟料或砖的年产量，t/a（日产量， t/d或小时产量，t/h）；

c) 窑的台数，台；
d) 其他平衡计算参数可见《参考耐火材料工厂设计》（上册）p145；

2.1.2 物料平衡计算的计算步骤
可参考《参考耐火材料工厂设计》（上册）p148，最后列出物料平衡表及物料总量平衡图。
物料平衡计算表
序号
工段及物料名称
工作制度
日/班/小时
物料量，t （干基）
物料量，t （湿基）
工段
物料名称
年
班
小时
年
班
小时

物料总量平衡图见2.1.3 d)
2.1.3 计算示例
以生产活性石灰为例，演算如下：（生产班制 365/4/8 ）
a) 按工艺流程环节，设定所需原始数据
1) 假设石灰产量 100000 t/a
其中:
硬烧石灰(<0.35mm) 2540 t/a ，
<1.0mm活性石灰 3874 t/a
<3.0mm活性石灰 35330 t/a ，
块状石灰 58256 t/a
2) 石灰加工、储运损失 1.0 %
3) 硬烧石灰灼减 ≤0.5 % ， 活性石灰灼减 2.0 %
4) 石灰石含CO2量 43.2 %
5) 石灰石洗前含水量 0.85 %
石灰石洗后含水量 0.75 %
6) 石灰石储运损失 1.0 %
7) 来料小于石灰石粒度下限含量 ≤10.0 % （ZBD53002-90允许有超粒度范围）
8) 筛后石灰石粒度下限含量 ≤ 2.0 %
9) 石灰石含泥沙量（<1.0mm） ≤ 3.0 %
10)石灰石洗后含泥沙量 ≤ 0.3 %
11)窑内飞损（以石灰计）
回转窑（带炉篦机） 6.0 %（不同窑型，不同飞损）
12)出窑石灰 <3mm 占 5.0 % ， >3mm 占 95.0 %
b) 计算步骤与计算式
1) 硬烧石灰的石灰石用量
考虑加工损失后的出窑量 2540/0.99 = 2565.7 t / a
进预热机量(考虑飞损6 %) 2565.7 / (1-6 %) =2729.5 t / a
残留CO2 0.5 % , 石灰石含 CO2 43.2 %计算石灰石用量
(2729.5×0.995)/ 56.8 % =4781.4 t / a
2) 全部活性石灰的石灰石用量
石灰粉加工损失 1 % 3874/0.99 =3913.1 t / a
石灰块 58256 t / a
设出窑石灰量为 X ,笼型粉碎机加工损失 1 %
则立方程式 3913.1+58256+Y/0.99 =0.95 X
0.05 X+Y =35330
解： X = 97804 t/a Y = 30439.8
进预热机量(设飞损6 %) 97804/(1-6 %) = 104046.8 t / a
残留灼减 2.0 % 104046.8×0.98 = 101965.8 t / a
进预热机石灰石 101965.8/(1-43.2 %) = 179517.4 t / a
3) 硬烧石灰及活性石灰总入预热机量 179517.4 + 4781.4 = 184298.8 t / a
含水0.75 % 184298.8/0.9925 = 185691.5 t / a
4) 入筛量 185691.5×0.98/0.90 = 202197.4 t / a
5) 入洗石机量 洗前含<1mm 泥沙 3.0 % , 含水 0.75 %
洗后含<1mm 泥沙 0.3 % , 含水 0.85 %
202197.4×0.9970/0.9700 = 207825.5 t / a
207825.5×0.9925/0.9915 = 208035.2 t / a
6) 入库石灰石
库存损失 1% 208035.2/0.99 =210136.5 t / a
结论： 石灰石：石灰 = 210136.5/100000 =2.101

c) 列出物料计算平衡表（略）

d) 绘制物料总量平衡图

2.2 生产主机平衡计算
a)计算条件
生产主机平衡计算是根据物料平衡计算的结果、车间（或生产环节）的工作制度及设备年利用率,计算要求主机小时产量，然后确定主机的型号、规格，标定主机的产量和需用台数.
b)计算方法
1) 计算要求主机小时产量方法一
Gh = Gy / 8760×η
Gh－要求主机小时产量， t/h ;
Gy-要求主机年处理物料量（见物料平衡表），t/a ;
η-预定该主机的年利用率（以小数表示） 。
2) 计算要求主机小时产量方法二
Gh = Gy / 年实际工作小时
Gh--要求主机小时产量， t/h ;
Gy-要求主机年处理物料量（见物料平衡表），t/a ;
不连续生产岗位，决定年实际工作小时数的因素有：工作班制；交接班时间；吃饭时间；设备维修时间等。
关于设备作业率说明（四个因素），详见《耐火材料工厂设计参考资料上册》p176第六章。
对非连续生产的主机可按工作制度，用下式求出年利用率η
η = k×k1×k2 / 8760
k -- 年工作天数， d / a ; k1 -- 每天工作班数， 班 / d ; k2 -- 每班主机运转小时数 ，h / 班。
为主机配套的设备，应留有比主机大20 ％～40 ％的富裕能力。如石灰厂以煤粉为燃料时，煤磨小时产量，以窑的小时用煤量计算。为保证窑的需要，煤磨的生产能力一般应富裕20-30 % 。
特殊情况特殊处理，如胶带输送机，多斗提升机等瞬时大量受料时，不能以物料平衡表计算的小时产量来选型，应以不压设备为原则来处理，或在不影响前一工序条件下，在胶带输送机，多斗提升机等设备前设控制料量的机构。
以石灰厂为例，石灰厂主机年利用率可参考下表：

石灰厂主机年利用率
主机名称
年利用率
生产班制
主机名称
年利用率
生产班制
洗石机
0.5
365/3/8
带炉篦预热机转窑
0.9
365/3/8
振动筛
0.5
365/3/8
悬浮窑
0.8-0.85
365/3/8
立窑
0.9-0.95
365/3/8
笼型粉碎机
0.6-0.7
365/3/8
转窑
0.8-0.85
365/3/8
压球机
0.6-0.7
365/3/8
带竖式预热机转窑
0.9
365/3/8
锤式磨碎机（硬烧用）
0.6-0.7
365/3/8

c)选择主机
根据计算的主机小时产量Gh 值，结合其工作制度，选择总产量和Gh 值相近似的主机规格和台数。然后根据该设计技术条件，标定主机设计小时能力G'h ,再反算主机的年利用率。
主机的设计年利用率η计算式如下：
η = Gy / 8760×G'h
G'h--主机标定小时能力 t/h
设备作业以外时间包括以下四种可能：
1) 检修设备需要的时间；
2) 为了保证车间连续生产所必需的富裕设备能力。设备富裕能力可满足，不因设备发生不可
预料的故障而使窑停产以及在窑增产时仍能保证连续正常生产；
3) 由于生产周期和工作班制为非连续性生产而形成的停车时间；
4）受设备系列规格限制，出现选型能力富裕。
d) 主机平衡表
把全厂主机平衡计算结果汇总成全厂主要设备平衡表：

2.3 储库容量计算
为了保证生产的连续进行和均衡生产，需要设立堆场、储库、料槽等储存设施。储存设施应满足特定的要求，如可供工厂生产天数；可供辅助设备紧急检修的缓冲时间；以及生产实际需要的成品储量。确定储存设施的形式、规格和数量后，应反算实际储存期