年产300万㎡普通瓷质砖陶瓷工厂设计样本.docx

目录第一章 绪论21.1瓷砖分类21.2工厂设计31.2.1工厂设计全过程31.2.2设计阶段（初步设计和施工设计）31.3项目建议书31.4可行性研究41.4.1可行性研究的步骤41.4.2可行性研究的依据41.4.3可行性要就的步骤41.5设计内容和设计阶段51.5.1设计内容51.5.2设计阶段51.6设计依据51.7设计原则51.8设计范围51.9建设规模和产品方案61.9.1质量标准61.9.2设计规模61.9.3设计规格61.10建设进度安排的建设71.10.1建设前期71.10.2建设期71.10.3达产期71.11生产方法71.11.1原料配比71.11.2粉料制备71.11.3成型施釉71.11.4烧成7第二章 技术经济82.1设计依据和范围82.1.1设计依据82.1.2设计范围82.2企业组织82.2.1企业组织与原则82.2.2企业组织系统简图82.2.3工作制度92.3厂房及设备投资估算102.3.1厂区面积及投资估算102.3.2 原料成本估算112.3.3 电力预算112.3.4设备预算122.3.5各工段耗水量和生活办公用水预算132.3.6 其它消耗13第三章 厂址位置选择与厂房布置原则143.1 厂址位置的确定143.2厂房布置的原则和要求143.2.1 厂房布置方式143.2.2厂房的平面布置153.2.3 厂房的立面布置16第四章 工艺及物料衡算174.1 设计的依据及范围174.2 全厂生产平面组成174.3 车间工段关系184.3.1车间工段关系图184.4 产品配方计算确定194.4.1各种原料对配方的作用204.4.2 原料的选择原则214.4.3 坯体配方计算214.4.4 釉料配方计算244.4.5 坯釉的适应性274.5 工艺参数的选择与确定284.5.1 原料的概况284.5.2 可燃原料284.5.3 配料工段的工艺指标和操作规程284.5.4 球磨工段294.5.5 过筛工艺技术指标294.5.6 喷雾干燥304.5.7 混料工艺参数304.5.8 成型参数304.5.9 干燥和烧成工艺参数314.5.10 施釉工艺参数314.6 物料衡算314.6.1 物料衡算的总原则314.6.2 物料衡算的基本公式314.7 设备选型334.7.1 颚式破碎机选型344.7.2轮碾机的选型344.7.3 集料秤的选型344.7.4 台秤选型354.7.5 球磨机选型364.7.6 贮坯器的选型374.7.7泥浆泵、柱塞泵、振动筛的选型374.7.8 修边机的选型384.7.9 煤气站工艺384.7.10 喷雾干燥塔的选型394.7.11 斗式提升机404.7.12 料仓的设计404.7.13 搅拌机的选型414.7.14 液压机选型414.7.15 立式烘干机选型424.7.16 窑炉选型424.8 设备布置的原则的要求434.8.1 基本原则434.8.2 设备布置工艺要求444.8.3 设备布置安装和检修444.8.4 设备布置的其他要求444.9 车间工艺布置444.9.1 原料车间工艺布置444.9.2 成型烧成联合车间工艺布置45第五章 中心实验室465.1 设计范围和依据465.2分析项目及仪器、设备的选择465.2.1分析项目465.2.2 仪器设备的选择46第六章 原料堆场和各料场486.1 设计依据及范围486.2 贮存物品说明486.2.1陶瓷工厂工艺储存量衡算原则486.3 搬运堆垛49结 论50参考文献51致 谢52第一章 绪论在建筑装饰装修中，陶瓷砖因其施工方便，强度高，使用寿命长，耐水性好，易打理，价格适宜等特点而得到广泛采取。陶瓷砖后面有多种凹凸条纹，用以增强其和砂浆结协力。陶瓷砖正面有平面、光面、凹凸条纹面等。依据正面施釉是否分为有釉砖和无釉砖两种。砖面以色釉能够改善砖外观，展现出色彩丰富、绚丽缤纷几何图案，砖面施以透明釉、渗透釉能够改善砖性能，如耐污染、吸水率等。用于铺地陶瓷砖多做成正方形砖。表面施以色釉地砖（因为经过长时间摩擦会磨穿釉层透出坯体缺点）正在逐步淡出市场，只占据低端市场农村市场一部分。现在地砖绝大部分是通体砖（瓷质砖），而不再分成釉面和坯体层。在原料中混入一定量色素，能够做出表面展现一个或多个颜色彩色斑点通体地砖。采取渗花工艺能够将色釉渗透到砖表面以下相当深层次，图形美观大方、艺术效果极佳。瓷质砖配料均匀、结构足够致密、硬度足够高时，即可做表面抛光处理，制出抛光砖。用于铺贴外墙陶瓷砖做成长方形砖绝大多数，做成正方形也有。早期外墙砖其坯体层材质为炻质或细炻质，为提升其强度，很多企业已采取炻瓷质甚至瓷质。外墙砖表面有平面、凸点面、仿石面等。用于铺贴内墙陶瓷砖，大多数其坯体材质仍是陶质。早期152mm152mm或150mm150mm内墙砖现在市场上已经极少见到，绝大多数为长方形砖。伴随陶瓷生产工艺、生产技术迅猛发展，使陶瓷砖花色品种越来越多，其装饰装修效果越来越好。1.1瓷砖分类国家分类标准：瓷质砖 吸水率小于等于0.5%炻质砖 吸水率大于0.5%小于等于3%细炻质 吸水率大于3%小于等于6%炻质砖 吸水率大于6%小于等于10%陶质砖 吸水率大于10%依用途分：外墙砖、内墙砖、地砖、广场砖、工业转等依成型分：干压成型砖、挤压成型砖、可塑成型砖依烧成份：氧化性瓷砖、还原性瓷砖依施釉分：有釉砖、无釉砖依吸水率分：瓷质砖、炻质砖、细炻砖、炻质砖、陶质砖依品种分：釉面砖、通体砖（同质砖）、抛光砖、玻化砖、瓷质釉面砖（仿古砖）1.2工厂设计 为新建、扩建或改建工厂进行计划、论证和编制成套设计文件，工厂设计是一项技术和经济相结合综合性设计工作。1.2.1工厂设计全过程前期准备、设计、施工驻厂、试运转、试生产。1.2.2设计阶段（初步设计和施工设计） 现场调查研究、按期提交设计说明书、图纸（施工图），满足订货和施工要求。1.3项目提议书 编制项目提议书是第一项工作。是项目拟建单位或业主依据国民经济发展计划、行业发展计划和地域社会经济、产业发展计划和本单位具体情况，经初步调查研究，提出基础建设项目立项提议。是轮廓设想和投资意愿，项目提议书内容经相关部门同意立项后才能进行下一步可行性研究。项目提议书内容关键包含以下多个方面（1）项目建设目标和意义，即项目提出背景和依据、投资必需性及经济意义；（2）产品需求初步估计；（3）产品方案和拟建规模；（4）工艺技术初步方案（如原料路线、生产方法、技术起源）；（5）关键原料、燃料、动力供给；（6）建厂条件和厂址初步方案；（7）公用工程和辅助工程初步方案；（8）环境保护；（9）工厂组织和劳动定员；（10）项目实施初步计划；（11）投资估算和资金筹措方案；（12）经济效益和社会效益初步估算；（13）结论和提议。1.4可行性研究是项现在期准备阶段关键工作内容。项目可行性研究和评定结论关系到项目标投资决议，又是项目上马以后实施过程中进行管理工作关键指导性文件盒项目完工时关键依据。可行性研究汇报:总论、概况、前途、设计能力、品种、质量要求、消费等；原燃料性质及供给、厂址选择、技术方案、环境保护、经济效果评价、人员组织。1.4.1可行性研究步骤市场估计、建厂条件、厂址、原燃料、水源、电源、半工业试验、设计方案和生产方法论证、环境保护劳保安全防护、项目提议进度、经济分析。1.4.2可行性研究依据（1）依据国民经济社会发展长远计划及行业和区域发展计划进行可行性研究。（2）依据市场供给情况及发展改变趋势。（3）依据国家计划部门同意项目提议书。（4）依据可靠地理、自然、气象、地质、经济、社会等基础资料。（5）依据和项目相关工程技术方面标准、规范、指标等（6）依据国家公布相关项目评价相关参数。1.4.3可行性要就步骤（1）计划组织（2）调查研究、获取资料（3）优化和选择方案（4）具体研究（5）编写可行性汇报（6）筹集资金1.5设计内容和设计阶段1.5.1设计内容 工艺、土建、电力、给排水、通风、采暖、技术经济综合设计。1.5.2设计阶段初步设计、技术设计、施工图设计1.6设计依据 依据提出年产300万m2瓷质砖设计目标、设计任务书、国家相关具体标准、陶瓷工厂设计计划要求、陶瓷厂设计经济指标进行全场设计。1.7设计标准（1）设计时落实实施国家相关政策，结合中国情况和以上列出各项标准、各项技术指标，做到切合实际、技术优异、经济合理。（2）综合利用当地丰富陶瓷原料资源，开发利用设计新产品，提升产品质量。（3）综合利用当今生产陶瓷砖优异技术和中国一流设备，提升生产机械化，自动化和现代化水平。（4）保护环境，以“预防为主、防治结合、综合利用”为方针，采取优异设备和技术，使污染物尽可能消失生产中。（5）优化职员娱乐设施建设。1.8设计范围本工程设计范围按年产300万m2瓷质砖生产规模，进行物料、能源、资金平衡计算。利用配料、粉磨、干燥混料、成型、烧成、拣选、包装等一系列工艺制度，并进行全厂总品面布局设计。1.9建设规模和产品方案1.9.1质量标准结合国家标准一般瓷质砖可依据大理石板材物理和外观质量要求。表11质量标准Table 11 quality standards类 名称 优等品 一等品 合格品别 镜面光泽（表面含有镜面光泽 6090 5080 4070能清楚反应）物 表观密度（g/cm3） 202.5理 吸水率小于（%） 0.75 性 干燥抗压强度大于（MPa） 43.00能 抗弯强度大于（MPa） 10.00 有正 翘曲 不 不 但面 不外 裂纹 允 明 影观 响 沙眼 许 显 使用 凹陷缺 色斑陷 污点正面棱缺点长8mm 宽3mm 一处正面角缺点长3mm 宽3mm 一处1.9.2设计规模本设计300万m2一般瓷质砖厂1.9.3设计规格本设计结合国家标准和广大消费者对瓷质砖需要设计关键规格有600*600*10 800*800*10 两种1.10建设进度安排建设依据周围周围地域类似此种项目实施进度情况，在确保瓷质砖市场和资金有确保情况下，合理安排项目进度。1.10.1建设前期完成项目标可行性研究和询价、可行性汇报、完成项目标设计、并力图为企业登记注册等全部法律手续。1.10.2建设期依据项目日程完成土建并同时引进设备和利用中国配套设备，随即完成设备安装后试产。1.10.3达产期试产后继而投产达成设计能力即年产300万m2目标计划安排1.11生产方法1.11.1原料配比利用颚式破碎机将白云石和石灰石粗碎，利用上传动盘转干磨矿机将白云石和石灰石中碎成粒径为30mm料，用铲车将原料运输至配料秤，其它原料均使用粉料。1.11.2粉料制备本设计是将基料和色料分别采取湿法球磨。喷雾干燥制粉工艺，并用CMC和水玻璃作络合剂，采取盘式球磨机将粉料大颗粒化，混合采取连续式混料机混合。1.11.3成型施釉采取干法施釉。釉料采取压力式喷雾干燥塔制粉，在利用液压机成型时，利用喷胶装置撒一层薄粉完成施釉成型个施釉，动作快速，并利用闭路电视监控。1.11.4烧成控制合理烧成制度第二章 技术经济2.1设计依据和范围2.1.1设计依据300万m2瓷质砖设计任务书和中标企业河南拂晓路桥重工和佛陶集团提供设备等综合原因。2.1.2设计范围包含企业组织、全厂定员、投资、产品成本和利润估算。2.2企业组织2.2.1企业组织和标准有效性标准、管理幅度标准、统一指挥标准、责权对等标准、协调标准。2.2.2企业组织系统简图表21 企业组织系统简图Table 21 business organization system diagram副总经理开发部经理公共事业管理部财务部经理总工程师人事部经理工会主任房产部经理小车办伙食班班长保卫科门卫资料档案室信息处主任生产计划部经理中心化验室主任质检部经理原料制备车间主任公共事业部经理成型车间主任成型釉采取班班长过筛班班长制粉班班长制釉班班长球磨班班长配料班班长干燥班班长储坯班班长烧成班班长捡选班班长包装班班长修编班班长公共事业部经理烧成捡选主任水泵班班长空压机班班长配电室煤气站仓库2.2.3工作制度（1）通常采取生产班制原料堆场、粗碎加工为一班制，中碎、除铁过筛压滤、练泥、轮碾造粒、成型干燥、修坯、施釉、丝网印花为二班制，烧成、彩烤、锅炉房、油泵房、煤气站、配电站为三班制。表21班制有效时间Table 21 the effective time shift 班制 一班制 二班制 三班制有效工作时间 7 1415 2122表22 工作制度Table 22 work system岗位 工作制度 总人数 岗位 工作制度 每班人数经理办 白班（班制） 总经理1 伙食班 白班 5 副总经理2财务处 白班 3 资料室 白班 2工会 白班 3 水泵房 三班四倒 4房产部 白班 3 配电室 三班四倒 3小车办 白班 4 公共事业部 白班 4保卫科 三班四倒 8 生产计划部 白班 4中心化验室 白班 6 大车办 白班 5开发部 白班 4 质检部 白班 5总工办 三班四倒 4 人事部 白班 2销售部 白班 10（1）确定年工作日通常取用经验数据为：锅炉房350d（1台锅炉）360d（有备用情况下），球磨设备350d，连续式烧成设备或彩烤设备为330d（或335d），间歇式生产设备（如成型机，原料加工粗、中碎设备等）306d2.3厂房及设备投资估算2.3.1厂区面积及投资估算表23厂区面积及投资估算Table 23 factory area and investment estimation 项目 面积 （m2） 造价（元/m2）总面积 21450 征地价 400生产车间 1540 1600原料堆场 1376 200原料仓库 1000 1400成品堆场 800 200煤气站 800 600煤粉堆场 600煤灰堆场 200生活办公 5000 广场道路硬化面积 1000 400绿化面积 800 400 围墙长度 11400（m） 200（元/m）因在实际建设中见面临其它意外情况，如建筑物需要重建、扩建等，预设资金10000万元。2.3.2 原料成本估算表24原料成本估算Table 24 Estimated cost of raw material原料名称 单价（元/t） 原料量（t、Kg） 总价（元）瓷石粉 120 12160.09 1459211长石粉 200 43963.39 8792678石英粉 260 9353.913 243大同土 120 28119.88 3374386白云石 80 116.29 9030.2钾长石 400 290.71 116284脉石英 260 159.89 41571.4滑石粉 850 50.87 43239.5氧化锌 15000 50.87 763050CMC 26000 248.4 6458400总计 23490140单位每平方米原料成本：V=23490140/3000000=7.83元/m22.3.3 电力预算煤气站动力 5Kw*325d*24h*0.4=156000元/年照明 36Kw*325d*8h*0.8=74880元/年原料厂动力 1Kw*325d*0.5h*0.4=6500元/年原料段动力 150Kw*325d*8h*0.4=156000元/年成型制粉动力 2500Kw*325d*12h*0.4=3900000元/年烧成动力 25Kw*325d*24h*0.8=156000元/年生活用电 100Kw*325d*6h*0.8=156000元/年累计 4605380元/年2.3.4设备预算表25关键装备一览表Table 25 list of major equipment 设备名称 数量 参考价格（万元） 备注 PE150250 1 0.6 颚式破碎机 1530型上传动 1 1.6干矿机 电子秤 1 10叉车 1 3铲车 1 9台秤 4 DHY型系列快速 4 0.6环链电动葫芦 带式输送机 4 3 QM3200*6000间 9 34 标称加料量20t歇湿磨机泥浆池 9 1.5 NBB250/6型泥 4 0.5浆泵 BCY141B柱塞泵 2 32YK1545振动筛 2 1 喷雾干燥塔 1 100 CLT/A90型旋风收 4 5 尘器 热风炉 2 3TH型斗式提升机 3 1.6ICS300XB5 1 4 皮带机 料仓 5 2 DEZ型电磁振动筛 9 1.2750*3500双轴搅 1 1.6拌机LH型立式 2 400烘干机辊道窑 2 500 贮坯器 1 6001000型修边机 1 20胶膜裹轮机 1 10地中衡 1 6混合煤气发生炉 1 30竖管冷却装置 2 20洗涤塔 1 10除硫塔 1 10钠离子交换机 2 4离等式清水泵 2 1.4变压离心通风机 1 2D10032离心鼓 1 1.6上述只是部分关键设备，生产中还要购置其它辅助设备为上述装备预置2.3.5各工段耗水量和生活办公用水预算煤气站 30000 t/年原料段 6000 t/年成型段 44400 t/年电工段 120 t/年修边段 1440 t/年空压机段 3600 t/年物检室 360 t/年料场 720 t/年锅炉房 600 t/年生活办公 10000 t/年总计 97240 t/年 单价：1元/吨总价 Y=97240元2.3.6 其它消耗空压机油 1 t/年 4000元/t 4000液压油 30 t/年 4000元/t 10元窑炉棍子 1500根/年 400元/根 600000元热电偶 25根/年 元/根 50000元修边磨盘 100片/年 400元/片 40000元修边同时带 20条/年 800元/片 16000元累计 830000元/年第三章 厂址位置选择和厂房部署标准3.1 厂址位置确实定（1）厂址位址确实定必需考虑到主导风向，即厂址应在居民区下风向（下风侧）。地下资源、水源及水患，电力供用和距离居民区远近等条件。厂址要尽可能靠近当地工业区、城镇原有建筑，并利用当地市场及行政设施。（2）运输路线配合对陶瓷厂来说是至关关键。因为生产中消耗大量原料、燃料、材料，和生产成品销出均属大吞吐量运输，所以，建厂地点要便于铁路接轨或靠近公路干线和港口码头。若中、小型工厂需采取铁路运输时，厂址和铁路干线承运站之间，不宜有河流或其它复杂工程阻隔。运输线路进厂方向，要和工厂总平面位置相适应。（3）厂址水文地质条件，厂址地质应该考虑到地表土壤有较大地耐力（基础地耐力最好在0.196MPa以上），地下水位置低（最好距离地面5m以上）；和地下水对水泥钢材腐蚀程度应低。另外，在初步设计过程中，还应掌握当地气象资料（如气温、降雨、降雪、风向、风力等）。3.2厂房部署标准和要求 厂房部署包含平面部署和立面部署，关键决定于生产步骤和设备部署。它必需满足工艺要求，便于组织生产流水线。同时也符合国家防火、卫生标准。陶瓷厂厂房通常采取钢筋混凝土结构，厂房柱网部署和层高应尽可能做到符合建筑模数要求。3.2.1 厂房部署方法 厂房部署通常采取集中式部署和分散式部署两种形式。集中是部署立即关键生产车间（或工段）放在一个联合车间内；分散式部署立即各关键生产车间（或工段）分别设计成独立厂房，用输送设备将各关键生产车间（或工段）连接起来。陶瓷厂厂房部署，两种方法均可采取。关键决定于产品品种、生产规模、工艺步骤、生产方法和机械化装备水平等。如采取喷雾干燥造粒工艺、高效自动成型、自动码坯、人工干燥（利用余热）等机械化自动化程度较高陶瓷墙地砖厂，多采取集中部署方法，立即喷雾干燥、成型、施釉、烧成部署在联合式厂房内。这么，设备部署紧凑，半成品运输线路短捷。但必需考虑干燥和烧成厂房散热条件，而机械化程度低，间歇作业（如注浆成型）和南方炎热地域常采取分散式部署。原料加工部分因为粉尘多，噪音大，也可设计独立厂房。3.2.2厂房平面部署厂房平面部署和厂房面积和柱网部署（跨度和柱距）相关。（1）生产区域划分，在进行车间平面部署之前，应依据总图要求及给定车间面积。或依据车间生产任务，按类似生产厂面积指标确定本车间面积和形式。绘制车间区域计划图（简称区划图）。（2）生产线组织，生产线组织对车间部署有很大意义。生产流水线式一个优异有效生产组织形式。它任务是尽可能做到生产加工过程不间断从一个工作位置移到另一个工作位置。并确保生产周期最短，工作位置负荷率高。生产流水线应依据生产过程拍长（或节奏）来组织，拍长就是每个工序所需要操作时间。流水线上工作位置或设备应和拍长成拍比。这么流水线上多种设备数量将成简单整数比，从而能够从一个工作位置运输到另一个工作位置，采取连续或少许运输批方法进行生产。（3）厂房面积组成厂房面积关键包含以下几方面：设备本身和生产操作所需面积；设备安装和检修所需面积；其它设施所需面积，如变电室、控制操作室、隔音室及采暖、通风、收尘用面积。生产管理及生活用室所需面积，如车间办公室、化验室、更衣室、浴室、厕所等；辅助面积，如电工房、机修间，材料室等；多种通道、楼梯所需面积。（4）平面部署标准和要求首先应符合总平面部署基础标准和要求；合理计划厂房出入门口、通道。楼梯和过桥位置。厂房大门尺寸要考虑方便运输工具进出。其最低高度不得低于2米。3.2.3 厂房立面部署厂房立面部署即空间部署，关键是确定厂房层数和高度。（1）厂房建筑形式，厂房建筑形式有单层和多层。采取单层或多层应依据生产工艺特点、厂区面积地质条件等经过技术经济比较而定。建筑物层高关键由设备高度、检修安装要求、操作条件、采光通风等要求而确定。（2）立面部署标准和要求在考虑厂房层高时，不仅要考虑设备本身高度，而且要注意基础要求高度，设备顶部凸出物高度，工人在操作和维护时所需高度。另外还应尤其注意建筑结构（楼板、梁）本身高度对厂房净空高度影响，故在进行立面部署前，首先应了解梁位置及梁、楼板截面尺寸。综上原因分析我们可把陶瓷厂选定和焦作郊区，这里满足以上各项水文地质条件要求，且交通便利，是晋煤和焦煤外输关键通道之一，位置极佳。第四章 工艺及物料衡算4.1 设计依据及范围设计依据：年产300万m2一般瓷质砖工艺和要求工艺设计中新选设备配套情况，物料平衡计算。设计范围：按年产300万m2一般瓷质砖生产规模，对全厂进行综合平衡计算，关键包含制粉、制釉、成型、干燥、施釉、烧成、修边、挑选、包装等生产工程设计。4.2 全厂生产平面组成图41全厂生产平面组成Figure 41 the composition of the whole plant production原料进厂基泥配料球磨过筛除铁泥浆池喷雾干燥过筛料仓混合成形干燥施釉釉料配料球磨过筛除铁陈腐备用色泥配料球磨过筛除铁喷雾干燥过筛料仓料仓烧成抛光分级分级成品4.3 车间工段关系4.3.1车间工段关系图图42车间工段关系Figure 42 workshop section in relation 配料工段球磨工段过筛工段制釉工段干压成型工段储坯工段干燥工段卸坯工段烧成工段修边工段捡选工段包装工段水泵房污水处理站煤气站空压站过磅房原料制备车间成型车间烧成、捡选、修边包装车间机修车间电工班中心试验室辅助生产车间4.4 产品配方计算确定4.4.1多种原料对配方作用（1）石英：作为瘠性原料加到陶瓷坯料中，可对泥料可塑性起到调整作用，能降低坯体干燥收缩，缩短干燥时间并预防坯体变形。在烧成时，石英加热膨胀能够部分地抵消坯体收缩影响，当玻璃质大量出现时，在高温下石英能部分熔解于液相中，增加熔体粘度，而未溶解石英颗粒，则组成坯体骨架，能够预防坯体发生软化变形等缺点。在瓷器中，石英对坯体力学强度有着很大影响，合理石英颗粒能大大提升瓷器坯体强度，不然效果相反。同时，石英也能使瓷坯透光度和白度得到改善。（2）长石：在陶瓷原料中是作为熔剂使用，长石在高温下熔融，形成粘稠玻璃熔体，是坯料中碱金属氧化物关键起源，能降低陶瓷坯体组分熔化温度，有利于成瓷和降低