西南科技大学本科生毕业论文 1
第1章 前 言
抛光砖是通体砖坯体的表面经过打磨而成的一种光亮的砖，是一种高档建筑装饰材料，因其耐磨、耐腐蚀, 表面光亮如镜, 色彩丰富多样而倍受广大消费者的青睐与喜爱，现已成为陶瓷行业中的主流产品[1]。而本设计所采用的渗花型抛光砖，因为质地坚硬、色彩丰富，集天然花岗岩、大理石、彩釉砖装饰效果与一身，倍受消费者青睐，广泛应用在高级公寓、写字楼、星级酒店、影剧院等高级场所[2]。
我国现有建筑陶瓷生产企业约为4300余家，其中国有集体企业 700多家，民营及外资企业 3600多家，规模最大的企业年产量已达 1亿 m2以上。近几年来，我国建筑陶瓷呈持续增长势头，2006年我国墙地砖产量为 43亿m2左右，同比增长 22．86％，2007年超过50亿，到2010年我国墙地砖产量为76.92亿m2，出口8.09亿m2，同比增长了21.38%，稳居世界第一，并且出现了前所未有的以扩张及再布局为内涵的行业大转移[3]。目前，我国建筑卫生陶瓷的关键技术装备基本上已实现了国产化，大吨位球磨机、大规格喷雾干燥器、大吨位全自动压砖机、二次或多次布料系统、胶辊印花机、宽断面隧道窑、抛光磨边系统、污水废气处理系统、快速干燥器、压力注浆成形装备全套技术已实现国产化并成功应用于生产企业，有力地推动了我国建筑卫生陶瓷工业的快速发展。但我国建筑卫生陶瓷工业的整体技术装备水平与国际领先水平相比尚有差距，主要表现在产品性能和稳定性方面[4]。然而，建筑陶瓷产业是一个高能耗产业，一条年产值 1 亿元的生产线，其能耗平均在 2000 万元左右，部分达到 3000 万元以上[5]。目前建筑陶瓷与其他建材行业一样，始终未能改变高污染、高能耗、高排放的―三高‖局面。另一方面，国内陶瓷市场竞争非常激烈和混乱，只要是在国内陶瓷市场上销售行情看好的新品，一般上市两三个月后即大量出现与其花形、材质相似的盗版产品，致使竞争异常激烈[6]，同时得益于激烈的市场竞争，国内抛光砖的质量也在逐步提升，表面硬度逐渐变大，强度也逐渐提高，有的能达到70MPa，吸收率也小于0.1%，有的企业甚至能达到0.003%~0.006%[7]
目前我国建筑陶瓷行业总体上看规模总量大，品种多，但生产技术落后，产品档次不高，高附加值的产品少，高档建筑陶瓷仅占总量的 20% 左右。大多数企业尚没有形成技术开发创新体系，缺少具有自主知识产权的产品，出口产品中多以贴牌为主，
1
西南科技大学本科生毕业论文 2
缺乏具有国际影响力的品牌。企业在国际市场往往只能通过低价来获得竞争优势，我国的抛光砖销售价格一般只有意大利产品的 1/3～1/4，甚至更低。在如今节能减排的号召下，不少小型陶瓷厂已经纷纷倒闭，面对严峻的市场形势，大型陶瓷厂可以尝试提高陶瓷质量、降低陶瓷厚度，开放仿古砖、抛釉砖、抗菌陶瓷等一些附加值高的产品，并引进喷墨打印、滚筒施釉机等国外先进的技术和设备，还可以通过先进的纳米技术在陶瓷原料中增加一些纳米掺杂剂或者一些稀土元素来降低烧结温度,促进增韧和加强致密化复合材料的最大抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度来增强产品的竞争力
[8]
。
组成决定性质，原料可以影响最终产品的质量，原料车间是陶瓷生产的基础。
原料车间的设计原则是保证生产的稳定运行和粉料能满足成型要求。
本设计题目为：年产300万m2抛光砖生产线原料车间的工艺设计。在抛光砖市场上，市场份额最大的还是渗花型抛光砖，但是大多都是些中低端品牌。本设计的主要内容是抛光砖原料车间的设计，而在整个陶瓷厂里，原料车间是基础。原料车间的设计，其中包括原料车间的设计工作包括原料的储存和运输，原料的检选、清洗和煅烧，原料的破碎和粉碎，搅拌、除铁及筛分，喷雾造粒及陈腐以及粉料的输送。目前，陶瓷厂都采用大型球磨机进行粉磨，采用喷雾干燥塔进行造粒，喷雾干燥塔是一种湿法制粉设备，广泛应用于钢铁、食品、建材等行业，用喷雾干燥塔制备的粉料含水率小，粒度分布范围满足成型要求，因此广泛应于陶瓷自动化生产。
本设计将从以下几个方面考虑：
1.主要设计内容：（1）全厂工艺流程设计；（2）全厂平面布置设计；（3）全厂的物料衡算；（4）原料堆场的确定；（5）球磨车间的选项和定位；（6）喷雾干燥工段的选型和定位； （7）成型工段的设计和定位；（8）全厂面积概算
2.基本原则：稳定可靠、经济合理、技术先进；合理的选择工艺流程和设计指标；为生产挖潜和发展留有余地；合理考虑机械化和自动化水平；注意保护环境，减小污染；方便施工与安装，方便生产与维修；要考虑土建、公用等设计的要求，并为土建及公用设计提供可靠依据。
2
西南科技大学本科生毕业论文 3
第二章 原始资料收集
设计前，根据设计任务书收集的原始资料如下： 1、 产量：年产300万m2抛光砖
2、 产品种类和规格：产品种类为抛光地板砖，产品的规格是800×800×10 mm 3、 产品单重：21.5kg/m2 4、 主要的技术指标
（1）该厂地处平原地区，地震震级在6级以下，地下水位在8米以下，主要风向为北风，年平均降雨量为700—900mm，年平均气温为13℃，最高温度38℃，最低温度-8℃，霜冻期160天，厂区所在地铁路公路交通方便，水、电、天然气保证供给；
（2）坯用原料：两种硬质原料，两种半硬质原料，三种软质原料； （3）燃料为净化煤气QD=16000KJ/Bm3； （4）烧成温度1800℃；
（5）采用一次烧成，合格品率为98%； （6）坯料灼减量为5%；
3
西南科技大学本科生毕业论文 4
第三章 工艺流程选择
3.1选择工艺流程的原则
进行工艺流程设计最基本的是先要保证产品的质量要求。在满足产品质量要求的情况下，尽可能简化流程，缩短生产周期。工艺流程的选择应在一定程度上体现技术先进性和可靠性，并要注意吸收类似工厂在实践中所积累的丰富经验。
机械化与自动化是现代陶瓷厂发展的方向。选择流程时应从工厂规模及当时的实际情况出发，尽可能提高机械化程度，降低劳动强度。
必须进行技术经济分析，使建厂后各项技术经济指标经济合理。另外，应注意到产调节的灵活性，使选用的工艺流程可靠、适用、先进、合理。
3.2 选择工艺的依据
3.2.1 物料的组成和性质
原料的组成和性质直接影响原料加工处理的方法。如块状硬质原料，就应加强破碎并对其粒度的控制，对于石英等难磨原料，可以进行预烧处理，对于软质原料，由于水溶性强应该保持干燥，所以在设计时因该考虑室内堆放。陶瓷原料中不能含铁，因此在设计过程中球磨机的衬板和研磨体都不能选用钢铁，另外原料和运输过程可能会掺杂一些铁杂质，所以在球磨后和压砖前应该除铁。
3.2.2 品种及质量要求
产品品种及质量要求，直接关系到原料加工程度、坯料的配方及生产方法。像抛光砖由于渗花深度的要求，那么需要调节好渗花液的温度和比重，由于抛光砖不施釉，因此对坯体的白度要求很高，需要注意原料的精选和除铁。
3.2.3 工厂规模及技术装备水平
工厂的投资、规模、品种和技术装备情况，也会影响流程的选择。对于投资较多的大型工厂，可以采用机械化水平高的的工艺技术和大型高效的设备，对于资金少，劳动密度大的企业，可以适当增加场地面积和增加人员素质培训。 3.2.4 建厂地区气侯条件
4
西南科技大学本科生毕业论文 5
建厂地区气候也影响工厂的布置，例如工厂的原料车间因该选在下风向，在选择浆池时应该注意地下水可能的影响，如果厂区降水量大，那么在选择原料库时可以适当考虑增加原料的存储天数，如果厂区的气候温度高，那么泥浆在球磨和喷雾干燥时适当加入减水剂，厂内应该多配备风扇等设备，加强厂内的空气对流。
3.3 工艺流程
在陶瓷厂，采用一个比较好的工艺流程，不仅能减短生产的过程，减少生产过程中物料的损耗，还能改善生产环境，减少生产成本，提高产品的竞争力，在能保证正常生产的前提下，力求工序最少。根据在抛光砖厂的实习认识情况和陶瓷工艺学的知识，在保证产品质量不降低和生产连续流畅的情况下，尽量简化生产工艺，降低生产成本，决定采取以下工艺流程见图3-1。
软质原料 硬质原料 露天堆场 原料库 铲车送料 精浆池 过筛、除铁 粗浆池 球磨机 皮带运输 配料机 高位浆池 陶瓷柱塞泵 喷雾干燥造粒 振动筛 皮带运输 给料仓 皮带运输 粉料仓 皮带运输 波纹皮带 压机成型 干燥窑 测温 刷灰、吹灰 喷水 渗花液 调节比重 丝网印花 磨边 抛光 淋水 急冷 烧成窑 烘干 上防污剂 变形检测 分级、包装 成品仓
图3-1 总工艺流程图
5