卫生瓷陶瓷厂工艺设计-最终版.docx

年产63万件卫生瓷陶瓷厂工艺设计1厂址的选择论证1.1建厂地区的选择厂址选在唐山市丰南沿海陶瓷产业创新示范园区1.1.1地理环境丰南沿海陶瓷产业创新示范园区位于唐山南部沿海、渤海湾中心地带，交通便利，生态环境良好，基础设施一应俱全，投资环境优越。丰南沿海陶瓷产业创新示范园区地处环渤海中心地带、唐山南部，距唐山市中心区80千米，距离秦皇岛170千米，毗邻京津两大城市，距离北京220千米，距离天津120千米，是“一带一路”和京津冀协同发展的重要连接点。它南临渤海，与青岛、大连、上海以及日本、韩国隔海相望，港口条件得天独厚，概括为水深、港阔、地广，具有临港产业低成本聚集的先天优势。曹妃甸是正在崛起的国家级开发区，丰南沿海陶瓷产业创新示范园区属曹妃甸区，在不久的将来，曹妃甸将会成为东北亚区域合作的窗口、环渤海地区的新型工业化基地、首都经济圈的重要支点。依托华北理工大学和唐山学院，为企业用工开展免费、定单式培训，为企业量身打造专门人才。1.1.2自然气候丰南沿海陶瓷产业创新示范园区属东部季风区温带半湿润地区，大陆性季风特征显著，年均气温11，年降水量636毫米，四季分明;曹妃甸还有一大宝贵的自然资源湿地，空气中负氧离子含量很高，是城市居民梦寐以求的天然氧吧。因此曹妃甸适于发展教育科研、文化创意、高新技术、总部经济等高端服务业。1.1.3自然资源（1）土地资源优势，曹妃甸工业区现有建设用地310平方公里，可为城市开发建设提供充足的用地，且具有国内其他同级开发区不具备的价格优势（2）石油天然气资源优势，区内冀东油田蕴藏着丰富的石油、天然气资源，液化天然气项目的建成使曹妃甸新区有了充足的燃气资源（3）水资源优势，曹妃甸拥有丰富的深水岸线，供水能力达到2亿吨每年，具备了向工业区供水的能力。 1.1.4交通运输（1）唐山市是全国性的综合交通枢纽城市之一。丰南沿海陶瓷产业创新示范园区境内的唐曹高速公路、沿海高速公路与京沈、唐津、唐港高速、唐承高速互通，唐遵、卑水、汉南、滦港4条国铁支线南北相连，正在建设和谋划的铁路有蒙曹铁路、唐曹城际铁路、京唐曹城际铁路、曹黄铁路、曹秦铁路、迁曹铁路。（2）丰南沿海陶瓷产业创新示范园区属曹妃甸区，曹妃甸港区拥有深水岸线69.5公里，岛前500米水深即达25米，深槽水深36米为渤海最深点，不冻不淤，是渤海沿岸唯一不需开挖航道和港池即可建设大型远洋泊位的天然港址。曹妃甸构成了运输便捷、成本较低的海陆一体化的交通运输体系，便于原料的购进和陶瓷产品的输出。1.1.5基础设施为给曹妃甸全面开发建设创造条件，2003年开始启动了曹妃甸基础设施建设。目前，曹妃甸水、电路、通讯等基础设施日渐完善。供水工程已成功通水，日供水量5万吨海水淡化项目于2012年3月在曹妃甸竣工投产，每年生产约1800万吨淡水，占京唐钢铁厂淡水使用总量的50%左右，并成功实现向曹妃甸市政管网供水，具备了向工业区供水的能力，同时启动了净水厂和污水处理厂建设;供电工程一期110千伏线路2005年7月开始供电，二期220千伏变电站2007年底竣工;通讯工程移动和固定通讯信号已覆盖全区，宽带光纤网、互联网业务进入企业和百姓家庭;综合服务区全面开工建设，驻岛企业和施工人员生产生活环境不断改善;造地工程和土地整理大规模展开，已形成陆域面积140平方公里，为精品陶瓷厂基地建设奠定了基础，具备了大规模开发建设的条件。曹妃甸港区具有完善的基础设施，所以适于在此建陶瓷厂。1.1.6优惠政策为鼓励和吸引国内外客商到唐山市曹妃甸工业区投资兴业，加快工业区开发建设，除国家、省、市制定的政策外，结合工业区实际，特制定规定：（1）以试验区和曹妃甸工业区为产业基础，发展高端装备等先进制造业，目前已成立两支发展基金，将为产业转移提供支撑（2）以综合保税区和港区为对外窗口，发展商贸物流、贸易加工、跨境电商等服务类产业，现在已有部分企业入驻（3）以中日韩循环经济示范基地为依托，实现动静脉产业有机衔接。2全厂工艺流程设计2.1工艺流程主要原则及基础资料2.1.1主要原则选择工艺流程,首先要保证产品的质量要求。在满足产品质量要求的前提下,尽可能简化流程,缩短生产周期。工艺流程的选择还应充分体现技术上的先进性和可靠性。要注意吸收类似工厂在实践中所积累的丰富经验。选用新设备、新技术、新工艺时要充分调查，反复论证，认真落实。生产过程的机械化与自动化,是现代陶瓷厂发展的方向。选择流程时应从工厂规模、当时当地实际情况出发尽可能提高机械化程度,降低劳动强度。如有条件;还应考虑自动化，暂无条件时也应充分考虑到今后技术改进和发展的可能性。选择工艺流程时,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。此外，还应注意到生产调节的灵活性，如泥料性能虽有变化，不致引起生产工艺和设备运转的不合理等，工艺流程的最后确定,需要经过不同方案的分析对比，使选用的流程可靠、适用、先进、合理。2.1.2基础资料本设计主要生产产品包括连体马桶、水箱盖、面盆1号、面盆2号表2-1产品规格及种类名称产品规格（mm）产品干重（kg/件）坯釉比 年产量连体马桶面盆1面盆2685x360x775460x310x120直径380 50 10 824:1 2124:1 2124:1 21表2-2坯料配方原料 石英 长石 砂石 石灰石 滑石 苏州土 紫木节 废瓷坯 废白瓷组成 25.0 4.0 30.0 12.0 6.0 6.0 7.0 5.0 5.0表2-3釉料配方原料 釉石英粉 釉长石粉 轻钙 滑石 苏州土 白苗土 牛骨灰 氧化锌 锆英粉组成 22.0 38.5 4.2 6.65 2.1 3.8 5.0 2.85 4.752.2工艺流程说明2.2.1料浆的制备2.2.1.1泥浆的制备坯用原料进厂时均为粉状原料，粗碎、中碎工序均可省略，经称量后按一定比例进行入磨。坯用原料通过皮带式喂料机自动配料、加料、喂料，物料沿着输送链板或输送皮带的运转不断的转移到另一条输送带上，进入球磨机。入磨时间约20分钟。入磨时，使磨门朝上，让物料通过上方漏斗进入磨机内，水也从进料口加入，按照料：球：水=1:2:0.4的比例，粉磨时间为12个小时，球磨后进行试颗，检查泥浆颗粒是否合格。细度合格的泥浆进行放磨，泥浆在放到放浆池前要进行除铁过筛。放磨时磨门朝下,磨门处外接一个管子到放浆池，在和磨门相对的磨体上方有一个小的用木塞堵着的排气口，放磨时先拔掉木塞，然后向磨机内加压，促使泥浆排出。泥浆的陈腐一般为37天，本厂选择陈腐时间为5天。陈腐在储浆池中进行，在进储浆池之前要除铁过筛。之后泥浆打入混浆池，与从成型车间打回的回浆以及从成型车间经过脱模、修坯、干燥、半检产生的废坯经过化浆池化浆的回坯浆按一定的比例混合好之后打入已抽真空的储浆罐中，之后真空脱气，进行注浆成型。注意每经过一次浆池都需要进行除铁过筛。3.2.1.2釉浆的制备釉料一般有透明釉和乳浊釉，卫生瓷一般选用乳浊釉。釉用原料进厂时均为粉状原料，粗碎、中碎工序均可省略，经称量后按一定比例进行入磨。釉用原料使用斗式提升机进行入磨。按照料：球：水=1:2:0.8的比例，采用大连鹅卵石作为研磨体，同时釉料中加入一定量的纤维素，起助磨剂和悬浮的作用，粉磨时间为20个小时。球磨后进行试颗，检查泥浆颗粒是否合格。细度合格的釉浆进行放磨，进入到放浆池，之后进入储釉罐。釉浆在放到储釉罐前要进行过筛除铁。用于实际生产的釉浆是由原釉和回收釉两种釉浆按一定比例混合而成的。在回收釉中加入分散剂、纤维素和适量的水，通过分散机搅拌30分钟，调试回收釉的流动性，之后过筛，与原釉在储浆池中完成混浆。将混合后的釉浆加压抽出，并进行除铁过筛。本厂选择釉浆的陈腐时间为3天。施釉前，在陈腐好的釉浆中加入适量的分散剂、纤维素，用分散机搅拌30分钟，调试釉浆的吸干时间（一般标准为1823min）和流动性，经检验符合标准后用于施釉。3.2.2注浆成型注浆成型适用于成型薄壁、空心、外形复杂及大而厚的异型制品。其广泛用于卫生陶瓷、艺术瓷、薄胎高档瓷及日用瓷的壶类、酒具、鱼盘等制品的成型。对于大批量产品应采用立式浇注，对于批量较小的产品可采用手工管道注浆6。对于座便器、水箱、和水箱盖：采用高压成型的成型工艺，在成型过程中利用高压泵将真空泥浆罐中的泥浆注到模具中，注浆时间为15min，之后模具进行固浆，一般新模具需用2h，旧模具需用3h。固浆后进行放浆，放浆时间为15min，并在1.2Mpa下打风加压，达到稳压过程需4050min。当含水率达到19%20%时进行脱模，脱模后检查坯体是否有裂纹，裂纹过大的坯体回收再利用。检修完好的毛坯装车到工作区进行打孔，并放置到干燥区自然风干46天。当水分达到2%3%时，进行验坯和修坯。修检之后需继续在干燥区进行干燥，干燥完成后对青坯进行验修，之后进入青坯库。然后送入到施釉阶段。对于台柱：采用高压成型的成型工艺，在成型过程中利用高压泵将真空泥浆罐中的泥浆注入到模具中，注浆时间为30min，之后模具进行固浆，固浆时间为110min。固浆后进行放浆，放浆时间为2min，之后进行稳压，稳压时间为50min。放置1h，当含水率达到10%20%时进行脱模，脱模后检查坯体是否有裂纹，裂纹过大的坯体废弃不用。检修完好的毛坯装车送入干燥区放置，自然风干45天，当含水率达到3%4%时，进行验坯修坯，修补的青坯再进行干燥，一段时间后，验修青坯完好的青坯送到施釉区。对于台盆：采用高压成型的成型工艺，在成型过程中利用高压泵将真空泥浆罐中的泥浆注入到模具中，注浆时间为50min，之后模具进行固浆，固浆过程中吃浆厚度为78mm。固浆后进行放浆，放浆时间为15min，之后进行稳压，稳压时间为4050min，放置1h后脱模，脱模后检查坯体是否有裂纹。有裂纹的毛坯进行粘修。检修完好的毛坯装车到干燥区放置，自然风干5天。当含水率达到2%3%时，进行验坯修坯，修补的青坯再进行干燥，一段时间后，验修青坯完好的青坯送到施釉区。3.2.3施釉及绘花 常用的施釉方法有浸釉、喷釉、浇釉、滚釉及刷釉等。卫生陶瓷主要采用喷釉法，包括吹灰、擦水、涂蜡、上釉、检验、刷釉、修釉、贴商标等全部施釉过程4。本设计采用高压静电施釉。对于座便器要进行22s灌釉及35min施釉，水箱及水箱盖进行23min喷枪施釉；对于亚美台柱及亚美台盆采用釉下彩绘，在干燥后的素坯上进行艺术彩绘，并罩以透明釉，完成后将其干燥一天。干燥到一定程度，用推车将其推入到白坯库存储。3.2.4烧成施釉后合格的白坯运入白坯库进行干燥，充分干燥达到水分要求之后，装车进入隧道窑炉进行烧成。通过控制室预先设定好的烧成制度进行烧成，经过14小时的烧成之后，开窑后出窑卸车，运到白瓷库储存。3.2.5成检包装出厂成品在白瓷库进行外观拣选分级和性能测试，不合格的回收到废瓷堆场，性能检测合格之后运入包装库进行成品包装，配套包装后进入成品库储存，待出厂。3物料衡算名称产品尺寸（毫米）产品干重（千克/每件）坯釉比年产量（万件/每年）连体马桶7103507205024121面盆13601454001024121面盆238018040824121项目单位计算公式数据连体马桶面盆1面盆2参数干重m千克50108m1千克54.3810.878.70灼减率IL为8%m2千克52.2010.448.35坯占比率H1为96%m3千克52.7310.558.43修坯减轻率H2为1%m4千克2.180.400.32釉占比率H3为4%表3-1产品规格及种类表3-2瓷坯与生坯重量表3-3年产63万件卫生瓷物料衡算项目单位计算公式数据参数（%）连体马桶面盆1面盆2年产量万件212121年成品库存量1万件21.1121.1121.111库存损失率0.5成品配套包装量2万件22.3322.3322.332配套率953包装损失率0.5年白瓷拣选分量3万件23.9823.9823.984拣选分级损失率55性能测试不合格率2年烧成量4万件26.0524.7224.726烧成合格率93 98 98 7 出窑损失率1年装窑量5万件26.1824.8424.848入窑损失率0.5白坯库存量6万件26.3124.9624.969白坯干燥废品率0.5年施釉量7万件26.7125.3425.3410施釉废品率1.5青坯库存量8万件26.8725.4925.4911青坯干燥废品率0.6毛坯库存量9万件27.0925.7025.7012毛坯干燥废品率0.8年成型量10万件31.0229.4329.4313成型废品率1014脱模粘修废品率215干燥损失率1年注浆成型用量M1吨16356.853104.872480.95年罐储存泥浆量M2吨19243.353449.852756.6116成型回浆率15 10 10年泥浆混浆量M3吨19243.353449.852756.6117 混浆损失率0年泥料回浆量N1吨2597.85310.49248.0919坯泥回收利用率90年泥料回坯量N2吨2218.58418.72334.60年泥浆储浆量M4吨14426.922720.642073.92年泥浆过筛除铁量M5吨14499.422734.312084.3420过筛除铁损失率0.5年泥料出磨量M6吨14572.282748.052094.8221出磨损失率0.5年坯料粉磨量M7吨14645.512761.862105.3422粉磨损失率0.5年坯料配料量M8吨14530.342739.862086.6723白坯回收利用率9024配料损失率1年坯料储存量M9吨14677.112767.542107.7525储存损失率1年坯料购买运输量M10吨14825.362795.492129.0426运输损失率1年坯料湿基原料量M11吨15605.642942.632241.1027物料含水率5年施釉所需量M12吨612.92106.6985.3628施釉釉料损失率5年釉料调试量M13吨616.00107.2385.7829釉料调试损失率0.5年釉料过筛除铁量M14吨619.10107.7786.2230釉料过筛除铁损失率0.5年釉料储浆量M15吨591.52107.2982.3731釉料回收利用率90年釉料出磨量M16吨594.50107.8382.7932釉料出磨损失率0.5年釉料粉磨量M17吨597.48108.3783.2033釉料粉磨损失率0.5年釉料配料量M18吨600.48108.9283.6234釉料配料损失率0.5年釉料储存量M19吨606.54110.0284.4735储存损失率1年釉料购买运输量M20吨612.66111.1385.3236运输损失率1年釉料湿基原料量M21吨644.91116.9889.8137物料含水率5表4-4坯用原料加工量计算表原料名称石英长石砂石石灰石滑石苏州土3#紫木节废瓷坯废白瓷合计配方（%）25.004.0030.0012.006.006.007.005.005.00100.00含水率（%）5.004.002.003.003.005.007.00_干基组成（%）23.753.8429.4011.645.825.706.515.005.0096.66干基百分含量（%）24.573.9730.4212.046.025.906.735.175.1799.99料库储存量（t/年）4852.55784.076007.922377.891188.941165.241329.171021.071021.0719749.89各种原料购买量（t/年）4901.57791.996068.612401.911200.951177.011342.601031.381031.3819949.38储存量2450.79396.003034.311200.96600.48588.51671.30515.70515.70储存方式露天露天露天露天露天露天露天露天露天露天表4-5釉用原料加工量计算表原料名称釉石英粉釉长石粉轻钙滑石苏州土白苗土牛骨灰氧化锌锆英粉合计配方（%）22.0038.5014.206.652.103.805.002.854.75100.00含水率（%）1198457378干基组成（%）19.5835.0413.066.382.003.534.852.654.3791.46干基百分量（%）21.4138.3114.286.982.193.865.302.904.77100.00料库储存量（t/年）182.35326.29121.6259.4518.6532.8845.1424.7040.63851.70各种原料购买量（t/年）184.19329.59122.8560.0518.8433.2145.6024.9541.04860.30储存量92.10164.8061.4330.039.4216.6122.8012.4820.525主要设备选型陶瓷厂的工艺设备，按照性质可分为机械设备和热工设备；按照用途又可分为主要设备和辅助设备。工艺设备选型是在确定生产工艺流程并完成物料衡算之后进行的工厂设计的重要组成部分之一。设计顺序是先选定主要设备，如球磨机，成型机，施釉机等，再选择辅助设备，如皮带输送机，浆池，斗式提升机等。设备选型应以生产流程为基础，满足生产要求，保证产品质量。同时尽量提高机械化和自动化水平。工艺是否先进与设备选型密切相关。陶瓷工厂生产特点是运输部分占相当大的比重，因此物料运输的机械化是陶瓷先进性的关键。如原料的运输，配料，球磨机的装料，泥浆的过筛，坯泥及半成品的运输，制品的上釉和装出窑等。同时考虑到环保，节能的要求，所以设备选型时应注意尽可能能耗低的新设备，尤其在热工设备的选项中，节能问题更为突出6。目前陶瓷机械多数是非标准的，但为了管理及维修方便，选型时应选用定型设备。例如，选球磨机如无特殊原因，应选用同一种规格；干燥车与窑车的尺寸要一致，以减少装卸车次数。设备选型还要考虑布置是否简便合理。大型工厂应选用规格较大的设备，这样既方便布置又能减少占地面积和管理人员。同样，在满足质量要求的前提下，如果设备在一班或两班制工作状态下能达到要求的产量，则可选用大型设备以减少台数，若属于三班连续操作，则最好多选几台小型设备，使其具有灵活性，以保证生产连续进行7。本设计原料车间采用非连续三班制的工作制度。 5.1原料的贮存和运输设备5.1.1原料贮存设备原料的贮存有露天堆存和库内堆存两种方式。露天堆存常用于存放长石，石英等块状硬质物料。原料库主要用于存放各种黏土和粉状物料，有地上室及半地下室两种。本次选用地上大型仓库两种形式贮存不同原料。原料库的间数要根据提供的原料的配方，贮存量和供应情况予以确定。考虑原料、配方变化因素及发展的可能在增加24间。石英、长石、砂石、石灰石、滑石储存期限6个月，堆积高度1m，堆积密度为1.4t/m2；苏州土3#、紫木节储存期限6个月，堆积高度为1.5m，堆积密度为1.2t/m2；废素坯及废瓷储存期限6个月，堆积高度1.5m，堆积密度1.t/m2。5.1.2原料输送设备对于坯料喂料，本设计采用型号为kd2012，外形尺寸为700020002400 mm，重量为8t的皮带式喂料机。该机配备电子称重系统、计量准备、喂料速度快、噪声低、操作方便、带操作平台、可调速传动系统以及进料口的网格过滤。工作时，在配料控制器控制下，仪表将自动去皮清零，开启物料机构进行加料，物料不断地进入备料仓内，装载机料机构连续向计量斗加料，完成各种物料准确加料（同时每种物料之间可实现延时控制），并在完成所有物料加料结束后，显示窗口显示配料总定量值；加料过程结束，启动喂料机，物料沿着输送链板或输送皮带的运转不断的转移到另一条输送带上。此皮带式喂料机称重控制系统采用功能强大的嵌入式工业控制仪器，集可编程控制为一体，准确快速的实现各种复杂控制。抗干扰性能强，可靠性高。釉料的喂料采用型号为D350，输送能力为25m3/h的斗式提升机，料斗容积为7L，斗距500mm，斗速1.25m/s，传动速度为47.5r/min。5.2球磨设备的选型与计算本厂购买原料均为粉末状，不再配备粉碎装置。陶瓷工业中普遍采用间歇式球磨机，它既是细碎设备，又起混合作用。间歇式球磨机的筒体长度与直径之比一般小于2，通常采用硬质硅石和瓷球作研磨体，瓷砖或硬质硅石作内衬，最好同所粉碎的原料材质相近。本设计所选球磨机的型号规格及工艺参数见下表5-1：球磨机实际台数计算公式如下式中：M实球磨机的实际台数（台） k不平衡系数，取1.2 Q原料年加工量（t/年） t球磨周期（h） H台设备的年时基数（h） F每台球磨机的加工量t/（次台）根据原料车间工作人员工作制度，球磨机工作人员采用三班制，工作时长为8小时，考虑到进出料所需时间，设定实际球磨周期为24h。除去节假日休息日、设备检修时间和换料时间，原料车间年工作日为330天。所以，坯用球磨机台数计算为，Q坯=19512.71（1+0.4）=27317.79t选用台数为10台，考虑到备用1台，故最终选用的台数为11台釉用球磨机计算为，Q釉=789.05（1+0.8）=1420.29选用台数为3台，考虑到备用1台，故最终选用4台表5-1球磨机型号规格及参数项目坯料釉料设备型号QM27004000QM22002200外形尺寸（mm）550244353850451026502684重量（t）17.74.5装料量（t/次）10.02.5转速（r/min）13.621.1电动电机功率（kw）55.022球磨周期（h）1220传动方式V型皮带V型皮带生产厂商唐山贺祥有限公司唐山轻工机械厂