年產2500噸碳化硅課程設計

北方民族大學

課程設計報告院（部、中心） 材料科學與工程學院 姓名 學號 專業(yè) 班級 同組人員 課程名稱 粉體材料工程 項目名稱年產3000噸碳化硅微粉的生產線的可行性研究報告起止時間 成績 指導教師 北方民族大學教務處制TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 目的和意義 3\o"CurrentDocument"二、 工藝參數(shù)的計算 3\o"CurrentDocument"三、 設備選擇依據(jù) 5\o"CurrentDocument"3.1破碎機的選擇 6\o"CurrentDocument"3.2粉磨機的選擇 6\o"CurrentDocument"3.3分級機的選擇 7\o"CurrentDocument"3.4酸洗、水洗、干燥設備的選擇 8\o"CurrentDocument"3.5設備配置及工廠布置 9\o"CurrentDocument"四、 成本核算 11\o"CurrentDocument"4.1、 主要原料價格的數(shù)據(jù) 11\o"CurrentDocument"4.2、 產品市場價 11\o"CurrentDocument"4.3、 員工分配 11五、 經濟效益分析 12\o"CurrentDocument"5.1、成本費用分析 12\o"CurrentDocument"5.2經濟效益分析 16\o"CurrentDocument"六、 環(huán)境保護及措施 17\o"CurrentDocument"七、 廠址選擇的優(yōu)勢 19\o"CurrentDocument"八、 小結 19\o"CurrentDocument"九、 參考文獻 21、目的和意義碳化硅微粉堆積密度高，研磨能力強，硬度高，切削能力強，粒度分布集中且均勻；具有耐高溫，強度大,導熱性能良好，抗沖擊能力強等特點，可用作高溫間接加熱材料。碳化硅微粉廣泛用在多種行業(yè)，可用于晶體的切割和精密研磨，硬質玻璃的精密研磨，單晶硅、多晶硅、砷化鉀、石英晶體的線切割，單晶硅片的精密研磨，超硬金屬的加工，多種樹脂材料的加工，玉器寶石拋光，玻璃，鋼鐵，塑膠，電子，太陽能切割，耐火材料，航天國防，建筑筑路，服裝行業(yè)（牛仔布噴砂），美容工具,還適合陶瓷磨塊和磨具砂輪的制造。它是太陽能光伏產業(yè)、半導體產業(yè)、壓電晶體產業(yè)的工程性加工材料。寧夏碳化硅產量豐富，原料易得，成本低，建設該企業(yè)，可拉動當?shù)貏趧恿Φ膽眉敖洕б娴奶岣?，有助于國內碳化硅市場的拓展。同時寧夏碳化硅生產采用太西煤，太西煤具有三低（低灰、低硫、低磷）、六高（高發(fā)熱量、高比電阻、高塊煤率、高化學活性、高精煤回收率和高機械強度）的特點，是國內之冠的優(yōu)質煤。因此，本項目充分利用本地區(qū)位優(yōu)勢，采用先進的工藝，成熟的技粉，高效的生產，會帶來很好的經濟效益等，并由此可以得出這樣1個結論術，興建年產3000噸碳化硅微粉生產線項目，具有明顯的社會效益和經濟效益。二、工藝參數(shù)的計算原料來源：尺寸粒徑W20目的碳化硅總原料用量：3600噸。純度：98%產品粒度：400目、500目、600目、1000目年產量：3000噸消耗：1)加工過程原料以2%的量消耗2)布袋回收物料以10-15%的量消耗本項目采用先進的生產工藝技術，利用碳化硅粗料為原料，通過破碎，整形，酸洗，研磨，分級等工藝過程，包裝為成品。具體過程操作如下：取碳化硅原料，沖擊式破碎機中碎，并篩分至不大于10mm的碳化硅顆粒，并對其進行整形，檢查是否合格，重復粉碎，整形；將上述干燥后的碳化硅顆粒用微粉磨粉機粉碎成d50=16.9-63.5“m的碳化硅粉，再對其進行酸洗除雜，水洗，干燥；然后用高精渦輪分級機對碳化硅粉進行篩松，分級，分級時，高精渦輪分級機的功率7.5kw。引風機功率37kw，總裝功率在45kw左右，產量400-2000kg/h；包裝成品入庫工藝流程圖如下：工藝流程圖如下:圖1生產工藝流程本工藝路線的優(yōu)點，初破碎的原料經過整形至形狀均勻，大小一致的顆粒，使其在進行細磨過程中能夠容易細磨三、設備選擇依據(jù)碳化硅的莫氏硬度為9.2,選用設備是要注意設備的硬度。破碎,研磨，分級是碳化硅微粉生產最為重要的工藝流程，而這三種設備的選擇更生產的關鍵。3?1破碎機的選擇本工藝選擇PCL-1350B型沖擊式破碎機,主要選擇憑據(jù)，是依其粉碎介質，進料粒度，及處理量，設備體積等。該機主要優(yōu)點，具有細碎，粗磨及整形功能，產品呈規(guī)則立方體，堆積密度大，受物料水分含量影響小，破碎率高、節(jié)能，此外，能耗較其他同類設備低，工作噪音小、粉塵污染少，操作維修安裝也十分方便。表1PCL-沖擊式系列破碎機主要技術參數(shù)型號最大進料粒度(mm)電機功率(kw)處理量(kg/h)重量(t)外型尺寸(cm)PCL-1250B60320-440300-60017.55300X2900X3200計算說明：年產3000噸。生產采取年工作320天，日工作兩班,每班日實際工作按7.5小時計，則時產量約為625kg3.2粉磨機的選擇粉磨機是碳化硅微粉生產最為關鍵的工藝步驟，因為它直接決定了產品的粒度，故在選擇粉磨設備時，我們考慮的關鍵是其出料粒度的范圍，根據(jù)產品粒度要求以及產量要求，選擇T7826型微粉磨機。該機主要優(yōu)點，本機采用多級、分級并用應用變頻技術進行調節(jié)，產品粒度分布均勻、準確、正品率高。操作簡便，易于維修保養(yǎng)。使用壽命長。表2 T7826型微粉磨機技術參數(shù)功率進料粒產品細度粉碎產量成品主機電1號分2號分度(目)(kg/h)率機級機電級機電(mm)機機(KW)（KW）（KW）445.57.50—5500—200075—30095%以上3.3分級機的選擇分級設備選擇：JZF-600型高精渦輪分級機，選擇依據(jù)，主要根據(jù)出料粒度以及產量，該分級機較其他分級機最主要的優(yōu)勢在于它能與T7826型微粉磨機配套使用，并設有獨特的強分散裝置，可以對已團聚的物體進行分散篩松。該設備包括旋風收集器、袋式除塵收集器、高壓引風機等。大大節(jié)省了設備購置費，并在很大程度上解決了配套問題。

表3 JZF系列高精渦輪分級機技術參數(shù)型號分級機(kw)引風機(kw)總裝功率(kw)出料粒度(Am)產量(kg/h)設備體積(m)JZF-6007.537~452-200400-200011X2.2X53.4酸洗、水洗、干燥設備的選擇由于這三個工藝流程具有一定連續(xù)性，在選擇設備時考慮到占地面積，以及設備連接配套等問題，我們選擇了SGZ-1250MDL型碳化硅專用離心機，該設備集酸洗，水洗，干燥于一體，不僅大大縮小了占地面積，還在很大程度上節(jié)約了設備成本。表4SGZ-1250MDL型碳化硅專用離心機技術參數(shù)轉鼓直徑(mm)轉鼓高度(mm)轉鼓容積(L)裝料限量(kg)轉鼓轉速(r/min)分離因數(shù)電機功率(Kw)外形尺寸(mm)1250630400520970671222003X1780X2600

3.5設備配置及工廠布置1、具體設備。表5設備簡表名稱型號尺寸（mm）功率(kw)數(shù)量總金額（萬）純水處理設備1T~30T/H323提升機TD160160X0.9X280544.5電磁振動給料GZ系列350X7000.3522.2機沖擊式破碎機PCLT350B5300X2900X320-4402953200微粉磨機T7826型9000X3000X574805000碳化硅專用離SGZT250MD2003X1780X22230心機L2600高精渦輪分級JZF-6003000X1000X45230機1800脈沖袋式除塵LFBCT-241730X1060X326器3676全自動粉體包HYG-50系800X580X434裝機（雙嘴）列1350

合計一一一25254.72、工廠布置圖職■!■■宿舍H .■■：—~"1"-i-"F"1_|1>：■職■!■■宿舍H .■■：—~"1"-i-"F"1_|1>：■1K1"":—I"1 "|1■:■11■：■1__[__4_:亠.1"?"1!■：■11"?"1r~-1""1■■■■■■v■;F"?"1：'!■：'I■■L-:幫:…疔I/*I原料庫車間T\粉磨車間X粉貞、粉磨、釀洗、水洙、干煉〕職T食堂展覽廳J-〔T—工丄圖2工廠布置圖四、成本核算4?1、主要原料價格的數(shù)據(jù)粗碳化碳化硅原料價格為5000/噸.4?2、產品市場價400目的成品8500元/噸，500目的成品9500元/噸，600目的產品11600元/噸，1000目的成品15000元/噸。4?3、員工分配主要有總經理、經理、辦公室人員（人事、行政）、車間主任、工程師、財會人員（會計、出納、審計）、營銷人員、市場調查、采購員、檢驗員、生產調度、叉車司機、生產工人、以及后勤人員（門衛(wèi)、保潔）等。生產工人主要負責產品粉碎，分級，整形，酸洗，水洗，包裝等，上崗前需簡單培訓。具體人數(shù)和工資情況見表6。表6員工崗位一覽表序號UL_r ［亠岡位人數(shù)月基本工資1總經理180002經理260003辦公室人員23000

4車間主任145005工程師145006營銷人員225007市場調查125008財務人員330009采購員1250010檢驗員2250011叉車司機1250012生產調度1300013生產工人15250014保安4150015保潔3150016合計40106500五、經濟效益分析5?1、成本費用分析總成本費用：總成本費用是指在項目生產期內發(fā)生的為組織生產和銷售應當發(fā)生的全部成本和費用，通常按年反映，包括生產成本、管理成本、財務費用和銷售費用等。經營成本：經營成本是指項目總成本費用扣除固定資產折舊費、維修費、無形資產及遞延資產攤銷和利息支出后的全部費用。經調查分析加工過程中的原料消耗，一般在2%左右（即在粉碎過程中，流失到大氣中或清掃損失的物料），另外還有10-15%的布袋回收尾料，因其在純度、粒度分布上無法達到粉體產品的要求，所以一般只能作為回收料，其價格為1500元/噸。成品80%以上。燃料動力：電力消耗約為263萬KW,電價2.6元/KW水消耗約為8960m3，水價2。6元/m3變動成本與固定成本表7對于年產3000噸的碳化硅微粉生產成本估算分析如下：序號項目單位年耗量單價（元）金額（萬元）備注1原材料18601.1+1.21.1碳化硅噸3600500018001.2包裝袋個600001060

2外購燃料和動力69.882.1+2.22.1水m3100001.51.52.2電萬KWH263260068.383工資及福利145.74制造費用35.6584.1+4.24.1修理費用年10.1884.2折舊費用年25.475生產成本2112.241+2+3+4注：1、固定資產折舊費用平均年限法提?。?0年無殘留）2、 維修費=折舊費的40%3、 福利費為工資總額的14%表8年度銷售收入計算 單位萬元

序號項目年度備注1生產負荷100%1銷售收入41161.1+1.2+1.3+1.4+1.51.1碳化硅微粉（400目200噸）1701.2碳化硅微粉（500目300噸）2851.3碳化硅微粉（600目500噸）5801.4碳化硅微粉（1000目2000噸）30001.5附加產品（540噸）812增值稅（17%）371.632.1-2.22.1銷項稅699.722.2進項稅328.083附加稅（12%）44.604增值稅及附加稅416.232+3表9損益估計值 單位萬元序號項目年度備注生存負荷100%1產品銷售收入41162銷售稅金及附加416.233總成本費用2112.244利潤總額1587.531-2-35所得稅（33%）523.896稅后凈利潤1063.644-57可供分配利潤904.0946-7.1-7.27.1盈余公積金10%106.3647.2提取公積金5%53.1828全部稅金及附加940.122+55.2經濟效益分析從表9可以看出，年效益在900萬左右，有一個不錯的發(fā)展前景。若原材料漲價，而平均銷售價格不變，設原材料漲到X元/噸時企業(yè)不盈利，則有：利潤總額=產品銷售收入-銷售稅金及附加-總成本費用，由以上各表計算得當利潤=0時，X=9409.8元/噸。即當原材料價格上漲至9409.8元時，企業(yè)不盈利。若原材料價格不變，售價降低，根據(jù)本企業(yè)的銷售產品品種，產品平均銷售價格為11627.2元/噸，設銷售單價將至X元/噸時，企業(yè)不盈利，根據(jù)上式，計算的X=7142.6元/噸，即當單位價格降至7142.6元時，企業(yè)不盈利?？梢钥闯?，企業(yè)可以接受原材料漲價的范圍是4409.8元，可以接受產品降價的范圍是4484.6元，因此企業(yè)生存空間比較大，可以適應市場價格的波動。由于市場對對新型復合材料的需要很大，因此對超細微粉需求量也會越來越大，我們還可以繼續(xù)擴大生產，第二年多投放設備，增加沖擊式破碎機、碳化硅專用離心機、高精渦輪分級機各一臺，以及其它小型配套設備，同時擴建廠區(qū)，增招員工，總投入約150萬元。這樣會帶來更大的經濟效益，近一步滿足市場需求的同時，也增加了人員就業(yè)率。六、環(huán)境保護及措施我廠環(huán)境保護工作堅持預防為主、防治結合、綜合治理的原則；堅持推行清潔生產、實行生產全過程污染控制的原則；實行污染物達標排放和污染物總量控制的原則；堅持環(huán)境保護工作作為評選先進的必要條件，實行一票否定制。環(huán)境保護工作的主要負責人，應對環(huán)境保護工作實施統(tǒng)一監(jiān)督管理，行政一把手是環(huán)境保護第一責任人。配備與開展工作相適應的環(huán)保管理人員，掌握生產工藝技術及生產運行狀況?；谔蓟栉⒎墼谏a過程中會產生粉塵、水、噪聲等污染，針對這些問題采取以下措施：1、 首先就生產過程中產生的粉塵，不管對人或是環(huán)境都有很大的危害。對于工作人員而言，常年在這樣的地點工作，計入過多的粉塵或是含硅化合物的粉塵會導致人患有塵肺病，空氣渾濁，也不利于生產，粉塵會使轉動部件易于磨損，降低機器工作效率和使用壽命，易引發(fā)生產過程中的事故。為了保證企業(yè)的長期發(fā)展，營造良好的工作環(huán)境是不可或缺的，有利于吸引人才，這樣有利于企業(yè)更好的發(fā)展，走得更遠。2、 根據(jù)粉塵產生的源頭和過程這兩方面來預防和降低粉塵空氣中的含量。在生產碳化硅處，安裝除塵設備，保證工作環(huán)境中的粉塵的含低于國家規(guī)定的含量。3長期工作在噪聲的環(huán)境同樣對人體危害也是很大的，可通過在噪聲源處和傳播的過程消除或是降低噪聲。如對廠房進行隔離，增加吸音材料，并減小噪聲源震動，加大企業(yè)中樹木的種植量，已達到降低噪聲污染的目的。4、 該項目排出的廢水主要是酸洗過程中產生的，用通過化學沉淀法處理，通過添加藥劑處理。藥劑可選便宜的石灰。5、 各污染經處理后達到國家規(guī)定的環(huán)保標準。營造出一個有利于企業(yè)長期，更好發(fā)展的環(huán)境。七、廠址選擇的優(yōu)勢根據(jù)資源豐富，貨源多，采購成本低、租地費用低、員工工資相對低，所以選擇在河濱工業(yè)園區(qū)。并且該工業(yè)區(qū)中有很多大型企業(yè)需要使用碳化硅微粉，我們一部分產品就可以在當?shù)爻鍪鄱耶數(shù)卣膭詈椭С纸ㄔO工作，政策條件比較優(yōu)惠，并且離北方民族大學碳化硅粉體實驗室較為接近，便于交流、改善質量、提高生產率，并為今后的企業(yè)發(fā)展及擴張有良好的基礎。八、小結課程設計，綜合運用本專業(yè)所學課程的理論和生產實際知識建設一個生產碳化硅微粉工廠的實際訓練從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作能力，鞏固與擴充了粉體工程與設備，無機非金屬材料等課程所學的內容。第一，通過本課的課程設計體現(xiàn)出自己單獨思考想象的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。為以后步入社會發(fā)揮所學打下了良好的基礎。入第二，通過此次課程設計，我們對大學的態(tài)度有了進一步的改變，對企業(yè)的生產線，經營模式，甚至創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)有了一定認識，培養(yǎng)了我們對資料的查閱，借鑒和整合能力。課程設計實驗的實際效果，隊友們通過課程設計實驗學習，不僅鞏固專業(yè)常提到機器的基本原理和測試技術，并培養(yǎng)了獨立實驗思考能力，而且還能較熟悉地掌握本專業(yè)范圍內的一般實驗程序和獲取科學結論的實驗方法，使我們具有做畢業(yè)設計和從事科學研究的初步能力。第三，通過課程設計，我們真正體會到什么是團隊協(xié)作，真正的了解到團隊合作的有利之處，真正感受到團隊成員為了共同的目標聯(lián)合在一起時的強大的力量。此次關于碳化硅生產工廠的設計，我們充分利用了各種資源，圖書館，資料庫，網絡等等，搜尋了許多前人的方法，通過我們的不斷努力，科學的思路，縝密的思維，謹慎的思考和隊友們的密切合作，終于把這年產3000噸碳化硅的設計做了出來。通過計算，拋去成本，耗資，在現(xiàn)有市場價的情況下，我們算出在一定區(qū)間的原料購進和一定區(qū)間的產品賣出中，能夠實現(xiàn)盈利，形成規(guī)模化生產。此次設計，我們按照規(guī)定，完成了各項任務，在任務中對員緊密合作的同時也產生了一些分歧，對于設備的選購和參數(shù)的計算等，直至最后才達成共識，可謂積各思維為一體，充分發(fā)揮了主觀能動性?？傊?，這次的課程設計，讓我們學到了很多，了解了很多，受益匪淺。九、參考文獻【1】韓鳳蘭，祁利民.碳化硅分散性能試驗研究.中國粉體技術,2007年第13卷：126T28.【2】孫浩，周杏鵬,陶連斌.碳化硅微粉生產提純工藝實時監(jiān)測與管理信息系統(tǒng).儀表與分析監(jiān)測,2007