粉体工程与设备

北方民族大学课程设计报告

院（部、中心）材料科学与工程学院

姓名王芳学号

专业材料科学与工程班级 082 同组人员王选、高稳成、闫晓展、代新、马海龙

课程名称粉体工程与设备

项目名称年产3000吨碳化硅微粉的生产线的

可行性研究报告

起止时间2010-11-21至2009-12-3

成绩

指导教师王正粟祁利民

北方民族大学教务处制

目录

一、项目的目的和意义··············································

二、工艺参数的计算··············································

三、设备的选择依据··············································

四、成本核算··············································

五、效益分析··············································

六、环境保护及措施··············································

七、小节··············································

八、参考文献··············································

一、目的及意义

碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。

首先，其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，同时分解温度（2400℃）高、优良的化学稳定性，较强的韧性、良好的抗热震性、显著的电学性能和高导热性能等诸多优良特性，因而被广泛用磨具磨料、耐火材料、耐蚀材料、结构陶瓷等产品的生产原料，也可用作电热原器件、半导体器件等产品生产的原料。

其次，碳化硅微粉堆积密度高，耐磨能力强，硬度高，切削能力强，粒度分布集中并且均匀；具有耐高温,强度大,热膨胀系数小，导热性能良好,抗冲击,作高温间接加热材料.有四大应用领域：功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。另外，碳化硅微粉还可广泛用在其它多种行业，以特殊工艺把碳化硅微粉涂布于水轮机叶轮或气缸的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍：同时由于重量轻而质量高，体积小，耐热震，节能效果好，实现装备的轻量化。此外，碳化硅还可用于制作电热元件碳化硅棒。综上所述，由于碳化硅优良的多功能性能和，其市场需求空间正逐步扩大，因此发展生产碳化硅是一种极有前途的行业。

从需求方面看，钢材的市场的需求仍然将保持较高的增长势头,这必然会拉动原材料之一的碳化硅的需求的增长,碳化硅内销的比例

将大幅上升。碳化硅在国内市场在电价和需求旺盛的推动下,销售量和价格都在稳步上升,有时甚至出现供不应求的局面。同时由于许可证价格稳定和市场需求旺盛,碳化硅二级品出口价格也一路走高,随着工艺质量的要求越来越高，一级产品的需求量越来越多。同时，宁夏碳化硅产量丰富，原料易得，成本低，有利于对当地资源的利用。建设该行业，可拉动当地劳动力的应用及经济效益的提高，有助于国内碳化硅市场的拓展和国内经济的增长。因此，本项目充分利用本地区位优势，采用先进的工艺，成熟的技术，兴建年产3000吨碳化硅微粉生产线项目，具有明显的社会效益和经济效益.

二、工艺参数的计算

原料来源：以石英砂、石油焦和优质硅石为主要原料，通过电阻炉高温冶炼而成，经过粗加工粒径为20目的碳化硅，根据原料的利用率，计算总原料用量为3600吨。

纯度：98%

产品粒度：400目、500目、600目、1000目

年产量：3000吨

消耗：1）加工过程原料以2%的量消耗

2）布袋回收物料以10~15%的量消耗

本项目采用先进的生产工艺技术，利用碳化硅粗料为原料，通过破碎，整形，研磨，气流分级，酸洗等工艺过程，包装为成品。具体过程操作如下：

(1)取碳化硅原料，反击式破碎机中碎，并筛分至不大于20mm的碳化硅颗粒，再用整形机对其进行整形碳化硅颗粒，且其中椭圆形颗粒占80％以上，再对其进行酸洗除杂，水洗，干燥；

(2)将上述干燥后的碳化硅颗粒用高压微粉磨粉机粉碎成d50＝16.9-63.5μm的碳化硅粉，粉碎时，高压微粉磨粉机微粉83主机电机为y225m-8-22，风机电机y160L-4-15，分析器电机yc120-4A-4；

(3) 然后用高精涡轮分级机对碳化硅粉进行分级，分级时，高精涡轮分级机的功率2.2kw。引风机功率7.5-11kw，总装功率在15kw左右，产量30-80kg/h；

（4）筛松，包装成品入库。

工艺流程图如下：

本工艺路线的优点，初破碎的原料经过整形至形状均匀，大小一致的颗粒。使其在进行细磨过程中能够容易细磨，

三、设备选择依据

设备选择一览表1如下：

四、成本核算

1、主要原料价格的数据

粗碳化碳化硅原料价格为5000/吨．2、产品市场价

400目的成品8500元/吨，500目的成品9500元/吨，600目的产品11600元/吨.，1000目的成品15000元/吨。

主要有总经理、经理、车间主任、技术骨干、财会人员、营销人员、市场调查、检验员、生产调度、叉车司机、以及普通工人等。普通工人主要负责产品粉碎，分级，整形，酸洗，水洗，包装，车间卫生等，上岗前需简单培训。具体人数和工资情况见表4-1。

表2 员工岗位一览表

五、经济效益分析

1、成本费用估计分析

①总成本费用：总成本费用是指在项目生产期内发生的为组织生产和销售应当发生的全部成本和费用，通常按年反映，包括生产成本、管理成本、财务费用和销售费用等。

②经营成本：经营成本是指项目总成本费用扣除固定资产折旧费、维修费、无形资产及递延资产摊销和利息支出后的全部费用。

经调查分析加工过程中的原料消耗，一般在２%左右（即在粉碎过程中，流失到大气中或清扫损失的物料），另外还有10-15%的布袋回收尾料，因其在纯度、粒度分布上无法达到粉体产品的要求，所以一般只能作为回收料，其价格为1500元/吨。成品至少在百分之八十。燃料动力：

电力消耗约为3000千瓦/吨球镍，电价0.62元/千瓦。

包装费有塑料袋和硬纸板桶600元/吨。

③变动成本与固定成本

财务评价要求通过成本形态分析将全部费用最终归属为变动成

本和固定成本两大类，以便进一步进行成本效益分析。

对于年产3000吨的碳化硅微粉生产成本估算分析如下：

生产成本估算表3 单位：万元

注： 1、固定资产折旧费用平均年限法提取（10年无残留）

2、维修费＝折旧费的40%

3、福利费为工资总额的14%

年度销售收入估算表4 单位万元

注：1.本项目主产品是对氨基苯酚，附产品是硫酸铵和苯胺。

2.附加税12%，其中：城建税7%，教育附加费5%

损益估计值表5

六、环境保护及措施

基于碳化硅微粉在生产过程中会产生粉尘污染，针对该问题

采取以下措施：

（1）对厂房的选择，应达到规定的要求，并保证其通风、废水处理等合理化。、实现废气、废水的循环利用，例如：废气的热量可供员工洗浴等。

（2）生产过程中添置粉尘除尘设备（脉冲反吹袋式除尘器），以及时对产生的粉尘进行处理。并增强绿化面积，减少粉尘对空气的污染，同时吸附噪声。

脉冲布袋除尘器采用脉冲喷吹的清理方式，具有清灰效果好、净化效率高、处理风量大、滤袋寿命长、维修工作量小、运行安全可靠等优点。广泛用于粉尘的除尘净化。LFBC-I-24型脉冲反吹袋式除尘器履带数量24条，除尘效率达到99.9﹪。

(3) 生产过程中有10~15%的废料，亦可按市场价格出售，实现废料的集中回收和再利用，避免其浪费和污染。

七、小结

课程设计是对以前所学知识的进一步的巩固、深化和应用。首先，通用过本次课程设计使我们所的学知识学有所用，使我们对大学的态度有了进一步的改变，对企业的生产线，经营模式有了一定认识，同时在设计过程中，培养了我们对资料的查阅和整合能力。

其次，课程设计时一项团对任务，单靠个人的力量是心有余而力不足，因此在与各同学的合作过程中，使我感受到团对的力量和重要性，培养了我们的团队合作精神。

最后，感谢祁利民老师对大三上半学年的教导，不仅使我对专业知识有了一定的掌握，更使我们在做人认识到“悟”的重要性。同时也感谢王正粟老师对本次课程设计的指导。

八、参考文献