Đồ án tốt nghiệp: Vật liệu chịu nhiệt

Chia sẻ: Nguyễn Thành Chung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:111

Thêm vào BST

Báo xấu

194
lượt xem 38
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vật liệu chịu lửa là loại vật tư kỹ thuật rất cần thiết cho hoạt động của tất cả các ngành công nghiệp như: xi măng, thuỷ tinh, gốm sứ, sắt thép, vật liệu xây dựng, kim loại màu… Để tìm hiểu sâu hơn về vấn đề này mời các bạn tham khảo "Đồ án tốt nghiệp: Vật liệu chịu nhiệt".

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Vật liệu chịu nhiệt

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM Phần I: Mở Đầu CHƢƠNGI BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ Vật liệu chịu lửa là loại vật tư kỹ thuật rất cần thiết cho hoạt động của tất cả các ngành công nghiệp như: ximăng, thuỷ tinh, gốm sứ, sắt thép, vật liệu xây dựng, kim loại màu… Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của nền kinh tế quốc dân, ngành công nghiệp vật liệu xây dựng nói chung và ngành công nghệ vật liệu silicat nói riêng đã có những bước phát triển vượt trội. Một trong những sản phẩm silicat đang được nhà nước đầu tư, mở rộng và phát triển đó là sản xuất vật liệu chịu lửa. Ở Việt Nam hiện nay đã có một số nhà máy chuyên sản xuất vật liệu chịu lửa phục vụ cho các ngành công nghiệp như: - Nhà máy vật liệu chịu lửa Cầu Đuống – nhà máy vật liệu chịu lửa Tam Tầng (nay thuộc công ty vật liệu chịu lửa Cầu Đuống) với năng suất 25000 Tấn/năm chuyên sản xuất gạch chịu lửa Samot A,B,C , gạch Cao Alumin… cung cấp cho ngành công nghệ gốm sứ, ximăng… - Nhà máy vật liệu chịu lửa Thái Nguyên với năng suất 35000 tấn/năm chuyên sản xuất gạch chịu lửa Samot A,B,C , gạch chịu lửa Ziếcon, gạch Manhêgi cacbon, gạch Cao Alumin … cung cấp cho các ngành công nghiệp. - Nhà máy vật liệu chịu lửa kiềm tính với năng suất 16500 tấn/năm chuyên sản xuất gạch Manhêgi, gạch Manhêgi crom, spinel…cung cấp cho công nghiệp ximăng, công nghiệp luyện kim. Khảo sát các nhà máy, ta thấy mỗi năm ở nước ta có khoảng 90000 tấn vật liệu chịu lửa được sản xuất ra với tất cả các chủng loại đã phần nào đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng của các ngành công nghiệp. Nhưng với nhu cầu ngày một lớn của các ngành công nghiệp thì lượng gạch chịu lửa ở nước ta sản xuất ra như vậy vẫn chưa thể đáp ứng đủ. Vì thế nên ở nước ta hàng năm các ngành công nghiệp vẫn phải nhập về từ nước ngoài lượng gạch không phải là nhỏ. Theo báo cáo của bộ xây dựng về “ Dự án quy hoạch tổng thể ngành công nghiệp vật liệu xây dựng ở Việt Nam đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020” ta thấy nhu cầu về vật liệu chịu lửa phục vụ cho các ngành công nghiệp như bảng sau: Đơn vị Năm Năm Năm Năm 2000 2005 2010 2020 Gạch chịu lửa Samot Tấn 6840 10380 14340 22200 Gạch kiềm tính Tấn 7500 12300 17600 28300 Cnvl silicat – k44 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM Gạch Cao Alumin Tấn 5000 8200 11800 18900 Qua bảng số liệu trên ta thấy nhu cầu của các ngành công nghiệp về vật liệu chịu lửa càng ngày càng lớn nên nhiệm vụ thiết kế, xây dựng và cải tạo công nghệ để tăng năng suất các nhà máy là hết sức cấp bách, cần thiết cho ngành vật liệu chịu lửa cũng như công nghệ vật liệu silicat Việt Nam bước vào thế kỷ 21. Đồ án thiết kế được giao nhiệm vụ: “ Thiết kế nhà máy sản xuất vật liệu chịu lửa Samot ” năng suất 25000 Tấn/năm là một bước tập dươc quan trọng để tăng cường nguồn lực khoa học công nghệ cho ngành trong thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước. Cnvl silicat – k44 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM CHƢƠNG II LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY VÀ PHƢƠNG ÁN SẢN PHẨM I. LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY 1.Các yêu cầu chủ yếu của địa điểm đƣợc xây dựng Diện tích xây dựng: đảm bảo khoảng cách các nhà theo yêu cầu trên cơ sở tiết kiệm đất và bố trí hợp lý cho các công trình xây dựng sắp tới và sẽ mở rộng nhà máy sau này. Khu vực nhà ở của cán bộ công nhân nhà máy cách nhà máy không xa quá đảm bảo điều kiện vệ sinh, đường giao thông không đắt, có thể nối với hệ thống đường sắt. Mặt bằng tương đối phẳng, hơi dốc, dễ thoát nước, nền đất có cường độ khá tốt. Nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, vật liệu, nhân lực hợp lý. Giải quyết dễ dàng vấn đề tiêu thụ sản phẩm, phục vụ tốt cho các nhà máy, góp phần đầu tư, tích luỹ cho nhà nước. 2.Chọn địa điểm xây dựng nhà máy. Căn cứ vào điều kiện hình thành khu công nghiệp tập trung tỉnh Bắc Ninh Căn cứ vào giá thuê đất xây dựng nhà máy hợp lý tỉnh Bắc Ninh Căn cứ vào các điều kiện giao thông, điều kiện địa hình, điều kiện cung cấp nguyên vật liệu, điện, nước, khí hậu điều kiện tiêu thụ sản phẩm tương đối thuận lợi. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy ở khu công nghiệp Tiên Sơn- Tỉnh Bắc Ninh. a.Điều kiện tự nhiên của vùng: -Vị trí địa lý: Khu công nghiệp Tiên Sơn thuộc các xã: Đồng nguyên, Hoàn Sơn, Nội Duệ nằm gần thị trấn Từ Sơn và thị trấn Lim của huyện Tiên Sơn cũ nay là 2 huyện Từ Sơn và Tiên Du, cách Hà Nội 17 km, nằm trong bán kính của vùng kinh tế trọng điểm (tam giác tăng trưởng kinh tế: Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh ). Cnvl silicat – k44 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM Phía bắc giáp quốc lộ 1 A và đường sắt quốc gia. Phía tây giáp xã Đồng Nguyên Phía đông giáp mương tiêu phục vụ nông nghiệp xã Nội Duệ Phía nam giáp xã Hoàn Sơn và gần quốc lộ 1 B Toàn bộ diện tích đất của khu công nghiệp là 312,82 ha, được huy động theo hình thức cuốn chiếu. Trong đó trước mắt tập trung giai đoạn 1 của dự án theo 2 thời kỳ với thời gian triển khai giai đoạn này chậm nhất là 8 năm với diện tích 134,76 ha. Diện tích đất và vốn đầu tƣ của từng giai đoạn nhƣ sau: Diện tích chiếm đất Vốn đầu tư (ha) (triệu dồng) Giai đoạn 1 134,76 269,867 Thời kỳ 1 (4 năm) 76,22 149,259 Thời kỳ 2 (4 năm) 58,54 120,253 Giai đoạn 2 178,06 406,459 Tổng 312,82 676,326 Cách sân bay quốc tế Nội Bài theo quốc lộ 18: 20 (Km) Nằm sát 2 tuyến đường 1A và 1B nối Hà Nội - Bắc Ninh - Bắc giang - Lạng Sơn. Ngoài ra còn gần các tuyến giao thông, cảng bốc xếp đường sông ( sông Đuống, sông Cầu và cảng sông Cầu), gần đường xe lửa Bắc Nam sát với tuyến đường sắt đi Lạng Sơn sang Trung Quốc. Vị trí xây dựng nhà máy trong khu công nghiệp, nhà máy xây dựng theo hướng gió đông nam, cổng chính nhà máy mở ra con đường huyết mạch giữa đường 1 A cũ và đường 1 A mới. Phía Nam giáp nhà máy chế biến nguyên liệu sét và nhà máy gạch Granit Phía tây là khu đất trống dành cho các khu công nghiệp khác chưa đầu tư. Phía bắc giáp nhà máy sản xuất ngói rô man. -Điều kiện khí hậu: Khu vực này có khí hậu chung của vùng đồng bằng bắc bộ, nhiệt đới ẩm, có mùa đông lạnh. Nhiệt độ trung bình trong năm : 24,3 (0C) Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất trong năm : 30,1 (0C) Cnvl silicat – k44 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM Nhiệt độ trung bình tháng tháp nhất trong năm : 16,3 (0C) Số giờ nắng trong năm : 1429 (h) Lượng mưa cả năm : 1558 (mm H2O) Tốc độ gió mạnh nhất : 34 (m/s) Độ ẩm tương đối trung bình tháng : 79 (%). b.Điều kiện kinh tế xã hội Tỉnh Bắc Ninh với diện tích 197,9 (km2) tốc độ tăng trưởng kinh tế từ năm 1997 đến nay là 12,5 (%), năm 2000 là 16,6(%). Trong đó tốc độ tăng trưởng kinh tế của thị xã Bắc Ninh và Huyện Từ Sơn là cao nhất trong tỉnh. Đặc biệt huyện Từ Sơn nằm trên trục đường quốc lộ 1A , dân cư phần lớn là buôn bán, làm nông nghiệp và làm nghề phụ. Trong những năm tới khu công nghiệp này sẽ cấp phép xây dựng đợt hai do đó càng tạo điều kiện cho sự phát triển kinh tế chung của khu công nghiệp này. Vùng Tiên Sơn có khả năng cung cấp nguồn lao động có tay nghề cao, đặc biệt với các nghề truyền thống, thủ công, mỹ nghệ (xây dựng, cơ kim khí, dệt, may, thêu, mộc, mỹ nghệ). Có quỹ đất để mở rộng 2 thị trấn Lim và Từ Sơn cũng như đất để xây dựng điểm dân cư phục vụ cho khu công nghiệp. c. Điều kiện giao thông vận tải: Khu công nghiệp Tiên Sơn điều kiện giao thông vận tải rất thuận lợi nằm giữa quốc lộ 1 A cũ Hà Nội-Lạng Sơn và quốc lộ 1 A mới nối với quốc lộ 5 Hà Nội Hải Phòng về nhà máy. Trong khu công nghiệp hệ thống giao thông được trải bê tông nhựa hoàn toàn và được chiếu sáng bằng đèn cao áp hiện đại. Từ đây có thể thông thương với các trung tâm kinh tế lớn như Hà Nội – Hải Phòng - Quảng Ninh bằng đường cao tốc và quốc lộ 5 Hà Nội –Hải Phòng. d.Hệ thống điện: Khu công nghiệp nằm gần tuyến điện cao thế 110 (kv) Đông Anh Lạng Sơn. Công suất điện toàn phần khu công nghiệp 30,623 (kw). Nguồn cung cấp điện cho các nhà máy trong khu công nghiệp thông qua lưới điện 110/22 (kv). (2 máy 40 MVA) cùng đường dẫn điện hạ thế đến các nhà máy trực thuộc e.Điều kiện cấp thoát nƣớc và xử lý chất thải: Cnvl silicat – k44 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM Khu công nghiệp có trữ lượng nước ngầm đủ lớn để phát triển khu công nghiệp (30000 m3/ngày). Nước cung cấp cho khu công nghiệp được lấy từ nguồn nước ngầm nhà máy, công suất 6500 (m3/ngày), bể chứa 1000 (m3) ở độ cao 30 (m). Vì chất thải của nhà máy không độc nên có thể thải trực tiếp vào đường thoát nước chung của khu công nghiệp. Về lượng bụi và tiếng ồn của nhà máy, dùng hệ thống lọc bụi tay áo, làm việc liên tục, hiệu quả lọc cao. f.Điều kiện cung cấp nguyên liệu: Nguyên liệu được nhập về nhà máy từ trong nước bằng hệ thống giao thông như: + Samôt Tấn Mài nhập về bằng đường bộ. + Caolanh Định trung, Vĩnh Yên được nghiền mịn tại nơi khai thác và chuyển về nhà máy bằng đường sắt hay đường bộ. + Đất sét Trúc Thôn được nhập về bằng đường bộ. + Nhiên liệu đốt lò là dầu Mazut Mác40 nhập ngoại về cảng Hải Phòng và chuyển về nhà máy bằng ôtô hoặc mua từ tổng công ty PETROLIMEX Việt Nam. g.Hệ thống thông tin liên lạc: Đảm bảo mọi nhu cầu thông tin liên lạc và các dịch vụ bưu điện, thông qua mạng lưới bưu điện tỉnh và các bưu điện lân cận như : Bưu điện thị trấn Lim Bưu điện thị trấn Từ Sơn h. Hệ thống phòng cháy chữa cháy: Bảo vệ hiệu quả khu công nghiệp với hệ thống phòng cháy chữa cháy đạt tiêu chuẩn cấp nhà nước. Cnvl silicat – k44 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM II. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN SẢN PHẨM 1. Lựa chọn phƣơng án sản phẩm Gạch chịu lửa samôt là loại gạch có độ chịu lửa, độ bền sốc nhiệt, độ biến dạng dưới tải trọng là tương đối cao nên được ứng dụng rất rộng rãi vào môi trường làm việc có nhiệt độ cao như xây tường lò nung… Gạch chịu lửa samôt được sử dụng trong môi trường có nhiệt độ cao với nhiệm vụ hạn chế tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh. Với tính chất và nhu cầu cần thiết của gạch chịu lửa samôt là như vậy nên với quy mô sản xuất gạch chịu lửa Samot lớn 25000 tấn/năm nên ta chọn phương án sản xuất chủ yếu là gạch samôtA (khoảng 80%) và SamôtB (khoảng 20%). 2. Hình dạng sản phẩm c b c H a L Cnvl silicat – k44 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM Đƣờn A B C H L Ký hiệu g kính (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) lò (m) 416 ISO 103 94,64 4,18 160 198 4 616 ISO 103 97,43 2,78 160 198 5 418 ISO 103 93,60 4,70 180 198 4 618 ISO 103 96,73 3,15 180 198 6 420 ISO 103 92,55 5,22 200 198 4 620 ISO 103 96,03 3,48 200 198 6 820 ISO 103 97,78 2,61 200 198 8 422 ISO 103 91,51 5,74 220 198 4 622 ISO 103 95,34 3,83 220 198 6 822 ISO 103 97,25 2,85 220 198 8 425 ISO 103 89,94 6,53 250 198 4 625 ISO 103 94,29 4,35 250 198 6 825 ISO 103 96,47 3,26 250 198 8 Kích thước của gạch chuẩn: Dài x Rộng x Cao = L x B x H = 230 x 114 x 65 (mm). 3. Chỉ tiêu chất lƣợng sản phẩm Sản phẩm của nhà máy sản xuất ra phải đạt dược các yêu cầu về kỹ thuật như : Đảm bảo độ chịu lửa, độ bền cơ học, thành phần hoá học… Cnvl silicat – k44 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM Theo tiêu chuẩn ISO 9001 : 2000 thì sản phẩm sản xuất ra phải đạt được những tiêu chí trong bảng sau : loại gạch Đơn vị Giới hạn Gạch chịu Gạch chịu đo lửa SamôtA lửa SamôtB Tiêu chuẩn (Al2O3  38%) (Al2O3 32%)  o Độ chịu lửa C 1730 1680  o Nhiệt độ biến dạng dưới C 1400 1300 tải trọng 0,2N/mm2 Cường độ chịu nén ở N/mm2  25 20 nhiệt độ thường Độ xốp biểu kiến %  24 25 Khối lượng thể tích G/cm3  2 1,95 Độ co phụ %  0,6 0,6 Cnvl silicat – k44 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM Phần II: Công nghệ sản xuất Chƣơng III Giới thiệu sản phẩm gạch chịu lửa samôt I. Vật liệu chịu lửa samôt và đề tài thiết kế Bản đồ án này thiết kế nhà máy sản xuất vật liệu chịu lửa samôt được lựa chọn công nghệ như sau: + Samôt là sản phẩm chịu lửa thuộc họ Alumô silicat được sản xuất từ đất sét và cao lanh chịu lửa có hàm lượng Al2O3 + TiO2 từ 30  45%. Samôt là loại vật liệu chịu lửa phổ biến nhất chiếm 70% tổng số vật liệu chịu lửa sản xuất ra. + Phối liệu để sản xuất samôt gồm hai phần: . Chất kết dính là đất sét và cao lanh chịu lửa . Chất làm gầy là samôt (samôt là đất sét chịu lửa hoặc cao lanh đã nung đến kết khối) + Nhóm Alumô silicat cấu tạo chủ yếu từ SiO2 và Al2O3 còn các oxit khác trong sản phẩm đều là tạp chất. Tuỳ vào hàm lượng Al2O3 mà ta phân loại thành các loại Samôt sau: - Loại A : từ 38  45% - Loại B : từ 32  38% - Loại C : từ 28  32% Cnvl silicat – k44 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM II. Cơ sở hoá lý của gạch samôt: Do thành phần chủ yếu của gạch samôt là Al2O3 và SiO2 còn các oxit khác trong gạch chỉ đóng vai trò là tạp chất nên để xét thành phần pha và các tính chất của gạch chịu lửa samôt ta xét biểu đồ trạng thái hai cấu tử. Biểu đồ trạng thái hai cấu tử SiO2 và Al2O3 : 2100 2000 1910 Corun Lỏng 1900 Lỏng 1850 1800 1700 ddR Mulit Mulit lỏng + Corun 1600 1585 ddMulit 1500 Cristobalit + Mulit 1400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 %A 2O3 Qua biểu đồ trên ta thấy nhiệt độ nung của gạch Samôt A = 1450oC Khi nung ở 1450oC thì thành phần pha chủ yếu là Cristobalit và Mulit nhưng thực tế do các tạp chất trong nguyên liệu như Fe2O3 , TiO2, CaO, MgO, Na2O, K2O … để lại nên thành phần pha còn có cả pha thuỷ tinh với hàm lượng lớn. Quá trình hoá lý xảy ra khi nung Samôt : - Giai đoạn đầu ở 150  450oC : Đây là giai đoạn mất nước lý học và cháy các tạp chất hợp chất hữu cơ. Nếu đốt nóng quá nhanh với tốc độ 100  200oC/h thì hơi nước cũng đồng thời bị đốt nóng đến trạng thái quá nhiệt sẽ gây nên tăng áp suất hơi trong lòng sản phẩm dẫn đến nứt nẻ sản phẩm. + Nếu độ ẩm của mộc cao, chiều dày của mộc lớn thì thời gian đốt nóng phải chậm với tốc độ nâng nhiệt độ khoảng 10  20oC/h là hợp lý Cnvl silicat – k44 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM vì nếu nâng nhiệt độ với tốc độ quá nhanh sẽ gây ra hiện tượng nước lý học trong sản phẩm bay hơi quá nhanh dẫn tới co sản phẩm. + ở giai đoạn này thiết bị thông gió phải tốt tránh hiện tượng ngưng tụ trên bề mặt sản phẩm dẫn tới nứt vỡ sản phẩm - Giai đoạn 450  650oC : Là giai đoạn mất nước hoá học, sản phẩm bây giờ ít co hơn nên không gây ra ứng suất lớn. Là quá trình có hiệu ứng phân huỷ caolinít. Ở giai đoạn này thì cường độ phá huỷ sản phẩm giảm và sản phẩm có khả năng biến dạng dẻo. - Giai đoạn 650  900oC : giai đoạn này caolinít sau phân huỷ nằm ở dạng Mêta caolinít (Công thức hoá học Al2O3.2SiO2) và độ co sản phẩm lớn hơn giai đoạn trước từ 2  2,5%. Có sự biến đổi đều về thể tích. Sự co này chủ yếu là biến đổi thể tích khi chuyển từ  quắc sang  quắc. - Giai đoạn 900  950oC : ở giai đoạn này thì sản phẩm co nhiều và có hiệu ứng toả nhiệt. Nguyên nhân là do tạo spinel Alumô silicat với mật độ cao hơn Mêta Caolinít theo phản ứng : Si4Al4O14 Si3Al4O12 + SiO2 Mêta Caolinít Spinel Alumô silicat - Giai đoạn 950  1100oC : Là giai đoạn sản phẩm bắt đầu kết khối, biểu hiện ở khả năng co nhanh. Hiện tượng này do sự chuyển tinh thể Spinel Alumô silicat sang Mulit thể với mật độ cao hơn: 3Si3Al4O12 2Si6Al2O13 + 5SiO2 spinel Alumô silicat - Giai đoạn 1100  1250o C : Quá trình kết khối của vật chất sét quá mạnh pha lỏng xuất hiện càng xúc tiến quá trình kết khối và hình thành Mulit. Tiếp tục tăng nhiệt độ = 1350oC thì sản phẩm kết khối hoàn toàn và rút ngắn sự co phụ. Ở giai đoạn này có hiện tượng tạo Mulit thứ sinh. Mulit này tạo ra ở nhiệt độ cao hơn và do sự tác động qua lại giữa oxit nhôm kỹ thuật và oxit silic của vật chất sét. - Giai đoạn 1350  1450oC : Hoàn thành quá trình kết tinh Mulit. Sản phẩm kết khối hoàn toàn. Cnvl silicat – k44 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM Chƣơng IV Dây chuyền sản xuất gạch chịu lửa samôt I.Lựa chọn phƣơng pháp sản xuất Để sản xuất ra sản phẩm gạch chịu lửa Samôt thì có các phương pháp sau + Tạo hình bằng phương pháp nén bán khô ở áp lực cao. + Tạo hình bằng phương pháp dẻo từ phối liệu dẻo. Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm ta chọn phương pháp sản xuất gạch Samôt theo phương pháp ép tạo hình bán khô. Nén bán khô đảm bảo cho sản phẩm có chất lượng cao, kích thước ổn định, cấu tạo đồng nhất, độ bền nhiệt cao. Độ ẩm phối liệu vào máy ép khoảng 7  9 %, ở độ ẩm này 50% đất sét kết dính không nằm ở trạng thái dẻo mà mới ở trạng thái phồng nên trộn vào samôt khả năng liên kết kém. Vậy cần nén phối liệu ở áp suất lớn 200kG/cm2 hoặc lớn hơn. Vì vậy, chọn phương pháp sản xuất bằng ép bán khô là phù hợp với quá trình sản xuất của nhà máy. Cnvl silicat – k44 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM II. Dây chuyền sản xuất gạch chịu lửa samôt : Đất sét Trúc Samot Tấn Mài, Thôn Vĩnh Yên và cao lanh ĐT Cầu trục Cầu trục Máy thái Phễu chứa Băng tải Cấp liệu rung Cao Máy sấy thùng quay lanh Máy đập hàm dVlra = 50  80 mm ĐT Nghiền lồng Gầu nâng Gầu nâng Bun ke Sàng rung Nghiền bi Cấp liệu máng Băng tải Gầu nâng Nghiền lăn Cnvl silicat – k44 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM dh > 3 mm dh > 3 mm dh = 0,5  3 dh < 0,5 Bunke Bunke Bunke chứa hạt chứa hạt chứa hạt thô TB nhỏ Xe cân dh < 1 mm d h < 3 mm Nước + phụ gia Máy trộn bánh xe Cầu trục Bun ke Bunke Tạo hình thủ Xếp goòng Tạo hình bằng công máy Lò Sấy Lò nung Cnvl silicat – k44 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM III. Thuyết minh dây chuyền sản xuất Đất sét được nhập về từ Trúc Thôn là những khối lớn đưa vào kho chứa và từ kho chứa, đất sét được chuyển đến máy thái nhờ cầu trục. Sau khi qua máy thái để thái đất sét thành những tấm nhỏ sẽ được chuyển đến máy sấy thùng quay nhờ băng tải. Tại đây đất sét được sấy sơ bộ, sấy cùng chiều giữa khí và đất. Trước khi vào máy sấy đất sét có độ ẩm là 15  25%, sau khi sấy đất sét còn độ ẩm 7  10%. Nhiệt độ vào lò sấy 600oC  800oC, nhiệt độ ra lò sấy 105oC  120oC vì làm việc cùng chiều nên không sợ đất quá nóng hay đề hyđrat hoá. Tốc độ khí lúc ra lò sấy không được quá 2,5 m/s. Thời gian lưu trong lò 20  30 phút với chiều dài lò 8  14 m, hệ số đổ đầy 0,1  0,15. Sau khi sấy xong nhờ gầu xích đất sét được chuyển tới bunke chứa rồi qua cấp liệu máng vào máy nghiền lồng. Từ đây, đất sét nhờ gầu nâng chuyển tới sàng rung để phân loại cỡ hạt. Những hạt có cỡ hạt < 1mm sẽ được chuyển vào bunke chứa nhờ băng tải để làm chất kết dính. Caolanh sau khi nhập về từ Định Trung, cho vào kho chứa rồi từ kho chứa nhờ cầu trục chuyển đến sàng rung để phân loại cỡ hạt. Những hạt có cỡ hạt < 2 mm sẽ được băng tải chuyển đến bunke để cùng với đất sét làm chất kết dính. Samôt nhập về từ Tấn Mài, Vĩnh Yên với cỡ hạt thô dạng cục lớn, cho vào kho chứa rồi từ kho chứa samôt được chuyển đến phễu chứa nhờ cầu trục. Trước khi samôt được băng tải chuyển đến máy đập hàm thì samôt được đưa qua cấp liệu rung từ và từ máy đập hàm (đập nhỏ samôt đến kích thước 50  80 mm) samôt nhờ gầu nâng chuyển đến bun ke chứa. Từ bunke chứa samôt qua cấp liệu máng rồi chuyển đến máy nghiền lăn. Tại máy nghiền lăn samôt được nghiền thành ba cỡ hạt: + Cỡ hạt thô (cỡ hạt > 3mm ) + Cỡ hạt TB (cỡ hạt 0,5  3mm) + Cỡ hạt nhỏ (cỡ hạt < 0,5mm ) Cỡ hạt thô sẽ được chuyển đến máy nghiền bi để nghiền mịn. Khi kích thước hạt < 0,5 mm, thì samôt chuyển đến kho chứa nhờ gầu nâng. Cnvl silicat – k44 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM Cỡ hạt TB và cỡ hạt nhỏ sẽ nhờ gầu lật chuyển đến sàng rung để phân loại cỡ hạt rồi chuyển đến kho chứa. Từ kho chứa đất sét, kho chứa cao lanh và kho chứa samôt, đất sét, cao lanh và samôt sẽ được đưa đến xe cân để cân định lượng với khối lượng như sau: + Đất sét 260 kg + Caolanh 449 kg + Samôt TấnMài 1017 kg + Samôt Vĩnh Yên 890 kg Rồi chuyển vào máy trộn phối liệu để trộn với nước + phụ gia (có khối lượng: 121 kg) thành phối liệu có độ ẩm 7% . Khi trộn thành phối liệu, phối liệu sẽ nhờ cầu trục chuyển đến các bunke chứa để tạo hình thành sản phẩm mộc. Tạo hình như sau: Mỗi lần tạo hình 1 sản phẩm mộc phải cân định lượng. Với khối lượng và số lần ép như sau: + Gạch có khối lượng 9  15 kg số lần ép 7  8 lần. + Gạch có khối lượng 6  9 kg số lần ép 5  6 lần. + Gạch có khối lượng < 6 kg số lần ép 3  4 lần. Sau khi tạo hình xong, sản phẩm mộc sẽ được xếp lên xe goòng chuyển đến lò sấy với các thông số kỹ thuật của lò sấy là: Kích thước lò Dung lượng lò Thời gian sấy LxBxH Chứa xe goòng 24 x 2,4 x 4,1 27 xe 12  18 giờ Và sấy sản phẩm là vận dụng nguyên lý tuần hoàn chất thải nhiệt trong lò nung Tuynen nhằm tạo ra chế độ chuyển động ổn định của dòng nhiệt trong toàn tiết diện lò bằng cách hút khí nóng từ zone làm nguội của lò nung. Lò nung để nung gạch mộc thành sản phẩm có các thông số kỹ thuật sau: Lò nung tuynen dài 80 (m) gồm 3 zone: + zone đốt nóng + zone nung + zone làm nguội Lò với các thông số sau Zone đốt nóng Zone nung Zone làm nguội Chiều dài : 29,73 m Chiều dài : 21,71 m Chiều dài : 28,56 m Chứa 14 xe goòng Chứa 11 xe goòng Chứa 12 xe goòng Sau khi nung thành sản phẩm, sản phẩm sẽ được chuyển đến phân xưởng phân loại để phân loại sản phẩm. Những sản phẩm đạt yêu cầu sẽ cho vào kho thành phẩm để đóng bao và đem đi tiêu thụ. Còn sản phẩm không đạt yêu cầu sẽ được sử dụng làm samôt để tái hồi sản phẩm đạt yêu cầu. Cnvl silicat – k44 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM IV. Nguyên liệu sản xuất – Thành phần hoá học các nguyên liệu Để sản xuất ra gạch samôt thì ta cần các nguyên liệu chính như sau + Đất sét chịu lửa Trúc Thôn, Cao lanh Định Trung + Samôt Vĩnh Yên, Tấn Mài Các nguyên liệu khi khai thác hay nhập về từ nơi khác thì phải đảm bảo được các yêu cầu sau: + Nguyên liệu đất sét và caolanh gia công thành bột. Sau khi sấy khô và nghiền mịn qua sàng 0,2mm là 100% + Samôt đã nung ở 1450oC được nghiền thành các loại: Thô, TB, nhỏ. Thành phần hoá học của nguyên liệu ban đầu được ghi trong bảng sau: Nguyên liệu Thành phần hoá học (%) Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO MgO R2O MKN  Đất sét Trúc Thôn 24,3 62,32 1,25 0,8 0,7 2,15 9,21 100,73 Samôt Vĩnh Yên 36,94 54,56 1,68 0,56 0,6 1,56 0,78 96,68 Samôt Tấn Mài 49,96 51,12 0,21 0,16 0,96 102,41 Caolanh Định Trung 34,18 48,06 0,34 0,15 0,17 0,47 4,57 87,94 Đảm bảo độ chịu lửa của các nguyên liệu là như sau: + Đất sét Trúc Thôn > 1580oC + Samôt Vĩnh Yên > 1710oC + Samôt Tấn Mài > 1750oC + Caolanh Định Trung (trắng) > 1730oC Cnvl silicat – k44 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM Phần III Tính Toán Kỹ Thuật Chƣơng V Tính Phối Liệu Và Cân Bằng Vật Chất Toàn Nhà Máy I. Tính phối liệu Như đã biết để sản xuất ra sản phẩm là gạch chịu lửa Samôt thì ta cần có các nguyên liệu chính là: + Đất sét Trúc Thôn + Samôt Vĩnh Yên + Samôt Tấn Mài + Caolanh Định Trung Để trộn thành phối liệu ta lựa chọn Samôt A Samôt B + Đất sét Trúc Thôn chiếm 10 % 20 + Samôt Vĩnh Yên chiếm 35 % 70 + Samôt Tấn Mài chiếm 40 % + Caolanh Định Trung chiếm 15 % 10 + Tỷ lệ Samôt / Chất kết dính 75/25 70/30 Thành phần hoá học của nguyên liệu ban đầu được ghi trong bảng sau: Cnvl silicat – k44 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VŨ TRẦN NAM Từ bảng nguyên liệu trên, quy đổi về 100% theo công thức: Xi Xi‟ = x100%  Trong đó Xi : Cấu tử thứ i trước khi quy đổi Xi‟: Cấu tử thứ i sau khi quy đổi Ta được bảng sau: Nguyên liệu Thành phần hoá học (%) Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO MgO R2O MKN  Đất sét Trúc Thôn 24,12 61,87 1,24 0,79 0,69 2,13 9,16 100 Nguyên liệu Thành phần hoá học (%) Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO MgO R2O MKN  Đất sét Trúc Thôn 24,3 62,32 1,25 0,8 0,7 2,15 9,21 100,73 Samôt Vĩnh Yên 36,94 54,56 1,68 0,56 0,6 1,56 0,78 96,68 Samôt Tấn Mài 49,96 51,12 0,21 0,16 0,96 102,41 Caolanh Định Trung 34,18 48,06 0,34 0,15 0,17 0,47 4,57 87,94 Samôt Vĩnh Yên 38,21 56,43 1,74 0,58 0,62 1,61 0,81 100 Samôt Tấn Mài 48,78 49,92 0,21 0,16 0,93 100 Caolanh Định Trung 38,87 54,65 0,39 0,17 0,19 0,53 5,20 100 Từ bảng trên ta tính được thành phần hoá học của nguyên liệu sau nung theo công thức: Xi ' Xi‟‟ = x100% 100  MKN Trong đó : Xi‟‟: Cấu tử thứ i sau nung Ta được bảng sau: Nguyên liệu Thành phần hoá học sau nung(%) Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO MgO R2O  Cnvl silicat – k44 20