Mở đầu Trong tất ngành công nghiệp, vấn đề thiết bị kỹ thuật sản xuất vấn đề quan trọng Việc nghiên cứu tìm quy trình sản xuất đà khó khăn nhng nghiên cứu-thiết kế-chế tạo thiết bị công nghệ phù hợp để tiến hành cách có hiệu trình công nghệ sản xuất công nghiệp lại khó khăn Chính vậy, nghiên cứu phát triển thiết kế-chế tạo thiết bị công nghệ vấn đề then chốt công tác triển khai công nghệ Trong thực tiƠn c«ng nghiƯp nãi chung cịng nh c«ng nghiƯp hoá chất nói riêng, thờng gặp hệ không đồng bao gồm: - Hệ rắn-khí: hạt rắn lơ lửng môi trờng khí - Hệ huyền phù: hạt rắn lơ lửng pha lỏng - Hệ nhũ tơng: gồm phần tử chất lỏng phân tán chất lỏng khác Nh hệ không đồng tối thiểu phải có hai pha: pha gọi pha phân tán hay pha (pha nội) pha gồm hạt rắn (hay lỏng) phân tán môi trờng khí (hoặc lỏng) Pha thứ hai gọi pha liên tục hay pha (pha ngoại) pha bao quanh phần tử nhỏ pha thứ môi trờng để pha thứ phân tán vào Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp này, em xin đề cập đến hệ pha phân tán hạt rắn pha liên tục chất lỏng Đó hệ huyền phù Vấn đề đợc đặt là: phần tử rắn pha phân tán huyền phù tập hợp hạt đa phân tán, làm để tách hoàn toàn phần tử rắn khỏi hệ huyền phù tách phần tử theo yêu cầu kích thớc khỏi hệ huyền phù? Để giải toán có nhiều phơng pháp, cụ thể là: + Phơng pháp phân riêng hệ rắn-lỏng không đồng dới tác dụng trọng lực (phơng pháp lắng trọng lực) Các thiết bị tơng ứng là: phòng lắng, đờng lắng (đối với hệ khí) thiết bị lắng làm việc gián đoạn, bán liên tục liên tục (đối với hệ lỏng không đồng nhất) Đây phơng pháp đơn giản để làm sơ hệ Trong phơng pháp này, suất hiệu suất làm phụ thuộc chủ yếu vào vận tốc lắng hạt rắn vào cấu tạo thiết bị Đối với huyền phù mịn huyền phù khó lắng sử dụng phơng pháp cho suất hiệu suất thấp + Phơng pháp phân riêng hệ rắn-lỏng không đồng nhờ vật ngăn (thờng gọi phơng pháp lọc) Các máy thiết bị tơng ứng là: tháp đệm, lọc tay áo, lọc ống sứ xốp (đối với hệ khí không đồng nhất) Lọc Ðp khung b¶n, läc tÊm, läc b»ng èng sø xèp, loại máy lọc chân không kiểu thùng quay, kiểu đĩa kiểu băng (đối với hệ lỏng không đồng nhất) đây, lọc trình cho huyền phù qua vách ngăn xốp, hạt rắn đợc giữ lại bề mặt vách ngăn tạo thành lớp bà ẩm, nớc lọc (nớc trong) qua vách ngăn Phân riêng hệ không đồng theo phơng pháp đợc áp dụng rộng rÃi công nghiệp hoá chất, thực phẩm, luyện kim số ngành công nghiệp khác Phơng pháp cho khả phân riêng cao Thiết bị làm việc đợc ¸p suÊt thêng, ¸p suÊt d hay ¸p suÊt ch©n không Ngoài làm đợc môi trờng nhiệt độ cao có tính ăn mòn hoá học, có khả tự động hoá trình làm Hơn nữa, trình làm việc ổn định phụ thuộc vào thay đổi tính chất lý-hoá pha, vận hành thiết bị đơn giản + Phơng pháp phân riêng hệ rắn-lỏng không đồng dới tác dụng lực ly tâm (phơng pháp lắng ly tâm) Các máy thiết bị tơng ứng là: loại xyclon thuỷ lực, loại máy ly tâm thờng ly tâm siêu tốc (đối với hệ lỏng không đồng nhất) Phân riêng dới tác dụng lực ly tâm phơng pháp phân riêng có hiệu quả, suất cao đợc sử dụng rộng rÃi công nghiệp hoá chất ngành khác Nh vậy, sâu vào nghiên cứu tìm hiểu máy thiết bị chúng có u nhợc điểm riêng đây, hệ rắn-lỏng không đồng mà cần phân riêng có kích thớc hạt rắn trung bình Do để phân riêng đạt hiệu tối u nên chọn phơng pháp lọc tuỳ thuộc vào dây chuyền sản xuất mà thiết bị làm việc gián đoạn hay làm việc liên tục Trong phạm vi nghiên cứu này, em sâu vào tìm hiểu dạng huyền phù cao lanhđất sét thiết bị sử dụng để phân riêng máy lọc ép kiểu phòng Trong công nghiệp gốm sứ việc sử dụng máy lọc ép kiểu phòng để phân riêng huyền phù cao lanh-đất sét có hiệu đợc sử dụng phổ biến lĩnh vực Về phơng diện kỹ thuật, máy lọc ép kiểu phòng có cấu tạo đơn giản dễ chế tạo, kết cấu máy gọn nhẹ Về phơng diện thao tác, vận hành máy đơn giản nên phù hợp với doanh nghiƯp nhá, c«ng nghiƯp gèm sø mü nghƯ nãi riêng nh công nghiệp gốm sứ nói chung Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp em xin trình bày máy lọc ép kiểu phòng đợc sử dụng dây chuyền sản xuất gốm sứ mỹ nghệ Thiết bị làm việc gián đoạn, có sử dụng cấu thuỷ lực để tạo lực ép lọc với máy hoạt động để lùi di động trình lọc đà kết thúc Để sâu vào tìm hiểu tính toán thiết kế-chế tạo nh vận hành loại thiết bị em xin đợc trình bày phần PHầN I I.1 tổng quan công nghệ sản xuất gốm sứ Giới thiệu Danh từ gốm sứ đợc xuất phát từ chữ Ceramic bao gồm sản phẩm đợc sản xuất từ đất sét-cao lanh nguyên liệu không thuộc Silicat nh Titanat, Pherit Đồ gốm sản phẩm đợc tạo hình từ nguyên liệu dạng bét, nung ë nhiƯt ®é cao chóng kÕt khèi, rắn nh đá cho nhiều tính quý nh: độ bền học cao, bền nhiệt, bền hoá, bền điện Để đạt đợc tính chất nh yêu cầu dây chuyền công nghệ sản xuất gốm sứ phức tạp Với thuộc tính quý trên, sản phẩm gốm sứ đợc sử dụng phổ biến tất lĩnh vực từ dân dụng đến ngành công nghiệp đại bao gồm kỹ thuật điện-điện tử, vô tuyến điện tử, truyền tin truyền hình, tự động hoá kỹ thuật điều khiển kể ngành du hành chinh phục vũ trụ Chính vậy, sản phẩm gốm sứ đợc phân chia thành nhiều loại với nhiều tên gọi khác nhau, cụ thể là: Theo cấu trúc tính chất sản phẩm ngời ta phân thành: gốm thô, gốm mịn, gốm đặc biệt Theo mặt hàng, cách trớc hết vào tên loại nguyên liệu chủ yếu để sản xuất loại sản phẩm nh: gạch ngói, sành, tràng thạch, sành đá vôi, sứ pherit, sứ xơng Phân loại theo lĩnh vực sử dụng Theo cách không vào cấu trúc hay tính chất chủ yếu nó, không quan tâm đến loại nguyên liệu dùng để sản xuất chúng mà dựa vào phạm vi sử dụng Thực chất cách gọi nhóm sản phẩm có đặc tính kỹ thuật giống nên chúng đợc dùng lĩnh vực định Các sản phẩm loại cho ta khái niệm chung vai trò ngành kỹ thuật gốm sø nỊn kinh tÕ qc d©n Theo lÜnh vùc sử dụng phân loại sản phẩm gốm sø nh sau: + Gèm sư dơng d©n dơng, bao gồm: gốm dân dụng (chum, vại ), gốm xây dùng (g¹ch, ngãi ), gèm sư dơng y häc, gèm mü nghƯ + Gèm sư dơng c«ng nghiƯp nh: gốm vật liệu mài, đá mài, dao tiện, gốm phủ kim loại, gốm chịu lửa, gốm dùng kỹ thuật điện (sứ cách điện, gốm bán dẫn, gốm tõ tÝnh) ë níc ta gèm sø cịng ®· xt từ sớm Từ thời thợng cổ ông cha ta đà sản xuất đợc đồ gốm, di vật lịch sử gốm văn hoá thời Hùng Vơng phát đợc nhiều địa điểm khảo cổ khắp miền đất nớc ta chứng minh thời kỳ tổ tiên đà có văn minh rực rỡ Đặc biệt sản phẩm gốm thời Lý-Trần với hoạ tiết trang trí kiểu hoa văn nhiều màu sắc mang tính dân tộc độc đáo, men ngọc men lý đợc nhiều ngời a thích Thời kỳ này, hàng gốm Việt Nam đợc xuất cảng sang Nhật Bản nớc Đông Nam khác Chúng ta có nhiều sở sản xuất gốm sứ dân dụng gốm mỹ nghệ nh: Hơng Canh (sành-sứ dân dụng), Bát Tràng (gốm sứ mỹ nghệ), Móng Cái, Biên Hoà Trong ngành gốm sứ mỹ nghệ ngày đợc phát triển với phát triển đất nớc Sản phẩm gốm sứ mỹ nghệ sản phẩm tốt nhất, đẹp mặt hàng gốm Vì công nghệ sản xuất gốm sứ mỹ nghệ yêu cầu nghiêm ngặt từ khâu chuẩn bị nguyên liệu, tạo hình, tạo tráng men đến khâu nung sản phẩm Ngày với phát triển không ngừng khoa học- ỹ thuật với yêu cầu ngày cao ngời tiêu dùng việc cải tiến quy trình công nghệ, nâng cao chất lợng sản phẩm điều sống doanh nghiệp, đơn vị sản xuất Để giải vấn đề cần có nghiên cứu nhiều ngành nh: học, hoá học, vật lý, nhiệt học cho khâu quy trình công nghệ Với phạm vi ngành giải toán cụ thể cho khâu quy trình công nghệ, kết hợp lại ta có quy trình công nghệ tối u I.2 Dây chuyền sản xuất KCS: khâu kiểm tra Phần cốt: nguyên liệu làm cốt sau đợc tuyển chọn chuẩn bị đợc đa vào tạo hình chờ tráng men Phần men: nguyên liệu làm men sau đợc tuyển chọn chuẩn bị đợc đa vào khâu tráng men cho phần men Sau đợc tráng men nung thành phẩm Dới em xin trình bày sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất gốm sứ đợc sử dụng xí nghiệp gốm sứ mỹ nghệ X51 quốc phòng Tất nguyên liệu vào tập kết KCS Cốt Cao lanh Men Đất sét Cao lanh Thạch anh Trường thạch Đá vôi Hoạt thạch Đất hồ đổ rót Máy tun tõ BĨ chøa M¸y nghiỊn bi KCS Läc Ðp khung b¶n BĨ chøa KCS S¶n phÈm S¶n phÈm Cao cấp Trung cấp KCS Đổ rót Sàng Máy làm men Sàng rung, tuyển từ KCS Kho chứa KCS Gắn quai vòi Kho chứa Kho chứa Luyện thường Hút chân không Cạo chân Chuyển lên lò Đóng bao Xếp lò Đốt lò Thông than, dọn lò Ra lò Hình 1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất gốm sứ mỹ nghệ Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ: Đối với cốt: cao lanh đất sét sau đợc phân tích xác định độ ẩm , tuyển chọn đợc trộn theo tỷ lệ (thờng cao lanh 85%, đất sét 15% khô tuyệt đối) Sau đợc qua khuấy trộn, lắng lọc tuyển từ để tách tạp chất sắt chứa nguyên liệu Phần nớc có chứa tạp chất xenlulô lên đợc thải bỏ Phần hồ sau đà đợc khử bỏ tạp chất sắt đợc bơm màng bơm vào máy lọc ép khung để loại bỏ bớt nớc, ta đợc lớp đất mộc (thờng có độ ẩm 25% 35%) Đất mộc sau qua máy lọc ép khung (máy lọc ép kiểu phòng) đợc kiểm tra để phân loại thành phần thô phần mịn Phần cã