đồ án: thiết kế nhà máy sản xuất vật liệu chiệu lửa samot a

đồ án tốt nghiệp Thiết kế Nhà máy sản xuất vật liệu chịu lửa Samốt A, công suất 65.000 tấnnăm, cơ cấu sản phẩm gồm: gạch tiêu chuẩn chiếm 70%, gạch nêm đứng chiếm 20%, gạch nêm nghiêng chiếm 10%. Trong đó công nghệ sản xuất các loại sản phẩm vật liệu chịu lửa là một yêu cầu bắt buộc phải hiện đại hoá đối với ngành công nghệ vật liệu nung. Với đặc tính riêng biệt của nó, các sản phẩm vật liệu chịu lửa đang trở thành lĩnh vực nghiên cứu và đầu tư trọng tâm của ngành công nghệ vật liệu nung.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

PHẦN A: PHẦN KHÁI QUÁT CHUNG 4

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VẬT LIỆU CHỊU LỬA 6

1.1.Phân loại vật liệu chịu lửa 6

1.2.Phân loại theo thành phần khoáng hóa 7

1.3.Phân loại vật liệu chịu lửa theo trang thái vật lý 7

CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU CHỊU LỬA 10

2.1.Tính chất nhiệt kỹ thuật 10

2.2.Tính chất vật lý 14

2.3.Tính chất cơ học (TCVN-6530) 17

2.4.Lựa chọn sản phẩm thiết kế 19

CHƯƠNG 3: TÍNH CHẤT NGUYÊN VẬT LIỆU SỬ DỤNG 21

3.1.Nguyên liệu đất sét và cao lanh chịu lửa 21

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA THÀNH PHẦN PHỐI LIỆU 25

4.1.Nguyên vật liệu sử dụng 25

4.2.Tính toán thành phần phối liệu 27

PHẦN B: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 32

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỊA ĐIỂM ĐẶT NHÀ MÁY 32

CHƯƠNG 2: DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT VÀ TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ 34

2.1.Lựa chọn phương pháp sản xuất 34

2.2.Công nghệ sản xuất 36

2.3.Lập chế độ làm việc Tính cân bằng vật chất 38

2.4.Cân bằng vật chất cho tuyến samốt 45

2.5.Tính cân bằng vật chất cho tuyến đất sét 48

CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 52

CHƯƠNG 4:THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG NUNG TUYNEL 73

4.1.Xây dựng chế độ nung 73

4.2.Chọn va gong với kích thước có sẵn 75

CHƯƠNG 5: THIẾT BỊ PHÂN XƯỞNG NUNG 94

5.1.Tính trở lực toàn lò 94

5.2.Tính kích đẩy 96

5.3.Xe phà điện 97

5.4.Chọn quạt 97

CHƯƠNG 6: KIẾN TRÚC, TÍNH TOÁN KINH TẾ, ĐIỆN NƯỚC, AN TOÀN LAO ĐỘNG 100

6.1.Kiến trúc nhà máy 100

6.2.Phần thiết kế xây dựng công trình 100

6.3.Phần điện 102

6.4.Phần nước 104

6.5.Phần kinh tế 106

6.7.Các chỉ tiêu đánh giá thiết kế 111

6.8.Các chỉ tiêu khác 111

KẾT LUẬN 119

Tài liệu tham khảo 120

2

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự tiến bộ và phát triển như vũ bão của nền khoa học thế giới,khoa học công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng cũng không nằm ngoài xu thế

đó Với một vị trí đặc biệt trong ngành xây dựng các công trình, chất lượngcủa vật liệu gốm xây dựng có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng và tuổi thọcông trình Do đó, công nghệ vật liệu nung đang ngày càng hoàn thiện và đổimới công nghệ hiện đại cho phù hợp với xu thế chung, theo kịp khoa học thếgiới Trong đó công nghệ sản xuất các loại sản phẩm vật liệu chịu lửa là mộtyêu cầu bắt buộc phải hiện đại hoá đối với ngành công nghệ vật liệu nung.Với đặc tính riêng biệt của nó, các sản phẩm vật liệu chịu lửa đang trở thànhlĩnh vực nghiên cứu và đầu tư trọng tâm của ngành công nghệ vật liệu nung.Bên cạnh đó, nhu cầu của thị trường về mặt hàng này cho các ngành nhưluyện kim, sản xuất thuỷ tinh, thép…cũng rất lớn Đặc biệt các sản phẩm có

độ chịu lửa cao phục vụ cho các ngành luyện kim loại quý, lò phản ứng, côngnghiệp hàng không…đang là một lĩnh vực cần quan tâm và chú trọng Giảiquyết vấn đề này là nhiệm vụ tất yếu của các kĩ sư ngành vật liệu xây dựng

Do vậy, để chuẩn bị cho mình những kiến thức cơ bản về ngành sảnxuất vật liệu chịu lửa, chúng em đã lựa chọn đề tài cho Đồ án tốt nghiệp là:Thiết kế Nhà máy sản xuất vật liệu chịu lửa Samốt A, công suất 65.000tấn/năm, cơ cấu sản phẩm gồm: gạch tiêu chuẩn chiếm 70%, gạch nêm đứngchiếm 20%, gạch nêm nghiêng chiếm 10%

PHẦN A: PHẦN KHÁI QUÁT CHUNG

Công nghiệp vật liệu chịu lửa là công nghiệp sản xuất các sản phẩmlàm việc ở nhiệt độ cao, song song với các công nghiệp khác công nghiệp vậtliệu chịu lửa không ngừng phát triển Vật liệu chịu lửa là hậu phương khôngthể thiếu được của công nghiệp luyện kim, công nghiệp năng lượng, côngnghiệp hoá học, công nghiệp xi măng và một số ngành công nghiệp khác

Do đóng vai trò đặc biệt quan trọng đối với nền công nghiệp nên công nghiệpvật liệu chịu lửa có lịch sử phát triển khá lâu dài gắn liền với sự phát triển củakhoa học kĩ thuật và công nghiệp thế giới Tại Châu Âu, khoảng cuối thế kỉthứ XIV vật liệu chịu lửa samốt đóng thành viên từ đất sét chịu lửa bắt đầuđược sản xuất nhưng cho đến năm 1856 mới xây dựng được nhà máy vật liệuchịu lửa samốt đầu tiên ở Nga Năm 1822 ở Anh có nhà máy vật liệu chịu lửađinat đầu tiên và sau đó ở Nga vào năm 1880 Vật liệu chịu lửa đôlômit đầutiên cũng được sản xuất tại Anh năm 1878 Công nghiệp vật liệu chịu lửa ởcác nước phát triển không đều nhau, số lượng và mức độ ở nước này haynước khác tuỳ thuộc vào mức độ phát triển của công nghiệp nước đó

Hiện nay trên toàn thế giới có khoảng 2000 công ty sản xuất vật liệu chịu lửavới tổng công suất thiết kế khoảng 40 triệu tấn/năm Mức độ tiêu thụ củangành thép là lớn nhất chiếm khoảng 70% tổng sản phẩm vật liệu chịu lửa.Tiếp theo là ngành xi măng chiếm 7%, hoá chất và dầu mỏ chiếm khoảng 4%,kim loại màu chiếm khoảng 3%, các ngành khác chiếm 6% Về tiêu thụ vậtliệu chịu lửa trên thế giới theo khu vực như sau: nhiều nhất là khu vực Châu á

- Thái Bình Dương chiếm 40%, Đông Âu chiếm 23%, Tây Âu chiếm 15%,các nước NAFTA( Mỹ, Canada, Mêxicô ) chiếm 14%, các nước Latinh chiếm4%, Châu Phi và Trung Đông chiếm 4% (TS Lê Văn Thanh _ Sản xuất vậtliệu chịu lửa – sản phẩm và thị trường _ Tạp chí Xây Dựng 7/2001)

Ở Việt Nam việc sử dụng vật liệu chịu lửa đã có từ rất lâu nhưng do đấtnước bị chiếm đóng do chiến tranh, công nghiệp chậm phát triển nên sau khimiền Bắc giải phóng nhà máy gạch chịu lửa đầu tiên được xây dựng taị CầuĐuống năm 1959 Từ những nguyên liệu trong nước và trình độ khoa học kỹthuật còn hạn chế nên chất lượng sản phẩm còn kém, chưa đáp ứng được nhucầu của các ngành công nghiệp thép, xi măng, thuỷ tinh Đến năm 1997,nước ta mới có ba nhà máy vật liệu chịu lửa sản phẩm chủ yếu là samốt cóhàm lượng oxýt nhôm thấp hơn 45%

Ngày nay, trong điều kiện đất nước ta tiến hành mạnh mẽ công nghiệphoá-hiện đại hoá, vật liệu chịu lửa đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong các

4

ngành công nghiệp mà Việt Nam có nhiều tiềm năng như xi măng, gốm sứ,thuỷ tinh Do vậy, cần phải tăng cường năng lực sản xuất vật liệu chịu lửa,đặc biệt là các loại sản phẩm samốt có hàm lượng oxýt nhôm lớn hơn 45% đểđáp ứng được nhu cầu của các ngành công nghiệp trong nước và tiến tới xuấtkhẩu ra các nước trong khu vực Theo thống kê thì năng lực sản xuất gạchchịu lửa loại samốt Cao alumin của Việt Nam năm 2000 là 6.000tấn/năm, dựkiến năm 2005 là 13.000 tấn/năm, đến năm 2010 là 33.000 tấn/năm.

Từ thực tế trên cho thấy năng lực sản xuất sản phẩm vật liệu chịu lửaSamốt mới đáp ứng được một phần của nhu cầu sử dụng hiện taị, trong tươnglai nhu cầu đó còn tăng cao thì mới đáp ứng được sứ mệnh lịch sử côngnghiệp hoá hiện đại hoá của đất nước, đưa nước ta trở thành một nước côngnghiệp Như vậy công nghiệp vật liệu chịu lửa đang là ngành công nghiệp sảnxuất cần được đầu tư và phát triển

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VẬT LIỆU CHỊU LỬA

Vật liệu chịu lửa nói chung và sản phẩm cao alumin nói riêng là vậtliệu dùng để xây dựng các lò công nghiệp, các buồng đốt nhiên liệu, các thiết

bị làm việc ở nhiệt độ cao hơn 1000o C Tuỳ theo mức độ phát triển của từngnước mà khối lượng vật liệu chịu lửa được tiêu thụ khá lớn trong nhiều ngànhcông nghiệp như luyện kim, sản xuất xi măng, hoá chất, gốm sứ, thuỷ tinhv.v…Bên cạnh những sản phẩm chịu lửa thông thường, làm việc ở nhiệt độ

1000 – 1700o C, người ta còn sử dung trong các ngành kỹ thuật hiện đại mộtkhối lượng không lớn nhưng không thể thiếu được các sản phẩm chịu lửa đặcbiệt từ các ôxit tinh khiết như Al2O3, MgO v.v…Các loại sản phẩm này có thể

sử dụng lâu dài ở nhiệt độ cao trong những điều kiện đốt nóng khắc nghiệt: ở

1800 – 2000o C và cao hơn nữa Do đó, nó được ứng dụng trong nhiều ngành

kỹ thuật đặc biệt như luyện kim loại quý hiếm, sản xuất các loại thuỷ tinh đặcbiệt, lò phản ứng hạt nhân, chế tạo máy bay, tên lửa…

1.1.Phân loại vật liệu chịu lửa

Theo tiêu chuẩn quốc tế, việc phân loại vật liệu chịu lửa chia làm hailoại:

+ ISO 1109-1975 phân loại vật liệu chịu lửa định hình

+ ISO 1927-84 phân loại vật liệu chịu lửa không định hình

Tuy nhiên ở các nước khác nhau việc phân loại vật liệu chịu lửa không giốngnhau

Nước ta có tiêu chuẩn phân loại vật liệu chịu lửa TCVN 5441:2004 dựa trên

ba đặc điêm:

+ Độ chịu lửa;

+ Thành phần hóa chủ yếu;

+ Trạng thái vật lý;

1.1.1.Phân loại theo độ chịu lửa

Theo độ chịu lửa vật liệu chịu lửa chia làm ba nhóm:

+ Vật liệu chịu lửa thường, độ chịu lửa từ 1500-1770oC;

+Vật liệu chịu lửa cao, độ chịu lửa từ 1770-2000oC;

+Vật liệu chịu lửa rất cao, độ chịu lửa trên 2000oC;

Thực tế có loại vật liệu chịu lửa vừa thuộc nhóm này vừa thuộc nhóm kháctheo độ chịu lửa của chúng Điều này còn do các yếu tố khác như thành phầnkhoáng và hóa của chúng

6

1.2.Phân loại theo thành phần khoáng hóa

Vật liệu chịu lửa rất đa dạng mỗi loại sản phẩm đều có những tính chấtđặc trưng riêng và được sản xuất từ nguyên liệu thiên nhiên hay nhân tạo.Thành phần hóa học và thành phần khoáng hóa chủ yếu của vật liệu chịu lửacũng rất khác nhau Chính vì vậy các nước đều dựa vào thành phần khoánghóa của vật liệu chịu lửa để phân loại Tuy nhiên việc phân loại này ở cácnước khác nhau cũng không giống nhau Việc phân loại theo thành phầnkhoáng hóa của nước ta hiện nay cho trong bảng sau:

Bảng 1.1: Phân loại vật liệu chịu lửa theo thành phần hóa chủ yếu.

Silic oxit( gạch đinat) SiO2>93

Cao silic 85<SiO2≤93

2 Vật liệu chịu

lửa silicat

alumo-Bán axit 14<Al2O3≤30Samốt 30<Al2O3≤45Cao alumin cấp III

(mulit silic)

45<Al2O3≤65

Cao alumin cấp II(mulit)

65<Al2O3≤75

Cao alumin cấp I(mulit-corun)

7<SiO2≤30

Al2O3>45Forsterit-cromit 45<MgO≤65

15<SiO2≤305<Cr2O3≤15

CaO>10Đolomit ổn định 35<MgO≤75

10<CaO≤406<SiO2≤15CaO/SiO2>2

5<C<25

CaO>507<C<30

Al2O3<65Alumin-zircon-silic 30<Al2O3≤95

5<ZrO2≤5025<SiO2≤40

7 Vật liệu chịu

lửa đặc biệt

Oxit tinh khiết BeO, MgO, CaO,Al2O3,

SiO2, ZrO2,Y2O3,SnO2…tinh khiết >97Không chứa ôxi Nitrua, borua, cacbua,

8

silisua, và những hợp chấtkhông chứa ôxi

1.3.Phân loại vật liệu chịu lửa theo trang thái vật lý

Tính đa dạng của vật liệu chịu lửa còn thể hiện ở trong trạng thái vật lýcủa chúng Rất nhiều ản phẩm vật liệu chịu lửa xuất xưởng dưới dạng viênvới kích thước và hình thù sản phẩm khác nhau Các cơ sở sử dụng chỉ cầnnhập về và đem xây theo yêu cầu của công nghệ Ngoài ra những vật liệu đãđịnh hình trên còn nhiều loại vật liệu chịu lửa dưới dạng bột, hỗn hợp khôđóng bao khi dung có thể trộn với nước hoặc các tính chất chỉ định và đổthành khối hoặc làm vữa…Đặc biệt là bê tông chịu lửa, phối liệu phun bắn,đầm lò được phát triển mạnh trong những năm gần đây, vì vậy những vật liệutrên hợp thành một nhóm riêng

Yêu cầu kỹ thuật về chỉ tiêu hóa lý đối với gạch chịu lửa samốt được nêutrong bảng sau: (TCVN4710-1998)

Bảng 1.2: Chỉ tiêu hóa lý đối với gạch chịu lửa samốt

1.Hàm lượng Al2O3 tính bằng % không nhỏ hơn 35 30 282.Độ chịu lửa tính bằng oC không nhỏ hơn 1730 1650 15803.Độ co phụ trong 2h tính bằng % không lớn hơn ở

CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU CHỊU LỬA

2.1.Tính chất nhiệt kỹ thuật

2.1.1.Độ chịu lửa

Độ chịu lửa là tính chất đặc trưng cho vật liệu chịu lửa bền vững ởnhiệt độ cao trong môi trường và điều kiện sử dụng nó Như vậy độ chịu lửacủa vật liệu là khả năng bền vững dưới tác động của nhiệt độ cao của môitrường mà không bị nóng chảy

Độ chịu lửa là một thong số kỹ thuật, nó khác với nhiệt độ nóng chảycủa vật liệu chịu lửa là một hằng số lý học Để xác định độ chịu lửa cả vật liệutheo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6530-4:1999, người ta tạo thành mẫu côn để

đo Côn này là khối chop cụt, hai đáy là tam giác đều có cạnh 8,5mm và 3mmđặt trên đế chịu lửa sao cho nghiêng với đáy một góc 8o-10o

Khi nâng nhiệt độ có pha lỏng xuất hiện, lượng pha lỏng tang dần lên,

độ nhớt của chúng hạ thấp, đầu côn cong dần chạm vào mặt ngang của đế Tạithời điểm đó gọi là nhiệt độ gục của côn hay độ chịu lửa Nếu đầu côn dínhdài trên mặt đế nhiệt độ tương ứng đã vượt quá độ chịu lửa Ngược lại, nếuđầu côn chưa chạm đến đế thì nhiệt độ tương ứng sẽ dưới độ chịu lửa.Lò đểxác định độ chịu lửa có thể dung nhiều loại nhưng hay dung là lò điện vớiđiện trở là than cốc dầu mỏ, graphit sạch

Để xác định nhiệt độ gục của côn, người ta không dung nhiệt kế màdung côn Seger ký hiệu SK Các côn này được gắn vào đế Quan sát thấy côn

đã gục thì dừng lò và sau khi làm nguội sẽ so sánh đánh giá Nếu côn thử cónhiệt độ gục ứng với côn SK nào thì độ chịu lửa của nó ứng với côn SKđó.Độ chịu lửa của vật liệu phụ thuộc đầu tiên vào thành phần khoáng hóa vàlượng tạp chất có trong vật liệu đó Tuy nhiên có rất nhiều nhân tố ảnh hưởngđến chỉ tiêu độ chịu lửa khi thí nghiệm Các nhân tố này bao gồm những nhân

tố phụ thuộc vào tính chất của vật liệu thí nghiệm và các nhân tố phụ thuộcvào điều kiện thí nghiệm

Nếu tăng tốc độ nâng nhiệt độ trong lò sẽ tăng nhiệt độ gục của côn Vìthế người ta phải thực hiện tốc độ nâng nhiệt độ quy định 4-6oC/phút bắt đầu

từ nhiệt độ kết khối của sản phẩm Độ phân tán cũng ảnh hưởng đến độ gụccủa côn Nếu hạt vật liệu càng lớn, lượng pha lỏng tăng chậm, nhiệt độ gụctăng lên Môi trường khí cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ gục của côn

2.1.2.Nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng.

10

Nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng là tính chất của vật liệu chịu lửa chịutác động đồng thời của tải trọng nhiệt độ và thời gian Đây là một tính chấtquan trọng của vật liệu chịu lửa vì nó biểu thị khoảng mềm và nhiệt độ sửdụng của sản phẩm.

Để xác định nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng theo TCVN 6530-6:1999,người ta khoan cắt sản phẩm ra thành hình trụ có đường kính 36mm±0,5mm,cao 50±0,5mm Mẫu này đặt trong lò điện và luôn chịu tải trọng không đổi2KG/cm2, cạnh lò có hệ thống tự ghi sự biến dạng của sản phẩm Tốc độ nângnhiệt đến 800oC Không quá 10oC/phút, trên 800oC từ 4,5-5,5oC/phút Qúatrình xác định sẽ tìm được các nhiệt độ: nhiệt độ bắt đầu biến dạng 0,5% là

Tbđ hay T0,5, các nhiệt độ tương ứng với nhiệt độ biến dạng 1%; 2%; 4% và5% là T1, T2, T4, T5 Một số nước còn xác định độ biến dạng 20% và 40% Khinói độ biến dạng tức là nhiệt độ bắt đầu biến dạng của sản phẩm

Nhiệt độ biến dạng của vật liệu chịu lửa chủ yếu phụ thuộc vào thànhphần khoáng hóa, đặc tính cấu trúc cũng như đại lượng tỷ lệ giữa pha tinh thể

và pha thủy tinh( vô định hình) cuối cùng là vào độ nhớt của pha lỏng khinóng chảy Thành phần hạt, cấu trúc sản phẩm cũng có ảnh hưởng lớn Sảnphẩm đặc chắc bắt đầu biến dạng ỏ nhiệt độ cao hơn Còn cấu trúc của sảnphẩm không có ảnh hưởng nhiều đến nhiệt độ biến dạng cuối cũng

Trong sản phẩm samốt biến dạng, sản phẩm này chứa gần 50% tinh thểmulit( 2Al2O3.2SiO2) chịu lửa cao nhưng không phải là liên tinh thể bền vững,còn lại SiO2 với các dạng thù hình khác nhau, thủy tinh silic có độ nhớt cao

Vì thế khi tăng nhiệt độ, khối thủy tinh mềm ra dân dần hạ độ nhớt, lượng phalỏng tăng lên dần dần do oxit nhôm và silic hòa tan vào chất lỏng làm sảnphẩm samốt biến dạng từ từ Mẫu thí nghiệm không bị phá hủy mà có cácdạng thù hình trụ phình tròn ra Khoảng cách nhiệt độ biến dạng ở đây bằng150-250oC Sản phẩm samốt chứa gần 5% tạp chất dễ chảy có độ chịu lửa gần1700-1750oC bắt đầu biến dạng ở 1350-1400oC, phá hủy hoàn toàn(lún 40%)

ở 1570-1600oC

Từ những nhận xét trên ta thấy rằng muốn tăng nhiệt độ biến dạng dướitải trọng thì công nghệ sản xuất phải đảm bảo ít tạp chất, đặc chắc, samốt haymanhegi kết khối cao…Nhiệt độ sử dụng tối đa cho phép nằm trong khoảng

Tbđ và T4 Tùy trường hợp cụ thể mà quyết định nhiệt độ này

2.1.3.Ổn định thể tích ở nhiệt độ cao

Vật liệu chịu lửa khi dùng lâu dài ở nhiệt độ cao sẽ co hay nở phụ Hiệntượng đó làm sản phẩm biến đổi không thuận nghịch kích thước dài củachúng Độ co phụ sẽ làm mạch xây hở ra, bong vữa ra, hạ thấp mật độ, độ bền

xỉ, độ bền sốc nhiệt của lớp lót Tường và vòm lò sẽ bị lún xuống dẫn tới pháhủy chúng Vì vậy ổn định thể tích của vật liệu chịu lửa là điều kiện cần thiết

để đảm bảo tuổi thọ của chúng trong các lò nung và ghi đốt công nghiệp.Phần lớn sản phẩm chịu lửa ở nhiệt độ cao nó sẽ co phụ Một số vật liệu chịulửa khác lại thấy nở phụ điển hình là đinat Vật liệu chịu lửa chứa nhiều phathủy tinh như samốt, nếu nung quá nhiệt đôi khi sản phảm bị nở phồng lên docác bọt khí tạo ra Độ co hay nở phụ của sản phẩm đều do các quá trình nungchưa hoàn thiện nên sản phẩm cần phải nung đến kết khối tốt hay nung chintới Nhưng nhiệt độ nung quá cao lại không tốt cho sản phẩm bị thủy tinh hóabiến dạng

Do sản phẩm bị co nên nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng Tbđ sẽ thấp,tuy nhiên nhiệt độ biến dạng 4% không bị ảnh hưởng bởi độ co phụ

Theo TCVN 6530-5:1999 để xác định độ co phụ hay nở phụ của sản phẩm,người ta chuẩn bị mẫu lăng trụ 20x20x40 mm hay mẫu hình trụ d=20mm dài114mm Các mẫu này đặt trong dilatometer nhiệt độ cao và lưu 2 giờ Độ cohay nở phụ được xác định bằng công thức sau:

LC N=

L1 −L0

L0 x 100 %Trong đó: Lo, L1- chiều dài mẫu trước và sau khi đo;

Nếu co phụ người ta dùng dấu (-), nở phụ người ta dung dấu (+)

2.1.4.Độ bền sốc nhiệt

Tính chất nhiệt của vật liệu chịu lửa chống lại sự dao động nhiệt độkhông bị phá hủy gọi là độ bền sốc nhiệt Sự phá hoại gạch chịu lửa do daođộng nhiệt độ có thể thấy rõ ở những lò khi làm nguội nhanh do tạo ra các kẽnứt song song với bề mặt làm nguội( hoặc đốt nóng) làm đứt rời một phầnkhỏi viên gạch Cứ như vậy lớp nọ đến lớp kia rời đứt ra rồi đi đến chỗ pháhủy hoàn toàn lớp lót Bề mặt được đốt nóng do kết khối phụ và co lại càngtăng khả năng làm vỡ sản phẩm do soa động nhiệt độ

Nguyên nhân vỡ sản phẩm do dao động nhiệt độ là các ứng suất xuất hiệntrong sản phẩm do chênh lệch nhiệt độ khi đốt nóng và làm nguội Đại lượnggradian nhiệt độ giữa các lớp song song với bề mặt đốt nóng hay làm nguộisản phẩm phụ thuộc vào điều kiện đốt nóng và làm nguội cũng như vào hệ sốdãn nở nhiệt độ a:

a =

λ.

C.γ

Trong đó: λ. - là hệ số dẫn nhiệt kcal/m.h.độ

C- tỷ nhiệt hay nhiệt dung riêng kcal/kg.độ

12

γ -khối lượng thể tích của vật liệu kg/m3

Khi đốt nóng không đồng đều, các lớp sẽ giãn nở không đều sẽ xuấthiện ứng suất trượt giữa các lớp Do đó đại lượng ứng suất trượt xuất hiện phụthuộc vào gradian nhiệt độ càng nhỏ nghĩa là độ dẫn nhiệt a càng lớn, hoặc độdãn nhiệt λ. càng lớn và hệ số giãn nở nhiệt càng nhỏ

Ở nhiệt độ hơn 800-1000oC vật liệu chịu lửa dần dần có tính chất biếndạng dẻo và khắc phục được ứng suất xuất hiện ở nhiệt độ đó Do đó daođộng trong khoảng nhiệt độ biến dạng dẻo giá độ bền sốc nhiệt của chúng.Theo TCVN 6530-7:1999 để xác định độ không gây một phá hủy nào Dotính chất phức tạp cũng như tính toán không hoàn thiện khi xác định độ bềnsốc nhiệt, nên người ta phải dùng phương pháp thực nghiệm để đánh bền sốcnhiệt người ta nung nóng mẫu gạch 75x50x50 mm đến nhiệt độ 1000-1200oC,sau đó lấy gạch ra đặt vào khung đỡ và dùng lực bấy để nâng đầu khung kiacao hơn lên theo phương thẳng đứng với lực đẩy tương ứng 20N Như vậygạch sẽ được làm nguội bằng không khí và chịu lực uốn khi bẩy Sau khi bẩyđược gạch nung và lại tiếp tục quy trình trên cho đến khi gạch vỡ Số lần quytrình đó được gọi là độ bền sốc nhiệt Nếu sau 30 chu kỳ mà gạch không vỡthì có thể ngừng và coi độ bền sốc nhiệt >30 lần là đủ

Điều kiện xác định độ bền sốc nhiệt không giống như điều kiện sử dụng

vì vậy những số liệu đo về độ bền sốc nhiệt chỉ có tính chất gần đúng và để sosánh giữa các vật liệu chịu lửa với nhau Độ bền sốc nhiệt có vai trò rất quantrọng đối với tuổi thọ của gạch chịu lửa trong lò, đặc biệt với những lò làmviệc gián đoạn theo chu kỳ như lò chuyên nấu thép, lò phòng gián đoạn, lòcon thoi nung gốm sứ… Nếu gạch chịu lửa lót những lò này có độ bền sốcnhiệt nhỏ thì khi rót thép hay làm nguội lò lớp lót chịu lửa dễ bị nứt nẻ, long

lở và bị ăn mòn nhanh hay phá hủy mạnh Vì vậy tăng độ bền sốc nhiệt củagạch chịu lửa là một trong những nhiệm vụ cơ bản của công nghệ sản xuất vậtliệu chịu lửa nhằm tăng tuổi thọ của lớp lót lò Nhờ vậy sẽ đẩy mạnh đượcnăng suất của lò giảm giá thành sản phẩm sản xuất ra

2.1.5.Độ bền xỉ

Trong nhiều lò công nghiệp ở nhiệt độ cao vật liệu chịu lửa thường tiếpxúc với xỉ, thủy tinh nóng chảy, hoặc hơi kiềm SO2 hay các vật thể rắn Trongnhững điều kiện này sẽ có tác dụng giữa môi trường với vật liệu chịu lửa vàảnh hưởng đến thời hạn sử dụng của vật liệu chịu lửa trong lò

Xỉ ăn mòn phá hoại gạch chịu lửa là nguyên nhân chính làm hỏng côn trình,hoặc phải ngừng lò để sửa chữa Do đó bằng biện pháp nào tăng được thời

hạn tiếp xúc của gạch với môi trường sử dụng đều tăng tuổi thọ của lò Xỉ pháhoại vật liệu chịu lửa có hai dạng: ăn mòn và xâm thực.

Ăn mòn là quá trình tác dụng hóa học giữa xỉ với vật liệu chịu lửa Kếtquả một phần sản phẩm chuyển sang xỉ lỏng, hòa tan trong xỉ lỏng, làm thayđổi thành phần của nó Hiện tượng xâm thực là quá trình thứ hai Đầu tiên xỉlỏng thấm sâu vào bên trong gạch, hòa tan các chất liên kết của gạch rắn, sau

đó các hạt rắn bị lở ra và trôi theo dòng xỉ như hiện tượng xói mòn mặc dùcác hạt rắn này hòa tan rất ít, rất chậm trong xỉ lỏng

Cả hai hiện tượng trên đều tiến hành đồng thời, làm sản phẩm bị ănmòn, phá hoại dần Ở bề mặt tiếp xúc với môi trường ăn mòn, gạch chịu lửatrở nên mềm, kém bền vững hơn nên càng bị bào mòn bởi các dòng khí, dòngbụi hay va đập bởi phối liệu Xỉ ăn mòn và xâm thực gạch chịu lửa phụ thuộcvào nhiều nhân tố nhưng chủ yếu là nhiệt độ, thành phần khoáng hóa, cấu trúccủa gạch Nếu tăng nhiệt độ tác dụng phá hoại gạch chịu lửa do xỉ tăng lên rấtnhiều lần vì tốc độ phản ứng giũa xỉ và gạch chịu lửa tăng lên, dộ nhớt của xỉgiảm Xỉ ăn mòn gạch chịu lửa phụ thuộc vào bản chất hóa học của gạch và

xỉ Độ bền của vật liệu còn phụ thuộc vào độ xốp và cấu tạo của chúng Độbền xỉ tăng nếu giảm độ xốp giảm kích thước lỗ rỗng, xỉ có độ thấm ướt càngcao càng tăng mức độ phá hoại gạch

Xác định độ bền xỉ theo TCVN 5441:2004 người ta dùng phương pháp tĩnh

Phương pháp này có nhược điểm là hoạt tính của xỉ với gạch chịu lửagiảm theo thời gian và thực tế không có tác dụng xâm thực của xỉ Hiện đạihơn cả là phương pháp động Phương pháp này khó thực hiện do thiết bị phứctạp và kéo dài thời gian thí nghiệm

2.2.Tính chất vật lý

2.2.1.Độ giãn nở nhiệt

Các vật liệu chịu lửa khi đốt nóng thường bị giãn nở, sau khi làm nguội

nó lại trở về thể tích ban đầu Sự giãn nở do nung nóng này khác với hiệntượng co hay nở phụ do sự biến đổi thành phần pha và cấu tạo của sản phẩm.Giãn nở nhiệt chỉ phụ thuộc vào thành phần khoáng hóa của sản phẩm và vàonhiệt độ Cấu trúc của sản phẩm, mật độ, cường độ của nó không ảnh hưởng

14

rõ ràng lên hệ số giãn nở nhiệt Giãn nở nhiệt ảnh hưởng rất nhiều đến độ bềnsốc nhiệt của sản phẩm.

Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu đặc trưng bằng các chỉ số sau:

+ Hệ số giãn nở nhiệt trung bình: tb=

Lt−Lto Lo(t−to)

+ Giãn nở nhiệt phần trăm: % =

Lt−Lto

Trong đó: Lto: chiều dài mẫu ở nhiệt độ to, hay nhiệt độ phòng

Lt: chiều dài mẫu ở nhiệt độ t

2.2.2.Độ dẫn nhiệt, tỷ nhiệt, độ dẫn nhiệt độ

2.2.2.1.Độ dẫn nhiệt

Độ dẫn nhiệt của vật liệu được đặc trưng bằng độ dẫn nhiệt λ theođơn vị kỹ thuật Kcal/mol.h.độ Độ dẫn nhiệt có một giá trị lớn đối với nhiệttổn thất qua tường, vòm lò ra môi trường xung quanh cũng như độ bền sốcnhiệt của sản phẩm Nếu tăng nhiệt độ, độ dẫn nhiệt của các sản phẩm thườngtăng Tuy nhiên cũng có vật liệu chịu lửa pha tinh thể nhiều, tạp chất ít, khităng nhiệt độ thì độ dẫn nhiệt λ giảm

Đa số vật liệu chịu lửa là loại dẫn nhiệt kém, độ dẫn nhiệt kém Độ dẫnnhiệt của samốt và đinat nhỏ hơn 50-100 lần so với độ dẫn nhiệt của kim loại

2.2.2.2.Tỷ nhiệt (nhiệt dung riêng)

Tỷ nhiệt là tỷ số giữa nhiệt dung riêng của vật liệu đối với nhiệt dungriêng của nước

Khi đốt nóng vật liệu chịu lửa tức là tăng nội năng của chúng phải tiêutốn một lượng nhiệt Lượng nhiệt để đốt nóng một đơn vị sản phẩm lên 1oCgọi là nhiệt dung riêng của sản phẩm

Nhiệt dung riêng của các vật liệu chịu lửa khác nhau thường nằm trongkhoảng 0,18-0,22 Kcal/kg.độ

2.2.2.3.Độ dẫn nhiệt

Tất cả các loại vật liệu chịu lửa ở nhiệt độ thấp là một chất điên môi rấttốt Nếu đốt nóng thì khả năng dẫn điện tăng lên ở 800oC-1000oC nó trở thànhvật dẫn điện tốt do có mặt pha lỏng xuất hiện ở nhiệt độ cao vì vậy lượng tạpchất va bản chất của chúng quyết định tính chất điện của vật liệu chịu lửa

Độ dẫn nhiệt của vật liệu thông thường tỷ lệ nghịch với điện trở riêngcủa chúng và điện trở này đo bằng Ω.cm Đối với vạt liệu chịu lửa người tangười ta đặc trưng điện trở bằng Ω/cm3, giá trị điện trở càng lớn có nghĩa làlượng tạp chất tạo pha lỏng trong vật liệu càng nhỏ

2.2.3.Độ xốp, độ hút nước, khối lượng thể tích

Tất cả các loại vật liệu chịu lửa đều có độ xốp, độ hút nước, chỉ trừ vậtliệu điện nóng chảy, thực tế độ xốp của chúng rất nhỏ và coi như bằng 0%.Nhìn chung độ xốp càng lớn, độ hút nước càng lớn thì khối lượng thể tích củavật liệu chịu lửa càng thấp Hầu hết vật liệu chịu lửa đều mong muốn có độnxốp nhỏ để cường độ cơ học của chúng sẽ cao, độ bền xỉ và nhiệt độ bắt đầubiến dạng dưới tải trọng được tăng lên…Qua độ bền xốp độ hút nước và khốilượng thể tích của vật liệu người ta có thể đánh giá, kiểm tra và điều chỉnhcông nghệ sản xuất

Vì vậy độ xốp độ hút nước và khối lượng thể tích của vật liệu là chittiêu quan trọng để đánh giá gián tiếp chat lượng của sản phẩm sản xuất ra.Trong gạch chịu lửa còn có các lỗ xốp kín, nó nằm cách biệt ở trong gạch vànước không thấm vào được Tổng các lỗ xốp kín đó gọi là độ xốp kín, do đó

độ xốp thực của vật liệu là tổng số độ xốp biểu kiến (xốp hở) và độ xốp kín.Theo TCVN 6530-1999 để xác định độ xốp, độ hút nước và khối lượng thểtích người ta cắt lấy mẫu hình lăng trụ hoặc trụ tròn có thể tích trên 50cm3.Mẫu này được làm sạch bụi bám, sấy, cân rồi cho vào trong nước để đảm bãohòa bằng cách đun sôi hoặc hút chân không Trong trường hợp vật liệu phảnứng với nước thì phải dùng dầu hỏa và phải hiệu chỉnh vì khối lượng riêngcủa dầu hỏa nhỏ hơn nước

2.2.4.Khối lượng riêng

Khối lượng riêng của vật liệu chịu lửa phụ thuộc vào thành phầnkhoáng hóa của chúng Trong quá trình nung pha tinh thể hình thành và kíchthước tinh thể tăng theo nhiệt độ Mặt khác pha thủy tinh cũng tạo ra mặc dùkhông nhiều Khi làm nguội pha thủy tinh sẽ đóng rắn và kết tinh Vì vậy khốilượng riêng của vật liệu chịu lửa nói chung là ổn định và ít dao động

2.2.5.Độ thấm khí và kích thước lỗ rỗng

Độ thấm khí là khả năng cho không khí hoặc khói lò qua sản phẩm ởđiều kiện nào đó Độ xốp nói chung đặc biệt là độ xốp hở, các lỗ xốp hở, liênthông với nhau là có ảnh hưởng lớn nhất tới độ thấm khí Mặt khác kích thước

lỗ xốp cũng có ý nghĩa quan trọng tới độ thấm khí Vì vậy nếu cấu trúc củagạch chịu lửa thay đổi thì độ thấm khí sẽ thay đổi rất nhiều tùy theo cấu trúccủa gạch mặc dù độ xốp của gạch thay đổi rất ít

Độ thấm khí có ý nghĩa rất lớn đối với gạch chịu lửa Đa số gạch chịulửa cần có độ thấm khí nhỏ để tránh khí lò, hơi kiềm thấm sâu vào gạch phảnứng với gạch hoặc ngưng đọng và gây nên ứng suất trong gạch hoặc phá hoạigạch Cũng có loại vật liệu chịu lửa cầm độ thấm khí lớn như trng các lò nấu

16

thép, ở đây phải thổi oxi hay argon vào thép lỏng Độ thấm khí cùng với độxốp và độ hút nước cho phép ta biết đầy đủ hơn cấu trúc của gạch chịu lửa.

Trong đó :  - Trị số dãn dài tương đối (biến dạng đàn hồi)

 - ứng suất kéo cực đại

E- Mô đun đàn hồi

1

E -Hệ số tỉ lệTrị số môđun đàn hồi E của các loại vật liệu chịu lửa bình thường vàokhoảng 2-1.106 KG/cm2, đối với các loại vật liệu kết khối đặc độ bền lớn nhưcorun, ôxyt manhê môđun đàn hồi có giá trị E = 4-3.106 KG/cm2

Để xác định độ bền nén theo TCVN 6530-1:1999 người ta khoan từ gạch để

có mẫu trụ đường kính 50±0,5 mm, hoặc đường kính 36±3 mm cao 36±3 mm.Nếu không có máy khoan có thể cắt gạch thành mẫu lập phương cạnh 50±0,5

mm Các mẫu này đặt trên máy ép thủy lực hoặc máy ép cơ tiêu chuẩn để xácđịnh lực phá hủy

2.3.2.2.Độ bền nén ở nhiệt độ cao

Đây là một tính chất quan trọng của vật liệu chịu lửa nói lên khả năngchịu áp lực nén ở nhiệt độ cao Tại các lò công nghiệp làm việc ở nhiệt độcao, vật liệu chịu lửa phải chịu áp lực nén gây ra do nhiều nguyên nhân khác

nhau Do đó độ bền nén ở nhiệt độ cao thể hiện khả năng làm việc của vật liệuchịu lửa trong những điều kiện nhất định.

Thông thường khi tăng nhiệt độ đến 1000-1100oC cường độ chịu néncủa đa số vật liệu chịu lửa đều tăng do có sự giãn nở nhiệt Do đó cường độ

cơ học hay độ bền nén đạt giá trị cực đại ở nhiệt độ 1000-1100oC

Khi tăng nhiệt độ lên cao nữa, trong vật liệu bắt đầu xuất hiện biến dạng dẻo

và tính đàn hồi ở nhiệt độ thông thường không còn nữa Do đó tùy theo loạivật liệu, tùy theo nhiệt độ, thùy theo tính chất và lượng pha lỏng xuất hiệntrong vật liệu mà độ bền nén của chúng sẽ thay đổi Để xác định độ bền nén ởnhiệt độ cao người ta cũng tiến hành tương tự như ở nhiệt độ ứng với nhiệt độlàm việc Độ bền nén ở nhiệt độ cao có vai trò rất quan trọng đối với bê tôngchịu lửa hay các khối lớn chịu lửa

2.3.2.3.Cường độ uốn

Một số vật liệu như tấm kê nung sứ vệ sinh hay gốm sứ dân dụng, haycác bao nung gốm sứ phải chịu uốn gây ra bởi sản phẩm đặt lên trên Ngoài ratrong công nghiệp, chúng ta còn thấy một số vị trí gạch chịu lửa phải chịu lựcuốn Do đó cường độ uốn của vật liệu chịu lửa cũng là một chỉ tiêu quan trọngcho một số trường hợp nhất định

Hiện nay chúng ta chưa có tiêu chuẩn để xác định cường độ uốn Tuynhiên ở một số nước người ta đo cường độ uốn theo phương pháp ba điểm.Mẫu có kích thước 25x25x150 mm, mẫu được đặt lên hai điểm là gối trụ quayđược có khoẳng cách 125 mm Lực ép được đặt tại điểm giữa qua gối trụcquay Cường độ chịu uốn được xác định theo công thức:

Ru=

3.F L 2.b.d2

Trong đó: F –lực phá hủy mẫu

L –Khoảng cách giữa hai gối đỡ

b –chiều rộng của mẫu

d –chiều dày của mẫuCùng với phương pháp trên người ta đo cường độ uốn ở nhiêt độ cao.Tuy nhiên cần lựa chọn gối đỡ và trụ ép là những vật liệu bền vững khôngphản ứng với vật liệu thí nghiệm ở nhiệt độ đo Nhìn chung cường độ uốn ởnhiệt độ thường của vật liệu chịu lửa hay sản phẩm gốm khác chỉ bằng 1/3đến 1/2 cường độ kéo

2.3.2.4.Cường độ kéo

Một số trường hợp ví dụ nồi nấu thủy tinh phải chịu lực kéo do chúngđựng đầy thủy tinh nóng chảy bên trong Việc xác định cường độ kéo nóichung là ít tiến hành do khó khăn tạo mẫu cũng như thiết bị đo Tuy nhiên với

18

vật liệu chịu lửa đặc biệt như nồi nấu hay vật liệu chịu lửa dạng gốm mịndùng trong những thiết bị đặc biệt người ta cũng phải đo cường độ kéo.

2.3.2.5.Cường độ chống bào mòn

Vật liệu rắn chuyển động trong lò như phối liệu, bụi tro xỉ, than,clinhke xi măng, …đều gây nên hiện tượng bào mòn gạch Nếu gạch khôngchống lại được tác dụng bào mòn thì lớp lót có thể bị phá hủy nhanh chóngkhả năng chống lại lực bào mòn không chỉ phụ thuộc vào mật độ, cường độcủa sản phẩm mà còn vào cấu trúc, cường độ liên kết giữa các hạt vật liệu vàbản than hạt vật liệu trong gạch chịu lửa

2.4.Lựa chọn sản phẩm thiết kế

Vật liệu chịu lửa samốt được sản xuất từ hỗn hợp đất sét hay cao lanh chịu lửavới nguyên liệu gầy samốt Đây là loại vật liệu chịu lửa phổ biến nhất vàchiếm 70% sản lượng vật liệu chịu lửa nói chung Tỷ lệ này cũng phù hợp vớinước ta trong giai đoạn hiện nay

2.4.1.Các chỉ tiêu kỹ thuật của gạch chịu lửa samốt A (TCVN 4710-1998):

1.Hàm lượng Al2O3 : không nhỏ hơn 35%

2.Độ chịu lửa: không nhỏ hơn 1730oC

3.Độ co phụ trong hai giờ ở nhiệt độ 1400oC: không lớn hơn 0,6%

4.Nhiệt độ bắt đầu biến dạng dưới tải trọng 0,2MPa: không nhỏ hơn 1400oC5.Giới hạn bền nén: 25MPa

6.Độ xốp biểu kiến: 22%

7.Khối lượng thể tích: 2÷2,2 g/cm3

8.Sai số kích thước:

Chiều dài: không nhỏ hơn hoặc lớn hơn 3mm

Chiều rộng: không nhỏ hơn hoặc lớn hơn 2mm

Chiều cao: không nhỏ hơn hoặc lớn hơn mm

9.Độ cong vênh:

Kích thước <250mm: ±2mm

Kích thước >250mm: ±2,5mm

10.Độ sứt góc cạnh:

Trên bề mặt làm việc: không lớn hơn 3mm

Trên mặt không làm việc: không lớn hơn 4mm

11.Vết cháy nứt:

Vết cháy riêng rẽ có đường kính: không lớn hơn 3mm

Chiều rộng vết nứt <0,5mm dài: không lớn hơn 20mm

230

113

65

55

CHƯƠNG 3: TÍNH CHẤT NGUYÊN VẬT LIỆU SỬ DỤNG

3.1.Nguyên liệu đất sét và cao lanh chịu lửa

3.1.1.Nguồn gốc và sự hình thành đất sét, cao lanh chịu lửa

Nguyên liệu sét là sản phẩm phong hóa của các khoáng đá trầm tích,

bao gồm củ yếu từ các khoáng sét như: caolimit, montmorilonhit, mônotermit,

thủy mica, galuadit,…

Đất sét được tạo nên do quá trình phân hủy vỏ trái đất, là sản phẩm phân hủy

và tác động tương hỗ với nước của nhóm khoáng fenfat và của một số khoáng

khác (tro núi lửa) Sự phân hủy đó xảy ra tác động nhiều năm của tác nhân khí

quyển, lý hóa, sinh hóa xảy ra trên bề mặt trái đất

Sản phẩm phong hóa của các khoáng trầm tích là đất sét và cao lanh, chúng

được hình thành tại chỗ hay đưa tới một vị trí khác Trường hợp đầu các lớp

khoáng được gọi là nguyên sinh hay eeluvi, còn trường hợp thứ hai gọi là thứ

sinh hay trầm tích Đất sét thứ sinh có ba loại chủ yếu:

+Đất sét eluvi –được biếu thị đặc trưng cho các lớp khoáng có tính phân vỉa,

thành phần không đồng nhất và bị lẫn bởi các tạp chất nhỏ

+Đất sét bang hà –chúng có độ tạp chất lớn, bao gồm đá có kích thước khác

nhau, từ đá tảng đến đá dăm nhỏ

+Đất sét hoàng thổ -đặc trưng cho các lớp sét có tạp chất cao Đất sét có độ

phân tán cao và cấu trúc độ xốp lớn

3.1.2.Thành phần khoáng và thành phần hóa

3.1.2.1.Thành phần khoáng

Đất sét chịu lửa chia làm ba loại :

+Đât sét loại calimit+Loại hydromica va monotermit+Loại huydratgilit

Cũng có loại đất sét nằm trung gian giữa ba loại trên do có sự hỗn hợp

giữa các khoáng này Phổ biến nhất là đất sét caolinhit, còn huydratgilit thì

hiếm gặp hơn Đất sét caolinhit và hydromica có thành phần hóa học gần

giống nhau, nhưng đất sét caolinhit chứa nhiều oxit nhôm có tính kết khối

cao, còn loại nhiều kiềm như môntermit có độ kết khối thấp hơn

Caolinhit –Al2O3.2SiO2.2H2O có khối lượng riêng 2,58-2,59 g/cm3, có độ rắn

gần bằng 1, mầu trắng hay vàng tươi nếu có lẫn tạp chất sắt hay hữu cơ

Caolinhit nằm ở dạng tinh thể hình lăng trụ hay những tấm riêng biệt Axit

HCl, HNO3 không có tác dụng với caolinhit, còn axit H2SO4 đậm đặc khi đun

nóng phân hủy caolinhit dễ dàng

Khoáng monotermit – 0,2R2O.Al2O3.3SiO2.1,5H2O+aq có tinh thể hình

tấm, không tạo thành liên tinh thể Đất sét có nhiều monotermit có độ dẻo

cao, nhiệt độ kết khối thấp

65

113

55 230

65

113

55 230

65

113

55 230

65

113

55 230

65

113

55 230

65

113

55 230

65

113

55 230

65

113

55 230

Khoáng hydratgilit –Al(0H)2 có khối lượng riêng 2,35 g/cm3, độ rắntrung bình 2,5÷3,5 mầu trắng Tinh thể dạng vẩy mỏng, thường lẫn với cácquặng khác của hydrat nhôm.

<15%, loại bán axit Al2O3: 15-30%, loại bazơ Al2O3 >40% Tăng hàm lượngoxit nhôm thì độ chịu lửa của chúng tăng lên Oxit nhôm trong đất sét ở dạngkhoáng caolimit, hydro alumosilicat đôi khi ở dạng hydrat nhôm

Các tạp chất khác từ 6-7% trong đó có sắt, canxi, manhe, kali, natri,… sắtnằm ở dạng piritmackarit (FeS2), cacbonat sắt (FeCO3), hydrat sắt Đặc biệt cóhai loại là mackazit, nếu kích thước hạt đến 3-5 mm hay to hơn nữa dễ làmhỏng máy nghiền Pirit ở dạng cỡ 2mm sẽ tạo nên nốt đen trên mặt sanephẩm Nếu tạp chất sắt hạt mịn và phân bố đồng đều thì sản phẩm ít bị ảnhhưởng Hàm lượng sắt trong cao lanh không quá 0,5-1,5 mm, còn trong đấtsét là 0,5-3,5 mm

Hàm lượng kiềm trong đất sét ở dạng mica hay trường thạch vàokhoẳng 0,5-1,5 %

Tạp chất phổ biến nhất trong đất sét và cao lanh chịu lửa là oxit titan –TiO2 Hàm lượng riêng của chúng trong đất sét chịu lửa khoảng 0,5-2 % oxitkiềm thổ CaO, MgO có tới 1-1,5 % Ngoài ra còn có các tạp chất hữu cơ trongđất sét đến 10-15 % Các tạp chất có ảnh hưởng tới độ chịu lửa và độ kết khốicủa đất sét và cao lanh của sản phẩm samốt khi nung

3.1.3.Thành phần hạt của đất sét, cao lanh chịu lửa

Mức độ phân tán của đất sét được đặc trưng bằng kích thước hạt Độphân tán có giá trị lớn để đánh giá độ dẻo, độ liên kết và độ kết khối của sảnphẩm đất sét cũng như độ tạp chất có trong đất sét Độ liên kết độ kết khốiphụ thuộc vào hàm lượng hạt nhỏ nhất của chúng tức là cỡ hạt nhỏ hơn 0,2-2

µm Khi xem xét đặc tính bản chất và hàm lượng của tạp chất, người ta đặctrưng bằng lượng hạt lớn hơn 0,05-0,1mm

Đất sét và cao lanh chịu lửa có lượng hạt nhỏ hơn 0,1 µm chênh lệchnhau rất nhiều, đây cũng là một trong nhưng nguyên nhân là đất sét dẻo hơncao lanh Độ dẻo và độ liên kết có quan hệ chặt chẽ với lượng hạt rất mịn đóYêu cầu độ phân tán nguyên liệu để sản xuất Samốt B là :

- Cao lanh có hàm lượng hạt : < 2µm: 28 – 80 %

< 0,5µm: 10 – 35 %

< 0,1µm: đến 0,2 %

22

Theo độ dẻo người ta chia ra: loại rất dẻo, dẻo trung bình, ít dẻo vàkhông dẻo Đa số cao lanh thuộc dạng ít dẻo và không dẻo.

Độ phân tán có liên quan đến độ dẻo và đều liên quan đến lượng nướcnhào trộn để làm đất sét trở nên dẻo Nếu tăng lượng nước này lại liên quanđến độ co của đất sét khi sấy chúng

Trong thực tế ít khi xác định độ dẻo vì nó không có giá trị quyết địnhtrong sản xuất Trong sản xuất thường trộn phối liệu trong máy trộn con lăn

và tạo hình nén bán khô thì độ dẻo cao không phải là tính chất quan trọnglắm

3.1.4.2.Khả năng liên kết

Là khả năng tạo hình của đất sét sau khi đã làm khô mà vẫn duy trìđược hình dạng và cường độ nhất định Đất sét càng dẻo thì khả năng liên kếtcàng lớn, khả năng liên kết có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất samot vì nhờkhả năng liên kết tốt của đất sét trong sản xuất samot có thể dùng nhiều samotlàm gầy mà phối liệu vẫn đảm bảo tính chất tạo hình sản phẩ, ít co khi nung,kích thước chính xác

3.1.5.Độ kết khối của đất sét

Tính chất kết khối của đất sét ở nhiệt độ nung xác định cho ta khả năngnhận được sản phẩm có mật độ và cường độ cần thiết Độ kết khối của đất sétđược đặc trưng bằng các chỉ tiêu: mức độ đặc của sản phẩm ở nhiệt độ xácđịnh, khối lượng thể tích và độ hút nước

Nhiệt độ kết khối là nhiệt độ khi đó sản phẩm xít đặc nhất, khoảng kếtkhối là khoảng nhiệt độ mà sản phẩm được tiến hành đặc xít nhất, là khoảngcách giữa nhiệt độ kết khối và nhiệt độ biến dạng của vật liệu

Đất sét khi nung sẽ đặc xít lại, độ hút nước lớn hơn 2% khối lượng thể tích2,4-2,5 g/cm3 Khi nung quá đất sét sẽ phồng lên, khối lượng thể tích giảm,nhưng độ hút nước và độ xốp biểu kiến có thể không tăng Vì khi đó đất sétnung sẽ tạo thành phần pha thủy tinh có thể tạo thành các lỗ xốp kín khôngcho nước thấm vào được

Độ kết khối của đất sét cao lanh phụ thuộc và chất lượng nóng chảycũng như vào độ phân tán chất nóng chảy trong đất sét Đất sét phan tán cao(hạt min) chứa 4-6% chất nóng chảy, khoảng kết khối từ 100-150oC Như vậynếu tăng nhiệt độ nung lên 50-100oC sản phẩm không bị phồng hay biến dạng

Đất sét có ít chất nóng chảy , nhiệt độ kết khối và khoảng kết khối có thể kéodài.

Sự kết khối của đất sét kèm theo hiện tượng co lửa khoảng 10-16%.Các tạp chất có kích thước lớn đặc biệt là các quắc làm giảm độ co lửa của đấtsét và giảm mật độ của sản phẩm nung Đất sét có chứa than, mặc dù độ phântán cao, độ dẻo và độ co lớn nhưng kết khối kém Nguyên nhân chủ yếu là ở800-900oC than mịn cháy đi để lại các lỗ xốp khi nung rất cần thiết khi sửdụng đất sét làm chất kết dính, cũng như khi sản xuất samot

Yêu cầu cơ bản của đất sét để làm samot là độ chịu lửa của chúng, cũngnhư của cao lanh không nhỏ hơn 1580oC Tùy thuộc yêu cầu chất lượng màhàm lượng chất nóng chảy không quá 5-7% Nếu tăng hàm lượng Al2O3 vàgiảm các chất nóng chảy thì các tính chất của vật liệu chịu lửa sẽ tăng lên.Tuy nhiên để nhận sản phẩm kết khối đặc từ nguyên liệu tinh khiết hơn thìphải nung ở nhiệt độ cao hơn

Nói chung đất sét và cao lanh của nước ta rất phong phú có nhiều mỏtrữ lượng lớn và chất lượng cao Hiện nay có nhiều mỏ đang được nghiên cứu

và sử dụng như ở: Lào Cai, Phú Thọ, Tuyên Quang, Trúc Thôn,…

24

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA THÀNH PHẦN PHỐI LIỆU

Nếu giảm lượng hạt nhỏ và tăng lượng hạt lớn một cách tương đối thìsản phẩm sẽ giảm độ co và tăng độ bền nhiệt Vì khi tăng lượng hạt nhỏ màgiảm Dmax thì sản phẩm có cường độ tăng, mật độ tăng và độ bền xỉ tăng.Ngược lại nếu giảm lượng hạt nhỏ và tăng Dmax thì lại tăng độ bền nhiệt

Với sản phẩm samot thì sự sắp xếp các hạt, thành phần hạt của nó cógiá trị quyết định đến tính chất của sản phẩm Do vậy, thành phần hạt củanguyên liệu gầy lựa chọn sử dụng nhiều cỡ hạt phối hợp sẽ cho sản phẩm cómật độ cao, xốp thấp Lựa chọn thành phần hạt gián đoạn với 3 cỡ hạt cóDmax=3 mm bao gồm các cỡ hạt là:

Theo tính toán lý thuyết thì sản phẩm nhiều samốt, chứa đất sét kếtdính 15-20% đạt được mật độ cao nhất khi nung với các cỡ hạt như sau:

Sản phẩm samot là loại sản phẩm có mật độ cao, sử dụng nhiều samốt,

do đó hình dáng và phương pháp sắp xếp các hạt sao cho đảm bảo các hạt xítchặt nhất, liên kết tốt nhất Do đó ta chọn: n = 0,38

Ta tính phần trăm các cỡ hạt của nguyên liệu gầy samốt :

26

4.2.Tính toán thành phần phối liệu

 Đất sét Trúc Thôn Hải Dương:

Bảng4.1: Thành phần hóa của đất sét Trúc Thôn Hải Dương.

- Hàm lượng Al 2 O3=

30,74∗100 101,34 =30,33%

Bảng4.2: Thành phần hóa của đất sét Trúc Thôn Hải Dương đã quy về 100%.

- Hàm lượng Al 2 O3=

30,33∗100 92,5 =32,79%

- Hàm lượng Fe 2 O3=

3,46∗100 92,5 =3,74%

- Hàm lượng CaO=

0,69∗100 92,5 =0,76%

- Hàm lượng MgO=

2,76∗100 92,5 =2,98%

- Hàm lượng K2O=

0,49∗100 92,5 =0,53%

- Hàm lượng Na 2 O=

0, 49∗100 92,5 =0 ,53

- Hàm lượng SO 3=

0,1∗100

101,34 =0,1%

Bảng4.3: thành phần hóa của đất sét Trúc Thôn loại bỏ MKN.

Hàm

lượng(%)

 Samot Tấn Mài Quảng Ninh:

Bảng4.4: Thành phần hóa của Samot Tấn Mài Quảng Ninh

- Hàm lượng CaO=

1,16∗100 92,98 =1,25%

- Hàm lượng MgO=

0,68∗100 92,98 =0,72%

Bảng4.6: Thành phần hóa của samot Tấn Mài Quảng Ninh đã loại bỏ MKN.

{32,79∗X+42∗Y =40 X +Y =1 =>{Y =0,78 X=0,22

Mật độ cao nhất của sản phẩm nung đạt được khi chứa đất sét kết dính15-20% Đối với sản phẩm nhiều samot, đất sét kết dính dùng từ 15-20% vớisản phẩm samot thường đất sét kết dính từ 40-50%

Vậy ta chọn công thức trộn phối liệu là 22% đất sét và 78% samot

30

Bảng4.7: Thành phần hóa của phối liệu.

Kiểm tra lại số mol:

Bảng4.8: Quy đổi về số mol của thành phần phối liệu.

Bảng4.9: Thành phần hạt của phối liệu.

0,1 0,2 0,3

R2O+RO+R2O3

PHẦN B: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỊA ĐIỂM ĐẶT NHÀ MÁY

Trong công cuộc đổi mới, xây dựng và hiện đại hóa đất nước, vấn đềxây dựng cơ sở hạ tầng kinh tế là một yêu cầu bức xúc trong đó ngành xâydựng cơ bản và đặc biệt là nghành sản xuất vật liệu xây dựng trở nên rất quantrọng Để đáp ứng được nhu cầu sử dụng vật liệu ngày càng tăng của ngànhxây dựng thì cần phải chú trọng phát triển các nhà máy sản xuất vật liệu xâydựng

Với mục đích như vậy, chọn đề tài thiết kế nhà máy sản xuất gạchsamốt A công suất 65.000 tấn/năm Tạo hình theo phương pháp bán khô tạikhu công nghiệp Đồng Văn thuộc tỉnh Hà Nam Địa điểm xây dựng nhà máynằm trên mặt bằng với các điều kiện cụ thể như sau:

+Diện tích xây dựng: mặt bằng xây dựng rộng 2ha đủ cho điềukiện xây dựng và đầu tư mở rộng

+Vị trí địa lý: Khu công nghiệp Đồng Văn nằm cạnh quốc lộ I,cách thành phố Phủ Lý 20 km, cách trung tâm Hà Nội 40km

+Về nguyên liệu: Nguyên liệu đất sét có độ ẩm từ 18-22% nhàmáy nhập từ mỏ đất sét Trúc Thôn-Hải Dương, vận chuyển bằng ôtô vê nhàmáy Nguyên liệu gầy samốt Tấn Mài nhập về từ nhà máy gạch chịu lửa CầuĐuống ở dạng viên có kích thước như viên gạch xây, vận chuyển bằng ôtô vềnhà máy

+Nhiên liệu: Nhiên liệu chính là than đá Quảng Ninh được vậnchuyển từ Quảng Ninh

+Về nguồn cung cấp điện nước: sử dụng nguồn điện đã đượccung cấp cho khu công nghiệp

+Thị trường tiêu thụ sản phẩm: sản phẩm của nhà máy được xếpthành từng lô và bao gói Quá trình phân phối sản phẩm nhờ hệ thống giaothông gần kề, thuận lợi cho việc vận chuyển sản phẩm bằng đường bộ hayđường sắt

+Nguồn nhân lực: Khu công nghiệp nằm gần khu dân cư ở vị tríthuận lợi về tiềm năng phát triển, nhà máy dễ dàng tuyển chọn nguồn laođộng dồi dào tại địa phương Hơn nữa Nhà máy có thể sử dụng lao động cóchất lượng từ các trường Đại học, Cao đẳng và Trung cấp tại các địa bàn phụcận như: Hà Nội, Bắc Giang, Quảng Ninh, Hải Dương, Hải Phòng

+Điều kiện về giao thông: Nhà máy có hệ thống đường giaothông liên kết giữa mạng giao thông nội bộ khu công nghiệp với các tuyếnquốc lộ và tỉnh lộ thuận lợi cho các hoạt động sản xuất và kinh doanh của Nhàmáy

+Điều kiện về thông tin liên lạc: Với vai trò là một khu côngnghiệp chủ lực của tỉnh Bắc Ninh, khu công nghiệp Quế Võ được trang bị hệthống thông tin liên lạc kết nối với cả nước và thế giới

+Điều kiện về Phòng cháy chữa cháy- An toàn lao dộng- Bảo vệmôi trường: Khu công nghiệp được trang bị đầy đủ các phương tiện và hệthống các qui định theo tiêu chuẩn về Phòng cháy chữa cháy-An toàn laodộng-bảo vệ môi trường.

Với các điều kiện như trên, vị trí xây dựng nhà máy là hợp lý thuận lợi

cả về giao thông, cung cấp nguyên nhiên liệu, tiêu thụ sản phẩm và tận dụngđược cả nguồn nhân lực địa phương

34

CHƯƠNG 2: DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT VÀ TÍNH TOÁN CÔNG

NGHỆ

2.1.Lựa chọn phương pháp sản xuất

Có hai phương pháp chủ yếu để tạo hình sản phẩm chịu lửa samot:phương pháp dẻo bà phương pháp bán khô

2.1.1.Tạo hình dẻo

Sản phẩm samot tạo hình từ phối liệu có nhiều điểm chung tương tự vớiphương pháp sản xuất gạch xây dựng Ở phương pháp này đất sét chiếm 40-50%, phải dùng đất sét dẻo phân tán cao, tan rữa trong nước tạo thành khốidẻo có độ ẩm tương đối đến 30%, còn độ ẩm của phối liệu là 16÷20%

Nhược điểm cơ bản của phương pháp tạo hình dẻo là: viên mộc conhiều khi sấy, nung (8-9%) do đoảnh hưởng xấu đến kích thước và hình dạngchính xác của sản phẩm Độ ẩm lớn nên quá trình sấy kéo dài ảnh hưởng đếngiá thành, viên mộc quá mềm dễ bị biến dạng Các sản phẩm tạo hình dẻo đềugiảm độ bền nhiệt Vì thế phương pháp dẻo tí dùng chỉ để tạo hình những sảnphẩm phức tạp, khối lớn, có thể tạo hình bằng thủ công, bằng phương tiệnđơn giản hơn so với phương pháp ép bán khô

Qua hai phương pháp trên, em xin chọn phương pháp: gia công nguyênliệu và tạo hình sản phẩm theo phương pháp bán khô, phù hợp với nguyênliệu của nhà máy là đất sét và độ ẩm của phối liệu đem tạo hình khoảng 6%,theo nguyên tắc của dây chuyền công nghệ và thiết bị phù hợp, đạt yêu cầukinh tế kỹ thuật

Sơ đồ đây chuyền công nghệ của nhà máy

Bunke chứa

Băng tải 4

Băng tải 5

Băng tải 6 Sàng phân loại Bunke Gầu nâng 1

Trộn hai trục

Lò nung tuynel Nhiên liệu

bunke samốt mịn Sàng phân loại

Kho sản phẩm Tạo hình

Định lượng Bunke samốt thô

Phân loại, kiểm tra Gầu nâng 4

Bunke samốt TB

Bun

ke c hứa

Định lượng

Định lượng Định lượng

Máy nghiền bi Sàng phân loại

2.2.Công nghệ sản xuất

2.2.1.Chuẩn bị phối liệu

Trong sản xuất sản phẩm Samốt A , đất sét chịu lửa được dùng để sảnxuất vật liệu làm gầy là Samốt và chất kết dính Các công đoạn sản xuấtSamốt A ở giai đoạn chuẩn bị phối liệu gồm 2 phần: chuẩn bị đất sét làm chấtkết dính và chuẩn bị chất làm gầy samốt, sau đó tiến hành trộn phối liệu vàlàm ẩm chúng tạo hình

2.2.1.1.Gia công samốt ( chất làm gầy)

Samốt được vận chuyển về nhà máy bằng ôtô sau đó được vận chuyểntrực tiếp về kho samốt của nhà máy, sau đó được đem đi gia công

Nguyên liệu: Samốt Tấn Mài được đưa vào máy đập hàm để nguyênliệu có kích thước hạt không lớn hơn 200 mm Sau đó nguyên liệu được đập

sơ bộ đến cỡ hạt nhỏ hơn 30 mm và được gầu tải đưa lên bunke Từ bunkenguyên liệu được cấp vào máy nghiền Begun, qua máy nghiền Begun nguyênliệu có cỡ hạt nhỏ hơn 12mm được gầu tải chuyển vào máy sàng rung để phânloại cỡ hạt nhỏ hơn 12mm, rồi lại được gầu tải chuyển tới bunke chảy tràn.Một phần sẽ được chuyển về máy nghiền Begun, một phần được cấp liệu chomáy nghiền bi.Qua máy nghiền bi nguyên liệu samốt được nghiền mịn vàđược gầu tải chuyển tới bunke chứa riêng

2.2.1.2.Gia công đất sét chất kết dính

Nguyên liệu đất sét, cao lanh được sấy khô và nghiền mịn Đất sét ởkho được băm đến kích thước nhỏ hơn 150mm rồi được vận chuyển đến máycắt thái thành các lát mỏng chiều dày không quá 15mm Tiếp đó được gầunâng chuyển tới băng tải, băng tải chuyển nguyên liệu vào máy sấy thùngquay với độ ẩm không lớn hơn 8% nhiệt độ khí vào 700-800oC Sau đó đượcgầu tải chuyển xuống bunke chứa và được làm nguội nhờ bunke có của thoát

ẩm, hơi nước Khi đến nhiệt độ thường thì được nghiền mịn bằng máy nghiềnlôxô rồi được vận chuyển vào bunke chứa riêng với độ mịn của đất sét nhỏhơn 0,5mm

2.2.1.3.Lựa chọn thành phần hạt

Thành phần hạt samốt có ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng sảnphẩm, việc điều chỉnh thành phần hạt có thể thay đổi tính chất của chúng nhưcường độ, mật độ, độ bền xỉ, độ bền nhiệt, độ thấm khi,…Thành phần hạt liêntục cho phép sử dụng cả các cỡ hạt tạo ra khi nghiền ở các máy nghiền khácnhau tuy nhiên trong sản xuất một số máy nghiền khó có thể nghiền đượcthành phần hạt liên tục vì vậy để sản xuất samốt A người ta dùng thành phầnhạt gián đoạn

Mật độ cao nhất của sản phẩm nung đạt được khi chứa đất sét kết dính

là 15-20%, samốt là 80-85%

2.2.2.Trộn và tạo hình sản phẩm

Để tạo tốt hơn sự liên kết giữa đất sét và hạt Samốt, trong quá trìnhtrộn, các hạt Samốt lớn được làm ẩm bằng nước và có pha gỉ đường.Nhiệm vụ

trộn của máy trộn không những phân phối đều giữa đất sét và các hạt Samốt,

mà còn làm nhiệm vụ liên kết giữa các hạt Samốt với nhau

Thứ tự trộn như sau: Trước hết cho máy chạy ổn định, sau đó cho các

cỡ hạt samốt thô vào máy, làm ẩm bằng nước có gỉ đường để đạt được 2/3lượng ẩm quy định, sau đó cho máy quay 2 đến 3 phút để trộn đều, cho tiếpbột Samốt nghiền bi quay đều 2 đến 3 phút, cho tiếp lượng nước còn lại vacuối cùng cho lượng đất sét vào trộn đều 2 đến 3 phút rồi tháo liệu

Sau khi trộn xong phối liệu được nén trong khuôn, cường độ và mật độphụ thuộc vào quá trình nén, các lớp đất sét trên bề mặt hạt samốt khi nén cầnphải tiếp xúc chặt chẽ để đảm bảo kết khối khi nung, áp lực nén càng lớn, sựtiếp xúc càng nhiều thì quă trình làm chặt hay kết khối càng tốt Tuy nhiên áplực nén quá cao sẽ gây phế phẩm quá nén do tạo ra các kẽ nứt song song với

bề mặt nén Quá nén là do biến dạng đàn hồi của viên mộc, nó giãn nở theochiều cao sau khi ngừng nén và gây ra vết nứt quá nén Đại lượng biến dạngđàn hồi này phụ thuộc trước tiên vào lượng không khí bị nén vì vậy tất cả cácbiện pháp khử không khí trong khuôn đều giảm khả năng quá nén ,các biệnpháp đó là phối liệu khi gia công được làm sít đặc và khử không khí, tănglượng hạt samốt phối liệu nén có hạt ,lựa chọn độ ẩm thích hợp nhất , tăngthời gian chu trình ép và thời gian duy trì ở áp lực cuối cùng, đốt nóng phốiliệu chọn chế độ thích hợp(ép một bậc , ép nhiều bậc), chọn phương pháp éptốt nhất (ép hai phía, côn di động ) Khi nén phối liệu bị ma sát vào thànhkhuôn, cho nên mật độ ở thành khuôn nhỏ ở giữa , lớp phối liệu sát bề mặtthớt nén sít đặc hơn lớp ở giữ, vì thế để tăng chất lượng sản phẩm, người tanén hai phía và thành khuôn di động

Để tạo hình loại gạch nhiều samốt, người ta dùng máy nén CM-704 haymáy nén thuỷ lực, sản phẩm có chiều cao lớn có thể dùng máy ép trục khuỷu,máy ép vít

2.2.3.Sấy sản phẩm tạo hình

Độ ẩm của viên mộc sau khi sấy tuỳ theo phương pháp tạo hình mà có

độ ẩm khác nhau, cần phải sấy để có độ ẩm còn lại là nhỏ nhất trước khi đưavào lò nung.Khi độ ẩm của viên mộc nhỏ hơn 2 đến 3% nó có độ dòn cao, khivận chuyển hoặc xếp vào lò đễ bị sứt góc cạnh, dẫn đến tăng phế phảm Sảnphẩm sau khi nén bán khô xong được đưa lên xe goòng vào lò nung tuynel, ở

đó nó được tiến hành sấy và nung luôn , do đó không nên đưa viên mộc có độ

ẩm cao vào lò vì sẽ ảnh hưởng không tốt đến chất lượng sản phẩm

Trong phối liệu có Samốt nên quá trình sấy tiến hành nhanh hơn, nhờsamốt có độ xốp nên sẽ xúc tiến việc bốc hơỉ ẩm ra ngoài, làm giảm sự chênhlệch nguy hiểm về hơi ẩm

Khi tiến hành sấy và nung đối với sản phẩm Samốt hợp lý nhất là giaiđoạn sấy đầu tiên phải đảm bảo môi trường sấy có độ ẩm tương đối cao (75đến 80%) để tăng nhiệt độ sản phẩm mà không bốc hơi ẩm từ bề mặt, làm nhưvậy để tăng độ dẫn ẩm của sản phẩm , sau đó tiếp tục tăng nhiệt độ và giảm

độ ẩm tương đối của môi trường sấy xuống

38

2.2.4.Nung sản phẩm

Nung sản phẩm là giai đoạn cuối cùng của quá trính sản xuất vật liệuchịu lửa, đây là giai đoạn quyết định nhất , nhiệm vụ của quá trình nung là kếtkhối làm sít chặt đến mức cần thiết để đảm bảo tính ổn định thể tích khi sửdụng Nhiệt độ nung cao thì sản phẩm co cường độ cao, mật độ lớn và mềmsản phẩm nhưng nó bị biến dạng do bị clanhke hoá, có thể nứt nẻ Hiện tượngnứt nẻ có thể do ứng xuất xuất hiện khi nung lớn hoặc do nhiệt độ phân bốkhông đều

Bảng 2.1: Quá trình hóa lý xảy ra khi nung bán sản phẩm samốt.

Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O → Al 2 O 3 + 2SiO 2 + H2O

Bắt đầu phân ly cacbonat, phân hủy các tạp chất hữu cơ, co

ngót đến 0,5%

30÷50

600÷1000 Kết thúc phản ứng oxi hóa và phản ứng phân hủy, phân ly

cacbonat:

CaCO 3 →CaO + CO 2 , ôxi hoá pirit:

FeS 2 + 5O → FeO + 2SiO 2

Thay đổi thể tích, co tương ứng 1-1,5 %

50÷70

1000÷1200 Hình thành chất nóng chảy đồng thời bắt đầu tách mulit và

crítôbalit.

3(Al 2 O 3 2SiO 2 ) → 3Al 2 O 3 2SiO 2 + 4SiO 2

Bắt đầu kết khối xương.

30÷50

1200÷1350 Tinh thể mulit phát triển cực đại, kết khối xương, phản ứng

toả nhiệt, co từ 2-5%. 10÷151350÷ nhiệt

2.3.Lập chế độ làm việc Tính cân bằng vật chất

2.3.1.Lập chế độ làm việc

Trong nhà máy sản xuất gạch chịu lửa Samốt A do tính chất từng côngviệc khác nhau, do đó chế đọ làm việc của từng phân xưởng cũng khác nhau,nhưng phái đảm bảo phù hợp cho tuyến công nghệ cho sản xuất và liên tục

Với phân xưởng chuẩn bị nguyên liệu và tạo hình, chế độ làm việcđược xác định như sau:

A = 365 - ( x+y+z)Trong đó : x-là số ngày chủ nhật và thứ bảy trong năm ( x= 52 ngày)

y-là số ngày lễ tết ( y= 8 ngày )z-là số ngày sửa chữa lớn ( z= 5 ngày)Vậy: A= 365- (52 + 8 + 5 ) = 300 ngày

Trong phân xưởng này, dây chuyền khép kín từ đầu vào đến đầu ra,

do đó số ca làm việc trong ngày là 2, số giờ làm việc trong mỗi ca là 8, nên

số ca làm việc trong một năm là : 300 x 2 = 600ca

Số giờ làm việc trong một năm là : 600 x 8 = 4800 giờ

Với phân xưởng sấy nung: Để đảm bảo cho buồng đốt liên tục vàkhông ngừng ( do đặc điểm của lò nung tuynen ), phân xưởng này phải làmviệc 3 ca trong một ngày, mỗi ca là 8 giờ, trong một năm chỉ nghỉ 15 ngày đểsửa chữa lò

Số ngày làm việc trong một năm là : 365 – 15 = 350 ngày

Số ca làm việc trong một năm là : 350 x 3 = 1050 ca

Số giờ làm việc trong một năm là : 1050 x 8 = 8400 giờ

Bộ phận cung cấp nhiên liệu : Làm việc như bộ phận chuẩn bị nguyên

liệu

Với bộ phận hành chính sẽ làm việc theo chế độ hành chính hiện hành

là mỗi ngày làm việc 1 ca 8 giờ

Bộ phận kỹ thuật trực tiếp điều hành thì sẽ làm việc theo chế độ củaphân xưởng phụ trách

Bộ phận bảo vệ làm việc 3 ca mỗi ngày, trong cả 365 ngày

2.3.2.Tính cân bằng vật chất

2.3.2.1.Thể tích của gạch mộc trước khi nung, độ co C N = 3%

a,Gạch tiêu chuẩn

Thể tích của một viên gạch tiêu chuẩn trước khi nung có kích thước: dàixrộngxcao= axbxh= 230x13x65 mm Vậy kích thước viên gạch trước khi nung có