ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU CHỊU LỦA SAMOT.DOC

đồ án tốt nghiệp vũ trần nam Phần I: Mở Đầu Ch ơngI Biện luận đề tài thiết kế Vật liệu chịu lửa là loại vật t kỹ thuật rất cần thiết cho hoạt động của tất cả các ngành công nghiệp nh: 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 bớc phát triển vợt trội. Một trong những sản phẩm silicat đang đợc nhà nớc đầu t, 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 nh: - 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 nớc ta có khoảng 90000 tấn vật liệu chịu lửa đợc sản xuất ra với tất cả các chủng loại đã phần nào đáp ứng đợc nhu cầu tiêu dùng của các ngành công nghiệp. Nhng với nhu cầu ngày một lớn của các ngành công nghiệp thì lợng gạch chịu lửa ở nớc ta sản xuất ra nh vậy vẫn cha thể đáp ứng đủ. Vì thế nên ở nớc ta hàng năm các ngành công nghiệp vẫn phải nhập về từ nớc ngoài lợng 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 hớng đến năm 2020 ta thấy nhu cầu về vật liệu chịu lửa phục vụ cho các ngành công nghiệp nh bảng sau: Đơn vị Năm 2000 Năm 2005 Năm 2010 Năm 2020 Gạch chịu lửa Samot Tấn 6840 10380 14340 22200 Gạch kiềm tính Tấn 7500 12300 17600 28300 Gạch Cao Alumin Tấn 5000 8200 11800 18900 Cnvl silicat k44 1 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam 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 nh công nghệ vật liệu silicat Việt Nam bớc vào thế kỷ 21. Đồ án thiết kế đợc giao nhiệm vụ: Thiết kế nhà máy sản xuất vật liệu chịu lửa Samot năng suất 25000 Tấn/năm là một bớc tập dơc quan trọng để tăng cờng nguồn lực khoa học công nghệ cho ngành trong thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc. Cnvl silicat k44 2 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam Ch ơng II lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy và phơng án sản phẩm I. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy 1.Các yêu cầu chủ yếu của địa điểm đ ợc 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, đờng giao thông không đắt, có thể nối với hệ thống đờng sắt. Mặt bằng tơng đối phẳng, hơi dốc, dễ thoát nớc, nền đất có cờng 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 t, tích luỹ cho nhà nớc. 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, nớc, khí hậu điều kiện tiêu thụ sản phẩm tơng 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 trởng kinh tế: Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh ). Phía bắc giáp quốc lộ 1 A và đờng sắt quốc gia. Phía tây giáp xã Đồng Nguyên Cnvl silicat k44 3 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam Phía đông giáp mơng 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, đợc huy động theo hình thức cuốn chiếu. Trong đó trớc 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 t của từng giai đoạn nh sau: Diện tích chiếm đất (ha) Vốn đầu t (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 đờng 1A và 1B nối Hà Nội - Bắc Ninh - Bắc giang - Lạng Sơn. Ngoài ra còn gần các tuyến giao thông, cảng bốc xếp đờng sông ( sông Đuống, sông Cầu và cảng sông Cầu), gần đờng xe lửa Bắc Nam sát với tuyến đ- ờng sắt đi Lạng Sơn sang Trung Quốc. Vị trí xây dựng nhà máy trong khu công nghiệp, nhà máy xây dựng theo h- ớng gió đông nam, cổng chính nhà máy mở ra con đờng huyết mạch giữa đờng 1 A cũ và đờng 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 cha đầu t. 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 ( 0 C) Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất trong năm : 30,1 ( 0 C) Nhiệt độ trung bình tháng tháp nhất trong năm : 16,3 ( 0 C) Số giờ nắng trong năm : 1429 (h) Lợng ma cả năm : 1558 (mm H 2 O) Tốc độ gió mạnh nhất : 34 (m/s) Cnvl silicat k44 4 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam Độ ẩm tơng đối trung bình tháng : 79 (%). b.Điều kiện kinh tế xã hội Tỉnh Bắc Ninh với diện tích 197,9 (km 2 ) tốc độ tăng trởng kinh tế từ năm 1997 đến nay là 12,5 (%), năm 2000 là 16,6(%). Trong đó tốc độ tăng trởng kinh tế của thị xã Bắc Ninh và Huyện Từ Sơn là cao nhất trong tỉnh. Đặc biệt huyện Từ Sơn nằm trên trục đờng quốc lộ 1A , dân c 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 nh đất để xây dựng điểm dân c 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 đợc trải bê tông nhựa hoàn toàn và đợc chiếu sáng bằng đèn cao áp hiện đại. Từ đây có thể thông thơng với các trung tâm kinh tế lớn nh Hà Nội Hải Phòng - Quảng Ninh bằng đờng 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 lới điện 110/22 (kv). (2 máy 40 MVA) cùng đờng dẫn điện hạ thế đến các nhà máy trực thuộc e.Điều kiện cấp thoát n ớc và xử lý chất thải: Khu công nghiệp có trữ lợng nớc ngầm đủ lớn để phát triển khu công nghiệp (30000 m 3 /ngày). Nớc cung cấp cho khu công nghiệp đợc lấy từ nguồn nớc ngầm nhà máy, công suất 6500 (m 3 /ngày), bể chứa 1000 (m 3 ) ở độ cao 30 (m). Cnvl silicat k44 5 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam Vì chất thải của nhà máy không độc nên có thể thải trực tiếp vào đờng thoát nớc chung của khu công nghiệp. Về lợng 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 đợc nhập về nhà máy từ trong nớc bằng hệ thống giao thông nh: + Samôt Tấn Mài nhập về bằng đờng bộ. + Caolanh Định trung, Vĩnh Yên đợc nghiền mịn tại nơi khai thác và chuyển về nhà máy bằng đờng sắt hay đờng bộ. + Đất sét Trúc Thôn đợc nhập về bằng đờng 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 bu điện, thông qua mạng lới bu điện tỉnh và các bu điện lân cận nh : Bu điện thị trấn Lim Bu 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 nớc. Cnvl silicat k44 6 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam II. Lựa chọn ph ơng án sản phẩm 1. Lựa chọn ph ơng án sản phẩm Gạch chịu lửa samôt là loại gạch có độ chịu lửa, độ bền sốc nhiệt, độ biến dạng dới tải trọng là tơng đối cao nên đợc ứng dụng rất rộng rãi vào môi trờng làm việc có nhiệt độ cao nh xây tờng lò nung Gạch chịu lửa samôt đợc sử dụng trong môi trờng có nhiệt độ cao với nhiệm vụ hạn chế tổn thất nhiệt ra môi trờng xung quanh. Với tính chất và nhu cầu cần thiết của gạch chịu lửa samôt là nh vậy nên với quy mô sản xuất gạch chịu lửa Samot lớn 25000 tấn/năm nên ta chọn phơng án sản xuất chủ yếu là gạch samôtA (khoảng 80%) và SamôtB (khoảng 20%). 2. Hình dạng sản phẩm Cnvl silicat k44 7 H L a c cb đồ án tốt nghiệp vũ trần nam Ký hiệu A (mm) B (mm) C (mm) H (mm) L (mm) Đờng kính lò (m) 416 ISO 616 ISO 103 103 94,64 97,43 4,18 2,78 160 160 198 198 4 5 418 ISO 618 ISO 103 103 93,60 96,73 4,70 3,15 180 180 198 198 4 6 420 ISO 620 ISO 820 ISO 103 103 103 92,55 96,03 97,78 5,22 3,48 2,61 200 200 200 198 198 198 4 6 8 422 ISO 622 ISO 822 ISO 103 103 103 91,51 95,34 97,25 5,74 3,83 2,85 220 220 220 198 198 198 4 6 8 425 ISO 625 ISO 825 ISO 103 103 103 89,94 94,29 96,47 6,53 4,35 3,26 250 250 250 198 198 198 4 6 8 Kích thớc của gạch chuẩn: Dài x Rộng x Cao = L x B x H = 230 x 114 x 65 (mm). 3. Chỉ tiêu chất l ợng sản phẩm Sản phẩm của nhà máy sản xuất ra phải đạt dợc các yêu cầu về kỹ thuật nh : Đảm bảo độ chịu lửa, độ bền cơ học, thành phần hoá học Theo tiêu chuẩn ISO 9001 : 2000 thì sản phẩm sản xuất ra phải đạt đợc những tiêu chí trong bảng sau : loại gạch Đơn vị đo Giới hạn Gạch chịu lửa SamôtA Gạch chịu lửa SamôtB Cnvl silicat k44 8 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam Tiêu chuẩn (Al 2 O 3 38%) (Al 2 O 3 32%) Độ chịu lửa o C 1730 1680 Nhiệt độ biến dạng dới tải trọng 0,2N/mm 2 o C 1400 1300 Cờng độ chịu nén ở nhiệt độ thờng N/mm 2 25 20 Độ xốp biểu kiến % 24 25 Khối lợng thể tích G/cm 3 2 1,95 Độ co phụ % 0,6 0,6 Phần II: Công nghệ sản xuất Cnvl silicat k44 9 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam Ch ơng 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 đợc lựa chọn công nghệ nh sau: + Samôt là sản phẩm chịu lửa thuộc họ Alumô silicat đợc sản xuất từ đất sét và cao lanh chịu lửa có hàm lợng Al 2 O 3 + TiO 2 từ 30 ữ 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 SiO 2 và Al 2 O 3 còn các oxit khác trong sản phẩm đều là tạp chất. Tuỳ vào hàm lợng Al 2 O 3 mà ta phân loại thành các loại Samôt sau: - Loại A : từ 38 ữ 45% - Loại B : từ 32 ữ 38% - Loại C : từ 28 ữ 32% II. Cơ sở hoá lý của gạch samôt: Cnvl silicat k44 10 [...]... 7,13 B 3,61 8,17 31 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam III Lựa chọn thiết bị chính cho nhà máy Máy móc thiết bị chính của nhà máy đợc lựa chọn dựa trên dây chuyền công nghệ sản xuất, năng suất thiết bị của từng công đoạn sản xuất và quá trình hoạt động của thiết bị khi sản xuất Năng suất của nhà máy 25000 Tấn/năm Khối lợng samôt Tấn Mài và samôt Vĩnh Yên nhập về nhà máy cỡ 21000 Tấn/năm, sản xuất với khối lợng... của vật chất sét Giai đoạn 1350 ữ 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 Chơng IV Dây chuyền sản xuất gạch chịu lửa samôt I.Lựa chọn phơng pháp sản xuất Để sản xuất ra sản phẩm gạch chịu lửa Samôt thì có các phơng pháp sau + Tạo hình bằng phơng pháp nén bán khô ở áp lực cao + Tạo hình bằng phơng pháp dẻo từ phối liệu. .. Máy ép tạo hình : Cnvl silicat k44 35 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam Để tạo hình sản phẩm ta chọn máy ép thuỷ lực Loại máy này có đầy đủ tính năng tự động để sản xuất các loại vật liệu chịu lửa có chất lợng tốt nhất, đảm bảo của hãng LAEIBUCHER (cộng hoà liên bang Đức),loại máy này có đầy đủ tính cho mộc có cờng độ cao, đồng đều và chính xác về kích thớc sản phẩm ép Thông số kỹ thuật của máy: + Số máy. .. 200kG/cm2 hoặc lớn hơn Vì vậy, chọn phơng 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 Thôn và cao lanh ĐT Samot Tấn Mài, Vĩnh Yên Cầu trục Cầu trục Máy thái Phễu chứa Băng tải Cấp liệu rung Máy sấy thùng quay Cao lanh ĐT Máy đập hàm dVlra = 50 ữ 80 mm Nghiền lồng Gầu... bảo độ chịu lửa của các nguyên liệu là nh 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 Chơng V Tính Phối Liệu Và Cân Bằng Vật Chất Toàn Nhà Máy I Tính phối liệu Nh đã biết để sản xuất ra sản phẩm là gạch chịu lửa Samôt thì ta cần có các nguyên liệu. .. bao và đem đi tiêu thụ Còn sản phẩm không đạt yêu cầu sẽ đợc 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 nh sau + Đất sét chịu lửa Trúc Thôn, Cao lanh Định Trung + Samôt Vĩnh Yên, Tấn Mài Các nguyên liệu khi khai thác hay nhập... cỡ hạt tại nhà máy, không chọn giải pháp gia công tại nơi khai thác vì nếu gia công tại nơi khai thác thì sẽ tốn tiền vận chuyển nhiều cỡ hạt khác nhau về nhà máy 1 Máy đập hàm: Là máy gia công thô nguyên liệu samôt Tấn Mài, Samôt Vĩnh Yên trớc khi vào máy nghiền lăn Đặc trng của máy đập hàm có má chuyển động đơn giản: + Kích thớc lỗ nạp liệu 400 mm + Kích thớc cục vật liệu lớn nhất nạp vào máy 380 mmm... cân bằng vật chất trên ta thấy: + Lợng Samôt Tấn Mài nhà máy cần phải nhập hàng năm là : 9000 tấn/năm + Lợng Samôt Vĩnh Yên nhà máy cần phải nhập hàng năm là : 11500 tấn/năm + Lợng cao lanh Định Trung trắng nhà máy cần phải nhập hàng năm là : 4000 (t/n) + Lợng đất sét Trúc Thôn cần phải nhập hàng năm là Cnvl silicat k44 : 3500 tấn/năm 29 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam Bảng tổng kết cân bằng vật chất... sau thái : 50mm dày 5mm + Máy có 8 dãy lỡi bào + Năng suất : 4 T/h + Công suất máy : 14kW + Số máy : 1 máy + Ngày làm việc : 5 giờ + Hệ số sử dụng năng suất : = 10 = 0,5 20 6 Máy nghiền lồng : Dùng để nghiền đất sét, chuẩn bị làm chất kết dính Máy nghiền lồng đợc chọn với các thông số kỹ thuật nh sau : + Năng suất : 4 T/h Cnvl silicat k44 34 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam + Máy sử dụng 2 lồng, lồng... chất lợng của sản phẩm ta chọn phơng pháp sản xuất gạch Samôt theo phơng pháp ép tạo hình bán khô Nén bán khô đảm bảo cho sản phẩm có chất lợng cao, kích thớc ổn định, cấu tạo đồng nhất, độ bền nhiệt cao Độ ẩm phối liệu vào máy ép khoảng 7 ữ 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 . sản xuất Cnvl silicat k44 9 đồ án tốt nghiệp vũ trần nam Ch ơng 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. công nghiệp nh: - 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. liệu chịu lửa cũng nh công nghệ vật liệu silicat Việt Nam bớc vào thế kỷ 21. Đồ án thiết kế đợc giao nhiệm vụ: Thiết kế nhà máy sản xuất vật liệu chịu lửa Samot năng suất 25000 Tấn/năm là