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

ở Việt Nam hiện nay đã có một số nhà máy chuyên sản xuất vật liệu chịulửa phục vụ cho các ngành công nghiệp nh: - Nhà máy vật liệu chịu lửa Cầu Đuống – nhà máyvật liệu chịu lửa Tam Tầng

Phần I: Mở Đầu

Biện luận đề tài thiết kế

Vật liệu chịu lửa là loại vật t kỹ thuật rất cần thiết cho hoạt động của tất cảcác ngành công nghiệp nh: ximăng, thuỷ tinh, gốm sứ, sắt thép, vật liệu xâydựng, kim loại màu…

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của nền kinh tếquốc dân, ngành công nghiệp vật liệu xây dựng nói chung và ngành công nghệvật liệu silicat nói riêng đã có những bớc phát triển vợt trội Một trong những sảnphẩm silicat đang đợc nhà nớc đầu t, mở rộng và phát triển đó là sản xuất vật liệuchịu lửa

ở Việt Nam hiện nay đã có một số nhà máy chuyên sản xuất vật liệu chịulửa phục vụ cho các ngành công nghiệp nh:

- Nhà máy vật liệu chịu lửa Cầu Đuống – nhà máyvật liệu chịu lửa Tam Tầng (nay thuộc công ty vật liệu chịu lửa Cầu Đuống) vớinăng suất 25000 Tấn/năm chuyên sản xuất gạch chịu lửa Samot A,B,C , gạch CaoAlumin… cung cấp cho ngành công nghệ gốm sứ, ximăng…

- Nhà máy vật liệu chịu lửa Thái Nguyên với năngsuất 35000 tấn/năm chuyên sản xuất gạch chịu lửa Samot A,B,C , gạch chịu lửaZiếcon, gạch Manhêgi cacbon, gạch Cao Alumin … cung cấp cho các ngànhcông nghiệp

- Nhà máy vật liệu chịu lửa kiềm tính với năng suất 16500 tấn/nămchuyên sản xuất gạch Manhêgi, gạch Manhêgi crom, spinel…cung cấp cho côngnghiệp ximăng, công nghiệp luyện kim

Khảo sát các nhà máy, ta thấy mỗi năm ở nớc ta có khoảng 90000 tấn vậtliệu chịu lửa đợc sản xuất ra với tất cả các chủng loại đã phần nào đáp ứng đợcnhu cầu tiêu dùng của các ngành công nghiệp Nhng với nhu cầu ngày một lớncủa các ngành công nghiệp thì lợng gạch chịu lửa ở nớc ta sản xuất ra nh vậy vẫncha thể đáp ứng đủ Vì thế nên ở nớc ta hàng năm các ngành công nghiệp vẫnphải 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 côngnghiệp 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 bảngsau:

Đơn vị Năm

2000 2005Năm 2010Năm 2020NămGạch chịu lửa Samot Tấn 6840 10380 14340 22200

Qua bảng số liệu trên ta thấy nhu cầu của các ngành công nghiệp về vật liệuchịu lửa càng ngày càng lớn nên nhiệm vụ thiết kế, xây dựng và cải tạo côngnghệ để tăng năng suất các nhà máy là hết sức cấp bách, cần thiết cho ngành vậtliệu 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 nghiệphoá và hiện đại hoá đất nớc

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 mởrộng nhà máy sau này

Khu vực nhà ở của cán bộ công nhân nhà máy cách nhà máy không xaquá đảm bảo điều kiện vệ sinh, đờng giao thông không đắt, có thể nối với hệthống đờng sắt

Mặt bằng tơng đối phẳng, hơi dốc, dễ thoát nớc, nền đất có cờng độ khátốt

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 nhàmáy, 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 cấpnguyên vật liệu, điện, nớc, khí hậu điều kiện tiêu thụ sản phẩm tơng đối thuậnlợi Chọn địa điểm xây dựng nhà máy ở khu công nghiệp Tiên Sơn- Tỉnh BắcNinh

a.Điều kiện tự nhiên của vùng:

(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

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 theohình 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 tích134,76 ha

Diện tích đất và vốn đầu t của từng giai đoạn nh sau:

Diện tích chiếm đất

(ha) (triệu dồng)Vốn đầu t

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 - LạngSơn 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 ờng sắt đi Lạng Sơn sang Trung Quốc

Vị trí xây dựng nhà máy trong khu công nghiệp, nhà máy xây dựng theo ớng gió đông nam, cổng chính nhà máy mở ra con đờng huyết mạch giữa đờng 1

h-A cũ và đờng 1 h-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, cómùa đông lạnh

Nhiệt độ trung bình trong năm : 24,3 (0C)

Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất trong năm : 30,1 (0C)

Nhiệt độ trung bình tháng tháp nhất trong năm : 16,3 (0C)

Số giờ nắng trong năm : 1429 (h)

Lợng ma cả năm : 1558 (mm H2O) Tốc độ gió mạnh nhất : 34 (m/s)

Độ ẩm tơng đối trung bình tháng : 79 (%)

b.Điều kiện kinh tế xã hội

Tỉnh Bắc Ninh với diện tích 197,9 (km2) 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 nôngnghiệp và làm nghề phụ Trong những năm tới khu công nghiệp này sẽ cấp phépxây dựng đợt hai do đó càng tạo điều kiện cho sự phát triển kinh tế chung củakhu công nghiệp này

Vùng Tiên Sơn có khả năng cung cấp nguồn lao động có tay nghề cao, đặcbiệt 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 nằmgiữa quốc lộ 1 A cũ Hà Nội-Lạng Sơn và quốc lộ 1 A mới nối với quốc lộ 5 HàNội 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 cóthể thông thơng với các trung tâm kinh tế lớn nh Hà Nội – Hải Phòng - QuảngNinh 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 LạngSơn

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 côngnghiệp (30000 m3/ngày)

Nớc cung cấp cho khu công nghiệp đợc lấy từ nguồn nớc 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 đờngthoát nớc chung của khu công nghiệp

Về lợng bụi và tiếng ồn của nhà máy, dùng hệ thống lọc bụi tay áo, làmviệc 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 thôngnh:

+ Samôt Tấn Mài nhập về bằng đờng bộ

+ Caolanh Định trung, Vĩnh Yên đợc nghiền mịn tại nơi khai thác vàchuyển 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 HảiPhòng và chuyển về nhà máy bằng ôtô hoặc mua từ tổng công ty PETROLIMEXViệt Nam

h Hệ thống phòng cháy chữa cháy:

Bảo vệ hiệu quả khu công nghiệp với hệ thống phòng cháy chữa cháy đạttiêu chuẩn cấp nhà nớc

1 Lựa chọn ph ơng án sản phẩm

Gạch chịu lửa samôt là loại gạch có độ chịu lửa, độ bền sốc nhiệt, độ biếndạng dới tải trọng là tơng đối cao nên đợc ứng dụng rất rộng rãi vào môi trờnglàm việc có nhiệt độ cao nh xây tờng lò nung…

Gạch chịu lửa samôt đợc sử dụng trong môi trờng có nhiệt độ cao vớinhiệm 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 nênvới 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%)

94,6497,43

4,182,78

160160

198198

45

418 ISO

618 ISO

103103

93,6096,73

4,703,15

180180

198198

46

420 ISO

620 ISO

820 ISO

103103103

92,5596,0397,78

5,223,482,61

200200200

198198198

468

L a

5,743,832,85

220220220

198198198

468

425 ISO

625 ISO

825 ISO

103103103

89,9494,2996,47

6,534,353,26

250250250

198198198

468 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 đợcnhững tiêu chí trong bảng sau :

Gạch chịulửa SamôtB(Al2O332%)

Phần II: Công nghệ sản xuất

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 lựachọn 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 Al2O3 + TiO2 từ 30  45% Samôt làloại vật liệu chịu lửa phổ biến nhất chiếm 70% tổng số vật liệu chịu lửa sản xuấtra

+ 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

II Cơ sở hoá lý của gạch samôt:

Do thành phần chủ yếu của gạch samôt là Al2O3 và SiO2 còn các oxitkhác trong gạch chỉ đóng vai trò là tạp chất nên để xét thành phần pha và các tínhchất của gạch chịu lửa samôt ta xét biểu đồ trạng thái hai cấu tử

Biểu đồ trạng thái hai cấu tử SiO2 và Al2O3 :

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 nhngthực tế do các tạp chất trong nguyên liệu nh Fe2O3 , TiO2, CaO, MgO, Na2O,

K2O … để lại nên thành phần pha còn có cả pha thuỷ tinh với hàm lợng lớn.Quá trình hoá lý xảy ra khi nung Samôt :

- Giai đoạn đầu ở 150  450oC : Đây là giai đoạn mất nớc lý học vàcháy các tạp chất hợp chất hữu cơ Nếu đốt nóng quá nhanh với tốc độ 100 

200oC/h thì hơi nớc cũng đồng thời bị đốt nóng đến trạng thái quá nhiệt sẽ gâynên 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 thờigian đốt nóng phải chậm với tốc độ nâng nhiệt độ khoảng 10  20oC/h là hợp lývì nếu nâng nhiệt độ với tốc độ quá nhanh sẽ gây ra hiện tợng nớc lý học trongsản phẩm bay hơi quá nhanh dẫn tới co sản phẩm

+ ở giai đoạn này thiết bị thông gió phải tốt tránh hiện ợng ngng tụ trên bề mặt sản phẩm dẫn tới nứt vỡ sản phẩm

t Giai đoạn 450  650oC : Là giai đoạn mất nớc hoáhọc, sản phẩm bây giờ ít co hơn nên không gây ra ứng suất lớn Là quá trình cóhiệu ứng phân huỷ caolinít ở giai đoạn này thì cờng độ phá huỷ sản phẩm giảm

+ Corun ddR Mulit

sản phẩm lớn hơn giai đoạn trớc 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 vớimật 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 tợng này do sự chuyển tinhthể 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 vậtchất sét quá mạnh pha lỏng xuất hiện càng xúc tiến quá trình kết khối và hìnhthành Mulit

Tiếp tục tăng nhiệt độ = 1350oC thì sản phẩm kết khối hoàntoàn và rút ngắn sự co phụ ở giai đoạn này có hiện tợng tạo Mulit thứ sinh.Mulit này tạo ra ở nhiệt độ cao hơn và do sự tác động qua lại giữa oxit nhôm kỹthuật và oxit silic của vật chất sét

- Giai đoạn 1350  1450oC : Hoàn thành quá trình kếttinh Mulit Sản phẩm kết khối hoàn toàn

Ch ơng IV Dây chuyền sản xuất gạch chịu lửa samôt I.Lựa chọn ph ơng 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 dẻo

Để đảm bảo chất lợng của sản phẩm ta chọn phơng pháp sản xuất gạchSamôt 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 ẩmphối liệu vào máy ép khoảng 7  9 %, ở độ ẩm này 50% đất sét kết dính không

n»m ë tr¹ng th¸i dÎo mµ míi ë tr¹ng th¸i phång nªn trén vµo sam«t kh¶ n¨ng liªnkÕt kÐm VËy cÇn nÐn phèi liÖu ë ¸p suÊt lín 200kG/cm2 hoÆc lín h¬n

V× vËy, chän ph¬ng ph¸p s¶n xuÊt b»ng Ðp b¸n kh« lµ phï hîp víi qu¸ tr×nh

s¶n xuÊt cña nhµ m¸y

II D©y chuyÒn s¶n xuÊt g¹ch chÞu löa sam«t :

dh > 3 mm

dh > 3 mm dh = 0,5  3 dh < 0,5

dh < 1 mm dh < 3 mm

Xe c©n

M¸y trén b¸nh xe

CÇu trôc

Bunke Bun ke

XÕp goßng

Lß SÊy

Lß nung

Ra lß

m¸y

N íc + phô gia

Bunke chøa h¹t th«

Bunke chøa h¹t nhá

Bunke chøa h¹t TB

III Thuyết minh dây chuyền sản xuất

Đất sét đợc nhập về từ Trúc Thôn là những khối lớn đa vào kho chứa và từkho chứa, đất sét đợc chuyển đến máy thái nhờ cầu trục Sau khi qua máy thái đểthái đất sét thành những tấm nhỏ sẽ đợc chuyển đến máy sấy thùng quay nhờbăng tải Tại đây đất sét đợc sấy sơ bộ, sấy cùng chiều giữa khí và đất Trớc khivào 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 vìlàm việc cùng chiều nên không sợ đất quá nóng hay đề hyđrat hoá Tốc độ khílúc ra lò sấy không đợc quá 2,5 m/s Thời gian lu trong lò 20  30 phút với chiềudài lò 8  14 m, hệ số đổ đầy 0,1  0,15

Sau khi sấy xong nhờ gầu xích đất sét đợc chuyển tới bunke chứa rồi quacấp liệu máng vào máy nghiền lồng Từ đây, đất sét nhờ gầu nâng chuyển tớisàng rung để phân loại cỡ hạt Những hạt có cỡ hạt < 1mm sẽ đợc chuyển vàobunke chứa nhờ băng tải để làm chất kết dính

Caolanh sau khi nhập về từ Định Trung, cho vào kho chứa rồi từ kho chứanhờ cầu trục chuyển đến sàng rung để phân loại cỡ hạt Những hạt có cỡhạt < 2 mm sẽ đợc băng tải chuyển đến bunke để cùng với đất sét làm chất kếtdính

Samôt nhập về từ Tấn Mài, Vĩnh Yên với cỡ hạt thô dạng cục lớn, cho vàokho chứa rồi từ kho chứa samôt đợc chuyển đến phễu chứa nhờ cầu trục Trớc khisamôt đợc băng tải chuyển đến máy đập hàm thì samôt đợc đa qua cấp liệu rung

từ và từ máy đập hàm (đập nhỏ samôt đến kích thớc 50  80 mm) samôt nhờ gầunâng chuyển đến bun ke chứa Từ bunke chứa samôt qua cấp liệu máng rồichuyển đến máy nghiền lăn Tại máy nghiền lăn samôt đợc nghiền thành ba cỡhạt:

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 đợc đa đến xe cân để cân định lợng với khối lợng nh sau:

Sau khi tạo hình xong, sản phẩm mộc sẽ đợc xếp lên xe goòng chuyển đến

lò sấy với các thông số kỹ thuật của lò sấy là:

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

Chiều dài : 29,73 m Chiều dài : 21,71 m Chiều dài : 28,56 mChứa 14 xe goòng Chứa 11 xe goòng Chứa 12 xe goòngSau khi nung thành sản phẩm, sản phẩm sẽ đợc chuyển đến phân xởng phânloại để phân loại sản phẩm Những sản phẩm đạt yêu cầu sẽ cho vào kho thànhphẩm để đóng bao và đem đi tiêu thụ Còn sản phẩm không đạt yêu cầu sẽ đợc sửdụng làm samôt để tái hồi sản phẩm đạt yêu cầu

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 về từ nơi khác thì phải đảm bảo đợccác 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 đợc nghiền thành các loại: Thô, TB, nhỏ

Thành phần hoá học của nguyên liệu ban đầu đợc ghi trong bảng sau:

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

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 nh sau: + Đất sét Trúc Thôn > 1580oC + Samôt Vĩnh Yên > 1710oC + Samôt Tấn Mài > 1750oC + Caolanh Định Trung (trắng) > 1730oC

Phần III Tính Toán Kỹ Thuật Ch ơng 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 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

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 9,21 100,73Samôt Vĩnh Yên 36,94 54,56 1,68 0,56 0,6 1,56 0,78 96,68

Caolanh Định Trung 34,18 48,06 0,34 0,15 0,17 0,47 4,57 87,94

Từ bảng nguyên liệu trên, quy đổi về 100% theo công thức:

Trong đó Xi : Cấu tử thứ i trớc khi quy đổi

Xi’: Cấu tử thứ i sau khi quy đổi

Ta đợc bảng sau:

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 100Samôt Vĩnh Yên 38,21 56,43 1,74 0,58 0,62 1,61 0,81 100

'

x100%

Trong đó : Xi’’: Cấu tử thứ i sau nung

Ta đợc bảng sau:

Nguyên liệu Thành phần hoá học sau nung(%)

Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO MgO R2O 

+ Ta thấy hàm lợng nhôm sau khi nung là 38% < 41,8 % < 45%,

và hàm lợng SiO2 là 55,34% < 65%đạt yêu cầu với chỉ tiêu chất lợng sản phẩm

Đất sét Trúc Thôn 5,31 13,62 0,27 0,17 0,15 0,47 20Samôt Vĩnh Yên 26,96 39,82 1,23 0,41 0,44 1,14 70Caolanh Định Trung 4,1 5,77 0,04 0,02 0,02 0,06 10

Nhận xét :

+ Ta thấy hàm lợng nhôm sau khi nung là 32% < 36,37% < 38%

đạt yêu cầu với chỉ tiêu chất lợng sản phẩm đề ra

II TÝnh c©n b»ng vËt chÊt

B¶ng sè liÖu tÝnh c©n b»ng vËt chÊt

1 Tû lÖ phèi liÖu ChÊt kÕtdÝnh/Sam«t= 25/75 ChÊt kÕt dÝnh/Sam«t 30/70

14 Tæn thÊt trong qu¸ tr×nh

19 Hoµn tæn thÊt khi Ðp vµo

100 20000





 Gk = 5102 , 04

2 100

100 5000





100 08 , 20040





2 100

100 04 , 5102

) 2 100 (

100 06 , 20449

) 2 100 (

100 39 , 20866

2 100

100 16 , 5206

2 100

100 41 , 5312

3 100

100 39 , 20866





G2 =

91 , 23130

7 100

100 74 , 21511





G2=

71 , 5476

3 100

100 41 , 5312

7 100

100 71 , 5476

1 100

100 74 , 21511

7 100

100 03 , 21729

1 100

100 41 , 5476

7 100

100 73 , 5531







2 , 0 100

100 03 , 21729

7 100

100 58 , 21772







Níc = 21772,58=

23411,38-1638,8

G4 =

82 , 5542

2 , 0 100

100 73 , 5531

7 100

100 82 , 5542







Níc = 5542,82= 417,2

G5 =

7 100

580,82.100



= 624,54Níc = 624,54–

580,82=43,72

G5 = (5476,71-5312,41).0,9

= 147,87

G5 =

159

7 100

100 87 , 147







Níc = 147,87=11,13

74 , 21511

58 , 21772

7 100

100 84 , 260

84 , 260 98 , 301





G6 =

11 , 66

71 , 5476

82 , 5542

7 100

100 11 , 66

11 , 66 09 , 71

84 , 260

82 , 580

58 , 21772 100

2 100

100 37 , 8372







níc = 8372,37= 170,86

84 , 260

82 , 580

58 , 21772 100

2 100

100 82 , 7325







Nớc = 7325,82= 149,51

7475,33-G7 =

19 , 3730

11 , 66

87 , 147

82 , 5542 100

2 100

100 19 , 3730







Nớc = 3730,19 = 76,13Hàm lợng

84 , 260

82 , 580

58 , 21772 100

4 100

100 64 , 3139







nớc = 3139,64= 130,81

3270,45-G8 =

88 , 532

11 , 66

87 , 147

82 , 5542 100

4 100

100 88 , 532







Nớc =555,09-532,88

=22,21Hàm lợng

84 , 260

82 , 580

58 , 21772 100

4 100

100 04 , 2108







nớc = 2108,04 =87,84

2195,88-G9 =

77 , 1065

11 , 66

87 , 147

82 , 5542 100

4 100

100 77 , 1065







nớc = 1065,77= 44,41Lợng nớc

1110,18-đa vào để

trộn phối

liệu

G11 = (87,84+ 130,81+

1638,8-149,51+ 170,86+

41,14+43,72)=

1014,92

G10 = (44,41+22,21+76,13+4,98+11,13) = 258,34

1 , 0 100

100 37 , 8312

2 100

100 37 , 8320

7 , 0 100

100 69 , 8320

2 100

100 35 , 8379

2 , 0 100

100 35 , 8379

2 100

100 14 , 8396

1 , 0 100

100 82 , 7325

2 100

100 15 , 7333

1 , 0 100

100 19 , 3730

2 100

100 9 , 3712







7 , 0 100

100 15 , 7333

2 100

100 84 , 7384

7 , 0 100

100 9 , 3712

2 100

100 07 , 3739

2 , 0 100

100 84 , 7384

2 100

100 64 , 7399

2 , 0 100

100 07 , 3739

2 100

100 56 , 3746

2 , 0 100

100 04 , 2108

4 100

100 26 , 2112

2 , 0 100

100 77 , 1065

4 100

100 91 , 1067

2 , 0 100

100 26 , 2112

4 100

100 49 , 2116

2 , 0 100

100 91 , 1067

4 100

100 05 , 1070

1 , 0 100

100 64 , 3139

4 100

100 78 , 3142

1 , 0 100

100 88 , 532

4 100

100 41 , 533







2 , 0 100

100 78 , 3142

4 100

100 08 , 3149

2 , 0 100

100 41 , 533

4 100

100 48 , 534







Từ bảng tính 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 : 3500 tấn/năm

Bảng tổng kết cân bằng vật chất Công đoạn sản

xuất

Dạng nguyên liệu

Năng suất (tấn/năm)

Năng suất (tấn/ngày)

Năng suất (tấn/ca) Samôt

A

Samôt B

Samôt A

Samôt B

Samôt A

Samôt B

C«ng ®o¹n s¶n

xuÊt

D¹ng nguyªn liÖu

N¨ng suÊt (tÊn/n¨m)

N¨ng suÊt (tÊn/ngµy)

N¨ng suÊt (tÊn/ca) Sam«t

A

Sam«t B

Sam«t A

Sam«t B

Sam«t A

Sam«t B

III Lựa chọn thiết bị chính cho nhà máy

Máy móc thiết bị chính của nhà máy đợc lựa chọn dựa trên dây chuyền côngnghệ 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 21000Tấn/năm, sản xuất với khối lợng lớn nh vậy nên samôt Tấn Mài và samôt VĩnhYên nhập về ở dạng hạt lớn đã đợc nung sơ bộ ở nơi khai thác Do đó sử dụng ph-

ơng pháp gia công cỡ hạt tại nhà máy, không chọn giải pháp gia công tại nơi khaithác vì nếu gia công tại nơi khai thác thì sẽ tốn tiền vận chuyển nhiều cỡ hạt khácnhau 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

+ Chiều rộng của khe tháo liệu đập 50 mm

+ Số vòng quay : 36 v/ph + Số máy : 1 máy + Đờng kính trong: 900 mm

+ Chiều dài làm việc của thùng nghiền: 1800 mm

+ Trọng lợng bi nạp: 2200 kg

+ Kích thớc toàn bộ máy:

Chiều dài: 4490 mm Chiều rộng: 3202 mm Chiều cao: 2460 mm + Trọng lợng máy không kể bi: 15,7 tấn

Đặc trng kỹ thuật của máy:

4 Máy cấp liệu:

Máy tiếp liệu lắc: dùng để cấp liệu cho máy nghiền lăn với năng suất: 6 T/giờ Chọn máy tiếp liệu máng lắc có các đặc trng kỹ thuật sau:

+ Kích thớc máng:

Chiều rộng: 400 mmChiều dài: 1500 mmChiều cao: 150 mm + Năng suất của máy: 4 T/giờ

+ Kích thớc cục vật liệu lớn nhất: 50 mm

+ Khoảng rời của phần lắc: 50200 mm

+ Số vòng quay của trục lệch tâm: 23V/phut

5 Chọn máy thái đất sét

Dùng để thái đất sét có kích thớc là những khối lớn thành những látmỏng, trớc khi đa vào máy nghiền lồng Máy thái đất sét đợc chọn với các thông

số kỹ thuật nh sau :

+ Kích thớc đất sét 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 :  = 0 , 5

Công suất : 2,7 kW Khối lợng cân : 1000kg Kích thớc toàn bộ :

- chiều dài : 1150 mm

- chiều rộng : 905 mm

- chiều cao : 1650 mm Số lợng : 1 chiếc

8 Máy trộn bánh xe :

Là máy trộn phối liệu có độ ẩm 7%, ta chọn máy trộn be – gun, ký hiệu

CM – 568 nạp liệu gián đoạn, có các đặc trng kỹ thuật sau:

+ Tổng trọng lợng : 2600 kg

11 Chọn gầu nâng :

Có tác dụng nâng nguyên liệu và phối liệu lên cao theo phơng thẳng

đứng để đổ vào các bunke chứa Chọn gầu nâng với các thông số kỹ thuật nh sau:

+ Số lợng : 2 chiếc

- 1 chiếc đặt ở phân xởng nguyên liệu để nâng nguyên liệucha gia công ở kho đổ vào bunke chứa đem đi gia công

- 1 chiếc đặt ở phân xởng tạo hình để nâng phồi liệu đã trộn

đổ vào bun ke chứa để tạo hình thành sản phẩm mộc

+ Loại gầu T – 52 xích thẳng đứng

+ Năng suất : 20 m3/h + Số xích : 1 xích

+ Số vòng quay của đĩa : 49 v/ph

+ Năng suất : 3 m3/h + Công suất động cơ điện : 0,6 kW + Số vòng quay của động cơ điện : 1410 v/ph + Trọng lợng : 236 kg

+ Bunke chứa đất sét cho máy nghiền lồng 1 chiếc dung tích

+ Bunke chứa samôt Tấn Mài và samôt Vĩnh Yên cho máy đập bánh

xe 2 chiếc 1 chiếc chứa samôt Tấn Mài

1 chiếc chứa samôt Vĩnh Yên

+ Bunke chứa samôt Tấn Mài và samôt Vĩnh Yên cho máy nghiền lăn

3 chiếc : - 1 chiếc chứa cỡ hạt thô dh > 3 mm

- 1 chiếc chứa cỡ hạt trung bình dh = 0,5  3 mm

- 1 chiếc chứa cỡ hạt nhỏ dh < 0,5 mm

+ Bunke chứa bột mịn samôt Tấn Mài và samôt Vĩnh Yên cho máynghiền bi 2 chiếc 1 chiếc chứa samôt Tấn Mài

1 chiếc chứa samôt Vỹnh Yên

+ Bun ke chứa Cao lanh Định Trung cho sàng rung 1 chiếc

+ Bunke chứa phối liệu cho tạo hình bằng máy 1 chiếc

+ Bunke chứa phối liệu cho tạo hình thủ công 1 chiếc

14 Chọn băng tải :

Dùng để chuyển nguyên liệu từ thiết bị gia công này đến thiết bị gia côngkhác và từ kho chứa đến các thiết bị gia công, chọn băng tải với các thông số kỹthuật nh sau :

15 Cầu trục 5 tấn

Đợc đặt ở trên cao với nhiệm vụ chuyển nguyên liệu và phối liệu đến cácbunke chứa, chọn cầu trục 5 tấn với các thông số kỹ thuật nh sau :

I.Tính toán quá trình cháy

Nhiên liệu dùng cho quá trình nung là dầu Mazut mác 40 có thành phần hoáhọc làm việc nh sau:

Dầu Mazut là sản phẩm còn lại sau khi chng phân trực tiếp dầu mỏ DầuMazut có độ nhớt cao, nhiệt độ sôi trên 300oC, nhiệt độ đông đặc không quá+10oC

1.Tính toán nhiệt trị của nhiên liệu

Nhiệt trị của nhiên liệu đợc xác định qua công thức:

QH = 81.C + 246.H – 26.(O-S) – 6W (Kcal/kg)

Thay số :

QH = 81.85,25 + 246.11,5 – 26.(0,25 – 0,6) – 6.2 = 9731,35 (Kcal/

kg)

2.Tính l ợng không khí cần cho quá trình cháy

Lợng không khí cần cho quá trình cháy đợc xác định bằng phơng phápbảng nh sau:

4 , 22

3 L ợng không khí thực tế cần cho quá trình cháy: L

a.Đối với zôn nung

VËy lîng níc do kh«ng khÝ Èm mang thÓ tÝchµo lµ :

= 1,59 (m3/kg)

100

4 , 22

100

4 , 22 861 , 5

= 4,3.10-3 (m3/kg)

VN2 =

100

4 , 22

59 , 1

 %

% H2O = 100 % 13 , 61

61 , 11

58 , 1

 %

% SO2 = 100 % 0 , 04

61 , 11

0043 , 0

 %

% N2 = 100 % 72 , 65

61 , 11

44 , 8

= 1,59 (m3/kg)

100

4 , 22

100

4 , 22 861 , 5

= 4,3.10-3 (m3/kg)

VN2 =

100

4 , 22

59 , 1

 %

% H2O = 100 % 14 , 7

12,65

86 , 1

 %

% SO2 = 100 % 0 , 03

12,65

0043 , 0

 %

% N2 = 100 % 71 , 86

12,65

09 , 9

 %

% O2 = 100 % 0 , 84

12,65

11 , 0

= 1,59 (m3/kg)

100

4 , 22

100

4 , 22 861 , 5

= 4,3.10-3 (m3/kg)

VN2 =

100

4 , 22

V = VCO2 + VH2O + VSO2 + VN2 +VO2 = 1,59 + 1,65 + 0,0043 + 9,71+0,34 = 13,29.

Thµnh phÇn phÇn tr¨m c¸c khÝ:

% CO2 = 100 % 11 , 96

13,29

59 , 1

 %

% H2O = 100 % 12 , 42

13,29

65 , 1

 %

% SO2 = 100 % 0 , 03

13,29

0043 , 0

 %

% N2 = 100 % 73 , 06

13,29

71 , 9

 %

% O2 = 100 % 2 , 53

13,29

34 , 0

= 1,59 (m3/kg)

VH2O = KmolH2O H2O

100

4 , 22

100

4 , 22 861 , 5

= 4,3.10-3 (m3/kg)

VN2 =

100

4 , 22

59 , 1

 %

% H2O = 1,99 100 %  7 , 1 %

% SO2 = 100 % 0 , 02

28,01

0043 , 0

 %

% N2 = 100 % 75 , 22

28,01

07 , 21

 % % O2 = 100 % 11 , 98

28,01

36 , 3

59 , 1

61 , 13

58 , 1

04 , 0

0043 , 0

65 , 72

44 , 8

0

0

100

61 , 11

=1,05 10,66 11,19

57 , 12

59 , 1

7 , 14

86 , 1

03 , 0

0043 , 0

86 , 71

09 , 9

84 , 0

11 , 0

100

65 , 12

=1,15 10,66 12,26

96 , 11

59 , 1

42 , 12

65 , 1

03 , 0

0043 , 0

06 , 73

71 , 9

53 , 2

34 , 0

100

29 , 13

§èi víi khãi lß

=2,50 10,66 10,65

%

Vi

68 , 5

59 , 1

1 , 7

99 , 1

02 , 0

0043 , 0

22 , 75

07 , 21

98 , 11

36 , 3

100

01 , 28

4 Tính nhiệt đốt nóng sơ bộ không khí cho quá trình cháy

a.Nhiệt độ Calo của nhiên liệu:

Nhiệt độ calo của nhiên liệu là nhiệt độ đạt đợc trong điều kiện cháy hoàntoàn và tất cả nhiệt sinh, nhiệt độ do nhiên liệu, không khí mang vào chỉ dùng để

Trong đó Pi Thành phần khí i của sản phẩm cháy (%)

Ci Tỷ nhiệt trung bình khí i của sản phẩm cháy (Kcal/m3.độ)Tra bảng No33 ‘Hớng dẫn thiết kế tốt nghiệp các nhà máy silicat‘ ta có ở1812,5oC:

CCO2 = 0,5744 (Kcal/m3 độ) CN2 = 0,3511 (Kcal/m3 độ)

CO2 = 0,3712 (Kcal/m3 độ) CH2O = 0,4590 (Kcal/m3 độ)  Cc = 0,3784 (Kcal/m3 độ)

 Qc = 11,722 1812,5 0,3784

= 8039,53 (Kcal/m3 độ)

Do nhiệt calo của dầu Mazut cháy nhỏ hơn nhiệt trị của nhiên liệu nên takhông phải đốt nóng sơ bộ không khí

II Tính cân bằng vật chất lò Tuynel

1.Sức chứa của lò tuynel

GC =

) 100 (

100

m L

L G

n

n

 (Tấn/lò) Trong đó Gn năng suất lò

Gn = 25561,33 Tấn/năm

L thời gian lu sản phẩm trong lò

L = 70 (h)

Ln thời gian lò làm việc trong 1 năm

(trừ thời gian bảo dỡng lò = 15 ngày)

8400

100 70 33 , 25561

36 , 217

 (m3)

b.Xác định chiều dài lò nung

Chiều dài lò nung đợc xác định theo công thức:

Lc =

F

Vc (m) Trong đó Vc thể tích lò

Vc = 244,87 (m3)

F tiết diện ngang kênh lò

Chọn goòng dài 3 (m), rộng 2,4 (m), chiều cao xếp sản phẩm 1,3 (m) 

F = 2,4 1,3 = 3,12 (m2)

12 , 3

51 , 310

Chiều cao từ mặt ray đến mặt goòng 0,8

Khoảng cách giữa hai khối xếp trên một xe goòng 400 (mm)

Vật liệu xếp trên goòng thành hai khối mỗi khối cách tờng lò 200 (mm)Mỗi khối vật liệu xếp rộng 800 (mm)

Do đặc điểm lò Tuynel là khí nóng có khuynh hớng đi lên trên khoảngtrống giữa lớp xếp và vòm lò Cho nên sản phẩm xếp dày ở trên và trờng hợpa ởdới, kết hợp tạo kênh khí ở sát nền goòng và dọc theo lò

15mm

200

200 15mm

f X©y dùng ® êng cong nung

§êng cong nung

kh«ng khÝ l¹nh