Đồ án gốm thiết kế nhà máy sản xuất gạch chịu lửa cao alumin, công suất 60000 tấn năm

Thông tin tài liệu

Môc lôc Tªn môc Trang Lêi më ®Çu A – PhÇn kh¸i qu¸t chung. Ch¬ng1 Giíi thiÖu s¶n phÈm. Ch¬ng2 – Giíi thiÖu nguyªn liÖu, nhiªn liÖu, n¨ng lîng. TÝnh to¸n vµ kiÓm tra thµnh phÇn phèi liÖu. B –PhÇn thiÕt kÕ c«ng nghÖ. Ch¬ng 1 – Lùa chän ®Þa ®iÓm nhµ m¸y. Ch¬ng 2 – Ph¬ng ph¸p s¶n xuÊt. D©y chuyÒn c«ng nghÖ. Ch¬ng 3 – TÝnh c©n b»ng vËt chÊt. Ch¬ng 4 – Lùa chän , tÝnh to¸n vµ kiÓm tra trang thiÕt bÞ. Ch¬ng 5 TÝnh to¸n thiÕt bÞ sÊy thïng quay sÊy ®Êt sÐt. Ch¬ng 6 – TÝnh to¸n thiÕt bÞ lß nung con thoi. Ch¬ng 7 – KiÕn tróc x©y dùng, ®iÖn , níc, kinh tÕ, an toµn lao ®éng. Lêi më ®Çu Trong sù tiÕn bé vµ ph¸t triÓn nh vò b·o cña nÒn khoa häc thÕ giíi, khoa häc c«ng nghÖ s¶n xuÊt vËt liÖu x©y dùng còng kh«ng n»m ngoµi xu thÕ ®ã. Víi mét vÞ trÝ ®Æc biÖt trong ngµnh x©y dùng çc c«ng tr×nh, chÊt lîng cña vËt liÖu gèm x©y dùng cã ¶nh hëng rÊt lín ®Õn chÊt lîng vµ tuæi thä c«ng tr×nh. Do ®ã, c«ng nghÖ vËt liÖu nung ®ang ngµy cµng hoµn thiÖn vµ ®æi míi c«ng nghÖ hiÖn ®¹i cho phï hîp víi xu thÕ chung, theo kÞp khoa häc thÕ giíi. Trong ®ã c«ng nghÖ s¶n xuÊt çc lo¹i s¶n phÈm vËt liÖu chÞu löa lµ mét yªu cÇu b¾t buéc ph¶i hiÖn ®¹i ho¸ ®èi víi ngµnh c«ng nghÖ vËt liÖu nung. Víi ®Æc tÝnh riªng biÖt cña nã, çc s¶n phÈm vËt liÖu chÞu löa ®ang trë thµnh lÜnh vùc nghiªn cøu vµ ®Çu t träng t©m cña ngµnh c«ng nghÖ vËt liÖu nung. Bªn c¹nh ®ã, nhu cÇu cña thÞ trêng vÒ mÆt hµng nµy cho çc ngµnh nh luyÖn kim, s¶n xuÊt thuû tinh, thÐp…còng rÊt lín. §Æc biÖt çc s¶n phÈm cã ®é chÞu löa cao phôc vô cho çc ngµnh luyÖn kim lo¹i quý, lß ph¶n øng, c«ng nghiÖp hµng kh«ng…®ang lµ mét lÜnh vùc cÇn quan t©m vµ chó träng. Gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy lµ nhiÖm vô tÊt yÕu cña çc kÜ s ngµnh vËt liÖu x©y dùng. Do vËy, ®Ó chuÈn bÞ cho m×nh nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ ngµnh s¶n xuÊt vËt liÖu chÞu löa, chóng em ®· lùa chän ®Ò tµi cho §å ¸n tèt nghiÖp lµ: ThiÕt kÕ Nhµ m¸y s¶n xuÊt vËt liÖu chÞu löa Cao alumin, c«ng suÊt 60.000 tÊnn¨m. Trong thêi gian thùc hiÖn ®Ò tµi em lu«n nhËn ®îc sù híng dÉn tËn t×nh cña thµy gi¸o PGS, TS Vò Minh §øc_chñ nhiÖm khoa VËt LiÖu X©y Dùng – Trêng ®¹i häc x©y dùng. Qua ®©y chóng em xin bµy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c ®Õn thÇy gi¸o PGS, TS Vò Minh §øc. Chóng t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n çc thÇy c« gi¸o trong bé m«n C«ng nghÖ vËt liÖu x©y dùng _ Khoa vËt liÖu x©y dùng _ Trêng ®¹i häc x©y dùng trong suèt thêi gian häc tËp võa qua. Víi tr×nh ®é vµ thêi gian cã h¹n ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt. Chóng t«i mong muèn nhËn ®îc ý kiªn ®ãng gãp còng nh sù chØ b¶o cña çc thµy c« gi¸o, çc b¹n sinh viªn ®Ó hoµn thiÖn thªm kiÕn thøc cho b¶n th©n. §ång thêi qua ®©y cho chóng t«i göi lêi c¶m ¬n ®Õn tËp thÓ líp 45VL1, nh÷ng ngêi ®· ®éng viªn vµ gióp ®ì chóng t«i trong suèt thêi gian häc tËp võa qua. Chóng t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n Sinh viªn: TrÇn ViÖt TuÊn _ Lª Hång ViÖt. A Kh¸i qu¸t chung vÒ qu¸ tr×nh ph¸t triÓn s¶n phÈm vËt liÖu chÞu löa C«ng nghiÖp vËt liÖu chÞu löa lµ c«ng nghiÖp s¶n xuÊt çc s¶n phÈm lµm viÖc ë nhiÖt ®é cao, song song víi çc c«ng nghiÖp kh¸c c«ng nghiÖp vËt liÖu chÞu löa kh«ng ngõng ph¸t triÓn. VËt liÖu chÞu löa lµ hËu ph¬ng kh«ng thÓ thiÕu ®îc cña c«ng nghiÖp luyÖn kim, c«ng nghiÖp n¨ng lîng, c«ng nghiÖp ho¸ häc, c«ng nghiÖp xi m¨ng vµ mét sè ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c. Do ®ãng vai trß ®Æc biÖt quan träng ®èi víi nÒn c«ng nghiÖp nªn c«ng nghiÖp vËt liÖu chÞu löa cã lÞch sö ph¸t triÓn kh¸ l©u dµi g¾n liÒn víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kÜ thuËt vµ c«ng nghiÖp thÕ giíi. T¹i Ch©u ¢u, kho¶ng cuèi thÕ kØ thø XIV vËt liÖu chÞu löa samèt ®ãng thµnh viªn tõ ®Êt sÐt chÞu löa b¾t ®Çu ®îc s¶n xuÊt nhng cho ®Õn n¨m 1856 míi x©y dùng ®îc nhµ m¸y vËt liÖu chÞu löa samèt ®Çu tiªn ë Nga. N¨m 1822 ë Anh cã nhµ m¸y vËt liÖu chÞu löa ®inat ®Çu tiªn vµ sau ®ã ë Nga vµo n¨m 1880. VËt liÖu chÞu löa ®«l«mit ®Çu tiªn còng ®îc s¶n xuÊt t¹i Anh n¨m 1878. C«ng nghiÖp vËt liÖu chÞu löa ë çc níc ph¸t triÓn kh«ng ®Òu nhau, sè lîng vµ møc ®é ë níc nµy hay níc kh¸c tuú thuéc vµo møc ®é ph¸t triÓn cña c«ng nghiÖp níc ®ã. HiÖn nay trªn toµn thÕ giíi cã kho¶ng 2000 c«ng ty s¶n xuÊt vËt liÖu chÞu löa víi tæng c«ng suÊt thiÕt kÕ kho¶ng 40 triÖu tÊnn¨m. Møc ®é tiªu thô cña ngµnh thÐp lµ lín nhÊt chiÕm kho¶ng 70% tæng s¶n phÈm vËt liÖu chÞu löa. TiÕp theo lµ ngµnh xi m¨ng chiÕm 7%, ho¸ chÊt vµ dÇu má chiÕm kho¶ng 4%, kim lo¹i mµu chiÕm kho¶ng 3%, çc ngµnh kh¸c chiÕm 6%. VÒ tiªu thô vËt liÖu chÞu löa trªn thÕ giíi theo khu vùc nh sau: nhiÒu nhÊt lµ khu vùc Ch©u ¸ Th¸i B×nh D¬ng chiÕm 40%, §«ng ¢u chiÕm 23%, T©y ¢u chiÕm 15%, çc níc NAFTA( Mü, Canada, Mªxic« ) chiÕm 14%, çc níc Latinh chiÕm 4%, Ch©u Phi vµ Trung §«ng chiÕm 4%. (TS. Lª V¨n Thanh _ S¶n xuÊt vËt liÖu chÞu löa – s¶n phÈm vµ thÞ trêng _ T¹p chÝ X©y Dùng 72001). ë ViÖt Nam viÖc sö dông vËt liÖu chÞu löa ®· cã tõ rÊt l©u nhng do ®Êt níc bÞ chiÕm ®ãng do chiÕn tranh, c«ng nghiÖp chËm ph¸t triÓn nªn sau khi miÒn B¾c gi¶i phãng nhµ m¸y g¹ch chÞu löa ®Çu tiªn ®îc x©y dùng taÞ CÇu §uèng n¨m 1959. Tõ nh÷ng nguyªn liÖu trong níc vµ tr×nh ®é khoa häc kü thuËt cßn h¹n chÕ nªn chÊt lîng s¶n phÈm cßn kÐm, cha ®¸p øng ®îc nhu cÇu cña çc ngµnh c«ng nghiÖp thÐp, xi m¨ng, thuû tinh...§Õn n¨m 1997, níc ta míi cã ba nhµ m¸y vËt liÖu chÞu löa s¶n phÈm chñ yÕu lµ samèt cã hµm lîng oxýt nh«m thÊp h¬n 45%. Ngµy nay, trong ®iÒu kiÖn ®Êt níc ta tiÕn hµnh m¹nh mÏ c«ng nghiÖp ho¸hiÖn ®¹i ho¸, vËt liÖu chÞu löa ®ãng vai trß ®Æc biÖt quan träng trong çc ngµnh c«ng nghiÖp mµ ViÖt Nam cã nhiÒu tiÒm n¨ng nh xi m¨ng, gèm sø, thuû tinh...Do vËy, cÇn ph¶i t¨ng cêng n¨ng lùc s¶n xuÊt vËt liÖu chÞu löa, ®Æc biÖt lµ çc lo¹i s¶n phÈm samèt Cao alumin cã hµm lîng oxýt nh«m lín h¬n 45% ®Ó ®¸p øng ®îc nhu cÇu cña çc ngµnh c«ng nghiÖp trong níc vµ tiÕn tíi xuÊt khÈu ra çc níc trong khu vùc. Theo thèng kª th× n¨ng lùc s¶n xuÊt g¹ch chÞu löa lo¹i samèt Cao alumin cña ViÖt Nam n¨m 2000 lµ 6.000tÊnn¨m, dù kiÕn n¨m 2005 lµ 13.000 tÊnn¨m, ®Õn n¨m 2010 lµ 33.000 tÊnn¨m. Tõ thùc tÕ trªn cho thÊy n¨ng lùc s¶n xuÊt s¶n phÈm vËt liÖu chÞu löa Cao alumin míi ®¸p øng ®îc mét phÇn cña nhu cÇu sö dông hiÖn taÞ, trong t¬ng lai nhu cÇu ®ã cßn t¨ng cao th× míi ®¸p øng ®îc sø mÖnh lÞch sö c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ cña ®Êt nø¬c, ®a níc ta trë thµnh mét níc c«ng nghiÖp. Nh vËy c«ng nghiÖp vËt liÖu chÞu löa ®ang lµ ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt cÇn ®îc ®Çu t vµ ph¸t triÓn. Ch¬ng 1 Giíi thiÖu s¶n phÈm vlcl cao alumin VËt liÖu chÞu löa nãi chung vµ s¶n phÈm cao alumin nãi riªng lµ vËt liÖu dïng ®Ó x©y dùng çc lß c«ng nghiÖp, çc buång ®èt nhiªn liÖu, çc thiÕt bÞ lµm viÖc ë nhiÖt ®é cao h¬n 1000 0C. Tuú theo møc ®é ph¸t triÓn cña tõng níc mµ khèi lîng vËt liÖu chÞu löa ®îc tiªu thô kh¸ lín trong nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp nh luyÖn kim, s¶n xuÊt xi m¨ng, ho¸ chÊt, gèm sø, thuû tinh v.v…Bªn c¹nh nh÷ng s¶n phÈm chÞu löa th«ng thêng, lµm viÖc ë nhiÖt ®é 1000  1700 0C, ngêi ta cßn sö dung trong çc ngµnh kü thuËt hiÖn ®¹i mét khèi lîng kh«ng lín nhng kh«ng thÓ thiÕu ®îc çc s¶n phÈm chÞu löa ®Æc biÖt tõ çc «xit tinh khiÕt nh Al2O3, MgO v.v…Çc lo¹i s¶n phÈm nµy cã thÓ sö dông l©u dµi ë nhiÖt ®é cao trong nh÷ng ®iÒu kiÖn ®èt nãng kh¾c nghiÖt: ë 1800  2000 oC vµ cao h¬n n÷a. Do ®ã, nã ®îc øng dông trong nhiÒu ngµnh kü thuËt ®Æc biÖt nh luyÖn kim lo¹i quÝ hiÕm, s¶n xuÊt çc lo¹i thuû tinh ®Æc biÖt, lß ph¶n øng h¹t nh©n, chÕ t¹o m¸y bay, tªn löa. Ta cã thÓ ph©n lo¹i theo mét sè çch sau: • Theo ®é chÞu löa : Lo¹i thêng cã ®é chÞu löa : 1580  1770 0C Lo¹i chÞu löa cao : 1770  2000 0C Lo¹i chÞu löa rÊt cao : >2000 0C • Theo b¶n chÊt ho¸ lý : S¶n phÈm chøa SiO2 : §inat , qu¾c… S¶n phÈm hä Alum«silicat: b¸n axit, samèt, Cao Alumin… S¶n phÈm kiÒm tÝnh : Manhezi , cr«mmanhezi… S¶n phÈm chÞu löa ®Æc biÖt: chÕ t¹o tõ çc «xit tinh khiÕt... • Theo ®Æc trng vËt liÖu vÒ cÊu tróc : Lo¹i ®Æc Lo¹i thêng Lo¹i xèp nhÑ • Theo h×nh d¹ng vËt liÖu vµ kÝch thíc : Lo¹i tiªu chuÈn Lo¹i dÞ h×nh (®¬n gi¶n, phøc t¹p ) Lo¹i rÊt phøc t¹p vµ khèi lín • Theo ph¬ng ph¸p c«ng nghÖ : S¶n phÈm nÐn dÎo S¶n phÈm nÐn b¸n kh« S¶n phÈm ®óc tõ hå hay chÊt nãng ch¶y S¶n phÈm ®îc ca tõ quÆng • Theo ®Æc tÝnh gia c«ng nhiÖt : G¹ch nung kÕt khèi G¹ch kh«ng nung G¹ch ®óc tõ phèi liÖu nãng ch¶y Hµm lîng Al2O3 kh«ng chØ lµ dÊu hiÖu ®Ó chia lo¹i s¶n phÈm mµ nã cßn quyÕt ®Þnh nh÷ng tÝnh chÊt c¬ b¶n cña s¶n phÈm vµ còng lµ c¨n cø ®Ó lùa chän nguyªn vËt liÖu, kü thuËt s¶n xuÊt thÝch hîp. Çc lo¹i vËt liÖu chÞu löa tuú theo nguyªn liÖu sö dông còng nh c«ng nghÖ chÕ t¹o mµ chóng cã çc tÝnh chÊt kh¸c nhau. Nhng tÝnh chÊt quan träng lµ ®¹t ®îc ®é chÞu löa yªu cÇu, nghÜa lµ kh¶ n¨ng chèng l¹i t¸c dông cña nhiÖt ®é cao mµ kh«ng bÞ nãng ch¶y. Thêng lµ ®a sè çc vËt liÖu chÞu löa nãng ch¶y ë nhiÖt ®é cao 650oC 1750oC. Tuy nhiªn çc vËt liÖu ë nhiÖt ®é thÊp h¬n ®· b¾t ®Çu mÒm vµ mÊt cêng ®é x©y dùng. V× vËy ngêi ta ®¸nh gi¸ vËt liÖu chÞu löa b»ng chØ tiªu nhiÖt ®é b¾t ®Çu biÕn d¹ng díi t¶i träng tÜnh 2KGcm2 ®Ó x¸c ®Þnh nhiÖt ®é lµm viÖc. §èi víi s¶n phÈm CaoAlumin, ®©y lµ s¶n phÈm thuéc hä Alumo Silicat ®îc sö dông trong vïng nung cña lß quay nung clanke xi m¨ng v× vËy ngoµi çc tÝnh chÊt nªu trªn s¶n phÈm cßn ph¶i ®¹t ®îc nh÷ng tÝnh chÊt sau: ®é bÒn ho¸ häc, tÝnh æn ®Þnh thÓ tÝch, ®é bÒn nhiÖt, kh¶ n¨ng chèng mµi mßn cao,... Sau ®©y lµ tÝnh chÊt cña s¶n phÈm Cao Alumin. I> Çc tÝnh chÊt cña s¶n phÈm Cao Alumin: I.1. §Æc trng vÒ cÊu tróc vµ kÕt cÊu : I.1.1.CÊu tróc vµ kÕt cÊu cña vËt liÖu chÞu löa Cao Alumin. CÊu tróc ®ã lµ ®Æc ®iÓm vÒ cÊu t¹o cña vËt liÖu chÞu löa Cao Alumin. Nã x¸c ®Þnh bëi kÝch thíc h¹t, h×nh d¹ng, çch ph©n bè, híng vµ sù tiÕp xóc gi÷a çc h¹t, bëi sè lîng vµ chÊt lîng thµnh phÇn pha vµ bëi ®é rçng xèp. KÕt cÊu lµ ®Æc ®iÓm cña sù s¾p xÕp, ph©n bè t¬ng hç gi÷a çc cÊu tö trong cÊu tróc vËt liÖu chÞu löa Cao Alumin. §Æc trng vÒ cÊu tróc cña vËt liÖu chÞu löa: lµ d¹ng vËt liÖu gèm, bao gåm çc pha nh tinh thÓ, thuû tinh, khÝ. CÊu tróc cña vËt liÖu chÞu löa Cao Alumin (thuéc nhãm alum«siliçt) cã cÊu t¹o chñ yÕu tõ Al2O3 vµ SiO2 çc «xit kh¸c trong s¶n phÈm lµ t¹p chÊt cña chóng. Sè lîng vµ thµnh phÇn cña t¹p chÊt nµy phô thuéc vµo ®é tinh khiÕt cña nguyªn liÖu ban ®Çu. Sù biÕn ®æi thµnh phÇn ho¸ häc cña s¶n phÈm nhãm alum«silicat nãi chung hay s¶n phÈm Cao Alumin nãi riªng t¬ng øng víi sù thay ®æi thµnh phÇn pha cña chóng. CÊu tróc ¶nh hëng lín vµ quyÕt ®Þnh ®Õn mäi tÝnh chÊt cña vËt liÖu chÞu löa. CÊu tróc cña vËt liÖu chÞu löa lµ tæng thÓ sù s¾p xÕp xen kÏ vµ kÕt hîp lÉn nhau cña c¶ ba pha: pha tinh thÓ, pha thuû tinh vµ pha khÝ. +Pha tinh thÓ: Bao gåm chñ yÕu lµ tinh thÓ mulÝt vµ nh÷ng h¹t qu¾c cha tham gia ph¶n øng, mét phÇn nhá h¹t kh«ng ho¹t tÝnh ë trong kho¸ng caolinnÝt vµ cßn l¹i ë d¹ng crist«balÝt. Trong s¶n phÈm gèm, mulÝt lu«n tån t¹i ë tinh thÓ nhá hoÆc lín, lµ yÕu tè quyÕt ®Þnh tÝnh chÊt c¬, ho¸ vµ nhiÖt cña s¶n phÈm gèm. Tinh thÓ mulÝt ®Çu tiªn h×nh thµnh ë 920950oC, gäi lµ tinh thÓ mulÝt nguyªn sinh, çc tinh thÓ nµy lµ çc h¹t lín, ph©n bè kh«ng ®ång ®Òu. Khi nhiÖt ®é t¨ng trªn 950oC, ph¶n øng h×nh thµnh tinh thÓ cµng nhiÒu, ®ång thêi song song t¹o ra pha thuû tinh cã nhiÖm vô hoµ tan tinh thÓ mulÝt míi h×nh thµnh vµ kÕt tinh thµnh tinh thÓ nhá h¬n, ph©n bè ®Òu t¹o ra m¹ng líi kh«ng gian lµm cÊu tróc cho s¶n phÈm gèm. S¶n phÈm mulÝt t¸i kÕt tinh gäi lµ mulÝt h÷u sinh. +Pha thuû tinh: Khi nung s¶n phÈm gèm sÏ h×nh thµnh chÊt nãng ch¶y alum«siliçt kiÒm víi sè lîng kh¸c nhau lµm ¶nh hëng ®Õn çc qu¸ tr×nh h×nh thµnh cÊu tróc s¶n phÈm vµ tÝnh chÊt cña chóng. ChÊt nãng ch¶y nguéi ®i, ®«ng ®Æc l¹i t¹o nªn pha thuû tinh. §Æc ®iÓm cÊu tróc cña nã: s¾p xÕp hçn lo¹n, kh«ng cã tÝnh chÊt h¹t, lµ chÊt nãng ch¶y ë nhiÖt ®é cao vµ kh«ng nhiÖt ®é nãng ch¶y x¸c ®Þnh, cã tÝnh chÊt ®¼ng híng, lìng chiÕt. V× s¶n phÈm Cao alumin ph¶i lµm viÖc l©u dµi ë nhiÖt ®é cao nªn cÇn ph¶i khèng chÕ hµm lîng pha thuû tinh, víi thµnh phÇn hãa x¸c ®Þnh, cã sè lîng nhá nhÊt. +Pha khÝ: Lµ thµnh phÇn cÊu tróc thø ba cña vËt liÖu, nã chiÕm ®Çy trong çc lç rçng kÝn thêng cã trong vËt liÖu ngay c¶ khi ®é rçng hiÖu dông b»ng kh«ng. Nguyªn nh©n sù h×nh thµnh pha khÝ nµy lµ kh«ng khÝ chøa trong çc lç rçng, çc s¶n phÈm d¹ng khÝ cña qu¸ tr×nh khö níc (®Ò hy®rat), do qu¸ tr×nh ph©n ly, qu¸ tr×nh khö çcbon¸t, qu¸ tr×nh khö «xÝt s¾t, qu¸ tr×nh «xi ho¸ çc chÊt h÷u c¬ cßn l¹i trong nguyªn liÖu, t¸ch khÝ trong qu¸ tr×nh nãng ch¶y çc cÊu tö cña phèi liÖu vµ çc qu¸ tr×nh kh¸c. Pha khÝ ngoµi ¶nh hëng tíi tÝnh chÊt c¬ häc cña s¶n phÈm cßn t¹o ra m«i trêng khö, oxi ho¸ lµm ¶nh hëng tíi qu¸ tr×nh t¹o pha tinh thÓ. Cô thÓ chøa pha khÝ ë m«i trêng khö nh CO, SO2, SO3 th× d¬Ý t¸c dông cña nhiÖt ®é çc pha khÝ xóc tiÕn h×nh thµnh pha láng lµm vËt liÖu chÞu löa nãng ch¶y, dÉn tíi gi¶m tuæi thä. Ngêi ta sö dông çc ph¬ng ph¸p hiÖn ®¹i nh ph©n tÝch nhiÖt, ph©n tÝch pha vµ cÊu tróc b»ng bøc x¹ R¬nghen, kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö, kÝnh hiÓn vi ph©n cùc,... cho phÐp x¸c ®Þnh b¶n chÊt vµ sè lîng pha tinh thÓ trong s¶n phÈm, mèi quan hÖ ®Þnh lîng còng nh çch s¾p xÕp, h×nh d¹ng çc pha tinh thÓ, thuû tinh trong s¶n phÈm. B»ng çch nghiªn cøu vi cÊu tróc vµ cÊu t¹o cña nã, ngêi ta cã thÓ x¸c ®Þnh cÊu tróc cña vËt liÖu chÞu löa nãi chung. Nghiªn cøu vi cÊu tróc cho biÕt b¶n chÊt cña pha tinh thÓ, ®Æc trng cÊu tróc cña nã vµ qui luËt kÕt hîp pha tinh thÓ víi pha thñy tinh vµ lç rçng trong s¶n phÈm. ViÖc nghiªn cøu kÕt cÊu nh»m x¸c ®Þnh thÓ tÝch çc lç rçng, kÝch thíc, h×nh d¹ng vµ vÞ trÝ t¬ng hç cña chóng trong s¶n phÈm. V× vËy nghiªn cøu çc tÝnh chÊt cña vËt liÖu chÞu löa cÇn nghiªn cøu cÊu tróc cña nã mét çch toµn diÖn vµ tØ mØ. Çc nhµ nghiªn cøu trªn thÕ giíi ®Òu cho r»ng: vËt liÖu chÞu löa, ®Æc tÝnh thµnh phÇn pha vµ cÊu tróc pha cña nã cã ý nghÜa quyÕt ®Þnh ®Õn tÝnh chÊt s¶n phÈm. Thµnh phÇn pha – ta nªn hiÓu ®ã lµ b¶n chÊt vµ ®Æc ®iÓm cÊu tróc cña pha tinh thÓ, sù kÕt hîp vÒ mÆt ®Þnh lîng víi pha thñy tinh (v« ®Þnh h×nh). VÒ thµnh phÇn pha cÇn khèng chÕ lîng pha thuû tinh, víi thµnh phÇn ho¸ x¸c ®Þnh, cã sè lîng nhá nhÊt, ®ång thêi cÇn ph¶i h×nh thµnh nhiÒu kho¸ng cã Ých víi kÝch thíc tinh thÓ nhÊt ®Þnh. §Ó nghiªn cøu vµ ®iÒu chØnh ®Æc ®iÓm cÊu tróc nµy ngêi ta ph¶i sö dông çc ph¬ng ph¸p ho¸ lý hiÖn ®¹i nh ph©n tÝch nhiÖt, ph©n tÝch pha vµ cÊu tróc pha b»ng nhiÔu x¹ R¬nghen kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö, kÝnh hiÓn vi ph©n cùc ... Ph©n tÝch b»ng tia R¬nghen cho phÐp x¸c ®Þnh b¶n chÊt vµ sè lîng pha tinh thÓ cña s¶n phÈm. Ph©n tÝch nhiÖt vµ ph©n tÝch pha b»ng tia R¬nghen ë nhiÖt ®é cao cho phÐp x¸c ®Þnh nhiÖt ®é xuÊt hiÖn çc pha míi vµ sù chuyÓn ho¸ pha tinh thÓ trong qu¸ tr×nh nung chóng. Tuy nhiªn nh÷ng ph¬ng ph¸p nµy kh«ng thÓ x¸c ®Þnh ®Çy ®ñ mèi quan hÖ ®Þnh lîng gi÷a pha tinh thÓ vµ pha thuû tinh, ®Æc ®iÓm ph©n bè chóng. Bëi v× pha thuû tinh kh«ng g©y nªn sù ®Þnh h×nh bëi tia R¬nghen (v× pha thuû tinh kh«ng t¹o nªn sù khóc x¹ cña tia R¬nghen). §Ó kh¾c phôc ®iÓm yÕu nµy ngêi ta sö dông ph¬ng ph¸p ph©n tÝch th¹ch häc ®Ó x¸c ®Þnh thµnh phÇn kho¸ng vµ ®Æc ®iÓm vi cÊu tróc cña s¶n phÈm. Díi kÝnh hiÓn vi ph©n cùc ngêi ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc çc ®Æc trng quang häc nh sù ph©n bè thµnh phÇn kho¸ng, hÖ sè chiÕt suÊt cña chóng h×nh d¹ng çc kho¸ng... . Tõ ®ã ngêi ta biÕt ®îc qu¸ tr×nh h×nh thµnh kho¸ng trong s¶n phÈm. ViÖc nghiªn cøu th¹ch häc cßn cho phÐp x¸c ®Þnh mét çch chi tiÕt, tØ mØ çc qu¸ tr×nh quan träng x¶y ra khi nung s¶n phÈm nh sù kÕt khèi, sù t¬ng t¸c ho¸ häc x¶y ra gi÷a çc pha, hiÖn tîng biÕn ®æi pha (çc qu¸ tr×nh hoµ tan, kÕt tinh vµ t¸i kÕt tinh...), sù ph©n bè lç xèp vµ pha thuû tinh, møc ®é ph¸t triÓn cña pha tinh thÓ. I.1.2.§é xèp vµ ®é thÊm khÝ (thÊm chÊt láng): S¶n phÈm gèm còng nh v©t liÖu chÞu löa cao alumin lµ mét tæng thÓ kÕt hîp cña çc vËt chÊt r¾n (tinh thÓ, thuû tinh) vµ pha khÝ (çc lç xèp). ThÓ tÝch lç xèp, kÝch thíc vµ sù ph©n bè, h×nh d¹ng cña chóng ¶nh híng lín ®Õn tÝnh chÊt cña s¶n phÈm cao alumin. Cêng ®é c¬ häc cña s¶n phÈm phô thuéc chñ yÕu vµo ®é xèp cña s¶n phÈm, kh¶ n¨ng bÒn xØ cña vËt liÖu chÞu löa liªn quan trùc tiÕp ®Õn møc ®é thÊm ít xØ láng nãng ch¶y cña nã mµ møc ®é thÊm ít nµy l¹i phô thuéc vµo sù ph©n bè, sè lîng, h×nh d¹ng, kÝch thíc vµ ®Æc tÝnh cña lç xèp trªn bÒ mÆt còng nh trong lßng s¶n phÈm. Ngêi ta chia çc lo¹i lç xèp thµnh çc nhãm sau: Lç xèp kÝn: n»m trong lßng s¶n phÈm kh«ng cho chÊt láng vµ chÊt khÝ thÊm qua. Lç xèp hë: n»m trªn bÒ mÆt s¶n phÈm, chøa ®Çy khÝ vµ chÊt láng nhng kh«ng cho chóng thÊm qua phÈm. Lç xèp hë th«ng nhau (d¹ng kªnh): hë hai ®Çu cho chÊt khÝ vµ chÊt láng dÔ dµng thÊm qua s¶n phÈm. Kh¶ n¨ng thÊm khÝ (thÊm chÊt láng) cña s¶n phÈm phô thuéc chñ yÕu vµo kÝch thíc, h×nh d¹ng vµ sè lîng cña lç xèp th«ng nhau vµ sù chªnh ¸p cña chÊt khÝ hay láng ë hai ®Çu lç. §é xèp cña s¶n phÈm cã thÓ ®îc ®¸nh gi¸ qua çc chØ tiªu sau: + §é ®Æc thùc (khèi lîng riªng): Lµ khèi lîng mét ®¬n vÞ thÓ tÝch ®Æc tuyÖt ®èi (kh«ng cã lç rçng) ®©y lµ ®¹i lîng vËt lÝ ®Æc trng cho mçi vËt liÖu, nã phô thuéc vµo thµnh phÇn ho¸ häc, vµo cÊu tróc cña çc ph©n tè vËt liÖu cÊu thµnh vµ mËt ®é s¾p xÕp çc nguyªn tö trong chóng. §é ®Æc thùc ®îc biÓu thÞ b»ng tØ sè gi÷a khèi lîng cña vËt liÖu ë tr¹ng th¸i kh« (g) vµ thÓ tÝch cña nã (cm3) ë tr¹ng th¸i hoµn toµn ®Æc ( Theo TCVN 65301999 ). a= 2,62,7(gcm3) + §é ®Æc biÓu kiÕn (khèi lîng thÓ tÝch): Lµ tØ lÖ gi÷a khèi lîng vËt liÖu víi toµn bé thÓ tÝch nã chiÕm chç, kÓ c¶ lç rçng. Khèi lîng thÓ tÝch cµng thÊp th× ®é rçng cµng cao vµ khi ®é Èm cµng thÊp(Theo TCVN 65301999). o= 2,32,4(gcm3) + §é ®Æc t¬ng ®èi: Lµ phÇn thÓ tÝch cña vËt chÊt r¾n trong vËt liÖu. Nã lµ tØ sè gi÷a ®é ®Æc biÓu kiÕn vµ ®é ®Æc thùc ( Theo TCVN 65301999 ). + §é xèp thùc: Lµ tØ sè gi÷a tæng ®é xèp hë vµ ®é xèp kÝn so víi thÓ tÝch cña mÉu. TØ sè gi÷a ®é xèp thùc cña mÉu tríc khi nung vµ sau khi nung cho biÕt møc ®é kÕt khèi cña vËt liÖu khi nung ( Theo TCVN 65301999 ). + §é xèp biÓu kiÕn (®é xèp hë): Lµ tØ sè gi÷a thÓ tÝch cña lç xèp th«ng nhau vµ th«ng víi kh«ng gian bªn ngoµi níc cã thÓ chui vµo thÓ tÝch mÉu. §«i khi çc lç xèp hë cã thÓ th«ng suèt víi nhau, ®iÒu nµy g¾n liÒn víi sù t¨ng ®é thÊm níc cña s¶n phÈm. §é xèp biÓu kiÕn ®Æc trng cho møc ®é hót níc. §é xèp gi¶m khi t¨ng ®é kÕt khèi cña s¶n phÈm ( Theo TCVN 65301999 ). §é xèp biÓu kiÕn = 1215 (%) + §é xèp kÝn : Lµ tØ sè gi÷a thÓ tÝch cña tÊt c¶ çc lç xèp trong vËt liÖu kh«ng th«ng víi m«i trêng bªn ngoµi (®ãng kÝn) víi thÓ tÝch mÉu (kÓ c¶ thÓ tÝch lç xèp). §é ®Æc t¬ng ®èi còng cã thÓ ®îc dïng lµm chØ tiªu cho ®é kÕt khèi cña vËt liÖu khi nung. §é xèp phô thuéc vµo thµnh phÇn phèi liÖu, ®é nghiÒn mÞn cña nguyªn liÖu ban ®Çu, vµo ®iÒu kiÖn t¹o h×nh vµ sù lµm chÆt cña s¶n phÈm t¹o h×nh, vµo nhiÖt ®é vµ thêi gian h»ng nhiÖt khi nung. Sù h×nh thµnh çc lç xèp ®îc quyÕt ®Þnh bëi mét lo¹t çc yÕu tè c«ng nghÖ liªn quan ®Õn nh÷ng biÕn ®æi trong m¹ng líi tinh thÓ cña çc kho¸ng. Sù xuÊt hiÖn cña çc lç xèp lín bÐ g¾n liÒn víi tÝnh chÊt nguyªn liÖu ®îc dïng trong s¶n xuÊt, víi çc ph¬ng ph¸p gia c«ng vµ chuÈn bÞ phèi liÖu, nh÷ng ®iÒu kiÖn t¹o h×nh, sÊy vµ nung. Çc yÕu tè c«ng nghÖ lµ chñ yÕu cã tÝnh chÊt quyÕt ®Þnh vµ nã t¸c ®éng ®Õn suèt qu¸ tr×nh chÕ t¹o s¶n phÈm. Çc yÕu tè g©y ra sù thay ®æi trong m¹ng líi tinh thÓ chØ ®îc thÓ hiÖn trong giai ®o¹n cuèi cña qu¸ tr×nh nung dÉn ®Õn h×nh thµnh çc lç xèp tÕ vi, ®«i khi lµ rÊt khã ph¸t hiÖn b»ng nh÷ng ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é xèp th«ng thêng. VÒ mÆt tÝnh chÊt th× ®Æc tÝnh cña çc lo¹i lç xèp kh«ng gièng nhau. Theo nguån gèc h×nh thµnh, ngêi ta chia ra çc lo¹i lç xèp: do cÊu t¹o s¾p xÕp çc h¹t cña côm ph©n tè, lç xèp do co kh«ng khÝ vµ co nung, lç xèp do sù t¹o bät vµ do lùc dÝnh kÕt,... Theo trÞ sè b¸n kÝnh cña lç xèp, ngêi ta chia chóng ra thµnh lç xèp tÕ vi (b¸n kÝnh 2,5 5,0 m), lç xèp trung gian (b¸n kÝnh 5,0 100,0 m), vµ lç xèp lín (mao qu¶n vÜ m«) ®êng kÝnh 200m. Çc lç xèp cã b¸n kÝnh 10m ®îc gäi lµ kh«ng mao dÉn, bëi v× chóng chØ ®îc chøa ®Çy níc khi vËt liÖu bÞ d×m xuèng níc. Nh÷ng lç xèp cã b¸n kÝnh bÐ h¬n lµ nh÷ng mao qu¶n, chóng cã thÓ chøa ®Çy níc nhê sù thÊm ít çc thµnh cña chóng do sù d©ng mao dÉn díi t¸c dông cña lùc mao dÉn g©y nªn bëi søc c¨ng bÒ mÆt cña níc. ViÖc t¨ng ®é xèp kh«ng chØ lµ t¨ng sè lîng mµ cßn t¨ng c¶ vÒ kÝch thíc cña chóng n÷a. Sè lîng lç xèp t¹o thµnh trong qu¸ tr×nh kÕt khèi lµ hµm sè cña thêi gian vµ nhiÖt ®é. Trong çc lç kÝn do t¨ng nhiÖt ®é mµ xuÊt hiÖn ¸p suÊt d¬ng g©y c¶n trë qu¸ tr×nh lµm chÆt s¶n phÈm. Díi nhiÖt ®é 1100oC, cÊu tróc cña s¶n phÈm ®îc lµm chÆt cha cao, çc thµnh phÇn h¹t d¹ng vÈy tËp hîp c¹nh nhau tõng hµng, mét sè vïng riªng lÎ cßn cha nãng ch¶y. ë 1200oC xuÊt hiÖn pha thuû tinh, ë mét sè vïng riªng lÎ çc h¹t liªn kÕt l¹i víi nhau, nh×n râ ranh giíi çc lç xèp. ë 1250oC do søc c¨ng bÒ mÆt mµ kÝch thíc cña çc lç xèp gi¶m xuèng. Çc lç xèp ph©n bè ®Òu trong x¬ng s¶n phÈm h×nh thµnh mét cÊu tróc ®ång nhÊt. Trªn thùc tÕ lç xèp hë biÕn mÊt hoµn toµn. Cã sù hîp nhÊt lç xèp bÐ thµnh tõng khu vùc riªng biÖt x¶y ra ë nhiÖt ®é 1300oC. KÝch thø¬c çc lç xèp t¨ng lªn. ë 1350oC ®é xèp cña s¶n phÈm t¨ng lªn. Do ¸p suÊt t¨ng mµ çc khu vùc riªng biÖt cña lç rçng bÐ x©m nhËp vµo trong nh÷ng lç xèp cã ®êng kÝnh lín h¬n. ë 1400oC çc lç xèp l¹i t¨ng kÝch thíc ®Õn 15m hoÆc lín h¬n vµ trë thµnh hë. + §é hót níc (HP): §Æc trng b»ng møc ®é chøa ®Çy níc trong lç xèp hë cña vËt liÖu khi ®un s«i trong níc vµ ®îc biÓu thÞ b»ng phÇn tr¨m. TrÞ sè hót níc lµ mét chØ tiªu vÒ ®é kÕt khèi cña s¶n phÈm ®Æc. §é hót níc vÒ trÞ sè tuyÖt ®èi thêng nhá h¬n ®é xèp, bëi v× níc kh«ng chui vµo çc lç xèp kÝn vµ chØ thÊm mét lîng kh«ng ®¸ng kÓ vµo çc lç rçng kÝn. Níc kh«ng thÓ gi÷ l¹i ®îc trong çc lç xèp lín mµ chØ thÊm ø¬t thµnh cña lç xèp ( Theo TCVN 65301999 ). + BÒ mÆt riªng cña vËt thÓ xèp: Lµ diÖn tÝch bÒ mÆt bªn trong cña lç xèp trong mét ®¬n vÞ thÓ tÝch. I. 2.TÝnh chÊt c¬ häc cña s¶n phÈm. I.2.1.TÝnh chÊt c¬ häc ë nhiÖt ®é thêng. ë nhiÖt ®é thêng, khi cã t¸c dông cña ngo¹i lùc ®ñ lín, s¶n phÈm chÞu löa bÞ ph¸ huû. §Æc trng cña qu¸ tr×nh nµy lµ sù ph¸ ho¹i dßn, thêng b¾t ®Çu sau khi ®· b¾t ®Çu biÕn d¹ng ®µn håi ë møc ®é kh«ng lín. Kh¸c víi kim lo¹i, s¶n phÈm chÞu löa khi ph¸ huû ë nhiÖt ®é thêng cã sù biÕn d¹ng dÎo (Theo TCVN 65301999). BiÕn d¹ng ®µn håi ®îc x¸c lËp do t¨ng kho¶ng çch gi÷a çc nguyªn tö khi t¨ng ngo¹i lùc t¸c dông t¸c dông nªn s¶n phÈm vµ nã cã liªn quan rÊt lín trùc tiÕp ®Õn n¨ng lîng m¹ng líi tinh thÓ cña nã. TrÞ sè biÕn d¹ng ®µn håi ë giai ®o¹n ®Çu t¬ng øng víi ®Þnh luËt Hook, tû lÖ víi trÞ sè øng suÊt :  =  Trong ®ã :  TrÞ sè d·n dµi t¬ng ®èi (biÕn d¹ng ®µn håi).  øng suÊt kÐo cùc ®¹i . E M« ®un ®µn håi . HÖ sè tØ lÖ TrÞ sè m«®un ®µn håi E cña çc lo¹i vËt liÖu chÞu löa b×nh thêng vµo kho¶ng 2  1.106 KGcm2, ®èi víi çc lo¹i vËt liÖu kÕt khèi ®Æc ®é bÒn lín nh corun, «xyt manhª... m«®un ®µn håi cã gi¸ trÞ E = 43.106 KGcm2. HiÖn tîng biÕn d¹ng trît ( hiÖn tîng ch¶y d·o ) cña vËt liÖu ®îc biÓu diÔn theo c«ng thøc :  =  Trong ®ã :  biÕn d¹ng ®µn håi trît hay gãc trît G M«®un trît .  øng suÊt trît cùc ®¹i cña s¶n phÈm . BiÕn d¹ng ®µn håi trît cña s¶n phÈm thÓ hiÖn nh møc ®é nguyªn vÑn vÒ h×nh d¹ng, kÝch thíc, ®é ®ång nhÊt, ®é ®Æc do qu¸ tr×nh t¹o h×nh vµ nung s¶n phÈm. Nãi chung çc yÕu tè kü thuËt cña mäi kh©u trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt ®Òu ¶nh hëng ®Õn tÝnh chÊt c¬ häc cña s¶n phÈm ë nhiÖt ®é thêng. I.2.2. TÝnh chÊt c¬ häc ë nhiÖt ®é cao. VËt liÖu chÞu löa ph¶i lµm viÖc l©u dµi ë nhiÖt ®é cao. V× vËy gi¸ trÞ cêng ®é c¬ häc cña chóng ë nhiÖt ®é thêng chØ cã ý nghÜa t¬ng ®èi mµ kh«ng thÓ ®Æc trng cho ®é bÒn thùc tÕ cña s¶n phÈm khi lµm viÖc ë nhiÖt ®é cao. V× vËy ®Ó ®¸nh gi¸ tÝnh chÊt c¬ häc cña vËt liÖu chÞu löa ë nhiÖt ®é cao ngêi ta ph¶i sö dông çc th«ng sè kh¸c, ®ã lµ : cêng ®é tøc thêi ë nhiÖt ®é lµm viÖc, nhiÖt ®é x¸c ®Þnh møc ®é biÕn d¹ng díi t¶i träng tÜnh kh«ng ®æi , sù biÕn d¹ng dÎo hay sù trît, ®é bÒn l©u dµi ë nhiÖt ®é phôc vô (khi biÕn d¹ng dÎo ) I.2.2.1.Cêng ®é tøc thêi ë nhiÖt ®é lµm viÖc: Qu¸ tr×nh thay ®æi cêng ®é cña s¶n phÈm chÞu löa khi n©ng dÇn ®Õn nhiÖt ®é lµm viÖc, cã liªn quan trùc tiÕp ®Õn chÊt lîng phôc vô nã trong çc lß c«ng nghiÖp. Khi n©ng cao nhiÖt ®é, cêng ®é c¬ häc cña vËt liÖu chÞu löa Cao Alumin gi¶m. §iÒu nµy cã thÓ gi¶i thÝch do sù suy yÕu çc lùc liªn kÕt bªn trong tinh thÓ do t¨ng chuyÓn ®éng dao ®éng cña çc nguyªn tö vµ ph©n tö cña chóng. Khi nhiÖt ®é cao h¬n 1100 12000C , trong vËt liÖu b¾t ®Çu xuÊt hiÖn biÕn d¹ng dÎo vµ mÊt dÇn tÝnh dßn ë nhiÖt ®é thêng. V× vËy qu¸ tr×nh ph¸ hñy vËt liÖu ë nhiÖt ®é nµo ®ã phô thuéc vµo møc ®é biÕn d¹ng dÎo bªn trong vËt liÖu ë t¹i nhiÖt ®é ®ã. Cêng ®é c¬ häc cña vËt liÖu ë nhiÖt ®é cao cã liªn quan chÆt chÏ víi çc qu¸ tr×nh ho¸ lÝ x¶y ra trong chóng. TrÞ sè çc d¹ng øng suÊt ph¸ huû vËt liÖu (nÐn, kÐo, uèn ...) ë nhiÖt ®é kh¸c nhau còng rÊt kh¸c nhau. Víi çc lo¹i vËt liÖu chÞu löa kh¸c nhau, mèi quan hÖ phô thuéc cêng ®é c¬ häc vµo nhiÖt ®é còng rÊt kh¸c nhau. Do sù h¹ thÊp ®é nhít cña pha thuû tinh dÉn ®Õn lµm t¨ng tÝnh dÎo cña vËt liÖu vµ lµm gi¶m dÇn khuynh híng ph¸ huû dßn s¶n phÈm. Sù cã mÆt cña pha thuû tinh lóc nµy còng t¹o ra kh¶ n¨ng hµn g¾n çc vÕt nøt tÕ vi s¶n phÈm h×nh thµnh sau khi nung ë bÒ mÆt ph©n chia gi÷a çc h¹t lµm t¨ng kh¶ n¨ng liªn kÕt cña chóng. YÕu tè ¶nh hëng lín ®Õn cêng ®é tøc thêi ë nhiÖt ®é lµm viÖc lµ: nhiÖt ®é cña m«i trêng lµm viÖc cña vËt liÖu chÞu löa Cao Alumin, hµm lîng pha tinh thÓ vµ pha thñy tinh, ®é nhít cña pha thñy tinh, kÝch thíc thµnh phÇn h¹t cÊu thµnh s¶n phÈm Cao Alumin. §Ó biÕt ®îc qui luËt biÕn ®æi cêng ®é c¬ häc cña vËt liÖu ë nhiÖt ®é cao ngêi ta tiÕn hµnh x¸c ®Þnh mèi quan hÖ phô thuéc cña tÝnh chÊt c¬ häc cña vËt liÖu vµo nhiÖt ®é. VÝ dô nh x¸c ®Þnh sù thay ®æi ®é bÒn uèn cña s¶n phÈm theo nhiÖt ®é b»ng çch: tiÕn hµnh kiÓm tra cêng ®é uèn cña cïng mét lo¹i s¶n phÈm ë nhiÖt ®é b×nh thêng, sau ®ã tiÕn hµnh x¸c ®Þnh cêng ®é uèn cña s¶n phÈm khi s¶n phÈm ®ang ë çc nhiªt ®é x¸c ®Þnh cao h¬n trong giíi h¹n nhiÖt ®é lµm viÖc cña s¶n phÈm. Tõ ®ã b»ng thùc nghiÖm cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc cêng ®é tøc thêi ë nhiÖt ®é lµm viÖc. I.2.2.2.NhiÖt ®é biÕn d¹ng díi t¶i träng. Mét trong nh÷ng tÝnh chÊt quan träng cña vËt liÖu chÞu löa lµ kh¶ n¨ng chèng l¹i ®ång thêi t¸c dông cña nhiÖt ®é cao vµ t¶i träng c¬ häc. TÝnh chÊt nµy ®îc ®Æc trng b»ng nhiÖt ®« g©y ra sù biÕn d¹ng cña mÉu nÐn díi t¶i träng tÜnh æn ®Þnh 2KGcm2 ( ë Anh vµ Mü ngêi ta ®Æt t¶i träng 1.75 KGcm2 ), ®îc gäi lµ ®é biÕn d¹ng díi t¶i träng . Thùc tÕ t¶i träng t¸c dông lªn vËt liÖu chÞu ë çc lß nung c«ng nghiÖp thêng nhá h¬n t¶i träng kiÓm tra rÊt nhiÒu vµ chØ trong nh÷ng trêng hîp ç biÖt míi ®¹t tíi 0.5 1 KGcm2. Khi ®èt nãng mét phÝa, t¶i träng t¸c dông lªn phÇn cã nhiÖt ®é thÊp sÏ lín h¬n phÇn bÞ ®èt nãng cã nhiÖt ®é cao cña líp lãt. Tuy nhiªn trong çc vßm lß, vïng nung l¸t cho lß quay nung clanhke xi m¨ng, nhÊt lµ khi ®èt nãng tÊt c¶ çc mÆt, hiÖn tîng mÒm cña VLCL lµ nguyªn nh©n ph¸ ho¹i chóng. NhiÖt ®é biÕn d¹ng cña VLCL cã ý nghÜa khi sö dông ®Ó x©y çc chç chÞu lùc lín ®Êy cña vßm lß, trong çc vïng nung vµ buång ®èt nhiÖt ®é cao. Líp g¹ch Cao Alumin cßn bÞ ph¸ ho¹i do t¸c dông cña ho¸ häc. Lµm ¨n mßn vµ lµm thay ®æi thµnh phÈn kho¸ng ho¸ cña chóng, t¨ng lîng pha thuû tinh dÔ ch¶y lµm gi¶m cêng ®é x©y dùng cña s¶n phÈm ë nhiÖt ®é cao. NhiÖt ®é biÕn d¹ng díi t¶i träng lµ mét chØ tiªu rÊt quan träng. Nã ®Æc trng cho cêng ®é x©y dùng cña s¶n phÈm trong mét giíi h¹n nhiÖt ®é mµ ë ®ã cã t¶i träng. V× vËy chØ tiªu nµy ph¶n ¸nh ®óng kh¶ n¨ng sö dông cña s¶n phÈm Cao Alumin trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh nhiÖt ®é biÕn d¹ng díi t¶i träng ë níc ta cã TCVN 202 – 1986 x¸c ®Þnh chØ tiªu nµy. §Ó x¸c ®Þnh nhiÖt ®é biÕn d¹ng díi t¶i träng ngêi ta c¾t mÉu tõ vËt liÖu cÇn thö thµnh h×nh trô ®êng kÝnh 36 mm, chiÒu cao 50 mm. MÉu nµy ®îc ®Æt trong lß Cript«n vµ lu«n chÞu t¶i träng kh«ng ®æi 2 KGcm2. C¹nh lß cã hÖ thèng c¬ häc tù ghi biÕn d¹ng cña mÉu theo nhiÖt ®é. Tèc ®é n©ng nhiÖt nh sau: Díi 800 0C tèc ®é n©ng nhiÖt kh«ng qu¸ 100phót. Trªn 800 0C tèc ®é n©ng nhiÖt 4  5 0phót. Qu¸ tr×nh ®èt nãng sÏ x¸c ®Þnh ®îc çc nhiÖt ®é biÕn d¹ng sau: + NhiÖt ®é b¾t ®Çu biÕn d¹ng – øng víi ®é lón cña mÉu lµ 0,3 mm. + NhiÖt ®é biÕn d¹ng 4% øng víi ®é lón cña mÉu lµ 2 mm + NhiÖt ®é kÕt thóc biÕn d¹ng hay gäi lµ nhiÖt ®é ph¸ huû mÉu biÕn d¹ng 40 % øng víi ®é lón cña mÉu lµ 20 mm. Ph¬ng ph¸p nµy cßn mang tÝnh chÊt ®Þnh tÝnh vµ ®é chÝnh x¸c kh«ng cao, bëi v×: ViÖc ®o møc ®é biÕn d¹ng cña mÉu trong ®iÒu kiÖn t¨ng nhiÖt ®é liªn tôc lµm mÉu kh«ng ®îc ®èt nãng ®ång ®Òu theo toµn bé chiÒu dÇy cña nã. V× vËy nhiÖt ®é trung b×nh cña mÉu bao giê còng thÊp h¬n nhiÖt ®é cña kh«ng gian lß. MÆt kh¸c trong qu¸ tr×nh n©ng nhiÖt ®é, trong s¶n phÈm mÉu cã thÓ sÏ biÕn ®æi cÊu tróc, x¶y ra co phô...Lµm gi¶m chiÒu cao cña mÉu hay t¨ng thÓ tÝch lµm t¨ng chiÒu cao cña mÉu ( nh khi thö ®in¸t), trong khi ®ã hÖ thèng thiÕt bÞ chØ ®o ®îc sù biÕn d¹ng kh«ng ®µn håi cña mÉu. Do ®ã kÕt qu¶ ®o kh«ng ph¶n ¸nh chÝnh x¸c møc ®é biÕn d¹ng cña vËt liÖu nung. Ngoµi ph¬ng ph¸p nµy kh«ng thÓ ®¸nh gi¸ ®îc vËn tèc biÕn d¹ng cña s¶n phÈm ë nhiÖt ®é nµy hay kh¸c hay biÓu diÔn kÕt qu¶ thö tÝnh chÊt nµy thµnh mét c«ng thøc th«ng qua çc biÕn d¹ng phøc t¹p kh¸c nh uèn, kÐo, xo¾n...Tuy vËy hiÖn nay nã vÉn lµ ph¬ng ph¸p phæ biÕn nhÊt. Çc yÕu tè ¶nh hëng ®Õn nhiÖt ®é biÕn d¹ng díi t¶i träng NhiÖt ®é biÕn d¹ng cña vËt liÖu chÞu löa chñ yÕu phô thuéc vµo thµnh phÇn kho¸ng ho¸, nghÜa lµ sù cã mÆt cña pha tinh thÓ nµy hay kh¸c, vµo ®Æc tÝnh cÊu tróc còng nh tû lÖ gi÷a lîng pha tinh thÓ vµ pha thuû tinh ( v« ®Þnh h×nh), vµo ®é nhít cña pha láng t¹o ra khi nãng ch¶y pha thuû tinh vµ pha tinh thÓ dÔ ch¶y. Thµnh phÇn h¹t, cÊu tróc cña s¶n phÈm còng cã gi¸ trÞ lín. S¶n phÈm ®Æc ch¾c bao giê còng cã nhiÖt ®é b¾t ®Çu biÕn d¹ng cao h¬n. Nhng cÇn chó ý r»ng: CÊu tróc cña s¶n phÈm kh«ng cã ¶nh hëng g× ®Õn nhiÖt ®é kÕt thóc biÕn d¹ng. NhiÖt ®é biÕn d¹ng cña s¶n phÈm chÞu löa ®i tõ çc «xÝt tinh khiÕt thêng gÇn nhiÖt ®é nãng ch¶y cña nã bëi v× trong thµnh phÇn pha cña s¶n phÈm, lîng pha thuû tinh hÇu nh kh«ng cã hoÆc chØ tån t¹i rÊt Ýt. ë çc s¶n phÈm chÞu löa th«ng thêng kh¸c ®Òu chøa mét lîng t¹p chÊt kh¸ lín nªn ë nhiÖt ®é cao lîng pha láng t¹o ra kh¸ nhiÒu vµ lµm gi¶m kh¸ lín nhiÖt ®é biÕn d¹ng cña s¶n phÈm. Lîng pha láng t¹o ra cµng nhiÒu, ®é nhít cña nã cµng nhá th× møc chªnh lÖch gi÷a nhiÖt ®é biÕn d¹ng vµ nhiÖt ®é chÞu löa cµng lín.. Tõ tèc ®é biÕn d¹ng cña s¶n phÈm cã thÓ tÝnh ®îc ®é nhít biÓu kiÕn cña chóng theo c«ng thøc sau:  = Trong ®ã :  §é nhít poiz. p – Lùc t¸c dông ®in (1 kg = 981.000 ®in ). l – ChiÒu cao cña mÉu (cm). z Thêi gian (s). l – BiÕn thiªn chiÒu cao cña mÉu trong thêi gian z (cm). q – TiÕt diÖn ngang ( cm 2). §Ó chÝnh x¸c h¬n ngêi ta x¸c ®Þnh ®é nhít biÓu kiÕn ë nhiÖt ®é cè ®Þnh. §«i khi ®èi víi vËt liÖu chÞu löa dïng ë nhiÖt ®é cao ngêi ta x¸c ®Þnh ®é d·o – tøc lµ biÕn d¹ng khi t¸c dông l©u dµi cña t¶i träng tÜnh 0,54KG cm2 ë nhiÖt ®é cao. Ngêi ta quy íc chän nhiÖt ®é lµm viÖc tíi h¹n cña vËt liÖu chÞu löa n»m gi÷a nhiÖt ®é b¾t ®Çu biÕn d¹ng vµ nhiÖt ®é biÕn d¹ng 4%. I.2.2.3.§é d·o (tÝnh trît). Khi ph¶i lµm viÖc l©u dµi ë nhiÖt ®é cao trong ®iÒu kiÖn cã t¶i träng t¸c dông, vËt liÖu chÞu löa biÕn d¹ng kh«ng thuËn nghÞch – gäi lµ ®é d·o hay tÝnh trît cña vËt liÖu. Sù d·o v× nhiÖt lµ qu¸ tr×nh ho¹t tÝnh. §Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh nµy cÇn ph¶i th¾ng ®îc møc n¨ng lîng x¸c ®Þnh, khi ®ã sù chuyÓn vÞ çc nguyªn tö ®îc x¸c lËp b»ng møc chªnh lÖch vÒ thÕ ho¸ häc ë çc phÇn riªng biÖt cña h¹t tinh thÓ. Çc yÕu tè ¶nh hëng ®Õn ®é d·o T¨ng kÝch thíc cña pha tinh thÓ sÏ lµm gi¶m tæng diÖn tÝch bÒ mÆt cña çc h¹t, gi¶m vËn tèc trît. Sù cã mÆt cña çc t¹p chÊt dÔ ch¶y trong vËt liÖu vµ møc ®é bao phñ bÒ mÆt çc h¹t cña chóng sÏ lµm t¨ng vËn tèc trît cña vËt liÖu lªn nhiÒu. Ngêi ta x¸c lËp b»ng thùc nghiÖm mèi quan hÖ phô thuéc vËn tèc trît vµo kÝch thíc h¹t: . Trong ®ã: VËn tèc trît d §êng kÝnh t¬ng ®¬ng cña h¹t vËt liÖu n H»ng sè, cã gi¸ trÞ b»ng 2 khi cã qu¸ tr×nh khuyÕc t¸n x¶y ra ë nhiÖt ®é t¬ng ®è cao. Khi cã hiÖn tîng trît theo bÒ mÆt cña çc h¹t ë nhiÖt ®é thÊp h¬n nhiÒu th× gi¸ trÞ n lÊy b»ng 1. Vai trß chñ yÕu cña qu¸ tr×nh khuyÕch t¸n trong c¬ chÕ trît ë nhiÖt ®é cao cña vËt liÖu chÞu löa ®a tinh thÓ lµ x¸c lËp mèi quan hÖ tuyÕn tÝnh gi÷a vËn tèc trît vµ çc khuyÕt tËt trong m¹ng líi cña çc pha tinh thÓ chñ yÕu cã mÆt trong s¶n phÈm. TrÞ sè biÕn d¹ng dÎo vµ vËn tèc biÕn d¹ng cña vËt liÖu, khi nã chÞu t¸c dông ®ång thêi cña c¶ øng suÊt vµ nhiÖt ®é, trong nhiÒu trêng hîp lµ ®Æc trng rÊt quan träng, nã ®¸nh gi¸ ®óng kh¶ n¨ng phôc vô cña vËt liÖu vÒ chÊt lîng khi sö dông lµm cÊu kiÖn chÞu nhiÖt ®é cao. §é d·o cña vËt liÖu gèm vµ s¶n phÈm chÞu löa thêng ®îc x¸c ®Þnh theo vËn tèc biÕn d¹ng trong giai ®o¹n trît nµo ®ã hay theo trÞ sè biÕn d¹ng sau mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh. Víi s¶n phÈm chÞu löa, ®é d·o thêng x¸c ®Þnh ë nhiÖt ®é cao ( 1500  1800oC ) vµ øng suÊt kh«ng lín l¾m ( tõ 10  100KGNcm2 ). VËn tèc trît cã thÓ biÓu diÔn theo ph¬ng tr×nh sau: Trong ®ã: VËn tèc trît, mmmm.h S YÕu tè cÊu tróc. Q N¨ng lîng ho¹t ho¸. R H»ng sè khÝ lý tëng lÊy b»ng 1,98caloC.mol. T NhiÖt ®é oK.  øng suÊt. n H»ng sè  1  2. I.2.2.4.§é bÒn l©u dµi. §Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng bÒn cña vËt liÖu chÞu löa khi t¸c dông l©u dµi cña t¶i träng trong giai ®o¹n biÕn d¹ng dÎo mµ kh«ng bÞ ph¸ huû, ngêi ta sö dông chØ tiªu ®Æc trng lµ ®é bÒn l©u dµi cña s¶n phÈm. Thùc tÕ tÝnh chÊt nµy Ýt dïng ®èi víi çc vËt liÖu chÞu löa th«ng thêng mµ chØ cã ý nghÜa thùc nghiÖm ®èi víi çc s¶n phÈm tõ çc «xit tinh khiÕt nh: Al2O3, MgO… nã cho phÐp t×m ®îc mèi quan hÖ phô thuéc gi÷a ®é bÒn l©u dµi  vµ vËn tèc biÕn d¹ng trît ë kho¶ng nhiÖt ®é 1400  1500oC ( khi cã øng suÊt 100 500 KGcm2 ) cña çc lo¹i s¶n phÈm nµy. Quan hÖ phô thuéc Êy cã thÓ biÓu diÔn theo hµm luü thõa sau: Trong ®ã :  §é bÒn l©u dµi. A HÖ sè phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn thö. n – H»ng sè dao ®éng tõ 1,5  3. Víi s¶n phÈm chÞu löa Cao Alumin th× tÝnh chÊt nµy Ýt dïng ®Õn v× Cao Alumin kh«ng ph¶i lµ s¶n phÈm tõ çc «xit tinh khiÕt nh Al2O3, MgO… I.3.TÝnh chÊt nhiÖt lý. I.3.1.§é dÉn nhiÖt. §é dÉn nhiÖt cña vËt liÖu chÞu löa ®îc x¸c ®Þnh b»ng lîng nhiÖt truyÒn qua vËt liÖu khi cã sù chªnh lÖch nhiÖt ®é (gra®ien nhiÖt ®é) gi÷a çc mÆt cña s¶n phÈm trong çc vËt liÖu chÞu löa nhiÖt ®îc truyÒn chñ yÕu do dao ®éng ®µn håi cña çc nguyªn tö ë nót cña m¹ng líi tinh thÓ. Nã kh¸c víi h×nh thøc truyÒn nhiÖt do chuyÓn ®éng cña çc dßng ®iÖn tö. §é dÉn nhiÖt cña vËt liÖu chÞu löa ®Æc trng b»ng hÖ sè dÉn nhiÖt  cã thø nguyªn kü thuËt (Kcalm.oC.h) hoÆc thø nguyªn vËt lý (CalcmoC.s) Çc yÕu tè ¶nh hëng ®Õn ®é dÉn nhiÖt cña s¶n phÈm Cao Alumin: V× ®é dÉn nhiÖt cã quan hÖ phô thuéc gÇn nh tuyÕn tÝnh vµo nhiÖt ®é trong tõng kho¶ng nhiÖt ®é nªn hÖ sè dÉn nhiÖt thêng ®îc cho díi d¹ng trung b×nh cña mét kho¶ng nhiÖt ®é nµo ®Êy. §é dÉn nhiÖt cña vËt liÖu gèm cã cÊu tróc tinh thÓ gi¶m m¹nh khi n©ng cao nhiÖt ®é. Khi tiÕp tôc n©ng nhiÖt ®é, tèc ®é gi¶m ®é dÉn nhiÖt cµng nhá vµ mèi quan hÖ phô thuéc ®é dÉn nhiÖt vµo nhiÖt ®é hÇu nh hoµn toµn trë thµnh quan hÖ ®êng th¼ng. Quy luËt biÕn ®æi ®é dÉn nhiÖt vµ trÞ sè cña nã theo nhiÖt ®é cã ý nghÜa quan träng khi gi¶i quyÕt çch nhiÖt trong çc thiÕt bÞ nhiÖt vµ lß c«ng nghiÖp, gi¶m mÊt m¸t nhiÖt ra m«i trêng xung quanh. §é dÉn nhiÖt cã ¶nh hëng trùc tiÕp tíi kh¶ n¨ng chÞu sù dao ®éng nhiÖt ®é ®ét ngét cña s¶n phÈm (®é bÒn nhiÖt cña vËt liÖu khi sö dông). Mét trong nh÷ng hÖ sè liªn quan ®Õn ®é dÉn nhiÖt lµ hÖ sè dÉn nhiÖt ®é a. HÖ sè a ®Æc trng cho vËn tèc lan truyÒn nhiÖt ®é theo chiÒu dµy cña s¶n phÈm chÞu löa khi thay ®æi nhiÖt ®é ®èt nãng. HÖ sè a phô thuéc tuyÕn tÝnh vµo hÖ sè dÉn nhiÖt ®é . (m2g). Trong ®ã : a – HÖ sè dÉn nhiÖt ®é (m2h).  HÖ sè dÉn nhiÖt (Kcalm.oC.h). C Tû nhiÖt (Kcalkg.oC ). 0 Khèi lîng thÓ tÝch(gcm3). TØ nhiÖt C cña vËt liÖu chÞu löa ®Æc trng cho lîng nhiÖt tiªu tèn ®Ó ®èt nãng 1 kg s¶n phÈm lªn 10C vµ cã thø nguyªn (kcalkg.0C). Lîng nhiÖt nµy (hay n¨ng lîng) ®îc tiªu tèn ®îc cung cÊp cho chuyÓn ®éng dao ®éng cña çc nguyªn tö vµ ion ë ®Çu nót cña m¹ng líi tinh thÓ (hay n©ng cao tr¹ng th¸i n¨ng lîng cña ®iÖn tö). TØ nhiÖt t¨ng m¹nh khi n©ng dÇn nhiÖt ®é trong kho¶ng nhiÖt ®é 00K vµ 00C  200C. ë nhiÖt ®é cao h¬n tØ nhiÖt kh«ng phô thuéc vµo ®Æc trng cÊu tróc cña çc vËt liÖu vµ Ýt t¨ng theo møc t¨ng nhiÖt ®é, ®Æc biÖt lµ nhiÖt ®é cao h¬n 10000C. I.3.2.Sù d·n në v× nhiÖt. Còng nh çc vËt liÖu kh¸c, s¶n phÈm chÞu löa khi ®èt nãng cã sù d·n në v× nhiÖt. HiÖn tîng d·n në nµy cã tÝnh thuËn nghÞch, nghÜa lµ khi ®èt nãng th× në ra vµ khi lµm nguéi th× co vÒ thÓ tÝch ban ®Çu. B¶n chÊt cña hiÖn tîng nµy lµ khi bÞ ®èt nãng kho¶ng çch gi÷a çc nguyªn tö t¨ng lªn do biªn ®é dao ®éng cña chóng. CÇn ph©n biÖt hÖ sè d·n në thÓ tÝch  vµ hÖ sè në dµi . Víi çc s¶n phÈm gèm hay vËt liÖu chÞu löa ®a tinh thÓ cã thÓ coi gÇn ®óng :  3 . ë çc vËt liÖu xèp, hÖ sè d·n në thêng kh«ng phô thuéc vµo ®é xèp. Tuy nhiªn sù h×nh thµnh vÕt nøt theo bÒ mÆt ph©n chia çc tinh thÓ cã thÓ lµm thay ®æi hÖ sè d·n në nhiÖt. Trong çc vËt liÖu gèm nhiÒu pha, hÖ sè d·n në nhiÖt chung thêng kh«ng ph¶i lµ trung b×nh céng cña hÖ sè nhiÖt cña tõng pha. HÖ sè d·n në nhiÖt cña vËt liÖu chÞu löa samèt A thêng ®îc ®Æc trng b»ng çc chØ tiªu sau : HÖ sè d·n në nhiÖt cña vËt liÖu ®Æc trng b»ng çc hÖ sè sau: (1) HÖ sè d·n në nhiÖt trung b×nh : tb= (2) HÖ sè d·n në nhiÖt thùc : t = x (3) D·n në nhiÖt phÇn tr¨m : % = (4) HÖ sè d·n në nhiÖt thÓ tÝch tÝch trung b×nh:   3 x  Trong ®ã : Lt ChiÒu dµi mÉu ë nhiÖt ®é ®o Lto – ChiÒu dµi mÉu ë 00C hoÆc nhiÖt ®é phßng Tèc ®é biÕn thiªn chiÒu dµi theo nhiÖt ®é TrÞ sè d·n në nhiÖt trong kho¶ng tõ 0°C ®Õn nhiÖt ®é nµo ®Êy tÝnh theo % cã thÓ tÝnh b»ng c«ng thøc: .t.100%. TÝnh d·n në ®ång ®Òu trong kho¶ng nhiÖt ®é riªng biÖt lµ mét ®Æc trng quan träng.V× vËy ngêi ta dïng hÖ sè d·n në nhiÖt ®Ó ®Æc trng cho møc ®é ®ång ®Òu cña qu¸ tr×nh d·n në trong nhiÖt ®é riªng biÖt. Nh÷ng yÕu tè ¶nh hëng ®Õn : HÖ sè d·n në nhiÖt kh«ng chØ phô thuéc vµo nguyªn liÖu chÕ t¹o s¶n phÈm, vµo thµnh phÇn kho¸ng vµ thµnh phÇn pha cña nã mµ cßn phô thuéc vµo nhiÖt ®é. TrÞ sè d·n në nhiÖt cña çc tinh thÓ riªng biÖt vµ pha thuû tinh còng kh¸c nhau, cïng phô thuéc vµo cÊu tróc cña chóng, vµo ®é bÒn cña çc liªn kÕt ho¸ häc. Trong çc vËt chÊt tinh thÓ bÊt ®¼ng híng, sù d·n në theo çc trôc ®èi xøng riªng biÖt còng kh¸c nhau. Khi t¨ng nhiÖt ®é th× sù thay ®æi nµy bÞ gi¶m dÇn. CÊu tróc, thµnh phÇn kho¸ng, tû lÖ hµm lîng pha tinh thÓ vµ pha thuû tinh cã ¶nh hëng lín ®Õn sù d·n në nhiÖt cña s¶n phÈm Cao Alumin. I.4.TÝnh chÊt nhiÖt. Ngoµi çc tÝnh chÊt ®· giíi thiÖu ë trªn, ®Ó ®Æc trng cho kh¶ n¨ng chèng l¹i t¸c dông cña nhiÖt ®é cao, vËt liÖu chÞu löa cßn mét lo¹t tÝnh chÊt nhiÖt nh sau: ®é chÞu lña, tÝnh æn ®Þnh thÓ tÝch ë nhiÖt ®é cao, ®é bÒn nhiÖt vµ møc ®é l·o ho¸ v× nhiÖt . I.4.1.§é chÞu löa. §é chÞu löa cña vËt liÖu lµ kh¶ n¨ng chèng l¹i t¸c dông cña nhiÖt ®é cao mµ kh«ng bÞ nãng ch¶y. Theo ®é chÞu löa hay nhiÖt ®é nãng ch¶y vËt liÖu chÞu löa nãi chung cã thÓ chia lµm 4 nhãm : (1) Lo¹i dÔ ch¶y: bÞ nãng chÈy ë nhiÖt ®é kh«ng cao h¬n 13000C. Çc vËt liÖu nµy chñ yÕu thuéc nhãm gèm th« s¶n xuÊt tõ nguyªn liÖu tõ ®Êt sÐt dÔ ch¶y. (2) Lo¹i khã ch¶y: nãng ch¶y ë nhiÖt ®é cao h¬n ë nhiÖt 15800C. (3) S¶n ph¶m chÞu löa thêng: cã ®é chÞu löa n»m trong kho¶ng 1580020000C. Lo¹i nµy bao gåm phÇn lín çc vËt liÖu chÞu löa kh¸ cao nh samèt, cao alumin,...v v. (4) VËt liÖu chÞu löa cao: cã ®é chÞu löa hay nhiÖt ®é nãng ch¶y cao h¬n 20000C. Lo¹i nµy gåm hÇu hÕt çc s¶n phÈm chÞu löa ®Æc biÖt tõ «xÝt tinh khiÕt, hîp chÊt kh«ng chøa oxi, lo¹i s¶n phÈm chÞu löa kiÒm tÝnh. VËt liÖu chÞu löa nãi chung khi nung lªn nhiÖt ®é cao ®Òu bÞ biÕn d¹ng mÒm vµ ch¶y ra ë d¹ng láng ë ®é nhít nµo ®ã. Kh¸i niÖm vÒ ®é chÞu löa thùc tÕ vÒ ®é chÞu löa chØ dïng nhãm 3 vµ nhãm 4 cßn l¹i çc s¶n phÈm thuéc nhãm 1 vµ 2 thêng kh«ng x¸c ®Þnh ®é chÞu löa . §é chÞu löa thùc tÕ lµ mét h»ng sè kü thuËt ®îc x¸c ®Þnh tõ thùc nghiÖm. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é chÞu löa cña Cao Alumin: §Ó x¸c ®Þnh ®é chÞu löa cña Cao Alumin ta cã thÓ x¸c ®Þnh nh s¶n phÈm chÞu löa samèt (theoTCVN – 179 – 1996), ngêi ta lÊy mÉu cÇn thö nghiÒn nhá ®Õn lät sµng ®êng kÝnh lç sµng lµ 0,2 mm, lÊy mÉu thö b»ng çch chia t. Sau ®ã t¹o mÉu d¹ng c«n h×nh th¸p côt th¼ng ®øng, hai ®¸y lµ hai tam gi¸c ®Òu cã c¹nh lµ 8 vµ 2 mm, chiÒu cao 3 mm. Khi lµm mÉu tõ vËt liÖu kh«ng cã tÝnh dÎo th× cho thªm mét lîng nhá hå h÷u c¬ nhng kh«ng lµm ¶nh hëng tíi ®é chÞu löa cña vËt liÖu, ®èi víi vËt liÖu cã s½n tÝnh dÎo th× chØ cÇn trén víi níc läc ®Ó t¹o c«n. C«n nµy ®îc thö trong lß ®iÖn Cripton víi tèc ®é n©ng nhiÖt ®é nh sau: + Díi 1.0000C: Kh«ng qui ®Þnh. + Tõ 1.000  1.5000C: T¨ng tõ 15  200phót. + Tõ 1.5000C trë lªn: T¨ng tõ 4  60phót. Díi t¸c dông cña nhiÖt ®é cao vËt liÖu chÕ t¹o c«n bÞ biÕn mÒm vµ gi¶m dÇn ®é nhít cña pha láng t¹o thµnh. §Õn mét nhiÖt ®é x¸c ®Þnh, tuú theo vËt liÖu thö ®Ønh c«n díi t¸c dông cña khèi lîng b¶n th©n gôc ch¹m vµo bÒ mÆt cña ®Õ. NhiÖt t¹i thêi ®iÓm mµ ®Ønh c«n gôc s¸t bÒ mÆt ®Õ ®îc gäi lµ ®é chÞu löa cña vËt liÖu. §é nhít cña vËt liÖu t¹i thêi ®iÓm nµy dao ®éng trong kho¶ng 103104 poiz. §Ó x¸c ®Þnh nhiÖt ®é gôc cña c«n thÝ nghiÖm, ngêi ta kh«ng dïng nhiÖt kÕ quang häc mµ sö dông çc c«n tiªu chuÈn ®Æt bªn c¹nh c«n thÝ nghiÖm. Çc c«n tiªu chuÈn nµy ®· biÕt tríc nhiÖt ®é gôc, nÕu ®Õn mét nhiÖt ®é nµo ®Êy mµ c¶ c«n thÝ nghiÖm vµ c«n tiªu chuÈn ®Òu gôc th× ta x¸c ®Þnh ®îc ®é gôc cña mÉu c«n b»ng ®é gôc cña c«n tiªu chuÈn (ph¶i tiÕn hµnh thö víi nhiÒu c«n tiªu chuÈn). Trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp, nhiÖt ®é gôc cña c«n tiªu chuÈn (®é chÞu löa) ®îc biÓu diÔn b»ng 110 gi¸ trÞ thùc cña nã. Qua thÝ nghiÖm ngêi ta thÊy râ ®é chÞu löa vµ nhiÖt ®é nãng ch¶y: c«n thÝ nghiÖm bÞ gôc trong kho¶ng ®é nhít cña vËt liÖu kh¸ lín. V× vËy ngay c¶ vËt liÖu tõ çc «xÝt tinh khiÕt còng cã ®é chÞu löa kh¸c víi nhiÖt ®é nãng ch¶y. §é chÞu löa cña Cao Alumin bÞ ¶nh hëng cña nhiÒu yÕu tè :thuéc tÝnh chÊt cña vËt liÖu vµ ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm nh : thµnh phÇn ho¸ häc, thµnh phÇn kho¸ng, thµnh phÇn h¹t, tèc ®é n©ng nhiÖt ®é trong lß, h×nh d¹ng kÝch thíc mÉu thÝ nghiÖm, m«i trêng thÝ nghiÖm ... Ta thÊy r»ng khi thµnh phÇn ho¸, thµnh phÇn kho¸ng, thµnh phÇn h¹t cña phèi liÖu s¶n xuÊt s¶n phÈm Cao Alumin cã ¶nh hëng lín nhiÖt ®é kÕt khèi, ®é ®Æc ch¾c cña s¶n phÈm, ¶nh hëng trùc tiÕp ®Õn ®é chÞu löa cña s¶n phÈm Cao Alumin. §é ph©n t¸n cña h¹t còng ¶nh hëng ®Õn nhiÖt ®é gôc c«n. NÕu h¹t nÕu h¹t vËt iÖu cµng lín nhiÖt ®é gôc c«n cµng cao v× kÝch thíc h¹t lín bÒ mÆt tiÕp xóc víi pha láng gi¶m, ®iÒu kiªn t¹o thµnh ®iÓm ¬tecti kÐm ®i, lîng pha láng t¨ng chËm, nhiÖt ®é gôc c«n t¨ng lªn. M«i trêng khÝ còng ¶nh hëng ®Õn nhiÖt ®é gôc cña c«n. ë vËt liÖu chÞu löa thêng chøa s¾t. Khi thö trong m«i trêng khö nhiÖt ®é gôc c«n bao giê còng thÊp h¬n so víi khi thö trong m«i trêng «xi ho¸ v× hîp chÊt chøa s¾t (II) dÔ ch¶y h¬n hîp chÊt chøa s¾t (III). Hµm lîng s¾t cã trong Cao Alumin vµo kho¶ng 2 % cã ¶nh hëng ®Õn ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh nhiªt ®é gôc c«n. Ngoµi ra ®é gôc c«n cßn phô thuéc vµo thiÕt bÞ ®èt nãng hay lo¹i thiÕt bÞ ®Ó thÝ nghiÖm. ChÕ ®é nhiÖt, tèc ®é n©ng nhiÖt, nhiÖt ®é nung còng ¶nh hëng ®Õn nhiÖt ®é gôc c«n. KÝch thíc h×nh d¹ng cña mÉu ®em thÝ nghiÖm còng ¶nh hëng ®Õn nhiÖt ®é gôc c«n. Tãm l¹i, nhiÖt ®é gôc c«n phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè, c¶ vÒ tÝnh chÊt s¶n phÈm, thµnh phÇn kho¸ng ho¸ còng nh c«ng nghÖ vµ ph¬ng ph¸p thö. I.4.2.æn ®Þnh thÓ tÝch ë nhiÖt ®é cao. VËt liÖu chÞu löa khi phôc l©u dµi ë nhiÖt ®é cao trong s¶n phÈm sÏ x¶y ra sù biÕn ®æi thµnh phÇn pha, t¸i kÕt tinh vµ kÕt khèi phô. Do ®ã s¶n phÈm bÞ co phô hay në phô vµ hiÖn tîng nµy dÉn tíi sù thay ®æi kh«ng thuËn nghÞch kÝch thíc dµi cña chóng. NÕu hiÖn tîng co phô cña vËt liÖu chÞu löa lín sÏ cã thÓ lµm nøt nÎ çc m¹ch v÷a, h¹ thÊp mËt ®é, ®é bÒn xØ vµ ®é bÒn nhiÖt cña têng lß, g©y vâng, tôt vßm lß vµ dÉn ®Õn ph¸ ho¹i chóng tríc thêi gian quy ®Þnh. HiÖn tîng d·n në phô kh«ng lín l¾m cña vËt liÖu chÞu löa ®«i khi l¹i cã ¶nh hëng tèt ®Õn ®é bÒn cña m¹ch v÷a ®Æc biÖt khi x©y vßm lß. Nã lµm xÝt ®Æc m¹ch v÷a t¨ng lùc liªn kÕt vµ ®é cøng cña vßm lß. NÕu d·n në qu¸ nhiÒu th× l¹i lµm vßm lß n©ng lªn, mÊt h×nh d¹ng h×nh häc vµ ph¸ vì sù ph©n bè øng suÊt ®ång ®Òu cña vßm lß, cã thÓ g©y sôt lß. V× vËy æn ®Þnh thÓ tÝch ë nhiÖt ®é cao cïng víi ®é bÒn c¬ häc cña nã lµ ®iÒu kiÖn g¾n bã cÇn thiÕt ®Ó kÐo dµi tuæi thä cña çc cÊu kiÖn chÞu t¶i träng ë nhiÖt ®é cao. §Ó x¸c ®Þnh søc co hay në phô cña s¶n phÈm Cao Alumin (TCVN – 201 – 1996):ngêi ta nung s¶n phÈm ë nhiÖt ®é x¸c ®Þnh. NhiÖt ®é nµy ®èi víi mçi lo¹i s¶n phÈm phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn sö dông sau nµy cña chóng. Thêi gian lu ë nhiÖt ®é cùc ®¹i tõ 2  3 giê. X¸c ®Þnh sù biÕn ®æi thÓ tÝch cña mÉu khi nung ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau V= T×m ®é co dµi theo c«ng thøc sau : l = Trong ®ã : Vo vµ V1 lµ thÓ tÝch mÉu tríc vµ sau khi nung. Khi s¶n phÈm co phô dïng dÊu ( ), cßn në phô dïng dÊu ( + ). §é co phô trong 2 giê ë nhiÖt ®é nung 1400 0C ®èi víi s¶n phÈm Cao Alumin yªu cÇu kh«ng kh«ng lín h¬n 0,6%. I.4.3.§é bÒn nhiÖt. TÝnh chÊt cña vËt liÖu chÞu löa chèng l¹i sù dao ®éng nhiÖt ®é khi ®èt nãng vµ lµm nguéi mµ kh«ng bÞ ph¸ ho¹i gäi lµ ®é bÒn nhiÖt cña s¶n phÈm. HiÖn tîng g©y nªn ph¸ huû nhiÖt s¶n phÈm lµ do xuÊt hiÖn trong s¶n phÈm øng suÊt nhiÖt t¹o nªn bëi qu¸ tr×nh biÕn d¹ng ®µn håi vµ biÕn d¹ng dÎo d. §a sè vËt liÖu chÞu löa khi phôc vô ®Òu ph¶i chÞu ®ùng sù dao ®éng nhiÖt ®é do thay ®æi tèc ®é nung vµ lµm nguéi ë çc lß nung vµ buång ®èt nhiªn liÖu... V× vËy ®é bÒn nhiÖt cña s¶n phÈm lµ mét ®Æc trng quan träng ®Ó n©ng cao chÊt lîng phôc vô cña líp lãt. Sù chªnh lÖch nhiÖt ®é ë trong _ ngoµi, hoÆc phÝa nhiÖt ®é cao _ nhiÖt ®é thÊp. ChÝnh sù chªnh lÖch nµy g©y ra øng suÊt kÐo nÐn lµm ph¸ ho¹i s¶n phÈm. Çc yÕu tè ¶nh hëng ®Õn ®é bÒn nhiÖt cña Cao Alumin NÕu ta kÝ hiÖu hÖ sè bÒn nhiÖt lµ B th× B sÏ phô thuéc vµo çc yÕu tè ®îc biÓu thÞ trong ph¬ng tr×nh sau: B = Tuy nhiªn gi¸ trÞ ®é bÒn nhiÖt B nµy cha ph¶n ¸nh ®Çy ®ñ ®iÒu kiÖn ®èt nãng vµ lµm nguéi, còng nh cha nªu ®îc ¶nh hëng cña kÝch thíc, h×nh d¹ng s¶n phÈm lªn ®é bÒn nhiÖt. V× vËy hiÖn nay ngêi ta cã xu híng: ®Æc trng ®é bÒn nhiÖt theo hÖ sè gradien nhiÖt ®é cho phÐp ®èi víi vËt liÖu chÞu löa cÇn x¸c ®Þnh. Gradien nhiÖt ®é cho phÐp nµy phô thuéc çc yÕu tè sau: (1) Søc c¶n nhiÖt cña vËt liÖu (gi¸ trÞ R) ®îc ®Æc trng b»ng mèi quan hÖ t¬ng hç gi÷a tÝnh chÊt ®µn håi vµ hÖ sè d·n në nhiÖt cña nã: R = = (Khi lµm nguéi) R = (Khi ®èt nãng). (2) §iÒu kiÖn ®èt nãng hay lµm nguéi (gi¸ trÞ K) phô thuéc vµo d¹ng truyÒn nhiÖt (hay hÊp thô nhiÖt). (3) H×nh d¹ng vµ kÝch thíc s¶n phÈm (gi¸ trÞ S) ¶nh hëng rÊt nhiÒu ®Õn ®é bÒn nhiÖt. Tuy nhiªn tÝnh to¸n chuÈn sè S ngay c¶ trong nh÷ng vËt thÓ ®¬n gi¶n còng rÊt phøc t¹p. Do viÖc x¸c ®Þnh m«®un kÐo vµ m«®un trît cña vËt liÖu ë çc nhiÖt ®é kh¸c nhau ®Æc biÖt lµ tÝnh to¸n gi¸ trÞ S rÊt phøc t¹p do ®ã g©y khã kh¨n trong viÖc sö dông réng r·i çc ®iÒu kiÖn phô thuéc ë trªn nh»m ®¸nh gi¸ s¸t thùc ®é bÒn nhiÖt cña s¶n phÈm. Trong qu¸ tr×nh nung, ë phÇn ranh giíi ph©n chia çc h¹t vËt liÖu gÇy vµ çc mµng máng chÊt kÕt dÝnh kÕt khèi thêng xuÊt hiÖn øng suÊt, kÕt qu¶ dÉn ®Õn sù t¹o thµnh çc chç ®øt g·y vµ h×nh thµnh m¹ng çc vÕt nøt tÕ vi. Do ®ã t¹i nh÷ng vïng nµy vËt liÖu ®îc ®Æc trng b»ng “sù liªn kÕt ®iÓm” (tøc lµ dÝnh kÕt tiÕp xóc) vµ h×nh thµnh kh¶ n¨ng lµm gi¶m hay triÖt tiªu çc øng suÊt côc bé do sù dÞch chuyÓn t¬ng hç çc cÊu tróc riªng biÖt.çc vÞ trÝ ®øt g·y vµ m¹ng çc vÕt nøt tÕ vi nµy cã thÓ lµm gi¶m vµ dõng h¼n çc vÕt nøt do nhiÖt g©y ra. §Ó t¨ng lîng çc vÕt nøt tÕ vi xung quanh çc h¹t vËt liÖu gµy, hiÖn nay ngêi ta hay dïng ph¬ng ph¸p nh©n t¹o, thÝ dô ®a thªm phô gia kÞ níc sÏ lµm t¨ng lîng vÕt nøt tÕ vi ë ranh giíi ph©n chia çc h¹t vËt liÖu gµy vµ chÊt liªn kÕt sau khi nung. ViÖc h×nh thµnh vÕt nøt nh©n t¹o dÉn ®Õn n©ng cao ®é bÒn nhiÖt vµ møc ®é kÕt khèi cña s¶n phÈm. Sù kh¸c nhau vÒ ph¬ng ph¸p s¶n xuÊt vµ kÜ thuËt s¶n xuÊt còng g©y nªn sù kh¸c nhau vÒ ®é bÒn nhiÖt cña s¶n phÈm. KÝch thíc vµ h×nh d¹ng s¶n phÈm còng ¶nh hëng ®Õn ®é bÒn nhiÖt. KÝch thíc s¶n phÈm x¸c ®Þnh trÞ sè tuyÖt ®èi cña sù trît t¬ng ®èi, còng nh c¶ trÞ sè riªng øng suÊt trît xuÊt hiÖn trong s¶n phÈm. Sù suÊt hiÖn øng suÊt côc bé kh«ng ®ång ®Òu phô thuéc vµo h×nh d¹ng s¶n phÈm thÓ hiÖn kh¸ râ: s¶n phÈm dÞ h×nh nhiÒu gãc c¹nh, ®iÓm uèn lîn cã ®é bÒn nhiÖt ®é thÊp h¬n s¶n phÈm ®¬n gi¶n tiªu chuÈn ... KÝch thíc h¹t trong phèi liÖu còng cã ¶nh hëng ®Õn ®é bÒn nhiÖt cña s¶n phÈm. Trong phèi liÖu, hµm lîng cì h¹t lín nhiÒu sÏ lµm s¶n phÈm cã ®é bÒn nhiÖt tèt. Khi gi¶m hµm lîng h¹t nhá vµ t¨ng Dmax th× ®é bÒn nhiÖt cña s¶n phÈm t¨ng. ë nhiÖt ®é 800o ®Õn 1000oC nhiÒu s¶n phÈm cã kh¶ n¨ng biÕn d¹ng dÎo. Sù xuÊt hiÖn øng suÊt ë kho¶ng nhiÖt ®é nµy®îc kh¾c phôc b»ng hiÖn tuîng biÕn d¹ng dÎo cña s¶n phÈm. Do ®ã sù dao ®éng nhiÖt ®é trong kho¶ng nhiÖt ®é biÕn d¹ng dÎo kh«ng g©y nªn ph¸ huû s¶n phÈm nh ë vïng biÕn d¹ng ®µn håi (ë nhiÞet ®é thÊp). Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é bÒn nhiÖt cña Cao Alumin: Do tÝnh chÊt phøc t¹p còng nh møc ®é cha hoµn thiÖn cña ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n ®é bÒn nhiÖt ®ßi hái ph¶i cã ph¬ng ph¸p thùc nghiÖm trùc tiÕp x¸c ®Þnh nã. Çc ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é bÒn nhiÖt ®Òu dùa trªn c¬ së x¸c ®Þnh møc ®é ph¸ ho¹i mÉu thö hay mÊt m¸t cêng ®é do kÕt qu¶ ®èt nãng ë nhiÖt ®é nµy hay nhiÖt ®é kh¸c, trong níc hay trong kh«ng khÝ. MÉu thö cÇn ph¶i tiÒn hµnh cïng mét h×nh d¹ng vµ kÝch thíc ®Ó lo¹i trõ ¶nh hëng cña gi¸ trÞ S. Ph¬ng ph¸p tiªu chuÈn ®Ó x¸c ®Þnh ®é bÒn nhiÖt (theo OCT 787556 cña Nga): ®èt nãng mét ®Çu mÉu thö trong lß ®iÖn cùc cacbuasilicSiC, ®Õn nhiÖt ®é 8500C hay 13000C. Sau ®ã nhóng vµo níc 200C s©u 5 cm ®Ó lµm nguéi chóng (hay ®Ó ngoµi kh«ng khÝ). TiÕp tôc ®èt nãng vµ lµm nguéi nh vËy ®Õn khi mÉu thö xuÊt hiÖn vÕt nøt vµ mÊt 20% khèi lîng. Sè lÇn ®èt nãng vµ lµm nguéi nh vËy gäi lµ ®é bÒn nhiÖt cña s¶n phÈm. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é bÒn nhiÖt cña Cao Alumin theo TCVN: Ph¬ng ph¸p kh¸c x¸c ®Þnh ®é bÒn nhiÖt: ®èt nãng mét ®Çu mÉu thö trong lß ®iÖn, mét ®Çu ®Ó ngoµi dïng qu¹t lµm m¸t, ®ång thêi x¸c ®Þnh sù biÕn ®æi khèi lîng mÉu ®Õn khi mÊt 20% khèi lîng th× dõng. §é bÒn nhiÖt ®¸nh gi¸ b»ng thêi gian ®èt nãng hoÆc tuæi thä vËt liÖu lµm viÖc ë nhiÖt ®é cao khi cã sù chªnh lÖch nhiÖt ®é ë 20oC vµ 1300oC. Ngoµi ra cßn sö dông çc phu¬ng ph¸p kh¸c nh ph¬ng ph¸p “panen”, ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é bÒn nhiÖt cña bªt«ng chÞu nhiÖt vµ bªt«ng chÞu löa. I.4.4.Møc ®é l·o ho¸ v× nhiÖt ®é. Qu¸ tr×nh thay ®æi vi cÊu tróc bªn trong s¶n phÈm dÉn ®Õn lµm thay ®æi hµng lo¹t çc tÝnh chÊt cã liªn quan ®Õn tÝnh linh ®éng vÒ cÊu tróc cña nã. HiÖn tîng ®ã gäi lµ “sù l·o ho¸” vËt liÖu, nghÜa lµ gi¶m kh¶ n¨ng chèng l¹i sù biÕn d¹ng sÏ dÉn tíi cêng ®é tøc thêi còng nh ®é bÒn l©u dµi gi¶m kh¸ lín. HiÖn nay cha cã mét tµi liÖu thùc nghiÖm nµo miªu t¶ chÝnh x¸c ®Ó x¸c ®Þnh ®éng häc “sù gia nhiÖt” cña vËt liÖu. Mét sè tµi liÖu (gi¶ thiÕt) cho r»ng: ®é t¨ng ®êng kÝnh trung b×nh çc h¹t DTb m, phô thuéc vµo nhiÖt ®é T, vµo thêi gian nung  (giê) cã thÓ biÓu diÔn theo phong tr×nh : D = A.eQRT. n Trong ®ã : A H»ng sè ®Æc trng cho ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm. Q N¨ng lîng ho¹t ho¸ cña qu¸ tr×nh t¸i kÕt tinh, ®èi víi vËt liÖu gèm lÊy b»ng 70  100 kcalmol. R – H»ng sè khÝ lÝ tëng = 1,98 cal0C.mol = 8,31 j0C .mol . T – NhiÖt ®é tuyÖt ®èi – 0K. n – ChØ sè møc ®é ®èi víi çc s¶n phÈm tõ çc «xÝt tinh khiÕt (13) Qui luËt cña qu¸ tr×nh t¸i kÕt tinh khi “gia nhiÖt” t¬ng tù qu¸ tr×nh t¸i kÕt tinh khuyÕch t¸n khi kÕt khèi. ë nh÷ng s¶n phÈm chÞu löa thêng, sè lîng t¹p chÊt lín, lîng pha thuû tinh nhiÒu, qu¶ tr×nh t¸i kÕt tinh x¶y ra t¬ng ®èi yÕu. §iÒu nµy ®îc gi¶i thÝch do çc h¹t tinh thÓ kh«ng trùc tiÕp tiÕp xóc víi nhau vµ sù trùc tiÕp tiÕp xóc víi nhau vµ sù chuyÓn vËt chÊt tinh thÓ vµ pha thuû tinh bÞ chËm l¹i nhiÒu. I.5.§é bÒn ho¸ häc. §é bÒn ho¸ häc cña vËt liÖu chÞu löa ®îc hiÓu lµ kh¶ n¨ng chèng l¹i t¸c dông hoµ tan hay ph¸ huû cña s¶n phÈm khi nã tiÕp xóc víi çc t¸c nh©n ph¸ ho¹i d¹ng láng, r¾n vµ khÝ. §é bÒn ho¸ häc cã ¶nh hëng lín ®Õn thêi h¹n sö dông g¹ch chÞu löa trong lß c«ng nghiÖp. Çc qu¸ tr×nh vµ hiÖn tîng ph¸ ho¹i vËt liÖu chÞu löa: vËt liÖu chÞu löa lu«n tiÕp xóc víi m«i trêng x©m thùc, ¨n mßn ë nhiÖt ®é cao: xØ láng, t¸c nh©n nãng ch¶y...do ®ã hoµ tan pha thuû tinh, ®ång thêi t¬ng t¸c t¹o ra s¶n phÈm míi cã nhiÖt ®é thÊp l

Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức Mục lục Tên mục Lời mở đầu A Phần khái quát chung Chơng1 - Giới thiệu sản phẩm Chơng2 Giới thiệu nguyên liệu, nhiên liệu, lợng Tính toán kiểm tra thành phần phối liệu B Phần thiết kế công nghệ Chơng Lựa chọn địa điểm nhà máy Chơng Phơng pháp sản xuất Dây chuyền công nghệ Chơng Tính cân vật chất Chơng Lựa chọn , tính toán kiểm tra trang thiết bị Chơng - Tính toán thiết bị sấy thùng quay sấy đất sét Chơng Tính toán thiết bị lò nung thoi Chơng Kiến trúc xây dựng, điện , nớc, kinh tế, an toàn lao động SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức Lời mở đầu Trong tiến phát triển nh vũ bão khoa học giới, khoa học công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng không nằm xu Với vị trí đặc biệt ngành xây dựng công trình, chất lợng vật liệu gốm xây dựng có ảnh hởng lớn đến chất lợng tuổi thọ công trình Do đó, công nghệ vật liệu nung ngày hoàn thiện đổi công nghệ đại cho phù hợp với xu chung, theo kịp khoa học giới Trong công nghệ sản xuất loại sản phẩm vật liệu chịu lửa yêu cầu bắt buộc phải đại hoá ngành công nghệ vật liệu nung Với đặc tính riêng biệt nó, sản phẩm vật liệu chịu lửa trở thành lĩnh vực nghiên cứu đầu t trọng tâm ngành công nghệ vật liệu nung Bên cạnh đó, nhu cầu thị trờng mặt hàng cho ngành nh luyện kim, sản xuất thuỷ tinh, thépcũng lớn Đặc biệt sản phẩm có độ chịu lửa cao phục vụ cho ngành luyện kim loại quý, lò phản ứng, công nghiệp hàng khôngđang lĩnh vực cần quan tâm trọng Giải vấn đề nhiệm vụ tất yếu kĩ s ngành vật liệu xây dựng Do vậy, để chuẩn bị cho kiến thức ngành sản xuất vật liệu chịu lửa, chúng em lựa chọn đề tài cho Đồ án tốt nghiệp là: Thiết kế Nhà máy sản xuất vật liệu chịu lửa Cao alumin, công suất 60.000 tấn/năm Trong thời gian thực đề tài em nhận đợc hớng dẫn tận tình thày giáo PGS, TS Vũ Minh Đức_chủ nhiệm khoa Vật Liệu Xây Dựng Tr ờng đại học xây dựng Qua chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS, TS Vũ Minh Đức Chúng xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn Công nghệ vật liệu xây dựng _ Khoa vật liệu xây dựng _ Trờng đại học xây dựng suốt thời gian học tập vừa qua Với trình độ thời gian có hạn đồ án không tránh khỏi sai sót Chúng mong muốn nhận đợc ý kiên đóng góp nh bảo thày cô giáo, bạn sinh viên để hoàn thiện thêm kiến thức cho thân Đồng thời qua cho gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp 45VL1, ngời động viên giúp đỡ suốt thời gian học tập vừa qua Chúng xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: Trần Việt Tuấn _ Lê Hồng Việt SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức A - Khái quát chung trình phát triển sản phẩm vật liệu chịu lửa Công nghiệp vật liệu chịu lửa công nghiệp sản xuất sản phẩm làm việc nhiệt độ cao, song song với công nghiệp khác công nghiệp vật liệu chịu lửa không ngừng phát triển Vật liệu chịu lửa hậu phơng thiếu đợc công nghiệp luyện kim, công nghiệp lợng, công nghiệp hoá học, công nghiệp xi măng số ngành công nghiệp khác Do đóng vai trò đặc biệt quan trọng công nghiệp nên công nghiệp vật liệu chịu lửa có lịch sử phát triển lâu dài gắn liền với phát triển khoa học kĩ thuật công nghiệp giới Tại Châu Âu, khoảng cuối kỉ thứ XIV vật liệu chịu lửa samốt đóng thành viên từ đất sét chịu lửa bắt đầu đợc sản xuất nhng năm 1856 xây dựng đợc nhà máy vật liệu chịu lửa samốt Nga Năm 1822 Anh có nhà máy vật liệu chịu lửa đinat sau Nga vào năm 1880 Vật liệu chịu lửa đôlômit đợc sản xuất Anh năm 1878 Công nghiệp vật liệu chịu lửa nớc phát triển không nhau, số lợng mức độ nớc hay nớc khác tuỳ thuộc vào mức độ phát triển công nghiệp nớc Hiện toàn giới có khoảng 2000 công ty sản xuất vật liệu chịu lửa với tổng công suất thiết kế khoảng 40 triệu tấn/năm Mức độ tiêu thụ ngành thép lớn chiếm khoảng 70% tổng sản phẩm vật liệu chịu lửa Tiếp theo ngành xi măng chiếm 7%, hoá chất dầu mỏ chiếm khoảng 4%, kim loại màu chiếm khoảng 3%, ngành khác chiếm 6% Về tiêu thụ vật liệu chịu lửa giới theo khu vực nh sau: nhiều khu vực Châu - Thái Bình Dơng chiếm 40%, Đông Âu chiếm 23%, Tây Âu chiếm 15%, nớc NAFTA( Mỹ, Canada, Mêxicô ) chiếm 14%, nớc Latinh chiếm 4%, Châu Phi Trung Đông chiếm 4% (TS Lê Văn Thanh _ Sản xuất vật liệu chịu lửa sản phẩm thị trờng _ Tạp chí Xây Dựng 7/2001) Việt Nam việc sử dụng vật liệu chịu lửa có từ lâu nhng đất nớc bị chiếm đóng chiến tranh, công nghiệp chậm phát triển nên sau miền Bắc giải phóng nhà máy gạch chịu lửa đợc xây dựng taị Cầu Đuống năm 1959 Từ nguyên liệu nớc trình độ khoa học kỹ thuật hạn chế nên chất lợng sản phẩm kém, cha đáp ứng đợc nhu cầu ngành công nghiệp thép, xi măng, thuỷ tinh Đến năm 1997, nớc ta có ba nhà máy vật liệu chịu lửa sản phẩm chủ yếu samốt có hàm lợng oxýt nhôm thấp 45% Ngày nay, điều kiện đất nớc ta tiến hành mạnh mẽ công nghiệp hoáhiện đại hoá, vật liệu chịu lửa đóng vai trò đặc biệt quan trọng ngành công nghiệp mà Việt Nam có nhiều tiềm nh xi măng, gốm sứ, thuỷ tinh Do vậy, cần phải tăng cờng lực sản xuất vật liệu chịu lửa, đặc biệt loại sản phẩm samốt Cao alumin có hàm lợng oxýt nhôm lớn 45% để đáp ứng đợc nhu cầu ngành công nghiệp nớc tiến tới xuất nớc khu vực Theo thống kê lực sản xuất gạch chịu lửa loại samốt Cao alumin Việt SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức Nam năm 2000 6.000tấn/năm, dự kiến năm 2005 13.000 tấn/năm, đến năm 2010 33.000 tấn/năm Từ thực tế cho thấy lực sản xuất sản phẩm vật liệu chịu lửa Cao alumin đáp ứng đợc phần nhu cầu sử dụng taị, tơng lai nhu cầu tăng cao đáp ứng đợc sứ mệnh lịch sử công nghiệp hoá đại hoá đất nứơc, đa nớc ta trở thành nớc công nghiệp Nh công nghiệp vật liệu chịu lửa ngành công nghiệp sản xuất cần đợc đầu t phát triển Chơng SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức Giới thiệu sản phẩm vlcl cao alumin Vật liệu chịu lửa nói chung sản phẩm cao alumin nói riêng vật liệu dùng để xây dựng lò công nghiệp, buồng đốt nhiên liệu, thiết bị làm việc nhiệt độ cao 1000 0C Tuỳ theo mức độ phát triển nớc mà khối lợng vật liệu chịu lửa đợc tiêu thụ lớn nhiều ngành công nghiệp nh luyện kim, sản xuất xi măng, hoá chất, gốm sứ, thuỷ tinh v.vBên cạnh sản phẩm chịu lửa thông thờng, làm việc nhiệt độ 1000 ữ 1700 0C, ngời ta sử dung ngành kỹ thuật đại khối lợng không lớn nhng thiếu đợc sản phẩm chịu lửa đặc biệt từ ôxit tinh khiết nh Al2O3, MgO v.vCác loại sản phẩm sử dụng lâu dài nhiệt độ cao điều kiện đốt nóng khắc nghiệt: 1800 ữ 2000 oC cao Do đó, đợc ứng dụng nhiều ngành kỹ thuật đặc biệt nh luyện kim loại quí hiếm, sản xuất loại thuỷ tinh đặc biệt, lò phản ứng hạt nhân, chế tạo máy bay, tên lửa Ta phân loại theo số cách sau: Theo độ chịu lửa : Loại thờng có độ chịu lửa : 1580 ữ 1770 0C Loại chịu lửa cao : 1770 ữ 2000 0C Loại chịu lửa cao : >2000 0C Theo chất hoá lý : Sản phẩm chứa SiO2 : Đinat , quắc Sản phẩm họ Alumôsilicat: bán axit, samốt, Cao Alumin Sản phẩm kiềm tính : Manhezi , crôm-manhezi Sản phẩm chịu lửa đặc biệt: chế tạo từ ôxit tinh khiết Theo đặc trng vật liệu cấu trúc : Loại đặc Loại thờng Loại xốp nhẹ Theo hình dạng vật liệu kích thớc : Loại tiêu chuẩn Loại dị hình (đơn giản, phức tạp ) Loại phức tạp khối lớn Theo phơng pháp công nghệ : Sản phẩm nén dẻo Sản phẩm nén bán khô Sản phẩm đúc từ hồ hay chất nóng chảy Sản phẩm đợc ca từ quặng Theo đặc tính gia công nhiệt : Gạch nung kết khối Gạch không nung Gạch đúc từ phối liệu nóng chảy SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức Hàm lợng Al2O3 không dấu hiệu để chia loại sản phẩm mà định tính chất sản phẩm để lựa chọn nguyên vật liệu, kỹ thuật sản xuất thích hợp Các loại vật liệu chịu lửa tuỳ theo nguyên liệu sử dụng nh công nghệ chế tạo mà chúng có tính chất khác Nhng tính chất quan trọng đạt đợc độ chịu lửa yêu cầu, nghĩa khả chống lại tác dụng nhiệt độ cao mà không bị nóng chảy Thờng đa số vật liệu chịu lửa nóng chảy nhiệt độ cao 650 oCữ 1750oC Tuy nhiên vật liệu nhiệt độ thấp bắt đầu mềm cờng độ xây dựng Vì ngời ta đánh giá vật liệu chịu lửa tiêu nhiệt độ bắt đầu biến dạng dới tải trọng tĩnh 2KG/cm2 để xác định nhiệt độ làm việc Đối với sản phẩm CaoAlumin, sản phẩm thuộc họ Alumo Silicat đợc sử dụng vùng nung lò quay nung clanke xi măng tính chất nêu sản phẩm phải đạt đợc tính chất sau: độ bền hoá học, tính ổn định thể tích, độ bền nhiệt, khả chống mài mòn cao, Sau tính chất sản phẩm Cao Alumin I> Các tính chất sản phẩm Cao Alumin: I.1 Đặc trng cấu trúc kết cấu : I.1.1.Cấu trúc kết cấu vật liệu chịu lửa Cao Alumin Cấu trúc - đặc điểm cấu tạo vật liệu chịu lửa Cao Alumin Nó xác định kích thớc hạt, hình dạng, cách phân bố, hớng tiếp xúc hạt, số lợng chất lợng thành phần pha độ rỗng xốp Kết cấu - đặc điểm xếp, phân bố tơng hỗ cấu tử cấu trúc vật liệu chịu lửa Cao Alumin Đặc trng cấu trúc vật liệu chịu lửa: dạng vật liệu gốm, bao gồm pha nh tinh thể, thuỷ tinh, khí Cấu trúc vật liệu chịu lửa Cao Alumin (thuộc nhóm alumôsilicát) có cấu tạo chủ yếu từ Al 2O3 SiO2 ôxit khác sản phẩm tạp chất chúng Số lợng thành phần tạp chất phụ thuộc vào độ tinh khiết nguyên liệu ban đầu Sự biến đổi thành phần hoá học sản phẩm nhóm alumôsilicat nói chung hay sản phẩm Cao Alumin nói riêng tơng ứng với thay đổi thành phần pha chúng Cấu trúc ảnh hởng lớn định đến tính chất vật liệu chịu lửa Cấu trúc vật liệu chịu lửa tổng thể xếp xen kẽ kết hợp lẫn ba pha: pha tinh thể, pha thuỷ tinh pha khí +Pha tinh thể: Bao gồm chủ yếu tinh thể mulít hạt quắc cha tham gia phản ứng, phần nhỏ hạt không hoạt tính khoáng caolinnít lại dạng cristôbalít Trong sản phẩm gốm, mulít tồn tinh thể nhỏ lớn, yếu tố định tính chất cơ, hoá nhiệt sản phẩm gốm Tinh thể mulít hình thành 920-950 oC, gọi tinh thể mulít nguyên sinh, tinh thể hạt lớn, phân bố không đồng Khi nhiệt độ tăng 950 oC, phản ứng hình thành tinh thể nhiều, đồng thời song song tạo pha thuỷ tinh có nhiệm vụ hoà tan tinh thể mulít hình thành kết tinh thành tinh thể nhỏ hơn, phân bố tạo mạng lới không gian làm cấu trúc cho sản phẩm gốm Sản phẩm mulít tái kết tinh gọi mulít hữu sinh SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức +Pha thuỷ tinh: Khi nung sản phẩm gốm hình thành chất nóng chảy alumôsilicát kiềm với số lợng khác làm ảnh hởng đến trình hình thành cấu trúc sản phẩm tính chất chúng Chất nóng chảy nguội đi, đông đặc lại tạo nên pha thuỷ tinh Đặc điểm cấu trúc nó: xếp hỗn loạn, tính chất hạt, chất nóng chảy nhiệt độ cao không nhiệt độ nóng chảy xác định, có tính chất đẳng hớng, lỡng chiết Vì sản phẩm Cao alumin phải làm việc lâu dài nhiệt độ cao nên cần phải khống chế hàm lợng pha thuỷ tinh, với thành phần hóa xác định, có số lợng nhỏ +Pha khí: Là thành phần cấu trúc thứ ba vật liệu, chiếm đầy lỗ rỗng kín thờng có vật liệu độ rỗng hiệu dụng không Nguyên nhân hình thành pha khí không khí chứa lỗ rỗng, sản phẩm dạng khí trình khử nớc (đề hyđrat), trình phân ly, trình khử cácbonát, trình khử ôxít sắt, trình ôxi hoá chất hữu lại nguyên liệu, tách khí trình nóng chảy cấu tử phối liệu trình khác Pha khí ảnh hởng tới tính chất học sản phẩm tạo môi trờng khử, oxi hoá làm ảnh hởng tới trình tạo pha tinh thể Cụ thể chứa pha khí môi trờng khử nh CO, SO2, SO3 dơí tác dụng nhiệt độ pha khí xúc tiến hình thành pha lỏng làm vật liệu chịu lửa nóng chảy, dẫn tới giảm tuổi thọ Ngời ta sử dụng phơng pháp đại nh phân tích nhiệt, phân tích pha cấu trúc xạ Rơnghen, kính hiển vi điện tử, kính hiển vi phân cực, cho phép xác định chất số lợng pha tinh thể sản phẩm, mối quan hệ định lợng nh cách xếp, hình dạng pha tinh thể, thuỷ tinh sản phẩm Bằng cách nghiên cứu vi cấu trúc cấu tạo nó, ngời ta xác định cấu trúc vật liệu chịu lửa nói chung Nghiên cứu vi cấu trúc cho biết chất pha tinh thể, đặc trng cấu trúc qui luật kết hợp pha tinh thể với pha thủy tinh lỗ rỗng sản phẩm Việc nghiên cứu kết cấu nhằm xác định thể tích lỗ rỗng, kích thớc, hình dạng vị trí tơng hỗ chúng sản phẩm Vì nghiên cứu tính chất vật liệu chịu lửa cần nghiên cứu cấu trúc cách toàn diện tỉ mỉ Các nhà nghiên cứu giới cho rằng: vật liệu chịu lửa, đặc tính thành phần pha cấu trúc pha có ý nghĩa định đến tính chất sản phẩm Thành phần pha ta nên hiểu chất đặc điểm cấu trúc pha tinh thể, kết hợp mặt định lợng với pha thủy tinh (vô định hình) Về thành phần pha cần khống chế lợng pha thuỷ tinh, với thành phần hoá xác định, có số lợng nhỏ nhất, đồng thời cần phải hình thành nhiều khoáng có ích với kích thớc tinh thể định Để nghiên cứu điều chỉnh đặc điểm cấu trúc ngời ta phải sử dụng phơng pháp hoá lý đại nh phân tích nhiệt, phân tích pha cấu trúc pha nhiễu xạ Rơnghen kính hiển vi điện tử, kính hiển vi phân cực Phân tích tia Rơnghen cho phép xác định chất số lợng pha tinh thể sản phẩm Phân tích nhiệt phân tích pha tia Rơnghen nhiệt độ cao cho phép xác định nhiệt độ xuất pha chuyển hoá pha tinh thể trình nung chúng Tuy nhiên phơng pháp xác định đầy đủ mối quan hệ định lợng pha tinh thể pha thuỷ tinh, đặc điểm phân bố SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức chúng Bởi pha thuỷ tinh không gây nên định hình tia Rơnghen (vì pha thuỷ tinh không tạo nên khúc xạ tia Rơnghen) Để khắc phục điểm yếu ngời ta sử dụng phơng pháp phân tích thạch học để xác định thành phần khoáng đặc điểm vi cấu trúc sản phẩm Dới kính hiển vi phân cực ngời ta xác định đợc đặc trng quang học nh phân bố thành phần khoáng, hệ số chiết suất chúng hình dạng khoáng Từ ngời ta biết đợc trình hình thành khoáng sản phẩm Việc nghiên cứu thạch học cho phép xác định cách chi tiết, tỉ mỉ trình quan trọng xảy nung sản phẩm nh kết khối, tơng tác hoá học xảy pha, tợng biến đổi pha (các trình hoà tan, kết tinh tái kết tinh ), phân bố lỗ xốp pha thuỷ tinh, mức độ phát triển pha tinh thể I.1.2.Độ xốp độ thấm khí (thấm chất lỏng): Sản phẩm gốm nh vât liệu chịu lửa cao alumin tổng thể kết hợp vật chất rắn (tinh thể, thuỷ tinh) pha khí (các lỗ xốp) Thể tích lỗ xốp, kích thớc phân bố, hình dạng chúng ảnh hớng lớn đến tính chất sản phẩm cao alumin Cờng độ học sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào độ xốp sản phẩm, khả bền xỉ vật liệu chịu lửa liên quan trực tiếp đến mức độ thấm ớt xỉ lỏng nóng chảy mà mức độ thấm ớt lại phụ thuộc vào phân bố, số lợng, hình dạng, kích thớc đặc tính lỗ xốp bề mặt nh lòng sản phẩm Ngời ta chia loại lỗ xốp thành nhóm sau: *Lỗ xốp kín: nằm lòng sản phẩm không cho chất lỏng chất khí thấm qua *Lỗ xốp hở: nằm bề mặt sản phẩm, chứa đầy khí chất lỏng nhng không cho chúng thấm qua phẩm *Lỗ xốp hở thông (dạng kênh): hở hai đầu cho chất khí chất lỏng dễ dàng thấm qua sản phẩm Khả thấm khí (thấm chất lỏng) sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào kích thớc, hình dạng số lợng lỗ xốp thông chênh áp chất khí hay lỏng hai đầu lỗ Độ xốp sản phẩm đợc đánh giá qua tiêu sau: + Độ đặc thực (khối lợng riêng): Là khối lợng đơn vị thể tích đặc tuyệt đối (không có lỗ rỗng) đại lợng vật lí đặc trng cho vật liệu, phụ thuộc vào thành phần hoá học, vào cấu trúc phân tố vật liệu cấu thành mật độ xếp nguyên tử chúng Độ đặc thực đợc biểu thị tỉ số khối lợng vật liệu trạng thái khô (g) thể tích (cm 3) trạng thái hoàn toàn đặc ( Theo TCVN 6530-1999 ) a= 2,6ữ2,7(g/cm3) + Độ đặc biểu kiến (khối lợng thể tích): Là tỉ lệ khối lợng vật liệu với toàn thể tích chiếm chỗ, kể lỗ rỗng Khối lợng thể tích thấp độ rỗng cao độ ẩm thấp(Theo TCVN 6530-1999) o= 2,3ữ2,4(g/cm3) + Độ đặc tơng đối: Là phần thể tích vật chất rắn vật liệu Nó tỉ số độ đặc biểu kiến độ đặc thực ( Theo TCVN 6530-1999 ) SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức + Độ xốp thực: Là tỉ số tổng độ xốp hở độ xốp kín so với thể tích mẫu Tỉ số độ xốp thực mẫu trớc nung sau nung cho biết mức độ kết khối vật liệu nung ( Theo TCVN 6530-1999 ) + Độ xốp biểu kiến (độ xốp hở): Là tỉ số thể tích lỗ xốp thông thông với không gian bên nớc chui vào thể tích mẫu Đôi lỗ xốp hở thông suốt với nhau, điều gắn liền với tăng độ thấm nớc sản phẩm Độ xốp biểu kiến đặc trng cho mức độ hút nớc Độ xốp giảm tăng độ kết khối sản phẩm ( Theo TCVN 6530-1999 ) Độ xốp biểu kiến = 12ữ15 (%) + Độ xốp kín : Là tỉ số thể tích tất lỗ xốp vật liệu không thông với môi trờng bên (đóng kín) với thể tích mẫu (kể thể tích lỗ xốp) Độ đặc tơng đối đợc dùng làm tiêu cho độ kết khối vật liệu nung Độ xốp phụ thuộc vào thành phần phối liệu, độ nghiền mịn nguyên liệu ban đầu, vào điều kiện tạo hình làm chặt sản phẩm tạo hình, vào nhiệt độ thời gian nhiệt nung Sự hình thành lỗ xốp đợc định loạt yếu tố công nghệ liên quan đến biến đổi mạng lới tinh thể khoáng Sự xuất lỗ xốp lớn bé gắn liền với tính chất nguyên liệu đợc dùng sản xuất, với phơng pháp gia công chuẩn bị phối liệu, điều kiện tạo hình, sấy nung Các yếu tố công nghệ chủ yếu có tính chất định tác động đến suốt trình chế tạo sản phẩm Các yếu tố gây thay đổi mạng lới tinh thể đợc thể giai đoạn cuối trình nung dẫn đến hình thành lỗ xốp tế vi, khó phát ph ơng pháp xác định độ xốp thông thờng Về mặt tính chất đặc tính loại lỗ xốp không giống Theo nguồn gốc hình thành, ngời ta chia loại lỗ xốp: cấu tạo xếp hạt cụm phân tố, lỗ xốp co không khí co nung, lỗ xốp tạo bọt lực dính kết, Theo trị số bán kính lỗ xốp, ngời ta chia chúng thành lỗ xốp tế vi (bán kính 2,5ữ 5,0 àm), lỗ xốp trung gian (bán kính 5,0ữ 100,0 àm), lỗ xốp lớn (mao quản vĩ mô) đờng kính 200àm Các lỗ xốp có bán kính 10àm đợc gọi không mao dẫn, chúng đợc chứa đầy nớc vật liệu bị dìm xuống nớc Những lỗ xốp có bán kính bé mao quản, chúng chứa đầy nớc nhờ thấm ớt thành chúng dâng mao dẫn dới tác dụng lực mao dẫn gây nên sức căng bề mặt nớc Việc tăng độ xốp không tăng số lợng mà tăng kích thớc chúng Số lợng lỗ xốp tạo thành trình kết khối hàm số thời gian nhiệt độ Trong lỗ kín tăng nhiệt độ mà xuất áp suất dơng gây cản trở trình làm chặt sản phẩm Dới nhiệt độ 1100oC, cấu trúc sản phẩm đợc làm chặt cha cao, thành phần hạt dạng vẩy tập hợp cạnh hàng, số vùng riêng lẻ cha nóng chảy 1200oC xuất pha thuỷ tinh, số vùng riêng lẻ hạt liên kết lại với nhau, nhìn rõ ranh giới lỗ xốp 1250oC sức căng bề mặt mà kích thớc lỗ xốp giảm xuống Các lỗ xốp phân bố xơng sản phẩm hình thành cấu trúc đồng Trên thực tế lỗ xốp hở biến hoàn toàn Có hợp lỗ xốp bé thành khu vực riêng biệt xảy nhiệt độ 1300 oC Kích thứơc lỗ SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức xốp tăng lên 1350oC độ xốp sản phẩm tăng lên Do áp suất tăng mà khu vực riêng biệt lỗ rỗng bé xâm nhập vào lỗ xốp có đờng kính lớn 1400oC lỗ xốp lại tăng kích thớc đến 15àm lớn trở thành hở + Độ hút nớc (HP): Đặc trng mức độ chứa đầy nớc lỗ xốp hở vật liệu đun sôi nớc đợc biểu thị phần trăm Trị số hút nớc tiêu độ kết khối sản phẩm đặc Độ hút nớc trị số tuyệt đối thờng nhỏ độ xốp, nớc không chui vào lỗ xốp kín thấm lợng không đáng kể vào lỗ rỗng kín Nớc giữ lại đợc lỗ xốp lớn mà thấm ứơt thành lỗ xốp ( Theo TCVN 6530-1999 ) + Bề mặt riêng vật thể xốp: Là diện tích bề mặt bên lỗ xốp đơn vị thể tích I 2.Tính chất học sản phẩm I.2.1.Tính chất học nhiệt độ thờng nhiệt độ thờng, có tác dụng ngoại lực đủ lớn, sản phẩm chịu lửa bị phá huỷ Đặc trng trình phá hoại dòn, thờng bắt đầu sau bắt đầu biến dạng đàn hồi mức độ không lớn Khác với kim loại, sản phẩm chịu lửa phá huỷ nhiệt độ thờng có biến dạng dẻo (Theo TCVN 6530-1999) Biến dạng đàn hồi đợc xác lập tăng khoảng cách nguyên tử tăng ngoại lực tác dụng tác dụng nên sản phẩm có liên quan lớn trực tiếp đến lợng mạng lới tinh thể Trị số biến dạng đàn hồi giai đoạn đầu tơng ứng với định luật Hook, tỷ lệ với trị số ứng suất : = ì E Trong : - Trị số dãn dài tơng đối (biến dạng đàn hồi) - ứng suất kéo cực đại E- Mô đun đàn hồi Hệ số tỉ lệ E Trị số môđun đàn hồi E loại vật liệu chịu lửa bình thờng vào khoảng ữ 1.106 KG/cm2, loại vật liệu kết khối đặc độ bền lớn nh corun, ôxyt manhê môđun đàn hồi có giá trị E = 4ữ3.106 KG/cm2 Hiện tợng biến dạng trợt ( tợng chảy dão ) vật liệu đợc biểu diễn theo công thức : = ì G Trong : - biến dạng đàn hồi trợt hay góc trợt G - Môđun trợt - ứng suất trợt cực đại sản phẩm Biến dạng đàn hồi trợt sản phẩm thể nh mức độ nguyên vẹn hình dạng, kích thớc, độ đồng nhất, độ đặc trình tạo hình nung sản phẩm Nói chung yếu tố kỹ thuật khâu dây chuyền sản xuất ảnh hởng đến tính chất học sản phẩm nhiệt độ thờng 10 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức Cao: 11,5 m Cao độ đỉnh mái: 16 m 1.7 Kho sản phẩm Phân xởng sấy nung đựoc thiết kế liên tiếp phân xởng tạo hình có kích thớc bao che 24 x 84 m Vậy bố trí nhà bao che có kích thớc nh sau: Nhịp nhà: 24 m Bớc cột: m Cao: 11,5 m Cao độ đỉnh mái: 16 m 1.8 Nhà tắm + vệ sinh: Xây tầng, mái bằng, ốp tráng men, diện tích 30 m2 1.9 Nhà văn phòng: Xây hai tầng, mái bằng, lát tráng men, cửa sổ cửa vào lắp kính, diện tích 300 m2 1.10 Nhà hội trờng + nhà ăn: Xây hai tầng, mái bằng, lát tráng men, cửa sổ cửa vào lắp kính, diện tích 640 m2 1.11 Phòng trng bày giới thiệu sản phẩm phòng bảo vệ: Xây tầng, mái lợp Austnam, lát tráng men, diện tích 96 m2 II Tính toán điện: Điện nguồn cung cấp lợng chủ yếu để thiệt bị máy móc nhà máy hoạt động chiếu sáng trình sản xuất Để đảm bảo sản xuất đợc liên tục nguồn cung cấp điện cho Nhà máy phải thờng xuyên ổn định, đảm bảo công suất yêu cầu Nhà máy Trên sở trang thiết bị Nhà máy diện tích phân xởng sản xuất cần chiếu sáng, ta bố trí cho nhà máy máy biến áp Để tính toán máy biến áp cần thống kê lợng điện tiêu thụ cho toàn Nhà máy Điện phục vụ sản xuất: Qua phần lựa chọn trang thiết bị ta lập bảng chi phí điện cho sản xuất nh sau: Bảng 38 Bảng chi phí điện cho sản xuất ST T Tên thiết bị Đơn vị 141 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Số lợng Công suất (Kw) Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức A Công đoạn chế biến tạo hình: Cái 01 Máy cấp liệu hình hộp 3,7 Máy cắt thái Cái 01 11 Máy sấy thùng quay Cái 01 Máy nghiền lôxô Cái 02 8x2 Máy sàng rung ( tuyến đất sét ) Cái 01 Máy kẹp hàm Cái 02 40 x Máy nghiền begun Cái 02 14 x Máy sàng rung cho tuyến samốt Cái 02 5,2 x Máy nghiền bi Cái 02 220 x 10 Máy trộn cánh Z Cái 01 37 11 Máy trộn lăn Cái 01 30 12 Máy ép thủy lực Cái 02 60 x 13 Băng tải Cái 01 0,20 14 Băng tải Cái 01 0,35 15 Băng tải Cái 01 0,18 15 Băng tải Cái 01 0,4 16 Băng tải Cái 01 0,51 17 Băng tải Cái 01 0,92 18 Băng tải Cái 01 1,2 19 Băng tải Cái 01 0,2 20 Gầu nâng Cái 01 1,86 21 Gầu nâng Cái 01 0,7 22 Gầu nâng Cái 01 1,86 23 Gầu nâng Cái 01 1,25 24 Gầu nâng Cái 01 2,3 25 Gầu nâng Cái 01 1,41 Tổng 797,44 B Phân xởng sấy - nung: Quạt khí cháy cho lò nung Cái 08 32 x Quạt hút khí thải lò nung Cái 01 49 x Quạt làm mát gầm va gông Cái 08 6,7 x Hệ thống điều khiển tự đông lò Hệ thống 01 1,75 nung Bếp đốt Cái 112 3,5 x 112 Hệ thống thủy lực cửa lò nung Hệ thống 08 2,5 x Xe phà điện Cái 01 15 Tổng 787,35 C Bộ phận phục vụ: Đơn vị Số lợng Công suất (Kw) STT Tên thiết bị Máy bơm nớc Cái 01 17 Máy hàn Cái 01 7,5 Máy tiện Cái 02 7,5x Máy ca đĩa Cái 01 3,5 Máy khoan Cái 01 3,5 142 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp Máy bào Máy mài đá Máy phay Cái Cái Cái Tổng GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức 02 6,5 x 02 3,5 x 01 7,5 74 *Tổng công suất điện phục vụ sản xuất: 797,44+ 787,35 +74 = 1658,79(Kw) Điện chiếu sáng phục vụ, bảo vệ: Dùng bóng đèn cao áp thuỷ ngân bóng đèn tròn cho chiếu sáng phục vụ sản xuất, bảo vệ - Bóng đèn cao áp thuỷ ngân Philips 220V - 250W: 72 Tổng công suất: 72 x 250 = 18.000(W) = 18 Kw - Bóng đèn tròn 100W có chao: 50 Tổng công suất: 50 x 100 = 5.000 (W) = Kw - Cơ quan hành chính: 15 Kw - Quạt làm mát cho sản xuất: bố trí 20 quạt quạt 75W Tổng công suất: 75 x 20 = 1,5 (Kw) *Tổng công suất điện chiếu sáng, sinh hoạt: 39,5 Kw Chọn máy biến áp: Tổng công suất lắp đặt: 787.35 + 39,5 = 1697,29 (Kw) Chọn máy biến áp 35KV - 560KVA đảm bảo cho nhà máy hoạt động ổn định Để đảm bảo cung cấp điện cho nhà máy xây dựng trạm biến áp 560 KVA III TíNH TOáN Nớc: Cấp nớc: 1.1 Yêu cầu cấp nớc: Nớc cấp cho nhà máy dùng để phục vụ sản xuất sinh hoạt Nớc cho sản xuất dùng để ngâm ủ, làm ấm phối liệu Nớc sinh hoạt dùng để rửa tay chân dùng cho sinh hoạt khác 1.2 Nguồn nớc cấp: Khoan giếng nhà máy, xây dựng trạm bơm nớc tháp nớc để cấp cho toàn nhà máy 1.3 Lợng nớc cần sử dụng: 1.3.1 Nớc dùng cho sản xuất: Lợng nớc dùng để nhào trộn (theo tính toán cân vật chất): Vsxn = 3465,2 ( m3/năm) 1.3.2 Nớc dùng cho sinh hoạt: Lợng nớc dùng cho sinh hoạt đợc tính công thức: Vshn = P.n.k.350 Trong đó: P: Tiêu chuẩn cấp nớc ngời/ngày P = 25 lít/ngời/ngày = 0,025m3/ngời/ngày n: Số ngời nhà máy 209 ngời k: Hệ số sử dụng nớc không k = 1,5 Vshn = 0,025x209x1,5x350 = 4751,25 (m3/năm) 143 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức sh sx Tổng lợng nớc cần: Vn = V n + V n = 3465,2 + 4751,25 = 8216,45 (m3/năm) Thoát nớc: Thoát nớc chủ yếu nớc ma Để thoát nớc tốt cần xây dựng hệ thống rãnh thoát nớc cho toàn nhà máy Rãnh rộng 0,5m, độ dốc i = 1/200, phía rãnh đợc đậy đan bê tông cốt thép để không ảnh hởng đến giao thông nhà máy IV.Tính toán kinh tế tổ chức quản lý: Mục đích ý nghĩa việc tính toán kinh tế: Khi thiết kế xây dựng công trình việc tính toán kinh tế làm vấn đề quan trọng Nó cho ta biết dự án có khả thi hay không cụ thể chi phí đầu t bao nhiêu, thời gian thu hồi vốn, lợi nhuận trong tơng lai Nhiệm vụ thiết kế đa đợc phơng án đầu t có hiệu nhất: chi phí nh nào, đầu t không đợc lớn, giá thành sản phẩm hạ, lợi nhuận cao, thời gian thu hồi vốn nhanh, hiệu sử dụng đồng vốn lớn Nh vốn đầu t đợc tiết kiệm cách tối đa nhng đảm bảo nâng cao suất lao động, giảm giá thành sản phẩm Vốn đầu t xây dựng bản: 2.1 Vốn đầu t xây lắp: Đơn vị tính: 1000đ S TT Hạng mục công trình Đơn vị Diện tích Đơn giá Thành tiền Xây lắp nhà bao che m2 Phân xởng nung 72x72 500 2.592.000 m2 Phân xởng gia công 2304 500 1.152.000 m2 Kho nguyên vật liệu 24 x 78 400 748.800 Phân xởng tạo hình m2 2592 500 1.296.000 m2 Kho sản phẩm 2304 500 1.152.000 Nhà tắm + vệ sinh Nhà văn phòng Hội trờng, nhà ăn Phòng trng bày, phòng bảo vệ m2 m2 m2 m2 30 300 640 96 10 11 Lắp đặt hệ thống điện động lực Hệ thống giao thông nội Tổng giá trị 2.2 Vốn đầu t thiết bị: a Giá thiết bị STT Tên thiết bị Lò nung Máy cắt thái Máy tiếp liệu đất Máy sấy thùng quay Kẹp hàm Máy trộn cánh Z Số lợng 800 1.200 1.000 800 24.000 360.000 640.000 76.800 80.000 120.000 8.140.800 Đơn giá (1000đ) 1.393.000 90.000 55.000 300.000 60.500 25.000 08 01 01 01 01 01 144 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Thành tiền (1000đ) 11.144.000 90.000 55.000 300.000 60.500 25.000 Đồ án tốt nghiệp Máy ép thuỷ lực Máy nghiền lô xô Máy sàng 10 Băng tải 11 Gầu nâng 12 Máy tiện 13 Máy phay 14 Máy bào 15 Máy khoan 16 Máy ca đĩa 17 Máy bơm 18 Xe cân địng lợng 19 Xẻng cuốc 20 Ô tô 21 Máy ủi 22 Xe cải tiến 23 Bun ke 24 Máynghiền begun 25 Máy nghiền bi 26 Trộn lăn 27 Quạt hút đẩy 28 Kích 29 Máy phát điện 30 TB điều khiển lò nung 31 Máy mài đá 02 02 03 08 06 02 02 01 01 01 01 02 15 02 01 30 306,9 m3 01 01 01 06 01 01 01 02 32 Máy hàn 01 33 34 35 Quạt công nghiệp Đèn philip Đèn tròn 20 72 50 GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức 480.700 961.400 65.000 130.000 10.000 30.000 25.000 200.000 24.000 144.000 40.000 80.000 35.000 70.000 55.000 55.000 18.000 18.000 8.000 8.000 10.000 10.000 10.000 20.000 30 450 500.000 1.000.000 180.000 180.000 600 18.000 500 150950 95.700 95.700 245.000 245.000 60.000 60.000 15.000 90.000 50.000 50.000 180.00 180.000 570.000 70.000 35.000 70.000 24.000 24.000 5.000 115 95 100.000 8.280 475 Tổng 15.746.503 b Giá trị phần kiến thiết khác : Giá trị phần kiến thiết khác gồm mục sau: - Chi phí thăm dò -Tiền đào tạo công nhân kỹ thuật Chi phí thăm dò : Để đảm bảo chất lợng công trình xây dựng theo yêu cầu kiến trúc :bền chặt ,thích dụng kinh tế đòi hỏi phải có công tác khảo sát ,thăm dò kĩ lỡng ,cẩn thận Dự tính cho công tác thăm dò 40.000.000 đồng để thuê đoàn khảo sát địa chất xây dựng thăm theo yêu cầu cong nghệ Tiền thiết kế : 145 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức Trong công nghiệp thờng lấy tiền thiết kế phí 3% giá trị xây lắp Theo phần tính toán xác định đợc giá trị xây lắp 23.947.303.000 đồng Do thiết kế phí : 23.947.303.000 *3/100= 718.419.090(đồng ) Tiền đào tạo công nhân kỹ thuật : Thời gian đầu dự tính tổ chức nhà máy đào tạo cho 20 công nhân học nghề để trở thành công nhân kỹ thuật Thời gian học tháng trả lơng cho công nhân học nghề 250.000đồng /1 tháng Vậy chi phí đào tạo công nhân kỹ thuật : 250.000*20*9=45.000.000đồng Vậy tổng giá trị thiết kế : 40.000.000+513.579.090+45.000.000=598.579.090 đồng Vốn đầu t xây dựng cho toàn nhà máy : STT Vốn đầu t phần Tổng vốn đầu t Xây lắp 8.140.800.000 Thiết bị 15.806.503.000 Thiết kế khác 718.419.090 Tổng cộng 24.665.722.090 Các tiêu đánh giá thiết kế : 5.1 Chỉ tiêu lúc thiết kế XD a) Xây lắp Vốn đầu t xây lắp 8.140.800.000 Kx1= = = 0,33 Tổng vốn đầu t 24.665.722.090 b) Phần thiết bị : Giá trị phần thiết bị 15.806.503.000 Ktb = = = 0,64 Tổng cộng vốn đầu t 24.665.722.090 c) Phần thiết kế khác: Vốn đầu t thiết kế 598.579.090 Kktcb = = = 0,03 Tổng vốn đầu t 17.717.882090 5.2 Chỉ tiêu lực sản xuất Khối lợng sản phẩm sản xuất năm 60.000 Ksx = = = 3,99 Diện tích XD 15022 146 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức 5.3 Chỉ tiêu mặt hình khối : Diện tích sản xuất K= = 0,38 Tổng diện tích đất chiếm khu vực Các tiêu lúc vận hành sản xuất : Muốn xác định đợc giá thành đơn vị sản phẩm xác đình đợc yếu tố chi phí cho đơn vị sản phẩm Các yếu tố : - Nguyên vật liệu ,phụ - Nhiên liệu - Động lực -Tiền lơng -Tiền trích BHXH -Tiền khấu hao TSCĐ - Các chi phí khác tiền khác -Ta xác định yếu tố a Nguyên liệu, nhiên liệu Nguyên liệu Giá tiền đất Trúc Thôn 100.000 đồng / (đã chuyển nhà máy )Theo bảng cân vật chất chất lợng đất nhà máy cần 7179m3 hay 10409,8 /năm Vậy tiền đất sét : 100.000x10409,8 = 10.409.800.000(đồng /năm ) Samốt Tấn Mài Giá tiền mua Samốt Tấn Mài đợc vận chuyển tận nhà máy 500.000 đồng /tấn Theo bảng cân vật chất lợng Samốt Tấn Mài nhà máy cần 48177,6 /năm Vậy tiền samốt : 500.000x49177,6= 24.588.800.000(đồng /năm ) Samốt Trung Quốc Giá tiền mua Samốt Trung Quốc đợc vận chuyển tận nhà máy 950.000 đồng /tấn Theo bảng cân vật chất lợng Samốt Trung Quốc nhà máy cần 9060 /năm Vậy tiền samốt : 950.000x9060 = 8.607.000.000 (đồng /năm ) Nhiên liệu: Khí thiên nhiên Khí thiên nhiên lấy từ mỏ khí đốt Tiền Hải Thái Bìnhợng khí sử dụng cho chu kì V= 9944,7 (m3/chu kì) 147 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp Vậy lợng khí cần sử dụng năm là: V= GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức 350 x 24 x9944,7 =1.392.258m3/năm 60 Trọng lợng khí cần cho năm G= 4,319x1.392.258= 6.013.247 kg/năm Giá thành khí: 6.200 VN đồng/kg Số tiền khí thiên nhiên cần cho năm sử dụng là: 472.953.885 x 6.000=36079480000 VN đồng/năm Than cám sử dụng cho thiết bị sấy thùng quay Lợng than cần sử dụng để sấy đất sét năm: 31,356 x 10213,5 = 320254,5kg/năm Chi phí cho than năm: 320254,5.10-3 x 238000 = 76.220.572 VN đồng Tổng chi phí cho nguyên liệu nhiên liệu sử dụng là: 10.409.800.000+24.588.800.000+8.607.000.000+36.079.480.000+76.220.572 = =79.761.300.570 VN đồng b Động lực : Chi phí động lực bao gồm chi phí điện ,nớc cho sản phẩm Chi phí điện Theo tính toán điện ta có công suất điện nhà máy cần 1658,35+39,5 kw Giá điện cho sản xuất là740 đ/kw Vậy giá tiền điện :1697,29 x 740=1.255.994,6 đ/h Trong năm nhà máy làm việc 4470giờ Vậy chi phí tiền điện năm : 1.255.994,6 x 4470=5.614.295.862 đồng Chi phí tiền nớc : Lợng nớc cần cho sản xuất sinh hoạt nhà máy sản xuất không tính chi phí nớc mục c Khấu hao tài sản cố định : Khấu hao tài sản cố định dùng vào sản xuất bao gồm : khấu hao thiết bị khấu hao nhà cửa Khấu hao thiết bị : Trong công nghiệp khấu hao thiết bị năm lấy % giá trị nguyên thuỷ Giá trị nguyên thuỷ x Khấu hao thiết bị = 100 15.806.503.000x5 = = 790.325.150đ 100 148 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức Khấu hao nhà cửa năm thờng lấy % giá trị nguyên thuỷ Giá trị nguyên thuỷ x Khấu hao nhà cửa = 100 8.140.800.000 x3 = = 244.224.000đ 100 Vậy tổng khấu hao tài sản cố địng năm : 790.325.150 + 244.224.000= 1.034.549.150 đ d Tính chi phí tiền lơng : Từ ta có bảng thống kê nhân lực toàn nhà máy Ta lập đợc bảng sau : Bảng 1: Bảng thống kê chi phí cho ngời lao động trực tiếp Các bậc Số công nhân Mức lơng bậc (1000đ/tháng ) Tổng chi phí tiền lơng (1000đ/tháng ) Bậc 64 500 32000 Bậc 28 560 15680 Bậc 17 600 10200 Bậc 36 720 25920 Bậc 800 4800 Bậc 850 7650 Tổng chi phí tiền lơng cho ngời lao động trực tiếp : 96250.000 đ /tháng Bảng :Bảng thống kê chi phí tiền lơng cho cán ngời lao động Tổng chi phí lSố Số Mức lơng Chức công tác ơng tháng TT ngời (103đ/tháng ) (103đ/tháng ) Giám đốc 1200 1200 Phó giám đốc 1000 2000 Quản đốc 900 1800 Cán chuyên trách Đảng 900 900 Cán chuyên trách Đoàn 800 800 CBCT công đoàn 800 800 Kĩ s công nghệ bậc 800 1600 Trung cấp công nghệ 650 650 Kĩ s điện 800 800 10 Kĩ s máy máy khí 800 800 11 Kĩ s hoá tổng hợp 800 800 12 Trung cấp thí nghiệm 750 1500 13 Trởng phòng tài phụ 750 750 149 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp 14 Cử nhân kinh tế tài 15 Nhân viên kế toán 16 Thủ quỹ 17 Nhân viên phòng tổ chức 18 Y sĩ 19 Y tá 20 Trởng phòng kế hoạch 21 Kĩ s kinh tế kế hoạch 22 Nhân viên phòng kế hoạch 23 Phục vụ nhà ăn 24 Bảo quản kho bãi 25 Thờng trực bảo vệ 26 Lao công 1 1 1 2 Tổng cộng GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức 750 750 700 700 700 700 750 1500 600 600 600 600 850 850 800 800 750 1500 500 1000 500 1000 500 1500 600 1200 27100 Vậy tổng chi phí tiền lơng trả cho cán công nhân viên toàn nhà máy : 96250.000+ 27100.000 = 123.350.000 đồng / tháng Một năm nhà máy làm việc 12 tháng Vậy số lơng trả cho công nhân toàn nhà máy năm 123.350.000 x 12 = 1.480.200.000 đ/năm e Tiền trích quỹ bảo hiểm xã hội Thờng lấy 4,7 % tiền lơng Vậy chi phí tiền bảo hiểm xã hội : 1.480.200.000 x 4,7/100 = 69.569.400 đ/năm Bảng chi phí cho tiêu lúc vận hành sản xuất STT Các khoản mục Nguyên liệu - nhiên liệu Động lực Khấu hao tài sản cố định Chi phí tiền lơng Trích quỹ bảo hiểm xã hội Tổng cộng Chi phí (đồng /năm ) 79.761.300.570 4.910.530.122 1.034.549.150 1.480.200.000 69.569.400 87.256.149.242 Giá thành sản phẩm Giá thành sản phẩm = Chi phí tiêu lúc vận hành sản xuất/công suất nhà máy G = 87.256.149.242/16042781 = 5439đ/ viên Thuế VAT = 10x 5439/100 =543,9 đ/viên Chi phí tiêu thụ sản phẩm = x 5439/ 100 = 163,17 đ / viên 150 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức Chi phí sản xuất viên gạch là: 6146đ Dự định sản phẩm bán thị trờng với giá 6500đồng /viên Vậy lãi suất viên 6600 -6146 = 454 đồng /viên Lãi suất sản phẩm năm : 454 x 16042781= 7.283.422.574 đồng /năm Thời hạn thu hồi vốn : Giá trị vốn cố định Thời hạn thu hồi vốn = Lãi suất 24.665.722.090 = = 3,39 (năm ) 7.283.422.574 V An toàn lao động Sức lao động ngời nguồn lực xã hội Chăm sóc bảo vệ nguồn lực chăm sóc bảo vệ quyền lợi đáng ngời lao động Xác định rõ ngời vốn quý nên công tác an toàn lao động đợc Đảng, Chính phủ, công đoàn lao động quan tâm Một thể đợc quy địng rõ bảo đảm tính mạng, sức khoẻ trớc mắt nh lâu dài cho ngời lao động, giảm bớt cờng độ, cải thiện điều kiện làm việc ngời lao động có đủ sức khoẻ để làm việc, đủ bảo hiểm họ không sức lao động Một số quy định chung công tác an toàn lao động : Trong đơn vị sản xuất kinh doanh phải có quy định chung an toàn lao động Những biện pháp an toàn lao động đợc cụ thể hoá trờng hợp Đối với công nhân vận hành máy tiện ,máy bào công nhân xây dựng tầng cao ,đối với công nhân hầm mỏ có quy định cách chặt chẽ Chịu trách nhiệm công tác an toàn lao động ngời lao động trớc hết công đoàn lao động Tổ chức giám sát kỹ thuật an toàn lao động thông qua ban tra lao động Ban tra thờng xuyên theo dõi ,kiểm tra việc thực chế độ thực hành an toàn lao động Về việc ngời lao động có thực biện pháp an toàn đề không ? (các thông số ,chỉ tiêu kỹ thuật ) Đối với trờng hợp vi phạm an toàn lao động ban tra có quyền đình hoạt động ngời lao động hay thiết bị ,máy móc không an toàn Mặt khác công đoàn lao động 151 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức trực tiếp giám sát ban lãng đạo nhà máy ,xí nghiệp việc lập kế hoạch bảo hiểm xã hội ,giám sát quy chế ,quy tắc an toàn có sát thực tế không? Đó tổ chức bảo vệ quyền lợi làm việc ngời lao động Trách nhiệm an toàn lao động sản xuất : Theo luật lao động sảy tai nạn lao động ngời thuê nhân công trớc hết phải chịu trách nhiệm (nếu không thực chế độp an toàn lao động ).Vì nhà máy ,xí nghiệp giám đốc phải trực tiếp kí lập kế hoạch biện pháp bảo hộ lao động ,đòng thời tổ chức cho cán ,công nhân đợc học quy địng bảo hộ lao động ,tổ chức tuyên truyền để công nhân hiểu không đợc coi nhẹ công tác bảo hộ ,tránh tình trạng sẩy tai nạn phòng ngừa ,đồng thời phải tổ chức hớng dẫn thờng xuyên địng kì an toàn lao động theo chơng trình định điều kiện làm việc không thay đổi Sau đợt học tập phải cấp giấy chứng nhận cho ngời lao động Các biện pháp an toàn lao động nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng (vật liệu gốm xây dựng ) Trong nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng ,do tính chất công việc nên công tác an toàn lao động có đặc thù riêng Hiện công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng Việt Nam cha đợc đại đa số sản xuất nặng thủ công mà điều kiện làm việc công nhân phụ thuộc vào trìng độ sản xuất (quy trình công nghệ hoàn cảnh kỹ thuật vệ sinh môi trờng )đối với công nhân nhà máy phải làm việc môi trờng có nhiệt độ cao ,không khí bụi ,có tiếng ồn ,độ chiếu sáng tự nhiên yếu ,tác dùng độc hại hoá chất ,các loại khí độc hại Nhằm giảm bớt không khí nóng bên sung quanh nhà máy bố trí khu gia công riêng khu vực cuối hớng gió để không ảnh hởng đến công đoạn khác Trong gia công vận chuỷên nguyên vật liệu tạo nên nhiều bụi đất sét thùng sấy trình gia công theo phơng pháp bán khô Lợng bụi gây bệnh viêm loét da ,bệnh bụi phổi silicô cản trở thoát mồ hôi gây viêm phổi ,lao Ngoài khâu sàng đất sét gây bụi ,dùng thiết bị lọc bụi thùng sấy đồng thời cố gắng thiết kế trình gia công nguyên liệu giới tự động hoá để giảm bớt ảnh hởng đến sức khoẻ công nhân làm việc giai đoạn Trong nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng việc chiếu sáng đóng vai trò quan trọng ta thờng sử dụng chiếu sáng tự nhiên nhân tạo Trong nhà kho, nhà gia công nguyên liệu tạo hình ,sấy nung tuynel, ta sử dụng chiếu sáng tự nhiên cửa sổ dọc hai bên nhà, cửa sổ trời cửa vào 152 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức Cũng nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng có nhiều chấn động máy gây , để khắc phục tình trạng nhằm bảo vệ sức khỏe công nhân không bị bệnh nghề nghiệp , ngời ta phảI kiểm tra khắc phục cách xây bệ máy bê tông , chin vật liệu nhẹ hay đặt đệm lò xo Công tác phòng hỏa : Trong nhà máy sản xuất vật liệu chịu lửa công tác phòng hỏa công việc quan trọng Do tính chất sản xuất nên nhiệt độ xung quanh nhà máy thờng cao nhiệt độ trung bình trời công đoạn gia công nhiệt.Mặt khác có nhiều nguyên nhân gây hỏa hoạn nh chập đIện rò dầu v.v Cần bố trí thiết bị phòng hỏa cần thiết nơI quy định cần có thiết bị an toàn thiết bị dễ gây hỏa hoạn cháy nổ , cần giáo dục ý thức phòng cháy nổ cho công nhân viên 153 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức Tài liệu tham khảo PGS TS Vũ Minh Đức Công nghệ gốm xây dựng Nhà xuất xây dựng Nguyễn Đăng Hùng Kĩ thuật sản xuất vật liệu chịu lửa Nhà xuất giáo dục 1996 ( Tập 1+2 ) Nguyễn Đăng Hùng Lò Silicát_ Tập 4: Hớng dẫn thiết kế tốt nghiệp ngành công nghệ vật liệu nung Trờng đại học xây dựng Hà Nội 1985 Máy sản xuất vật liệu cấu kiện xây dựng Nhà xuất xây dựng Nguyễn Tài Ngọ ( chủ biên) Nguyễn Kim Huân Bạch Đình Thiên Thiết bị nhiệt sản xuất vật liệu xây dựng Tính lựa chọn thiết bị silicát _Trờng đại học Bách Khoa _năm 1971 ( Tập + tập 2) Phạm Văn Trí (chủ biên ) 154 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS.Vũ Minh Đức Lò công nghiệp)_NXB Khao học kĩ thuật_Hà Nội 1999 9.TCVN_202_1986 10 TCVN_201_1996 11.TCVN_179_1996 12 TCVN_4176_1998 13.TCVN _6530_1999 14 Phạm Lê Dần_Đặng Quốc Phú Cơ sở kĩ thuật nhiệt _ Nhà suất Xây dựng _1999 155 SVTH: Trần Việt Tuấn 6767.45 - Lê Hồng Việt 3221.45

Ngày đăng: 08/07/2016, 13:18

Xem thêm: Đồ án gốm thiết kế nhà máy sản xuất gạch chịu lửa cao alumin, công suất 60000 tấn năm

Đồ án gốm thiết kế nhà máy sản xuất gạch chịu lửa cao alumin, công suất 60000 tấn năm

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan