Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất gạch ốp lát ceramic

Đồ án thiết kế nhà máy gạch ốp lát ceramic. Lựa chọn địa điểm xây dựng. Lựa chọn nguyên vật liệu, tính bài phối liệu. Tính cân bằng vật chất. Tính tháp sấy phun. Tính cân bằng nhiệt lò nung. Tính toán lựa chọn thiết bị.

Lời cảm ơn

Qua khoá học tập và nghiên cứu tại trờng tôi đã đạt đợc mục đích của mình

Đó là nhờ sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy, các cô giáo cùng gia đình

đình và bè bạn.

Đầu tiên tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc và sự kính trọng đến thầy giáo Nguyễn Thành Đông, ngời đã tận tình hớng dẫn, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp.

Tôi cũng xin gửi lời cám ơn đến toàn thể các thầy, các cô giáo trong bộ môn Công nghệ vật liệu Silicat đã dạy dỗ và truyền đạt cho tôi những kinh nghiệm, kiến thức khoa học để tôi có đợc nh ngày hôm nay.

Cuối cùng tôi xin cảm ơn các bạn bè, ngời thân đã luôn chia sẻ động viên và giúp đỡ tôi vợt qua đợc những khó khăn trong học tập và trong cuộc sống.

Hà nội, ngày 19/5/2005 Sinh viên: hoang văn thành

Trờng đại học bách khoa hà nội đồ

án tốt nghiệp

Mục lục

trang Mậ ĐầU 4

PHầN I: 5

L A CH N địA đIểM đặT NH MáY Ù Ä Μ 5

A - L ÙA CHÄN đị A đ I ể M X â Y DÙNG NHΜ M á Y : 5 I Cơ sở kinh tế - kĩ thuật của vùng sẽ xây dựng nhà máy 5

II Chọn điểm đặt nhà máy 6

B- L ÙA CHÄN D â Y CHUY ề N S ả N XU ấ T 8 C- LÙA CHÄN NGUY ê N V ậ T LI ệ U 13 D TíNH B Μ I P Hẩ I L I ệ U 16 I.Tính bài phối liệu xơng 16

II.Bài phối liệu men chống dính và bài phối liệu men: 20

III.Bài phối liệu mầu 23

E Câ N B ằ NG V ậ T CH ấ T 23 G T í NH TO á N S ấ Y PHUN 26 H T í NH TO á N NHI ệ T LSS NUNG 48 I.Kích thơc lò thanh lăn 48

II.Tính toán và lựa chọn thiết bi liên quan 73

K.L ÙA CHÄN THI ế T B ị 89 I.Bảng số liệu: 89

II Lựa chọn thiết bị cho từng công đoạn 89

PHầN II: PHầN XâY D NG Ù 109

I.Địa điểm xây dựng nhà máy 109

II Bố trí mặt bằng nhà máy 109

III Lập hình khối, mặt bằng, kết cấu các công trình xây dựng 111

IV cấp thoát nớc cho nhà máy 113

I.Điện chiếu sáng: 115

I Những nguồn dễ gây ra tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp 126

Phần vI: Kinh tế tổ chức

I Cơ cấu tổ chức của nhà máy. Error: Reference source not found 9

II Vốn đầu t. Error: Reference source not found

III Ước tính giá thành. Error: Reference source not found 5

IV Lãi và thu hồi vốn đầu t. Error: Reference source not found 7

IV.Tóm tăt một số chỉ tiêu kinh tế. Error: Reference source not found 8

Sv: Hoµng v¨n thµnh - 3 - líp: cnvl .

Mở Đầu

Từ xa xa con ngời đã biết làm ra nhiều sản phẩm gốm sứ thủ công, đơn giảnphục vụ cho nhu cầu sinh hoạt Ngày nay, trên Thế giới, kĩ thuật sản xuất gốm sứ

đã trở thành một ngành công nghiệp phát triển với kĩ thuật sản xuất hiện đại đã cho

ra đời nhiều sản phẩm phong phú, đa dạng đợc ứng dụng trong nhiều nghành kĩthuật nh: Điện, điện tử, tự động hoá, điều khiển, xây dựng và dân dụng v.vÙ Nớc ta có nguồn nguyên liệu dồi dào nên có thể phát triển nghành côngnghiệp Gốm sứ không chỉ phục vụ cho nhu cầu trong nớc mà còn xuất khẩu để pháttriển nền kinh tế, góp phần tăng thu nhập quốc dân Tuy nhiên, kĩ thuật còn lạc hậunên cha có đợc những sản phẩm chất lợng cao Bởi vậy, việc xây dựng những nhàmáy gốm sứ với công nghệ hiện đại là rất cần thiết trong nền kinh tế quốc dân Hiện nay, nớc ta đang đẩy mạnh quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá,Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ 8 cũng đã nhấn mạnh: “Nhiệm vụ trung tâm làxây dựng nớc ta thành một nớc công nghiệp phát triển, có cơ sở vật chất - kĩ thuậthiện đại” Vì vậy , các nghành công nghiệp nói chung đang đợc nhà nớc ta đặc biệt

u tiên đầu t xây dựng trong đó phải kể đến nghành Vật liệu gốm sứ

Đến nay, nền kinh tế nớc ta đang trên đà phát triển mạnh, đời sống nhân dân

đợc nâng cao Việc xây dựng cơ sở hạ tầng cũng nh nhu cầu xây dựng của ngời dântăng cao nên nhu cầu về vật liệu xây dựng ngày càng lớn, nhất là vật liệu trang trí

ốp lát , đặc biệt là nhu cầu về sản phẩm chất lợng cao nh gạch gốm granit

Hiện tại gạch gốm Granit ở nớc ta đã đợc sản xuất tại:

- Công ty gạch Thạch Bàn- Hà Nội: 2.000.000 m2/năm

- Phú Bài - Huế : 1.000.000 m2/năm

- Khu công nghiệp Mỹ Xuân A- Bà Rịa - Vũng Tàu: 1.000.000 m2/năm

* Một số nhà máy sắp đa sản phẩm ra thị trờng nh :

Nhu cầu(m /năm) 14.000.000 20.000.000 25.000.000

Năng lực(m2/năm 12.000.000 21.000.000 30.000.000

Do vậy nên đầu t xây dựng thêm 1 dây chuyền sản xuất gạch Granít côngsuất 1300000 m2/năm taị thành phố Hải Dơng nhằm đáp ứng nhu cầu về sản phẩmnày ở những thành phố lớn nh Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh và xuất khẩu Nội dung thiết kế gồm những phần sau:

• Phần kĩ thuật

- Lựa chọn địa điểm

- Lựa chọn dây chuyền sản xuất

- Lựa chọn nguyên vật liệu

- Tính toán phối liệu

- Cân bằng vật chất

- Tính toán thiết bị sấy

- Tính toán nhiệt lò nung

lựa chọn địa điểm đặt nhà máy

A - Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy:

I Cơ sở kinh tế - kĩ thuật của vùng sẽ xây dựng nhà máy.

Căn cứ vào các yêu cầu cơ bản của vị trí đặt nhà máy :

- khu vực có điều kiện về quỹ đất

- cơ sở hạ tầng đầy đủ,nhân lực dồi dào

- giao thông thuận lợi

- đảm bảo đợc vệ sinh môi trờng, sinh thái đô thị

Vùng xây dựng nhà máy đợc lựa chọn thông qua các điều kiện về tự nhiên, kinh

tế, chính trị, kĩ thuật Vùng đất sẽ xây dựng nhà máy phải có những u điểm vợttrội, tuy nhiên cũng có những nhợc điểm nhng dễ khắc phục và ít ảnh hởng

Ta dự kiến xây dựng nhà máy ở Phờng Bình Hàn, Thành phố Hải Dơng

1- Điều kiện tự nhiên

Phờng Bình Hàn - TP Hải Dơng cách trung tâm Hà Nội 60 Km nằm cạnhsông Thái Bình Hải Dơng là một tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng nên ít bị ảnh h-ởng của gió, bão, có lợng ma và độ ẩm trung bình Tỉnh Hải Dơng có một số nguồnkhoáng sản nh Đất sét Trúc thôn, đá vôi Kinh Môn nên có điều kiện phát triểnnghành công nghiệp vật liệu Silicat

2- Điều kiện chính trị và kinh tế

Hải Dơng trớc kia là thành phố thời Pháp thuộc, sau khi giải phóng Miền Bắc

đã sát nhập với tỉnh Hng Yên thành tỉnh Hải Hng Ngày nay, do điều kiện phát triểnkinh tế, hai tỉnh đã tách nh cũ cho dễ quản lý

Hải Dơng giờ đây đã là thành phố, đang trong thời kỳ phát triển, có nhiềunhà máy công nghiệp đặc biệt là công nghiệp vật liệu Silicat nh nhà máy sứ Hải D-

ơng, xi măng Hoàng Thạch

Thành phố Hải Dơng có dân c đông đúc , giàu truyền thống Cách Mạng cũng

nh các truyền thống khác

3- Điều kiện giao thông vận tải

Phải khẳng định địa điểm đặt nhà máy có một vị thế vô cùng thuận lơi về mặtgiao thông vận tải, thuận lợi cho việc nhập nguyên vật liệu và giao lu hàng hoá vớibên ngoài Nằm cạnh quốc lộ 5 rất thuận lợi cho việc hớng ra cảng biển Hải Phòng

về phía Đông theo khoảng 60 km , cách trung tâm Hà Nội chỉ 67 km và gần tuyến

đờng sắt quốc gia nối liền Thành phố Hải Dơng với các tỉnh phía Bắc

4 – Nguồn nhân lực:

Nguồn nhân lực phục vụ cho nhà máy là rất dồi dào Do chỉ cách trung tâm

Hải Dơng 2 km, nơi tập trung rất đông dân c cùng với nhiều trờng trung học và dạynghề, hơn nữa là nơi tập trung nhiều ngời lao động từ nông thôn lên thành phố tìmviệc làm điều đó sẽ cung cấp cho nhà máy đội ngũ cán bộ quản lý và đội ngũ kỹ

s có trình độ cao cũng nh lợng công nhân dồi dào hoàn toàn đáp ứng đủ nhu cầunhân lực cho nhà máy cả về số lợng lẫn chất lợng

II Chọn điểm đặt nhà máy

Chọn điểm đặt nhà máy thuộc phờng Bình Hàn, cách Quốc lộ 5 khoảng 300

m, gần ga Hải Dơng trong khu quy hoạch tiểu khu công nghiệp dọc đờng 5

Nguyên liệu sản xuất là Đất sét Trúc thôn, Cao lanh Yên Bái, Fenspat La Phù.Nhiên liệu là khí hóa lỏng đợc mua về với thành phần và chất lợng thỏa mãn.

Nhà máy sẽ sử dụng mạng điện sẵn có của thành phố và xây dựng trạm biến thếriêng, nguồn nớc sử dụng là nớc giếng khoan và nớc sạch thành phố

Với lợng lao động dồi dào, công nhân kĩ thuật, cán bộ quản lý,cán bộ kĩ thuật đã

đ-ợc đào tạo nhiều sẵn sàng làm việc tại nhà máy

Với hệ thống đờng bộ, đờng sắt song song nên rất thuận lợi cho việc vậnchuyển nguyên vật liệu

Khi xây dựng nhà máy ta đảm bảo khoảng cách các nhà xởng thỏa mãn cácyêu cầu kĩ thuật, bố trí hợp lý chặt chẽ các công trình sắp xây dựng và mở rộng

B- Lựa chọn dây chuyền sản xuất

2- Lựa chọn dây chuyền

Vệc lựa chọn dây chuyền công nghệ cho nhà máy phảI thoả mãn các yêu cầu củamột nhà máy sản xuất gạch GRANIT nh:

- Đáp ứng nhu cầu thị trờng

- Sản phẩm có tính mỹ thuật

- Có giá thành hợp lý

- Dấy chuyền hiện đại

- Thoả mãn các đặc tính khi sản xuất gạch GRANIT

Tứ các yêu cầu trên ta chọn dây chuyền nh sau:

Nguyên liệu đợc nhập voa kho chứa qua nạp liệu băng cân vào máy nghiền birồi xả xuống bể hồ qua bơm màng, sàng rung và lọc sắt từ xuống két khuấy.Bơm pit tông tiếp tục bơm hồ đến tháp sấy phun thành bột rồi đa vào silô chứa,tiếp đến qua cân điện tử định lợng và đợc đa vào máy trộn, gầu nâng vào silô đamầu, qua két chứa cấp bột cho máy ép, rồi đợc đa vào máy sấy đứng nhờ qua hệthống tráng men qua lò sấy Tuynen để ổn định lại nhiệt độ và độ ẩm trớc khinung, rồi vào lò nung thanh lăn, qua dây chuyền mài bóng vát cạnh (đối với gạchkhông tráng men), sản phẩm đợc chuyển sang thiết bị đóng hộp rồi nhập voàkho

Từ yêu cầu công nghệ ta đi đến chọn dây chuyền sản xuất gạch Granit với năngsuất 1300000m2/năm của hãng NASETTI-ITALIA

Vì:

- Có giá thành hợp lí

- Dây chuyền công nghệ hiện đại

- Hãng đã thâm nhập thị trờng Việt Nam từ lâu nên có nhiều cán bộ kĩ thuật quendùng

sấy đứng

sản phẩm không tráng men phun ẩm

phân loại

lò nung thanh lăn

sấy trƯớc nung

bể khuấy chất màun ớc, men

sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất gạch granit

men chống dính máy xếp tảiNghiền bi

Định lƯợng

Đất sét Fenpat

3 Thuyết minh dây chuyền

Nguyên liệu làm xơng đợc PTN kiểm tra độ ẩm rồi ra bài phối liệu, sau đóliệu đợc công nhân xúc vào thùng chứa liệu, xe chở liệu đa thùng chứa liệu tới hệthống tời điện Tại đây tời điện sẽ dùng thùng liệu đổ vào máy nạp liệu băng cânxuống băng tải Băng tải đa liệu nạp vào máy nghiền bi, đồng thời cấp nớc vàonghiền máy Sau khi nghiền xong hồ phải đạt thông số sau:

W = 5.5 ữ 6 % ( kiểm tra bằng tủ sấy)

D =0.94 g/cm 3 ( kiểm tra bằng CaC2)

Độ ẩm của bột đợc kiểm tra bằng máy 0,5h / lần

Bột sau khi sấy đợc băng tải đa vào silô chứa Tại đây bột đợc ủ 36 ữ 48h để

đồng nhất độ ẩm của bột ép trong từng silô Sau đó bột đợc xả xuống băng cân điện

tử định lợng và đợc hệ thống băng tải đa vào máy trộn, gầu nâng rồi đợc băng tảichuyển vào silô đa mầu, ổn định 24h Bột từ silô đa mầu đợc thả xuống băng tảivận chuyển tới sàng rung vào két chứa cấp bột cho máy ép Độ ẩm của bột trớc khivào ép:

W =4.5 ữ 4.8 % và thành phân hạt nh sau sấy phun (phòng thí nghiệm có tráchnhiệm kiêm tra 2h/ lần).

Gạch đợc tạo hình trên máy ép thuỷ lực

Gạch mộc sau khi ép đợc kiểm tra các chỉ tiêu sau

- Phải đạt cờng độ Ru >10KG/cm2

- Độ dầy, trọng lợng kích thớc, chất lợng bề mặt gạch mộc, sai lệch trọng lợnggiữa các viên trong chu kì ép và giữa các chu kì ép Nếu có chênh lệch quá mức độcho phép cần phải điều chỉnh ngay

Gạch mộc sau khi ép, qua hệ thống lật mặt gạch rồi đợc đa vào máy sấy

đứng nhờ hệ thống thanh lăn, để sấy tới độ ẩm W < 0,5 % và có cờng độ Ru >20Kg/cm2

Mộc sau khi ra khỏi lò sấy đứng đợc băng truyền vận chuyển qua quacông đoạn tráng men (nếu là sản phẩm tráng men), sau đó qua 2 ru lô vớt engob(để chống dính khi nung)

Men phải có yêu cầu:

Mộc tiếp tục đựơc vận chuyển tới thiết bị xếp mộc lên xe goòng Rồi đợc

đa tới lò sấy Tuynen để ổn định lại nhiệt độ và độ ẩm trớc khi nung Ra khỏi lòsấy Tuynen, gạch mộc có độ ẩm W < 0,5 % tiếp tục đợc xe goòng đa tới thiết bị

dỡ tải sang băng truyền vận chuyển tới máy xếp gạch vào lò nung

Gạch vào lò nung qua các zôn:

- Sấy,đốt nóng

- Nung sơ bộ

- Nung

- Làm lạnh nhanh

- Làm nguội

Với tốc độ 1.67 ữ 1.675 m/s

Gạch đợc nung tới nhiệt độ 1220 0C với thời gian lu nhiệt độ này là 10.5’ để

đạt độ kết khối hoàn toàn.Thời gian nung là 70 phút

Ra khỏi lò gạch đợc đa tới máy dỡ tải lò, qua thiết bị kiểm tra, phân loại.Nếu đạt yêu cầu gạch tiếp tục đợc đa tới dây chuyền mài bóng vát cạnh Sảnphẩm đợc kiểm tra về kích thớc, độ cong vênh và độ bền

Cuôí cùng sản phẩm đợc vận chuyển sang thiết bị đóng hộp rồi nhậpkho

18 Xanh lá

cây+trắng 26

Hồng

đậm+ đennhạt

Trắng+

nâu hồngxanh lam

28 Trắng đốm

đen nhạt04

24

Đốm nâu+ đen+ghi

C-lựa chọn nguyên vật liệu

Nguyên liệu dùng để sản xuất chính đợc chia thành 2 loại, đó là nguyên liệugầy và nguyên liệu dẻo

1- Nguyên liệu gầy (chủ yếu là Fenspat và Đôlômit)

ở đây, ta chỉ dùng Fenspat Nguyên liệu này chủ yếu cung cấp TrờngThạch Kali và Trờng Thạch Natri:

Trờng Thạch Kali nóng chảy ở 11700C và nó có khoảng chảy rất rộng >

300oC Khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của nó giảm chậm Trờng Thạch Kali có tácdụng tốt trong xơng vì nó cho phép ta hạ thấp nhiệt độ nung nhng khoảng nungrộng mộc ít bị biến hình (còn gọi là Trờng thạch phối liệu )

Trờng thạch Natri nóng chảy ở 1120oC lập tức chuyển thành pha lỏng đồngnhất có độ nhớt rất bé Trờng thạch Natri thích hợp cho men sứ, độ nhớt của men bé

dễ chảy và men bóng láng Do sản phẩm mà ta sản xuất 50 % là mài bóng khôngdùng men, nên chọn loại Fenspat ít Natri để giảm lợng Trờng thạch Natri không

thích hợp cho xơng Tuy nhiên có thể dùng Trờng thạch Natri trong thành phầnphối liệu để điều chỉnh nhiệt độ nóng chảy của xơng.

Tác dụng của Trờng thạch đối với xơng là khi nó nóng chảy tạo pha thuỷtinh có khả năng hòa tan Thạch anh( SiO2) hay sản phẩm phân hủy của cao lanh vàcác thành phần khác trong phối liệu, tạo điều kiện làm xuất hiện pha thuỷ tinh mớihạ thấp nhiệt độ nóng chảy của phối liệu, từ đó dẫn đến nhiệt độ kết khối của sảnphẩm cũng giảm xuống đáng kể Trờng thạch còn có vai trò rất quan trọng vì chẳngnhững nó quyết định điều kiện công nghệ (nhiệt độ nung) mà còn ảnh hởng đến cáctính chất kĩ thuật của sản phẩm Ngoài việc hạn chế các ôxit gây màu (Fe2O3 , TiO2)

nó con là cấu tử chủ yếu cung cấp oxit kiềm chủ yếu cho phối liệu

2 Nguyên liệu dẻo (chủ yếu là Đất sét và Cao lanh ).

Đất sét và Cao lanh là sản phẩm phong hóa tàn d của các loại đá gốc chứaTrờng thạch ngoài ra còn có sự hình thành do quá trình trao đổi , biến đổi các đágốc cộng sinh nhiệt dịch

Cao lanh và Đất sét là hai cấu tử chính cung cấp SiO2 và Al2O3 cho sảnphẩm Nó là cấu tử chủ yếu góp phần tạo nên pha tinh thể trong xơng sản phẩm ởdới dạng các khoáng trong sản phẩm khi nung nh : mulit nguyên sinh, Cristobalit,Quắc tự do và pha thủy tinh

Nhiều tính chất kĩ thuật của Đất sét và Cao lanh phụ thuộc vào kích thớchình dạng và tỉ lệ các cỡ hạt Nhìn chung kích thớc các hạt Đất sét và Cao lanh nằmtrong giới hạn phân tán keo Thành phần và kích thớc hạt có tác dụng rất lớn đếnkhả năng hấp thụ trao đổi ion, tính dẻo, độ co khi sấy, cờng độ mộc cũng nh diễnbiến tính chất của khoáng theo nhiệt độ nung

Đất sét và Cao lanh có cấu tạo hai lớp và ba lớp Vì vậy có sự thay đổi đồnghình và khả năng trơng nở rất tốt

Đất sét là nguyên liệu chủ yếu đối với phối liệu sản xuất gạch GRANIT

Nó tạo cho sản phẩm những đặc tính không thể thiếu đợc trong quá trình gia công,nhất là:

- Độ dẻo và tính dễ gia công tạo hình

- Độ bền cơ ở dạng mộc

- tạo cho xơng dự nguyên hình dạng khi nung

Do quá trình tạo hìng là bán khô nên ta chỉ cần một lợng đất sét vừa đủ đểtạo liên kết các hạt lại với nhau

Nếu ta cho nhiều Cao lanh thì sẽ gây đục mầu sản phẩm và nhệt độ nungcao

Qua đó ta lựa chọn nguyên liệu cho xơng là: Cao lanh, Đất sét và Fenspat.

Đối với nguyên liệu sản xuất men chống dình thành phần chủ yếu là ôxitMgO, nó là chất có nhiệt độ nóng chảy cao nên trong quá trình nung nó không bịnóng chảy và do đó ngăn cách đợc gạch với thanh lăn Sau khi nung men chốngdính cũng không làm biến đổi tính chất của sản phẩm

Đất sét và Cao lanh là những loại nguyên liệu dẻo cho vào men và menchống dính chủ yếu tạo khả năng bám dính vào mộc khi tráng men chống dính

Nh vậy nguyên liệu dùng cho men chống dính bao gồm Đất sét , Cao lanh

và MgO là chủ yếu

D TíNH BàI PhốI Liệu.

I.Tính bài phối liệu x ơng

Dự kiến nhiệt độ nung: tnung= 1220 0C

Trọng lợng phân tử của (Caolinit) Al2O3 .2SiO2 2H2O : 258

-Fenspat Kali K2O.Al2O3.6SiO2

Trọng lợng phân tử của Fenspat Kali: 556

2.Thành phần khoáng hợp lý TQF của nguyên liệu.

Nguyên liệu SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MKN

Đất sét Trúc Thôn 68,75 19,46 1,27 0,56 0.48 1,13 1,06 6,54Quắc Yên Bái 98,67 0,39 0,21 0,11 0,13 0,12 0,13 0,15Cao lanh Yên Bái 49,12 34,24 0,89 0,64 0,43 1,62 0,12 11,56

Fenspat La Phï 72,66 16,21 0,32 0,82 0,14 3,23 5,33 0,47

a.TQF cña §Êt sÐt

- Träng lîng ph©n tö cña Albit Na2O.Al2O3.6SiO2 524

- Träng lîng ph©n tö cña Octocla K2O.Al2O3.6SiO2 556

VËy SiO2 trong Fenspat K-Na = 4,32 + 6,15 = 10,47 PTL

C¨n cø vµo lîng Al2O3 cßn l¹i sau khi trõ ®i lîng Al2O3 trong Fenspat lµ:

19,46 - 2.7 = 16,49 PTL

Suy ra lîng kho¸ng Caolinit trong §Êt sÐt

VËy lîng SiO2 trong Caolinit:

VËy lîng Qu¾c cßn l¹i: 68,75 - 19,40 - 19,47 = 38,87

b.TQF cña Caolanh.

-Lîng kho¸ng Octoclaz cã trong 100 PTL Caolanh

-Lîng kho¸ng Albit cã trong 100 PTL Caolanh

PTL y

y 258 19,40

91.47.12072

,4160.2

62,1556

=

⇒

=

PTL x

49,16258

102

=

⇒

=

VËy lîng Fenspat cã trong Caolanh :

x + y =9,56 + 1,01 =10,56 PTL

- Lîng Al2O3 cã trong Fenspat KNa :

VËy Al2O3 trong Fenspat K-Na = 1,95PTL

- Lîng SiO2 cã trong Fenspat KNa :

SiO2 Otoclaz = 360.9,56/556 = 6,19 PTL

SiO2Albit = 1,01.360/524 = 0,70 PTL

VËy lîng SiO2trong Fenspat KNa : 6,19 +0,70 = 6,89 PTL

-Läng Al2O3 cßn l¹i sau khi trõ ®i lîng Al2O3 trong Fenspat KNa

34,24 - 1,95 = 32,29 PTL

VËy lîng Caonilit trong Caolanh

Lîng SiO2 trong Caonilit :

VËy lîng Qu¾c cã trong Caolanh:

Q = 49,12 - 37,99- 6,89 = 4,25 PTL

c.TQF cña tr êng th¹ch.

-Lîng Octocla cã trong 100 PTL trêng th¹ch

-Lîng Albit cã trong 100 PTL trêng th¹ch:

VËy lîng Fenspat cã trong trêng th¹ch: F = 64,11 PTL

x 81,67

29,32258

67,81120

23,3556

2

PTL y

33,5524

62

=

⇒

=

SiO2 Octoclaz =360 19,06 / 556 = 12,34 PTL

SiO2 Albit = 360 45,05 /524 = 30,95 PTL

Vậylợng SiO2trong Fenspat : 12,34 + 30,95 =43,29 PTL

- Lợng Al2O3còn lại sau khi trừ đi lợngAl2O3 trong Fenspat :

16,21 –12,27 = 3,94 PTL

Vậy lợng Caonilit trong Trờng thạch

- Lợng SiO2 trong Caonilit :

Vậy lợng Quắc trong Trờng thạch:

Q = 77,66 – 4.64 – 43,29 = 24,73 PTL

Tơng tự ta tính đợc thành phần T – Q – F theo bảng TQF dới đây

3 Bài phối liệu.

Bảng TQF của nguyên liệu quy về 100%

Với tạo hinh bán khô ta chon trớc đất sét trúc thôn là 43%

Vậy lơng T- Q - F đa vào phối liệu theo đất sét :

Thành phần % của các nguyên liệu còn lại đợc tính theo hệ phơng trình sau:

- Gọi x,y,z là % của Quắc,Cao lanh, Fenspat ta có hệ:

0,12x + 81,67y + 9,98z = 12,06 (1.T)97,4x + 4,25y + 24,73z = 13,28 (2.Q )1,81x + 10,58y + 64,11z = 33,28 (3.F )Giải hệ phơng trình ta đợc :

X = 0,004%

Y = 8,3%

PTL x

98 , 9 120

94 , 3 258

102

=

⇒

=

Bảng thành phần hóa phối liệu

Nguyên liệu % SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O MKN

MgO là thành phần chủ yêu trong engob ,do cóT0

nccao nên trong quá trìnhnung nó không bị nóng chảy và do đó ngăn không cho gạch và thanh lăn dính nhau

2.Thành phần hoá của Engob.

Nguyên liệu\Oxit % SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O MKN

B Phối liệu men:

Tính cho men: Chọn Frit 49%

nhiệt của các oxid trong men

a i_ hàm lợng các oxid trong men ,%

Theo Sot và Vinkeman hệ số αi của các oxid nh sau : [I- 241]

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O ZnO B2O3 BaO

α = (55,2.0,027 + 14,85.0,167 + 0,167.5,32 + 0.1,09 + 0,28.0,86 + 0,333.5,53 +

+ 0,06.4,51 + 0.4,02 + 0,1.2,21).10 −6 = 7,45.10 −6< 9 10− 6 ( 0C− 1) là phù hợp

b Tính nhiệt độ nóng chảy của men:

Hạn nóng chảy của men:

n n

m m m b m

b

m

b

n a n

.

.

.

2 2 1

1

2 2

1

1

+ + +

+ + +

=

Trong đó: a1, a2Ù Hằng số nóng chảy đối với các oxýt dễ chảy theo bảng dới đây

n1,n2Ù Hàm lợng các oxýt dễ chảy tính theo % trọng lợng

b1, b2Ù Hằng số nóng chảy đối với các oxýt khó chảy theo bảng dới đây

m1, m2Ù Hàm lợng các oxýt khó chảy tính theo % trọng lợng

Hằng số nóng chảy của các oxit: Theo (I- Trang 249) ta tra đợc:

1.00 1.25 0.60 1.00 1.00 1.00 0.80 0.50 1.20 1.00

3 , 0 )

2 , 55 1 85 , 14 2 , 1 (

) 32 , 5 5 , 0 5 , 0 8 , 0 21 , 2 1 51 , 4 1 86 , 0 1 09 , 1 6 , 0 02 , 4 25 , 1 33

+ +

+ +

men đến dây chuyền sản xuất gạch granit

+ -

cmc

sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất men

sàng rung + lọc từ

thùng chứa + khuấy

thùng khuấy kiểm tra Nghiền bi

Định lƯợng Frít ,cao lanh,quắc,ZnO

III.Bµi phèi liÖu mÇu

1 Hao hôt ë c¸c c«ng ®o¹n.

Kh©u s¶n xuÊt TØ lÖ PP Khèi lîng kh« §é Èm Khèi lîng lµm viÖc

Cao lanh (TÊn)

C©n b»ng vËt chÊt cho men:

Träng lîng men: V× nhµ m¸y chØ s¶n xuÊt 50% s¶n phÈm tr¸ng men vµ lîng men b»ng 4% khèi lîng cña 50% tæng khèi lîng s¶n xuÊt 1 n¨m nªn:

Fenpat (%)

cao lanh(%)

Ngmen 1 543,21 33 810,76

G tính toán sấy phun

1.lựa chọn thiết bị:

Thiết bị đợc lựa chọn phải đáp ứng đợc năng suất yêu cầu thiết kế

Thời gian làm việc trọng 1 năm:

345 ngày x 24 h /ngày = 8280 (h)

Năng suất yêu cầu:

- Phối liệu khô tuyệt đối:

- Phối liệu hồ ẩm 33 %

- Phối liệu bột ẩm 4.5%:

- Vậy lợng ẩm cần bốc hơi là:

W = G1 + G2 = 5202,634 – 3632,534 = 1570,1 Kg/h

Từ lợng ẩm cần bốc hơi W = 1570,1 Kg/h chọn hệ thống sấy phun SD1800

của hãng Nassetti (ý) có năng suet bốc hơi ẩm là: 1800 Kg/h.

- Nhu cầu cung cấp nhiệt lợng: 1500000 Kcal/h

Cấu tạo của thân tháp gồm 3 phần chính:

- Phần hình trụ

- Phần hình nón (Bao gồm cả đáy tháo bột)

- Phần trần tháp Cả 3 phần này đều 3 lớp:

h Kg

8280

10 13 ,

=

=

h Kg

8280

10 81 ,

h Kg

8280

10 38 ,

- Líp trong cïng lµm b»ng thÐp kh«ng gØ, dµy 3 mm.

- Líp gi÷a lµ líp b«ng thuû tinh c¸ch nhiÖt, dµy 150 mm

- Líp ngoµi cïng lµm b»ng thÕp kh«ng gØ, dµy 4 mm

3 TÝnh to¸n nhiªn liÖu

Chän nhiªn liÖu lµ dÇu diezen cã thµnh phÇn lµm viÖc

187,

4

1055,43409

)kg/J(1055,4340910

50,050,010952,11125637

,85339

3 3

3 3

Lượng không khí khô cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu:

+ Lượng không khí khô lý thuyết:

(0 , 50 0 , 50) 10,64 (Kg/ Kg nl) 043

, 0 52 , 11 346 , 0 37 , 85

115

,

0

] 104 4 [ ), 38 (

) / ( 043

, 0 346

, 0 115

× +

⋅ +

⋅

=

o

l l l

l o

L

VII

kg kg O

S H

C

L

+ Lượng không khí khô thực tế:

Thực tế, lượng không khí khô cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu phải lớn hơn:

Lα =(1,2÷1,3)⋅Lo

(1,2÷1,3) là hiệu suất của buồng đốt, tùy thuộc loại buồng đốt sử dụng

Chọn α = 1 , 2

4 Quá trình sấy lý thuyết:

Hệ thống sấy sử dụng khói lò làm tác nhân sấy (TNS) Trong phạm vi tính toán

kỹ thuật ta sử dụng các công thức tính toán cho không khí ẩm

Chọn trớc:

- Nhiệt độ TNS vào tháp t1 = 5000 C

- Nhiệt đội TNS ra khỏi tháp t2 = 800C

- Nhiệt độ vào tháp của hồ

tV1 = 300C

- Nhiệt độ ra của bột phối liệu

tV2 = 600CTuy nhiờn, do nhiệt độ của khúi sau buồng đốt là rất lớn so với yờu cầu, nờn

ta phải tổ chức hũa trộn với khụng khớ ngoài trời để cú một hỗn hợp cú nhiệt độthớch hợp làm tỏc nhõn sấy Gọi tỷ số giữa lượng khụng khớ khụ cần cung cấp thực

tế cho buồng đốt cộng với lượng khụng khớ khụ đưa vào buồng hũa trộn chia cho

lượng không khí khô lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy là hệ số không khí thừa

α α được xác định theo công thức (3.15), [2-57] như sau:

l l nl

nl bđ c

ttCi

idL

t

C.AWH91i

WH9t

Cη.Qα

−+

−

++

−

−+

−+

• Cnl: nhiệt dung riêng của nhiên liệu DO, dựa vào toán đồ hình

(I-55), [III-225], ứng với tnl = to = 23,5oC thì Cnl = 0,455 kcal/kg.độ

• Cpk: nhiệt dung1 riêng của khí tác nhân sấy, lấy bằng nhiệt dung riêngcủa không khí khô ở cùng nhiệt độ Với nhiệt độ cao nhất của tác nhân sấy

là t1= 500oC, dựa vào toán đồ (I-57), [4-231] ta xác định được Cpk = 0,24kcal/kg.độ

66,

2543 =

Vậy:

( ) ( ) [0 , 016 871 607 , 51 0 , 24 500 23 , 5]

64 , 10

500 24 , 0 100

10 , 0 00 , 2 52 , 11 9 1 871 100

00 , 2 52 , 11 9 5 , 23 445 , 0 9 ,

=

Sản phẩm cháyThành

100 / 68 , 105

= +

−

+

= +

G

l l l

o KK

++

−+

= , kg KK/kgnl (VII-40), [III-105]

83 , 77 100

10 , 0 00 , 2 52 , 11 9 64 , 10 32 , 7

o o

l l

+

= , kg/kgnl (VII-41), [III-105]

225 , 2 015 , 0 64 , 10 32 , 7 100

00 , 2 52 , 11

225 , 2

KK

a G

nl bđ c 1

G

I

L.αt

Cη.Q

, kcal/kg kkk (VII-36), [III-104]

Io là hàm nhiệt của khụng khớ ở to = 23,5oC

Io = to + (2493 + 1,97.to).do , kJ/kg kkk (VII-14), [III-89]

Io = 23,5 + (2493 + 1,97.23,5).0,015 = 61,59 (kJ/kg kkk)

Io 14 , 71

187 , 4

59 , 61

71 , 14 64 , 10 32 , 7 5 , 23 445 , 0 9 , 0 70

42 , 4026 031

, 12 exp 5

, 235

42 , 4026 031

, 0

.

1 1

d B b

(%)

Vậy quá trình sấy lý thuyết đợc mô tả trên đồ thị I – d của không khí ẩm nhsau:

A là điểm biểu diện không khí ngoài trời có nhiệt độ t0 = 23,5 0C, độ ẩm φo= 84 % (Hai đại lợng này lấy trung bình trong năm) [VI _ 91], hàm ẩm và hàm nhiệt xác

a

b

i 1 = i 2 = i

5.1 Tổn thất do vật liệu sấy mang đi:

Quá trình sấy lý thuyết là giả thiết nhiệt độ ra của bột liệu bằng nhiệt vào, nhngthực tế thì nhiệt độ ra luôn lớn hơn nhiệt độ vào, do đó mà gây ra tổn thất nhiệt:

a Giả thiết tốc độ tác nhân sấy:

- Lu lợng thể tích trung bình của tác nhân sấy.

2

C B o

V V

m

V 17068,90 3 / 4.74 3 /

Tiết diện tự do của tháp:

Coi phần hình nón của tháp tơng đơng với một phần hình trụ có đờng kính trong

đúng bằng φi, diện tích xung quanh của mặt trong bằng diện tích xung quanh mặttrong của nón Khi đó chiều cao của phần trụ này là:

A’= Snón/2πr ⇒ Snón= π.r.l

r, l: là bán kính và đờng sinh của nón

r = φi/2 = 6,83/2 = 3,415 m

m B

ω0 = V0/Ftd= 4,74/36,62 = 0,129 m/s

Lu lợng sấy thực tế phải cao hơn lu lợng sấy lý thuyết, nên tốc độ TNS cũng lớnhơn Giả thiết tốc độ TNS: ω = 0,133 m/s

Để tính đợc các tổn thất ra môi trờng, ta coi: Nhiệt độ dịch thể nóng (TNS) lànhiệt độ trung bình của nhiệt độ t1 và nhiệt độ tv2

tf = 1/2(t1+ tv2) = 1/2(500 + 60) = 280 0C

Nhiệt độ dịch thể lạnh là nhiệt độ môi trờng: tf2 = t0

Nhiệt tổn thất bao gôm nhiệt tổn thất quanh thành thiết bị và nhiệt tổn thất quatrần tháp

• Thành thiết bị lúc này trở thành một trụ rỗng có chiều sao tổng:

Nhiệt dẫn qua thành: 1 .2.3lg )( )

(

H 2.

2 1 3

1

1

r r Q

i i

) (

H 2.

2 1

3

2 1

2

1

lg 3 , 2

1 lg

3 , 2

1 lg

r r

r K

λ λ

=

+ λ1= λ3 là hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ lấy trung bình trong khoảng từ

tf2 ữ tf1 (23,50C ữ 1800C)

Tra bảng [III – 147] và nội suy ta đợc: λ1= 18,065 W/m.độ

λ2- là hệ số dẫn nhiệt của bông cách nhiệt lấy trung bình trong khoảng tf2 ữ tf1.

Sử dụng toán đồ hình [III – 150] và nội suy, ta đợc:

λ2 = 0,135 kcal/m.h.độ

= 0,135

3600

10 187 ,

1 3,418

3,568 lg 3 , 2 0,174

1 3,415

3,418 lg 3 , 2 065

,

18

1

= +

+

=

K

) (

4 2

4 2 0

2

2

100 100

.

Tf Tw

Tf Tw

4 2

2 2

100 100

078

,

t BX

l ở đây đợc lấy là đờng kính l = φi = 6,83 m

λ − là hệ số dẫn nhiệt của tác nhân sấy, coi nh không khí

Theo công thức (I - 36), [III - 144]

5 0

122 273 0201

Rε = ωàl.ρ

ρ = 0,639 kg/m3 tra phụ lục 6 [II –350]

4 4

6 2 , 016 10 10 10

78 , 28

639 , 0 83 , 6 133

,

0

⇒TNS chảy xoáy trong tháp

+ Chuẩn số Nuxen khi đó đợc tính Theo công thức (7 - 32), [VI – 196]

, 0

10 78 , 28 044 , 1 Pr

, 6

0135 , 0 04 , 108

4 2

2 2

100 100

078

,

t BX

2

100

273 4 , 23 100

273 245 49 845

25

078

51198,47

50298,15 -

51198,47