CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Địa điểm xây dựng nhà máy
2.3 Phân xưởng chế tạo hỗn hợp bê tông .1 Chọn loại trạm trộn
2.3.2 Sơ đồ công nghệ phân xưởng trộn hỗn hợp bê tông Công nghệ chế tạo bê tông nhẹ bọt được tiến hành theo 3 bước
Chế tạo bọt kĩ thuật: nước và chất tạo bọt được cấp riêng rẽ vào máy tạo bọt.
Máy sẽ trộn hai thành phần này theo tỷ lệ quy định. Dung dịch này gọi là dung dịch trước khi tạo bọt. Khí nén được cấp vào một súng phun bọt.
SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 51 Từ súng này bọt trắng, bền sẽ được phun ra với thể tích gấp 35-40 lần dung dịch trước khi tạo bọt.
Chế tạo hỗn hợp vữa dẻo:
Xi măng, cát, nước được trộn theo cấp phối hợp lý.
Trộn vữa với bọt, tạo hình và dưỡng hộ:
Bọt tạo ra sẽ được trộn với vữa xi măng-cát trong thùng trộn phù hợp để sản xuất bêtông bọt. Khi trộn bọt kỹ thuật với hỗn hợp vữa, các phân tử của hỗn hợp vữa được phân bố đồng đều trên bề mặt bong bong khí và len lỏi vào chiếm không gian giữa các bọt, nhờ vậy tạo nên hỗn hợp bê tông tổ ong có độ rỗng nhất định. Trong thời gian ninh kết và hình thành cường độ, cấu trúc ban đầu của bê tông (2-3 giờ kể từ sau khi trộn) bọt đóng vai trò bộ khung không gian chịu lực để duy trì vị trí và kích thước của các lỗ rỗng tổ ong. Vì vậy bọt kỹ thuật phải đủ độ bền (ổn định) và không bị rút nước. Độ ổn định của bọ kỹ thuật phụ thuộc vào cấu trúc, kích thước của bọt, chiều dày màng nước và các tính chất đàn hồi cơ học của màng. Cấu trúc bê tông tổ ong phụ thuộc vào cấu trúc ban đầu của bọt và của hỗn hợp bê tông bọt. Bọt được chuẩn bị tốt có cấu trúc tổ ong nhỏ với các bong bong khí có kích thước đồng đều, không thông nhau; đồng thời có độ đàn hồi và khả năng chịu lực tốt, không bị bẹp và chiềm xuống dưới tác dụng của những phân tử vữa nặng hơn.
Từ đó ta có được dây chuyền công nghệ của phân xưởng:
Bảng 2.19 – Dây chuyền công nghệ phân xưởng trộn
SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 52 Thuyết minh dây chuyền công nghệ:
Phân xưởng trộn bê tông có vai trò quyết định đến chất lượng của hỗn hợp bê tông và các tính chất công nghệ cần thiết khi tạo hình. Việc chế tạo hỗn hợp bê tông ở phân xưởng trộn bao gồm các công đoạn sau:
Chuẩn bị nguyên vật liệu: Cát từ kho được đưa lên máy sàng nhờ máy xúc lật , để loại bỏ các tạp chất, sau đó cát được đưa lên bunke chứa nhờ băng tải, từ bunke này cát được xả xuống cân định lượng và được đưa vào máy trộn một cách tự động, xi măng được định lượng nhờ vít xoắn ruột gà vận chuyển trực tiếp lên bunke trung gian rồi vào máy trộn, Nước được đưa trực tiếp lên bunke chứa cũng là cân định lượng nhờ máy bơm và được xả xuống máy trộn một cách tự động .
Định lượng các vật liệu thành phần: Việc định lượng được tiến hành với độ chính xác cần thiết đảm bảo các tính chất của hỗn hợp bê tông theo đúng yêu cầu của cấp phối đã thiết kế. Cụ thể là đối với xi măng, nước và phụ gia sai số không vượt quá 1%, với cát sai số không vượt quá 2%.
Trộn các nguyên vật liệu thành phần để tạo thành hỗn hợp bê tông. Mục đích của việc trộn hỗn hợp bê tông là đảm bảo sự đồng nhất của hỗn hợp bê tông, tức là phải đảm bảo sao cho trong toàn bộ hỗn hợp bê tông phải có cấp phối giống nhau, có được sự đồng đều của các cấu tử, bề mặt của tất cả các hạt cốt liệu phải được phủ một lớp hồ xi măng với chiều dày đồng đều… Muốn vậy, các phần tử trong hỗn hợp bê tông khi nhào nhào trộn phải thực hiện chuyển động nhiều lần theo những quỹ đạo khác nhau, cắt chéo nhau.
Các vật liệu này được đưa vào máy trộn và được trộn đều trong thời gian khoảng 15 phút bằng máy trộn cưỡng bức một cánh trộn. Sau đó bọt được đưa vào máy trộn và trộn đều trong khoảng thời gian 3 phút nữa, lúc này hỗn hợp bê tông được đổ vào bộ khuôn được đặt sẵn trên xe goong, sau khi hỗn hợp bê tông đổ đầy khuôn thì được vận chuyển đến hầm dưỡng hộ trên các ray bằng xe goong. Tại hầm dưỡng hộ các hỗn hợp này được dưỡng hộ trong 2 giờ để đạt cường độ ban đầu trước khi đưa vào máy cắt, hầm dưỡng hộ được dưỡng hộ bằng hơi nước nóng nhờ hệ thống năng lượng mặt trời và hệ thống lò đốt hơi nước nóng. Sau quá trình dưỡng hộ bê tông được đưa qua hệ thống máy cắt dây. Bê tông sau khi được cắt ra thành thành phẩm thì được đưa trực tiếp ra kho bãi ngoài trời bằng xe nâng và được dưỡng hộ trực tiếp ngoài trời cho đến khi xuất xưởng.
SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 53 2.3.3 Tính hao hụt từng công đoạn
Bảng 2.21 - Hao hụt từng công đoạn của nhà máy STT Công đoạn sản xuất Hao hụt (%)
1 Bãi sản phẩm 0,5
2 Đóng gói 0.5
3 Tĩnh định 0.5
4 Cắt theo quy cách 1
5 Tháo vỏ khuôn 0.5
6 Dưỡng hộ 0.5
7 Đổ khuôn khối lớn 0.5
8 Trộn và tạo hình 1,5
Giả thiết 2 loại mác 600 và 700 của nhà máy sản xuất với công suất như nhau:
Mac 600 : 10.000 m3/năm
Mac 700 : 10.000 m3/năm
Vì năng suất của 2 loại sản phẩm là như nhau nên ta có thể tính cho 1 loại sản phẩm.
1. Sản phẩm khô cần sản xuất là :
Mac 600 : Vo = 10.000 m3/năm
Mac 700 : V’o = 10.000 m3/năm
2. Sản lượng sản phẩm trước bãi sản phẩm (hao hụt tại bãi sản phẩm a1= 0,5%) V1 = Vo x
100 1
100
= 10000 x
5 , 0 100
100
= 10050,25 m3/năm
3. Sản lượng sản phẩm trước khâu đóng gói (hao hụt tại khâu đóng gói a2= 0,5%) V2 = V1 x
100 2
100
= 10050,25 x
5 , 0 100
100
= 10100,75 m3/năm
4. Khối lượng sản phẩm trước khâu dưỡng hộ (hao hụt tại khâu dưỡng hộ a3= 0,5%)
V3 = V2 x 100 3
100
= 10100,75 x
5 , 0 100
100
= 10151,5 m3/năm
SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 54 5. Khối lượng sản phẩm trước khâu cắt dây (hao hụt tại khâu cắt dây a4 = 1 %)
V4 = V3 x 100 4
100
= 10151,5x
1 100
100
= 10202,78 m3/năm
6. Khối lượng sản phẩm trước khâu tháo khuôn (hao hụt tại khâu tháo khuôn a5=0.5%)
V5 = V4 x 100 5
100
= 10202,78 x
5 , 0 100
100
= 10254,05 m3/năm
7. Khối lượng sản phẩm trước khâu tĩnh định (hao hụt tại khâu tĩnh định a6=0.5%)
V6 = V5 x 100 6
100
= 10254,05
5 , 0 100
100
= 10305,58 m3/năm
8. Khối lượng sản phẩm trước khâu đổ khuôn khối lớn (hao hụt tại khâu đổ khuôn khối lớn a7=0.5%)
V7 = V6 x 100 7
100
= 10305,58
5 , 0 100
100
= 10357,36 m3/năm
9. Khối lượng sản phẩm trước khâu trộn và tạo hình (hao hụt tại khâu trộn và tạo hình a8=1,5%)
V8 = V7 x 100 8
100
= 10357,36
5 , 1 100
100
= 10515,09 m3/năm
Vậy năng suất của cả 2 loại sản phẩm là: V = V8 x 2 = 10515,09 x 2 = 21030,2 m3/năm
Bảng 2.22 - Năng suất tại từng công đoạn trong dây chuyền nhà máy
STT Công đoạn Hao hụt (%) Năng suất
1 Bãi sản phẩm 0 20000
2 Trước bãi sản phẩm 0,5 20100,5
3 Trước khâu đóng gói 0.5 20201,5
4 Trước khâu dưỡng hộ 0.5 20203
5 Trước khâu cắt dây 1 20405,76
6 Trước khâu tháo khuôn 0.5 20508,1
SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 55
7 Trước khâu tĩnh định 0.5 20611,16
8 Trước khâu đổ khuôn 0.5 20714,72
9 Trước khâu trộn và tạo hình 1,5 21030,2 2.3.4 Tính toán và chọn thiết bị
2.3.4.1 Chọn máy trộn
Nguyên lý làm việc: Trục quay hình 2 chữ S chéo nhau sẽ đảo bằng một cơ chế dẫn động, cơ chế này sẽ đẩy vật liệu qua lại và trộn một cách đồng bộ , vận hành bằng điện, ta có thể cài đặt thời gian trộn một cách tự động và ngắt điện vì thế có thể cải thiện chất luợng trộn bột từng mẻ .
Chọn máy trộn có các thông số sau:
Bảng 2.23 - Các thông số máy trộn bê tông nhẹ Đường kính x chiều dài thùng trộn 1,1 m x 1,6 m
Công suất 40 m3/8h
Kích thước máy trộn ( dài x rỗng cao ) 2,1m x 1,5m x 1,8m
Công suất mô tơ 11 kW
Tốc độ quay 50 vòng/phút
Điện áp 3 pha 380V/50Hz
Trọng lượng máy 1500 kg
Xác định số máy trộn cần thiết : nmt =
sd tg n b
n
K K T m V
Q . . . .
. 1000
Trong đó:
Qn : năng suất phân xưởng trong năm Qn= 21052,63 m3
Vb : Thể tích mẻ trộn Vb=1000 lít
m: Số mẻ trộn trong 1 giờ.
m =
ng tl tr
nl T T T
T 3600
Với
SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 56
Tnl : thời gian nạp liệu Tnl = 30 giây
Ttr : thời gian trộn Ttr = 350 giây
Ttl : thời gian tháo liệu Ttl = 60 giây
Tng : thời gian ngừng giữa 2 mẻ trộn Tng = 20 giây
m = 7,83
20 60 350 30
3600
(mẻ/giờ)
Tn : số giờ thực tế sản xuất trong năm Tn= 4350 giờ
Ktg: hệ số sử dụng máy trộn theo thời gian Ktg= 0,9
Ksd : hệ số sử dụng máy trộn không đều theo thời gian Ksd = 0,7
nmt = 0,98
7 , 0 9 , 0 4350 83
, 7 1000
63 , 21052
1000
Vậy chọn 1 máy trộn cho phân xưởng trộn.
Hình 2.7 – Máy trộn bê tông bọt 2.3.4.2 Chọn máy tạo bọt
Thông số kỹ thuật của máy tạo bọt
Nguồn: http://trunghaucp.com/detailproj.php?id=63
1. Kích thước: 700 x 1400 x 1600 mm
2. Trọng lượng: 350 kg
3. Công suất tạo bọt max: 425 lít/phút
4. Công suất điện: 2 kW
5. Điều khiển: PLC
SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 57 Hình 2.8 – Máy tạo bọt
2.3.4.3 Chọn thiết bị định lượng
Cân vật liệu chính xác đóng vai trò quan trọng đảm bảo tính chất hỗn hợp bê tông và chất lượng của nó.
a. Định lượng cốt liệu
Cân cốt liệu bằng các thiết bị cảm ứng (load cell) của hãng Amcell. Cân cốt liệu được thực hiện theo nguyên tắc cộng dồn, vật liệu được xả vào bàn cân, trên bàn cân có gắn thiết bị cảm biến, tín hiệu nhận từ cảm biến được xử lí bởi máy tính sau đó kết quả được hiển thiện trên bộ chỉ thị điện tử.
Sai số cân tĩnh là ± 2%.
Khối lượng cân tối đa: 3000kg.
b. Cân xi măng
Cân xi măng cũng được dùng các thiết bị cảm ứng như cân cốt liệu, được gắn vào phía dưới các xilô xi măng.
Sai số cân tĩnh là ± 1%.
Khối lượng cân tối đa: 750kg.
c. Cân chất lỏng và phụ gia
Bố trí các bể chứa nước và chứa phụ gia riêng biệt, có dung tích là 1000 lít, được nối với nhau bằng các ống nhựa PVC và điều chỉnh lượng dùng bằng thiết bị bơm định lượng. Dùng bơm định lượng kiểu cơ khí dạng piston OBL Series RBA (Italy) có các đặc tính kỹ thuật như sau:
Dải lưu lượng: 5 ÷ 300 lít/h
Áp suất đầu xả: 5 ÷ 10bar
Động cơ: 0,2kW; 3 pha 380V; 1 pha 220V.
SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 58 Ngoài ra, lắp đặt thêm 2 máy bơm nước, để bơm nuwocs từ hệ thống cấp nước của xí nghiệp. Chọn máy bơm nước tăng áp có các thông số kỹ thuật sau:
Sức đẩy: 21m
Sức hút: 9m
Công suất: 125W
2.3.4.4 Tính toán và chọn thiết bị phụ trợ a. Tính bunke trung gian đặt trên máy trộn Xi măng và cát sau khi định lượng xong được xả xuống bunke nạp liệu
Kích thước bunke như hình 2.8
Vbunke = 1,19 3
3
) 5 , 0 5 , 0 5 , 1 5 , 1 5 , 0 5 , 0 5 , 1 5 , 1 ( 1 ,
1 m
Hệ số sử dụng bunke = 0,9
Vậy: Vtt = Vbunke .k = 1,19ì0,9 = 1,07 m3
Bunke đảm bảo chứa được hỗn hợp nguyên vật liệu cần thiết cho 1 mẻ trộn 1000 lít hỗn hợp bê tông.
b. Tính chọn bunke chứa hỗn hợp bê tông dưới máy trộn (bunke xả liệu)
Xi măng và cát sau khi định lượng xong được xả xuống bunke nạp liệu
Kích thước bunke như hình 2.8
Vbunke = 1,19 3
3
) 5 , 0 5 , 0 5 , 1 5 , 1 5 , 0 5 , 0 5 , 1 5 , 1 ( 1 ,
1 m
Hệ số sử dụng bunke = 0,9
Vậy: Vtt = Vbunke .k = 1,19ì0,9 = 1,07 m3
Bunke đảm bảo chứa được hỗn hợp nguyên vật liệu cần thiết cho 1 mẻ trộn 1000 lít hỗn hợp bê tông.
SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 59 c. Tính chọn băng tải nghiêng vận chuyển cốt liệu từ kho nguyên liệu
lên trạm trộn
Chiều cao của băng tải cần vận chuyển lên trạm trộn là 6m, chọn góc nghiêng của băng tải so với phương ngang là 150.
Ta có chiều dài băng tải là:
L = 23
15 6 tg o
(m)
Chiều rộng của băng tải được xác định theo công thức:
v o
c B Q
045 , 0
3600 (m)
Trong đó:
Q: Năng suất vận chuyển yêu cầu.
Q = Qcát = 2,66 T/giờ
c: Hệ số kể đến sự giảm diện tích mặt cắt ngang của dòng vật liệu khi vận chuyển nghiêng phụ thuộc vào góc nghiêng . Với góc =150 ta có c = 0,9.
v: Vận tốc của băng tải, v = 1m/s .
0: Khối lượng thể tích của cát 0 = 1,45 tấn/m3 Suy ra:
) ( 1 , 45 0 , 1 1 9 , 0 045 , 0 3600
26 , 2
\
m
B
Chọn B = 400mm.
d. Tính chọn thiết bị vận chuyển xi măng từ xi lô lên trạm trộn
Dựa vào lượng xi măng dùng trong 1 giờ của trạm trộn là Q = 2,66 T/h. Ta chọn bơm vít tải để vận chuyển xi măng lên lầu trộn .
Chọn vít tải Shang Dong – China có các thông số kỹ thuật như sau:
Đường kính (mm): 163
Tốc độ quay (R/m): 300
Đường kính ngoài (mm): 194
Độ nghiêng (độ): 0-60
Độ dài max (m): 12
Năng suất ( tấn/h): 26
SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 60
Động cơ (KW): 7,5
e. Thiết bị lọc bụi đặt trên bunke xi măng Dùng thiết bị lọc bụi tiêu chuẩn:
Hãng sản xuất: WAM – Italy
Model: Xilo top V2
Diện tích lọc bụi: 22m2
Nguyên lí: Hoạt động theo nguyên lí rung tự động và xử lí qua bụi bộ lọc. Hệ thống bộ lọc bụi được hoạt động theo chu kì ngắt và rung tự động theo cài đặt thời gian của người sử dụng.
2.3.4.5 Tính chọn xe goong tự hành trong nhà máy
Bảng 2.24 - Kế hoạch sản xuất bê tông của nhà máy Loại sản phẩm
Kế hoạch sản xuất ( m 3)
Năm Ngày Ca Giờ
Gạch block 21052,63 72,6 36,3 4,84
Chọn xe cấp bê tông tự hành có thể chở được tải trọng 1,2 m3 bê tông trong 1 chuyến .
Tổng khối lượng hổn hợp bê tông để tạo hình cho sản phẩm là : Q= 36,3 m3
Số chuyến cần thiết trong 1ca là:
n = 33,6
9 , 0 2 , 1
3 , 36
chuyến
Lấy tròn 34 chuyến
Chu kì hoạt động của xe cấp bê tông tự hành là:
T = T1+T2+T3 Trong đó :
T1: Thời gian xả hỗn hợp bê tông từ bunke chứa hỗn hợp bê tông xuống xe tự hành là: T1= 2 phút.
T2: Thời gian vận chuyển đến phân xưởng tạo hình, tuỳ thuộc vào quãng đường vận chuyển và vận tốc xe gòng chuyên chở. Lấy T2= 7 phút.
SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 61
T3: Thời gian xả hỗn hợp bê tông từ xe cấp bê tông tự hành đến khuôn. Lấy T3 = 6 phút.
Vậy: T = 2+ 7 + 8 = 15 ( phút )
Phương tiện vận chuyển làm việc tuỳ thuộc vào số giờ tạo hình.
Ta cú phõn xưởng làm việc 2 ca = 2 ì 7,5ì 60 = 900 ( phỳt ).
Số chuyến mỗi xe phải chở trong 1 ngày:
N = 60
15
900 (chuyến) Như vậy số xe goong cần dùng là :
n= 34 0,57
60 .
Để đáp ứng năng suất của máy trộn nên lấy 1 xe tự hành.
SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 62 CHƯƠNG 3:
PHÂN XƯỞNG TẠO HÌNH GẠCH BLỐC 3.1. Giới thiệu dây chuyền công nghệ tạo hình
Phân xưởng tạo hình là khâu chính của nhà máy, nó chiếm 40% tổng lao động của nhà máy để sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép, quyết định đến hình dáng và chất lượng sản phẩm. Ngoài ra phương pháp tạo hình còn ảnh hưởng đến cách tính toán cấp phối của bêtông, do đó ảnh hưởng đến lượng dùng nguyên vật liệu của nhà máy. Đối với nhà máy có công suất lớn thì phân xưởng tạo hình được cơ giới hoá mới giảm được sức lao động của công nhân và tăng nhanh quá trình sản xuất. Việc cơ giới hoá trong dây chuyền sản xuất cho phép thực hiện theo các tuyến khác nhau đó là :