NGHỆ
2.1.Lựa chọn phương pháp sản xuất
Có hai phương pháp chủ yếu để tạo hình sản phẩm chịu lửa samot: phương pháp dẻo bà phương pháp bán khô.
2.1.1.Tạo hình dẻo
Sản phẩm samot tạo hình từ phối liệu có nhiều điểm chung tương tự với phương pháp sản xuất gạch xây dựng. Ở phương pháp này đất sét chiếm 40- 50%, phải dùng đất sét dẻo phân tán cao, tan rữa trong nước tạo thành khối dẻo có độ ẩm tương đối đến 30%, còn độ ẩm của phối liệu là 16÷20%.
Nhược điểm cơ bản của phương pháp tạo hình dẻo là: viên mộc co nhiều khi sấy, nung (8-9%) do đoảnh hưởng xấu đến kích thước và hình dạng chính xác của sản phẩm. Độ ẩm lớn nên quá trình sấy kéo dài ảnh hưởng đến giá thành, viên mộc quá mềm dễ bị biến dạng. Các sản phẩm tạo hình dẻo đều giảm độ bền nhiệt. Vì thế phương pháp dẻo tí dùng chỉ để tạo hình những sản phẩm phức tạp, khối lớn, có thể tạo hình bằng thủ công, bằng phương tiện đơn giản hơn so với phương pháp ép bán khô.
2.1.2.Tạo hình bán khô
Tạo hình bán khô đảm bảo sản phẩm có chất lượng cao, nghĩa là kích thước hình dạng ổn định, cấu tạo đồng nhất, độ bền nhiệt cao. Mật độ, cường độ của sản phẩm ép bán khô đạt cao, đặc biệt ở sản phẩm nhiều samot chỉ tiêu này rất cao.
Khác với phương pháp dẻo, ép bán khô độ ẩm của phối liệu trong khoảng 8-9% (độ ẩm tương đối). Ở độ ẩm này gần 50% đất sét kết dính không phảo ở trạng thái dẻo mà ở trạng thái nở phồng, khi trộn với samot độ liên kết kém. Vì vậy để liên kết tốt với samot phải gia công thật kỹ lưỡng và sau đó ép phối liệu dưới áp suất 200kG/cm2 và cao hơn nữa.
Qua hai phương pháp trên, em xin chọn phương pháp: gia công nguyên liệu và tạo hình sản phẩm theo phương pháp bán khô, phù hợp với nguyên liệu của nhà máy là đất sét và độ ẩm của phối liệu đem tạo hình khoảng 6%, theo nguyên tắc của dây chuyền công nghệ và thiết bị phù hợp, đạt yêu cầu kinh tế kỹ thuật.
Sàn g p hân lo ại Kho chứa mộc 37 >0,088m m >0,5 mm 0,5- 1,5mm 2-3mm Gầu nâng 2 Gầu nâng 3
2.2.Công nghệ sản xuất
2.2.1.Chuẩn bị phối liệu
Trong sản xuất sản phẩm Samốt A , đất sét chịu lửa được dùng để sản xuất vật liệu làm gầy là Samốt và chất kết dính. Các công đoạn sản xuất Samốt A ở giai đoạn chuẩn bị phối liệu gồm 2 phần: chuẩn bị đất sét làm chất kết dính và chuẩn bị chất làm gầy samốt, sau đó tiến hành trộn phối liệu và làm ẩm chúng tạo hình.
2.2.1.1.Gia công samốt ( chất làm gầy)
Samốt được vận chuyển về nhà máy bằng ôtô sau đó được vận chuyển trực tiếp về kho samốt của nhà máy, sau đó được đem đi gia công.
Nguyên liệu: Samốt Tấn Mài được đưa vào máy đập hàm để nguyên liệu có kích thước hạt không lớn hơn 200 mm. Sau đó nguyên liệu được đập sơ bộ đến cỡ hạt nhỏ hơn 30 mm và được gầu tải đưa lên bunke. Từ bunke nguyên liệu được cấp vào máy nghiền Begun, qua máy nghiền Begun nguyên liệu có cỡ hạt nhỏ hơn 12mm được gầu tải chuyển vào máy sàng rung để phân loại cỡ hạt nhỏ hơn 12mm, rồi lại được gầu tải chuyển tới bunke chảy tràn. Một phần sẽ được chuyển về máy nghiền Begun, một phần được cấp liệu cho máy nghiền bi.Qua máy nghiền bi nguyên liệu samốt được nghiền mịn và được gầu tải chuyển tới bunke chứa riêng.
2.2.1.2.Gia công đất sét chất kết dính
Nguyên liệu đất sét, cao lanh được sấy khô và nghiền mịn. Đất sét ở kho được băm đến kích thước nhỏ hơn 150mm rồi được vận chuyển đến máy cắt thái thành các lát mỏng chiều dày không quá 15mm. Tiếp đó được gầu nâng chuyển tới băng tải, băng tải chuyển nguyên liệu vào máy sấy thùng quay với độ ẩm không lớn hơn 8% nhiệt độ khí vào 700-800oC. Sau đó được gầu tải chuyển xuống bunke chứa và được làm nguội nhờ bunke có của thoát ẩm, hơi nước. Khi đến nhiệt độ thường thì được nghiền mịn bằng máy nghiền lôxô rồi được vận chuyển vào bunke chứa riêng với độ mịn của đất sét nhỏ hơn 0,5mm.
2.2.1.3.Lựa chọn thành phần hạt
Thành phần hạt samốt có ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng sản phẩm, việc điều chỉnh thành phần hạt có thể thay đổi tính chất của chúng như cường độ, mật độ, độ bền xỉ, độ bền nhiệt, độ thấm khi,…Thành phần hạt liên tục cho phép sử dụng cả các cỡ hạt tạo ra khi nghiền ở các máy nghiền khác nhau tuy nhiên trong sản xuất một số máy nghiền khó có thể nghiền được thành phần hạt liên tục. vì vậy để sản xuất samốt A người ta dùng thành phần hạt gián đoạn.
Mật độ cao nhất của sản phẩm nung đạt được khi chứa đất sét kết dính là 15-20%, samốt là 80-85%.
2.2.2.Trộn và tạo hình sản phẩm
Để tạo tốt hơn sự liên kết giữa đất sét và hạt Samốt, trong quá trình trộn, các hạt Samốt lớn được làm ẩm bằng nước và có pha gỉ đường.Nhiệm vụ
Kho samốt Tấn Mài bunke Máy đập hàm Bunke chứa Băng tải 4 Băng tải 5 Băng tải 6 Sàng phân loại Bunke Gầu nâng 1 Trộn hai trục
Lò nung tuynel Nhiên liệu bunke samốt mịn
Sàng phân loại
Kho sản phẩm Tạo hình
Định lượng Bunke samốt thô
Phân loại, kiểm tra Gầu nâng 4 Bunke samốt TB Bunke chứa Định lượng Định lượng Định lượng Máy nghiền bi
trộn của máy trộn không những phân phối đều giữa đất sét và các hạt Samốt, mà còn làm nhiệm vụ liên kết giữa các hạt Samốt với nhau.
Thứ tự trộn như sau: Trước hết cho máy chạy ổn định, sau đó cho các cỡ hạt samốt thô vào máy, làm ẩm bằng nước có gỉ đường để đạt được 2/3 lượng ẩm quy định, sau đó cho máy quay 2 đến 3 phút để trộn đều, cho tiếp bột Samốt nghiền bi quay đều 2 đến 3 phút, cho tiếp lượng nước còn lại va cuối cùng cho lượng đất sét vào trộn đều 2 đến 3 phút rồi tháo liệu.
Sau khi trộn xong phối liệu được nén trong khuôn, cường độ và mật độ phụ thuộc vào quá trình nén, các lớp đất sét trên bề mặt hạt samốt khi nén cần phải tiếp xúc chặt chẽ để đảm bảo kết khối khi nung, áp lực nén càng lớn, sự tiếp xúc càng nhiều thì quă trình làm chặt hay kết khối càng tốt. Tuy nhiên áp lực nén quá cao sẽ gây phế phẩm quá nén do tạo ra các kẽ nứt song song với bề mặt nén. Quá nén là do biến dạng đàn hồi của viên mộc, nó giãn nở theo chiều cao sau khi ngừng nén và gây ra vết nứt quá nén. Đại lượng biến dạng đàn hồi này phụ thuộc trước tiên vào lượng không khí bị nén vì vậy tất cả các biện pháp khử không khí trong khuôn đều giảm khả năng quá nén ,các biện pháp đó là phối liệu khi gia công được làm sít đặc và khử không khí, tăng lượng hạt samốt phối liệu nén có hạt ,lựa chọn độ ẩm thích hợp nhất , tăng thời gian chu trình ép và thời gian duy trì ở áp lực cuối cùng, đốt nóng phối liệu chọn chế độ thích hợp(ép một bậc , ép nhiều bậc), chọn phương pháp ép tốt nhất (ép hai phía, côn di động ). Khi nén phối liệu bị ma sát vào thành khuôn, cho nên mật độ ở thành khuôn nhỏ ở giữa , lớp phối liệu sát bề mặt thớt nén sít đặc hơn lớp ở giữ, vì thế để tăng chất lượng sản phẩm, người ta nén hai phía và thành khuôn di động.
Để tạo hình loại gạch nhiều samốt, người ta dùng máy nén CM-704 hay máy nén thuỷ lực, sản phẩm có chiều cao lớn có thể dùng máy ép trục khuỷu, máy ép vít.
2.2.3.Sấy sản phẩm tạo hình
Độ ẩm của viên mộc sau khi sấy tuỳ theo phương pháp tạo hình mà có độ ẩm khác nhau, cần phải sấy để có độ ẩm còn lại là nhỏ nhất trước khi đưa vào lò nung.Khi độ ẩm của viên mộc nhỏ hơn 2 đến 3% nó có độ dòn cao, khi vận chuyển hoặc xếp vào lò đễ bị sứt góc cạnh, dẫn đến tăng phế phảm. Sản phẩm sau khi nén bán khô xong được đưa lên xe goòng vào lò nung tuynel, ở đó nó được tiến hành sấy và nung luôn , do đó không nên đưa viên mộc có độ ẩm cao vào lò vì sẽ ảnh hưởng không tốt đến chất lượng sản phẩm.
Trong phối liệu có Samốt nên quá trình sấy tiến hành nhanh hơn, nhờ samốt có độ xốp nên sẽ xúc tiến việc bốc hơỉ ẩm ra ngoài, làm giảm sự chênh lệch nguy hiểm về hơi ẩm.
Khi tiến hành sấy và nung đối với sản phẩm Samốt hợp lý nhất là giai đoạn sấy đầu tiên phải đảm bảo môi trường sấy có độ ẩm tương đối cao (75 đến 80%) để tăng nhiệt độ sản phẩm mà không bốc hơi ẩm từ bề mặt, làm như vậy để tăng độ dẫn ẩm của sản phẩm , sau đó tiếp tục tăng nhiệt độ và giảm độ ẩm tương đối của môi trường sấy xuống.
Kho đất sét Cấp liệu hình hộp Băng tải 1 Máy cắt thái Băng tải 2 Sấy thùng quay Băng tải 3 Bunke bốc ẩm Ngh iền lô xô
Nghiền con lăn
2.2.4.Nung sản phẩm
Nung sản phẩm là giai đoạn cuối cùng của quá trính sản xuất vật liệu chịu lửa, đây là giai đoạn quyết định nhất , nhiệm vụ của quá trình nung là kết khối làm sít chặt đến mức cần thiết để đảm bảo tính ổn định thể tích khi sử dụng. Nhiệt độ nung cao thì sản phẩm co cường độ cao, mật độ lớn và mềm sản phẩm nhưng nó bị biến dạng do bị clanhke hoá, có thể nứt nẻ. Hiện tượng nứt nẻ có thể do ứng xuất xuất hiện khi nung lớn hoặc do nhiệt độ phân bố không đều.
Bảng 2.1: Quá trình hóa lý xảy ra khi nung bán sản phẩm samốt.
Khoảng nhiệt độ
(oC)
Sự thay đổi xảy ra trong bán sản phẩm Tốc độ
nâng nhiệt (oC/h)
Đến 200 Tách nước nhào trộn xảy ra trong bán sản phẩm 10÷12
200÷600 Mất nước liên kết hóa học theo phản ứng:
Al2O3.2SiO2.2H2O → Al2O3 + 2SiO2+ H2O
Bắt đầu phân ly cacbonat, phân hủy các tạp chất hữu cơ, co ngót đến 0,5%
30÷50
600÷1000 Kết thúc phản ứng oxi hóa và phản ứng phân hủy, phân ly cacbonat:
CaCO3 →CaO + CO2, ôxi hoá pirit: FeS2 + 5O → FeO + 2SiO2
Thay đổi thể tích, co tương ứng 1-1,5 %
50÷70
1000÷1200 Hình thành chất nóng chảy đồng thời bắt đầu tách mulit và crítôbalit.
3(Al2O3.2SiO2) → 3Al2O3.2SiO2 + 4SiO2
Bắt đầu kết khối xương.
30÷50
1200÷1350 Tinh thể mulit phát triển cực đại, kết khối xương, phản ứng
toả nhiệt, co từ 2-5%. 10÷15
1350÷ nhiệt
độ thường Giai đoạn làm nguội 50÷70
2.3.Lập chế độ làm việc. Tính cân bằng vật chất
2.3.1.Lập chế độ làm việc
Trong nhà máy sản xuất gạch chịu lửa Samốt A do tính chất từng công việc khác nhau, do đó chế đọ làm việc của từng phân xưởng cũng khác nhau, nhưng phái đảm bảo phù hợp cho tuyến công nghệ cho sản xuất và liên tục.
Với phân xưởng chuẩn bị nguyên liệu và tạo hình, chế độ làm việc được xác định như sau:
A = 365 - ( x+y+z)
Trong đó : x-là số ngày chủ nhật và thứ bảy trong năm ( x= 52 ngày) y-là số ngày lễ tết ( y= 8 ngày ) z-là số ngày sửa chữa lớn ( z= 5 ngày) Vậy: A= 365- (52 + 8 + 5 ) = 300 ngày.
do đó số ca làm việc trong ngày là 2, số giờ làm việc trong mỗi ca là 8, nên số ca làm việc trong một năm là : 300 x 2 = 600ca.
Số giờ làm việc trong một năm là : 600 x 8 = 4800 giờ.
Với phân xưởng sấy nung: Để đảm bảo cho buồng đốt liên tục và không ngừng ( do đặc điểm của lò nung tuynen ), phân xưởng này phải làm việc 3 ca trong một ngày, mỗi ca là 8 giờ, trong một năm chỉ nghỉ 15 ngày để sửa chữa lò.
Số ngày làm việc trong một năm là : 365 – 15 = 350 ngày Số ca làm việc trong một năm là : 350 x 3 = 1050 ca Số giờ làm việc trong một năm là : 1050 x 8 = 8400 giờ.
Bộ phận cung cấp nhiên liệu : Làm việc như bộ phận chuẩn bị nguyên liệu
Với bộ phận hành chính sẽ làm việc theo chế độ hành chính hiện hành là mỗi ngày làm việc 1 ca 8 giờ.
Bộ phận kỹ thuật trực tiếp điều hành thì sẽ làm việc theo chế độ của phân xưởng phụ trách.
Bộ phận bảo vệ làm việc 3 ca mỗi ngày, trong cả 365 ngày. 2.3.2.Tính cân bằng vật chất
2.3.2.1.Thể tích của gạch mộc trước khi nung, độ co CN= 3%
a,Gạch tiêu chuẩn
Thể tích của một viên gạch tiêu chuẩn trước khi nung có kích thước: dàixrộng xcao= axbxh= 230x13x65 mm. Vậy kích thước viên gạch trước khi nung có độ co CN= 3% là:
Chiều dài: (mm)
Chiều rộng: = 116,5 (mm) Chiều cao: (mm)
Vậy thể tích của một viên gạch tiêu chuẩn trước khi nung là:
V= axbxh= 237,12x116,5x67,02= 1851392,65(mm3)= 0,001852 (m3) b.Gạch dị hình nêm đứng
Thể tích của một viên gạch dị hình nêm đứng trước khi nung có kích thước: axbxh= 113x65/55x230 (mm). Vậy kích thước viên gạch trước khi nung có độ co CN= 3% là: Chiều dài: (mm) Chiều rộng: (mm) (mm) Chiều cao: (mm)
Vậy thể tích của một viên gạch dị hình nêm đứng trước khi nung là: =1708680,48(mm3)=0,001709 (m3).
c.Gạch dị hình nêm nghiêng
Thể tích của một viên gạch dị hình nêm nghiêng trước khi nung có kích thước: axbxh= 230x65/55x113 (mm). Vậy kích thước viên gạch trước khi nung có độ co CN= 3% là: Chiều dài: (mm) Chiều rộng: (mm) (mm) Chiều cao: (mm)
Vậy thể tích của một viên gạch dị hình nêm đứng trước khi nung là: = 1656279,12(mm3)= 0,001657 (m3).
2.3.2.2.Khối lượng một viên trước khi sấy nung có W= 6% thì tính theo công thức:
x
Trong đó: MKN= MKNĐSx%ĐS+ MKNSMx%SM
= 7,5x0,22+7,02x0,78 =7,113%
Khối lượng một viên gạch tiêu chuẩn:
x=4,26 (kg) Khối lượng một viên gạch dị hình nêm đứng:
Gn
NĐ= 3,43xx=3,93 (kg) Khối lượng một viên gạch dị hình nêm nghiêng:
Gn
NN= 3,427xx=3,93 (kg) 2.3.2.3.Tính cân bằng vật chất
Công suất thiết kế nhà máy là 65.000 Tấn/năm với 3 loại gạch là gạch tiêu chuẩn chiếm 70%, gạch dị hình nêm đứng chiếm 20% còn sản phẩm dị hình nêm nghiêng chiếm 10%. Vậy số lượng gạch ở kho bãi là:
Gạch tiêu chuẩn có khối lượng hàng năm ở kho bãi là: Số gạch là: A1 = 12244349 (Viên/năm)
Khối lượng: G1 = 45500 (Tấn/năm)
Thể tích: V1 = 12244349 x 0,001689 =20681 (m3/năm)
Gạch dị hình nêm đứng có khối lượng hàng năm ở kho bãi là: Số gạch là: A2 = 3793404 (Viên/năm)
Khối lượng: G2 = 13000 (Tấn/năm) Thể tích: V2 = 5914 (m3/năm)
Gạch dị hình nêm nghiêng có khối lượng hàng năm ở kho bãi là: Số gạch là: A3 = 1895044 (Viên/năm)
Thể tích: V3 = 2953 (m3/năm) Vậy số viên gạch cần có ở kho bãi là:
A0 = 12244349 + 3793404 + 1895044 = 17932798 (Viên/năm) Vậy thể tích là:
V0 = 20681 + 5914 + 2953= 29548 (m3/năm) Vậy tổng khối lượng là:
G0 = V0.γo= 29548 x 2200 = 65005600 (kg/năm)
Bảng2.2: hao hụt cho từng công đoạn sản xuất.
Công đoạn Hao hụt (%)
Kho sản phẩm 0,5
Kho sản phẩm mộc 0,5
Nung tuynel 3
Băng tải 0,1
Máy tạo hình 1
Máy trộn con lăn 0,5
Bunke 0
Sấy thùng quay 1
Máy cắt thái 0,5
Cấp liệu hộp 0,5
Máy nghiền bi 0,5
Nghiền con lăn 0,5
Sàng rung 0,5
Nghiền lôxô 0,5
Máy đập hàm 0,5