Thiết kế nhà máy sản xuất gốm tường nhẹ phương pháp bán khô (Thuyết minh+bản vẽ)

Thiết kế nhà máy sản xuất gốm tường nhẹ công suất 20 triệu viên gạch chuẩn. Sản xuất theo phương pháp bán khô Chương I: Giới thiệu chủng loại sản phẩm và tính chất của sản phẩm Chương II: Giới thiệu nguyên vật liệu sử dụng, tính chất, thành phần của phối liệu Chương III: Lựa chọn địa điểm đặt nhà máy Chương IV: Biện luận, thiết kế công nghệ bán khô, tính cân bằng vật chất, tính chọn trang thiết bị Chương V: Tính và thiết kế lò sấy nung tuynel Chương VI: Tính toán phần kiến trúc, điện nước, kinh tế và an toàn lao động

Lời nói đầu

Trong công cuộc đổi mới, xây dựng và hiên đại hoá đất nớc vấn đề xây dựng cơ sở hạ tầng kinh tế là một yêu cầu bức xúc, trong đó ngành xây dựng cơ bản và

đặc biệt là ngành sản xuất vật liệu xây dựng trở nên rất quan trọng Để đáp ứng

đ-ợc nhu cầu sử dụng vật liệu ngày càng tăng của ngành xây dựng thì cần phải chú ý phát triển các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng Sự phát triển các khu đô thị mới cùng với sự phát triển của nông thôn đòi hỏi ngày càng tăng của các loại gạch chất lợng cao Với mục tiêu đáp ứng sự đòi hỏi của thị trờng nhất là tại thành phố Hà Nội và các tỉnh lân cận, tôi đợc giao đề tài thiết kế nhà máy sản xuất gốm tờng nhẹ công suất 20 triệu viên gạch chuẩn.Sản xuất theo phơng pháp bán khô

Trong quá trình nghiên cứu thiết kế nhà máy tôi đợc sự chỉ bảo giúp đỡ tận tình của thầy giáo GVC.TS.Vũ Minh Đức, của các thày giáo trong bộ môn Công nghệ Vật liệu xây dựng Nhân đây, tôi xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy đã giúp tôi hoàn thành công việc này.

Do trình độ của tôi còn có hạn nên trong quả trình nghiên cứu, thiết kế cũng

nh việc trình bày của đồ án chắc chắn còn nhiều sai sót Vì vậy tôi rất mong nhận

đợc những ý kiến đóng góp của các thầy và các bạn giúp tôi hoàn thiện thêm vốn kiến thức của mình.

Hà nội, ngày 1 tháng 6 năm 2002.

Sinh viên : Ngô Văn Hòa

Nội dung thuyết minh đồ án

Lời nói đầu Trang 1Chơng I: Giới thiệu chủng loại sản phẩm và tính chất của sản phẩm Trang 2Chơng II: Giới thiệu nguyên vật liệu sử dụng, tính chất, thành phần

của phối liệu Trang 5 Chơng III: Lựa chọn địa điểm đặt nhà máy Trang 35

Chơng IV: Biện luận, thiết kế công nghệ bán khô, tính cân bằng vật

Chơng V: Tính và thiết kế lò sấy nung tuynel Trang 102

Chơng VI: Tính toán phần kiến trúc, điện nớc, kinh tế và an

toàn lao động Trang 186

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất gốm tờng nhẹ công suất 20.000.000viên/năm(gạch chuẩn)

Theo phơng pháp bán khô

Chơng I: Lời mở đầu.

1 ý nghĩa của đồ án tốt nghiệp.

- Trong thời kỳ đầu, các nguyên vật liệu dùng để xây dựng các công trình làcác nguyên vật liệu sẵn có trong tự nhiên nh đất đá, bùn gỗ rơm rạ thông qua mộtquá trình chế biến gia công đơn giản Đặc điểm của vật liệu thời kỳ này chỉ chú ý

đến tính năng tạo hình khối

- Qua một giai đoạn phát triển cao hơn, các nguyên vật liệu đã qua một quátrình chế biến gia công khá tốt Các sản phẩm vật liệu gạch, ngói vôi và một số chấtliệu dính chúng lại với nhau nhng chúng chỉ mang đặc trng tính chất về cờng độ vàhình khối kiến trúc cao

- Đến khi công nghệ xi măng ra đời đã mở ra bớc đột phá về công nghệ vậtliệu xây dựng Các công trình có kiến trúc đẹp, kết cấu vững chắc, tính thẩm mỹ,tính tiện nghi đẹp và tiện lợi Nhng chúng vẫn còn những nhợc điểm hạn chế đếntính chất sử dụng, quá trình xây lắp và một số tính chất kỹ thuật khác

- Để tiếp tục phát triển hiện đại hoá ngành công nghiệp xây dựng cơ sở hạtầng kỹ thuật cho xã hội, các nhà công nghệ vật liệu luôn tìm tòi nghiên cứu nhằmnâng cao các tính chất của vật liệu xây dựng cơ bản đã có cải thiện khắc phục nh ợc

điểm đồng thời nghiên cứu chế tạo ra các loại vật liệu xây dựng mới có tính chấthoàn thiện hơn Trong giai đoạn hiện nay nổi bật là mảng đề tài nghiên cứu về bêtông nói chung và bê tông cốt thép nói riêng đã đạt những thành tựu to lớn nh:

- Bê tông xi măng : Chất kết dính là xi măng và chủ yếu là xi măng pooclăng

và các dạng khác nhau của nó

- Bê tông silicat: chế tạo từ nguyên vật liệu vôi và silicat nghiền vụn qua sử lýchng hấp ở nhiệt độ và áp suất cao

- Bê tông thạch cao : chất kết dính là thạch cao , xi măng thạch cao

- Bê tông xỉ: Chất kết dính là các loại xỉ lò cao trong công nghiệp luyện kimnhiệt điện có thể không dùng clanhke, ximăng phải qua xử lý nhiệt ẩm ở áp suất th-ờng hay cao

- Bê tông polime: Chất kết dính là chất dẻo hoá học và phụ gia vô cơ.

Tuy nhiên một công trình hoàn thiện và hiện đại mang đầy đủ tính chất vàtiện nghi sử dụng Ngày nay không những chỉ có bê tông mà còn cần phối hợp vớicác vật liệu khác hoặc phải đợc thay thế bằng một loại vật liệu tơng ứng mà bê tông

có tính hạn chế khi xây dựng Yêu cầu của đồ án là sản xuất đợc sản phẩm gốm ờng nhẹ có khối lợng thể tích 700 - 1000kg/m3

t-2 Mục đích của đồ án tốt nghiệp.

Mục đích của đồ án là sản xuất đợc sản phẩm gốm tờng nhẹ có những đặc

điểm u thế hơn so với các loại vật liệu khác:

+ Nguồn nguyên vật liệu sử dụng để sản xuất ra loại vật liệu này ở nớc ta rấtphong phú và đa dạng đủ để đáp ứng mọi tính chất, yêu cầu của loại vật liệu gốmxốp nhẹ Nguyên vật liệu chính chủ yếu là các loại đất sét và phế thải công nghiệp.Chúng có mặt hầu hết khắp nơi trên đất nớc ta các phế thải công nghiệp gồm côngnghiệp gỗ, khai khoáng , luyện kim, hoá chất , nhiệt điện … Và chúng đều là nhữngloại rẻ tiền , dễ kiếm, dễ dùng để chế tạo sản phẩm

+ Quá trình gia công nguyên liệu, chế tạo sản phẩm xuất phát từ các u điểmcủa nguyên vật liệu

Qúa trình chế biến gia công loại nguyên vật liệu này không phức tạp và tốnkém, thậm chí chỉ cần qua một số công đoạn chế biến đơn giản đã có thể dùng đểsản xuất ra loại gốm tờng nhẹ đạt yêu cầu kỹ thuật

+ Về mặt kỹ thuật: Loại vật liệu này đạt đợc tính chất cơ bản về xây dựng.+ Về mặt kiến trúc, mỹ thuật, tính tiện nghi sử dụng các loại vật liệu gốm t-ờng nhẹ cũng có thể thay thế và phối hợp với các loại vật liệu khác Không những

nó chỉ đạt mức kỹ thuật yêu cầu mà còn có tính chất kỹ thuật vợt hơn hẳn các loạivật liệu xây dựng thông thờng

Mục đích chế tạo đợc sản phẩm gốm tờng nhẹ có các tính chất sau:

+ Khối lợng thể tích nhỏ ( 700 – 1000kg/m3 ): Vì chúng có cấu trúc xốprỗng cao nên khối lợng thể tích của chúng nhẹ hơn hẳn các loại vât liệu khác nhgạch, đá, bê tông xi măng vẫn thờng sử dụng Điều này cho thấy một khả năng mới

về thiết kế, quy hoạch cũng nh mức độ hoá công nghiệp xây dựng Tơng ứng vớiviệc giảm khối lợng chung của công trình là sự giảm chi phí về vận chuyển, về sử

dụng nguyên vật liệu và mức độ thời gian thi công máy móc thiết bị Tất cả điều đócho hiệu quả kỹ thuật và kinh tế cao.

+ Tính chất cách nhiệt cho cấu kiện công trình Do có tính chất u điểm nàycho phép ngăn cách nhiệt độ cao về mùa hè, nhiệt độ thấp về mùa đông tác độngvào không gian phòng Đồng nghĩa với tính chất này là sự giảm mất mất nhiệt quacác kết cấu ngăn cách của các thiết bị nhiệt và đờng ống dẫn nhiệt Do đó tiết kiệmnăng lợng và nhiên liệu sử dụng đồng thời bảo vệ cho điều kiện vi khí hậu thích hợptrong phòng để con ngời và máy móc làm việc và hoạt động

+ Đi kèm với tính chất cách nhiệt là tính chất cách âm với khả năng triệt tiêutiếng ồn và giảm rung động Ngoài ra loại vật liệu này còn có khả năng điều chỉnhcác đặc trng âm học của căn phòng

3 Nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp.

Nhiệm vụ của đồ án là: Thiết kế nhà máy sản xuất gốm tờng nhẹ Công suất20.000.000 viên/năm ( gạch chuẩn) Sản xuất theo công nghệ bán khô Sản phẩm

có khối lợng thể tích 700 – 1000kg/m3 sử dụng các phế thải công nghiệp Dùng lòsấy nung Tuynen sử dụng nguyên liệu rắn

ChơngII: Giới thiệu chủng loại sản phẩm và các tính chất.

ở nớc ta những năm trớc đây Mới chỉ chế tạo và sử dụng các vật liệu gốmnhẹ từ các nguyên liệu quý hiếm là Điatomit và Trêpen Tuy vậy việc sử dụng vẫncòn rất hạn chế Các vật liệu nhẹ cách nhiệt nói chung cũng nh vật liệu gốm xốp nóiriêng có ảnh hởng lớn đến công nghệ xây dựng cho phép giảm khối lợng công trình,tiết kiệm nguyên vật liệu giảm chi phí vận chuyển xây lắp, giảm khối lợng kết cấuxây dựng, tăng mức độ công nghiệp hoá xây dựng, tiết kiệm năng lợng do giảm chiphí mất mát nhiệt của thiết bị, nâng cao tuổi thọ cho thiết bị nhiệt, đồng thời tạo

điều kiện tốt cho môi trờng sinh hoạt và làm việc của con ngời

Mặt khác việc sử dụng phế thải công nghiệp vào vật liệu gốm đem lại hiệuquả kinh tế cao làm giảm đáng kể việc dùng nguyên liệu dẻo do đó làm giảm nguycơ mất dần diện tích đất trồng trọt Việc sử dụng phế thải công nghiệp không những

không gây hậu quả xấu đến môi trờng mà còn giải quyết hậu quả cho các ngànhcông nghiệp khác Ngoài ra còn giảm chi phí sử dụng phế thải.

Với định hớng nh vậy, nội dung của đề tài là thiết kế nhà máy sản xuất gốmtờng nhẹ công suất 20.000.000viên/năm ( gạch chuẩn ) Theo phơng pháp bán khô.Loại sản phẩm gốm tờng nhẹ khối lợng thể tích 700 – 1000 kg/m3 Sử dụng phếthải công nghiệp, lò nung , sấy Tuynen dùng nhiên liệu rắn

I Khái quát sự phát triển sản xuất của sản phẩm gốm tờng nhẹ.

1 Vài nét sơ lợc về tình hình sử dụng phế thải công nghiệp trong sản xuất vật liệu xây dựng ở Việt Nam

ở Việt Nam, trong những năm trớc đây việc sử dụng phế thải công nghiệpnói chung để tái chế cha đạt thành yêu cầu thiết yếu do nền công nghiệp của nớc tacòn non kém nhiều mặt, vì vậy việc đầu t lĩnh vực trên không đợc quan tâm thích

đáng

Đứng trớc xu thế phát triển chung của các nớc trên thế giới và công cuộc đổimới nền kinh tế nớc ta mức độ tăng trởng kinh tế của Việt Nam không ngừng tănglên hàng năm nhiều khu công nghiệp lớn và hiện đại với cả vốn đầu t trong vàngoài nớc thì nhu cầu thiết yếu để giải quyết phế thải càng cao Bên cạnh đó nhucầu xây dựng cơ sở hạ tầng cũng đang ở giai đoạn đầu, rất cần nhiều vật liệu xâydựng làm cầu làm đờng… Việc sử dụng phế thải công nghiệp trong sản xuất vật liệuxây dựng nói chung và vật liệu gốm nói riêng là một hớng đi đúng đắn có tính lâudài vì lợng nguyên liệu dẻo làm vật liệu gốm ngày càng giảm dần và giá nguyênliệu dẻo ngày càng tăng cao, mặt khác nguồn phế thải công nghiệp cũng ngày càngnhiều Giải quyết nơi đổ, chứa đựng chúng không còn là vấn đề đơn giản đối vớinhà sản xuất Do vậy giá mua chúng rất rẻ

Nớc ta có nhiều mỏ lộ thiên trong quá trình bóc lớp đất đá sẽ tạo ra nhiều phếthải Hiện nay các phế thải nay cha đợc dùng vào việc gì Ngoài ra, các nhà máynhiệt điện đốt than ở miền bắc thải ra mỗi năm khoảng 800.000 tấn tro bay Riêngnhà máy nhiệt điện phả lại mỗi năm thải ra 500.000 tấn Nguồn phế thải ở cácngành khác nh:

Ngành công nghiệp năng lợng:

+ Nhà máy nhiệt điện Phả Lại

+ Nhà máy nhiệt điện Ninh Bình

+ Nhà máy nhiệt điện Việt Trì

Trong công nghiệp hoá chất:

+ Nhà máy phân đạm Hà Bắc

+ Nhà máy supephotphat Lâm Thao

+ Nhà máy hoá chất Việt Trì

Trong công nghiệp hoá thực phẩm: Các nhà máy rợu bia nớc giải khát

Trong công nghiệp dệt các nhà máy dệt sợi

Hiện nay chúng ta cha tận dụng đợc khối lợng rất lớn phế liệu công nghiệpnày, thành ra vừa đẻ lãng phí lại vừa gây ô nhiêm môi trờng ở những khu vực xungquanh của các nhà máy nhiệt điện Do đó việc sử dụng nguôn phế liệu địa phơng vàphế thải công nghiệp để chế tạo các sản phẩm mới trong sản xuất vật liệu xây dựngnói chung và vật liệu gốm nói riêng là một hớng đi đúng đắn

1 Tình hình sử dụng sản phẩm gốm tờng nhẹ ở trong và ngoài nớc.

a) ở ngoài nớc.

- ở các nớc trên thế giới, các chơng trình tiến bộ khoa học kỹ thuật trong xâydựng đợc thực hiện cùng với sự phát triển của các xí nghiệp công nghiệp vật liệuxây dựng Với sự trang bị các công nghệ hiện đại,điều đó cho phép điều chỉnh vàphát triển các nhu cầu sản xuất xây dựng, các giải pháp kết cấu mới có tính kinh tếcho các toà nhà và các công trình, sự tiện nghi bên trong căn phòng

Cần nhận thấy rằng công nghệ vật liệu xây dựng có ảnh hởng đến sự thay đổiphơng pháp và nhịp độ các loại khác nhau của công tác xây dựng, ảnh hởng đến sựhình thành khả năng mới, quy hoạch tốt hơn toà nhà, tăng khả năng tiện nghi chocăn phòng

Sử dụng gốm tờng nhẹ cho phép giảm khối lợng vật liệu và giảm giá thànhkết cấu xây dựng và công trình về toàn thể cũng nh tăng mức độ công nghiệp hoáxây dựng Nhờ vậy giảm chi phí vật liệu, giảm chi phí vận chuyển và lắp ráp, tiếtkiệm không gian, tăng tính tiện nghi cho căn phòng và nơi làm việc

ở các nớc xứ lạnh, vật liệu gốm xốp nhẹ đợc s dụng rộng rãi trong xây dựngdân dụng, công nghiệp và giao thông vận tải để giữ ấm về mùa đông, chống nóng vềmùa hè cho các phòng ở, các nhà công nghiệp và các công trình văn hoá công cộngkhác

Hiện nay ở những nớc tiên tiến, việc sản xuất vật liệu cách nhiệt, chịu nhiệt

đã trở thành một lĩnh vực công nghiệp độc lập không thể thiếu trong nền kinh tế

quốc dân ở Nga, nhà máy đầu tiên sản xuất vật liệu cách nhiệt là vào cuối nhữngnăm kế hoạch 5 năm lần thứ hai( 1933- 1937) Trong những năm chiến tranh vệquốc, việc sản xuất vật liệu này có sự thu hẹp còn những năm sau đó nó đã trở nênmạnh mẽ, vị trí này đợc thể hiện rõ ở nhịp điệu phát triển sản xuất bông khoáng làsản phẩm chủ yếu của vật liệu cách nhiệt ở giai đoạn này.Vào những năm 1940 ởNga các xí nghiệp sản xuất vật liệu cách nhiệt đều sản xuất bông khoáng.

Các nhà bác học Nga đã đặt nền tảng lớn về lý thuyết và thực hành việc sảnxuất các loại vật liệu cách âm cách nhiệt là B.G PEZENOV, N.Q POPOV,A.Y.AUGUSTINHIK, U.V.TIMAXEV và nhiều ngời khác, các nhà khoa học vàcác nhà nghiên cứu đã phát minh ra định luật để tính toán, chế tạo các loại vật liệu

có độ rỗng cao từ các loại nguyên liệu khác nhau

b) ở trong nớc

ở Việt Nam, đã có nhiều công trình khoa học nghiên cứu về gốm tờng nhẹ sửdụng các phế thải công nghiệp tạo hình theo phơng pháp bán khô nhng ở nớc ta hiệnnay còn cha sản xuất gạch tạo hình theo phơng pháp bán khô

Một số cơ sở sản xuất (Hà Bắc, Ninh Bình) đã sản xuất vật liệu nhẹ trên cơ sởkhoáng Điatomit Tại Hà Nội một số cơ sở sản xuất vật liệu cách nhiệt trên cơ sởkhoáng sét quý (cao lanh, đất sét khó chảy) đã đạt đợc một số kết quả nhất định( =

600 - 800kg/m3,Rn = 8 - 12 KG/cm2) có khả năng làm việc ở nhiệt độ cao nhng

nh-ợc điểm chủ yếu của loại sản phẩm này là kích thớc nhỏ, dễ cong vênh, khó đảmbảo đúng kích thớc, hình dạng với các cấu kiện có kích thớc lớn, khó đáp ứng nhucầu công nghiệp hoá xây dựng

II- Các tính chất của vật liệu gốm tờng nhẹ.

1 Hình dạng và kích thớc.

Gạch có hình dạng chữ nhật cạnh thẳng góc vuông mặt phẳng, kích thớcchính xác 220 x 105 x 60 (mm)

Thể tích viên gạch.

V0 = 0,22 x 0,105 x 0,06 = 0,001386(m3)Khối lợng

Khối lợng thể tích của viên gạch

0 = 700 - 1000kg/m3

Khối lợng của một viên gạch

G0 = 0 x v0 = 800 x 0,001386 = 1,11(kg)Cờng độ nén

Rn = 20 - 35KG/cm2

- Sai lệch cho phép về kích thớc của viên gạch không đợc vợt quá:

Theo chiều dài:  3 (mm)

Theo chiều rộng:  2 (mm)

Theo chiều dày:  1 (mm)

Gạch phải có dạng hình hộp chữ nhật, các bề mặt phải phẳng, các cạnh phảithẳng

Hệ số truyền nhiệt của gạch :

Không đợc phép nung non lửa

Không đợc có lẫn hạt đá vôi trong viên gạch

Phần II: Giới thiệu nguyên vật liệu sử dụng.

I Nguyên liệu đất sét.

Đất sét là một loại đa khoáng có độ phân tán cao đợc hình thành do sự phânhoá của các quặng trầm tích Nó thuộc họ Alumôsilicat Có khả năng khi nhào trộnvới nớc hình thành khối dẻo, duy trì đợc hình dạng sau khi ngừng tác dụng lực có đ-

ợc độ bền sau khi sấy và có cờng độ sau khi nung

Theo nguồn gốc của đất sét chia ra loại nguyên sinh và loại thứ sinh Đất sétnguyên sinh hay ở tại chỗ đợc hình thành do sự phân huỷ, phong hoá của cáckhoáng núi Đất sét thứ sinh hay là loại trầm tích đợc bắt nguồn từ khoáng nguyênsinh do sự thay đổi lớp trầm tích của chúng

Thành phần vật chất là tổng hợp tất cả các khoáng hình thành đất sét chúng

có độ phân tán cao, có tính dẻo Phụ thuộc vào hàm lợng và thành phần của chúng,ngời ta chia đất sét ra hai loại: loại đơn khoáng và đa khoáng Các khoáng chủ yếutrong đất sét là các Hiđroalumôsilicat nh: Caolinit, Montmoritolit, thuỷ Mica và cácloại khoáng khác cùng dạng với chúng, cùng một số tạp chất nằm trong đất sét ởdạng Fenpat, quắc, Mica, Cabonat Tất cả các khoáng hình thành đất sét đều thuộc

họ Hydrosilicat, mạng lới tinh thể của đất sét bao gồm các lớp, các tấm lặp lại củacác khối tứ diện [SiO4] và khối tám mặt [AlO6] Sự lặp đi lặp lại của các khối, cáctấm, các lớp dẫn đến hình thành các khoáng khác nhau Trên cơ sở đó ngời ta chiacác loại nhóm khoáng

I.1 Thành phần khoáng.

1 Khoáng Alofan xAl 2 O 3 ySiO 2 zH 2 O

Có thành phần hoá ( theo khối lợng)

Nó là một trong số các khoáng thù hình của đất sét Trong nó, hai phân tố cấutrúc Hidroxit nhôm và Hidroxit silic Oxy không phân bố theo trật tự Mỗi phân tốcủa chúng là một hợp chất cao phân tử không có cấu trúc xác định Alofan là chấtdạng thuỷ tinh, đôi khi dạng bột, độ cứng 3 Mật độ 1,85  1,89 Ngời ta cho rằng

nó là sản phẩm của sự keo tụ đồng thời gel Al2O3 và SiO2 mà không phải là hợp chấthoá học Nó là một phần rất phổ biến trong thành phần của tất cả các đất sét.

2 Khoáng Caolinit: Al 2 O 3 2SiO 2 2H2O

l-Mỗi cụm có cấu trúc tấm lớp, mỗi lớp bao gồm hai cụm mạng lới: mạng lới

từ khối lới bốn mặt [ SiO4 ] và mạng lới từ khối lới tám mặt đợc hình thành Al - Oxy– Hidroxit.Trong Caolinit lớp mạng lới đầu tiên bao gồm từ các Anion, Hidroxit,mạng lới thứ hai (ở giữa) là các Anion O2-, OH- và mạng lới thứ ba là Anion O2-.Giữa mạng lới đầu và thứ hai là vị trí của Cation Al3+ còn giữa mạng lới thứ hai vàthứ ba là Cation AlSi4+.Trong tinh thể Caonilit liên kết Hidro không hoàn toàn đầy

đủ giữa các lớp yếu hơn nhất là ở các tinh thể lớn do đó chúng dễ dàng phân tántrong nớc

Caonilit sạch có màu trắng Độ cứng của nó từ 12 mật độ là 2,51 2,61

3 Khoáng Montmorilonhit Al 2 O 3 4SiO 2 nH 2 O

ở dạng sạch có chứa các Oxit dao động

Phụ thuộc vào áp lực hơi nớc trong môi trờng xung quanh vì đặc điểm cấutrúc khoáng nó chứa nớc dao động lớn Montmorilonhit có quan hệ với các khoángmạng lới kiểu ba lớp Trong một cụm (toàn bộ các lớp) hai lớp ngoài hình thành bởicác khối tứ diện Silioxy còn lớp giữa hình thành bởi các khối tám mặt Al – Oxy.Tất cả trong các lớp có bốn mạng lới Ion Oxy – Oxyhidroxit – Oxyhidroxit –Oxy, mạng lới của các Anion đợc hình thành do hợp nhất đỉnh của các khối bốnmặt (Oxy) và các khối tám mặt (hiđroxit) Các Cation Si4+ phân bố giữa các Anioncủa mạng lới thứ nhất – thứ hai và của mạng lới thứ ba thứ t Còn các Cation Al3+ ởgiữa các mạng lới thứ hai và thứ ba ở các cụm kề gần nhau giữa chúng là cácnguyên tử Oxy, giữa các cụm có liên kết yếu điều đó cho phép các phân tử nớc vàcác phân tử phân cực khác cũng nh các Ion trao đổi của các muối dễ dàng xâm nhậplọt vào không gian giữa các cụm Montmorilonhit cũng nh tất cả các khoángAlumosilicat là một Polime vô cơ dạng phân lớp có nhiều mạch trong cấu trúc củamột cụm mạch (chuỗi) của Polime kéo dài vô tận (- Si – O – Si – O – Al – O– Si – O - )n với liên kết hoá trị các phân tố

Khoáng Saponhit đợc hình thành khi thay thế hoàn toàn Alumi bằng Magiê.Còn khoáng nontronhit đợc hình thành khi có sự thay thế Alumi bằng sắt cònkhoáng Sôkônhit có sự thay thế Alumi bằng Zieccon

Montmorilonhit đợc đa vào trong thành phần của nhiều đất sét và là khoángchủ yếu trong đất Bentonhit Khi thay thế một phần nhôm bằng Natri trongMontmorilonhit sẽ hình thành Bayđelit

Khoáng Monotermit ở dạng vảy mịn đờng kính 0,1 0,3mm và chiều dàykhoảng 30A0

Một trong các loại thuỷ Mica là Glanconhit có công thức

K<1(Fe3+,Fe2+, Al, Mg)2-3 [Si3(Si,Al)10](OH) nH2O

Nó có mặt trong Điatomit, nó tái kết tinh ở dạng vảy mịn màu xanh sẫm, có

6 Khoáng Bayđehit Al 2 O 3 4SiO 2 (n+1) H 2 O có thành phần  theo khối lợng.

Al2O3 SiO2 Fe2O3, CaO, Na2O, K2O…

2027,6 4550 Không đáng kể

I.2 Các tạp chất.

- Tạp chất quắc thờng nằm trong đất sét ở dạng phân tán mịn, chúng làmgiảm tính dẻo của đất sét, giảm tính chất tạo hình Tuy nhiên, trong quá trình sấy

chúng có khả năng làm giảm độ co không khí Trong quá trình nung chúng làmgiảm sự gây nứt.

- Tạp chất Cacbonat có ba dạng

+ Dạng bụi phân tán mịn phân bố đồng đều trong thành phần đất sét, chúng ítgây ảnh hởng.+ Dạng hạt dời và dạng đá dăm phân bố không đồng đều thì chúng sẽlàm cho sản phẩm bị rỗng xốp gây vết nứt, làm giảm độ bền đặc biệt với các sảnphẩm gốm tờng nhẹ

- Tạp chất sắt: thờng gặp ở dạng khoáng phân tán mịn phân bố đồng đều Vídụ: FeO, Fe2O3 Các tạp chất sắt có ảnh hởng đến màu của sản phẩm Khi nung đấtsét trong môi trờng khí các hợp chất sắt III, hợp chất sắt II và chúng tạo thành cácpha nóng chảy có khả năng làm tăng mật độ xơng do đó làm tăng độ bền

- Các dạng Oxit kiềm: Chúng đều là các Oxit làm giảm nhiệt độ kết khối và

dễ gây ra khả năng biến hình Mặt khác các dạng muối kiềm làm thay đổi màu củaxơng sản phẩm

- Các tạp chất hữu cơ: Dạng động vật, thực vật chuyển hoá thành than gâycho đất sét bị mất hàm lợng khi nung Trong công nghệ sản xuất gốm nhẹ, gốm xốpngời ta sử dụng các tạp chất hữu cơ nh: nguyên liệu để tạo lên cấu trúc sản phẩmgốm

Al2O3: nằm ở dạng liên kết các khoảng Caonilit, thuỷ mica… nó là loại oxítkhó nóng chảy, có khả năng giảm sự biến dạng trong quá trình nung Do đó sản

phẩm gạch thờng hàm lợng nhôm = 10 - 15% hoặc 17- 20% với các sản phẩm khối

đá gốm

Fe203: Dạng oxít sắt , Firit sắt, Limonhít (FeC03) trong gốm tờng có sự dao

động khá lớn 5 - 10% chúng tạo nên màu cho các sản phẩm gạch Các chất sắt làmtăng độ kết khối cho sản phẩm

Ca0: Dới dạng Cacbonat, trong quá trình nung chúng dễ hình thành các pha

ơtêcti làm giảm nhiệt độ nóng chảy của đất sét gây biến dạng sản phẩm

Mg0, Ca0 và Ca0Mg0 (Đôlômit): Nó tạo thành các hợp chất dễ nóng chảy ởnhiệt độ thấp hơn so với Ca0

Na20, K20 thờng nằm ở dạng muối kiềm, có tác dụng làm giảm nhiệt độ nóngchảy, sản phẩm kết khối mạnh có khả năng gây biến dạng Mặt khác các muối kiềmnày khi nung chúng cha tác dụng hết chúng sẽ làm cho các sản phẩm bị phá huỷ do

sự ăn mòn của các chất khử kiềm

Các dạng oxít còn lại Mn0 ,Ti02… có hàm lợng thấp với Ti02 hàm lợng nhỏkết hợp với oxít sắt làm thay đổi màu sắc

Các tạp chất sun phát khi nung chúng tạo thành khí làm sản phẩm có độ rỗngxốp mặt khác khi chúng còn nằm lại trong sản phẩm chúng sẽ gây ra tác dụng ănmòn đối với pha thuỷ tinh

I.4 Thành phần hạt.

Thành phần hạt là chỉ tiêu rất quan trọng có ảnh hởng đến tính chất của sảnphẩm gốm Thành phần hạt của đất sét đợc gọi là % các cỡ hạt có trị số khác nhautrong các khoáng đất sét Thành phần hạt trong công nghẹ gốm sứ nói chung vàgốm xây dựng nói riêng bao gồm 6 cỡ hạt khác nhau Từ cỡ hạt 1MK đến cỡ hạt lớnnhất 2mm

II.4 Các tính chất của đất sét.

Các tính chất của đất sét đợc thể hiện khi tác động ngoại lực nên chúng cóliên quan đến các tính chất cơ học Chủ yếu từ tính chất này là tính dẻo, tính tạohình, độ dãn dài

1 Tính dẻo của đất sét.

Ngời ta gọi tính dẻo là khả năng của đất sét dới tác động của ngoại lực nhậnbất kỳ hình dạng mà hoàn toàn không bị phá huỷ và bảo toàn hình dạng đó sau khingừng tác động của ngoại lực Trong lĩnh vực gốm có thể nói rằng tính dẻo là một

đặc tính của đất sét

Trong công nghệ gốm dùng giới hạn độ dẻo: Là hiệu số giữa hàm lợng nớc

có trong đất sét ở giới hạn dới độ lu động và giới hạn lăn vê Trị số giới hạn độ dẻo

đợc biểu thị

D = WGiới hạn dới độ lu động - Wlăn vê (%)

ý nghĩa vật lý của trị số dẻo D có mối liên hệ ràng buộc chặt chẽ giữa cơ chếphát sinh và bản thân của trạng thái dẻo, nó xác định khoảng độ ẩm trong đó đất sétgiữ đợc trạng thái dẻo

Phụ thuộc và trị số dẻo D, theo GOST 9169 – 59 của Nga đã phân đất sétthành 5 nhóm

Nhóm nguyên

liệu dẻo

Trị số dẻo >25 15 25 7 15 <1  1

Tính dẻo của đất sét phụ thuộc trớc hết vào thành phần cơ học của nó Vớiviệc tăng độ phân tán của đất sét thì tính dẻo cũng tăng , khi này ảnh hởng mạnhnhất đến tính dẻo của đất sét là hàm lợng các hạt kích thớc nhỏ hơn 0,5MK Tínhdẻo của đất sét còn phụ thuộc rất lớn vào loại khoáng sét.

2 Tính tạo hình

Tính tạo hình của phối liệu gốm gọi là khả năng của nó chịu sự biến dạng của

nó mà không bị phá huỷ cấu trúc

3 Tính chịu kéo.

Tính chịu kéo của đất sét là giới hạn sự dẫn dài tơng đối của đất sét khi mẫu

có chút nứt, đứt Ngời ta đã xác lập trị số chịu kéocủa đất sét hoàn toàn ảnh hởng

đến tính bền, nứt của sản phẩm gốm khi sống Theo các nghiên cứu của viện nghiêncứu khoa học xây dựng Nga, trị số bền kéo của đất sét dễ chảy vào khoảng 0,2 –1,3%

II- Các phụ gia tạo rỗng

gỗ 10-25% Lỗ rỗng tạo bằng mùn ca thờng là lỗ rỗng mao quản thông nhau

2 Phế thải công nghiệp

2.1 Sử dụng phế thải tro xỉ nhiệt điện

Thông qua quá trình sản xuất công nghiệp, lợng phế liệu, phế thải sinh rangày càng lớn, lợng tro xỉ do các nhà máy nhiệt điện ở nớc ta: Phả Lại, Uông Bí,Ninh Bình… Thải ra hàng năm lên đến hàng triệu tấn Chúng đợc thải ra bãi chứa,chiếm diện tích canh tác lớn và gây ô nhiễm môi trờng Ngời ta sử dụng để giảm giáthành vật liệu gốm tờng Theo các số liệu (của trờng Đại Học Xây Dựng Quybsep– Matxcơva, viện nghiên cứu năng lợng của Nga) cho thấy giá thành của sản phẩmchế tạo dùng các phế thải này sẽ giảm 15- 20% so với sản phẩm chế tạo từ vật liệu

tự nhiên ngay cả trong trờng hợp phải vận chuyển phế liệu tro xỉ đi 600-800km thìgiá thành cũng vẫn thấp hơn.

Than đá và than nâu, phiến thạch sét, than bùn sau khi cháy phần khoáng cònlại ở dạng tro xỉ Chúng bị gia công nhiệt trong buồng đốt ở nhiệt độ cao và chúngtích trong bản thân nó một năng lợng hoá học và năng lợng dự trữ lớn Phế liệu tro

xỉ khác với than đá phiến thạch sét, than bùn Hàm lợng tro trong than đá khoảng15-50% trong đá phiến sét là 5-80% trong nhiên liệu than bùn là 2-30% Thànhphần hạt phân tán không đồng đều: Kích thớc các phần tro dao động từ 5-100MK.Còn nhiên liệu xỉ là các hạt dạng thuỷ tinh không có hình dạng nhất định kích thớc

đến 4mm Khi cháy các dạng bụi tạo thành lợng tro chiếm khoảng 10-25% khối ợng xỉ

l-Tro: là vật liệu phân tán mịn, mật độ và khối lợng thể tích của tro dao độngphụ thuộc vào hàm lợng các phần nhiên liệu cha cháy và phụ thuộc vào thành phầnhạt của chúng, nhiệt độ cháy nhiên liệu , độ ẩm và mức độ nèn chặt cũng ảnh hởng

đến mật độ của tro Mật độ của tro dao động trong khoảng 1,75-2,5g/cm3 còn mật

độ trung bình ở trạng thái tơi xốp từ 600-1300 kg/m3 Tỉ diện tích bề mặt của cácloại tro nhiệt điện khác nhau cũng không giống nhau và dao động từ 1100 -3500cm2/g

Sự khác biệt giữa tro và xỉ: Xỉ đợc hình thành ở nhiệt độ cao hơn, không chứacác phần nhiên liệu cha cháy và đợc đặc trng bằng tính đồng nhất cao hơn Thànhphần hoá của tro và xỉ của một số nhà máy và khoáng núi lửa cũng rất khác nhau

Phế thải tro xỉ đợc sử dụng làm phụ gia trong thành phần phối liệu sản xuấtgốm tờng cần thoả mãn các yêu cầu chủ yếu sau: Chúng không đợc chứa các tạpchất đá Cacbonat kích thớc lớn hơn 1mm ,hàm lợng các tạp chất trong xỉ có kích th-

ớc lớn hơn 3mm không đợc lớn hơn 5%, hàm lợng than cha cháy còn lại không quy

định

Thực tế kinh nghiện sản xuất gạch chỉ ra rằng tốt nhất sử dụng tro với hàm l ợng nhiên liệu cha cháy khoảng 20% và cao hơn Nh trong số liệu yêu cầu cần đatro vào nh một chất phụ gia khoáng với số lợng 20 - 50% thì hàm lợng nhiên liệutrong tro cần giảm thấp hơn nhiều( hàm lơng nhiên liệu cha cháy trong hỗn hợpphối liẹu gốm cần không đợc vợt quá 80 - 90% số lợng nhiên liệu cần thiết đểnung) Nếu nh tro xỉ sử dụng trong phối liệu nh là một chất phụ gia gầy thì có thể sửdụng thành phần hạt lớn hơn nhiều

-Khi sử dụng tro than ăngtraxit giới hạn số lợng tro đa vào phối liệu đợc xáclập nh sau: Đối với đất sét dẻo cao là 40 - 50% , đất sét dẻo vừa là 30%, đất sét dẻo

là 10 - 20%

Mặt khác các kết quả nghiên cứu cho thấy rằng khi lợng phụ gia đa vào nhnhau thì sự mất mát tính dẻo của phối liệu cho đất sét nhỏ hơn so với phối liệu đấtsét cát

Nhà máy vật liệu xây dựng số 3 vùng RASTOV đã sử dụng tro thải nhà máy

điện NOVORTRERKAS làm phụ gia cháy và phụ gia gầy trong phối liệu Nhiệt trịcủa loại tro này khoảng 5,9MJ/kg Tro đa vào phối liệu cần thiết để nung sản phẩm kết quả là chi phí nhiên liệu chuẩn cho 1000 viên gạch chuẩn giảm còn 100kg Sửdụng tro này cho phép tăng mác gạch sản xuất ra 100 và 125 lên đến từ 30 - 90%giảm phế phẩm từ 1,2 - 1,8% còn thời gian sấy giảm đến 10%, khi này lợng gạchsản xuất ra tăng đến 10,2% và năng suất lao động tăng đến 9%

Việc sử dụng tro có thể cho phép tăng lợng gạch sản xuất ra có mác cao hơntăng từ 1,5-2,5 lần, giảm lợng phế phẩm 1,3 lần và tiết kiệm đáng kể lợng nhiênliệu

* Xác định thành phần phối liệu để sản xuất gạch nhẹ

Các nguyên liệu sử dụng

+ Đất sét

+ Phụ gia mùn ca

+ Phế thải công nghiệp: Tro nhiệt điện

- Đất sét: Đất sét sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất có thành phần hoá (sử dụng đất sét cẩm chớng Thanh Hoá).

Oxit SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN Tổng

Sử dụng tro thải nhà máy nhiệt điện Ninh Bình.

Tro nhiệt điện có thành phần hoá

Oxít SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN Tổng

Số liệu trên cho thấy tro thải của nhà máy nhiệt điện Ninh Bình có thànhphần hoá gần với đất sét, chúng có lợng hạt mịn lớn, khả năng ngậm nớc cao làmtăng tính dẻo của phối liệu Chúng là loại vật liệu gầy, có chứa một lợng than chacháy khá cao thúc đẩy mạnh quá trình kết khối khi nung

* Tính thành phần phối liệu

Thành phần phối liệu bao gồm: Đất sét, mùn ca và tro nhiệt điện

- Lợng bột phối liệu cần có để chế tạo một viên gạch

MKNPL= Lợng mất khi nung của phối liệu ( %)

WPL: Độ ẩm tạo hình của phối liệu (%)

WPL= 9%

+ Khối lợng bột phối liệu khô ( ứng với độ ẩm của phối liệu WPL= 0%)

G0 bột= 1,11

pl

MKN

 100

MC: tơng ứng là khối lợng đất sét, tro nhiệt điện và mùn ca ở độ

ẩm W = 0% trong phối liệu

(1)

- Lợng MKNPL đợc xác định theo công thức

MKNPL = % đất sét MKNđs + % tro MKNtro + % mùn ca MKNMC

Phần trăm của đất sét trong phối liệu

% Đất sét = 0 0 0

0

MC Tro ds

ds

G G G

G



 Phần trăm của tro nhiệt trong phối liệu

% Tro = 0 0 0

0

MC Tro ds

Tro

G G G

G



Phần trăm của mùn ca trong phối liệu

% Mùn ca = 0 0 0

0

MC Tro ds

MC

G G G

MC Tro ds

ds

G G G

Tro

G G G

G



 MKN Tro + + 0 0 0

0

MC Tro ds

MC

G G G

ds

G G G

Tro

G G G

MC

G G G

G



- Phối liệu có độ ẩm tơng đối W0 9%

 Độ ẩm tuyệt đối của phối liệu:

a

W =

9 100

9 100

 Lợng nớc nằm trong phối liệu:

100 100

100 100

Tro ds ds

ds

W MKN

G W MKN

MC

W MKN

100

12 100 100

8 100

100

7 100 100

22 100

+

100

2 100 100

67 , 91 100

G   

100

8 100 0

100

22 100

G 0

100

67 , 91 100

, 0 78

, 0 92

, 0

0785 , 0 0236

, 0 0375

, 0

100

111

G

0 0

0

0 0

0

0 0

Tro 0

ds

MC Tro

ds

pl MC

ds

G G

G

G G

G

MKN G

Phần trăm đất sét trong một viên gạch là:

0

MC Tro ds

ds

G G G

% Tro = 0 0 0

0

MC Tro ds

Tro

G G G

PhÇn tr¨m mïn ca trong mét viªn g¹ch

10 0

0

MC T

ds

MC

G G G

G



38 , 0 95 , 0 26 , 0

38 , 0





% MC = 24 (%)VËy phèi liÖu cã thµnh phÇn (theo khèi lîng) §Êt sÐt: Tro nhiÖt ®iÖn: Mïn ca

Tæng thµnh phÇn ho¸ cña phèi liÖu lµ 98%

Thµh phÇn ho¸ cña phèi liÖu chuyÓn vÒ 100% vµ bá lîng mÊt khi nung

2

3 2

SiO

O Al

= 10,136,18 = 0,158

(R2OROR2O3) = 0,037 +0,06 + 0,053= 0,15 (mol)

Tính toán và kiểm tra ta thấy rằng thành phần hoá học của phối liệu nằmtrong vùng phối liệu để sản xuất gạch xây dựng ( Biểu đồ AYAUGUSTINIK)

Các vùng phân bố đất sét phụ thuộc vào

thành phần hóa học ( Theo A.I Avgustinhik )

3 2

Al O

SiO2

R O + RO + R O2 2 3

Đất sét cho sản xuất gạch xây

Do đó ta có thể dùng phối liệu với tỷ lệ:

Đất sét: Tro nhiệt điện: Mùn ca = 60: 16 : 24

Tính tỷ lệ phối liệu ở trạng thái đất sét có độ ẩm tơng đối là 12% (độ ẩmtuyệt đối là 13,64%) Tro nhiệt điện có độ ẩm tơng đối là : 7% (độ ẩm tuyệt đối là7,53%) Mùn ca có độ ẩm tơng đối là 2% (độ ẩm tuyệt đối là 2,04% )

Khối lợng đất sét ở độ ẩm 12%

w 12 %= ( 1 +

100

a W

)G0

ds = ( 1 + 0,1364)0,95 = 1,08 (kg)Khối lợng Tro nhiệt điện ở độ ẩm 7%:

GTro

w 7 %= ( 1 +

100

53 , 7)G0

Tro= ( 1 + 0,0753)0,26 = 0,28 (kg)Khối lợng Mùn ca ở độ ẩm 2%:

GMC

w 2 % = ( 1 +

100

04 , 2)G0

MC = ( 1 + 0,0204)0,38 = 0,39 (kg)Phần trăm đất sét ( ở độ ẩm 12%) theo khối lợng là

chơng III: Lựa chọn địa điểm nhà máy

Trong công cuộc đổi mới, xây dựng và hiện đại hóa đất nớc, vấn đề xây dựngcơ sở hạ tầng kinh tế là một yêu cầu bức xúc trong đó ngành xây dựng cơ bản và

đặc biệt là nghành sản xuất vật liệu xây dựng trở nên rất quan trọng Để đáp ứng

đ-ợc nhu cầu sử dụng vật liệu ngày càng tăng của ngành xây dựng thì cần phải chútrọng phát triển các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng

Hiện nay, nhu cầu sử dụng gạch xốp nhẹ trong xây dựng công nghiệp, và xâydựng dân dụng lớn do mang lại hiệu quả kỹ thuật và kinh tế cao

Với mục đích nh vậy, chọn đề tàI thiết kế nhà máy sản xuất gạch xốp nhẹcông suất 20triệu viên gạch chuẩn/năm Tạo hình theo phơng pháp bán khô tại khucông nghiệp Đồng Văn thuộc tỉnh Hà Nam Địa điểm xây dựng nhà máy nằm trênmặt bằng với các điều kiện cụ thể nh sau:

Diện tích xây dựng: mặt bằng xây dựng rộng 2ha đủ cho điều kiện xây dựng

và đầu t mở rộng

Vị trí địa lý: Khu công nghiệp Đồng Văn nằm cạnh quốc lộ I, cách thị xã Phủ

Lý 20 km, cách Hà Nội 40km

Về nguyên vật liệu: Nhà máy sử dụng đất sét cẩm chớng Thanh Hoá: đất sét

đợc vận chuyển về nhà máy bằng đờng sông, đờng sắt hoặc là ôtô Tro nhiệt điệncủa nhà máy nhiệt điện Ninh Bình đợc vận chuyển theo đờng thuỷ, đờng ôtô và đ-ờng sắt Phụ gia mùn ca đợc mua tại các nhà máy chế biến gỗ

Nhiên liệu: Nhiên liệu chính là than cám Quảng Ninh đợc vận chuyển từQuảng Ninh

Về nguồn cung cấp điện nớc: sử dụng nguồn điện đã đợc cung cấp cho khucông nghiệp

Thị trờng tiêu thụ: Sản phẩm của nhà máy chủ yếu cung cấp cho các côngtrình nằm tại các khu công nghiệp nh khu công nghiệp Đồng Văn, Phú Xuyên, GiaLâm v vv Các công trình trong các khu dân c nằm tại các thành phố, các khu dânc

Về điều kiện địa chất: địa hình xây dựng nhà máy bằng phẳng, cấu tạo địachất tơng đối đồng đều, không phảI xử lý nhiều khi thi công xây dựng Với các điềukiện nh trên, vị trí xây dựng nhà máy là hợp lý thuận lợi cả về giao thông, cung cấpnguyên nhiên liệu, tiêu thụ sản phẩm và tận dụng đợc cả nguồn nhân lực địa phơng

chơng IV: Biện luận thiết kế công nghệ bán khô tính cân bằng vật chất, tính chọn trong thiết bị.

I Lập chế độ làm việc cho nhà máy.

Phân xởng gia công nguyên liệu và tạo hình gạch

Số ngày làm việc trong năm

Số ca làm việc trong ngày: 2 ca

Số giờ làm việc trong một ca: 8 giờ

Số ngày làm việc trong năm:

NLV = 365 – 104 – 8 – 13 = 240 (ngày)

Số ca làm việc trong năm: 240  2 = 480 ( ca)

Số giờ làm việc trong năm : 480 8 = 3840 ( giờ )

- Phân xởng sấy và nung gạch

Yêu cầu của phân xởng này là làm việc liên tục nên quanh năm chỉ nghỉnhững ngày sửa chữa

Số ngày nghỉ sửa chữa sấy và nung là ;15 (ngày )

Số ngày làm việc trong năm là : 365 - 15 = 350 (ngày)

Số ca làm viẹc trong một ngày đêm là : 3 (ca)

Số giờ làm việc trong một ca là 8 ( giờ )

Số ca làm việc trong một năm là : 350  3 = 1050 (ca)

Số giờ làm việc trong một năm là : 1050  8 = 8400 ( giờ )

+ Các thông số của viên gạch sau khi nung :

Kích thớc của viên gạch sản phẩm sau khi nung:

220  105  60 (mm)Thể tích của một viên gạch sau khi nung :

V1= 2,2  1,05  0,6 = 1,386 (dm3)Khối lợng của một viên gạch sau khi nung:

G1= 800  1,386  10 3= 1,11 (kg)+ Các thông số của viên gạch sau khi tạo hình :

l = 220

TP

C

 100

100

= 220 

3 100

100

 = 226,8 (mm)

b = 105

TP C

 100

100

= 105 

3 100

100

 = 108,2 (mm)

h = 60

TP C

 100

100

= 60 1001003

 = 61,9 (mm)Thể tích của viên gạch sau khi tạo hình :

V= 226,8  108,2  61,9 10 3 = 0,00152 (m3)Khối lợng của viên gạch sau khi tạo hình:

G= GSP 

MKN

 100

100



th W

 100 100

G= 1,11 

30 100

100

 

9 100

100

 = 1,74 (kg)Khối lợng thể tích của viên gạch sau khi tạo hình :

0

 =

00152 ,

0

74 , 1

= 1144,7 ( kg/m3)

II Biện luận thiết kế công nghệ bán khô

1 Lựa chọn phơng án sản xuất.

Sản xuất các loại gốm thô nói chung và gạch xốp nhẹ nói riêng gồm các công

đoạn : khai thác, gia công cơ giới và tạo hình sản phẩm sấy nung

Nhợc điểm chính của phơng pháp này là có độ co khi sấy và khi nung lớn, do

đó ảnh hởng không tốt đến kích thớc sản phẩm và hình dạng chính xác của sảnphẩm Độ ẩm tạo hình cao nên quá trình sấy lâu làm tăng giá thành sản phẩm, giảmchất lợng sản phẩm, viên gạch mộc quá mềm nên dễ biến dạng gây khó khăn choviệc sấy trên goòng của lò sấy Tuynen

- Phơng pháp bán khô

Phơng pháp này cho ta kích thớc và hình dạng của sản phẩm chính xác Sảnphẩm ít co sấy và nung cho độ bền nhiệt cao Cho phép rút ngắn thời gian sấy cho

phép sử dụng cả nguyên liệu dẻo và không dẻo Cờng độ viên mộc cao, có thể chophép cơ giới hoá khâu thao tác đa gạch vagông vào lò sấy.

Nhợc điểm của phơng pháp này là: độ ẩm tạo hình 7->11%, nh vậy độ dínhkết của đất sét không cao bằng phơng pháp dẻo Do đó để tạo hình tốt cần gia côngnguyên liệu rất kỹ càng và thận trọng, khi tạo hình đòi hỏi phảI nén dới áp lực cao,vốn đầu t cho thiết bị lớn

Qua phân tích nh trên, dựa vào thành phần phối liệu( đất sét, tro nhiệt điện,mùn ca) chọn phơng án tạo hình theo phơng pháp bán khô để sản xuất gạch xốpnhẹ

1.2 Lựa chọn phơng pháp gia công nguyên liệu cho phơng pháp tạo hình bán khô.

Thực hiện công đoạn gia công đất sét nhằm mục đích tạo cho sản phẩm chếtạo đảm bảo chất lợng yêu cầu Muốn vậy, cần loại bỏ từ đất sét các tạp chất phá vỡcấu trúc tự nhiên của chúng để chế tạo hỗn hợp phối liệu: đồng nhất theo thànhphần, độ ẩm cấu trúc và cho phép hỗn hợp có khả năng tạo hình

Hiện nay ngời ta thờng gia công cơ giới nguyên liệu bằng 3 phơng pháp:

ph-ơng pháp dẻo, phph-ơng pháp bán khô và phph-ơng pháp ớt Tuy nhiên phph-ơng pháp ớtkhông sử dụng trong sản xuất gạch xây Do đó chỉ lựa chọn giữa phơng pháp dẻo vàphơng pháp bán khô

Sản phẩm đợc tạo hình theo phơng pháp bán khô Vởy chọn phơng pháp giacông nguyên liệu theo phơng pháp bán khô

2 lập dây chuyền công nghệ

Thiết lập sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất gạch xốp nhẹ theo phơngpháp bán khô

2 Năng suất tại bãi thành phẩm

Hao hụt tại bãi thành phẩm : 0,2% ( Tính theo đơn vị viên)

N1= N0 1001000,2

 = 20.040.080 ( viên/năm)

G1 = N1 gsp = 20.040.080 1,11 = 22.244.489 (kg/năm)

V1 = N1 Vsp = 27.775,55 ( m3/năm )

3 Năng suất vào lò sấy nung liên hợp.

Hoa hụt trong quá trình sấy nung liên hợp : 5%

N2= N1

5 100

100

 100

100

 = 21.525.328 (viên/năm)

G3= N3  gtaohinh = 37.454.070,72 (kg/năm)

5 Năng suất tại băng tải số 5

Hao hụt tại băng tảI là 0,5%

N4 = N3 1001000,5

 = 21.633.495 (viên/năm)

G4 = N4  gtaohinh = 37.642.281,3 (kg/năm)

V4 = N4  Vtaohinh = 32.882,91 ( m3/n¨m)

6 N¨ng suÊt t¹i m¸y t¹o h×nh

Hao hôt t¹i m¸y t¹o h×nh lµ 4%

N5= N4 

4 100

100

 = 22.534.891 ( viªn /n¨m )

G5= N5  gtaohinh= 39.210.710,34 ( kg/n¨m)

V5= N5  Vtaohinh= 34.253.03 ( m3/n¨m)

7 N¨ng suÊt ®a vµo m¸y t¹o h×nh.

TÝnh hÖ sè Ðp chÆt cña m¸y t¹o h×nh : k

 taohinh= 1.144,7 (kg/ m3)Khèi lîng thÓ tÝch cña bét phèi liÖu

7 , 1144

= 2,08

G6= G5= 39.210.710,34 ( kg/n¨m)

V6= V5  k= 34.253,03 2,08= 71.289,9 ( m3/n¨m)

8 N¨ng suÊt t¹i bunke cung cÊp liÖu cho m¸y Ðp sè 5

Hao hôt t¹i bunke lµ 0,2% ( theo khèi lîng )

9 N¨ng suÊt t¹i gÇu n©ng sè 3

Hao hôt t¹i gÇu n©ng lµ 0,5%

10 Năng suất tại máy trộn hai trục số 2

Hao hụt tại máy trộn hai trục là 0,5%

Phối liệu dùng để sản xuất có thành phần phối liệu nh sau:

Đất sét : Tro nhiệt điện : Mùn ca = 60:16:24

Lợng đất sét ( ở độ ẩm w=0) trong phối liệu

GTro2= GTro1 

5 100

100

 = 6.082.271,15 (kg/năm)Lợng mùn ca ở độ ẩm 1%

GMC2= GMC1 

1 100

Phần trăm đất sét ở độ ẩm 5% trong phối liệu

% Đất sét (w=5%) =

MC Tro ds

ds G G G

Tro G G G

15 , 271 082 6

MC G G G

G



 = 22.808.516,8 86..754082..784271,,1523 8.754.784,23

Phối liệu khô có khối lợng thể tích 520 kg/m3

Thể tích phối liệu khô đa vào máy trộn hai trục số 2

11 Năng suất tại bunke ủ phối liệu khô số 4

Hao hụt tại bunke ủ là 0,1%

12 Năng suất tại gầu nâng số 2

Hao hụt tại gầu nâng là 0,5%

13 Năng suất tại máy trộn hai trục số 1 (trộn phối liệu khô)

Hao hụt tại máy trộn hai trục là 0,5%

14 Năng suất tại thiết bị định lợng theo trọng lợng

Hao hụt tại thiết bị định lợng là 0,1%

Tính khối lợng đất sét ,tro, mùn ca có trong phối liệu

Phối liệu có tỷ lệ thành phần nh sau:

ĐS(w=5%) :Tro(w=5%) : MC (w=1%) = 60,59 : 16,16 : 23,25Lợng đất sét (ở độ ẩm w=5%) trong thiết bị định lợng là

100

59 , 60

G14= 23.085.416,64 (kg/năm)

Khối lợng thể tích của bột đất sét ở độ ẩm bằng 5% là 820 kg/m3

 Vds1=

820

1

ds G

=44.292,45 (m3/năm )

III.1 Tính cân bằng vật chất cho tuyến gia công dất sét.

1 Năng suất tại bun Ke chứa bột đất sét số 3

Hao hụt tại bun Ke chứa là 0,1 %

1

ds

ds ds

G V

2 Năng suất tại thiết bị sàng phân loại số 1.

Hao hụt tại thiết bị sàng là 1%

Giả sử tại sàng số 1 có 70% lợng đất sét lọt sàng còn 30% lợng đất sétkhông lọt sàng

16 , 635 345 33 1 100

100 70

3

ds

ds ds

G V

3 Năng suất tại gầu nâng số 1

Hao hụt tại gầu nâng là 0,5%

16 , 201 513 33 5 , 0 100

100 3

4

ds

ds ds

G V

4 N¨ng suÊt t¹i bun Ke cÊp liÖu cho m¸y nghiÒn l« x« Hao hôt t¹i bun Ke cÊp liÖu lµ 0,3 %.

49 , 9873962 100

3 , 0 100 '

' 2 '

ds

ds ds

G V

5 N¨ng suÊt t¹i m¸y nghiÒn l« x«.

Hao hôt t¹i m¸y nghiÒn l« x« lµ 1%

86 , 222 775 9 100

1 100 '

' 3 '

ds

ds ds

G V

 (m3/n¨m )

6 N¨ng suÊt b¨ng t¶i sè 4.

Hao hôt t¹i b¨ng t¶I lµ 0,2%

42 , 672 755 9 100

2 , 0 100 '

' 4 '

ds

ds ds

G V

7 N¨ng suÊt t¹i bun ke bèc Èm sè 2.

Hao hôt t¹i bun ken bèc Èm lµ 0,1%

1 , 0 100

100 )

4 4 5

5 

ds

6 , 001 29

5

ds

ds ds

G G

8 N¨ng suÊt t¹i b¨ng t¶i nghiªng sè

Hao hôt t¹i b¨ng t¶I sè lµ 0,2%

968 828 23 2 , 0 100

100 5

6

ds

ds ds

G V

9 N¨ng suÊt t¹i thiÕt bÞ sÊy thïng quay

Hao hôt t¹i thiÕt bÞ sÊy thïng quay lµ 2%

46 , 273 315 24 2 100

100 6

7

ds

ds ds

G V

5 100 7

8

ds

ds ds

G V

10 N¨ng suÊt t¹i bunke cÊp liÖu sè1

Hao hôt t¹i bunke cÊp liÖu lµ 0,1%

52 , 290 903 28 1 , 0 100

100 8

9

ds

ds ds

G V

11 N¨ng suÊt t¹i b¨ntg t¶i nghiªng sè 1

Hao hôt t¹i b¨ng t¶i nghiªng lµ 0,2%

95 , 212 961 28 2 , 0 100

100 9

10

ds

ds ds

G V

12 N¨ng suÊt t¹i m¸y ®Ëp th«

Hao hôt t¹i m¸y ®Ëp th« lµ 0,5%

68 , 746 106 29 5 , 0 100

100 10

13 Năng suất tại máy tiếp liệu hình hộp

Hao hụt tại máy tiếp liệu hình hộp là 0,2%

84 , 076 165 29 2 , 0 100

100 11

12

ds

ds ds

G V

14 Năng suất tại kho đất sét

Hao hụt tại kho là 1%

57 , 673 459 29 1 100

100 12

13

ds

ds ds

G V

III.2 Tính cân bằng vật chất cho tuyến gia công Tro nhiệt điện

1 Năng suất tại bunke chứa tro nhiệt điện

Hao hụt tại bunke chứa là 0,1%

100 1

100



72 , 217 8

2

Tro

Tro Tro

G V

2 Năng suất tại thiết bị sàng phân loại số 2

Hao hụt tại thiết bị sàng phân loại là 1%

Giả sử có 90% lợng tro lọt sàng

2 , 273 917 6 1 100

100 90