Thiết kế nhà máy sản xuất gạch lát nền 10 triệu viên.năm (thuyết minh+bản vẽ)

Phần I:Biện luận đề tàiLựa chọn địa điểm đặt nhà máyThuyết minh dây chuyền công nghệPhần II:Tính toán cân bằng vật chấtPhần III:Tính và lựa chọn thiết bịTính kho nguyên liệuTính toán băng tảiTính toán kho ủ Galet

MUÏC LUÏC

Phaàn I:

- Thuyeát minh daây chuyeàn coâng ngheä Trang 8Phaàn II:

Phaàn III:

LỜI MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang trong thời kì công nghiệp hoá – hiện đại hoá Do vậy mà yêu cầuđòi hỏi về xây dựng ngày càng cao Bên cạnh những loại vật liệu mà người ta hay nhắc đến như Bêtông do nó có vai trò vừa tạo dáng vừa chịu lực cho công trình, ta khong thể khong nhắc đến các sản phẩm về gốm xây dựng Gốm xây dựng có vai trò quan trọng khong kém gì so với bêtông Nó vừa tạo dáng cho công trình ( gạch 4 lỗ ), vừa đáp ứng cho sinh hoạt hằng ngày của con người ( sản phẩm sứ vệ sinh ), vừa tạo mỹ quan cho công trình xây dựng ( gạch lát nền tráng men và không tráng men, gạch ốp tường ), …

Dựa vào đó ta có thể thấy ngành sản xuất gốm xây dựng quan trọng như thế nào trong ngành xây dựng Do vậy để đáp ứng nhu cầu trên thì ngành sản xuất gốm xây dựng đòi hỏi phải được phát triển mạnh mẽ và sản xuất ra hàng loạt

Nhưng để sản xuất nhiều và chất lượng đủ đáp ứng cho yêu cầu của con người thì đòi hỏi phải có những những cán bộ, kỹ sư chuyên ngành về gốm xây dựng

Là kỹ sư vật liệu xây dựng tương lai, em mong rằng có thể góp 1 ít kiến thức của mình vào lĩnh vực gốm xây dựng nói riêng và ngành xây dựng nói chung

Qua đây em xin chân thành cám ơn thầy Ths Lê Anh Tuấn đã cung cấp cho em những kiến thức mà nó có thể là hành trang cho em trong quá trình làm việc sau này Cám ơn thầy đã tận tình hướng dẫn cho em giúp em hoàn thành đồ án này

Ngày 16/5/2005

Phaăn I:

TOƠNG QUAN

I BIEÔN LUAÔN ÑEĂ TAØI:

I.1 MOÔT SOÂ ÑAỊC ÑIEƠM VEĂ TÌNH HÌNH HIEÔN NAY CỤA NGAØNH GOÂM XAĐY DÖÏNG ÔÛ NÖÔÙC TA:

Ngaønh goâm söù noùi chung vaø ngaønh goâm söù xađy döïng noùi rieđng laø 1 ngaønh ngheă ñaõ ñöôïc phaùt trieơn töø raât lađu ñôøi nhaât ( khoạng 4000 naím tröôùc cođng nguyeđn ) Goâm söùbaĩt nguoăn töø vuøng Trung AÙ, nhöng lái phaùt trieơn raât mánh ôû Trung Quoâc Trong ñoù ñoă goâm laø ñöôïc phaùt trieơn mánh nhaât

Tái Vieôt Nam, goâm phaùt trieơn töø khoạng 2000 naím trôû lái ñađy Ñaịc bieôt laø coù 2 laøng goâm noơi tieâng nhö: Baùt Traøng vaø Höng Canh

Ngaønh goâm söù ñöôïc phaùt trieơn töø thụ cođng cho ñeân hieôn ñái, töø nhöõng cô sôû sạn xuaât nhoû mang tính chaât truyeăn thoâng ñeân nhöõng nhaø maùy raât lôùn ñöôïc trang bò nhöõng thieât bò hieôn ñái Ñoâi vôùi cođng nghieôp sạn xuaât goâm xađy döïng, trong nhöõng naím gaăn ñađy ñaõ ñöôïc chuù tróng vaø phaùt trieơn raât mánh meõ, trong ñoù ñieơn hình laø gách men, gách ceramic, söù veô sinh, caùc loái gách, ngoùi ñaõ töøng böôùc ñaùp öùng ñöôïc nhu caău söû dúng ôû trong vaø ngoaøi nöôùc vaø ngaøy caøng phaùt trieơn cạ veă soâ löôïng laên chaât löôïng Cho ñeân nay coù theơ noùi ngaønh goâm söù xađy döïng ôû Vieôt Nam ñaõ coù theơ cung caâp cho toaøn boô quaù trình xađy döïng ôû trong nöôùc, ñođi khi cuõng daên ñeân tình tráng cung lôùnhôn caău Tuy nhieđn ñoù chư môùi laø nhöõng bieơu hieôn tám thôøi, vì theo nhöõng döï baùo cụa chính phụ trong nhöõng naím saĩp tôùi, seõ coù nhöõng thieâu hút lôùn do nhu caău xađy döïng ngaøy caøng taíng cụa xaõ hoôi, vì vaôy ngaønh vaôt lieôu xađy döïng noùi chung vaø ngaønh goâm noùi rieđng caăn phại ñaơy nhanh hôn nöõa tieân ñoô phaùt trieơn ñeơ coù theơ phúc vú nhu caău cụa xaõ hoôi trong nhöõng naím saĩp tôùi

Nhìn chung söï phaùt trieơn cụa ngaønh sạn xuaât goâm xađy döïng trong nhöõng giaiñoán tröôùc ñađy coøn raât hán cheẫ do nhöõng yeâu toâ nhö : söï baât caôp trong cô cheâ cụa neănkinh teâ, söï phaùt trieơn khođng ñoăng deău vôùi ngaønh cô khí cheâ táo maùy, ngaønh hoùa hócv.v Tuy nhieđn cho ñeân nhöõng naím gaăn ñađy söï phaùt trieơn cụa ngaønh sạn xuaât goâmxađy döïng môùi thaôt söï buøng noơ vaø phaùt trieơn mánh meõ khi neăn kinh teâ nöôùc ta chuyeơnsang cô cheâ thò tröôøng, ñôøi soâng nhađn dađn ñöôc nađng leđn raât cao, daên ñeân nhu caău xađydöïng cuõng taíng nhanh Ñaịc bieôt laø khi chụ tröông cụa nhaø nöôùc cho pheùp ñaơy mánhñaău tö xađy döïng trong caùc cođng trình coù tính chaât thôøi ñái: khu cođng nghieôp, khu cheẫxuaât, cúm xí nghieôp, nhöõng toøa cao oâc chóc trôøi, phaùt trieơn mánh meõ,töø ñoù daơn ñeân

nhu cầu về vật liệu xây dựng tăng lên rất nhanh, trong đó gốm xây dựng là 1 bộ phậntrọng điểm không thể thiếu được Do đó ngành sản xuất gốm xây dựng bắt buộc phảiđẩy nhanh sự phát triển về mọi mặt để theo kịp với tình hình thực tế Ngoài ra, songsong với sự tăng lên không ngừng nhu cầu của thị trường tiêu thụ là sự tiếp thu rấtnhanh chóng những thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến trên thế giới của đội ngũcán bộ khoa học kỹ thuật nước ta trong lĩnh vực sản xuất gốm xây dựng Hai yếu tố đãthực sự là tiền đề thúc đẩy sự phát triển về mọi mặt của ngành gốm xây dựng, các sảnphẩm gốm ngày càng được nâng cao về mặt chất lượng, đa dạng về chủng loại, mẫumã.

I.2 NHU CẦU VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG NHỮNG NĂM SẮP TỚI

Theo những số liệu điều tra chính phủ cho thấy tốc độ tăng trưởng của côngnghiệp vật liệu xây dựng nói chung và ngành sản xuất gốm xây dựng nói riêng liêntục tăng mạnh từ 1991 đến 1997 (tốc độ phát triển 15- 18% ) Cho đến năm 1998 doảnh hưởng của cuộc khủng hoảng tài chính tiền tệ trong khu vực, cho nên tốc độ tăngtrưởng có giảm đi chút ít nhưng vẫn đạt tỷ lệ khá cao: 1999 tăng 16.2%; 2000 tăng16.5%, và sự tăng trưởng này tiếp tục phát triển trong những năm sắp tới

Để lập phương án qui hoạch định hướng phát triển công nghiệp vật liệu xây dựng

ở nước ta đến 2020, bộ xây dựng đã tiến hành những nghiên cứu về tình hình tiêu thụvật liệu xây dựng, qua đó dự báo nhu cầu tiêu thụ đến 2010 và 2020 như sau:

Chủng loại Đơn vị sản phẩm Năm 2000 Năm 2005 Năm 2010 Năm 2020

Xi măng Triệu tấn 15.59 23.04 34.34 53-54Gạch xây Tỷ viên 8.79 10.94 13.07 15-16Vật liệu lợp Triệu m2 66 85 98 118-120Đá xây dựng Triệu m2 20.2 25 30 42-43Cát xây dựng Triệu m2 17.5 25.7 32.8 44-45Gạch ốp, lát Triệu m2 42 62 75 95-100Sứ vệ sinh Triệu sp 2.3 29 3.5 4.9-5Kính xây dựng Triệu m2 32.8 40 60.8 85-90Gạch chịu lửa Nghìn tấn 57.5 86.0 115.5 160-165Đá ốp, lát Triệu m2 1.26 1.5 2.0 2.2-2.5

I.3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SẢN PHẨM

Qua những thống kê như trên của chính phủ ta thấy nhu cầu tiêu thụ các loạigạch lát nền trong vòng 5 năm tới sẽ tăng lên rất nhanh, như vậy cần thiết phải bổsung nguồn cung cấp để có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng của xã hội Do đó trongphạm vi đồ án môn học này, chúng ta thiết kế nhà máy sản xuất các loại gạch lát nền,cụ thể với công suất 10 triệu viên/năm

II LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY

II.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY

Địa điểm xây dựng công trình đã được xác định rõ trong bản đồ quy hoạch chitiết Đó là khu đất rộng khoảng 2 ha nằm trong khu công nghiệp Sóng Thần II, phíaĐông đường sắt huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương

II.2 CÁC ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN CỦA KHU VỰC

II.2.1 Đặc Điểm Khí Hậu :

- Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa

- Nhiệt độ bình quân trong ngày khoảng 27°C

- Lượng mưa trung bình hằng năm 2.177mm

- Hướng gió chính Tây Nam, vận tốc trung bình 2.15m/s

II.2.2 Đặc Điểm Địa Hình :

Khu vực xây dựng nhà máy có địa hình bằng phẳng, độ dốc địa hình <1% theohướng Đông Bắc-Tây Nam Cao độ thấp nhất bằng 28.00m Cao độ cao nhất bằng34.00m

II.2.3 Đặc Điểm Địa Chất :

Đất ở khu vực này thuộc loại đất Sialit Feralit nâu vàng phát triển trên nền phù

sa cũ (đây là loại đất khá tốt rất thích hợp cho việc xây dựng, ít tốn kém cho việc giacố nền móng) Cường độ chịu nén của đất nền > 2kg/cm2

Mặt nước ngầm khai thác có độ sâu 30 - 39m cách mặt đất Chiều dày tầngchứa nước 20 - 30m, chất lượng tốt, không nhiễm phèn, không nhiễm mặn Lưu lượngkhai thác 5 - 60m3/h

II.2.4 Hiện Trạng Mạng Lưới Hạ Tầng Kỹ Thuật:

Giao thông : khu vực nghiên cứu có một trục đường chính bao quanh khu đất làđường Bình Đường, lộ giới 17m

Hệ thống cấp điện, cấp nước, thoát nước được sử dụng chung vào mạng lướicủa khu công nghiệp Sóng Thần đã được thiết lập trước đó.

II.2.5 Hiện Trạng Kiến Trúc :

Khu vực xây dựng công trình đã được công ty TMXNK Thành Lễ hoàn tất việcđền bù, di dời và các khiếu nại của người dân tại địa phương, mặt bằng đã được giảiphóng100%

II.3 ƯU ĐIỂM VÀ TÍNH HỢÏP LÝ CỦA ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG

Do mức độ công nghiệp hóa ngày càng cao và mức độ đầu tư xây dựng vào các

công trình trọng điểm ngày càng tăng nhanh ở tỉnh Bình Dương Đồng thời tỉnh cónhững chủ trương rất thoáng thu hút nhiều nguồn lực nhằm đẩy nhanh tốc độ pháttriển kinh tế của tỉnh Cho nên kéo theo sự đẩy nhanh tiến độ phát triển trong ngànhvật liệu xây dựng, trong đó ngành gốm xây dựng là 1 trong những xu hướng phát triểntrọng điểm, vì tỉnh Bình Dương là nơi có truyền thống rất lâu đời về ngành gốm sứ,nên việc xây dựng nhà máy sản xuất gạch ở tỉnh Bình Dương là rất thích hợp, cầnthiết và kịp thời

Đồng thời, như ta đã biết tỉnh Bình Dương là nơi có nguồn tài nguyên rất dồidào, đặc biệt là những mỏ đất sét lộ thiên có trữ lượng rất lớn, đủ để cung cấp chongành sản xuất vật liệu xây dựng, các loại gốm sứ trong thời gian 50 năm Tóm lại,việc thành lập nhà máy sẽ tận dụng nguồn tài nguyên dồi dào của tỉnh, đồng thời cóthể giải quyết một lượng lớn lao động của tỉnh và những vùng lân cận

Tỉnh Bình Dương là 1 tỉnh thuộc miền Đông Nam Bộ, là nơi có tốc độ pháttriển xây dựng ồ ạt, đặc biệt là trong ngành gốm sứ, gốm xây dựng, nên rất thuận lợitrong quá trình tiêu thụ sản phẩm Sản phẩm được tiêu thụ chủ yếu trong khu vựcmiền Đông Nam Bộ, Thành Phố Hồ Chí Minh và khu vưcï Đồng Bằng Sông CửuLong.Với hệ thống giao thông hiện nay của tỉnh, có thể đảm bảo tạo điều kiện rấtthuận lợi cho vận chuyển sản phẩm đến khu vực tiêu thụ

• Ưu điểm của vị trí đặt nhà máy:

Địa điểm đặt nhà máy nằm trong khu vực có hệ thống giao thông rất tốt, thuậnlợi vận chuyển nguyên vật liệu lẫn tiêu thụ sản phẩm

Nằm trong khu vực có tình hình đia chất thủy văn khá tốt rất ít ảnh hưởng đếnquá trình sản xuất của nhà máy Cường độ đất nền khá tốt, có thể thiết kế nhữngphương án móng đơn giản

Nằm trong khu công nghiệp nên có thể tận dụng ngay hệ thống cung cấp điện,hệ thống cấp thoát nước cũng như những hệ thống xử lý nước thải, khí thải trước thoát

ra môi trường xung quanh

Nằm tách biệt với khu vực dân cư, không tạo ra ô nhiễm đối với dân chúng

CÁT NGHIỀN MỊN

KHO

MÁY TIẾP LIỆU HỘP MÁY NGHIỀN BÁNH XE MÁY NGHIỀN 2 TRỤC THÔ MÁY NGHIỀN 2 TRỤC MỊN MÁY NHÀO TRỘN 2 TRỤC MÁY ÉP LENTÔ CHÂN KHÔNG MÁY ÉP GALLET

NƯỚC

ĐẤT SÉT KHO

SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

III THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

- Kho ủ ngoài trời: dùng để dự trử đất sét vừa mới khai thác về, thời gian ủ đất sét là

60 ngày, vì đất sét càng ngâm ủ càng lâu càng tốt, do các thành phần chưa phong hoá sẽ có thời gian phong hoá hết Lúc đó độ ẩm phân hoá đồng đều hơn, làm cho độ dẻo đất sét càng tăng Phải kiểm tra thành phần hoá của phối liệu 15 ngày /1 lần

- Kho ủ đất sét kín :dùng để dự trử trong 7 ngày làm cho đất sét tăng tính đồng nhấthơn và để đảm bảo lượng nguyên liệu cho công nghệ sản xuất

- Đối với gạch lát nền không tráng men thì nguyên liệu để sản xuất chủ yếu là đất sét dể chảy và nguyên liệu gầy Sau khi được ủ, đưa vào máy tiếp liệu hộp Máy tiếp liệu hộp có nhiệm vụ tiếp liệu định lượng và đập sơ bộ phối liệu ( cân theo thể tích ) để đưa sang máy nghiền bánh xe bằng băng tải số 1

- Sau đó phối liệu tiếp tục được đưa sang máy nghiền 2 trục thô bằng băng tải số 3 Tại đây cấu trúc tự nhiên của nguyên liệu sét chưa bị phá vở (kích thước ra khỏi máy khoảng 2 mm ).Do đó ta lại tiếp tục cho phối liệu vào máy nghiền 2 trục mịn, ở đây cấu trúc tự nhiên của nguyên liệu sét bị phá vỡ gần như là hoàn toàn Do vậy kích thước hạt phối liệu sau khi qua máy nghiền 2 trục mịn đã đạt yêu cầu, nên ta không cần cho qua thiết bị nghiền nào nữa

- Để trộn đồng đều các cấu tử của phối liệu và làm ẩm nó người ta cho phối liệu vào máy nhào trộn 2 trục bằng băng tải số 4.Ở đây vật liệu được trộn đều nhờ các cánh xẻng gắn trên trục, điều chỉnh góc nghiêng của cánh xẻng sẽ làm thay đổi vận tốc chuyển động của vật liệu và thời gian lưu vật liệu trong máy trộn , thường thì thời gian này từ 2 đến3 phút, vận tốc di chuyển vào khoảng 1.3 đến 1.4 m/s, năng suất củamáy trộn thì tuỳ thuộc vào năng suất yêu cầu của nhà máy mà ta lựa chọn ( tính toán cân bằng vật chất ).Việc sử dụng máy trộn cho thấy rằng nó không những làm cho việc gia công được tốt hơn mà còn loại bỏ các tạp chất lẫn vào

- Do nguyên liệu mới khai thác có độ ẩm là 15%, mà yêu cầu độ ẩm khi tạo hình là 20%, cho nên ta chọn phương pháp tạo hình dẻo.Ý nghĩa của việc tạo hình dẻo là tạo cho bán thành phẩm có một hình dạng, kích thước, một độ đặc và độ bền cần thiết saukhi tạo hình Việc tạo hình dẻo đối với gạch lát nền không tráng men được thực hiện nhờ băng tải số 5 chuyển phối liệu vào máy ép lento có bơm hút chân không Sản phẩm ra khỏi máy ép lento có hình dạng viên galet, có độ ẩm từ 12 đến 14% ( theo phương pháp dẻo )

- Viên galet được chuyển vào kho ủ để độ ẩm đồng đều hơn, sau đó nó được chuyển đến máy ép dập viên ( máy ép galet ) để tạo hình dạng viên gạch, và đó cũng là hình dạng sau cùng của sản phẩm

Phần 2:

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT

- Công suất của nhà máy: 10 triệu viên/năm

- Gạch 300x300 chiếm 70% công suất

- Gạch 400x400 chiếm 30% công suất

- Độ ẩm tự nhiên của nguyên liệu:15%

- Độ ẩm tạo hình: 20%

- Các thông số kỹ thuật của 2 loại gạch:

Kích thước

gạch

Trọng lượng / viên

Độ hút nước

Chiều dài

Chiều rộng

Chiều cao

Số gạch / m 2

300 x 300 3200 12 300 300 25 11

400 x 400 3800 12 400 400 30 9

I Chế độ làm việc của nhà máy:

- Số ngày làm việc trong 1 năm là: 365 ngày

- Số ngày nghỉ ca 3, ngày lễ và chủ nhật:70 ngày

- Số ngày nghỉ để tu dưỡng và sửa chữa thiết bị: 10 ngày

Vậy: số ngày mà phân xưởng gia công làm việc trong 1 năm:

365 – (70 + 10) = 285 ngày

- Số ca mà phân xưởng gia công làm việc trong 1 ngày: 2 ca

- Số giờ mà phân xưởng gia công làm việc trong 1 ca: 8 giờ

II Tính toán CBVC:

II.1 Cân bằng theo số lượng:

- Năng suất của gạch loại i sản xuất trong 1 năm có kể đến hao hụt:

100

)100(

*0

h P

P

- Theo ca:

3 4

P

P = ( viên/giờ )S

T

T Công nghệ sản xuất

W(%)

H(%) Viên/năm Viên/thg Viên/ng Viên/ca Viên/h

4 Máy nghiền 2 trục thô 20 0.2 7014000 584500 24610 12305 1538

5 Máy nghiền 2 trục mịn 20 0.25 7017500 584792 24623 12311 1539

6 Máy nhào trộn 2 trục 20 0.25 7017500 584792 24623 12311 1539

7 Máy ép lento chân ko 20 0.25 7017500 584792 24623 12311 1539

Đối với sản phẩm gạch 300 x 300 :

S

T

T Công nghệ sản xuất (%)W (%) Viên/năm Viên/thgH Viên/ng Viên/ca Viên/h

Đối với sản phẩm gạch 400 x 400 :

II.2 Cân bằng theo khối lượng:

- Khối lượng nguyên liệu nhà máy cần để sản xuất trong 1 năm:

)1(

M

M = ( Tấn/giờ )( Xem bảng tóm tắt sau )

Phần 3:

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

I Tính và lựa chọn thiết bị:

I.1 Biện luận lựa chọn thiết bị:

Đất sét sau khi được khai thác ta đem về kho ủ ngoài trời trong 60 ngày để cho các thành phần chưa phong hoá có đủ thời gian phong hoá hết Điều này giúp cho thành phần phối liệu trở nên đồng nhất hơn Nhưng lúc này đất sét sẽ đóng thành từngcục.Do đó ta phải dùng thiết bị đập sơ bộ để cho cục đất sét tơi trước khi cho vào các máy nghiền

Vì vậy ta chọn thiết bị tiếp liệu hộp vì nó có chức năng vừa định lượng vừa đậpthô cục vật liệu

Sau khi đập sơ bộ sở dĩ cho qua máy nghiền bánh xe trước là vì kích thước vào máy là 40mm, ra khỏi máy là 5mm Tiếp đến là cho qua máy nghiền 2 trục thô, kích thước ra khỏi máy là khoảng 2 mm Như ta đã biết là sản phẩm gạch sẽ không tốt nếukích thước hạt phối liệu nằm trong khoảng 0.05 ÷ 0.005 mm Do đó ta buộc phải cho hỗn hợp phối liệu qua máy nghiền 2 trục mịn vì kích thươc ra khỏi máy là khoảng 2 micrô mét Và tiếp đến là để cho hỗn hợp phối liệu đồng nhất ta chọn máy nhào trộn

2 trục, và để tạo hình sản phẩm ta chọn máy ép lento chân không và máy ép galet

I.2 Các thông số kỹ thuật của máy:

I.2.1 Máy tiếp liệu hộp:

- Với năng suất đã tính toán theo cân bằng vật chất là: 7.96 m3/h ta chọn 1 máy CM25 có các thông số kỹ thuật: ( 1 )

+ Khoảng cách giữa 2 puli: 3500 mm

+ Chiều rộng băng: 900 mm

+ Tốc độ chuyển động của băng: 0.02 ÷ 0.08 m/s

+ Năng suất: đến 48 m 3 /h

+ Công suất động cơ: 2.20 kw

+ Số vòng quay của trục với thanh đập: 100 ( vòng/phút )

+ Kích thước biên:

• Dài: 4200 mm

• Rộng: 2085 mm

• Cao: 1240 mm+ Trọng lượng: 2800 kg

+ Số vòng quay của puli trong phút: 200