Thiết Kế Nhà Máy Sản Xuất Vật Liệu Chịu Lửa Đinát Năng Suất Nhà Máy Là 10000 Tấn Năm

Mở đầu: Công nghiệp vật liệu chịu lửaVLCL là ngành sản xuất vật liệu sử dụng ở nhiệt độ cao, dùng để xây các loại lò nung nh: nung gốm sứ, nung vật liệu chịulửa, nung clinke, lò nấu thu

bộ giáo dục và đào tạo cộng hòa xã hội chủ nghĩa việt nam trờng đại học bách khoa hà nội Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Duy Quân

3 Nội dung các phần thuyết minh, tính toán:

- Biện luận đề tài thiết kế

- Tính toán phối liệu

- Lựa chọn dây chuyền sản xuất và tính cân bằng vật chất

- Tính nhiệt kỹ thuật

- Tính toán thiết bị phụ trợ lò nung

- Tính xây dựng, điện và kinh tế

Đồ án tốt nghiệp

Mục Lục.

Chơng I 5

Mở đầu, biện luận đề tài thiết kế 5

I Mở đầu: 5

II Lịch sử phát triển và tình hình sản xuất của ngành: 5

III Dự báo nhu cầu sử dụng VLCL của Việt nam trong những năm tới: 7

Chủng loại 7

VLCL 7

IV Cơ sở lý hóa của sản phẩm chịu lửa Đinát 8

V Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy: 11

1 Điều kiện tự nhiên: 11

3 Điều kiện giao thông vận tải: 12

4 Hệ thống điên: 13

5 Điều kiện cấp thoát nớc và xử lý chất thải: 13

6 Hệ thống thông tin liên lạc: 13

7 Hệ thống thống phòng cháy chữa cháy: 13

8 Điều kiện cung cấp nguyên liệu: 13

9 Điều kiện tiêu thụ sản phẩm: 13

CHƯƠNG II 14

Phần kỹ thuật sản xuất 14

I Lựa chọn sản phẩm,dây chuyền công nghệ và thuyêt minh dây chuyền 14 1 Chọn sản phẩm: 14

2 Giới thiệu chỉ tiêu chất lợng sản phẩm: 15

3.Sơ đồ dây chuyền công nghệ 17

Thuyết minh dây chuyền công nghệ 18

II.Lựa chọn nguyên liệu 19

1 Quarzit Thanh thuỷ _Phú thọ 19

2.Đá vôi _Hà Đông 19

`` 3.Vẩy sắt 20

III.Bài phối liệu 20

IV.Tính cân bằng vật chất 21

V- Lựa chọn thiết bị trong nhà máy 23

VI.Phần thiết kế lò 29

1 Xác định các kích thớc của lò và goòng lò: 29

2.Chọn vòm cong 30

VII Đờng cong nung và xác định chiều dài các zôn dựa vào đờng cong nung 31

1.Đờng cong nung gạch Dinat: 31

2.Bảng tính chiều dài các zone: 32

VIII.Lựa chọn vật liệu xây lò 32

1 Các thông số vật lý của VLCL xây lò 32

2 Chọn vật liệu xây các zôn 32

IX Tính khối lợng các lớp vật liệu cho Goòng 35

Chơng III: Tính toán nhiệt kỹ thuật 36

i Tính toán quá trình cháy 36

1 Chọn nhiên liệu 36

Thành phần làm việc cuẩ dầu:DO 36

2.Tính nhiệt sinh của nhiên liệu 36

3.Tính toán lợng không khí cần cho quá trình cháy 37

4 Tính toán nhiệt đốt nóng sơ bộ cho quá trình cháy: 40

4.1.Xác định nhiệt độ cháy calo của nhiên liệu 40

4.2 Tính hàm nhiệt của sản phẩm cháy Qc ứng với tc 40

II.Tính toán cân bằng nhiệt cho zôn đốt nóng và zôn nung 41

1 Các khoản nhiệt thu: 41

1.1 Nhiệt cháy của nhiên liệu Q1a: 41

1 2.Nhiệt lý học của nhiên liệu Q2a 41

3 Nhiệt lý học của không khí cần cho sự cháy Q2a 42

4.Nhiệt lý học của không khí lọt vào zôn đốt nóng và zôn nung Q4a 42 5 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q5a 42

6.Nhiệt mang vào do goòng Q6a 43

2.Các khoản nhiệt chi 43

1.Nhiệt bốc hơi nớc lý học Q1b 43

2 Nhiệt đốt nóng hơi nớc đến nhiệt độ khí thải ra lò Q2b 44

3 Nhiệt cần để đốt nóng sản phẩm đến nhiệt độ nung 44

4 Nhiệt tổn thất theo khí thải Q4b 44

5 Tổn thất nhiệt ra môi trờng xung quanh 45

5.1 Giai đoạn 25  6500C: 46

5.2 Giai đoạn 650  1200 0C 49

5.3 Giai đoạn 1200  14300C 51

5.4 Giai đoạn lu ở 14300C 53

6 Nhiệt tích luỹ ở nền goòng và nhiệt tổn thất qua mặt dới goòng 56

a.Nhiệt tích luỹ ở nền goòng Qtl 56

- Giai đoạn 650  12000C đối với goòng lò: 57

- Giai đoạn 1200  14300C đối với goòng lò: 59

- Giai đoạn lu ở 14300C đối với goòng lò: 60

7 Các khoản tổn thất nhiệt không tính đợc:Q7b 62

3 Tính toán cân bằng nhiệt cho zôn làm nguội 63

3.1.Các khoản nhiệt thu 63

3.1.1 Nhiệt do sản phẩm mang từ zôn nung sang: 63

3.1.2.Nhiệt lý học của không khí vào zôn làm nguội để làm nguội sản phẩm và những thành phần khác Q2t: 63

3.2 các khoản nhiệt chi: 64

3.2.1 Tổn thất nhiệt qua tờng và vòm Q1b: 64

3.2.2.Tổn thất nhiệt do sản phẩm và nền goòng mang ra Q2c: 68

3.2.3 Tổn thất nhiệt qua mặt dới của nền goòng Q3c: 69

3.2.4.Nhiệt của không khí nóng dùng cho quá trình cháy Q4c: 72

3.2.5 Nhiệt của không khí lấy đi dùng vào các mục đích khác Q5c : 72 3.2.6 Nhiệt tổn thất không tính đợc Q6c 73

Chơng IV 74

Tính và chọn các thiết bị phụ trợ lò nung 74

1.Hầm sấy 74

2.ống khói 74

3.Thiết bị đẩy goòng 74

4 Vòi phun 75

5.Quạt 77

5.1 Quạt hút khí thải lò nung 77

5.2.Quạt chặn khí đầu lò và quạt chặn khí cuối lò: 81

5.3.Quạt làm nguội nhanh sản phẩm 82

5.4 Quạt làm nguội chậm sản phẩm 83

5.5 Quạt cấp không khí nóng cho vòi đốt 83

5.6 Quạt làm mát goòng 84

Phần xây dựng 86

1.Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy 86

2.Thuyết minh tổng mặt bằng nhà máy 86

2.1.Vùng sản suất chính 86

2.2Nhà kho nguyên liệu 87

2.3.Vùng phụ trợ sản xuất 87

Phần điện nớc 90

3

Đồ án tốt nghiệp

1.Điện 90

1.1.Tính điện chiếu sáng 90

1.2.Điện phục vụ các phân xởng phụ 92

2 nớc 93

Phần :An toàn lao động 95

Phần kinh tế tổ chức 96

I Cơ cấu tổ chức của nhà máy 96

II Tổ chức nhân lực 96

III Các chỉ tiêu về nhân lực 98

IV Vốn đầu t 98

Kết luận 109

Tài liệu tham khảo 109

Chơng I: Mở đầu, biện luận đề tài thiết kế

I Mở đầu:

Công nghiệp vật liệu chịu lửa(VLCL) là ngành sản xuất vật liệu sử dụng ở

nhiệt độ cao, dùng để xây các loại lò nung nh: nung gốm sứ, nung vật liệu chịulửa, nung clinke, lò nấu thuỷ tinh, lò luyện kim, các buồng hồi nhiệt, buồng đốtnhiên liệu, các thiết bị làm việc ở nhiệt độ lớn hơn 10000C

Dựa theo độ chịu lửa ngời ta chia sản phẩm VLCL thành 3 loại:

Loại thờng: có độ chịu lửa từ 1580-17700C

Loại chịu lửa cao: có độ chịu lửa từ 1770-20000C

Loại chịu lửa rất cao: có độ chịu lửa >20000C

Hai loại đầu là VLCL truyền thống

Dựa theo bản chất hoá lý và tính chất kỹ thuật chia VLCL thành 6 nhómchính:

Sản phẩm chứa SiO2: Đinát, quắc

Sản phẩm họ Alumô Silicát: Bán axit, samốt, cao Alumin

Sản phẩm kiềm tính: Manhêdi, Crôm-manhêdi, Manhêdi-crôm, đôlômít, spinel Sản phẩm chứa Ziêcôn: Silicát ziêcôn, ZrO2

Sản phẩm chứa cácbon: Cốc graphít, cacborun

Sản phẩm chịu lửa đặc biệt: sản phẩm đi từ các oxýt tinh khiết CaO, MgO, ZrO2,

Al2O3, CeO2 cement chịu lửa, các chế phẩm không chứa oxy

Ngành công nghiệp VLCL đóng vai trò quan trọng cho sự phát triển các ngànhcông nghiệp khác nh: công nghiệp ximăng, công nghiệp gốm sứ, công nghiệpthuỷ tinh, công nghiệp luyện kim Nói tóm lại thì đồng hành cùng với sự pháttriển của ngành công nghiệp VLCL là các ngành công nghiệp nặng,các ngành

đóng vai trò rất quan trọng với sự phát triển của đất nớc

II Lịch sử phát triển và tình hình sản xuất của ngành:

Trên thế giới ngành công nghiệp VLCL phát triển rất sớm, nó gắn liền vớingành công nghiệp luyện kim vì vậy các nớc nh Liên xô cũ, Mỹ có ngành côngnghiệp luyện kim phát triển thì ngành VLCL cũng phát triển rất sớm Theo thống

kê những năm 1953-1957, Mỹ và Liên xô cũ chiếm hơn một nửa sản lợngVLCL trên thế giới đặc biệt là các loại gạch sử dụng ở dải nhiệt độ 1000-1700oCnh: samốt, cao lumin, đinát, gạch chịu lửa kiềm tính

Những năm gần đây do khoa học công nghệ phát triển nhanh chóng, VLCL

đợc sản xuất và tiêu thụ đồng đều hơn trên toàn thế giới, đặc biệt nớc cộng hoàliên bang Đức đứng đầu trong việc cung cấp các thiết bị máy móc, dây chuyềnsản xuất VLCL có chất lợng cao

Ngày nay, công nghiệp VLCL ngoài sản xuất những vật liệu chịu lửa truyềnthống, còn có xu hớng đi sâu sản xuất các loại VLCL có chất lợng cao đi từ cácoxyt tinh khiết nh MgO, ZrO2, Al2O3, Cr2O3 , từ các hợp chất cácbít nh SiC,

5

Đồ án tốt nghiệp

TiC, CaC2, Al4C3 các vật liệu chịu lửa này có độ chịu lửa rất cao (>2000oC), có

độ bền hoá bền nhiệt cao, sử dụng nâu dài trong điều kiện nung luyện khắcnhiệt

Nớc ta có một số nhà máy cũ do Liên Xô và Trung Quốc giúp đỡ xây dựng nh: Nhà máy VLCL Cầu Đuống

Nhà máy VLCL Thái Nguyên

Các nhà máy này ban đầu chỉ xản xuất các loại gạch chịu lửa Samốt A, B, C vàvữa chịu lửa, chất lợng còn hạn chế cha đáp ứng đợc nhu cầu của thị trờng.Đặcbiệt là trong quá trình công nghiêp hoá ,hiện đại hoá của đất nớc đói hỏi cân có

sự ra đời của các ngành vật liệu mới,trong số đó không ít các vật liệu mới ra đời

từ các lò nh: lò cốc,lò nấu thép và lò nấu thuỷ tinh….tháng… năm ….Tất nhiên gạch đẻ xây lòtrên dùng gach đinát là hiệu quả nhất.Do vậy mà nhu cầu sử dụng gạch Đinát làcao Ngày nay, nớc ta có nhiều nhà máy VLCL và sản phẩm cũng đa dạng hơnnhng chủ yếu sản xuất vật liệu chịu lửa nh là samốt,cao nhôm….tháng… năm ….do đó là VLCL

đinàt cò nhu khả năng tiêu thụ cao Theo thống kê của tổng công ty Thuỷ Tinh

và Gốm xây dựng đến hết tháng 6 năm 2001 nh sau:

T/n

Sản phẩm chínhNhà máy VLCL kiềm tính

Việt Nam

16500 Mg-Cr, Cr-Mg, spinel, Manhêdi,

vữa chịu lửa kiềm tính

Nhà máy VLCL Cầu Đuống 6000 Cao Alumin, samốtA, B, C

Vữa chịu lửaNhà máy VLCL Tam Tầng 16500 Samốt A, B, C

Vữa chịu lửa các loạiNhà máy VLCL Trúc Thôn 5000 Samốt A, B, C

Vữa chịu lửa các loạiNhà máy VLCL Thái

Nguyên

28000 Samốt A, B, C Cao alumin

Đôlômít,

III Dự báo nhu cầu sử dụng VLCL của Việt nam trong những năm tới:

Vật liệu chịu lửa nói chung và gạch chịu lửa Đinát nói riêng đợc sử dụng chủyếu trong lò điện, lò martin, lò cốc đặc biệt dùng trong buồng hồi nhiệt lò nấuthuỷ tinh và lò luyện kim Vì vậy ta chủ yếu xét đến hai ngành công nghiệpchính là thuỷ tinh và luyện kim Theo số liệu của cuốn quy hoạch tổng thể ngànhcông nghiệp vật liệu xây dựng ở Việt nam đến năm 2010 và định hớng đến năm2020:

Dự báo nhu cầu sử dụng VLCL cho ngành công nghiệp luyện kim giai đoạn 2000-2010:

Chủng loại

VLCL

Năm 2000(tấn)

Năm 2005(tấn)

Năm 2010(tấn)

Gạch cao Alumin 5000 tấn/năm

Vữa chịu lửa 1300 tấn/năm

Nh vậy đến năm 2010 cả nớc có năng lực sản xuất 105500 tấn gạch chịu lửa dựkiến gồm:

Gạch Đinát :10000 tấn

Gạch Samốt 64800 tấn

Gạch kiềm tính 19700 tấn

Gạch cao Alumin 11000 tấn

Từ bảng nhu cầu VLCL và năng lực sản xuất của nớc ta thì VLCL Đinát và caoAlumin cùng vơí các loại VLCL khác sẽ thiếu trong tơng lai Lợng thiếu này đ-

ợc nhập khẩu, nhng để phát huy nguồn nhân lực trong nớc, tiết kiệm ngoại tệ thì

7

Đồ án tốt nghiệp

cần phải xây dựng nhà máy VLCL và đạc biệt là nhà máy VLCL sản xuất gạch

Đinát để đáp ứng nhu cầu trong một vài năm nữa

Trong đồ án tốt nghiệp này với nhiệm vụ thiết kế nhà máy sản xuất GCL Đinátvới năng xuất 10000tấn/năm, nhằm đáp ứng một phần nhu cầu GCL Đinát trongtơng lai

IV Cơ sở lý hóa của sản phẩm chịu lửa Đinát.

Silic SiO2 trong sản phẩm đinat có thể ở các dạng Triđimit, Cristobalit, quắc,thuỷ tinh Tính ổn định thể tích của dạng này khác nhau

Trong đó Triđinat là tinh thể bền vững và ổn định nhất Vì vậy trong kỹ thuậtngời ta tìm cách khống chế cho lợng triđimit tăng càng nhiều càng tốt, phải có chấtkhoáng hoá để thúc đẩy quá trình biến đổi ấy, thực tế nguyên liệu sản xuất đinat

nh quăczit cũng có những tạp chất thúc đẩy quá trình triđimit hoá nhng không đủ vàbền nên phải dùng đến khoáng hoá nhân tạo nh: R2O, CaO, MaO, MnO, BaO, FeO,

Fe2 O3, Al2O3, TiO2

Chất khoáng hoá đóng vai trò tạo ra chất nóng chảy ở nhiệt độ thấp Chấtnóng chảy đó phải có độ nhớt nhỏ, tính thấm ớt lớn và nhất là phải hoà tan đợcCristobalit để tạo ra đợc tinh thể triđimit bền vững hơn ngay trong chất lỏng đó.Những tinh thể Triđimit tạo ra hình dung nh một bộ xơng vững chắc trong đinat vàxen giữa chúng là pha thủy tinh và một số pha tinh thể khác

Tính thấm ớt của chất pha lỏng do sự có mặt của các cation, cation có bánkính càng nhỏ điện tích càng lớn, tính thấm ớt càng cao Nhờ tính thấm ớt các chấtkhoáng hoá xâm nhập vào mạng lới tinh thể của Crisobalit và biến nó thànhtriđimit

Ngời ta đã nghiên cứu ảnh hởng của một số chất khoáng hoá tới quá trìnhtriđimit hoá của chúng và xác định bằng khối lợng riêng của đinat

Nếu khối lợng riêng của đinat càng nhỏ tức là lợng triđimit và Cristobalittrong chúng càng nhiều

ảnh hởng của các chất khoáng hoá nếu cho 1% vào phối liệu lên sự biến đổikhối lợng riêng của chúng sau khi nung ở 13000 trong thời gian 1 giờ

Trong đó Al2O3 là chất khoáng hoá kém nhất Na2CO3 và K2CO3 mạnh nhất,nhng khi sản xuất đinat ngời ta không dùng vì ở nhịêt độ cao tính chất chịu lửa của

đinat giảm đi

Thờng dùng CaO và FeO, có trờng hợp không dùng sắt mà dùng mangan

FeO > MnO >CaO.

Sắt làm chất khoáng hóa trong dạng vẩy sắt, xỉ nấu quặng xỉ pirit So sánhgiữa FeO và Fe2O3 ta thấy

Trong hệ: FeO – SiO2 điểm ơtecti ở 11780

Fe2O3 – SiO2 điểm ơtecti ở 14520

Do đó tác dụng Triđinit hóa của sắt 2 cao hơn nhiều so với sắt 3 Trên cơ sở

đó nếu dùng chất khoáng hóa sắt cần khống chế môi trờng nung là môi trờng khử,với đi nat dùng xây lò cốc hóa không dùng FeO làm chất khoáng hóa mà dùngMnO, vì MnO không phải là chất xác tác tạo thành cacbon (còn FeO trong môi tr-ờng khử sẽ lại xúc tác cho hiện tợng tẩm than) do phản ứng

2CO  CO2+C

9

Đồ án tốt nghiệp

Cacbon thấm sâu vào bên trong mạng lới tinh thể gây hiện tợng tả, gạch bịphá hoại mạnh

Trong thực tế chất khoáng hóa hay dùng nhất là CaO, nó dễ điều chế (lấy từ

đá vôi, nung bình thờng) CaO làm giảm rất ít độ chịu lửa của nguyên liệu SiO2, tạokhoáng của quắc khá đủ, làm cho phối liệu liên kết, đạt độ bền cao khi sấy và đặcbiệt khi sấy nóng

Tác dụng của CaO và SiO2 bắt đầu ở pha rắn - 650o tạo thành silicat canxi

nh-ng tốc độ phản ứnh-ng này khônh-ng lớn lắm Điểm ơtecti của hệ CaO - SiO2 ở 14360C,

điểm đó ứng với điểm nóng chảy của  Cristoblit Trong thực tế không ở nhiệt độ

14360 mà thấp hơn vì trong quắc bao giờ cũng có một lợng tạp chất, lợng này thúc

đẩy quá trình nóng chảy sớm hơn

V Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy:

Chọn địa điểm xây dựng trong khu công nghiệp Tiên Sơn-tỉnh Bắc Ninh Cụ thểnhà máy sẽ đợc xây dựng trên một khu đất với diện tích 9500 m2, dài 190m, rộng

50 m, với giá thuê đất 1500 VNĐ/m2năm, tức 0,1 USA/m2năm, trong vòng 20năm Sự lựa chọn căn cứ vào các điều kiện cụ thể sau:

1 Điều kiện tự nhiên:

+ Vị trí địa lý:

Địa đểm xây dựng nhà máy trong khu công nghiệp Tiên Sơn có diện tích137,76 ha, nằm trong mặt bằng 312 ha đất dành để phát triển công nghiệp, vị tríthuận lợi nằm giữa quốc lộ 1A và xa lộ 1B Hà Nội-Lạng Sơn, cách thủ đô HàNội 16 Km về phía đông, cách sân bay Nội Bài theo quốc lộ 18 là 20 Km, sát vớituyến đờng sắt Hà Nội- Lạng Sơn-Bắc Kinh(Trung Quốc) Từ khu công nghiệpnày có thể thông thơng thuận lợi với các trung tâm kinh tế lớn: Hà Nội, HảiPhòng, Quảng Ninh bằng quốc lộ 5 Phía nam giáp nhà máy chế biến nguyênliệu sét và nhà máy gạch Granít Phía tây là khu đất trống dành cho các ngànhcông nghiệp khác cha đầu t Phía bắc giáp với nhà máy sản xuất ngói Roman Nhà máy nằm trong khu các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng nên không

ảnh hởng đến quá trình hoạt động cuả các nhà máy khác

+ Điều kiện khí hậu:

Khu vực này có khí hậu chung của vùng đồng bằng Băc bộ là nhiệt đới giómùa, có hai mùa chính: mùa khô từ tháng 5-1; mùa ma từ tháng 6-12

Nhiệt độ trung bình trong năm 24,3oC

Nhiệt độ trung bình cao nhất 30,1oC

Nhiệt độ trung bình thấp nhất 16,3oC

Độ ẩm cao nhất 83,4

Độ ẩm thấp nhất 83,4

Lợng ma trung bình cả năm 1558 mm

Tốc độ gió mạnh nhất 34 m/s

Tuy nhiên,để có đuợc hiệu quả cao trong việc sử dụng công nhân này thì cầnphải đào tạo họ.

Tỉnh Bắc Ninh rất khuyến khích việc đầu t phát triển công nghiệp nên việccấp phép thuận lợi

3 Điều kiện giao thông vận tải:

Giao thông rất thuận lợi nằm giữa quốc lộ 1A và 1B nối với quốc lộ 5, nên việctiêu thụ sản sản phẩm vận chuyển nguyên liệu thuận lợi

Trong khu công nghiệp hệ thống giao thông đợc trải bêtông nhựa hoàn toàn và

đợc chiếu sáng bằng đèn cao áp

4 Hệ thống điên:

Nguồn cung cấp điện cho các nhà máy trong khu công nghiệp thông quamạng lới điện 110/220 KV, 2 nhà máy 40 MVA, cùng các đờng dẫn hạ thế đếncác nhà máy

5 Điều kiện cấp thoát nớc và xử lý chất thải:

Nớc cung cấp cho nhà máy đợc lấy từ nguồn nớc ngầm với cùng công trình

điều hoà mạng lới cung cấp cho khu công nghiệp

Hệ thống thoát nớc đợc bố trí kiểm tra chất lợng nớc thải trớc khi xả vào mơngthoát ngầm chảy ra mơng tiêu

Chất thải từ các nhà máy, xí nghiệp sẽ đợc phân loại trớc khi đem đốt hoặcchuyển về bãi thải xử lý

Để giảm bớt lợng bụi nhà máy sử dụng hệ thống lọc bụi tay áo, làm việc liêntục

6 Hệ thống thông tin liên lạc:

Sử dụng mang lới bu điện tỉnh và mạng lới bu điện lân cận nh bu điện thị trấnLim, bu điện thị trấn Từ Sơn

7 Hệ thống thống phòng cháy chữa cháy:

Bảo vệ hiệu quả khu công nghiệp với hệ thống phòng cháy, chữa cháy đạthiệu tiêu chuẩn cấp nhà nớc

8 Điều kiện cung cấp nguyên liệu:

Để sản xuất gạch đinát thì nguyên liệu chủ yếu nhập từ mỏ quaczit ở phú thọ,

đây là mỏ có hàm lơng SiO2 khá cao dùng để sản xuất gạch đinát cao cấp.Ngoài

ra thì các chất khoáng hoá nhập về nhà máy dều nhập từ các mỏ trong nớc

11

Đồ án tốt nghiệp

9 Điều kiện tiêu thụ sản phẩm:

Địa điểm đặt nhà máy gần Hà Nội và gần với nhà máy sản xuất kính Đáp Cầu

và gần với nhiều nhà máy khác,ngoài ra thì đia điểm đạt nhà máy cũng gần vớikhu gang thép Thái Nguyên nơi mà có nhiều nhà máy sản xuất thép

 Kết luận: qua các điều kiện ở trên việc đặt nhà máy ở khu công nghiệp TiênSơn Bắc Ninh là hợp lý chấp nhận đợc

Nhiệm vụ chính của nhà máy là sản xuất gạch chịu lửa đinát, chủ yếu là gạch

đinát phục vụ hai ngành công nghiệp chính là thuỷ tinh và luyện kim Với ngànhcông nghiệp thuỷ tinh gạch đinát chủ yếu dùng ở vòm của lò nấu thuỷ tinh Dotính chất và hình dạng của vật liệu xây buồng hồi nhiệt,từ chân tới vòm khác nhaunên đa ra kích thớc sản phẩm xây lò nh sau:

Các kích thớc của gạch tiêu chuẩn

L (mm) B(mm) H(mm)

230 115 65

H B

L

* Ngoài ra nhà máy sẽ nhận các đơn đặt hàng theo yêu cầu của khách hàng cácloại sản phẩm kiềm tính về chủng loại và chất lợng.

2 Giới thiệu chỉ tiêu chất lợng sản phẩm:

Theo tiêu chuẩn GOST 4689-49 (V-166)

*Các tính chất và thông số của gạch đợc ứng dụng trong một số lò công nghiệp:

thành phần hoá học,tính chất lý học của đinát với lò mactanh và lò điện nấu thép

Các chỉ tiêu

Đinát dùng trong lòmactanh GOST 4157-48

Đinát dùng trong lò điệnnấu thép GOST 5048-58Loại

đặcbiệt

Loại I Loại II

Thành phần hoá %

94,51,52,8

1,52

13

93 -3,5

91

22-

Thuyết minh dây chuyền công nghệ.

.)Công đoạn gia công nguyên liệu

Quaczit sau khi nhập về nhà máy từ Phú Thọ bằng ôtô đợc đa vào kho của nhàmáy với sức chứa phù hợp

Kho đảm bảo điều kiện khô ráo,thoáng mát,dê vận chuyển và kiểm tra sản xuất ởkho.Từ đó qua hệ thống vận chuyển đa vào máy rửa thùng quay để làm sạch các hạtsạn bẩn t mỏ sau đó hạt quaczit thô đợc đa vào máy đập hàm,sau khi ra khỏi máy

đập hàm bằng gầu nâng các hạt quaczit có kích thớc trung bình đợc đa vào máynghiền lăn KT hạt VL <3mm.Sau mỗi mẻ nghiền thì các hạt quaczit đợc gầu nâng đalên máy sàng rung có 2 lới sàng,lới 3mm và lới nhỏ hơn 0,5mm còn các hạt có kích th-

ớc lón hơn 3mm thì đơc đa quay trở lại máy nghiền lăn.Các hạt có kích thớc từ 0,5

3mm cũng nh hạt có kích thớc nhỏ hơn 3m đợc đa vào bunke chứa của mình,trên mỗibunke đều có hệ thống tự động báo hiệu khi nào thì bunke đầy và van sẽ tự động đacác hạt sanng máy nghiền bi nghiền mịn hạt quaczit tới cỡ hạt<0,088mm

Vôi sống đợc đa về két chứa,tránh ẩm sau đó đơc đa vào thùng tôi vôi.Vôi đã chínthì đơc xả xuống máng và chảy tới sàng loại bỏ các hạt vôi cha chín,các hạt này đơc

đa trở lại ket chứa và tôi lại.Sau khi qua sàng dòng sữa vôi đặc đợc đa vào máynghiền bi sau đó là bể khuấy sữa vôi.Tại đây,nớc vôi trong đợc đa vào máy nghiềnvẩy sắt

Vẩy sắt đa về nhà máy bằng ôtô và chứa ơ kho,vẩy sắt đợc đa qua máy nghiền bisau đó là bể khuấy sữa vôi sắt.Tại đây chất kết dính đơc đa vào cung với phu gia )Công đoạn trộn phối liệu và tạo hình

Tất cả các nguyên liêu sau khi đã đơc gia công và đa vào két chứa.Bài phối liệu

đ-ợc chuyển tới từ phòng kỹ thuật và sự diều chỉnh thành phần hạt đều đơc t động điềuchỉnh nhờ máy cân tự động sau đó đợc đa vào máy trộn begun

Sau khi qua máy trộn begun phối liệu đã đơc trộn đông đềuvà đơc đa tớimáy ép tạo hình

Sản phẩm đinat dùng trong nhà máy là phơng pháp tạo hình bán khô

Thiết bị tạo hình: máy nén bàn quay độ nén gạch tiêu chuẩnvà loại dị hình

đơn giản dầy đến 75 mm, dài đến 460 mm Máy ép vít để nén gạch có kích thớc lớn

và phức tạp nếu chiều dày nhỏ hơn 100mm thì đập 2 lần nếu lớn hơn 100mm thì đập37 lần trong máy ép vít

Ngoài ra còn dùng máy ép đòn bẩy để nén sản phẩm có tỷ lệ của chiều dàysản phẩm với bán kính thuỷ lực của chúng trong khoảng 0,650,85

Còn đinat: với loại sản phẩm thờng là 150 kG/cm2, với sản phẩm mật độ caokhông nhỏ hơn 10001500 kG/cm2

.)Công đoạn sấy sản phẩm

Mục đích sấy sản phẩm là loại trừ nớc lý học ra khỏi chúng, kết tinh hydrôxitcanxi, tăng cờng độ cơ học của chúng Nhiệt độ sấy cao hơn 1000, nếu sản phẩm

đinat có dùng mảnh đinat nhiệt độ động lực sấy không vợt quá 1501800

Sau khi sấy sấy độ ẩm còn lại 11,5%, cờng độ viên mộc khi đó tăng lên3050 kG/cm2 Thiế bị sấy là lò sấy tuynen

15

Đồ án tốt nghiệp

.) Công đoạn nung sản phẩm và lu kho

Sau khi sấy xong gạch mộc đợc đa vào lò nung tuynen và nung trong 136 giờ

Sản phẩm sau nung đợc kiểm tra rất kỹ bơi phòng KCS

Sản phẩm vợt qua sự kiểm tra này đợc đa vào kho,còn không thì đợc đa quay trở lạimáy đập hàm

II.Lựa chọn nguyên liệu

1 Quarzit Thanh thuỷ _Phú thọ

Bẳng thành phần hoá của Quarzit _Thanh thuỷ:

4 100 100

2 , 0 100

100 10000

1

G=

1 100

100 7 , 10521

100

6 100

100

10628

' 2

100 6 100

100 4 , 11475 '

100 04 , 10844 4

100 6 100

100 2 , 12332 '

' 2

' 3

' 4

( 96 ,

T2 = 2% = 9900T/n

Lợng xỉ Spirit cần 0 , 96

02 , 0 8 9

G

G 

= 205,96 T/n

8 '

96 , 0

02 ,

=223,87Lợng vôi sống G10=G9=205,96 G’

10=G’

9=223,87

V- Lựa chọn thiết bị trong nhà máy.

1.Năng suất yêu cầu của các thiết bị

Thông số kĩ thuật của máy :

- áp lực ép : 1000 tấn Trọng lợng của máy : 43 tấn -Tổng công suất máy :85 kW Số lần ép :7lần/phút Máy ép thuỷ lực dùng cho sản phẩm thơng

Số lợng :2 cái

Kí hiệu Sigma 150

Máy ép thuỷ lực của hãng LAEI BUCHẻ –CHLB Đức , loại này có tính năng tự

động để sản suất các loại VLCL đạt chất lợng tốt nhất theo yêu cầu,đảm bảo choviên mộc có cờng độ khá cao, khá đồng đều và chính xác về kích cỡ

Thông số kĩ thuật của máy :

- áp lực ép : 150 tấn Trọng lợng của máy : 40 tấn -Tổng công suất máy :85 kW Số lần ép :10lần/phút

b>Máy trộn begun

Số lợng :2 cái

19

- Đờng kính thing :1200mm - Khối lợng bi đạn :3,5 tấn

- Chiều dài :5500mm bi cầu : 1,3 tấn

- Số vòng quay :29 v/ph - Kích thớc bi : cầu :50,60,70,80

- Động cơ :75 KW trụ :18,20,27,30 Ngăn đầu dùng để nghiền thô, dùng bi cầu ,hai ngăn sử dụng bi đạn đểnghiền mịn

Nghiền vẩy sắt và vôi chín:

Số lọng:2 cái

Thông số kỹ thuật của máy :

- Năng suất :0,5 t/h - Số vòng quay động cơ :5000 v/ph

- Đờng kính thing :1000mm - Khối lợng bi đạn :2,0 tấn

- Chiều dài :3000mm bi cầu : 1,0 tấn

- Số vòng quay :29 v/ph - Kích thớc bi : cầu :30,40,50,60

- Động cơ :75 KW trụ :18,20,27,30 Ngăn đầu dùng để nghiền thô, dùng bi cầu ,hai ngăn sử dụng bi đạn đểnghiền mịn

d> Tiếp liệu đĩa CM.36A :

số Lợng 3 cái Để tiếp liệu cho máy nghiền bi

- Đờng kính đĩa : 500 mm -Số vòng quay của động cơ :1410 v/ph

- Số vòng quay của đĩa : 4,27 v/ph -Trọng lợng :215 Kg

- Năng suất : 1,5 m3/h -Kích thớc :D-R-C: 1065-525-794

- Công suất động cơ :0,6KW

e> Sàng rung :

Sàng phân loại hạt Quaczít

Số lợng 1 cái.

Tăc dụng: Phân loại cỡ hạt quaczit

Đặc trng kĩ thuật của sàng rung quán tính BI0 :1

-Năng suất thiết kế : 12 t/h –Biên độ rung :6 mm

-Kích thớc lới sàng(2 lới) -Tần số rung : 1460 lần/phút +Lới 1: Mắt vuông :33 mm - Động cơ :7,5KW

+Lới 2: Mắt vuông :0,50,5 mm -Số vòng quay :1460 v/ph

-Năng suất thiết kế : 0.03 t/h –Biên độ rung :6 mm

-Kích thớc lới sàng(1 lới) -Tần số rung : 1460 lần/phút +Lới 1: Mắt vuông :11 mm - Động cơ :7,5KW

-Số vòng quay :1460 v/ph

-Góc nghiêng của sàng : 250

-Trọng lợng vật liệu đổ trên sàng:0,4Kg/ph

f>Máy nghiền Begun

- Loại CM 21A: Đĩa quay,bánh bằng đá hoa cơng

Nhiệm vụ vận chuyển hạt quaczit và bột liêu từ phễu nạp liệu

Ưu điểm : cấu tạo đơn giản,năng suất cao ,làm việc yên lặng

Thông số :

-Chiều rộng băng : 500 mm - Năng suất :23,6 t/h -Tốc độ vận chuyển:0,175 m/s - Công suất : 3 Kw h> Gầu nâng : Số lợng 4 Nhiệm vụ vận chuyển hạt quaczit

Thông số:

- Hệ số đổ đầy : 0,7-0,8 - Bớc gầu :300mm

- Chiều rộng gầu : 250mm - Chiều rộng băng : 300mm

- Chiều dàI chống quay:340mm - Dung tích gầu : 3,6 lít -Tốc độ di chuyển :0,1-1,6 m/s - Chiều cao nâng : 24m

21

Đồ án tốt nghiệp

- Công suất động cơ : 2,5 KW - Năng suất : 3-5 t/h -Kích thớc gầu : D-B-H : 1100-1470-2400 mm

i>Máy đập hàm CCCM-156

Đập quaczit thô và phế phẩm sau nung

Thông số:

- Năng suất :3-6 t/h - Công suất động cơ : 11KW -Kích

- thớc cục VL vào :120-310 mm - Số vòng quay rô to :1100-1250 v/ph

- Chiều dài rôto :300 mm - Đờng kính rôto : 400 mm

-Buke chứa hạt quaczit và bột liệu :

+Bunke chứa hạt :0,5-3mm:2 cái

+Bunke chứa hạt : 0,5 >mm:2 cái

+Bunke chứa hạt :0,088>mm:2 cái

Số ngày làm việc trong năm : 350 ngày.

l>Bể khuấy sữa vôi vôi sắt.

Công dụng :cha nớc vôi sau khi vôi đợc tôi chín

Các thông số của máy:

Số ngày làm việc của máy:350 ngày

Dung tích của bể chứa đợc :2,5m3

Kích thớc của lò tuy nen đợc xác định theo năng suất yêu cầu của nó.

- Sức chứa của lò Gc đợc xác định theo công thức:

Gc =

)m.(

L

.L.G

n

n

100

100 (t/lò)Gn: Năng suất năm của lò (t/năm) ;

23

Đồ án tốt nghiệp

Gn = 10000 (t/năm)

L: Thời gian lu sản phẩm trong lò L = 135,6(h)

Ln: Số giờ làm việc của lò trong một năm

m : Phế phẩm từ lúc vào lò đến kho%:m1 = 4%,m2=0,2%

Chọn số ngày làm việc của lò trong năm là 365 ngày, lò nghỉ 1năm 15 ngày

Số giờ làm việc của lò trong năm là :

Ln = (365 – 15).24 = 8400 (giờ)

Gc =

) 2 , 0 100 (

100

) 4 100 (

8400

100 6 , 135 10000

Z = 135,6 (giờ)

Gnd =

6 , 135

24 9 , 168

= 29,82(t/ngày đêm)-Lợng sản phẩm xếp vào goòng trong một giờ:

Gsp =

24

Gnd =24

82 , 29

F

Vc (m)G: mật độ xếp lấy G = 0,8 (tấn/m3)

Vc = 1680,,849 = 210,61(m3)

- Cách xếp sản phẩm trên xe goòng

Sản phẩm trên xe goòng đợc xếp thành hai khối, mỗi khối có bề rộng 85 (cm),khoảng cách giữa hai khối là 40(cm) Mỗi khối cách đầu xe goòng 20(cm), chiềucao của khối xếp 0,8(m), khối cách mép goòng 5 (cm),khoảng cách từ goòng tới t-ờng lò là 12(cm)

49 , 168

Thì tỷ lệ f/S = 1/7.5 = 2240/7.5 = 298.67mm

S/R = 1,204 R = 2240/1,204 = 1860,5mm

VII Đờng cong nung và xác định chiều dài các zôn dựa vào đờng cong nung

1.Đờng cong nung gạch Dinat:

Đừơng cong nung của gạch dinat

p gạch, lê

n goòng

2.B¶ng tÝnh chiÒu dµi c¸c zone:

p g¹ch, lª

n goßng

2 Chọn vật liệu xây các zôn

2.1.Vật liệu xây zôn sấy và đốt nóng ứng với giai đoạn 25 650 ( 0C)

Tên vật liệu và kích thớc các vật liệu ứng với giai đoạn 25 650 (0C)

Tên gạch Kích thớc

Kích thớc(mm)

Têngạch

Kích thớc(mm)Tờng

2.2 Vật liệu xây zôn sấy và đốt nóng ứng với giai đoạn 650  1200( 0 C))

Tên vật liệu và kích thớc các vật liệu ứng với giai đoạn 650 1200(0C)

Tên gạch Kích thớc

Kích thớc(mm)

Têngạch

Kích thớc(mm)

Tờng lò Cao nhôm

Samốtnhẹ B 230

Bông

2.3 Vật liệu xây zôn nung với giai đoạn 1200 1430 ( 0C)

Tên vật liệu và kích thớc các vật liệu ứng với giai đoạn 1200 1430 (0C)

Tên gạch Kích thớc(mm) Tên gạch Kích thớc(mm) Têngạch Kích thớc(mm)Tờng lò Cao

2.5.Vật liệu xây zôn nung với giai đoạn 1430 ( 0C)

Tên vật liệu và kích thớc các vật liệu ứng với giai đoạn lu 1430 (0C)

Tên gạch Kích thớc

Kích thớc(mm)

Têngạch

Kích thớc(mm)Tờng lò Cao

§å ¸n tèt nghiÖp

Tªn vËt liÖu vµ kÝch thíc c¸c vËt liÖu øng víi giai ®o¹n 1430  400 (0C)

Tªng¹ch

KÝch thíc(mm)Têng lß Cao

2.6.VËt liÖu x©y z«n lµm l¹nh chËm øng víi giai ®o¹n 400  80 ( 0C)

Tªn vËt liÖu vµ kÝch thíc c¸c vËt liÖu øng víi giai ®o¹n 400  80 (0C)

Tªng¹ch

KÝch thíc(mm) Tªn g¹ch

KÝch íc(mm)

chiÒu dµi lß(m)

khèi lîngriªng g¹ch(Kg/m3)

Khèi lîngtÊn/lß

Khèi lîngtÊn/h

Ch¬ng III: TÝnh to¸n nhiÖt kü thuËt

i TÝnh to¸n qu¸ tr×nh ch¸y

2.TÝnh nhiÖt sinh cña nhiªn liÖu

-NhiÖt sinh nhiªn liÖu láng tÝnh theo c«ng thøc cña Mendeleep :

-Thµnh lËp b¶ng qu¸ tr×nh ch¸y (TÝnh cho 100 kg nhiªn liÖu )

ChÊt Kg Kmol Ph¶n øng ch¸y Kmol

3.TÝnh to¸n lîng kh«ng khÝ cÇn cho qu¸ tr×nh ch¸y.

-Lîng kh«ng khÝ lý thuyÕt cÇn cho qu¸ tr×nh ch¸y :

L0 =

21.100

.4,22

2 ,kmolCO

= 1,589 (Nm3/kg)

VH2O =

100

422

2O ,kmolH

2 ,kmolSO

= 0,0047 (Nm3/kg)

VN2 =

100

422

2 ,kmolN

2 ,kmolCO

VH2 O =

100

422

2O ,kmolH

2 ,kmolSO

= 0,0047 (Nm3/kg)

31

§å ¸n tèt nghiÖp

VN2 =

100

422

2 ,kmolN

độ

0C

Thànhphần

1.1 Nhiệt cháy của nhiên liệu Q1a:

Q1a = B.QH (Kcal/h) [I-303]

Trong đó:

B là lợng nhiên liệu tiêu tốn cần tìm (Kg/h)

QH là nhiệt sinh của nhiên liệu (Kcal/kg)

Kcal

Cn = 0,49 (

C kg

Lo: Lợng không khí lý thuyết cần cho quá trình cháy (Nm3/kg)

kt: Hệ số d không khí của khí thải ra khỏi lò

Đối với lò tuy nen lấy kt = 2,5

W 100

350

1000

10521

 (kg/h)W: Độ ẩm sản phẩm vào lò (1%)

Csp: tỷ nhiệt của sản phẩm xếp vào lò ở tsp (Kcal/kg.độ)

Lấy tỷ nhiệt của gạch Dinat tại 25 0Clà:

1 100 (

i.C t

G (Kcal/h)

Trong đó:

Gi : Trọng lợng lớp lót i trên goòng (kg/h)

Ci, ti: Tỷ nhiệt và nhiệt độ tơng ứng

nhôm

Bê tông chịunhiệt Cao nhôm nhẹ thép

2 Nhiệt đốt nóng hơi nớc đến nhiệt độ khí thải ra lò Q2b

Q2b = 0,47.tkt.Gsp

100

W (Kcal/h) Với tkt: nhiệt độ khí thải (0C)

Lấy nhiệt độ khí thải ra khỏi lò là 2000C

Q2b = 0,47.200.1253.0,01 = 1177,82(Kcal/h)

3 Nhiệt cần để đốt nóng sản phẩm đến nhiệt độ nung

Q3b = Gsp.Csp.tsp (Kcal/h)

Trong đó:

tsp: Nhiệt độ nung của sản phẩm (OC)

Csp, tsp : tỷ nhiệt và nhiệt độ của sản phẩm ở nhiệt độ nung cao nhất (14300C)

Gsp: Trọng lợng của sản phẩm khô tuyệt đối (kg/h)

Tỷ nhiệt của gạch Dinat là:

Đồ án tốt nghiệp

Vkt: thể tích khí thải (Nm3/kg)

tkt: Nhiệt độ khí thải, tkt = 2000C

B: Lợng nhiên liệu tiêu tốn cần tìm (kg/h)

Ckt: Tỷ nhiệt khí thải ở nhiệt độ tkt (Kcal/kg.độ)

(

F tr  n

(Kcal/h) Trong đó:

F: Tiết diện bề mặt truyền nhiệt (m2)

ttr: Nhiệt độ mặt trong của bề mặt truyền nhiệt

tng: nhiệt độ mặt ngoài của bề mặt truyền nhiệt

+ F đợc xác định nh sau:

- Đối với tờng lò: F = 2 H.L(m2)

Với: l là chiều dài tờng (m)

Chiều dài tờng thay đổi đối với từng giai đoạn nung

H là chiều cao tờng, H = 1,1 (m)

- Đối với vòm lò: F = l B (m2)

Với: l là chiều dài vòm (m)

B là chiều rộng trung bình của vòm (trung bình cộng của tờng trong và tờng ngoài),B= (Btr + Bng)/2

B thay đổi đối với từng giai đoạn của lò nung

+ R là trở nhiệt xác định nh sau:

R =

ng i

Với i , i lần lợt là chiều dày và hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu i

i (m), i (Kcal/m.h.0C)

ng là hệ số cấp nhiệt mặt ngoài

+ Thử lại nhiệt độ giả thiết theo công thức:

ti = ti-1 -

i

i

.R

1



(ttr - tng) (0C)

Kcal 0

Đồ án tốt nghiệp

Gạch đỏ: 3 = 0,70 + 14.10-5.t = 0,70 + 14.10-5.65 = 0,713 (

h C m

m2 0 )Tính kiểm tra:

t'tb1 =

2

24 , 259 5

) 35 5 , 337

ng = 8,98 (

h C m

Kcal 0

Xác định nhiệt độ trung bình từng lớp gạch đối với vòm lò giai đoạn 25  650C

Kcal 0

m2 0

);

Xác định nhiệt độ trung bình từng lớp gạch đối với tờng lò giai đoạn 650  12000C

Kcal 0

Đồ án tốt nghiệp

i/i(

Kcal

C

Kcal 0

m2 0

)

Xác định nhiệt độ trung bình tong lớp gạch đối với vòm lò giai đoạn 650  12000C