Công nghệ sản xuất gạch tuynen

Gạch ngói là vật liệu xây dựng sớm nhất trong lịch sử Loài người. Công nghệ sản xuất được đưa vào Học thuyết Ngũ hành ( Thổ – Thủy – Mộc – Hỏa – Kim): Nghĩa là đất trộn nước, gia công tạo hình gạch mộc, nung đốt tạo vật liệu cứng. Tuy công nghệ ra đời sớm nhất nhưng đến ngày nay vẫn còn tiếp tục nghiên cứu phát triển sản xuất ở quy mô công nghiệp.

MỤC LỤC

1 Đặt vấn đê 2

2 Quy trình sản xuất gạch Tuynel 3

2.1 Phân loại sản phẩm 3

2.2 Nguyên liệu và phối liệu 4

2.3 Cấu tạo lò nung 5

2.4 Quy trình công nghệ 5

2.4.1 Xử lý đất , tạo hình viên gạch 7

2.4.2 Phơi mộc 9

2.4.3 Sấy và nung 10

2.4.3.1.Giai đoạn sấy 10

2.4.3.2.Giai đoạn giải nhiệt trước khi nung 11

2.4.3.3 Giai đoạn nung 11

2.4.3.4 Giai đoạn làm nguội 12

2.5 Khí thải và biện pháp xử lý 12

2.5.1 Khí thải khi nung và biện pháp xử lý 12

2.5.2 Hệ thống xử lý bụi than 13

3 Kết luận và kiến nghi 14

1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Gạch ngói là vật liệu xây dựng sớm nhất trong lich sử Loài người Công nghệ sản xuất được đưa vào Học thuyết Ngũ hành ( Thổ – Thủy – Mộc – Hỏa – Kim): Nghĩa là đất trộn nước, gia công tạo hình gạch mộc, nung đốt tạo vật liệu cứng Tuy công nghệ ra đời sớm nhất nhưng đến ngày nay vẫn còn tiếp tục nghiên cứu phát triển sản xuất ở quy mô công nghệp

Ở Việt Nam ngày nay mỏ đất sét đã cạn kiệt, các nhà sản xuất tìm kiếm, nâng cấp thiết bi công nghệ sản xuất vật liệu chất lượng cao, cải thiện môi trường từ điêu kiện nguyên liệu hiện tại

Công nghệ hiện tại được áp dụng phù hợp nhất hiện nay cho sản xuất gạch ngói đất sét nung bằng lò Tuynel

2

2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

2.1 Phân loại sản phẩm

Các sản phẩm chủ yếu là

Ngoài ra còn có các sản phẩm khác như:

gạch 4 lỗ 60 x 95 x 200mm; gạch 6 lỗ (1/2) 150 x 105 x 110mm , gạch 6 lỗ 95 x

135 x 200mm, gạch 6 lỗ (1/2) 95 x 135 x 100mm; gạch đặc 60 x 95 x 200mm

2.2 Nguyên liệu và Nhiên liệu

3

Gạch đặc 60 x 105 x 220mm Gạch 2 lỗ 60 x 105 x 220mm

Gạch 4 lỗ 105 x 105 x 220mm Gạch 6 lỗ 150 x 105 x 220mm

2.1.1 Nguyên liệu

2.1.2 Nhiên liệu

Than đá loại viên lớn

2.3 Cấu tạo lò nung

4

Nhiện liệu là than cám antraxit Quảng Ninh

được nghiên min tới cỡ hạt ≤ 1,5 mm được trộn

một phần vào trong viên gạch mộc, một phần

được rắc bên ngoài trong quá trình nung bằng

cách tra từ nóc lò xuống và cháy trong nhiệt độ

có sẵn trong lò (800-1050oC), là môi trường tốt

cháy hết nhiên liệu

Than cám antraxit

Đất sét có hàm lượng một số oxit

chính như: Fe2O3 từ 7 8%; SiO2 từ 55

-65% và Al2O3 từ 10-15%

Gạch vụn các loại, những viên gạch

không đạt chất lượng

Lò nung được thiết kế gồm 2 lớp tường Lớp tường buồng nung gạch bên trong

và lớp tường bao bên ngoài lò Lớp tường buồng nung gạch được xây bằng 2 lần gạch bao gồm gạch chiu lửa bên trong và gạch xây phía ngoài Khoảng trống giữa lớp tường buồng nung gạch và lớp tường bao bên ngoài cách nhau khoảng 1 m, sẽ được đổ đầy chất cách nhiệt

Khi vận hành, chế độ cháy trong buồng nung được điêu chỉnh để trung tâm cháy (vùng nung) nằm ở giữa lò và duy trì nhiệt độ tại vùng này khoảng 9000C Công nhân phụ trách lò có thể nhìn qua lỗ quan sát lửa để điêu chỉnh vùng cháy

Lò nung có chiêu dài khá lớn được chia làm 3 vùng có vi trí cố đinh: vùng nung sấy, vùng nung đốt và vùng làm nguội

2.4 Quy trình công nghệ

Các quy trình cơ bản phải chia thành:

- Xử lý đất (nghiên trộn, pha than ), tạo hình

- Phơi mộc

- Sấy và nung

5

Hệ thống kết cầu của lò cũng tương đối vững

chắc, dạng đường hầm thẳng, có chiêu dài 107m,

gồm 2 lò nung và sấy đặt song song nhau Tiếp liệu

cho lò là hệ thống đường ray, kích đẩy thủy lực và

xe goong

Cửa trước của lò nung

Khai thác sét

Vận chuyển

Bãi chứa đất sét

Phễu nạp liệu Băng tải cao su

Than

Máy nghiên

Kho chứa

Bơm nước

Bể chứa

Máy bơm

Nước

Máy nhào Máy cán min Máy cán thô

Máy đùn ép chân không

Máy cắt tự động

Băng tải cao su

Vận chuyển xe

Sân phơi có mái

Xe goong

Kho chứa gạch mộc

Lò nung Tuynel

Xe goong Bãi thành phẩm

2.4.1 Xử lý đất , tạo hình

6

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất gạch liên tục

Đất sét sau khi khai thác, để phân hóa trong một thời gian ở ngoài trời được đưa vào máy ủi, xúc để tạo độ đồng nhất của nguyên liệu

Từ thùng cấp liệu đất sét được cho vào máy nhào hai trục để tạo sự đồng đêu của nguyên liệu và nhiên liệu (bột than), đánh tơi nguyên liệu

Ở máy cán thô nguyên liệu được đánh sơ bộ tạo hạt có đường kính 5-8 mm

và ở máy cán min đường kính hạt sét từ 3-5mm

Các vật liệu có hại như vỏ, rác, đá mảnh, kim loại được lọc lại nhờ hệ thống sàng ở máy nhào lọc

Máy nhào bùn sẽ điêu chỉnh lượng nước phù hợp, nếu ướt quá thì viên gạch

bi biến dạng, nếu khô quá viên gạch sẽ bi nứt

Cuối cùng nguyên liệu được đưa vào máy đùn ép chân không

Đất sét

Thùng cấp liệu

Máy nhào hai trục

Máy cán thô

Máy cán min

Máy nhào lọc

Máy nhào bùn

máy đùn ép chân không

Sơ đồ các quá trình xử lý nguyên liêu

Nguyên vật liệu sau khi đã phối trộn được đưa vào máy tạo hình (đóng gạch) Máy đùn ép chân không tạo phôi đinh hình mặt bao và mặt lỗ viên gạch Máy có cấu tạo là 2 vít xoắn ( vít xoắn cấp liệu làm kín và vít xoắn ép tạo hình), khoáng trống ở giữa được hút không khí bằng máy hút chân không Phôi đùn tới miện khuôn chiu tác động 2 lực: lực đẩy cơ học và áp suất khí quyển Mặt khác do tác động ma sát phát sinh nhiệt độ (30-500C) gạch mộc ra khỏi miệng khuôn tự thoát hơi nước bê mặt Chính vì nguyên lý này tạo ra sản phẩm mỏng thành có chất lượng bê mặt và độ min cao.Ở giai đoạn này hình dạng viên gạch được tạo thành, đồng thời được cắt riêng thành từng viên bằng máy cắt tự động

Nguyên liệu có hàm lượng sét cao có thể tạo ra sản phẩm có đặc điểm:

-Gạch lỗ có độ rỗng cao, mỏng thành tới 6mm, tạo viên gạch nhẹ và có kích thước lớn

-Tiết diện viên gạch có hình dạng mặt bao và mặt lỗ bất kì theo khuôn, tạo viên gạch trang trí hoặc dạng ống

-Có thể tạo viên mỏng, bê mặt lớn như gạch ốp lát, ngói sóng

8

Máy tạo hình và cắt gạch Gạch sau khi tạo hình và tách viên

2.4.2 Phơi mộc

Gach sau khi đinh hình được đưa vào sân phơi có mái nhằm loại bớt nước và tiết kiệm năng lượng (nhằm tiết kiệm than) trong giai đoạn sấy và nung

Trong giai đoạn phơi mộc gạch phải được đảo liên tục tăng diện tích tiếp xúc giữa viên gạch và ánh nắng

Cần đảm bảo đủ diện tích sân phơi có mái

9

Gạch đang được phơi trong sân phơi có mái che

2.4.3 Sấy và nung

Giai đoạn này được chia thành 4 giai đoạn và đi qua 3 vùng nhiệt chính

2.4.3.1.Giai đoạn sấy

Sau khi phơi khô sơ bộ, gạch mộc được xếp vào xe goong đẩy qua lò sấy nhờ kích đẩy thủy lực

10

Gạch đang được các công nhân xếp lên hệ thống xe goong

chuẩn bị đưa vào lò nung

Lò nung

Vùng sấy và vùng đốt Vùng nung Vùng làm nguội

Chiêu chuyển động của dòng khí

Chiêu chuyển động của sản phẩm

Nguồn nhiệt

Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch Tuynen

Trong giai đoạn này gạch mộc được gia nhiệt với tốc độ vừa phải nhờ nguồn khí nóng từ dưới di chuyển lên, nhiệt độ gạch tăng dần khi tiến sát vào khu vực buồng đốt Nhiệt độ sấy trong lò 200 – 300oC, độ ẩm của gạch mộc sau sấy khoảng 4%

2.4.3.2.Giai đoạn giải nhiệt trước khi nung

Gạch mộc đã sấy khô được chuyển dich dần vào khu vực buồng đốt, nhiệt độ viên gạch tăng dần đến nhiệt độ nung Trong giai đoạn này, than và các chất hữu cơ trong viên gạch được đốt cháy, gạch chuyển dần từ trạng thái đất sang trạng tháii gốm và kết khối

2.4.3.3 Giai đoạn nung

Xe goong đi qua lò nung trải qua 2 vùng nhiệt độ cuả lò:

a. Vùng nung sấy ( từ nhiệt độ môi trường đến 500 o C / 600 o C)

Vùng nhiệt độ từ 40oC đến 500oC gạch mộc thoát hết nước cơ học trong hệ keo sét

Vùng nhiệt độ 500oC – 600oC gạch mộc thoát nước hóa học, co ngót nhanh, phản ứng thu nhiệt

Al2O3.2SiO2.2H2O (caolinit) → Al2O3.2SiO2 (metacaolinit) + 2H2O

Do phản ứng thoát nước, ở vùng này cần thiết hút kip thời lượng nước này

b Vùng nung đốt ( từ nhiệt độ từ 500 / 600 o C đến 900 / 1050 o C )

Trong vùng nhiệt độ 800oC đến 900oC sảy ra kết khối sản phẩm silicat và giải phóng năng lượng, nhiệt lượng này được rút bớt cho vùng sấy

Al2O3.2SiO2 (metacaolinit) → Al2O3.SiO2+SiO2 (spinen) Vùng nhiệt độ này cần được duy trì đủ thời gian và khống chế sự tăng của nhiệt

độ Nhiệt độ tới hạn tạo sản phẩm gốm xây dựng ( 900 – 10500C) phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu

Trong quá trình nung, nhiệt khí thải lò nung được tái sử dụng cho lò sấy qua hệ thống quạt và kênh dẫn khí nóng được hút từ hai đầu lò Đặc tính này làm hiệu suất

sử dụng năng lượng của lò tăng cao, góp phần cải thiện môi trường trong lò nung

11

2.4.3.4 Giai đoạn làm nguội

Trong giai đoạn này, gạch được làm nguội dần từ nhiệt độ nung đến nhiệt độ của môi trường (900 / 1050oC đến 40oC)

Sau kết khối, nhiệt độ giảm dần và cường độ gạch tăng dần đến sản phẩm cuối cùng

Sau khi qua lò nung rồi buồng xử lý bụi, nhiệt độ sản phẩm ≤ 40oC được bốc rỡ

từ xe goong, phân loại và xếp khối thương phẩm

Do nhiệt độ được hạ thấp từ từ nên gạch không bi cong vênh, nứt nẻ

Các giai đoạn sấy, gia nhiệt trước khi nung, giai đoạn nung và làm nguội diễn ra liên tục ở trong buồng lò Nhờ đó tận dụng được nhiệt của dòng khí ở giai đoạn nung

để sấy khô và gia nhiệt cho gạch mộc ở giai đoạn trước khi nung Nhiệt từ gạch ở giai đoạn làm nguội được dùng để gia nhiệt cho không khí cấp vào cho quá trình cháy Việc tận dụng nhiệt triệt để như vậy đã giảm tiêu hao năng lượng, đồng thời phát thải khí CO2 cũng giảm Quá trình nung liên tục làm tăng năng suất sản xuất gạch, chất lượng gạch được đảm bảo Năng lượng sử dụng và vấn đê ô nhiễm môi trường được đảm bảo

2.5 Khí thải và biện pháp xử lý

Vấn đê ô nhiễm môi trường trong sản xuất gạch nung rất đáng quan tâm Ô nhiễm chủ yếu là do khí thải khi nung đốt và bụi than gây ra

2.5.1 khí thải khi nung đốt và biện pháp xử lý

Nhiệt khí thải lò nung được tái sử dụng cho lò sấy qua hệ thống quạt và kênh dẫn khí nóng Khói thải của giai đoạn nung sẽ là môi chất gia nhiệt cho gạch mộc ở trên đi xuống Không khí lạnh từ dưới lên sẽ được gia nhiệt nhờ nhận nhiệt từ lớp gạch làm nguội sau giai đoạn nung Bằng cách đó, năng lượng được tái tạo trong

12

Do nhiên liệu được đốt liên tục nên

lượng khói thải thấp, hạn chế đáng kể tình

trạng gây ô nhiễm môi trường (lưu lượng khí

thải giảm 11,5 lần, lượng SO2 và CO2 giảm 6

lần) Khói thải ra ngoài có nhiệt độ, trong

khoảng từ 70 - 1300C, nên gần như không

gây ô nhiễm môi trường bên ngoài

viên gạch mà không mất đi đâu cả, lượng khói thải ra hầu như không còn Việc tận dụng nhiệt triệt để như vậy đã giảm tiêu hao năng lượng, đồng thời phát thải khí CO2 cũng giảm So với lò thủ công lưu lượng khói thải giảm 11,5 lần, lượng SO2 và CO2 giảm 6 lần, nhiệt độ khói thải thấp Phân khí thải còn lại thoát qua ống khói nhờ quạt hút

2.5.2 Hệ thống xử lý bụi xỉ than

Buồng thu gom bụi gồm cá vòi phun khí nén di động thổi tách bụi trong khối xếp gạch và 1 quạt hút bụi Lượng bụi được thổi sang buồng tách kểu màng nước Kết quả là xỉ than đọng lại dưới đáy bể nước và được thu gom đinh kỳ

13

Sau khi nung trong lò tunnel, xỉ than

dưới dạng bột bụi (<1mm) một phần bám vào

bê mặt sản phẩm, phần lớn đọng trên mặt xe

goong Khi tác động của gió, bụi này khếch

tán ra khu vực sản xuất

3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Ưu điểm của lò nung tuynel là khắc phục được những nhược điểm của lò nung thủ công như vận hành gián đoạn, sản xuất theo từng mẻ, tiêu hao nhiêu nhiên liệu, gây ô nhiễm môi trường nặng nê, sản phẩm sẽ bi lỗi và có nhiêu lượng thành phẩm

sẽ bi tiêu hao, chất lượng không đạt Loại lò này có khả năng tự động hóa cao, liên tục, chất lượng gạch sau nung có độ đồng đêu cao

Xét vê phương diện sử dụng nhiên liệu, đặc biệt là than thì lò tuynel cho hiệu suất cao, đặc biệt là giảm thiểu ô nhiễm khí thải nhỏ nhất (so với các dạng lò khác) Than nhiên liệu sử dụng cho lò trộn vào đất 70-80%, còn lại tra vào lò dưới dạng bột Trong lò luôn được duy trì nhiệt độ 800-10500C, than được cháy ngay lập tức và cháy triệt để, giảm hàm lượng CO, NO,…

Lượng khói thải ra được tận dụng tối đa để sử dụng nhiệt thừa của khói lò nung đưa sang lò tuynel sấy mộc, nhằm tiết kiệm than Điêu này khiến cho lượng bụi thải

ra rất ít và nhiệt thải ra tới mức tối thiểu Nhiệt độ của khí thải khi ra khỏi lò sấy chỉ còn 40 - 500C, không ảnh hưởng tới sức khoẻ của người lao động

Mặc dù nhiệt thừa của khói lò nung được tận dụng triệt để hơn các loại lò công nghiệp khác, nhưng tình trạng ô nhiễm khí thải vẫn rất cần quan tâm Khói thải ra môi trường còn nhiêu và ảnh hưởng đến khu vực xung quanh Biện pháp có bức đột phá giảm thiểu triệt để ô nhiễm môi trường do khí thải lò nung là công nghệ hệ thống phun than tự động cho lò tuynel.Tuy nhiên do chi phí và điêu kiện nên vẫn chưa áp dụng cho nhà máy

14