Đồ án môn học: Công Nghệ Gốm Xây Dựng

Nguyên liệu dẻo Nguyên liệu dẻo là cơ sở để hình thành vật liệu và sản phẩm gốm mà nguyên liệu dẻo lại là loại đặc biệt quan trọng trong sản xuất các sảm phẩm gạch ốp lát, tấm lợp.. - Tr

 Gạch granite có phủ men

 Gạch granite không phủ men

Theo công năng sử dụng:

đó tinh thể mulit chiếm khoảng 15-30%, meta cristobalit chiếm khoảng 6-10% và khoảng 10% tinh thể quắc không hoạt tính

8-1.3.2 Pha thủy tinh

Pha thủy tinh hình thành do khi nung sản phẩm gốm sẽ tạo nên chất nóng chảyalumosilicat kiềm với số lượng khác nhau, ảnh hưởng đến quá trình hình thành cấu trúc sảnphẩm và tính chất của chúng Chất nóng chảy nguội đi đông đặc lại tạo nên pha thủy tinhcủa xương sản phẩm như là một trong những đơn vị cấu trúc của nó

Pha thủy tinh đóng vai trò là lấp đầy khoảng trống , tăng sự tiếp xúc các hạt rắn, tăng mật

độ sản phẩm Ngoài ra còn đóng vai trò hình thành nên những pha tinh thể, phân bố các phatinh thể và hạt rắn trong cấu trúc của xương gốm để tạo nên cấu trúc đồng nhất

Về mặt cấu trúc, pha thủy tinh là vật chất nếp xiên trong đó hình thành nên các tinh thể tế

vi hạt nhỏ mulit Trong những vùng phân bố của chất nóng chảy fenspat, các tinh thể mulithình kim đạt chiều dài 10-12µm Mulit được phân bố dưới dạng mạng lưới dày đặc và ít khigặp dưới dạng hạt nổi

1.3.3 Pha khí

Pha khí chiếm đầy trong các lỗ rỗng kín thường có trong vật liệu Pha khí hình thành dokhông khí chứa trong các lỗ rỗng, sản phẩm quá trình khử nước,… Vật liệu kết khối khi đạtđến 85% độ đăc tương đối thì lỗ rỗng xốp hoàn toàn hở, các lỗ rỗng kín chỉ chiếm một lượngkhông đáng kể

Pha khí ảnh hưởng đến sự hình thành , sự liên kết, phân bố pha tinh thể, pha thủy tinh.Ngoài ra còn ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc sản phẩm, quyết định tính chất của xươnggốm Hàm lượng pha khí phụ thuộc vào nguyên liệu đầu vào, công nghệ sản xuất

1.5 Tính chất – yêu cầu kỹ thuật

- như đã nói, gạch granite là gạch có độ kết khối cao, pha tinh thể chiếm phần lớn nên cónhững tính chất được quy định theo TCVN 7745-2007:

+ Độ cứng bề mặt: thể hiện độ bền của gạch khi bị va chạm hay trầy xước khi ta tác dụngvào với vật liệu có độ cứng cao hơn Gạch granite có hàm lượng Al2O3 lớn nên có độ cứng

bề mặt cao Độ cứng của gạch granite theo tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu không nhỏ hơn 5.+ Độ mài mòn: thể hiện khả năng của gạch chống lại tác dụng của ngoại lực trong một thờigian dài Theo yêu cầu kỹ thuật, độ mài mòn của gạch granite không lớn hơn 174 mm3 Nhóm tính chất bền hóa:

+ Độ bền hóa: là khả năng của gạch không bị phá hủy do ảnh hưởng của những chất tiếp xúcvới nó trong quá trình sử dụng Gạch granite có lỗ rỗng thấp nên sự tiếp xúc với môi trườngthấp, các chất khó xâm nhập dẫn đến có độ bền hóa khá tốt, thường trung bình không nhỏhơn cấp B( theo tiêu chuẩn quy định)

Nhóm tính chất nhiệt:

+ Độ bền nhiệt: khả năng của gạch không bị phá hủy hay không bị giảm độ bền khi chịu sựdao động nhiệt độ lớn, đột ngột và nhiều lần Độ bền nhiệt theo tiêu chuẩn quy định khôngnhỏ hơn 10 lần

+ Độ dãn nở nhiệt: phụ thuộc vào độ rỗng, thành phần phối liệu Gạch granite có độ rỗngxốp thấp, hàm lượng thạch anh bé thì gạch có độ dãn nở nhiệt cao Theo tiêu chuẩn, độ dãn

nở nhiệt của gạch granite không lớn hơn 9*106 K-1

Nhóm tính chất thẩm mỹ:

+ Độ bóng: trong phối liệu gạch granite có hàm lượng Al2O3 lớn, có hệ số chiết quang caonên gạch granite có độ bóng cao.

+ Độ bền màu: màu của gạch granite được cho vào trong quá trình trộn phối liệu nên gạchkhông bị bay màu theo thời gian

2 Nguyên liệu sản xuất

2.1 Nguyên liệu dẻo

Nguyên liệu dẻo là cơ sở để hình thành vật liệu và sản phẩm gốm mà nguyên liệu dẻo lại

là loại đặc biệt quan trọng trong sản xuất các sảm phẩm gạch ốp lát, tấm lợp Các nguyênliệu dẻo như cao lanh, đất sét…

2.1.1 Thành phần hóa

- Theo thành phần hóa và thành phần khoáng cũng như cấu trúc của nó thì cao lanh và đấtsét bao gồm rất nhiều loại khác nhau, trong đó có 8 loại khoáng đơn phổ biến Trong thiênnhiên do thành phần khoáng vật của đá gốc khác nhau điều kiện tạo thành của cao lanh vàđất sét cũng không giống nhau (độ PH, độ ẩm, nhiệt độ ) nên sản phẩm phong hóa cũngkhác nhau

- Trong thực tế, các khoáng vật trong mỗi mỏ cao lanh ít nhất là một đơn khoáng (nhất làtrong các mỏ đất sét) Mặc dù có nhiều loại đơn khoáng khác nhau song đối với công nghiệpgốm sứ nói chung và với công nghệ sản xuất gạch ốp lát nói riêng thì nhóm dưới đây là quantrọng hơn cả

2.1.1.1 Nhóm caolinit

- Các mỏ cao lanh và đất sét chứa khoáng chủ yếu là caolinit

Công thức của caolinit: Al2O3.2 SiO3.2 H2OThành phần hóa SiO2: 46.54%; Al2O3: 39.5% ; H2O: 13.96%

- Thành phần khoáng vật của cao lanh và đất sét ngoài các khoáng sét còn chứ một lượngtrường thạch (do đá phong hóa chưa hoàn toàn)

- Khoáng caolinit có cấu trúc tinh thể dạng lớp, có sự liên kết rất chặt chẽ giữa các ion trongmột lớp, nhưng giữa các lớp với nhau thì lỏng lẽo do lực đẩy giữa các ion cùng dấu giữa cácmặt tứ diện của SiO2 và bát diện Al(OH)8 trong mạng tinh thể Chính cấu trúc lớp này đa tạo

ra độ dẻo cao của caolinit cũng như của các khoáng sét nói chung

- Caolimit hầu như không trương nở trong nước, độ dẻo kém, khả năng hấp thụ trao đổi ionyếu Khối lượng riêng của caolimit vào khoảng 2.41 – 2.6 g/cm3

2.1.1.2 Nhóm monmorilomit

Công thức Al2O3.4 SiO2 H2O + n H2O

- Khoáng monmorilomit cũng có cấu trúc dạng tấm tương tự caolinit nhưng do các mặt cùngdấu ở lớp bát diện nằm đối diện nhau tạo ra lực đẩy lẫn nhau, làm tăng khoảng cách giữachúng, tạo điều kiện cho các chất có kích thước nhỏ thâm nhập vào giữa gây nên hiện tượng

trương nở dẫn đến tăng khả năng hấp phụ và tạo ra độ dẻo rất cao của nó So với caolimit thìkhoáng này có lực liên kết yếu hơn Khoáng này chứ cation FE2+, FE3+, CA2+, Mg2+, với hàmlượng khá lớn Độ phân tán của khoáng monmorilomit, hạt mịn, kích cỡ có thể chiếm 40%

vì vậy độ dẻo của khoáng này rất lớn

- Monmorilomit là loại khoáng silicat ba lớp nên khi có nước trương nở rất lớn khả năng hấpthụ trao đổi ion lớn, khối lượng riêng từ 1.7 đến 2.7 g/cm3 là một trong những khoáng có độdẻo rất cao Vì nó là loại khoáng có cấu trúc 3 lớp và đặc biệt là nước có cấu trúc (H2O)chính là nước kết tinh trương nở lớn do đó nó khoáng vật có độ nhậy cao

2.1.1.3 Nhóm khoáng chứa Akali

- Nhóm này còn gọi là illit hay khoáng sét mica trong nhiều loại đất sét dễ cháy có lúckhoáng này chiếm tới 60% Các loại mica ngâm nước thường gặp là:

Muscovit : K2O.3Al2O3.6SiO.2H2OBiotit : K2O.4Mg2O.Al2O4.6SiO3.H2O

- Về mặt cấu trúc các khoáng này có mạng lưới tinh thể tương tự như các silicat ba lớp nêncác tính chất của chúng rất giống nhau Độ phân tán cao, độ trương nở trong nước cũng rấtlớn, khả năng hấp thụ trao đổi ion lớn

- Kích thước các hạt đất sét và cao lanh nằm trong giớ hạn phân tán keo (60mm) còn kíchthước các tạp chất lớn

- Thành phần và kích thước các hạt tác dụng rất lớn đến khả năng hấp thụ và trao đổi ion,tính dẻo, độ co khi sấy, cường độ cũng như diễn biến tính chất của khoáng đó theo nhiệt độnung

+ Oxyt sắt: thường gặp trong đất sét dưới dạng hợp chất Những hợp chất này là chất trợdung mạnh, giảm khoảng nóng chảy, nhiệt độ kết khối của đất sét

2.2 Nguyên liệu gầy

- Trong phối liệu, nguyên liệu gầy có vai trò vừa là thành phần quan trọng tạo thành vật liệusilicat, là chất chảy của phối liệu, vừa là chất độn làm giảm độ co khi sấy và nung sản phẩm.Nguyên liệu gầy như trường thạch, thạch anh, đá vôi…

- Trường thạch kali có tác dụng tốt cho xương bởi vì cho phép hạ thấp nhiệt độ nung songkhoảng nung rộng sản phẩm ít bị biến hình

- Tác dụng của trường thạch với xương còn ở chỗ khi nóng chảy có thể hòa tan thạch anh(SiO2) Vai trò trường thạch trong sản xuất gạch ốp lát cao cấp là quan trọng bởi vì nó làmtăng độ co ngót, giảm nhiệt độ nóng chảy, tăng độ đặc chắc và độ bền sản phẩm

- với cơ sở như vậy ta chọn nguồn nguyên liệu cho bài toán phối liệu gồm 53 cấu tử: đất sétTuần Dưỡng, trường thạch Đại Lộc, boxit Bảo Lộc

2.31 Đất sét Tuần Dưỡng

- Đất sét Tuần Dưỡng có thành phần hóa:

2.3.2 Trường thạch Đại Lộc

- Trường thạch Đại Lộc có thành phần hóa như sau:

nguyên liệu SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MKN tổng

và sử dụng có hiệu quả nguồn nguyên liệu này vào phát triển các ngành công nghiệp khôngchỉ của tỉnh Quảng Nam mà còn cho các tỉnh Miền Trung và Tây Nguyên

2.3.3 Cao lanh Quảng Bình

- Quảng Bình là một tỉnh nằm ở miền trung đất nước Đây là nơi có nguồn tài nguyênkhoáng sản phong phú, đa dạng Trong đó, nguồn cao lanh có chất lượng tốt, trữ lượng lớn( khoảng 36 triệu tấn ) là nguồn nguyên liệu quan trọng cung cấp cho các ngành công nghiệptrong nước và phục vụ xuất khẩu

2.3.4 Đolomite Kon Tum

- Kon Tum nằm ở khu vực Tây nguyên đất nước, với đặc trưng khu vực có nhiều mỏ nguyênliệu có trữ lượng lớn Kon Tum có nhiều mỏ đolomite có chất lượng được đánh giá cao, trữlượng hơn 32 triệu tấn Các mỏ nằm ở vị trí lộ thiên, dễ dàng khai thác và vận chuyển Vìvậy, cung cấp nguồn nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất nằm ở khu vực duyên hải miềntrung và nam bộ

Dầu nặng ( FO) : 41131 – 43138 kJ/kg

Than ít bitum loại A : 24490 – 26823 kJ/kg

Than ít bitum loại B : 22158 – 24490 kJ/kg

Than ít bitum loại C: 19358 – 22158 kJ/kg

Than non loại A :14693 – 19358 kJ/kg

Than non loại B :14693 kJ/kg

Củi ép mùn cưa : 17580 kJ/kg

Củi ép trấu: 11720 kJ/kg

-Khí thiên nhiên và khí hóa lỏng: đây là loại chất đốt cho nhiệt lớn nhất vì khi đốt khí cháyhoàn toàn, sau khi cháy ít để lại sản phẩm cháy và ít khí độc hại Tuy nhiên chất khí khó bảoquản, tốn kém trong việc vẫn chuyển và khá nguy hiểm khi sử dụng Chính vì vậy người tahóa lỏng chất khí đưa vào các thùng chứa chịu áp suất để bảo quản và vận chuyển dễ dànghơn Nhưng vì giá thành quá cao và hiện đang giần giảm về trữ lượng trong tự nhiên nênviệc sử dụng loại nhiên liệu này ít phổ biến

- Than đá, than bùn, than non: đây là loại chất đốt có nhiệt trị khá cao dễ dàng vận chuyểnkhai thác và tích trữ, tuy nhiên việc sử dụng khá khó khăn vì cần nhiệt độ cháy ban đầu khácao, sau khi cháy để lại khá nhiều tro và khí cháy là hỗn hợp khí khá phức tạp và độc hại doquá trình cháy không hoàn toàn đặc biệc là khí gây hiệu ứng nhà kính CO Vì đây là loạinhiên liệu khá rẻ và trữ lượng thiên nhiên còn khá lớn nên thường được lựa chọn sử dụngtrong các nhà máy Để khắc phục nhược điểm khó sử dụng và cháy không hoàn toàn người

ta đả sử dụng những biện pháp khắc phục khá tối ưu như nghiền mịn, hoặc là khí hóa than đểlàm tăng hiệu suất sử dụng

- Củi ép, củi tự nhiên: là loại nhiên liệu thiên nhiên gần gủi và được biết đến như nhiên liệuđầu tiên được con người sử dụng So với hai loại chất đốt trên thì củi hạn chế về nhiều mặt,nhiệt trị thấp hơn, nhiệt độ cháy thấp, sản phẩm cháy nhiều vì vậy ít được sử dụng trong cácnhà máy công nghiệp mà thường chỉ được sử dụng trong các lò nung thủ công quy mô hộ giađình Tuy vậy củi có giá rất rẽ, nếu biết cách sử dụng hợp lý khai thác phù hợp với trồng mớithì đây là loại nhiên liệu có trữ lượng vô tận

- Với việc sử dụng lò nung nhanh thanh lăn yêu cầu nhiên liệu cháy hoàn toàn ít để lại chấtcháy và phải có nhiệt trị cao, đồng thời tiết kiệm được nhiên liệu ta chọn dùng nhiên liệu khíhóa lỏng LPG

- Ở Việt Nam thì nhiên liệu khí hoá lỏng hay được sử dụng là LPG Là loại khí đốt hoá lỏng

có nguồn gốc từ dầu mỏ Thu được từ quá trình chế biến dầu được hóa lỏng Thành phần hóahọc chủ yếu của khí hóa lỏng LPG hỗn hợp gồm Propane và Butane được nén theo tỷ lệ %Propane / % Butane

- Trong thực tế, thành phần hỗn hợp các chất có trong khí hóa lỏng LPG không thống nhất.Tùy theo tiêu chuẩn của các nước, của các khu vực mà tỉ lệ thành phần trong LPG khácnhau, có khi tỉ lệ giữa Propane và Butane là 50/50 hay 30/70 hoặc có thể lên đến 95/5 nhưtiêu chuẩn của HD-5 của Mỹ Ngoài ra, tùy thuộc vào phương pháp chế biến mà trong thànhphần của nó còn có thể có mặt một lượng nhỏ olefin nhu propylen, butylen.

- Ngày nay, LPG được sử dụng thay thế cho các loại nhiên liệu truyền thống như than, củiđiện… Việc sử dụng sản phẩm này mang đến nhiều ưu điểm thiết thực như chất lượng sảnphẩm đồng đều, tiện lợi và tiết kiệm

- Do thành phần chủ yếu của LPG là Propane và Butane nên tính chất của LPG chính là tínhchất của Propane và Butane LPG là một chất lỏng không màu (trong suốt), không mùi(nhưng được tạo mùi để dễ phát hiện khi có sự cố rò rỉ)

LPG được hóa lỏng ở nhiệt độ -30oC, áp suất tuyệt đối của nhiên liệu LPG trong bồnchứa là 4,4 bars ở 150C, là 1,7 bars ở -15độC và 12,5 bars là 500C Tỷ số bén lửa củaPropane (chỉ số octane từ 104 đến 110) là từ 2,4% đến 9,6% trong không khí, nhiệt độ tự bốccháy là 8550F (457độ C)

Sự giãn nở của LPG vào khoảng 0,25%/0C, do đó ta phải luôn chứa khí LPG ởkhoảng 80% thể tích bồn chứa trong cùng một khối lượng nhiên liệu Ở 15độ C và dưới ápsuất 1013 mbar

Khí hóa lỏng LPG có tiêu chuẩn riêng về thành phần của nó Tiêu chuẩn này tùy thuộc vàomỗi quốc gia, mỗi khu vực khác nhau.Ở Việt Nam, các đặc tính sử dụng của LPG được quyđịnh theo tiêu chuẩn

Bảng Các đặc tính sử dụng của khí hoá lỏng LPG

Căn cứ vào những tiêu chuẩn trên ta quyết định chọn nhiên liệu khí hoá lỏng PLG có các đặctính và thông số kĩ thuật sau:

Thành phần hoá được cho trong bảng

Bảng : Thành phần hoá của nhiên liệu khí hoá lỏng PLGThành phần hoá của PLG

0,000,20,0050,90,048,30,00,6

2.5 Bài toán phối liệu

Thành phần hóa của phối liệu ban đầu:

Thành phần hóa của phối liệu quy về 100% (nhân với R i =100/ ∑i )

SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MKN tổngĐất sét Tuần

Thành phần hóa của phối liệu sau nung 100% (nhân với hệ số K i = )

3 Tính toán tỉ lệ phối trộn.

Gọi x là % của Đất sét Tuần Dưỡng có trong cấu trúc lớp xương

Gọi y là % của trường thạch Đại Lộc có trong cấu trúc lớp xương

Gọi z là % của cao lanh Quảng Bình có trong cấu trúc lớp xương

Gọi t là % của đolomite Kon Tum có trong cấu trúc lớp xương

Ta chọn thành phần các oxit đặc trưng của Phối liệu trong sản xuất gạch granit như sau:SiO2: 68.01%

Tính lại thành phần hóa của phối liệu:

6-7- đất sét để sản xuấtkeramzit

2

3 2

SiO O Al

Hình: Biểu đồ A,Y,Avgustinik

Nhận xét: Vậy loại nguyên liệu và các loại phụgia đã dùng nằm trong vùng 2 phù hợp để sản xuất gạch granit như yêu cầu của đề tài.

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất

1.1 Gia công và chuẩn bị nguyên liệu

- Quá trình gia công nguyên liệu và chuẩn bị nguyên liệu có 3 phương pháp:

 Phương pháp dẻo:

- Phương pháp này rất ít khi được sử dụng trong gia công và chuẩn bị bột ép, chỉ sử dụngtrong sản xuất khi nguyên liệu sét tinh khiết có độ dẻo cao, không cần sử dụng phụ gia hoặclượng phụ gia trợ dung và chất tạo màu đưa vào rất ít Thường áp dụng cho các nhà máycông suất vừa và nhỏ

- Ưu điểm của phương pháp này là công nghệ đơn giản, diện tích mặt bằng sản xuất ít, chiphí đầu tư thấp

- Nhược điểm của phương pháp này là chỉ sử dụng được với nguyên liệu sét có độ tinh khiết

và độ dẻo cao, không bị lẫn tạp chất

 Phương pháp bán khô:

- Phương pháp được áp dụng khi dùng đất sét chất lượng thấp, độ dẻo không cao

- Ưu điểm của phương pháp này dây chuyền công nghệ là đơn giản, diện tích mặt bằng ít,chi phí năng lượng thấp, đảm bảo về thành phần hạt, chi phí đầu tư thấp, tính tự động hóacao hơn

- Nhược điểm là độ đồng nhất của bột phối liệu không cao, quá trình sản xuất gây nhiều bụi,sản phẩm có chất lượng thấp

 Phương pháp ướt:

- Đây là phương pháp phổ biến nhất hiện nay, người ta sử dụng phương pháp này chủ yếutrong quá trình sản xuất có sử dụng nhiều cấu tử trong phối liệu, nguyên liệu có hàm lượngtạp chất lớn, có sử dụng phụ gia và các chất trợ dung, tạo màu

- Ưu điểm của phương pháp này là độ đồng nhất thành phân phối liệu cao, độ ổn định vềthành phần hóa lớn,quá trình sản xuất không gây ra nhiều bụi,chất lượng sản phẩm tốt

- Nhược điểm là công nghệ phức tạp, nguyên liệu cần độ ẩm tương đối lớn, chi phí đầu tưlớn, diện tích mặt bằng lớn

- Vì phối liệu gạch lát granite ta tính ở bài toán phối liệu dùng nhiều cấu tử, chứa nhiều tạpchất vì vậy để đảm bảo độ đồng nhất đạt yêu cầu công nghệ trong quá trình tạo hình và giacông nhiệt thì chọn phương pháp hồ là ưu việt nhất

1.2 Quá trình tạo hình

- Có 2 phương pháp tạo hình chính:

 Phương pháp dẻo:

- Phương pháp này có ưu điểm là có thể sản xuất được nhiều loại sản phẩm có hình dạng,kích thước khác nhau và cả những hình dạng phức tạp, quá trình chuẩn bị phối liệu đơngiản, nguyên liệu được xử lý tương đối đồng đều, thiết bị ít, đơn giản, chi phí đầu tư thấp

- Nhược điểm chính của phương pháp này là có độ co khi sấy và khi nung lớn, dẫn đếnlượng phế phẩm lớn Nguyên liệu yêu cầu phải được gia công kỹ để có được độ ẩm thíchhợp Đồng thời độ ẩm tạo hình cao (18-22%) nên quá trình gia công nhiệt lâu làm tăng chiphí nhiệt, tăng giá thành sản phẩm Chi phí năng lượng cao cho quá trình tạo hình

 Phương pháp bán khô:

- Ưu điểm của phương pháp này là loại trừ được quá trình sấy gạch mộc lâu dài và phức tạp,thời gian chu trình sản xuất giảm, sản phẩm có hình dáng và kích thước chính xác hơn,chúng có độ co toàn phần nhỏ Có thể dùng phối liệu có đất sét chất lượng thấp hay dùngnhiều phụ gia để sản xuất, quá trình tạo hình có chi phí năng lượng thấp

- Nhược điểm của phương pháp là yêu cầu độ ẩm tạo hình từ 711%, dẫn đến quá trình giacông nguyên liệu cần phải giám sát kỹ

-Với các yếu tố trên ta chọn phương pháp tạo hình bán khô

1.3 Quá trình gia công nhiệt sản phẩm

1.3.1 Quá trình sấy

- Quá trình sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi sản phẩm Đây là một trong những khâu quantrọng quyết định nhiều đến chất lượng sản phẩm và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của sảnxuất Quá trình sấy được đặc trưng bởi những yếu tố: sự thay đổi nhiệt độ của bán thànhphẩm, hàm ẩm của nó, sự thay đổi tốc độ sấy, thời gian sấy, sự phát sinh hiện tượng co ngót

và các ứng suất co ngót, thời gian sấy

- Có 2 loại lò sấy:

 Lò sấy đứng: Ưu điểm của lò này là đơn giản, không yêu cầu vốn đầu tư lớn, tiếtkiệm diện tích mặt bằng xây dựng, vận hành dễ dàng, thời gian sấy nhanh Nhượcđiểm chính là khó điều chỉnh chế độ gia công nhiệt, chất lượng sấy không ổn định,chi phí nhiệt lớn

 Lò sấy nằm: lò này có ưu điểm diện tích ít, chất lượng cao và dễ điều chỉnh chế độsấy, tự động hóa cao, chi phí nhiệt thấp Nhược điểm là chi phí đầu tư lớn, công nghệphức tạp, thời gian sây lâu

1.3.2 Quá trình nung

- Quá trình nung là quá trình hóa lý phức tạp ở nhiệt độ cao Tại đây, các quá trìnhtrao đổi nhiệt và trao đổi chất xảy ra đồng thời, các quá trình này do các biến đổi pha

và biến \

xuất Nhược điểm của nung 1 lần là lượng phế phẩm lớn, khó điều chỉnh thông số kỹthuật, khuyết tật nhiều.

 Nung 2 lần: ưu điểm là khuyết tật ít, lượng phế phẩm ít, dễ điều chỉnh thông số kỹthuật, dễ tráng nhiều loại men Nhược điểm của phương pháp là chi phí nhiệt lớn, thờigian sản xuất dài hơn, dẫn đến giá thành cao

- với những đặc điểm như vậy, ta chọn chế độ nung 1 lần

2 Dây chuyền sản xuất:

Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất:

 Quá trình gia công chuẩn bị phối liệu:

Nguyên liệu được nhập về kho chứa sau khi đã kiểm tra về kích thước, thành phần Từkho chứa, nguyên liệu được xe xúc lật đổ vào bunke cấp liệu Nguyên liệu được định lượngtheo đơn phối rồi cho vào máy nghiền bi Trong máy chứa sẵn một lượng bi nhất định, đồngthời bổ sung thêm nước phụ thuộc vào độ ẩm nguyên liệu và chất điện giải tăng mức độnghiền Sau khi nghiền từ 10-12h, tiến hành kiểm tra độ nhớt, tỷ trọng, sót sàng,…nếu đạtyêu cầu thì rút hồ phối liệu ra ngoài Tiến hành cho hồ phối liệu đi qua sàng rung để loại bỏtạp chất và thiết bị khử từ loại bỏ các kim loại còn lẫn trong hồ phối liệu Sau đó đưa hồ phốiliệu vào bể chứa có cánh khuấy để đồng nhất thành phần phối liệu trong 4-5h nhờ bơm cao

áp, hồ được bơm lên tháp sấy phun với lưu lượng thích hợp cà được sấy ở nhiệt độ 450-6000

với tác nhân sấy từ lò đốt Bột sau khi sấy có W=4-6%, được đưa vào silo chứa bột phối liệu,

ủ trong silo 8h để ổn định độ ẩm

 Quá trình tạo hình và gia công nhiệt sản phẩm:

Bột phối liệu được rút từ các silo chứa kết hợp với bột màu từ silo bột màu đổ vào khuôn

ép Phối liệu được ép với áp lực lớn Sau đó cho bán sản phẩm đi qua thiết bị thổi bụi và tiếptục đi vào lò sấy ( sấy ở nhiệt độ 100-2000 ) để tăng độ mộc sản phẩm Bán sản phẩm tiếptục được đi vào lò nung trong 40-45’ ở nhiệt độ 1000-12500 Sau khi đi ra khỏi lò gạch tiếptục đi qua các thiết bị máy mài bề mặt, máy cắt cạnh, máy kiểm tra độ bền… để hoàn thiệnsản phẩm rồi được đưa vào kho chứa sản phẩm

CHƯƠNG 3: CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ CÂN BẰNG VẬT CHẤT

BẢNG CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NHÀ MÁY I.2) Phân xưởng sấy nung sản phẩm:

Chọn thời gian làm việc cho các loại sản phẩm Loại sản phẩm gạch G I

Loại sản phẩm gạch G II

I Tính toán công suất nhà máy.

1 Cơ cấu sản phẩm

- Công suất yêu cầu của nhà máy là: 2.5 triệu m2/năm

- Cơ cấu sản phẩm gạch granite :

- Gạch granite 400x400x10 mm : 1.25 triệu m 2 /năm

- Gạch granite 500x500x10 mm : 1.25 triệu m 2 /năm

Hai loại gạch yêu cầu ở trên đều là loại gạch ốp lát:

2.1 Tính toán lượng mất khi nung và độ ẩm ban đầu

a Tính toán lượng mất khi nung:

(MKN) của Gạch mộc

Y.My + Z.Mz + T.Mt)/100

-Thông số chọn cho sản phẩm:

Độ co khi nung của sản phẩm là: Cn =0.2%

Độ co sấy của sản phẩm là: Cs =5%

Độ ẩm sản phẩm trước khi sấy : Wts =6%

Độ ẩm sản phẩm sau khi sấy : Wss =1%

Độ ẩm sản phẩm sau khi nung : Wsn =0%

Chọn khối lượng riêng cho sản phẩm ɣ =1900(kg/m3) =1.900(Tấn/m3)

+ Khối lượng của 1 tấm sản phẩm: G = vsp x  = 1.6x10-3x1900= 3.04 (kg)

-Xác định kích thước của sản phẩm mộc trước khi nung với độ co khi nung 0.2% :

Kích thước sau

Kích thước trước

Công thức aItn= aI.100/(100-Cn) bItn= bI

.100/(100-Cn) hItn= (hI-hm).100/(100-Cn)

Thể tích của tấm mộc trước khi nung:

VItn = aItn.bItn.hItn = 1866161.2(mm3/viên)= 0.0019(m3/viên)

Khối lượng tấm mộc trước khi nung :

Công thức aIts= aItn.100/(100-Cs) bIts= bItn.100/(100-Cs) hIts= hItn.100/(100-Cs)

Khối lượng xương gốm trước sấy :

GIts = GItn.(100-Wss)/(100-Wts) = 3.526 (kg/viên)

Thể tích xương gốm trước sấy :

VIts = aIts.bIts.hIts = 2176598.6(mm3/viên) = 0.0022(m3/viên)

Khối lượng thể tích xương gốm trước sấy :

ɣIts = GIts/VIts = 1619.749 (kg/m3) = 1.620(Tấn/m3)

*Tính cân bằng vật chất cho nguyên liệu, phối liệu và sản phẩm, (kg/m3)

(Tính toán năng suất)

+ Độ co khi nung lần 1 của xương gốm là: Cn =0.2%

+ Độ co sấy của xương gốm là: Cs =5%

+ Độ ẩm gạch mộc trước khi sấy : Wts =5%

+ Độ ẩm gạch mộc sau khi sấy : Wss =1%

+ Độ ẩm gạch mộc sau khi nung : Wsn =0%

+ Chọn khối lượng riêng cho sản phẩm: ɣ =1900(kg/m3) =1.900(Tấn/m3)

- Sản phẩm:

+ Thể tích cho một sản phẩm là : VspII = a.b.h =2500000(mm3) =2.5x10-3(m3)

+ Khối lượng một tấm sản phẩm : GspII= VspII.ɣ = 4.75 (kg/viên)

-Xác định kích thước của sản phẩm mộc trước khi nung với độ co khi nung 0.2%:

Kích thước trước

Công thức aIItn= aII.100/(100-Cn) bIItn= bII.100/(100-Cn) hIItn= (hII-hm

).100/(100-Cn)

+ Thể tích của tấm mộc trước khi nung:

VIItn = aIItn.bIItn.hIItn = 1776406.0(mm3/viên) = 0.0018(m3/viên)

+ Khối lượng tấm mộc trước khi nung với:

Công thức aIIts= aIItn

.100/(100-Cs) bIIts= bIItn.100/(100-Cs) hIIts= hIItn.100/(100-Cs)

+ Khối lượng xương gốm trước sấy :

GIts = GItn.(100-Wss)/(100-Wts) = 5.451(kg/viên)

+ Thể tích xương gốm trước sấy :

VIts = aIts.bIts.hIts = 2071912.5(mm3/viên) = 0.0021(m3/viên)

+ Khối lượng thể tích xương gốm trước sấy :

ɣIts = GIts/VIts = 2630.746(kg/m3) = 2.631(Tấn/m3)

*Tính cân bằng vật chất cho nguyên liệu, phối liệu và sản phẩm, (kg/m3)

Năm suất Hao hụt M(i+1) = Mi.100/ Ni = Ni.100/(100-hi) Qi = Ni.GiiII

CHƯƠNG 4: TÍNH KẾT CẤU LÒ NUNG

1 Chế độ nung.

Theo sơ đồ gia công nhiệt :

Các Vùng trong lò Khoảng nhiệt độ trong các Vùng Thời gian

2 Cấu tạo vỏ lò và nguyên tắc hoạt động của lò

a Cấu tạo các modun lò.

- Lò được xây dựng từ các modun dài cho các vùng tăng nhiệt, vùng nung, làm nguội nhanh,vùng làm nguội chậm, vùng làm nguội cuối cùng Chiều dài các modun được thiết kế sẵngiúp cho việc vận chuyển lắp ráp dễ dàng cũng như đảm bảo độ kín khít của lò

- Vỏ lò là các khung thép làm bằng các ống vuông và các tấm kim loại phủ bên ngoài.Những tấm kim loại này được gắn khít với khung hình ống Sự ổn định của vỏ lò nhằm đảmbảo về kết cấu cũng như quá trình thoát nhiệt của lò trong suốt quá trình nung sản phẩm

b Cấu tạo của các vùng lò.

- Tại các vùng tiền nung, vung nung hằng nhiệt, vùng làm lạnh nhanh có nhiệt độ cao từ

6000C đến 12500C, nên được xây dựng bằng các vật liệu có chất lượng cao, trọng lượng nhẹ

hệ số dẫn nhiệt thấp, khả năng chống sốc nhiệt cao, bề mặt được mài nhẵn và có khả năngchống mài mòn

- Vỏ lò của ta được cấu tạo gồm 4 lớp:

Lớp vật liệu chịu lửa: Samốt A có các chỉ tiêu sau

Hệ số dẫn nhiệt: (Kcal/m.0C.h)

Nhiệt độ làm việc dưới tải trọng : 0C

Lớp vật liệu chịu nhiệt: Samốt B có các chỉ tiêu sau

Hệ số dẫn nhiệt: (Kcal/m.0C.h)

Nhiệt độ làm việc dưới tải trọng : 0C

Lớp vật liệu cách nhiệt: Bông thuỷ tinh có cá chỉ tiêu sau

Hệ số dẫn nhiệt: (Kcal/m.0C.h)