dây chuyền công nghệ sản xuất gạch ngói tiêu chuẩn công suất 20 triệu viên năm

 Quá trình sấy được đặc trưng bởi các yếu tố: sự thay đổi nhiệt độ của bán thành phẩm, sự thay đổi độ ẩm của vật liệu, sự phát sinh hiện tượng co ngót, sự thay đổi tốc độ sấy, thời gian

BÁO CÁO THUYẾT TRÌNH GỐM NHÓM 3

ĐỀ TÀI

Thiết lập dây chuyền công nghệ sản xuất gạch ngói tiêu chuẩn công suất 20 triệu viên / năm

Thiết lập dây chuyền sản xuất sản xuất gạch ngói , công suất 20 triệu viên/năm

 Khi thiết lập dây chuyền sản xuất cho một nhà máy , yếu tố cần quan tâm là phương pháp sản xuất.

 Tùy thuộc vào các điều kiện như nguồn nguyên liệu, địa hình nhà máy, thiết bị & chất lượng sản phẩm yêu cầu mà lựa chọn phương pháp sản xuất cho phù hợp.

 Việc lựa chọn phù hợp phương pháp sản xuất sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cho nhà máy, giúp nhà máy duy trì được hoạt động liên tục, tránh được việc trì hoãn, ảnh hưởng đến năng suất của nhà máy.

 Hiện nay, người ta sử dụng 2 phương pháp sản xuất là:

• Phương pháp ép bán khô

• Phương pháp tạo hình dẻo

 Phương pháp ép bán khô: Phối liệu với độ ẩm 8-12% được

ép trên các máy ép ma sát, trục khuỷu hay thủy lợi với lực ép 200-300kG/cm 2

 Phương pháp tạo hình dẻo: Phối liệu với độ ẩm 18-23%

được ép với áp lực 30kG/cm 2 trên máy ép Lento.

Phương pháp ép bán khô Phương pháp tạo hình dẻo

 Theo phương pháp ép bán khô thì sản phẩm đầu ra có nhiều phế phẩm do hiện tượng quá nén Mặt khác, dây chuyền để sản xuất gạch nung theo phương pháp này rất phức tạp, phải thêm các khâu như sấy, nghiền, sàng… rồi mới trộn Các khâu này thì phương pháp dẻo đơn giản được Hơn nữa thiết bị để sấy đất sét là máy sấy thùng quay có cơ chế hoạt động rất phức tạp, yêu cầu cao.

 Lựa chọn phương pháp tạo hình dẻo.

 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN:

A Gia công phối liệu & tạo hình:

1) Khai thác & dự trữ nguyên liệu:

 Đất sét được khai thác bằng máy xúc nhiều gầu, đưa về kho ủ nhà máy

bằng băng tải cao su ( độ ẩm khoảng 18-23%)

 Đất sét phải được ngâm ủ, phong hóa ít nhất 3 tháng Các hạt sét có điều

kiện ngâm nước, làm tăng tính dẻo, đồng đều về độ ẩm, về thành phần hạt, các tạp chất hữu cơ có thời gian để phong hóa làm tăng chất lượng đất.

MÁY XÚC NHIỀU GẦU

2) Gia công nguyên liệu:

 Đất sét trong kho sau khi được ngâm ủ (độ ẩm 16-18%), được xe xúc

ủi được vào máy cấp liệu thùng, đất được cắt thái nhỏ sau đó rơi xuống

băng tải cao su để đưa lên các máy nghiền xa luân rồi đưa qua các máy

cán.

 Tại các máy cán, đất sét bị phá vỡ kết cấu dưới tác dụng của chuyển

động ép, miết do tác động của hai trục cán khác nhau làm tăng độ mịn,

độ dẻo, độ đồng nhất của đất.

 Sau đó, nhờ thiết bị định lượng, đất sét được đưa vào máy nhào trộn 2

trục Nước cũng được thêm vào để tăng độ ẩm cũng như sự đồng đều

giữa thành phần nguyên liệu Độ ẩm phối liệu cần đạt w=20-22%.

MÁY NGHIỀN XA LUÂN MÁY CÁN MÁY NHÀO TRỘN 2 TRỤC

3) Tạo hình sản phẩm:

 Phối liệu ra khỏi máy nhào trộn ( độ ẩm 20-22%, thành phần hạt đạt yêu cầu) rơi

xuống băng tải đưa tới máy đùn ép lento hút chân không.

 Phối liệu sẽ được nhào trộn lại để tăng tính đồng đều, sau đó sẽ đi tới buồng hút chân không, tại đây không khí được hút ra khỏi phối liệu, làm tăng độ đặc chắc của gạch mộc, tạo ra cường độ ban đầu nhất định cho viên mộc.

 Sau đó phối liệu nhờ lực ép của vít xoắn qua khuôn tạo hình và máy cắt gạch tự động, các sản phẩm được tạo hình tùy theo kích thước, hình dáng đã định.

 Gạch ngói sau khi ép ra viên galet sẽ chờ ủ 24h để độ ẩm đồng đều và tăng cường

độ Sau đó viên galet sẽ được máy tạo hình ngói và tiến đến giai đoạn sấy.

MÁY ĐÙN ÉP LENTO HÚT CHÂN KHÔNG

QUÁ TRÌNH SẤY VẬT LIỆU

 Quá trình sấy vật liệu : là quá trình tách ẩm từ vật liệu bằng

năng lượng nhiệt của tác nhân sấy.

 Tác nhân sấy:

• Không khí nóng lấy từ vùng làm nguội của lò nung kết hợp

không khí của môi trường ngoài, được gọi là hỗn hợp khí 1.

• Khí thải lò nung, là hỗn hợp không khí 2.

Trong công nghiệp sản xuất gạch ngói, sản phẩm mộc sau tạo hình có độ ẩm cao(20 – 22 %) nên cường độ cơ học thấp không thể xếp lên xe gòong và nếu đem đi nung ngay sẽ tạo nhiều phế phẩm Do đó, để giảm lượng phế phẩm, nâng cao năng suất cho

lò nung thì quá trình sấy khô thành phẩm sau tạo hình là công đoạn không thể thiếu.

 Quá trình sấy được đặc trưng bởi các yếu tố: sự thay đổi nhiệt độ của bán thành phẩm, sự thay đổi độ ẩm của vật liệu, sự phát sinh hiện tượng co ngót, sự thay đổi tốc

độ sấy, thời gian sấy.

Sấy tự nhiên: Theo phương pháp này, vật liệu sẽ được phơi khô (đến một độ ẩm nào đó) ngoài trời hoặc trong nhà.Vật liệu được xếp trên sân hoặc xếp trên giá phơi Tác nhân sấy

là không khí của môi trường kết hợp với gió tự nhiên

PHƯƠNG PHÁP SẤY

Ưu điểm:

• Chi phí thấp.

Nhược điểm:

• Thời gian sấy kéo dài, không ổn định.

• Phụ thuộc nhiều vào thời tiết môi trường.

• Cần mặt bằng lớn.

• Khó tổ chức và cơ giới hóa, tốn nhiều nhân công.

 Sấy nhân tạo: vật liệu sẽ được sấy khô (đến một độ ẩm nào đó) trong các thiết bị sấy hoạt động gián đoạn hoặc thiết bị sấy liên tục.

• Thiết bị sấy hoạt động gián đoạn có hiệu quả kinh tế thấp, chi phí lao động lớn hơn so với thiết bị sấy hoạt động liên tục Ưu điểm của thiết bị sấy hoạt động gián đoạn là có khả năng sấy theo từng chế độ riêng biệt tương ứng với từng loại sản phẩm.

Ưu điểm:

• Thời gian sấy nhanh (24h)

• Không phụ thuộc vào thời tiết môi trường.

• Trình độ cơ giới hóa cao, ít sử dụng nhân công.

Nhược điểm:

• Chi phí cao

 Lò sấy Tuynel: là thiết bị làm việc liên tục, mức độ cơ giới hóa xếp dỡ, vận chuyển cao, mất mát nhiệt ở giai đoạn ra vào

lò không lớn Sự thay thế lò sấy buồng bằng lò sấy tuynel cho phép nâng cao năng suất nhà máy lên 15 – 25%, giảm chi phí lao động cho 1000 viên gạch đến 20% Việc sử dụng lò sấy tuynel chỉ đạt hiệu quả lớn khi thời gian sấy không quá 24h Hiện tại, việc sử dụng lò sấy tuynel là khá phổ biến ở các nhà máy hiện đại.

LÒ SẤY TUYNEL

HÌNH CHIẾU ĐỨNG LÒ SẤY TUYNEL

MẶT CẮT ĐẦU LÒ

TƯỜNG LÒ

MẶT CẮT BÊN TRONG LÒ

MẶT CẮT ĐẦU VÙNG SẤY

QUẠT TUẦN HOÀN

 Sản phẩm mộc ở trên xe goong chuyển động ngược với dòng chuyển động của nhiệt.

 Lò sấy tuynel sẽ nhận nhiệt từ vùng làm nguội và hòa trộn với khói

lò của lò nung tuynel.

 Dòng không khí nóng chạy bên trong kênh dẫn đến phân phối tại các

vị trí cần thiết và được lưu thông bằng quạt đối lưu.

 Quạt hút đặt có tác dụng hút khí thải

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

• Một quá trình sấy thường diễn ra qua 3 giai đoạn:

• Mỗi giai đoạn sẽ có một đặc điểm riêng biệt, đặc trưng cho quá trình vật lý diễn ra trong từng giai đoạn.

DIỄN BIẾN QUÁ TRÌNH SẤY

Giai đoạn làm nóng Giai đoạn ổn định tốc độ sấy Giai đoạn giảm tốc độ sấy

 Giai đoạn làm nóng:

• Giai đoạn này được đặc trưng bằng sự tăng nhiệt độ của vật liệu, vật liệu trước khi sấy có nhiệt độ bình thường được đốt nóng lên do tiếp xúc với tác nhân sấy có nhiệt

độ cao Do sự tiếp xúc giữa vật liệu ẩm và tác nhân sấy nên tốc độ sấy tăng dần (tốc độ sấy chính là lượng ẩm thoát ra ra trên một đơn vị bề mặt trong một đơn vị thời gian).

• Tốc độ sấy tăng nhanh đến một giá trị không đổi Cuối giai đoạn này, nhiệt độ bề mặt vật thể và tốc độ sấy duy trì không đổi, có sự cân bằng giữa nhiệt hấp thụ bởi vật liệu và nhiệt tiêu tốn làm bốc hơi ẩm, chuyển sang giai đoạn hằng tốc độ sấy.

DIỄN BIẾN QUÁ TRÌNH SẤY

 Giai đoạn ổn định tốc độ sấy:

• Trong giai đoạn này, tốc độ sấy duy trì không đổi Vì bốc hơi nước từ

bề mặt vật liệu nên hơi ẩm từ trong đi ra và ở bề mặt vật liệu vẫn có độ

ẩm Nhiệt độ bề mặt vật liệu gần bằng nhiệt độ bầu ướt và không đổi trong suốt giai đoạn này Áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu bằng áp suất riêng phần của hơi nước bão hòa ở nhiệt độ bề mặt và không phụ thuộc vào độ ẩm của vật liệu.

• Tốc độ sấy không đổi diễn ra cho đến khi độ ẩm của vật liệu giảm đến

độ ẩm tới hạn và trên bề mặt vật thể, độ ẩm hạ tới độ ẩm hút Quá trình sấy chuyển qua giai đoạn giảm tốc độ sấy.

• Giai đoạn hằng tốc độ sấy rất quan trọng và cũng rất nguy hiểm vì trong giai đoạn này sản phẩm sấy sẽ co và xuất hiện ứng suất do co ngót.

DIỄN BIẾN QUÁ TRÌNH SẤY

 Giai đoạn giảm tốc độ sấy:

• Trong giai đoạn này, tốc độ sấy dần dần hạ thấp, đến khi vật liệu đạt tới độ ẩm cân bằng thì tốc độ sấy bằng không Tốc độ sấy trong giai đoạn này không phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài mà chủ yếu phụ thuộc vào các yếu

tố bên trong vật liệu.

DIỄN BIẾN QUÁ TRÌNH SẤY

Khí thải và khí

nóng vùng làm

nguội

CÁC MÔ HÌNH SẤY

MỘC (W=20~22%)

SẤY TRONG LÒ TUNNEL(W=3~5%)

CÁC MÔ HÌNH SẤY

MỘC (W=20~22%)

SẤY TRONG LÒ TUNNEL(W=3~5%)

QUÁ TRÌNH NUNG VẬT LIỆU

 Quá trình nung vật liệu : là quá trình gia công nhiệt ở nhiệt

độ cao để bán thành phẩm gốm xây dựng chuyển sang dạng sành , đá… Từ đó , sản phẩm sau khi nung chịu được các tác động cơ học , lý học , hóa học , có độ bền lâu khi sử dụng trong công trình.

 Chế độ nung : là tập hợp các thông số kỹ thuật có quan hệ

mật thiết với nhau như : nhiệt độ nung , vận tốc nâng nhiệt , thời gian hằng nhiệt ở nhiệt độ nung cuối cùng , vận tốc làm nguội sản phẩm , tính chất của môi trường khí trong lò.

QUÁ TRÌNH NUNG VẬT LIỆU

 Đường cong nung : biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ của vật

liệu theo thời gian nung Mỗi chế độ nung sẽ tương ứng với một đường cong nung.

 Nhiệt độ nung : là nhiệt độ cao nhất của vật liệu trong quá

trình nung Đối với sản phẩm gốm xây dựng , nhiệt độ nung phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu và yêu cầu của loại sản phẩm

 Đối với gạch ngói xây dựng , nhiệt độ nung là 950-1050

QUÁ TRÌNH NUNG VẬT LIỆU

 Khoảng thiêu kết : là hiệu của nhiệt độ bắt đầu xuất hiện pha

lỏng và nhiệt độ khi mẫu thử bắt đầu biến dạng Khoảng thiêu kết của vật liệu càng lớn thì quá trình nung càng dễ dàng.

QUÁ TRÌNH NUNG VẬT LIỆU

 Gạch ngói đất sét nung được nung trong hai loại lò :

 Lò gián đoạn : có công suất nhỏ , chất lượng sản phẩm không cao , chỉ thích hợp với quy mô sản xuất nhỏ Trong lò gián đoạn , gạch ngói được nung từng mẻ

 Lò liên tục : có công suất lớn , sản phẩm ra lò có chất lượng tốt Trong sản xuất gạch ngói , lò liên tục có 2 loại lò là lò Hoffman và lò Tuynel

QUÁ TRÌNH NUNG VẬT LIỆU

 Lò Hoffman (lò vòng) : là loại lò liên tục , nó hoạt

động theo nguyên tắc : sản phẩm nung cố định , ngọn lửa di động Nhiên liệu đốt của lò là nhiên liệu rắn ( than cám ) hoặc lỏng hoặc khí.Lò vòng có cấu tạo bầu dục , được chia thành nhiều khoang , chiều dài mỗi khoang trên dưới một mét Đường dẫn khói chính nằm theo trục lò , lò có rãnh tháo khói dẫn khí thải ra ống khói Việc điều khiển chế độ chuyển động của dòng nhiệt trong lò nhờ việc đóng mở các van nổi

và chìm Quá trình nung sản phẩm trong lò vòng được chia thành các vùng : sấy , đốt nóng , nung , làm nguội

QUÁ TRÌNH NUNG VẬT LIỆU

 Lò Tuynel : là loại lò liên tục , nó hoạt động theo nguyên

tắc : sản phẩm chuyển động còn nhiệt độ phân bố ổn định theo chiều dài lò Nhiên liệu đốt của lò là nhiên liệu rắn ( than cám) hoặc lỏng (dầu mazut) hoặc khí Lò Tuynel là kênh thẳng , thường là lò đơn Lò Tuynel có ba zôn cố định : zôn chuẩn bị (sấy thêm và đốt nóng ), zôn nung ( nung nhiệt

độ cao và hằng nhiệt ) và zôn làm nguội Tính ưu việt của lò tuynel so với lò vòng là mức độ cơ giới hóa cao nên giảm chi phí lao động đến hai lần so với lò vòng , tiêu hao nhiên liệu cho lò tuynel cũng ít hơn lò vòng rất nhiều Trong lò tuynel , trở lực của khối xếp đóng vai trò chủ yếu , do đó cần xếp sản phẩm sao cho khí lò chuyển động đều khắp chiều dài lò và tiết diện lò Các nghiên cứu cho thấy 42-57% toàn bộ lượng khí đưa vào lò bị lọt qua khe nối giữa các wagon mặc dù đã

có lớp đệm làm kín

BIỆN LUẬN LỰA CHỌN LÒ NUNG

 Lò Tuynel là loại lò liên tục và có nhiều ưu điểm hơn

các loại lò khác như : mức độ cơ giới hóa cao hơn ,quá trình nung liên tục mức độ tự động hóa cao , giảm nhẹ sức lao động do khâu xếp và dỡ sản phẩm lên xe goong được thực hiện ở ngoài đó , qui trình nhiệt được điều chỉnh dễ dàng , thuận lợi , chất lượng sản phẩm cao , thời gian lưu vật liệu trong lò ngắn hơn

 Đối với nhà máy sản xuất gạch ngói có công suất 20

triệu viên/năm ,việc lựa chọn dùng loại lò Tuynel là hợp lí nhất và kinh tế nhất vì lò Tuynel thích hợp với nhà máy có công suất lớn , làm việc liên tục , và cho được sản phẩm có chất lượng tốt nhất

BIỆN LUẬN LỰA CHỌN LÒ NUNG

 Đồng thời cũng giảm được chi phí cho nhân công lao

động , nâng cao được tính tự động hóa và cơ giới hóa cho nhà máy

 Tuy chi phí ban đầu để đầu tư sẽ khá cao nhưng về

sau sẽ mang lại lợi nhuận khá tốt và ổn định hơn khi

sử dụng loại lò này Do đó việc dùng lò Tuynel để nung sản phẩm gạch ngói là hoàn toàn hợp lí

=> Vậy nhà máy sẽ quyết định dùng lò Tuynel để nung sản phẩm gạch ngói

LÒ NUNG TUYNEL

 Lò được xây dựng từ các modun dài 3m cho các

vùng nung sơ bộ , vùng nung , vùng làm nguội nhanh , vùng làm nguội chậm , vùng làm nguội cuối cùng và cửa lò Chiều dài các modun được nhận thuận lợi cho việc vận chuyển , lắp ráp và đảm bảo độ kín của lò

LÒ NUNG TUYNEL

 Vùng nung sơ bộ từ 400 đến 800 độ C , vùng nung ,

vùng làm nguội nhanh được xây dựng bằng các vật liệu 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 năng chống ăn mòn cao

 Vỏ lò ở các vùng này gồm 3 lớp : đinát , gốm bọt

cách nhiệt , bông khoáng Việc dùng vật liệu tại vùng nung sơ bộ giống như vùng nung , cho phép lắp đặt các vòi đốt cả trong vùng này nếu điều kiện nung đòi hỏi có thời gian nung sơ bộ nhanh nhưng sản phẩm cần đạt thời gian thấm nước lâu

LÒ NUNG TUYNEL

 Cả hai bên tường lò đều bố trí các khe để quan sát sự

di chuyển của gạch nung và kiểm soát vòi đốt , cửa để làm sạch sàn lò và quét đi những phần cặn có thể xuất hiện trên trần của kênh nung

 Sàn lò cũng được trang bị loại vật liệu như tường , lớp

trên cùng với phần nhiệt dùng dinat Trần lò được xây dựng như một mái treo làm bằng vật liệu chất lượng cao Phần treo của các tấm kim loại giữ nhiệt , lớp đinat , gốm bọt cách nhiệt , bông khoáng Các khối này có thể dễ dàng gắn vào hoặc tháo ra khi cần thiết Vùng làm nguội và vùng làm nguội cuối có cấu tạo gồm hai lớp gốm bọt cách nhiệt và bông khoáng

NHIÊN LIỆU CHO LÒ NUNG

 Phương pháp đốt nhiên liệu : nhiên liệu dạng khí ,

lỏng hoặc rắn được đốt ở trong khoảng không giữa các khối xếp cấu kiện Sản phẩm chỉ có thể chín đều khi ngọn lửa tỏa đều khắp tiết diện lò Đối với sản phẩm gốm thô không cần đòi hỏi độ sạch thì có thể đốt nhiên liệu rắn ( than cám ) trực tiếp trong vùng nung của lò qua các lỗ đổ than được bố trí trên vòm

lò Đối với các lò có chiều rộng lớn hơn , khi sử dụng khí đốt ngoài các vòi phun đặt bên hông cần bố trí thêm các vòi ở phần trên của lò

CẤU TẠO CỦA WAGON

 Bánh xe cao 340 (mm)

 Vùng có nhiệt độ nung cao nhất là 950 độ C

CẤU TẠO CỦA WAGON

 Khối lượng wagon là

 Gạch samot : 6127.5 (kg)

 Gạch diatomit : 2322 (kg)

 Thép I : 900 (kg)

 Bánh xe và trục : 600 (kg)