Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn ngày đêm

=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

Mở đầu
Bóng đèn điện là loại sản phẩm thiết yếu trong đời sống. ở nớc ta hiện có hai
nhà máy lớn sản xuất bóng đèn là Công ty Bóng đèn Phích nớc Rạng Đông
(Hà Nội) và Công ty bóng đèn Điện Quang (TP.Hồ Chí Minh) cùng với hệ thống
phân phối là các đại lý ở các tỉnh. Nhu cầu sử dụng bóng đèn ngày càng tăng đòi
hỏi phải có thêm những nhà máy sản xuất bóng đèn mới, đặc biệt là khu vực các
tỉnh Trung Bộ.
Dù cho sự ra đời của bóng đèn huỳnh quang với những u việt nh tiết kiệm
điện năng, cho ánh sáng trắng mang lại cảm giác êm dịu cho ngời sử dụng thì nó
cũng không thể thay thế hoàn toàn sản phẩm bóng đèn tròn truyền thống. Bởi
những tính chất chỉ có ở bóng đèn tròn mà bóng đèn huỳnh quang không có đợc
nh tập trung ánh sáng tốt, an toàn cho mắt ngời sử dụng,vẫn hoạt động trong
điều kiện điện áp yếu, gọn nhẹ, thuận tiện trong việc vận chuyển và lắp đặt.
Ngoài ra còn cã nh÷ng lý do kinh tÕ nh ti thä cao và giá thành rẻ hơn bóng
đèn huỳnh quang.
Đối với mỗi sinh viên sắp tốt nghiệp ngoài kiến thức lý thuyết đợc học thì
việc bổ sung kiến thức thực tế sản xuất là điều rất cần thiết. Vì vậy đồ án tốt
nghiệp có vai trò giúp cho sinh viên tổng hợp kiến thức đà học và kết hợp với
thực tế sản xuất tạo cho sinh viên có một cái nhìn tổng thể một nhà máy sản xuất
và làm quen với công việc thiết kế. Trong đồ án tốt nghiệp này, em đợc giao
nhiệm vụ thiết kế một nhà máy sản xuất bóng đèn tròn có năng suất thiết kế 7
tấn / ngày đêm. Đây là một đề tài có tính thực tiƠn cao, thiÕt thùc víi t×nh h×nh
kinh tÕ - x· hội của nớc ta trong hoàn cảnh hiện nay và phù hợp với định hớng
phát triển của nhà nớc về công nghiệp. Hi vọng rằng qua đồ án tốt nghiệp này,
em có thể đóng góp một phần nhỏ bé vào nền kinh tế đang phát triển của đất nớc.

Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy

Bóng đèn là loại sản phẩm dễ vỡ khi vận chuyển. Mặt khác, số nguyên liệu

sử dụng sản xuất là nhiều loại, không có sự tập trung nguyên liệu sản xuất tại
các mỏ nguyên liệu ở gần nhau. Ngoài ra, hiện nay phần lớn hoá chÊt phơ ph¶i

SVTH: Lý Phi Hùng

1

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

nhập khẩu mới đáp ứng đủ các yêu cầu kỹ thuật. Vì vậy, cần chọn địa điểm đặt
nhà máy gần nguồn tiêu thụ hơn gần nguồn nguyên liệu. Với yêu cầu địa điểm
sản xuất nhà máy nh vậy, địa điểm xây dựng nhà máy lựa chọn trong đồ án thiết
kế này của em chỉ mang tính định hớng, có nghĩa là có thể thiết kế nhà máy sản
xuất này ở nhiều địa điểm khác nhau nhng thống nhất chung một điểm là có
nguồn tiêu thụ sản phẩm bóng đèn lớn. Ngoài ra, việc xây dựng nhà máy cũng
phải tuân theo định hớng phát triển của nhà nớc. Nên địa điểm xây dựng nhà
máy cần phải nằm trong qui hoạch khu công nghiệp của Trung ơng để có thể
đảm bảo đợc yêu cầu về định hớng phát triển của nhà nớc, vệ sinh công nghiệp
và an toàn sản xuất. Do đó địa điểm xây dựng nhà máy có thể đặt tại các khu
công nghiệp nh Tiên Sơn (Bắc Ninh), Tiên Sơn (Nghệ An), Biên Hoà (Đồng
Nai), ...
ở đồ án này em chọn khu công nghiệp Tiên Sơn. Khu công nghiệp Tiên Sơn
thuộc tỉnh Bắc Ninh. Là khu công nghiệp có vị trí chiến lợc để phát triển kinh
doanh, liền kề với các huyết mạch giao thông chính (Quốc lộ 1, Quốc lộ 5, Quốc
lộ 18) nối đến cửa khẩu, cảng biển và cảng hàng không, cách thủ đô Hà Nội
22km. Đợc hởng mọi chế độ u đÃi và khuyến khích đầu t của nhà nớc và đặc biệt
của tỉnh Bắc Ninh-đang trên đà phát triển mạnh về kinh tế với môi trờng đầu t

thuận lợi và thông thoáng. Ngoài ra còn có nguồn nhân công dồi dào, bởi hệ
thống các trờng đại học, cao đẳng, trung học ở các tỉnh phụ cận nh Hà Nội, Hải
Dơng, Hải Phòng.

PHầN Kỹ THUậT
a. Kế hoạch sản xuất
Dựa vào nhu cầu của thị trờng hiện nay và căn cứ vào công suất nhà máy
trong đồ án của mình, em chọn 2 loại sản phẩm là bóng đèn tròn loại 60W và
loại 40W. Cả 2 loại đều có trọng lợng 29 g/ vỏ bán thành phẩm(Tham khảo tiêu
chuẩn của Công ty BĐPN Rạng Đông).
Bảng kế hoạch sản phẩm
Loại
sản

Sản lợng
Trớc các khâu lắp
(triệu
ráp, kiểm nghiệm

SVTH: Lý Phi Hựng

Trớc khâu ủ

2

Trớc tạo hình

Lp: CNVL Silicat K50

=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

phẩ
m

% hao
Sản lợng % hao
hụt qua
(triệu cái / hụt qua
các khâu năm)
khâu ủ

cái /
năm)

Tổng
Bóng
đèn
tròn
60W
Bóng
đèn
tròn
40W

Sản lợng
Sản lợng (tấn TT
(triệu cái / bán thành
năm)
phẩm /

năm)

50

13,5

57,8

12

35

13,5

40,46

12

15

13,5

17,34

65,68

12

% hao
hụt qua

khâu tạo
hình

1904,77

12

45,98

1333,34

12

19,70

571,43

12

Sản lợng (tấn
TT
lỏng/
năm)
2164,51

1515,16

649,35

Với năng suất 7 tấn / ngày đêm tính ra đợc 2164 tấn TT lỏng / năm ,50 triệu

sản phẩm / năm ( sản xuất trong 300 ngày ) ta thiết lập đợc bảng kế hoạch sản
phẩm .
Thời gian làm việc một năm của nhà máy, chọn là 300 ngày.
- Công suất dây chuyền lắp ráp :
Loại bóng 60W :
Loại bóng 40W:

35000000
114754
300
15000000
49180
300

(chiếc/24h).

(chiếc/24h).

B. Dây chuyền sản xuất

1. Lựa chọn phơng pháp sản xuất và dây chuyền công nghệ
Trong công nghiệp sản xuất việc lựa chọn phơng pháp sản xuất hợp lý đối với
một loại sản phẩm sẽ quyết định đến chất lợng sản phẩm và giá thành sản phẩm
do đó nó quyết định đến khả năng tiêu thụ sản phẩm đó trên thị trờng. Sản phẩm
bóng đèn tròn là một loại sản phẩm phục vụ chiếu sáng nên thuỷ tinh sản xuất
vỏ bóng đèn có yêu cầu rất cao về chất lợng thuỷ tinh do đó lựa chọn phơng
pháp sản xuất sử dụng hệ thống thiết bị điều khiển tự động hoá nhằm đảm bảo
quá trình sản xuất ổn định nâng cao chất lợng, hạ giá thành sản phẩm.
- Phơng pháp phối liệu: Đây là một nhà máy thuỷ tinh có qui mô sản xuất
vào loại trung bình mặt khác cùng với sự phát triển của nỊn kinh tÕ hiƯn nay

SVTH: Lý Phi Hùng

3

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

công nghiệp khai khoáng phát triển rất mạnh, các nguyên liệu khai thác đợc gia
công tinh chế ngay tại mỏ nên nguyên liệu để sản xuất lựa chọn ở dạng tinh chế
hoặc tinh khiết.
+Cát dùng từ mỏ Cam Ranh tỉnh khánh Hoà có chất lợng đảm bảo cả về
thành phần hoá lẫn thành phần hạt đặc biệt có hàm lợng các tạp chất có hại rất
nhỏ nên nguyên liệu cát chỉ cần sấy để đảm bảo sự chính xác trong phép định lợng phối liệu.
+Nguyên liệu trờng thạch dùng bột mịn đợc đóng bao, nguyên liệu Đôlômít
cũng sử dụng ở dạng bột mịn đóng bao. Hiện nay trong nớc đà sản xuất đợc bột
nhẹ có chất lợng đảm bảo phục vụ nấu thuỷ tinh. Sô đa và hoá chất khác phục vụ
nấu thuỷ tinh hiện nay trong nớc sản xuất không đáp ứng đợc nên nhập ngoại ở
dạng tinh khiết.
+Phơng pháp trộn phối liệu: Dùng máy trộn đĩa đảm bảo phối liệu có độ
đồng đều và chất lợng phối liệu khá tốt.
- Phơng pháp nạp liệu: Nạp liệu theo phơng thức tự ®éng ®iỊu chØnh theo møc
thủ tinh trong lß, phèi liƯu đợc máy tiếp liệu kiểu lắc rải thành lớp mỏng đồng
đều trên bề mặt thuỷ tinh lỏng, đảm bảo phối liệu nhận nhiệt một cách đồng đều
và tối đa, tạo sự đồng đều và ổn định nhiệt độ của thuỷ tinh lỏng trong kênh nạp
liệu.
- Phơng pháp nấu thuỷ tinh: Sử dụng lò bể liên tục một vòm có buồng hồi
nhiệt liên tục với 2 miệng lửa và 1 miệng khói tạo ngọn lửa trong bể nấu có hình
chữ U kép sẽ góp phần duy trì đợc chế độ nhiệt trong lò ổn định, thuỷ tinh nấu

có độ đồng nhất cao, giảm sự dao động của thuỷ tinh lỏng trong bể tăng tuổi thọ
của lò. Mặt khác kiểu lò bể liên tục 1 vòm có buồng hồi nhiệt liên tục có cấu tạo
đơn giản tuổi thọ cao dễ điều khiển vận hành và khi thi công xây dựng.
- Nhiên liệu sử dụng: Sử dụng nhiên liệu dầu FO có nhiệt trị cao có hệ số bức
xạ nhiệt của ngọn lửa lớn đảm bảo đợc nhiệt độ nấu và điều khiển nhiệt độ thuỷ
tinh đợc dễ dàng.
- Phơng pháp tạo hình: Chọn phơng pháp thổi bằng máy thổi tự động đảm
bảo đợc vỏ bóng bán thành phẩm có độ mỏng và đồng đều, tỉ lệ phế phẩm thấp.

2. Dây chuyền công nghÖ

SVTH: Lý Phi Hùng

4

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =
Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Cátcát

Trờng thạch

Lợng thạch

Đôlômit

Sô đa

Thủy tinh mảnh

Đô lô mít

Sô đa

Mảnh thuỷ tinh

Rửa

tời điện

Tời điện

Tời điện

Rửa

băng tải

máy cắt bao

máy cắt bao

máy cắt bao

Máy đập hàm

máy cắt

bao

Sàng rung
khử từ

máy cắt bao

khử từ

Máy sấy thùng quay

Gấu nâng

gầu nâng
Sàng rung khử từ
Xylô chứa

Xylô chứa
Hoá chất khác
nớc

Xylô chứa

Xylô chứa

Xylô chứa

Cân định hớng
Máy trộn đĩa

Khí nén

Xe thùng cánh lật
Xylô trung gian
Quạt gió

Lò bể nấu thuỷ tinh

dầu FO

Dây
Dây chuyềnchuyền
máy và ủ
máy
thổi
kéo
ống
daner
vỏ bóng
Vỏống bóng
thuỷ tinh sai quisai
cách qui cách

kiểm tra
Đóng gói nhập kho bán thành phẩm

Dây
lắpquangráp bóng đèn tròn
Dây chuyềnchuyền
lắp ráp bóng đèn huỳnh

Đóng gói nhập kho s¶n phÈm

SVTH: Lý Phi Hùng

5

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =
Thuyết minh dây chuyền công nghệ

- Chuẩn bị nguyên liệu hoá chất:
+Cát đợc rửa sạch, đa vào máy sấy thùng quay đợc gầu nâng đa qua sàng
rung khử từ để loại bỏ tạp chất, lấy cát có thành phần hạt tiêu chuẩn nạp vào
xylô chứa cát.
+Sô đa nhập về ở dạng bột mịn đóng bao đợc tời điện đa lên qua máy cắt bao
nạp vào xylô chứa sô đa.
+Đô lô mít, Trờng thạch nhập về từ mỏ ở dạng bột mịn đóng bao đợc tời điện
đa lên máy cắt bao qua sàng rung khử từ nạp vào xylô chứa Đô lô mít và xylô
chứa Trờng thạch
+Mảnh thuỷ tinh thu hồi trong dây truyền sản xuất đa vào kho chứa đợc rửa
sạch đập nhỏ theo tiêu chuẩn nạp vào xylô chứa mảnh.
+Các hoá chÊt kh¸c nh borax (Na2 B4O7 . 10H2O), Al(OH)3, NaNO3,KNO3,
As2O3, Sb2O3 đợc chuẩn bị trong các bao chứa trong kho.
- Trộn phối liệu: Cát đợc định lợng nạp vào máy trộn đĩa và làm ẩm sau đó
định lợng nạp sô đa, Đô lô mít, Trờng thạch vào máy và trộn đều. Các hoá chất
khác trộn đều sơ bộ với nhau và nạp vào máy trộn, trộn toàn bộ trong máy trộn.
Khi trộn đều định lợng nạp mảnh vào máy trộn và làm ẩm đến độ ẩm W = 5%

và khi đạt độ đồng nhất đợc xả vào các xe thùng cánh lật chuyển sang lò nấu.
- Công đoạn nấu: Phối liệu trong các xe thùng cánh lật đợc tời điện nạp vào
phễu của máy nạp liệu, máy nạp liệu của lò sẽ tự động nạp liệu vào có theo mức
thuỷ tinh trong lò. Phối liệu thuỷ tinh trong lò đợc nấu chảy thành thuỷ tinh lỏng
ở nhiệt độ 1480 - 15000C, quá trình này phối liệu thuỷ tinh sẽ sảy ra các giai
đoạn hoá lí gồm : giai đoạn nóng chảy, tạo silicát, tạo thuỷ tinh, khử bọt, đồng
nhất hoá. Thuỷ tinh lỏng đợc đồng nhất hoá chảy qua cống sang bể sản xuất và
hạ dần nhiệt độ , đi vào kênh dẫn thuỷ tinh sang máy thổi vỏ bóng.
- Tạo hình: Thuỷ tinh lỏng vào máy thổi vỏ bóng- đợc đốt bằng gas lỏng để
duy trì nhiệt độ tạo hình ổn định, thuỷ tinh lỏng từ kênh dẫn đợc không khí nén
thổi tạo thành vỏ bóng có độ dày mỏng và đờng kính có thể điều khiển đợc, vỏ
bóng đợc dẫn trên máng đi đến lò ủ. Vỏ bóng bán thành phẩm đợc kiểm tra và
bao gói đa vào kho bán thành phẩm.
-Dây chuyền lắp ráp bóng đèn:

SVTH: Lý Phi Hùng

6

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

Kho bán thành phẩm

Băng tải nhỏ

In dấu

Máy chăng dây tóc

Dây tóc

Máy vít miệng

Máy hút chân không

Gắn đầu

Kiểm tra điện

Bảo ôn tự nhiên
Kho s¶n phÈm

SVTH: Lý Phi Hùng

7

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

C. Cân bằng vật chất
I. Lựa chọn thành phần hoá học của thuỷ tinh

Lựa chọn thành phần hoá học của thuỷ tinh(% khối lợng) nh sau:
SiO3

Al2O3

B2O3

Fe2O3

CaO

MgO

Na2O

K2
O

71,04

1,91

0,95

0,09

4,98

3,00

15,56

0,9

Do các yêu cầu của thuỷ tinh vỏ bóng đèn tròn đà nêu nên phải hạn chế các
oxit tạp chất. Trong các nguyên liệu, mặc dù hạn chế tối đa nhng vẫn tồn tại một
lợng nhất định oxít tạp chất gây màu Fe 2O3. Với thuỷ tinh vỏ bóng đèn tròn, lợng oxít tạp chất gây màu cho phép: Fe 2O3 0,09% (Tham khảo tiêu chuẩn của
Công ty BĐPN Rạng Đông).
II. Lựa chọn nguyên liệu sản xt

1. C¸t
Sư dơng c¸t khai th¸c tõ má Cam Ranh (Khánh Hoà) có chất lợng đảm bảo
cả về thành phần hoá lẫn thành phần hạt. Đặc biệt cát này có hàm lợng các tạp
chất có hại rất nhỏ nên khi sử dụng chỉ cần sấy lại để đảm bảo sự chính xác
trong việc định lợng phối liệu.
Thành phần hoá học (% khối lợng) của cát Cam Ranh:
SiO2
99,58

Al2O3
0,177

Fe2O3
0,031

CaO
0,052

MgO
0,043

MKN
0,13

(Tham khảo của Công ty BĐPN Rạng Đông)

SVTH: Lý Phi Hựng

8

Lp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

2. Trờng thạch
Cung cấp Al2O3 để làm giảm khuynh hớng kết tinh của thuỷ tinh, tăng độ bền
cơ học, độ bền hoá học và độ bền nhiệt, làm giảm hệ số giÃn nở nhiệt của thuỷ
tinh. Để đảm bảo yêu cầu chất lợng thuỷ tinh, dùng trờng thạch mỏ Vĩnh Phúc,
dới dạng bột mịn đóng bao.
Thành phần hoá học (% khối lợng) của trờng thạch Vĩnh Phúc:
SiO2
68

Al2O3
18,4

Fe2O3
0,4

K2O
12,8

(Tham khảo của Công ty BĐPN Rạng Đông)

3.Hyđrôxit nhôm
Bổ sung Al2O3. Dùng sản phẩm nhôm hyđrôxit của Công ty Hóa chất cơ bản
Miền Nam, có dạng bột màu trắng hơi hồng.
Thành phần hoá học (% khối lợng):
Al2O3

MKN

65,38

34,62
(Tham khảo của Công ty BĐPN Rạng Đông)

4.Đô-lô-mit
Cung cấp MgO có trong thuỷ tinh làm giảm khuynh hớng kết tinh của thuỷ
tinh, đóng vai trò điều chỉnh độ dài tạo hình của thuỷ tinh. Ngoài ra kết hợp với
thành phần Al2O3 làm tăng độ bền hoá của thuỷ tinh. Do yêu cầu chất lợng thuỷ
tinh nên chọn đô-lô-mit từ mỏ Ngọc Long (Thanh Hoá), dùng dới dạng bột mịn
đóng bao.

SVTH: Lý Phi Hùng

9

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

Thành phần hoá học của đôlômít mỏ Ngọc Long(% khối lợng):
CaO
30,24

MgO
21,4

MKN
47,3

(Tham khảo của Công ty BĐPN Rạng Đông)

5.Đá vôi
Cung cấp CaO làm tăng độ bền hoá học của thuỷ tinh. Ngoài ra CaO còn góp
phần làm tăng tốc độ nấu. Do thuỷ tinh bình phích có yêu cầu lợng tạp chất tối
thiểu do đó để cung cấp CaO dùng nguyên liệu đá vôi có hàm lợng CaCO3
98% mua từ các công ty hoá chất, dới dạng bột mịn đóng bao.
Thành phần hoá học (% khối lợng) của đá vôi Đức Giang:
CaO
54,88

MKN
45,12

(Tham khảo của Công ty BĐPN Rạng Đông)

6. Sô đa
Cung cấp Na2O làm giảm các tính chất của thuỷ tinh nhng có vai trò quan
trọng làm giảm nhiệt độ nấu thuỷ tinh. Dùng Sôđa tinh khiết nhập ngoại, độ tinh

khiết 99%. Dùng dới dạng bột mịn đóng bao.
Thành phần hoá học (% khối lợng) của Sôđa do một công ty Mỹ sản xuất
nh sau:
Na2O
57,9

MKN
41,1

(Tham khảo của Công ty BĐPN Rạng Đông)

SVTH: Lý Phi Hùng

10

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

7. B2O3
B2O3 đa vào thuỷ tinh làm giảm hệ số giÃn nở nhiệt tăng độ bền nhiệt bền hoá
của thuỷ tinh, làm giảm khuynh hớng kết tinh của thuỷ tinh, tăng tốc độ nấu và
thuỷ tinh đợc khử bọt, đồng nhất tốt hơn. Nguyên liệu cung cấp B 2O3 dùng ở
dạng Borax và nhập ngoại từ Mỹ.
Nguyên liệu Borax ở dạng Na2B4O7.10H2O tinh khiết 99% có thành phần hoá
học (% khối lợng):
Na2O
16,3

B2O3
36,5

MKN
46,7

(Tham khảo của Công ty BĐPN Rạng Đông)

8. Nhóm hoá chất đồng nhất, khử bọt
Nhóm hoá chất này có vai trò loại bỏ bọt khí trong thuỷ tinh và tăng
mức độ khuấy trộn thuỷ tinh ở nhiệt độ nấu, tăng độ ®ång nhÊt cđa
thủ tinh. C¸c ho¸ chÊt khư bät: KNO3, NaNO 3 ,,As2O3, Sb2O3 nhập
ngoại qua các công ty hoá chất.
Nguyên liệu
Cát
Trờng thạch

SiO2

Al2O3

Fe2O3

B 2O 3

99,58

0,177

0,031

-

68

18,64

0,4

-

CaO

MgO

Na2O

K2O

0,052

0,043

-

-

-

-

12,8

-

Đá vôi

-

-

-

-

54,88

-

-

-

Đôlômít

-

-

-

-

30,24

21,4

-

-

Sô đa

-

-

-

-

-

-

57,9

-

Borax

-

-

-

36,5

-

-

16,3

-

Hyđrôxit nhôm

-

65,38

-

-

-

-

-

-

Bảng tổng hợp thành phần hoá học các nguyên liệu chính
nấu thuỷ tinh (% khèi lỵng)

SVTH: Lý Phi Hùng

11

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =
III. Tính đơn phối liệu

1. Đơn phối liệu để nấu 100 phần träng lỵng thủ tinh
Gäi x1, x2, x3, x4, x5, x6 ,x7 là phần khối lợng của cát,trờng thạch,đá vôi, đôlô-mít, sô đa, borax, hyđrôxit nhôm có trong thuỷ tinh.
Các hoá chất phụ trợ thúc đẩy quá đẩy quá trình nấu, dựa theo thực tế sản
xuất tại Công ty Bóng đèn Phích nớc Rạng Đông lựa chọn nh sau:
NaNO3: 0,32
0,89

As2O3: 0,18

Sb2O3: 0,18

KNO3 :

Từ bảng tổng hợp nguyên liệu và thành phần hoá học của thuỷ tinh, lập hệ phơng
trình và giải ra ta cã:
x1= 66,54; x2 = 7,03; x3 = 1,36; x4 =13,88; x5=26,14;
x6 =2,6 ; x7 =0,8
Ta thÊy: % Fe2O3 = 0,00031x1+0,004x2 = 0,049 << 0,09
Do đó phối liệu đạt yêu cầu về thành phần tạp chất có hại.
Đơn phối liệu để nấu 100 phần khối lợng thủy tinh :
+ Cát:
+ Trờng thạch:

66,54
7,03

+ Đá vôi:

1,36

+ Đôlômít:

13,88

+ Sô đa:

26,14

+ Borax:

2,6

+ NaNO3:

0,32

+ As2O3:

0,18

+ Sb2O3:

0,18

+ KNO3:

0,89

(phần khối lợng)

Trong phối liệu có Sôđa, bột đá vôi và Borax, ở nhiệt độ cao các chất này có
sự hao hụt do bay hơi.
Thông thờng hàm lợng Sôđa bay hơi 3,0% ; Borax bay hơi 11%; bột đá vôi
bay hơi 2% [ VIII ].
Do đó lợng đá vôi,Sôđa, Borax thực tế dùng là:
x'3 = x3 .100 1,36.100 1,39
100  2

SVTH: Lý Phi Hùng

100  2

12

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

x'5 = x5 .100  26,14.1000 26,95
100  3

100  3

x'6 = x6 .100 2,6.100 2,92
100 11

(phần khối lợng ).

100 11

Vậy ta có:
Đơn phối liệu tính theo 100 phần khối lợng thủy tinh :
Cát:

66,54

Trờng thạch:

Đá vôi:

1,39

Đôlômít:

13,88

Sô đa:

26,95

Borax:

2,92

NaNO3:

0,32

KNO3:

0,89

Sb2O3:

0,18

Tổng:

120,94

- Hiệu suất nấu thuỷ tinh:

As2O3:

7,03

0,18

(phần khối lợng)
H=

100
.100 82,71 %
120,94

2. Đơn phối liệu tính theo 100 phần khối lợng phối liệu
Cát:

55,03

Trờng thạch: 5,81

Đôlômít: 11,48

Đá vôi:

1,15

Sô đa:

22,29

Borax:

KNO3:

0,7 4

As 2O3:

2,42
NaNO3:
0,15
Sb2O3:

0,26
0,15

SVTH: Lý Phi Hựng

13

Lp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =
IV. Kế hoạch cung cấp nguyên liệu

Bảng kế hoạch cung cấp nguyên liệu
Nguyên
liệu

Khối lợng cần cung cấp (tấn) trong thời gian:
1 ngày
1 tuần
1 tháng
6 tháng 1 năm
(30 ngày)
(300

Cát
T.thạch

3,299
0,348

22,603
2,436

96,87
10,44

581,22
62,64

Đá vôi
Đôlômít
Sô đa
Borax
Al(OH)3
NaNO3

KNO3
As2O3
Sb2O3
Mảnh
Tổng

0,069
0,688
1,336
0,145
0,04
0,016
0,044
0,009
0,009
2,3
8,303

0,483
4,816
9,352
1,106
0,277
0,109
0,308
0,063
0,063
16,1
58,121

2,07
20,64
40,08
4,352
1,187
0,468
1,32
0,27
0,27
69
249,09

12,42
123,84
240,48
26,114
722
2,806
7,92
1,619
1,619
414
1494,54

ngày)
968,7
104,4
20,7
206,4
400,8

43,524
11,87
4,676
13,2
2,698
2,698
690
2490,9

Cho rằng lợng mảnh cần cung cấp bằng lợng phế phẩm:
Mmảnh = 0,12.7+0,12.0,88.7+0,135.0,88.0,88.7 = 2,33 (Tấn/ngày).
Lợng mảnh hữu ích nạp vào (chọn bằng 97% phÕ phÈm-hao hơt do vËn
chun) = 0,97.2,3 = 2,26 (Tấn/ngày).
Lợng bột phối liệu cung cấp hữu ích trong 1 ngày là :

7,1 2,26
. 5,875
0,8238

(Tấn/ngày).
Phần trăm mảnh so với toàn phối liệu là :

2,26
.100 27,8% .
2,26 5,875

Giả sử hao hụt khi cấp bột phối liệu là 2% thì lợng bột phối liệu cần cung cấp
là:

100

.5,875 5,995
98

(Tấn/ngày).

d. Kích thớc và kết cấu cơ bản của lò

SVTH: Lý Phi Hựng

14

Lp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

Năng suất thiết kế của lò là:

Gn = 7100 (kg TT/ ngày đêm).

Chọn kiểu lò bể 1 vòm liên tục có buồng håi nhiƯt liªn tơc víi 2 miƯng lưa 1
miƯng khãi tạo ngọn lửa chữ U kép.

Hình: Sơ đồ nguyên lý lò bể liên tục,lửa chữ U kép

I. Kích thớc và kÕt cÊu cđa bĨ nÊu

1. KÝch thíc bĨ nÊu
- DiƯn tích bể nấu xác định theo công thức:
Fn =

Gn
k

(m2) [ VIII ]

Trong đó:
- Gn: Năng suất thiết kế của bể nấu,

Gn = 7100 (kgTT/ngày).

- k: Năng suất riêng phần của bể nấu, chọn: k = 1000 (kg TT/m 2.ngày)
[VIII].
Từ đó :

Fn =

7100
1000

=7 (m2 ).

Tõ diƯn tÝch bĨ nÊu, chän:
- ChiỊu réng bĨ nÊu:

b = 2 (m).

- ChiỊu dµi bĨ nÊu:

a = 7: 2=3,55 (m).

- ChiỊu s©u bĨ nÊu: h1 = 1,0 (m).
- Chiều cao tờng không gian và lớp gạch móc: tờng không gian xây 12
lớp gạch chịu lửa tiêu chuẩn, lớp gạch móc cao : 0,1 (m). Từ đó tính đợc chiều
cao tờng không gian:
h2 = 12.0,065 + 0,1 = 0,78+0,1=0,88 (m).
Để hạn chế tác dụng xung nhiệt của ngọn lửa lên vật liệu chịu lửa tờng không
gian và làm giảm sạn vật liệu chịu lửa rơi vào khối thuỷ tinh lỏng làm giảm chất
lợng thuỷ tinh, phần tờng không gian sẽ lùi ra mỗi bên 0,1m so với thành bể nấu.
Chiều rộng tờng không gian bể nấu: B = b + 2.0,1 = 2+0,2 = 2,2 (m)
Chän gãc tâm vòm lò: = 600 .

SVTH: Lý Phi Hựng

15

Lp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

Bán kính mặt trong vòm bể nấu:
Chiều cao cung vòm bể nấu: H3 =

SVTH: Lý Phi Hùng

R = B = 2,2 (m)

[309-III].

1
1
.B  .2,2 0,275 (m)
8
8

16

[309-III].

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

2.Kết cấu bể nấu
* Vòm bể
Vòm bể nấu gồm 2 lớp gạch:
+ Lớp bên trong là gạch Dinas, chiều dày 1=0,3 (m);
+ Lớp gạch Dinát xốp bảo ôn dày 2=0,25 (m);
* Tờng bể
-Tờng bể cao 1 (m),gồm 0,8 (m) bảo ôn và 0,2 (m) không bảo ôn.
Phần bảo ôn xây 3 lớp gạch :
+ Lớp trong là gạch AZS đúc nóng chảy dày: 1 = 0,3 (m);
+ Lớp tiếp theo là gạch cao nhôm bảo ôn dày: 2= 0,2 (m);
+ Lớp ngoài cùng là gạch Samôt nhẹ lọai có trọng lợng thể tích
0,60 Tấn/m3, dày: 1 = 0,23 (m).
Phần không bảo ôn chỉ có 1 lớp gạch AZS đúc nóng chảy dày 0,3 (m).
* Tờng không gian
- Tờng xây 2 lớp:

+ Lớp trong là gạch cao nhôm dày: 1 = 0,38 (m);
+ Lớp ngoài là gạch Samôt nhẹ lọai có trọng lợng thể tích
Tấn/m3,dày: 2 = 0,53 (m).

0,60

- Chiều cao tờng: Tờng xây 12 hàng gạch tiêu chuẩn dày 0,065 m/hàng.
* Lớp gạch móc
- Gạch móc dùng gạch mulít đúc nóng chảy:
+Chiều cao h2 = 0,1 (m);
+Chiều dày = 0,2 (m) .
Vị trí lớp gạch móc : tiếp giáp giữa tờng không gian và tờng bể nấu.
Từ đó tính đợc chiều cao tờng không gian có tính cả lớp gạch móc là :
h2 = 12.0,065 + 0,1 = 0,78+0,1=0,88 (m).
* NỊn bĨ nÊu
- NỊn bĨ nÊu gåm 3 líp gạch và một tấm thép mài lót đáy:
+ Lớp gạch ZAS đúc nóng chảy chiều dày 1 = 0,1 (m);
+Lớp gạch cao alumin chiều dày 2 = 0,3 (m);
+ Lớp gạch samốt xốp chiều dày 3= 0,23 (m);
+ Tấm thép mài lót đáy dày 4= 0,005 (m) .
SVTH: Lý Phi Hùng

17

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =
II. Kích thớc và kết cấu bể sản xuất

1. Kích thớc bể s¶n xt
-Chän: Fsx = 50%FnÊu =0,5.7=3,55 (m2)

[ VIII ].

-Tõ diƯn tÝch bĨ nÊu,chän:
+ chiỊu réng bĨ s¶n xt: b = 2 (m);
+chiều dài bể sản xuất:

a=3,55:2=1,775 (m).

- Tờng không gian bố trí lùi sang 2 bên 0,1 m/bên.
Do đó chiều rộng không gian bể sản xuất: B = 2+ 2. 0,1 = 2,2 (m).
- Bán kính mặt trong cung vòm: R2 = B = 2,2 (m).
- ChiỊu cao cung vßm bĨ s¶n xt: h3= B/8 = 0,275 m.
- ChiỊu cao tờng không gian và lớp gạch móc: tờng không gian xây 12 lớp
gạch chịu lửa tiêu chuẩn, lớp gạch móc cao : 0,1 (m). Từ đó tính đợc chiều cao têng kh«ng gian:
h2 = 12.0,065 + 0,1 = 0,78+0,1=0,88 (m).

SVTH: Lý Phi Hùng

18

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

2. Kết cấu bể sản xuất
* Vòm bể

- Kết cấu vòm bể sản xuất gồm:
+ Lớp bên trong là gạch Dinas, chiều dày 1=0,3 (m);
+ Lớp gạch Dinas xốp bảo ôn dày 2=0,25 (m).
* Têng bĨ
- Têng bĨ s¶n xt cao: h = 0,73 m,trong đó:
+ Chiều cao tờng phần không bảo ôn: h1 = 0,1 m, xây bằng gạch AZS
đúc nóng chảy dày 0,3 m:
+ Chiều cao tờng phần có bảo «n : h2 = 0,63 m,cã kÕt cÊu:
. Líp trong là gạch AZS đúc nóng chảy dày: 1 = 0,3 (m);
. Lớp tiếp theo là gạch Dinas xốp bảo ôn dày: 2= 0,15 (m);
. Lớp ngoài cùng là gạch Samôt nhẹ lọai có trọng lợng thể tích
0,60 Tấn/m3, dày: 1 = 0,2 (m).
* Tờng không gian
- Tờng xây 2 lớp:
+ Lớp trong là gạch cao nhôm dày: 1 = 0,35 (m);
+ Lớp ngoài là gạch Samôt nhẹ lọai có trọng lợng thể tích
Tấn/m3,dày: 2 = 0,2 (m).

0,60

- Chiều cao tờng: Tờng xây 12 hàng gạch tiêu chuẩn dày 0,065 m/hàng.
* Lớp gạch móc
- Gạch móc dùng gạch mulít đúc nóng chảy:
+Chiều cao h2 = 0,1 (m);
+Chiều dày = 0,2 (m) .
Vị trí lớp gạch móc : tiếp giáp giữa tờng không gian và tờng bể sản xuất.
Từ đó tính đợc chiều cao tờng không gian có tính cả lớp gạch móc là :
h2 = 12.0,065 + 0,1 = 0,78+0,1=0,88 (m).
* NỊn bĨ s¶n xt
KÕt cÊu nỊn bĨ sản xuất gồm:

+ Gạch AZS đúc nóng chảy chiều dày : 1 = 0,1 (m) ;
+ G¹ch cao Alumin chiỊu dày : 2 =0,35 (m) ;
+ Gạch Samốt chiều dày : 3=0,45 (m) ;

SVTH: Lý Phi Hùng

19

Lớp: CNVL Silicat K50


=Thiết kế nhà máy sản xuất thủy tinh bóng đèn tròn công suất 7 tấn / ngày đêm =

+ Tấm thÐp mµi chiỊu dµy : 4=0,005 (m) .
III. Cèng dÉn thủ tinh

Cèng dÉn thủ tinh tõ bĨ nÊu sang bĨ sản xuất xây bằng gạch ZAS đúc nóng
chảy chọn kích thíc : dµy 0,3 m; réng 0,5 m; cao 0,25 m; dài 1,2 (m) .
IV.Tờng hoa

Để giảm tổn thất nhiệt do bức xạ từ bể nấu sang bể sản xuất phần không gian
giữa bể nấu và bể sản xuất đợc xây tờng hoa dày = 0,5(m), trên tờng hoa có để
các lỗ có kích thớc 0,2 x 0,2m. Các lỗ này đợc phân bố đều trên 2/3 tiết diện díi
cđa têng hoa víi tû lƯ 30% vỊ diƯn tÝch .

SVTH: Lý Phi Hùng

20

Lớp: CNVL Silicat K50