ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU CHỊU LỦA SAMOT.DOC

đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Phần I: Mở Đầu
Ch ơngI
Biện luận đề tài thiết kế
Vật liệu chịu lửa là loại vật t kỹ thuật rất cần thiết cho hoạt động của tất cả
các ngành công nghiệp nh: ximăng, thuỷ tinh, gốm sứ, sắt thép, vật liệu xây
dựng, kim loại màu
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của nền kinh tế
quốc dân, ngành công nghiệp vật liệu xây dựng nói chung và ngành công nghệ
vật liệu silicat nói riêng đã có những bớc phát triển vợt trội. Một trong những sản
phẩm silicat đang đợc nhà nớc đầu t, mở rộng và phát triển đó là sản xuất vật liệu
chịu lửa.
ở Việt Nam hiện nay đã có một số nhà máy chuyên sản xuất vật liệu chịu
lửa phục vụ cho các ngành công nghiệp nh:
- Nhà máy vật liệu chịu lửa Cầu Đuống nhà máy
vật liệu chịu lửa Tam Tầng (nay thuộc công ty vật liệu chịu lửa Cầu Đuống) với
năng suất 25000 Tấn/năm chuyên sản xuất gạch chịu lửa Samot A,B,C , gạch Cao
Alumin cung cấp cho ngành công nghệ gốm sứ, ximăng
- Nhà máy vật liệu chịu lửa Thái Nguyên với năng
suất 35000 tấn/năm chuyên sản xuất gạch chịu lửa Samot A,B,C , gạch chịu lửa
Ziếcon, gạch Manhêgi cacbon, gạch Cao Alumin cung cấp cho các ngành
công nghiệp.
- Nhà máy vật liệu chịu lửa kiềm tính với năng suất 16500 tấn/năm
chuyên sản xuất gạch Manhêgi, gạch Manhêgi crom, spinel cung cấp cho công
nghiệp ximăng, công nghiệp luyện kim.
Khảo sát các nhà máy, ta thấy mỗi năm ở nớc ta có khoảng 90000 tấn vật
liệu chịu lửa đợc sản xuất ra với tất cả các chủng loại đã phần nào đáp ứng đợc
nhu cầu tiêu dùng của các ngành công nghiệp. Nhng với nhu cầu ngày một lớn
của các ngành công nghiệp thì lợng gạch chịu lửa ở nớc ta sản xuất ra nh vậy vẫn
cha thể đáp ứng đủ. Vì thế nên ở nớc ta hàng năm các ngành công nghiệp vẫn
phải nhập về từ nớc ngoài lợng gạch không phải là nhỏ.

Theo báo cáo của bộ xây dựng về Dự án quy hoạch tổng thể ngành công
nghiệp vật liệu xây dựng ở Việt Nam đến năm 2010 và định hớng đến năm 2020
ta thấy nhu cầu về vật liệu chịu lửa phục vụ cho các ngành công nghiệp nh bảng
sau:
Đơn vị Năm
2000
Năm
2005
Năm
2010
Năm
2020
Gạch chịu lửa Samot Tấn 6840 10380 14340 22200
Gạch kiềm tính Tấn 7500 12300 17600 28300
Gạch Cao Alumin Tấn 5000 8200 11800 18900
Cnvl silicat k44
1
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Qua bảng số liệu trên ta thấy nhu cầu của các ngành công nghiệp về vật liệu
chịu lửa càng ngày càng lớn nên nhiệm vụ thiết kế, xây dựng và cải tạo công
nghệ để tăng năng suất các nhà máy là hết sức cấp bách, cần thiết cho ngành vật
liệu chịu lửa cũng nh công nghệ vật liệu silicat Việt Nam bớc vào thế kỷ 21.
Đồ án thiết kế đợc giao nhiệm vụ: Thiết kế nhà máy sản xuất vật liệu
chịu lửa Samot năng suất 25000 Tấn/năm là một bớc tập dơc quan trọng để
tăng cờng nguồn lực khoa học công nghệ cho ngành trong thời kỳ công nghiệp
hoá và hiện đại hoá đất nớc.
Cnvl silicat k44
2
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Ch ơng II

lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy
và phơng án sản phẩm
I. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy
1.Các yêu cầu chủ yếu của địa điểm đ ợc xây dựng
Diện tích xây dựng: đảm bảo khoảng cách các nhà theo yêu cầu trên cơ
sở tiết kiệm đất và bố trí hợp lý cho các công trình xây dựng sắp tới và sẽ mở
rộng nhà máy sau này.
Khu vực nhà ở của cán bộ công nhân nhà máy cách nhà máy không xa
quá đảm bảo điều kiện vệ sinh, đờng giao thông không đắt, có thể nối với hệ
thống đờng sắt.
Mặt bằng tơng đối phẳng, hơi dốc, dễ thoát nớc, nền đất có cờng độ khá
tốt.
Nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, vật liệu, nhân lực hợp lý.
Giải quyết dễ dàng vấn đề tiêu thụ sản phẩm, phục vụ tốt cho các nhà
máy, góp phần đầu t, tích luỹ cho nhà nớc.
2.Chọn địa điểm xây dựng nhà máy.
Căn cứ vào điều kiện hình thành khu công nghiệp tập trung tỉnh Bắc Ninh
Căn cứ vào giá thuê đất xây dựng nhà máy hợp lý tỉnh Bắc Ninh
Căn cứ vào các điều kiện giao thông, điều kiện địa hình, điều kiện cung cấp
nguyên vật liệu, điện, nớc, khí hậu điều kiện tiêu thụ sản phẩm tơng đối thuận
lợi. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy ở khu công nghiệp Tiên Sơn- Tỉnh Bắc
Ninh.
a.Điều kiện tự nhiên của vùng:
-Vị trí địa lý:
Khu công nghiệp Tiên Sơn thuộc các xã: Đồng nguyên, Hoàn Sơn, Nội Duệ
nằm gần thị trấn Từ Sơn và thị trấn Lim của huyện Tiên Sơn cũ nay là 2 huyện
Từ Sơn và Tiên Du, cách Hà Nội 17 km, nằm trong bán kính của vùng kinh tế
trọng điểm
(tam giác tăng trởng kinh tế: Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh ).
Phía bắc giáp quốc lộ 1 A và đờng sắt quốc gia.

Phía tây giáp xã Đồng Nguyên
Cnvl silicat k44
3
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Phía đông giáp mơng tiêu phục vụ nông nghiệp xã Nội Duệ
Phía nam giáp xã Hoàn Sơn và gần quốc lộ 1 B
Toàn bộ diện tích đất của khu công nghiệp là 312,82 ha, đợc huy động theo
hình thức cuốn chiếu. Trong đó trớc mắt tập trung giai đoạn 1 của dự án theo 2
thời kỳ với thời gian triển khai giai đoạn này chậm nhất là 8 năm với diện tích
134,76 ha.
Diện tích đất và vốn đầu t của từng giai đoạn nh sau:
Diện tích chiếm đất
(ha)
Vốn đầu t
(triệu dồng)
Giai đoạn 1 134,76 269,867
Thời kỳ 1 (4 năm) 76,22 149,259
Thời kỳ 2 (4 năm) 58,54 120,253
Giai đoạn 2 178,06 406,459
Tổng 312,82 676,326
Cách sân bay quốc tế Nội Bài theo quốc lộ 18: 20 (Km)
Nằm sát 2 tuyến đờng 1A và 1B nối Hà Nội - Bắc Ninh - Bắc giang - Lạng
Sơn. Ngoài ra còn gần các tuyến giao thông, cảng bốc xếp đờng sông ( sông
Đuống, sông Cầu và cảng sông Cầu), gần đờng xe lửa Bắc Nam sát với tuyến đ-
ờng sắt đi Lạng Sơn sang Trung Quốc.
Vị trí xây dựng nhà máy trong khu công nghiệp, nhà máy xây dựng theo h-
ớng gió đông nam, cổng chính nhà máy mở ra con đờng huyết mạch giữa đờng 1
A cũ và đờng 1 A mới.
Phía Nam giáp nhà máy chế biến nguyên liệu sét và nhà máy gạch Granit
Phía tây là khu đất trống dành cho các khu công nghiệp khác cha đầu t.

Phía bắc giáp nhà máy sản xuất ngói rô man.
-Điều kiện khí hậu:
Khu vực này có khí hậu chung của vùng đồng bằng bắc bộ, nhiệt đới ẩm, có
mùa đông lạnh.
Nhiệt độ trung bình trong năm : 24,3 (
0
C)
Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất trong năm : 30,1 (
0
C)
Nhiệt độ trung bình tháng tháp nhất trong năm : 16,3 (
0
C)
Số giờ nắng trong năm : 1429 (h)
Lợng ma cả năm : 1558 (mm H
2
O)
Tốc độ gió mạnh nhất : 34 (m/s)
Cnvl silicat k44
4
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Độ ẩm tơng đối trung bình tháng : 79 (%).
b.Điều kiện kinh tế xã hội
Tỉnh Bắc Ninh với diện tích 197,9 (km
2
) tốc độ tăng trởng kinh tế từ năm
1997 đến nay là 12,5 (%), năm 2000 là 16,6(%). Trong đó tốc độ tăng trởng kinh
tế của thị xã Bắc Ninh và Huyện Từ Sơn là cao nhất trong tỉnh. Đặc biệt huyện
Từ Sơn nằm trên trục đờng quốc lộ 1A , dân c phần lớn là buôn bán, làm nông
nghiệp và làm nghề phụ. Trong những năm tới khu công nghiệp này sẽ cấp phép

xây dựng đợt hai do đó càng tạo điều kiện cho sự phát triển kinh tế chung của
khu công nghiệp này.
Vùng Tiên Sơn có khả năng cung cấp nguồn lao động có tay nghề cao, đặc
biệt với các nghề truyền thống, thủ công, mỹ nghệ (xây dựng, cơ kim khí, dệt,
may, thêu, mộc, mỹ nghệ).
Có quỹ đất để mở rộng 2 thị trấn Lim và Từ Sơn cũng nh đất để xây dựng
điểm dân c phục vụ cho khu công nghiệp.
c. Điều kiện giao thông vận tải:
Khu công nghiệp Tiên Sơn điều kiện giao thông vận tải rất thuận lợi nằm
giữa quốc lộ 1 A cũ Hà Nội-Lạng Sơn và quốc lộ 1 A mới nối với quốc lộ 5 Hà
Nội Hải Phòng về nhà máy. Trong khu công nghiệp hệ thống giao thông đợc trải
bê tông nhựa hoàn toàn và đợc chiếu sáng bằng đèn cao áp hiện đại. Từ đây có
thể thông thơng với các trung tâm kinh tế lớn nh Hà Nội Hải Phòng - Quảng
Ninh bằng đờng cao tốc và quốc lộ 5 Hà Nội Hải Phòng.
d.Hệ thống điện:
Khu công nghiệp nằm gần tuyến điện cao thế 110 (kv) Đông Anh Lạng
Sơn.
Công suất điện toàn phần khu công nghiệp 30,623 (kw). Nguồn cung cấp
điện cho các nhà máy trong khu công nghiệp thông qua lới điện 110/22 (kv).
(2 máy 40 MVA) cùng đờng dẫn điện hạ thế đến các nhà máy trực thuộc
e.Điều kiện cấp thoát n ớc và xử lý chất thải:
Khu công nghiệp có trữ lợng nớc ngầm đủ lớn để phát triển khu công
nghiệp (30000 m
3
/ngày).
Nớc cung cấp cho khu công nghiệp đợc lấy từ nguồn nớc ngầm nhà máy,
công suất 6500 (m
3
/ngày), bể chứa 1000 (m
3

) ở độ cao 30 (m).
Cnvl silicat k44
5
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Vì chất thải của nhà máy không độc nên có thể thải trực tiếp vào đờng
thoát nớc chung của khu công nghiệp.
Về lợng bụi và tiếng ồn của nhà máy, dùng hệ thống lọc bụi tay áo, làm
việc liên tục, hiệu quả lọc cao.
f.Điều kiện cung cấp nguyên liệu:
Nguyên liệu đợc nhập về nhà máy từ trong nớc bằng hệ thống giao thông
nh:
+ Samôt Tấn Mài nhập về bằng đờng bộ.
+ Caolanh Định trung, Vĩnh Yên đợc nghiền mịn tại nơi khai thác và
chuyển về nhà máy bằng đờng sắt hay đờng bộ.
+ Đất sét Trúc Thôn đợc nhập về bằng đờng bộ.
+ Nhiên liệu đốt lò là dầu Mazut Mác40 nhập ngoại về cảng Hải
Phòng và chuyển về nhà máy bằng ôtô hoặc mua từ tổng công ty PETROLIMEX
Việt Nam.
g.Hệ thống thông tin liên lạc:
Đảm bảo mọi nhu cầu thông tin liên lạc và các dịch vụ bu điện, thông qua
mạng lới bu điện tỉnh và các bu điện lân cận nh :
Bu điện thị trấn Lim
Bu điện thị trấn Từ Sơn
h. Hệ thống phòng cháy chữa cháy:
Bảo vệ hiệu quả khu công nghiệp với hệ thống phòng cháy chữa cháy đạt
tiêu chuẩn cấp nhà nớc.
Cnvl silicat k44
6
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
II. Lựa chọn ph ơng án sản phẩm

1. Lựa chọn ph ơng án sản phẩm
Gạch chịu lửa samôt là loại gạch có độ chịu lửa, độ bền sốc nhiệt, độ biến
dạng dới tải trọng là tơng đối cao nên đợc ứng dụng rất rộng rãi vào môi trờng
làm việc có nhiệt độ cao nh xây tờng lò nung
Gạch chịu lửa samôt đợc sử dụng trong môi trờng có nhiệt độ cao với
nhiệm vụ hạn chế tổn thất nhiệt ra môi trờng xung quanh.
Với tính chất và nhu cầu cần thiết của gạch chịu lửa samôt là nh vậy nên
với quy mô sản xuất gạch chịu lửa Samot lớn 25000 tấn/năm nên ta chọn phơng
án sản xuất chủ yếu là gạch samôtA (khoảng 80%) và SamôtB (khoảng 20%).
2. Hình dạng sản phẩm
Cnvl silicat k44
7
H
L
a
c cb
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Ký hiệu
A
(mm)
B
(mm)
C
(mm)
H
(mm)
L
(mm)
Đờng
kính

lò (m)
416 ISO
616 ISO
103
103
94,64
97,43
4,18
2,78
160
160
198
198
4
5
418 ISO
618 ISO
103
103
93,60
96,73
4,70
3,15
180
180
198
198
4
6
420 ISO

620 ISO
820 ISO
103
103
103
92,55
96,03
97,78
5,22
3,48
2,61
200
200
200
198
198
198
4
6
8
422 ISO
622 ISO
822 ISO
103
103
103
91,51
95,34
97,25
5,74

3,83
2,85
220
220
220
198
198
198
4
6
8
425 ISO
625 ISO
825 ISO
103
103
103
89,94
94,29
96,47
6,53
4,35
3,26
250
250
250
198
198
198
4

6
8
Kích thớc của gạch chuẩn:
Dài x Rộng x Cao = L x B x H = 230 x 114 x 65 (mm).
3. Chỉ tiêu chất l ợng sản phẩm
Sản phẩm của nhà máy sản xuất ra phải đạt dợc các yêu cầu về kỹ thuật
nh : Đảm bảo độ chịu lửa, độ bền cơ học, thành phần hoá học
Theo tiêu chuẩn ISO 9001 : 2000 thì sản phẩm sản xuất ra phải đạt đợc
những tiêu chí trong bảng sau :
loại gạch Đơn vị
đo
Giới hạn Gạch chịu
lửa SamôtA
Gạch chịu
lửa SamôtB
Cnvl silicat k44
8
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Tiêu chuẩn
(Al
2
O
3
38%) (Al
2
O
3

32%)
Độ chịu lửa

o
C

1730 1680
Nhiệt độ biến dạng dới
tải trọng 0,2N/mm
2
o
C

1400 1300
Cờng độ chịu nén ở nhiệt
độ thờng
N/mm
2

25 20
Độ xốp biểu kiến %

24 25
Khối lợng thể tích G/cm
3

2 1,95
Độ co phụ %

0,6 0,6

Phần II: Công nghệ sản xuất
Cnvl silicat k44

9
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Ch ơng III
Giới thiệu sản phẩm gạch chịu lửa samôt
I. Vật liệu chịu lửa samôt và đề tài thiết kế
Bản đồ án này thiết kế nhà máy sản xuất vật liệu chịu lửa samôt đợc lựa
chọn công nghệ nh sau:
+ Samôt là sản phẩm chịu lửa thuộc họ Alumô silicat đợc sản xuất từ
đất sét và cao lanh chịu lửa có hàm lợng Al
2
O
3
+ TiO
2
từ 30 ữ 45%. Samôt là loại
vật liệu chịu lửa phổ biến nhất chiếm 70% tổng số vật liệu chịu lửa sản xuất ra.
+ Phối liệu để sản xuất samôt gồm hai phần:
. Chất kết dính là đất sét và cao lanh chịu lửa
. Chất làm gầy là samôt (samôt là đất sét chịu lửa hoặc cao lanh
đã nung đến kết khối)
+ Nhóm Alumô silicat cấu tạo chủ yếu từ SiO
2
và Al
2
O
3
còn các oxit
khác trong sản phẩm đều là tạp chất.
Tuỳ vào hàm lợng Al
2

O
3
mà ta phân loại thành các loại Samôt sau:
- Loại A : từ 38 ữ 45%
- Loại B : từ 32 ữ 38%
- Loại C : từ 28 ữ 32%

II. Cơ sở hoá lý của gạch samôt:
Cnvl silicat k44
10
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Do thành phần chủ yếu của gạch samôt là Al
2
O
3
và SiO
2
còn các oxit
khác trong gạch chỉ đóng vai trò là tạp chất nên để xét thành phần pha và các tính
chất của gạch chịu lửa samôt ta xét biểu đồ trạng thái hai cấu tử.
Biểu đồ trạng thái hai cấu tử SiO
2
và Al
2
O
3
:

Qua biểu đồ trên ta thấy nhiệt độ nung của gạch Samôt A = 1450
o

C
Khi nung ở 1450
o
C thì thành phần pha chủ yếu là Cristobalit và Mulit nhng
thực tế do các tạp chất trong nguyên liệu nh Fe
2
O
3
, TiO
2
, CaO, MgO, Na
2
O,
K
2
O để lại nên thành phần pha còn có cả pha thuỷ tinh với hàm l ợng lớn.
Quá trình hoá lý xảy ra khi nung Samôt :
- Giai đoạn đầu ở 150 ữ 450
o
C : Đây là giai đoạn mất nớc lý học và
cháy các tạp chất hợp chất hữu cơ. Nếu đốt nóng quá nhanh với tốc độ 100 ữ
200
o
C/h thì hơi nớc cũng đồng thời bị đốt nóng đến trạng thái quá nhiệt sẽ gây
nên tăng áp suất hơi trong lòng sản phẩm dẫn đến nứt nẻ sản phẩm.
+ Nếu độ ẩm của mộc cao, chiều dày của mộc lớn thì thời
gian đốt nóng phải chậm với tốc độ nâng nhiệt độ khoảng 10 ữ 20
o
C/h là hợp lý
vì nếu nâng nhiệt độ với tốc độ quá nhanh sẽ gây ra hiện tợng nớc lý học trong

sản phẩm bay hơi quá nhanh dẫn tới co sản phẩm.
+ ở giai đoạn này thiết bị thông gió phải tốt tránh hiện t-
ợng ngng tụ trên bề mặt sản phẩm dẫn tới nứt vỡ sản phẩm
- Giai đoạn 450 ữ 650
o
C : Là giai đoạn mất nớc hoá
học, sản phẩm bây giờ ít co hơn nên không gây ra ứng suất lớn. Là quá trình có
hiệu ứng phân huỷ caolinít. ở giai đoạn này thì cờng độ phá huỷ sản phẩm giảm
và sản phẩm có khả năng biến dạng dẻo.
Cnvl silicat k44
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
%Al
2
O
3

10
1585
Cristobalit + Mulit
Mulit lỏng
Lỏng
1910

1850
Corun
Lỏng
+ Corun
ddR Mulit
ddMulit
11
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
- Giai đoạn 650 ữ 900
o
C : giai đoạn này caolinít sau
phân huỷ nằm ở dạng Mêta caolinít (Công thức hoá học Al
2
O
3
.2SiO
2
) và độ co
sản phẩm lớn hơn giai đoạn trớc từ 2 ữ 2,5%. Có sự biến đổi đều về thể tích. Sự
co này chủ yếu là biến đổi thể tích khi chuyển từ quắc sang quắc.
- Giai đoạn 900 ữ 950
o
C : ở giai đoạn này thì sản phẩm
co nhiều và có hiệu ứng toả nhiệt. Nguyên nhân là do tạo spinel Alumô silicat với
mật độ cao hơn Mêta Caolinít theo phản ứng :

Si
4
Al
4

O
14
Si
3
Al
4
O
12
+ SiO
2
Mêta Caolinít Spinel Alumô silicat
- Giai đoạn 950 ữ 1100
o
C : Là giai đoạn sản phẩm bắt
đầu kết khối, biểu hiện ở khả năng co nhanh. Hiện tợng này do sự chuyển tinh
thể Spinel Alumô silicat sang Mulit thể với mật độ cao hơn:
3Si
3
Al
4
O
12
2Si
6
Al
2
O
13
+

5SiO
2

spinel Alumô silicat
- Giai đoạn 1100 ữ 1250
o
C : Quá trình kết khối của vật
chất sét quá mạnh pha lỏng xuất hiện càng xúc tiến quá trình kết khối và hình
thành Mulit.
Tiếp tục tăng nhiệt độ = 1350
o
C thì sản phẩm kết khối hoàn
toàn và rút ngắn sự co phụ. ở giai đoạn này có hiện tợng tạo Mulit thứ sinh.
Mulit này tạo ra ở nhiệt độ cao hơn và do sự tác động qua lại giữa oxit nhôm kỹ
thuật và oxit silic của vật chất sét.
- Giai đoạn 1350 ữ 1450
o
C : Hoàn thành quá trình kết
tinh Mulit. Sản phẩm kết khối hoàn toàn.

Cnvl silicat k44
12
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Ch ơng IV
Dây chuyền sản xuất gạch chịu lửa samôt
I.Lựa chọn ph ơng pháp sản xuất
Để sản xuất ra sản phẩm gạch chịu lửa Samôt thì có các phơng pháp sau
+ Tạo hình bằng phơng pháp nén bán khô ở áp lực cao.
+ Tạo hình bằng phơng pháp dẻo từ phối liệu dẻo.
Để đảm bảo chất lợng của sản phẩm ta chọn phơng pháp sản xuất gạch

Samôt theo phơng pháp ép tạo hình bán khô. Nén bán khô đảm bảo cho sản phẩm
có chất lợng cao, kích thớc ổn định, cấu tạo đồng nhất, độ bền nhiệt cao. Độ ẩm
phối liệu vào máy ép khoảng 7 ữ 9 %, ở độ ẩm này 50% đất sét kết dính không
nằm ở trạng thái dẻo mà mới ở trạng thái phồng nên trộn vào samôt khả năng liên
kết kém. Vậy cần nén phối liệu ở áp suất lớn 200kG/cm
2
hoặc lớn hơn.
Vì vậy, chọn phơng pháp sản xuất bằng ép bán khô là phù hợp với quá trình
sản xuất của nhà máy.

Cnvl silicat k44
13
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
II. Dây chuyền sản xuất gạch chịu lửa samôt :







Cao
lanh
ĐT

Cnvl silicat k44
14
Đất sét Trúc Thôn
và cao lanh ĐT
Cầu trục
Máy thái
Sàng rung
Băng tải
Nghiền lồng
Máy sấy thùng quay
Gầu nâng
Băng tải
Bunke chứa
Samot Tấn Mài,
Vĩnh Yên
Cầu trục
Phễu chứa

Sàng rung
Nghiền lăn
Cấp liệu máng
Bun ke
Gầu nâng
Máy đập hàm
d
Vlra
= 50 ữ 80 mm
Cấp liệu rung
Nghiền bi
Gầu nâng
Bunke chứa (bột
mịn) d
h
< 0,5mm
®å ¸n tèt nghiÖp vò trÇn nam

d
h
>
3 mm
d
h
> 3 mm d
h
= 0,5 ÷ 3 d
h
< 0,5

d
h
< 1 mm d
h
< 3 mm




Cnvl silicat – k44
15
Xe c©n
M¸y trén b¸nh xe

CÇu trôc
BunkeBun ke
XÕp goßng
Lß SÊy
Lß nung
Ra lß
T¹o h×nh thñ c«ng T¹o h×nh b»ng
m¸y
Ph©n lo¹i PhÕ phÈmKho thµnh phÈm
N‰íc + phô gia
Bunke
chøa h¹t

th«
Bunke
chøa h¹t
nhá
Bunke
chøa h¹t
TB
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
III. Thuyết minh dây chuyền sản xuất
Đất sét đợc nhập về từ Trúc Thôn là những khối lớn đa vào kho chứa và từ
kho chứa, đất sét đợc chuyển đến máy thái nhờ cầu trục. Sau khi qua máy thái để
thái đất sét thành những tấm nhỏ sẽ đợc chuyển đến máy sấy thùng quay nhờ
băng tải. Tại đây đất sét đợc sấy sơ bộ, sấy cùng chiều giữa khí và đất. Trớc khi
vào máy sấy đất sét có độ ẩm là 15 ữ 25%, sau khi sấy đất sét còn độ ẩm 7 ữ
10%. Nhiệt độ vào lò sấy 600
o
C ữ 800
o
C, nhiệt độ ra lò sấy 105
o
C ữ 120
o
C vì làm
việc cùng chiều nên không sợ đất quá nóng hay đề hyđrat hoá. Tốc độ khí lúc ra
lò sấy không đợc quá 2,5 m/s. Thời gian lu trong lò 20 ữ 30 phút với chiều dài lò
8 ữ 14 m, hệ số đổ đầy 0,1 ữ 0,15.
Sau khi sấy xong nhờ gầu xích đất sét đợc chuyển tới bunke chứa rồi qua
cấp liệu máng vào máy nghiền lồng. Từ đây, đất sét nhờ gầu nâng chuyển tới
sàng rung để phân loại cỡ hạt. Những hạt có cỡ hạt < 1mm sẽ đợc chuyển vào
bunke chứa nhờ băng tải để làm chất kết dính.

Caolanh sau khi nhập về từ Định Trung, cho vào kho chứa rồi từ kho chứa
nhờ cầu trục chuyển đến sàng rung để phân loại cỡ hạt. Những hạt có cỡ
hạt < 2 mm sẽ đợc băng tải chuyển đến bunke để cùng với đất sét làm chất kết
dính.
Samôt nhập về từ Tấn Mài, Vĩnh Yên với cỡ hạt thô dạng cục lớn, cho vào
kho chứa rồi từ kho chứa samôt đợc chuyển đến phễu chứa nhờ cầu trục. Trớc khi
samôt đợc băng tải chuyển đến máy đập hàm thì samôt đợc đa qua cấp liệu rung
từ và từ máy đập hàm (đập nhỏ samôt đến kích thớc 50 ữ 80 mm) samôt nhờ gầu
nâng chuyển đến bun ke chứa. Từ bunke chứa samôt qua cấp liệu máng rồi
chuyển đến máy nghiền lăn. Tại máy nghiền lăn samôt đợc nghiền thành ba cỡ
hạt:
+ Cỡ hạt thô (cỡ hạt > 3mm )
+ Cỡ hạt TB (cỡ hạt 0,5 ữ 3mm)
+ Cỡ hạt nhỏ (cỡ hạt < 0,5mm )
Cỡ hạt thô sẽ đợc chuyển đến máy nghiền bi để nghiền mịn. Khi kích thớc
hạt < 0,5 mm, thì samôt chuyển đến kho chứa nhờ gầu nâng.
Cỡ hạt TB và cỡ hạt nhỏ sẽ nhờ gầu lật chuyển đến sàng rung để phân loại
cỡ hạt rồi chuyển đến kho chứa.
Từ kho chứa đất sét, kho chứa cao lanh và kho chứa samôt, đất sét, cao lanh
và samôt sẽ đợc đa đến xe cân để cân định lợng với khối lợng nh sau:
+ Đất sét 260 kg
+ Caolanh 449 kg
+ Samôt TấnMài 1017 kg
+ Samôt Vĩnh Yên 890 kg
Rồi chuyển vào máy trộn phối liệu để trộn với nớc + phụ gia (có khối lợng:
121 kg) thành phối liệu có độ ẩm 7% .
Khi trộn thành phối liệu, phối liệu sẽ nhờ cầu trục chuyển đến các bunke
chứa để tạo hình thành sản phẩm mộc.
Cnvl silicat k44
16

đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Tạo hình nh sau:
Mỗi lần tạo hình 1 sản phẩm mộc phải cân định lợng. Với khối lợng và số
lần ép nh sau:
+ Gạch có khối lợng 9 ữ 15 kg số lần ép 7 ữ 8 lần.
+ Gạch có khối lợng 6 ữ 9 kg số lần ép 5 ữ 6 lần.
+ Gạch có khối lợng < 6 kg số lần ép 3 ữ 4 lần.
Sau khi tạo hình xong, sản phẩm mộc sẽ đợc xếp lên xe goòng chuyển đến
lò sấy với các thông số kỹ thuật của lò sấy là:
Kích thớc lò
L x B x H
Dung lợng lò
Chứa xe goòng
Thời gian sấy
24 x 2,4 x 4,1 27 xe
12 ữ 18 giờ
Và sấy sản phẩm là vận dụng nguyên lý tuần hoàn chất thải nhiệt trong lò
nung Tuynen nhằm tạo ra chế độ chuyển động ổn định của dòng nhiệt trong toàn
tiết diện lò bằng cách hút khí nóng từ zone làm nguội của lò nung.
Lò nung để nung gạch mộc thành sản phẩm có các thông số kỹ thuật sau:
Lò nung tuynen dài 80 (m) gồm 3 zone: + zone đốt nóng
+ zone nung
+ zone làm nguội
Lò với các thông số sau
Zone đốt nóng Zone nung Zone làm nguội
Chiều dài : 29,73 m Chiều dài : 21,71 m Chiều dài : 28,56 m
Chứa 14 xe goòng Chứa 11 xe goòng Chứa 12 xe goòng
Sau khi nung thành sản phẩm, sản phẩm sẽ đợc chuyển đến phân xởng phân
loại để phân loại sản phẩm. Những sản phẩm đạt yêu cầu sẽ cho vào kho thành
phẩm để đóng bao và đem đi tiêu thụ. Còn sản phẩm không đạt yêu cầu sẽ đợc sử

dụng làm samôt để tái hồi sản phẩm đạt yêu cầu.
Cnvl silicat k44
17
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
IV. Nguyên liệu sản xuất Thành phần hoá học các nguyên liệu
Để sản xuất ra gạch samôt thì ta cần các nguyên liệu chính nh sau
+ Đất sét chịu lửa Trúc Thôn, Cao lanh Định Trung
+ Samôt Vĩnh Yên, Tấn Mài
Các nguyên liệu khi khai thác hay nhập về từ nơi khác thì phải đảm bảo đợc
các yêu cầu sau:
+ Nguyên liệu đất sét và caolanh gia công thành bột. Sau khi sấy khô
và nghiền mịn qua sàng 0,2mm là 100%
+ Samôt đã nung ở 1450
o
C đợc nghiền thành các loại: Thô, TB, nhỏ.
Thành phần hoá học của nguyên liệu ban đầu đợc ghi trong bảng sau:
Nguyên liệu Thành phần hoá học (%)
Al
2
O
3
SiO
2
Fe
2
O
3
CaO MgO R
2
O MKN

Đất sét Trúc Thôn 24,3 62,32 1,25 0,8 0,7 2,15 9,21 100,73
Samôt Vĩnh Yên 36,94 54,56 1,68 0,56 0,6 1,56 0,78 96,68
Samôt Tấn Mài 49,96 51,12 0,21 0,16 0,96 102,41
Caolanh Định Trung 34,18 48,06 0,34 0,15 0,17 0,47 4,57 87,94

Đảm bảo độ chịu lửa của các nguyên liệu là nh sau:
+ Đất sét Trúc Thôn > 1580
o
C
+ Samôt Vĩnh Yên > 1710
o
C
+ Samôt Tấn Mài > 1750
o
C
+ Caolanh Định Trung (trắng) > 1730
o
C

Cnvl silicat k44
18
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Phần III Tính Toán Kỹ Thuật
Ch ơng V
Tính Phối Liệu Và Cân Bằng Vật Chất Toàn Nhà Máy
I. Tính phối liệu
Nh đã biết để sản xuất ra sản phẩm là gạch chịu lửa Samôt thì ta cần có các
nguyên liệu chính là:
+ Đất sét Trúc Thôn

+ Samôt Vĩnh Yên
+ Samôt Tấn Mài
+ Caolanh Định Trung
Để trộn thành phối liệu ta lựa chọn Samôt A Samôt B
+ Đất sét Trúc Thôn chiếm 10 % 20
+ Samôt Vĩnh Yên chiếm 35 % 70
+ Samôt Tấn Mài chiếm 40 %
+ Caolanh Định Trung chiếm 15 % 10
+ Tỷ lệ Samôt / Chất kết dính 75/25 70/30
Thành phần hoá học của nguyên liệu ban đầu đợc ghi trong bảng sau:

Từ bảng nguyên liệu trên, quy đổi về 100% theo công thức:
X
i
=

Xi
x100%

Trong đó X
i
: Cấu tử thứ i trớc khi quy đổi
X
i
: Cấu tử thứ i sau khi quy đổi
Cnvl silicat k44
Nguyên liệu Thành phần hoá học (%)
Al
2
O

3
SiO
2
Fe
2
O
3
CaO MgO R
2
O MKN

Đất sét Trúc Thôn 24,3 62,32 1,25 0,8 0,7 2,15 9,21 100,73
Samôt Vĩnh Yên 36,94 54,56 1,68 0,56 0,6 1,56 0,78 96,68
Samôt Tấn Mài 49,96 51,12 0,21 0,16 0,96 102,41
Caolanh Định Trung 34,18 48,06 0,34 0,15 0,17 0,47 4,57 87,94
19
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Ta đợc bảng sau:

Nguyên liệu Thành phần hoá học (%)
Al
2
O
3
SiO
2
Fe
2
O
3

CaO MgO R
2
O MKN

Đất sét Trúc Thôn 24,12 61,87 1,24 0,79 0,69 2,13 9,16 100
Samôt Vĩnh Yên 38,21 56,43 1,74 0,58 0,62 1,61 0,81 100
Samôt Tấn Mài 48,78 49,92 0,21 0,16 0,93 100
Caolanh Định Trung 38,87 54,65 0,39 0,17 0,19 0,53 5,20 100

Từ bảng trên ta tính đợc thành phần hoá học của nguyên liệu sau nung theo
công thức:

X
i
=
MKN
Xi
100
'
x100%
Trong đó : X
i
: Cấu tử thứ i sau nung
Ta đợc bảng sau:
Nguyên liệu Thành phần hoá học sau nung(%)
Al
2
O
3
SiO

2
Fe
2
O
3
CaO MgO R
2
O

Đất sét Trúc Thôn 26,55 68,1 1,37 0,87 0,76 2,35 100
Samôt Vĩnh Yên 38,52 56,89 1,75 0,58 0,63 1,63 100
Samôt Tấn Mài 48,78 49,92 0,21 0,16 0,93 100
Caolanh Định Trung 41 57,65 0,41 0,18 0,2 0,56 100

Từ đó ta suy ra đợc thành phần hoá học của sản phẩm samôt A sau nung:
Thành phần Al
2
O
3
%
SiO
2
%
Fe
2
O
3
%
CaO
%

MgO
%
R
2
O
%

%
Đất sét Trúc Thôn 2,66 6,81 0,14 0,09 0,08 0,22 10
Samôt Vĩnh Yên 13,48 19,91 0,61 0,2 0,22 1,58 35
Samôt Tấn Mài 19,51 19,97 0,08 0,06 0,38 40
Caolanh Định Trung
trắng
6,15 8,65 0,06 0,03 0,03 0,08 15

41,8 55,34 0,89 0,38 0,71 1,88 100
Nhận xét :
Cnvl silicat k44
20
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
+ Ta thấy hàm lợng nhôm sau khi nung là 38% < 41,8 % < 45%,
và hàm lợng SiO
2
là 55,34% < 65%

đạt yêu cầu với chỉ tiêu chất lợng sản phẩm
đề ra.
Thành phần hoá học của sản phẩm samôt B sau nung:
Thành phần Al
2

O
3
%
SiO
2
%
Fe
2
O
3
%
CaO
%
MgO
%
R
2
O
%

%
Đất sét Trúc Thôn 5,31 13,62 0,27 0,17 0,15 0,47 20
Samôt Vĩnh Yên 26,96 39,82 1,23 0,41 0,44 1,14 70
Caolanh Định Trung 4,1 5,77 0,04 0,02 0,02 0,06 10

36,37 59,21 1,54 0,6 0,61 1,67 100
Nhận xét :
+ Ta thấy hàm lợng nhôm sau khi nung là 32% < 36,37% < 38%
đạt yêu cầu với chỉ tiêu chất lợng sản phẩm đề ra.

II. Tính cân bằng vật chất
Bảng số liệu tính cân bằng vật chất
Cnvl silicat k44
21
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Stt Các số liệu Samôt A (%) Samôt B (%)
1. Tỷ lệ phối liệu
Chất kếtdính/Samôt
= 25/75
Chất kết dính/Samôt
30/70
2. Phế phẩm ở kho 0,2 0,2
3. Phế phẩm khi nung 2 2
4. Độ ẩm gạch mộc vào sấy 7 7
5. Độ ẩm gạch mộc sau sấy 2 2
6. Độ ẩm gạch sau khi ép 7 7
7. Độ ẩm đất sét 4 4
8. Độ ẩm Samôt Tấn Mài 2 2
9. Độ ẩm Samôt Vĩnh Yên 2 2
10.
Độ ẩm cao lanh Định
Trung
4 4
11. Tổn thất khi tạo hình 1 1
12. Tổn thất khi ủ phối liệu 0,2 0,2
13. Tổn thất khi trộn phối liệu 0,2 0,2
14.
Tổn thất trong quá trình
cân đong
0,1 0,1

15.
Tổn thất khi nghiền min
Samôt
0,7 0,7
16.
Tổn thất khi đập nhỏ
Samôt
0,2 0,2
17.
Tổn thất trong quá trình
vận chuyển và các công
đoạn khác
0,2 0,2
18. Tổn thất khi sấy 3 3
19.
Hoàn tổn thất khi ép vào
trộn phối liệu
90 90
20.
Hoàn tổn thất khi sấy vào
trộn phối liệu
90 90
21. Mất khi nung của phối liệu 2 2
Bảng tính toán cân bằng vật chất
Cnvl silicat k44
22
®å ¸n tèt nghiÖp vò trÇn nam
S¶n phÈm Kh« tuyÖt ®èi
(TÊn/n¨m )
TÝnh ®Õn ®é Èm

(TÊn/n¨m )
Kh« tuyÖt
®èi
(TÊn/n¨m)
TÝnh ®Õn ®é
Èm
(TÊn/n¨m )
Sam«t A (20000 TÊn/n¨m ) Sam«t B (5000 TÊn/n¨m )
S¶n phÈm
cã trong
kho
PhÕ phÈm
do bèc xÕp
0,2%
G
k

08,20040
2,0100
100.20000
=
−
=
G
k
=
04,5102
2100
100.5000
=

−
S¶n phÈm
ra lß
PhÕ phÈm
khi nung
2%
G
k

06,20449
2100
100.08,20040
=
−
=
G
k

16,5206
2100
100.04,5102
=
−
=
Méc vµo lß
nung víi
MÊt khi
nung
2%
§é Èm

2%
G
v
=
39,20866
)2100(
100.06,20449
=
−
=

G
v
=
23,2192
)2100(
100.39,20866
=
−
=
G
v
=
41,5312
2100
100.16,5206
=
−
=
G

v
=
83,5420
2100
100.41,5312
=
−
=
Lîng g¹ch
méc ®a vµo
lß sÊy
PhÕ phÈm
khi sÊy
3%
§é Èm 7%
G
2
=
74,21511
3100
100.39,20866
=
−


G
2
=
91,23130
7100

100.74,21511
=
−


G
2
=
71,5476
3100
100.41,5312
=
−
=
G
2
=
94,5888
7100
100.71,5476
=
−
=
Lîng phèi G
3
= G
3
= G
3
= G

3
=
Cnvl silicat – k44
23
®å ¸n tèt nghiÖp vò trÇn nam
S¶n phÈm Kh« tuyÖt ®èi
(TÊn/n¨m )
TÝnh ®Õn ®é Èm
(TÊn/n¨m )
Kh« tuyÖt
®èi
(TÊn/n¨m)
TÝnh ®Õn ®é
Èm
(TÊn/n¨m )
Sam«t A (20000 TÊn/n¨m ) Sam«t B (5000 TÊn/n¨m )
liÖu cÇn Ðp
Tæn thÊt
khi Ðp
1%
§é Èm
7%

03,21729
1100
100.74,21511
=
−
=

55,23364
7100
100.03,21729
=
−
=

73,5531
1100
100.41,5476
=
−
=
1,5948
7100
100.73,5531
=
−
=
Trong qu¸
tr×nh trén
phèi liÖu
Tæn thÊt
0,2%
§é Èm
7%
G
4
=

58,21772
2,0100
100.03,21729
=
−
=

G
4
=
38,23411
7100
100.58,21772
=
−
=
Níc = 23411,38-
21772,58=
1638,8

G
4
=
82,5542
2,0100
100.73,5531
=
−
=
G

4
=
02,5960
7100
100.82,5542
=
−
=
Níc = 5960,02-
5542,82= 417,2
Lîng håi
liÖu khi sÊy
vµo kh©u
trén phèi
liÖu 90%
§é Èm 7%

G
5
=
(21511,74-
20866,39).0,9
= 580,82
G
5
=
7100
580,82.100
−
= 624,54

Níc =
624,54–
580,82=43,72
G
5
=
(5476,71-
5312,41).0,9
= 147,87
G
5
=
159
7100
100.87,147
=
−
=
Níc = 159-
147,87=11,13
Cnvl silicat – k44
24
đồ án tốt nghiệp vũ trần nam
Sản phẩm Khô tuyệt đối
(Tấn/năm )
Tính đến độ ẩm
(Tấn/năm )
Khô tuyệt
đối
(Tấn/năm)

Tính đến độ
ẩm
(Tấn/năm )
Samôt A (20000 Tấn/năm ) Samôt B (5000 Tấn/năm )
Lợng hồi
liệu khi tạo
hình vào
trộn phối
liệu,
Độ ẩm 2%
G
6
=
84,260
74,21511
58,21772
=









=
G
6
=

98,301
7100
100.84,260
=

=
Nớc =
( )
14,41
84,26098,301
=

G
6
=
11,66
71,5476
82,5542
=









=

G
6
=
09,71
7100
100.11,66
=

=
Nớc
=
( )
98,4
11,6609,71
=

Lợng samôt
Tấn Mài có
trong phối
liệu
độ ẩm 2%
G
7
=
37,8372
84,260
82,580
58,21772
100
40

=












=
G
7
=
23,8543
2100
100.37,8372
=

=
nớc = 8543,23-
8372,37= 170,86
Hàm lợng
samôt Vĩnh
Yên có
trong phối
liệu

độ ẩm 2%
G
8
=
82,7325
84,260
82,580
58,21772
100
35
=












=
G
8
=
33,7475
2100
100.82,7325

=

=
Nớc = 7475,33-
7325,82= 149,51
G
7
=
19,3730
11,66
87,147
82,5542
100
70
=












=
G
7

=
32,3806
2100
100.19,3730
=

=
Nớc = 3806,32-
3730,19 =
76,13
Cnvl silicat k44
25