Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn-năm

ĐATN Thit k nh mỏy s in h th nng sut 1000 tn /nm
MC LC
PHN I : M U.....................................................................................2
PHN II : LA CHN A IM XY DNG NH MY.................3
1. V trớ a lý..............................................................................................3
2. c im khớ hu.....................................................................................3
3. iu kin kinh t.....................................................................................3
4. iu kin giao thụng vn ti....................................................................3
5. iu kin cp thoỏt nc.........................................................................3
6. iu kin chiu sỏng, thụng tin liờn lc..................................................4
7. í ngha ca vic chn khu cụng nghip Tiờn Sn lm a im xõy dng
nh mỏy.......................................................................................................4
THUYT MINH DY CHUYN SN XUT.........................................6
PHN III : TNH TON K THUT.......................................................7
1. La chn mt hng..................................................................................7
2. Tớnh toỏn phi liu xng.......................................................................8
3. Tớnh toỏn phi liu men...........................................................................10
4. Tớnh cõn bng vt cht cho xng..........................................................11
5. Tớnh cõn bng vt cht cho men..............................................................13
6. Tớnh toỏn quỏ trỡnh sy............................................................................14
7. Tớnh toỏn lũ nung....................................................................................21
8. La chn thit b trong dõy chuyn.........................................................50
PHN IV : XY DNG............................................................................56
PHN V : IN NC..........................................................................62
PHN VI : AN TON LAO NG..........................................................65
PHN VII : KINH T T CHC..............................................................66
PHN VIII : KT LUN...........................................................................74
TI LU THAM KHO............................................................................76

SVTH : Nguyễn Ngọc Chơng SiLiCat -K45- Đhbk hà Nội
1
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
PHẦN I: MỞ ĐẦU
Vật liệu xây dựng nói chung là một trong những nghành công nghiệp nhẹ
mũi nhọn, góp phần không nhỏ cho nền kinh tế của nước ta.
Sản phẩm của nghành rất đa dạng như : các loại gạch ốp lát ceramic, gạch
granit, gạch côttô..., các loại gốm mỹ nghệ, dân dụng dùng cho nhu cầu tiêu
dùng. Các loại sứ điện, sứ kỹ thuật cao dùng trong công nghiệp điện, điện
tử,sứ thông tin...trong sự phong phú đó phải kể đến sản phẩm sứ điện hạ thế,
một trong những sản phẩm quan trọng rất thiết yếu với sinh hoạt của con
người, tăng chất lượng sinh hoạt của cuộc sống.
Thực tế nghành gốm sứ đã có ở nước ta từ vài nghìn năm trước, chủ yếu là
sứ mỹ nghệ dân dụng, và đã có giai đoạn cũng bị chậm phát triển,thậm chí
một số sản phẩm mỹ nghệ nổi tiếng đã bị mai một. Tuy nhiên vài thập niên
trở lại đây chúng ta lại thấy sự trở lại và phát triển đáng kể của nghành gốm
sứ, đặc biệt là sản phẩm sứ điện ngày một nâng cao chất lượng, mẫu mã,
được người tiêu dùng trong nước và nước ngoài công nhận về chất lượng tốt.
Điều này được đánh giá bằng chứng chỉ ISO của sản phẩm sứ điện Hoàng
Liên Sơn do trung tâm chứng nhận phù hợp tiêu chuẩn Quacert và tổ chức
chứng nhận BVQV Anh quốc cấp.
Trước tình hình các nghành công nghiệp phát triển như vũ bão, cùng với
định hướng phát triển kinh tế trong văn kiện của đại hội IX ban chấp hành
TW đảng khoá IX ưu tiên phát triển khai thác đúng triệt để các nghành vật
liệu xây dựng. Thì đặt ra cho bộ xây dựng cần phải xây dựng thêm các nhà
máy sản xuất sứ điện để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu,
nhất là khi chúng ta hội nhập vào APTA.
Tuy vậy nghành VLXD của nước ta còn đứng trước nhiều khó khăn như
công nghệ sản xuất còn lạc hậu ở nhiều cơ sở, nhiên liệu tốt vẫn phải nhập,,
những điều này ảnh hưởng không nhỏ đến giá thành sản phẩm, đó là những

cản trở của sự phát triển của nghành.
Song với nguồn nguyên liệu phong phú, được thiên nhiên ban tặng
phân bố khắp các khu vực trong cả nước, nguồn nhân lực cần củ chăm chỉ,
sáng tạo khéo léo chắc chắn rằng nghành gốm sứ xây dựng của nước ta sẽ
được củng cố và phát triển mạnh trong vài năm tới đưa công nghiệp gốm sứ
vươn xa trong khu vực và thế giới, góp phần vào sự phát triển chung của nền
kinh tế nước ta.
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
2
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
PHẦN II: LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG
Căn cứ vào điều kiện để lựa chọn khu công nghiệp như gần đường giao
thông,gần nơi tiêu thụ, phân bố sản phẩm, điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng, căn
cứ vào sự ổn định chính trị của khu dân cư, giá thuê đất, điêù kiện về thủ tục
thuê đất, sự khuyến khích đầu tư của địa phương vào sự quy hoạch của nhà
nước về các khu công nghiệp phía bắc, dự kiến nên đặt nhà máy tại khu công
nghiệp Tiên Sơn của tỉnh Bắc Ninh.
1.Vị trí địa lí:
Khu công nghiệp Tiên Sơn có vị trí rất thuận tiện, là đầu mối giao lưu,phát
triển kinh tế với các địa phương như Hà Nội, Quảng Ninh, Hải Phòng, Bắc
Giang, cảng hàng không,sân bay quốc tế Nộ Bài, các khu kinh tế phía
bắc.Khu công nghiệp Tiên Sơn hiện tại có diện tích134,76 ha, nằm trong tổng
thể 312 ha diện tích phát triển khu công nghiệp
2. Đặc điểm khí hậu:
Thuộc vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, mùa đông lạnh.Nhiệt độ trung bình trong
năm 24,5
0
C, nhiệt độ tháng cao nhất trong năm 30,1
0
C, nhiệt độ tháng thấp

nhất trong năm 16,3
0
C, số giờ nắng cả năm là 1429 giờ, lượng mưa cả
năm1558 mm, tốc độ gió mạnh nhất 34 m/s, độ ẩm trung bình trong một năm
79%.
3. Điều kiện kinh tế xã hội:
Bắc Ninh là một tỉnh nằm ở phía bắc thủ đô Hà Nội, là mảnh đất có truyền
thống văn hoá lâu đời, mảnh đất linh kiệt,có truyền thống khoa bảng, tình
hình chính trị, dân cư ổn định, năm trong khu vực tam giác phát triển kinh tế
là Hà Nội - Hải Phòng-Quảng Ninh.
Tốc độ phát triển hàng năm không ngừng gia tăng, năm sau cao hơn năm
trước.
Dân số trong tỉnh tính đến tháng 06/ 2001 là 950.000 người. Trong đó số
người trong độ tuổi lao động là 620.944 người.
Đây là điều kiện rất thuận lợi để phát triển các nhà máy công nghiệp.
4. Điều kiện giao thông : Khu công nghiệp Tiên Sơn có một vị trí giao
thông hết sức thuận lợi: nằm giữa quốc lộ 1A cũ và 1B mới, cách thủ đô Hà
Nội về phía bắc là 16 km, cách sân bay quốc tế nội bài theo quốc lộ 18 là 20
km, nằm cạnh tuyến đường sắt đi các tỉnh biên giới như Lạng Sơn.
5. Điều kiện cấp thoát nước:
Do đặc trưng của ngành sản xuất gốm sứ nói chung và sứ điện nói riêng là
sử dụng lượng nước tương đối lớn so với các nghành sản xuất khác. Do đó
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
3
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
nguồn để cung cấp cho nhà máy lấy từ nguồn nước ngầm, với nhà máy công
suất 6500m
3
/ ngày, cùng công trình điều hoà mạng lưới cấp nước khu công
nghiệp bể 1000m

3
, ở độ cao 30 m. Hệ thống xử lý nước thải được thiết kế có
hệ thống kiểm tra hàm lượng chất thải có trong nước trước khi thải ra đường
thoát công cộng.
6. Điều kiện chiếu sáng, thông tin liên lạc:
Nguồn cung cấp điện cho các nhà máy ở khu công nghiệp được thông qua
mạng lưới điện 110/220 KV (2 nhà máy× 40MVA) với công suất toàn khu
công nghiệp là 30623KW.
Hệ thống giao thông trong toàn khu công nghiệp được bê tông nhựa hoá
hoàn toàn và được chiếu sáng bằng điện cao áp hiện đại.
Hệ thống thông tin liên lạc, đảm bảo mọi nhu cầu về thông tin liên lạc và
dịch vụ bưu điện (bưu điện, fax, internet, điện thoạ đường dài, quốc tế…)
thông qua mạng lưới bưu điện tỉnh và bưu điện các thị trấn lân cận như Lim,
bưu điện thị trấn Từ Sơn..
Có hệ thống phòng cháy chữa cháy trong khu công nghiệp đạt tiêu chuẩn
cấp nhà nước về an toàn.
Có diện tích đất trồng cây xanh là 6,5 ha tạo quang cảnh đẹp và giữ cân
bằng môi trường sinh thái trong khu công nghiệp.
7. Ý nghĩa của việc chọn khu công nghiệp Tiên Sơn làm địa điểm xây
dựng nhà máy : Việc chọn khu công nghiệp Tiên Sơn làm địa điểm xây dựng
nhà máy có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc giải quyết công ăn việc làm
cho một bộ phận không nhỏ lao động trong khu vực tỉnh Bắc Ninh và các tỉnh
lân cận, tăng thu nhập cho dân, góp phần vào việc tăng trưởng kinh tế của
tỉnh nhà.
Ngoài ra còn tận dụng được nguồn nhân lực có trình độ được đào tạo từ
các trường đào tạo công nhân kỹ thuật của tỉnh và nguồn kỹ sư từ thủ đô Hà
Nội.
Nguồn nguyên liệu nhập từ các tỉnh Hải Dương, Phú Thọ... rất thuận lợi
trong việc vận chuyển qua đường bộ, đường sắt,..
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi

4
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỨ ĐIỆN HẠ THẾ

SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
5
đất sét
đất sét
đất sét
đất sét
Cao lanh fenpat Thach anh dolomit Zno
kt
Baco
3
định
lượng
B i fà ối liệu theo tỷ
lệ
B i fà ối liệu
men
B i fà ối liệu
xương
Nghiền bi
Bể khuấy
Khử sắt
Bể
chứa(w=47%)
ép lọc khung
bản
Luyện

thô(w=21)

ủ(w=21%)
Luyện chân 0
Nghiền bi
Bể khuấy
Khử sắt
Thùng cao vị
tráng men
Tạo hình dao
dây
Tạo hình dập
dẻo
Sấy tự
nhiên
Sấy tuy nel
Nung con thoi
Kiểm tra
đóng gói
Nhập kho
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
Nguyên liệu nhập về nhà máy ở dạng đã xử lý từ các công ty chuyên cung
cấp nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất vật liệu silicat.Từ bài phối liệu
xương, men thì các loại nguyên liệu dùng cho các bài phối liệu sẽ được định
lượng bằng cân định lượng theo tỷ lệ của bài phối liệu.Sau đó các nguyên liệu
của bài phối liệu xương được nghiền trong máy nghiền xương với tỷ lệ bi,
liệu, nước theo khối lượng là:1,15:1:0,9.Bi sử dụng ở đây là bi cao nhôm hình
cầu do nhà máy tự sản xuất.Nguyên liệu gầy dược nạp vào nghiền trước, sau
đó nguyên liệu dẻo được nạp vào nghiền cùng.Thời gian nghiền một mẻ là 21

giờ.Trong quá trình nghiền có nạp vào chất điện giải là thuỷ tinh lỏng.sau khi
nghiền xong, hồ được xả xuống bể khuấy, sau đó được bơm màng bơm lên
thiết bị khử sắt.Sau đó hồ được tháo xuống bể khuấy 2 để hồ được đồng đều
các cỡ hạt,hồ được đồng nhất và ổn định.Hồ từ bể khuấy này sẽ được bơm
màng cấp cho máy ép lọc khung bản,nhờ có máy ép mà hồ phối liệu có độ ẩm
từ 47,4% trở thành phối liệu dẻo có độ ẩm là 21%.Phối liệu sau khi luyện thô
được xếp thành từng đống trong kho ủ.Tác dụng của việc ủ sẽ làm tăng tính
dẻo của phối liệu.Trong thời gian ủ, nước có trong phối liệu sẽ theo các ống
dẫn rất nhỏ phân bố đều trong các lớp đất thúc đẩy các phản ứng hoá học,
chuyển một phần nhỏ AL
2
O
3
vào dạng hoà tan được trong kiềm sinh ra
AL
2
(OH)
3
và các axit sicilic.Trong trạng tháI keo đất sét có trong phối liệu
được nhuần nhuyễn thêm nhờ các vi khuẩn.Thời gian ủ là 24 ngày để hiệu
quả ủ tăng rõ rệt.Phối liệu mộc sau khi ủ sẽ được luyện trong máy luyện hút
chân không để khử không khí một cách hiệu quả nhất, từ đó nâng cao được
rất nhiều tính dẻo, trên cơ sở đó mà ta có thể thay thế một lượng đất sét có
trong phối liệu bằng cao lanh loại tốt, làm tăng độ mịn chặt cho xương sứ,
nâng cao cường độ cơ khi sấy và nung, tăng khả năng cách đIện của sứ, giảm
tỉ lệ hư hao sản phẩm.Sau khi luyện chân không xong thì phối liệu được cắt
thành các phôI đất phù hợp cho việc tạo hình từng loại sản phẩm.Có hai
phương thức tạo hình là tạo hình dao dây đối với loại sản phẩm sứ thông tin
hạ thế, phương thức thứ hai là tạo hình ép dập dẻo đối với loại sản phẩm sứ
đIện hạ thế dân dụng.Sau khi tạo hình xong thì sản phẩm mộc được sấy tự

nhiên đến độ ẩm 15% thì được xếp lên xe goòng để sấy trong hầm sấy tuynel
đến độ ảm 1%.Các nguyên liệu của bàI phối liệu men được nghiền trong máy
nghiền men,chu kỳ nghiền một mẻ là 22 giờ, mỗi mẻ nạp 2 tấn nguyên liệu
khô.Hồ men được nghiền từ máy nghiền men sau khi nghiền xong dược xả
xuống bể khuấy, sau đó được bơm màng đưa lên thiết bị khử sắt rồi lại được
bơm màng đưa lên thùng cao vị.Từ đó men sẽ được cung cấp để tráng men
cho các sản phẩm mộc sau khi đã sấy tuynel.Tráng men xong sản phẩm mộc
sẽ được xếp lên các xe goòng và đưa vào nung trong lò nung con thoi ở nhiệt
độ nung max là 1280 độ, thời gian nung một mẻ là 31 giờ không kể thời gian
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
6
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
xếp dỡ.Sau khi nung xong sản phẩm được kiểm tra khuyết tật bằng mắt
thường để loại bỏ những phế phẩm không khắc phục lại được.Sản phẩm tiếp
tục được thử độ bền cơ(đại diện) và thử điện.Sản phẩm khi đã đạt đầy đủ các
tiêu chuẩn thì được đóng gói và nhập kho.
PHẦN III:TÍNH TOÁN KỸ THUẬT
I. Lựa chọn và giới thiệu mặt hàng
Sứ điện ngày nay là một loại mặt hàng hết sức phong phú và rộng rãi, nó
phát triển nhanh chóng cùng với sự phát triển của nền kinh tế cũng như của
các nghành công nghiệp nặng, đặc biệt là nghành công nghiệp điện.Cùng với
sự phát triển của các loại mặt hàng sứ điện nói chung, mặt hàng sứ điện hạ
thế cũng rất phong phú về chủng loại cũng như mẫu mã phù hợp với đặc tính
sử dụng của nó.Vì vậy trong bản đồ án này chỉ giới thiệu hai loại mặt hàng
chính là sứ thông tin hạ thế đường đây và sứ hạ thế dân dụng trong gia đình
- Giới thiệu mặt hàng sứ thông tin hạ thế đường dây:
Kiểu D D1 D2 H H1 H2 R Khối
lượng(kg)
A20 70 36 17 65 18 11 10 0,3
A30 86 42 17 76 21 13 10 0,4

SI532 80 45 18 76 17 40 18 0,8
SI531 70 39 17 65 17 31 16 0,6
Thông số kỹ thuật đặc trưng:
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
7
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
Mô tả Điện áp duy trì ở
trạng thái khô-
ướt,50Hz,1
Lực kéo phá huỷ Chiều dàI dòng
dò nhỏ nhất
Đơn vị tính Kv Kn mm
A20 25/12 20 100
A30 25/12 20 150
SI532 25/15 15 80
SI531 20/15 15 50

- Giới thiệu mặt hàng sứ điện hạ thế dân dụng:Đây là loại mặt hàng có kích
thước nhỏ cỡ vài cm, khối lượng trên dưới 100 gam như cầu chì, cầu dao …
Tuy nhiên loại mặt hàng này giờ không còn được sử dụng nhiều nên trong đồ
án này thiết kế sản xuất loại mặt hàng này cũng không nhiều, tỷ lệ so với mặt
hàng sứ thông tin hạ thế về khối lượng là 20/80.
II.Tính toán phối liệu xương
- Chọn nguyên liệu sản xuất:
Loại
nguyên
liệu
SiO
2
AL

2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O Na
2
O TiO
2
MKN Tổng
Đất sét
Trúc
Thôn
67,5 20,10 1,15 0,60 0,45 1,50 0,83 0 7,50 99,63
Cao
lanh
Yên
Bái
47,61 35,51 0,64 0,09 0,26 1,81 0,26 0,12 13,36 99,66
Fenspat
Vĩnh
Phú
67,6 17,20 1,06 0,67 0,96 8,50 3,25 0 0,76 100
Thạch
anh LC
98,67 0,39 0,21 0,11 0,13 0,12 0,13 0 0,15 99,91

- Sau khi tính toán ta có T-Q-F của các nguyên liệu như sau:
Tên nguyên liệu T Q F
Đất sét Trúc
Thôn
43,28 36,82 15,87
Cao lanh Yên
Bái
83,79 0,21 12,88
Fenspat Vĩnh
Phú
6,69 13,13 77,65
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
8
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
Thạch anh Lao
Cai
0,11 97,40 1,81
- Tính phối liệu:Ta có T
C
=T
N
/0,8=1280/0,8=1600 tra trên biểu đồ TQF ứng
với điểm 27.Theo biểu đồ chọn T=50, Q=20, F=30
+ Tính bài phối liệu khi biết thành phần khoáng :Để đảm bảo cường độ mộc
ta chọn trước hàm lượng đất sét là 20%.Khi đó T-Q-F đưa vào qua đất sét là:
T=43,28*0,25=10,82
Q=36,82*0,25=9,21
F=15,87*0,25=3,97
Lượng T-Q-F còn lại do Fenspat, Cao lanh, Thạch anh mang vào là:
T=50-10,82=39,18

Q=20-9,21=10,79
F=30-3,97=26,03
Ký hiệu % lượng Cao lanh, Fenspat, Thạch anh mang vào trong phối liệu
lần lượt là x,y,z.Khi đó ta có hệ sau :
83,79*x+6,69*y+0,11*z=39,18
0,21*x+13,13*y+97,4*z=10,79
12,88*x+77,65y+1,81z=26,03
Giải hệ trên ta được :
x= 0,4468=44,68%
y=0,2593=25,93%
z=0,0719=7,19%
Từ kết quả trên ta có (x+y+z)=77,8%,quy về (100-25=75%) ta được
x=43,07%, y=25,00%, z=6,93%.
- Kiểm tra lại T-Q-F của phối liệu:
Nguyên liệu T Q F
Đất sét (25%) 10,82 9,21 3,97
Cao lanh
(43,07%)
36,09 0,09 5,55
Fenspat (25%) 1,67 3,28 19,41
Thạch anh
(6,93%)
0,01 6,75 0,13
Tổng 48,59 19,33 29,06
Chọn trước 50,00 20,00 30,00
- Thành phần hoá học của phối liệu và xương như sau:
Nguyên liệu SiO
2
AL
2

O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O Na
2
O TiO
2
MKN
Đất sét(25%) 16,8
8
5,03 0,29 0,15 0,11 0,38 0,21 0 1,88
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
9
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
Cao
lanh(43,07%)
20,51 15,29 0,28 0,04 0,11 0,78 0,11 0,05 5,75
Fenspat(25%) 16,90 4,30 0,27 0,17 0,24 2,13 0,81 0 0,19
Thạch
anh(6,93%)
6,84 0,03 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0 0,01
Phối liệu 61,12 24,65 0,84 0,36 0,47 3,29 1,14 0,05 7,83
Xương sứ 66,31 26,74 0,91 0,39 0,51 3,57 1,24 0,05 0
III. Tính bài phối liệu men:
- Chọn bài men có thành phần hoá như sau:

SiO
2
AL
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O Na
2
O ZnO
67,00 11,50 0,70 5,50 4,50 5,53 2,00 2,50
- Chọn nguyên liệu sản xuất men:
Nguyên
liệu
SiO
2
AL
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO R

2
O(K
2
O+Na
2
O) ZnO TiO
2
MKN
Cao
lanh
Yên Bái
52,34 28,10 0,78 0,13 0,31 3,37(3,18+0,19) 0 0,47 14,50
Fenspat
La Phù
61,96 19,66 0,47 0,56 0,40 15,52(11,44+4,08) 0 0,42 1,01
Thạch
anh Lào
Cai
97 98 0,39 0,24 0,84 0,27 0,25(0,12+0,13) 0 0 0,03
Đôlômit
Thanh
Hoá
0,90 0 0,20 28,5
0
22,10 O,20 0 0 47,5
ZnO
KT
0 0 0 0 0 0 100 0 0
+ ZnO
KT

chứa 100% ZnO nên ta chọn 2,5% ZnO
KT
+ Để men dễ nghiền và chống lắng cho men ta chọn 10% Cao lanh Yên
Bái.Lượng các oxyt do Cao lanh mang vào là:
SiO
2
AL
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO MgO Na
2
O
5,234 2,81 0,078 0,013 0,031 0,318 0,019
+ Lượng các oxyt do các nguyên liệu còn lại mang vào là:
SiO
2
AL
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO MgO Na

2
O
61,766 8,69 0,622 5,487 4,469 5,212 1,981
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
10
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
+ Gọi x, y, z lần lượt là % lượng Fenspat, Thạch anh, Đôlômit có trong phối
liệu men.Từ đó ta có hệ phương trình:
15,52*x+0,25*y+0,2*z=7,193(cho R
2
O)
61,96*x+97,98*y+0,9*z=61,766(cho SiO
2)

0,56*x+0,84*y+28,5*z=5,487(cho CaO)
Giải hệ trên ta được:
x=0,45574=45,574%
y=0,34059=34,059%
z=0,17353=17,353%
Từ kết quả trên ta có (x+y+z)=96,986%.Quy về (100-10-2,5)=87,5% ta được
x=41,12%, y=30,73%, z=15,65%
- Thành phần hoá của phối liệu và men:
Nguyên liệu SiO
2
AL
2
O
3
Fe
2

O
3
CaO MgO R
2
O ZnO TiO
2
MKN
Cao lanh(10%) 5,23 2,81 0,08 0,01 0,03 0,34 0 0,05 1,45
Fenspat(41,12%) 21,52 8,08 0,19 0,23 0,16 6,38 0 0,17 0,42
Thạch
anh(30,73%)
30,11 0,12 0,07 0,26 0,08 0,0
8
0 0 0,01
Đôlômit(15,65%) 0,14 0 0,03 4,46 3,46 0,03 0 0 7,43
ZnO
KT
0 0 0 0 0 0 2,5 0 0
Phối liệu 61,01 11,02 0,38 4,97 3,74 6,84 2,5 0,22 9,32
Men 67,28 12,15 0,42 5,48 4,13 7,54 2,76 0,24 0
- Tính nhiệt độ nóng chảy của men:
Theo công thức thực nghiệm để xác định nhiệt độ nóng chảy của men:
K=
mibimbmb
niainana
*...2*21*1
*...2*21*1
+++
+++

Trong đó : a1,a2,..,ai là hằng số chảy đối với các ôxit dễ chảy theo bảng
: n1,n2,..,ni là hàm lượng các ôxit dễ chảy theo % trọng lượng.
: b1,b2,.,bi là hằng số nóng chảy của các ôxit khó chảy theo bảng
: m1,m2,.,mi là hàm lượng các ôxit khó chảy theo % trọng lượng.
Tra theo bảng [1-249] ta có kết quả sau:
K=(7,54*1+2,76*1+4,13*0,6+0,42*0,8+5,48*0,8)/12,15*
1,2+67,28*1)
K= 0,22. Do đó nhiệt độ chảy của men =1280
o
C phù hợp với nhiệt độ kết
khối của xương.
IV. Tính cân bằng vật chất cho xương: ở đây ta chọn lượng sản phẩm tạo
hình dao dây chiếm 20% về khối lượng.
Khâu sản
xuất
Tỷ lệ
phế
Trọng lượng nguyên
liệu khô tuyệt đối(T)
Độ
ẩm
Trọng lượng làm
việc ứng với W làm
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
11
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
phẩm
hoặc
hao
hụt(%)

làm
việc
W
(%)
việc
Nung 5+7(M
KN=7)
960*100/(100-5-7)
= 1090,909
1 1090,909*100/99
= 1101,928
Tráng men 0,1 1090,909*100/99,9
= 1092,001
1 1092,001*100/99
= 1103,031
Sấy tuynel 3 1092,001*100/97
= 1125,774
1 1125,774*100/99
= 1137,145
Sấy tự nhiên 1 1125,774*100/99
= 1137,145
15 1137,145*100/85
= 1337,818
Tạo hình dao
dây
3
40
80*(1137,145*100/97
)*100/(100*60)
= 1563,086

21 1563,086*100/79
= 1978,590
Tạo hình ép
dập dẻo
3 1137,145*100*20/
(100*97) = 234,463
21 234,463*100/79
= 296,789
Tổng tạo
hình
1797,549 21 2275,397
Luyện chân
không
0,5 1797,549*100/99,5
= 1806,582
21 1806,582*100/79
= 2286,813
ủ 0,2 1806,582*100/99,8
= 1810,202
21 1810,202*100/79
= 2291,395
Luyện
thường
0,5 1810,202*100/99,5
= 1819,298
21 1819,298*100/79
= 2302,909
Nghiền 0,2 1819,298*100/99,8
= 1822,944
- Lượng hồi lưu ở các khâu:

Khâu sản xuất Tỷ lệ phế phẩm
hoặc hao hụt(%)
Trọng lượng
nguyên liệu khô
tuyệt đối(T)
Tỷ lệ hồi lưu(%)
Sấy tuynel 3 1125,774 95
Sấy tự nhiên 1 1137,145 95
Tạo hình 1797,549 95
+ Lượng hồi lưu khi sấy tuynel vào khâu nghiền liệu (w=0%) là:
(1125,774-1092,001)*0,95=32,084 (T)
+ Lượng hồi lưu khi sấy tự nhiên vào khâu nghiền liệu (w=0%) là:
(1137,145-1125,774)*0,95=10,802 (T)
+ Lượng hồi lưu khi tạo hình vào khâu nghiền liệu (w=0%) là:
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
12
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
(1797,549-1137,1450*0,95=627,384 (T)
- Lượng phối liệu đem nghiền (w=0%) không kể lượng hồi lưu là:
1822,944-32,084-10,802-627,384=1152,674
- Lượng từng loại nguyên liệu ở dạng khô tuyệt đối (w=0%) trong 1 năm là:
+Đất sét Trúc Thôn:1152,674*0,25=288,169 (T)
+Cao lanh Yên Bái :1152,674*0,4307=496,457 (T)
+Fenspat Vĩnh Phú:1152,674*0,25=288,169 (T)
+Thạch anh Lào Cai:1152,674*0,0693=79,880 9T0
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
13
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
- Lượng từng loại nguyên liệu nhập về kho trong 1 năm là:
Tên nguyên liệu Độ ẩm làm việc (%) Khối lượng làm việc (T)

Đất sét Trúc Thôn 8 288,169*100/(100-8)=313,227
Cao lanh Yên Bái 5 496,457*100/(100-5)=522,586
Fenspat Vĩnh Phú 6 288,169*100/(100-6)=306,563
Thạch anh Lào Cai 4 79,880*100/(100-4)=83,208
V. Tính cân bằng vật chất cho men:
Khâu sản
xuất
Tỷ lệ
phế
phẩm
hoặc hao
hụt(%)
Trọng lượng nguyên
liệu khô tuyệt đối(T)
Độ
ẩm
làm
việc
W
(%)
Trọng lượng làm
việc ứng với W
làm việc
Nung 5+7(MK
N=7)
40*100/(100-5-7)
= 45,455
1 45,455*100/99
= 45,914
Tráng men 0,1+0,3 (45,455*100/99,9)*1

00/99,7 = 45,637
34 45,637*100/66
= 69,147
Nghiền men 0,2 45,637*100/99,8
= 45,728
34 45,728*100/66
= 69,285
- Lượng men hồi lưu:
Khâu sản xuất Trọng lượng nguyên
liệu khô tuyệt đối(T)
Tỷ lệ hồi lưu (%)
Tráng men 45,637 95

+ Lượng hồi liệu vào khâu nghiền (w=0%) là:
(45,637-45,455)*0,95=0,173 (T)
- Lượng nguyên liệu đem nghiền (w=0%) không kể lượng hồi lưu là:
45,728-0,173=45,555 (T)
- Lượng nguyên liệu ở dạng khô tuyệt đối trong 1 năm là:
Tên nguyên liệu Khối lượng ứng với w=0% (T)
Cao lanh Yên Bái 45,555*0,1=4,556
Fenspat La Phù 45,555*0,4112=18,732
Thạch anh Lào Cai 45,555*0,3073=13,999
Đôlômit Thanh Hoá 45,555*0,1565=7,129
ZnO
KT
45,555*0,025=1,139
- Lượng từng loại nguyên liệu nhập về kho trong 1 năm là:
Tên nguyên liệu W (%) Khối lượng làm việc (T)
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
14

§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
Cao lanh Yên Bái 5 4,556*100/(100-5)=4,796
Fenspat La Phù 6 18,732*100/(100-6)=19,928
Thạch anh Lào Cai 4 13,999*100/(100-4)=14,582
Đôlômit Thanh Hoá 3 7,129*100/(100-3)=7,349
ZnO
KT
2 1,139*100/(100-2)=1,162
VI. Tính toán quá trính sấy tuynel.
1. Chọn nhiên liệu và tính các thông số của khói lò.
- Chọn nhiên liệu:chọn nhiên liệu là dầu DO có thành phần làm việc như sau:
C H S O W A
82,5 14,4 0,5 0,5 2,0 0,1
- Nhiệt trị thấp của nhiên liệu:
Q
l
t
=339*C+1030*H-1089*(O-S)-25*W (Kj/Kg.nl)
= 339*82,5+1030*14,4-1089*(0,5-0,5)-25*2,0
=42749,5 (Kj/Kg.nl)=10210,055 (Kcal/Kg.nl)
- Lượng không khí cần cho quá trình cháy:
+ Lượng không khí khô lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy:
L
0
=11,6*C+34,8*H+4,3*(S-O) (Kgkkk/Kg.nl)
=11,6*0,825+34,8*0,144+4,3*(0,5-0,5)
=14,581 (Kgkkk/Kg.nl)
L
0
=0,0889*C+0,265*H-0,333*(O-S) (m

3
kkk/Kg.nl)
=0,0889*82,5+0,265*14,4-0,333*(0,5-0,5)
=11,150 (m
3
kkk/Kg.nl)
+ Lượng không khí khô thực tế cần cho quá trình cháy:
L =L
0
* với là hệ số dư không khí, chọn =1,1
L =14,581*1,1=16,039 (Kgkkk/Kg.nl)
L =11,150*1,1=12,265 (m
3
kkk/Kg.nl)
+ Lượng không khí ẩm thực tế mang vào:
L
’
=(1+0,0016*d)*L , chọn d =18 (gẩm/Kgkkk )
L
’
=(1+0,0016*18)*16,039
=16,501 (Kgkkẩm/Kg.nl)
- Lượng sản phẩm cháy:
+V
CO2
=V
SO2
=0,01866*C (m
3
/kg.nl)

=0,01866*82,5=1,539 (m
3
/kg.nl)
+V
H2O
=0,112*H+0,0124*(W+100*H
2
O
KK
)+0,0016*d*L
ALPHA
(m
3
/kg.nl)
Với H
2
O
KK
=L
’
ALPHA
-L
ALPHA
=16,501-16,039=0,462 (kgẩm/kg.nl)
V
H20
=0,112*14,4+0,0124*(2,0+100*0,462)+0,0016*18*16,039
=2,672 (m
3
/kg.nl)

+V
N2
=0,79*L
ALPHA
+0,008*N (m
3
/kg.nl)
=0,79*12,265+0,008*0=9,689 (m
3
/kg.nl)
+V
O2
=0,21*(ALPHA-1)*L
0
=0,21*(L
ALPHA
-L
0
) (m
3
/kg.nl)
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
15
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
=0,21*(12,265-11,150)
=0,234 (m
3
/kg.nl)
+V
ALPHA

= V
CO2
+ V
SO2
+ V
H2O
+ V
N2
+ V
O2
(m
3
/kg.nl)
= 1,539 +1,539 +2,672 +9,689 +0,234
=15,673 (m
3
/kg.nl)
- Xác định các thông số của không khí ngoài trời:
Gọi các thông số của không khí ngoàI trời là A(t
0
,f
0
,d
0
,I
0
).Chọn t
0
=25
0

C,
f
0
=85%.Tra trong sổ tay hoá công ta có phân áp suất bão hoà tại 25
0
C là
P
B
=0,318 bar.Khi đó:
+d
0
=0,622*f
0
*P
B
/(P-f
0
*P
B
) (kgẩm/kgkk)
với P là áp suất tổng, lấy P=745 mmHg
d
0
=0,622*0,85*0,318/[(745/750)-0,85*0,318]
=0,017 (kgẩm/kgkk)
+I
0
=1,004*t
0
+d

0
*(2500+1,842*t
0
) (kj/kgkk)
=1,004*25+0,017*(2500+1,842*25)
=68,383 (kj/kgkk)
- Xác định các thông số của khói lò sau buồng đốt:
+Khối lượng H
2
O chứa trong khói lò sau buồng đốt là:
G
a
=(9*H+W)+ALPHA
bđ
*L
0
*d
0
(kgẩm/kg.nl)
=(9*0,144+0,02)+1,1*14,581*0,017
=1,589 (kgẩm/kg.nl)
- Lượng khói khô sau buồng đốt:
L
K
=(ALPHA
bđ
*L
0
+1)- (A+(9*H+W)) (kgkhóikhô/kg.nl)
=(1,1*14,581+1)-(0,1+(9*0,144+0,02))

=15,623 (kgkhóikhô/kg.nl)
- Lượng chứa ẩm của khói sau buồng đốt:
d=G
a
/L
K
(kgẩm/kgkhóikhô)
=1,589/15,623=0,102 (kgẩm/kgkhóikhô)
- Entanpy của khói lò sau buồng đốt:
I=(Q
l
t
*h
bđ
+C
nl
*t
nl
+ALPHA
bđ
*L
0
*I
0
)/L
K
(kj/kgkk)
Với: h
bđ
là hiệu suất buồng đốt, chọn h

bđ
=0,8
C
nl
là nhiệt dung riêng của nhiên liệu, C
nl
=1,8 (kj/kg.nl)
t
nl
là nhiệt độ của nhiên liệu, t
nl
=t
0
=25 (
0
C)
Khi đó:I=(42749,5*0,8+1,8*25+1,1*14,581*68,383)/15,623
=2262,139 (kj/kgkk)
- Nhiệt độ của khói sau buồng đốt:
t=(I-2500*d)/(1,004+1,842*d) (
0
C)
=(2262,139-2500*0,102)/(1,004+1,842*0,102)
=1684 (
0
C)
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
16
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
2. Tính toán quá trình sấy lý thuyết:

I B
0



B

C
A
D
- Ta có A(t
0
,f
0
,d
0
,I
0
) = A(25;85;0;017;68,383)
B
0
(t,f,d,I) = B
0
(1684;f;0,102;2262,139)
- Ta chọn nhiệt độ vào sấy là t
1
=90
0
C, nhiệt độ ra khỏi hầm sấy là t
2

=38
0
C.
- Xác định trạng thái điểm B(t
1
,d
1
,f
1
,I
1
):
Gọi n là hệ số trộn của không khí ngoàI trời với khói lò sau buồng đốt để
vào hầm sấy.Theo quy tắc đòn bẩy ta có:
I
1
= (n*68,383+2262,139)/(n+1) (1)
d
1
=(n*0,017+0,102)/(n+1) (2)
t
1
=(I
1
-2500*d
1
)/(1,004+1,842*d
1
) =90 (3)
Thay (1) và (2) vào (3) ta được n =28,244.Thay n =28,244 vào (1) và(2) ta

được I
1
=143,399, d
1
=0,020.Ta có phân áp suất bão hoà tại 90
0
C là P
B
=0,694
bar.Theo công thức ta có:
f
1
= d
1
*P/[P
B
*(d
1
+0,622)]
= 0,020*(745/750)/[0,694*(0,020+0,622)]
= 0,0446 = 4,46 (%)
-Xác định trạng thái điểm C(t
2
,f
2
,d
2
,I
2
):

t
2
=38 (
0
C)
I
2
=I
1
=143,399 (kj/kgk)
P
B
tại 38 (
0
C) bằng 0,0662 bar
d
2
= (I
2
-1,004*t
2
)/(2500+1,842*t
2
)
= (143,399-1,004*38)/(2500+1,842*38)
= 0,041 (kgảmm/kgkk)
f
2
= d
2

*P/[P
B
*(d
2
+0,622)]
= 0,041*(745/750)/[0,0662*(0,041+0,622)]
= 0,92791 = 92,791 (%)
- Lò sấy làm việc 300 ngày trong 1 năm suy ra thời gian làm việc trong 1 năm
là 300*24=7200 giờ.Từ bảng cân bằng vật chất ta có năng suất sấy/giờ là:
G
1
=1337818/7200=185,808 (kg/giờ)
G
1
=1137145/7200=157,937 (kg/giờ)
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
17
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
- Lượng ẩm bốc hơI trong 1 giờ là:
W=G
1
-G
2
=185,808-157,937=27,871 (kgẩm/giờ)
- Lượng khói lưu chuyển trong hầm sấy là:
L=W/(d
2
-d
1
)=27,871/(0,041-0,020)=1327,190 (kgk/h)

- lượng khói trong quá trình sấy lý thuyết để bốc hơI 1 kg ẩm là:
l=1/(d
2
-d
1
)=L/W=1327,190/27,871=47,619 (kgk/kgẩm)
- Lượng nhiệt lý thuyết để bốc hơi 1 kg ẩm là:
q=l*(I
1
-I
0
)=47,619*(143,399-68,383)
=3572,187 (kj/kgẩm)
- Tác nhân sấy vào hầm sấy có t
1
=90 (
0
C), f
1
=4,46 (%), P
B
=0,694
bar=6,942*10
4
N/m
2
, P=745 mmHg =9,935*10
4
N/m
2

,coi khói lò cũng như
không khí thì:
+ Thể tích riêng v
1
=288*T
1
/(P-f
1
*P
B
)
=288*(273+90)/(9,935-0,0446*6,942)*10
4
=1,086 (m
3
/kgk)
+ Lưu lượng tác nhân sấy V
B
=L*v
1
=1327,190*1,086=1441,328 (m
3
k/h)
-Tác nhân sấy ra khỏi hầm có t
2
=38 (
0
C), f
2
=92,791 (%),

P
B
=0,0663bar=0,662*10
4
N/m
2
, P=745 mmHg=9,935*10
4
N/m
2
, khi đó:
+ Thể tích riêng v
2
=288*(273+38)/(9,935-0,92791*0,662)*10
4
=0,961 (m
3
/kgk)
+ Lưu lượng tác nhân sấy V
C
=L*v
2
=1327,190*0,961=1275,430 (m
3
k/h)
- Lưu lượng tác nhân sấy trung bình:
V=0,5*(V
B
+V
C

)
=0,5*(1441,328+1275,430)
=1358,379 (m
3
k/h)
3. Tính toán hầm sấy và xe goòng.
a. Xác định kích, thước kết cấu hầm sấy.
-Thể tích hầm sấy V=G
N
*Z/Z
N
*G (m
3
)
trong đó : +G
N
là năng suất năm kể cả phế phẩmtừ lúc vào lò đến lúc ra
lò, G
N
=G
1
=1337,818 (T/n)
+Z là thời gian toàn bộ chu kỳ sấy kể cả thời gian xếp dỡ,
Z=24+0,5=24,5 (h)
+Z
N
là thời gian làm việc trong 1 năm, Z
N
=7200 (h)
+G là mật độ xếp sản phẩm, G=0,12 (T/m

3
)
Khi đó:V=1337,818*24,5/7200*0,12=37,936 (m
3
)
- Chọn chiều cao hầm là 1,3 (m), rộng 1,44 (m), dài 21 (m).Hai đầu hầm sấy
chừa ra 2 khoảng, mỗi khoảng dài 500 (mm) để bố trí cửa hút và thổi khí …
Khi đó kích thước thực tế của hầm sấy là:
+L
H
=21000+2*500=22000 (mm) =22 (m)
+B
H
=1440 (mm) =1,44 (m)
+H
H
=1300 (mm) =1,3 (m)
- Kết cấu tường,vòm, cửa hầm:
+ Tường:Xây bằng 2 lớp gạch chịu lửa dày 220 (mm), lớp vữa dày 5 (mm)
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
18
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
+ Vòm:Lớp bê tông dày 70 (mm), lớp vữa dày 5 (mm), lớp gạch cách nhiệt
dày60 (mm)
+ Cửa lò:Làm bằng thép CT
3
dày 5 (mm)
- Kích thước phủ bì của hầm:
+ L=22000+2*5=22010 (mm)
+ H=1300+70+5+60=1435 (mm)

+ B=1440+2*(220+5)=1890 (mm)
Khi đó:
+ L
TB
=(22000+22010)/2=22005 (mm)
+ H
TB
=(1300+1435)/2=1367,5 (mm)
+ B
TB
=(1440+1890)/2=1665 (mm)
b. Xác định kích thước xe goòng:
- Chọn xe goòng có chiều rộng 1400 (mm), dài 1750 (mm), chiều cao xếp sản
phẩm là 1270 (mm).Xe goòng được làm bằng thép CT
3
, tổng trọng lượng xe
goòng khoảng 150 (kg).Trên nền goòng hàn các thanh thép CT
3
để tạo khung
xếp sản phẩm.Bố trí 7 tầng xếp sản phẩm.Theo chiều dài goòng xếp 12 sản
phẩm, theo chiều rộng goòng xếp 10 sản phẩm.Sản phẩm được xếp trên các
giá làm bằng gỗ thông dày 5 (mm).Khối lượng gỗ trên 1 xe khoảng 30
(kg).Số xe gồng cho 1 mẻ sấy là N=21000/1750=12 xe.
4. Tính toán nhiệt hầm sấy.
a. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi.
- Chọn nhiệt độ vật liệu sấy vào và ra khỏi hầm là t
v1
=25
0
C, t

v2
=70
0
C.
- Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy C
v
lấy bằng 0,22 (kj/kg.độ).
- Nhiệt do vật liệu sấy mang đi:
Q
v
=G
2
*C
V
*(t
v2
-t
v1
) (kj/h)
=157,937*0,22*(70-25)=1563,576 (kj/h)
- Nhiệt do vật liệu sấy mang đi tính cho 1 kg ẩm:
q
v
=Q
V
/W=1563,576/27,871=56,100 (kj/kgẩm)
b. Tổn thất nhiệt do xe goòng mang đi:
- Xe goòng làm bằng thép CT
3
nên chọn t

x1
=25
0
C, t
x2
=80
0
C.
- Nhiệt dung riêng của xe C
x
=0,5 (kj/kg.độ).
- Khối lượng của 1 xe là G
x
=150 (kg)
- Nhiệt do xe goòng mang đi:
Q
x
=N*G
x
*C
x
*(t
x2
-t
x1
)/T (kj/h)
Trong đó:+N là số xe goòng, N =12 (xe)
+T là thời gian 1 mẻ sấy, T=24 (h)
Khi đó: Q
x

=12*150*0,5*(80-25)/24
=2062,5 (kj/h)
- q
x
=Q
x
/W=2062,5/27,871=74,002 (kj/kgẩm)
c. Nhiệt tổn thất do giá sấy mang đi:
- Chọn t
g1
=25
0
C, t
g2
=70
0
C.
- C
g
=2,72 (kj/kg.độ).
- Khối lượng giá sấy 1 xe G
G
=30 (kg).
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
19
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
- Nhiệt tổn thất do giá sấy mang đi:
Q
g
=N*G

g
*C
g
*(t
g2
-t
g1
)/T (kj/h)
=12*30*2,72*(70-25)/24
=1836 (kj/h)
- q
g
=Q
g
/W=1836/27,871=65,875 (kj/kgẩm)
d. Tổn thất ra môi trường:
*. Tổn thất qua tường.
- Tường xây gồm 2 lớp gạch chịu lửa dày 220 (mm), 1 lớp vữa dày 5 (mm).



1
δ

2
δ

1
δ

t
f1
q
1



t
w1


t
w2
q
3
t
f2



1
λ

2
λ

1
λ
- Nhiệt trở của tường:R
t

=
1
δ
/
1
λ
+
2
δ
/
2
λ
+
1
δ
/
1
λ
(m
2
độ/w)
= 0,11/0,77+0,005/0,7+0,11/0,77
= 0,293 (m
2
độ/w)
- Biểu thức tính nhiệt:
q=K*F*(t
f1
-t
f2

) với K=1/(1/
1
α
+R
t
+1/
2
α
)
- Xem khí ngoàI tường và trong hầm đều là chảy rối, khi đó:
q
1
=1,715*(t
f1
-t
f2
)
1,333
+ Ta có t
f1
=t
mt
+deltat
tb
=25+[(90-25)-(38-25)]/2,3*lg[(90-25)/(38-25)]
=57,346 (
0
C ).
+ Khi đó q
1

=1,715*(57,346-t
w1
)
1,333
giả thiết t
w1
=46,85 (
0
C ) suy ra:
.q
1
=39,381
.
1
α
=1,715*(t
f1
-t
w1
)
0,333

=1,715*(57,346-46,85)
0,333
=3,752
+ Ta có q
1
=q
2
=(t

w1
-t
w2
)/R
t
suy ra t
w2
=t
w1
-q
1
*R
t

=46,85-39,381*0,293=35,311 (
0
C)
+ t
f2
=t
mt
=25

(
0
C).Khi đó q
3
=1,715*(t
w2
-t

f2
)
1,333
=1,715*(35,311-25)
1,333
=38,459 (
0
C).
Theo kinh nghiệm thì khi nhiệt độ của vách và khí chênh nhau lớn hơn 5 (
0
C)
thì chế độ chảy của khí là chảy rối nên công thức đã áp dụng là đúng.Ta lại
có:
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
20
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
(q
1
-q
3
)*100/q
1
=(39,381-38,459)*100/39,381=2,341 (%) nhỏ hơn 5
(%) nên giả thiết t
w1
là hợp lý.
+ Ta có
2
α
=1,715*(t

w2
-t
f2
)
0,333
=1,715*(35,311-25)
0,333
=3,730
+ Lấy q
tb
=(q
1
+q
3
)/2=(39,381+38,459)/2=38,920
- Vậy tổn thất nhiệt qua tường bên là:
Q
t
=F
t
*q
tb
*3,6 (kj/h)
=2*(22,005*1,3675)*38,920*3,6 =8432,455 (kj/h)
- q
t
=Q
t
/W=8432,455/27,871=302,553 (kj/kgẩm)
* Tổn thất qua trần: Trần 3 lớp, lớp bê tông dày 70 (mm) có λ

1
=(w/m.k), lớp
vữa dày 5 (mm) có λ
2
=0,7 (w/m.k), lớp gạch cách nhiệt dày 60 (mm) có
λ
3
=0,77 (w/m.k).Khi đó:
- R
tr
=Σ(δ
i
/λ
I
)=0,07/0,922+0,005/0,7+0,06/0,77=0,161
- α
1tr
=0,7*α
1t
=0,7*3,752=2,626
- α
2tr
=1,3*α
2t
=1,3*3,730=4,849
- K
tr
=1/(1/α
1tr
+R

tr
+1/α
2tr
)=1/(1/2,626+0,161+1/4,849)=1,337
- Q
tr
=3,6*K
tr
*F
tr
*(t
f1
-t
f2
) (kj/h)
=3,6*1,337*(22,005*1,665)*(57,346-25) =5704,139 (kj/h)
- q
tr
=Q
tr
/W=5704,139/27,871=204,662 (kj/kgẩm)
* Tổn thất qua cửa: Cửa làm bằng thép CT
3
dày 5 (mm), λ=55(w/mk).Ta có:
K
c
=1/[(1/α
1t
)+(δ/λ)+(1/α
2t

)]
=1/[(1/3,752)+(0,005/55)+(1/3,73)]=1,870
- Cửa vào có độ chênh nhiệt độ là (t
1
-t
mt
), cửa ra có độ chênh nhiệt độ là (t
2
-
t
mt
).Do đó:
Q
c
=3,6*F
c
*K
c
*[(t
1
-t
mt
)+(t
2
-t
mt
)] (kj/h)
=3,6*(1,3675*1,665)*1,870*[(90-25)+(38-25)]
=1195,585 (kj/h)
- q

c
=Q
C
/W=1195,585/27,871=42,897 (kj/kgẩm)
* Tổn thất qua nền: t
0
tb
của tác nhân sấy là 57,346 (
0
C), giả sử tường hầm sấy
cách tường bao che là 2 (m), tra bảng (IV.7.1) cuốn Tính toán và thiết kế hệ
thống sấy ta có q=37,600
- Q
n
=q*F
n
=37,600*22,005*1,665
=1377,601 (kj/h)
- q
n
=Q
n
/W=1377,601/27,871=49,428 (kj/kgẩm)
* Tổn thất ra môi trường :
- Q
mt
= Q
t
+Q
tr

+Q
c
+Q
n
(kj/h)
=8432,455+5704,139+1195,585+1377,601=16709,78 (kj/h)
- q
mt
= Q
mt
/W=16709,78/27,871=599,540 (kj/kgẩm)
e. Lượng nhiệt phải bổ sung thực tế:
∆= C
a
*t
v1
-q
v
-q
x
-q
g
-q
mt
(kj/kgẩm)
= 4,185*25-56,100-74,002-65,875-599,540=-690,892 (kj/kgẩm)
5. Tính toán quá trình sấy thực.
a. tính các thông số của tác nhân sấy khi ra khỏi hầm:
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
21

§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
- d
2
=d
1
+C
dx
(d
1
)*(t
1
-t
2
)/(i
2
-∆) (kgẩm/kgkk)
với C
dx
(d
1
)=1,004+1,842*d
1
=1,004+1,842*0,02=1,041 (kj/kg.độ):là nhiệt dung riêng dẫn
xuất.
i
2
=2500+1,842*t
2
=2500+1,842*38=2569,996 (kj/kgẩm)
Khi đó:

d
2
= 0,02+1,041*(90-38)/[2569,996-(-690,892)]
= 0,0366 (kgẩm/kgkk)
- I
2
=1,004*t
2
+d
2
*(2500+1,842*t
2
)
=1,004*38+0,0366*(2500+1,842*38) =132,214 (kj/kgk)
- ϕ
2
=p*d
2
/[P
b
*(0,622+d
2
)]=(745/750)*0,0366/[0,0662*(0,622+0,0366)]
=83,4 (%)
b.
- Lượng khói trong quá trình sấy thực để bốc hơI 1 kg ẩm là:
l=1/(d
2
-d
1

)=1/(0,0366-0,02)=60,241 (kgk/kgẩm)
- Lượng khói khô trong 1 giờ là:
L=l*W=60,241*27,871=1678,977 (kgkk/h)
- Lượng nhiệt thực tế để bốc hơI 1 kg ẩm:
q=l*(I
1
-I
0
) (kj/kgẩm)
=60,241*(143,399-68,383)= 4519,039 (kj/kgẩm)
- Thể tích riêng tác nhân sấy ra khỏi hầm:
v
2
= 288*T
2
/(P-ϕ
2
*P
b
) (m
3
/kg)
= 288*(273+38)/(9,935*10
4
-0,834*0,662*10
4
)
= 0,995 (m
3
/kg)

- V
C
=v
2
*L=0,995*1678,977=1603,423 (m
3
/h)
- V
B
=v
1
*L=1,086*1678,977=1823,369 (m
3
/h)
- V
TB
=0,5*(V
C
+V
B
)= 0,5*(1603,423+1823,369)
=1713,396 (m
3
/h).
6. Tính lượng nhiên liệu tiêu tốn:
- Ta có L
A
+L
B0
=L mà L

A
=28,244*L
B0
⇒L
B0
=L/29,244=1678,977/29,244=57,413 (kgkk/h)
- Lượng nhiên liệu tiêu tốn :
m=L
B0
/L
K
=57,413/15,623=3,675 (kg.nl/h)
- Lượng nhiên liệu tiêu tốn cho 1 kg sản phẩm là:
m
’
=m/G
2
=3,675/157,937=0,02327 (kg.nl/kgsp)
- Lượng nhiệt tiêu tốn cho 1 kg sản phẩm là:
q=Q
l
t
*m
’
=10210,055*0,02327
=237,588 (kcal/kgsp).
VII. Tính toán lò nung.
1. Xác định kích thước, kết cấu lò nung.
a. Xác định thể tích lò nung.
- Theo công thức: V=G

N
*Z/Z
N
*G (m
3
)
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
22
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
trong đó : +G
N
là năng suất năm kể cả phế phẩmtừ lúc vào lò đến lúc dỡ
sản phẩm (T/m
3
), G
N
=G
X
+G
M
=1101,928+45,914=1147,842 (T/m
3
)
+Z là thời gian toàn bộ chu kỳ nung kể cả thời gian xếp dỡ,
Z=31+1=32 (h)
+ Z
N
là thời gian làm việc trong 1 năm, Z
N
=7995 (h)

+ G là mật độ xếp sản phẩm, G=0,25 (T/m
3
)
⇒V=1147,842*32/7995*0,25=18,377 (m
3
)
⇒ chọn kích thước lò như sau: + Cao (H) =1,27 (m)
+Rộng (B) =2,04 (m)
+DàI (L) =7,24 (m)
⇒ thể tích thực tế của lò là :V=1,27*2,04*7,24=18,76 (m
3
)
b. Kích thước xe goòng:Chọn 4 xe goòng cho 1 mẻ nung.
- Khung xếp sản phẩm của 2 goòng liên tiếp cách nhau 0,3 (m), khung xếp
sản phẩm của 2 goòng đầu và cuối cũng cách tường và cửa 0,3 (m).Khung
xếp sản phẩm cách tường lò 0,1 (m). ⇒ kích thước khung xếp sản phẩm:
+ Chiều dài khung:L
K
=(7,24-5*0,3)/4=1,435 (m)
+ Chiều rộng khung:B
K
=2,04-2*0,1=1,84 (m)
- Thành nền goòng cách tường 0,02 (m) ⇒ chiều rộng của nền goòng là
B
G
=2,04-2*0,02=2 (m)
- Nền goòng của goòng đầu và cuối cũng cách tường và cửa là 0,02 (m)
⇒chiều dàI nền goòng là:L
G
=(7,24-2*0,02)/4=1,8 (m).

- Chiều cao của nền goòng là 455 (m), trong đó có 390 (mm) làm bằng gạch
sa môt đặc, 60 (mm) là bông cách nhiệt, thép chịu nhiệt bọc ngoàI dày 5
(mm).
- Trên 1 goòng có 8 tầng sản phẩm, tầng 1 cách nền goòng 15 (mm), 2 tầng
liên tiếp cách nhau 50 (mm), tầng trên cùng cách vòm lò 60 (mm).Trên mỗi
goòng có 8 trụ đỡ chính dọc theo 2 bên chiều dàI goòng và có tiết diện 60
(mm)*60 (mm), bên trong rỗng có tiết diện 20 (mm)*20 (mm), trụ cao 1440
(mm) trong đó có 200 (mm) chôn sâu dưới nền goòng, trụ có các lỗ để lồng
các thanh đỡ dọc, các thanh đỡ ngang để tạo khung xếp sản phẩm.Trên 1
goòng có 16 thanh đỡ dọc tiết diện 30 (mm)*30 (mm), trong rỗng với tiết
diện 15 (mm)*15 (mm), mỗi thanh dàI 1435 (mm).Trên mỗi khung xếp sản
phẩm có 4*8=32 thanh đỡ ngang tiết diện 20 (mm)*20 (mm), trong rỗng với
tiết diện 10 (mm)*10 (mm), thanh dàI 1840 (mm).
- Mỗi tầng có 9 tấm kê (1 tầng có 3 hàng tấm kê theo chiều ngang của
khung ) có kích thước dàI*rộng*cao=475 (mm)*550 (mm)*20 (mm), do đó
trên 1 goòng có 72 tấm kê.
- Tất cả các tấm kê, trụ đỡ, thanh dọc, thanh ngang đều làm bằng vật liệu Sic.
- Trên 1 goòng có:
+ Tổng thể tích trụ đỡ là:V
TĐ
=8*1440*(60
2
-20
2
)*10
-9
= 0,036864 (m
3
)
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi

23
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
+ Tổng thể tích các thanh dọc là:V
TD
=16*1435*(30
2
-15
2
)*10
-9
=0,015498 (m
3
)
+ Tổng thể tích các thanh ngang là:V
TN
=32*1840*(20
2
-10
2
)*10
-9
=0,017664 (m
3
)
+ Tổng thể tích tấm kê là:V
TK
=72*475*550*20*10
-9
= 0,3762(m
3

)
⇒ΣV
SIC
của 1 goòng =0,036864+0,015498+0,017664+0,3762=0,446226 (m
3
)
⇒ΣV
SIC
của 4 goòng =4*0,446226=1,784904 (m
3
)
+ Ta có ρ
SIC
=2100 (kg/m
3
)⇒khối lượng Sic của 4 xe goòng là:
M
SIC
=2100*1,784904=3748,3 (kg)
c. Kết cấu tường, vòm, cửa lò:
* Kết cấu tường, vòm lò:
- Lớp trong:Gạch cao nhôm nhẹ dày 220 (mm).
- Lớp giữa:Bông cách nhiệt dày 150 (mm).
- Lớp ngoàI:Thép chịu nhiệt dày 5 (mm).
* Kết cấu cửa lò:
- Lớp trong:Bông cách nhiệt dày 370 (mm).
- Lớp ngoàI:Thép chịu nhiệt dày 5 (mm).
* Kích thước phủ bì của lò:
- L
PB

=7,240+2*0,375=7,990 (m) ⇒L
TB
= 0,5*(7,990+7,240)=7,615 (m).
- B
PB
=2,040+2*0,375=2,790 (m) ⇒B
TB
= 0,5*(2,040+2,790)=2,415 (m).
- H
PB
=1,270+0,375 =1,645 (m) ⇒H
TB
= 0,5*(1,270+1,645)=1,4575 (m).
* Khối lượng các vật liệu cần thiết để xây lò:
- Ta có ρ
cao nhôm
=1100 (kg/m
3
), ρ
bông
=170 (kg/m
3
), ρ
samôt
=1900 (kg/m
3
).Khi đó:
+ Tường lò:
. M
cao nhôm

=2*1100*0,22*7,615*1,4575
=5372 (kg).
. M
bông
=2*170*0,15*7,615*1,4575+170*0,15*1,4575*2,415
=656 (kg).
+ Vòm lò:
. M
cao nhôm
=1100*0,22*7,615*2,415
=4450 (kg).
. M
bông
=170*0,15*7,615*2,415
=469 (kg).
+ Cửa lò:
. M
bông
=170*0,37*2,415*1,4575
=221 (kg).
+ Nền goòng:
. M
samôt
=0,39*1900*2*1,8*4
=10672 (kg).
. M
bông
=170*0,06*1,8*2*4
=148 (kg).
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi

24
§ATN Thiết kế nhà máy sứ điện hạ thế năng suất 1000 tấn /năm
2. Tính toán quá trình cháy nhiên liệu:
a. Tính nhiệt cháy của nhiên liệu:
- Chọn nhiên liệu là dầu DO có thành phần làm việc như sau:
C H S O W A
82,5 14,4 0,5 0,5 2,0 0,1
- Nhiệt trị thấp của nhiên liệu:Q
l
t
=339*C+1030*H-1089*(O-S)-25*W
(kj/kg.nl)
⇒Q
l
t
=339*82,5+1030*14,4-1089*(0,5-0,5)-25*2
=42749,5 (kj/kg.nl)=10210,055 (kcal/kg.nl).
b. Lượng không khí cần thiết cho quá trình cháy:
- Lượng không khí khô lý thuyết cần cho quá trình cháy:
L
0
=11,6*C+34,8*H+4,3*(S-O) (kgkkk/kg.nl)
=11,6*0,825+34,8*0,144+4,3*(0,005-0,005)
=14,581 (kgkkk/kg.nl)
- Lượng không khí khô thực tế cần cho quá trình cháy:
L
α
=L
0
*α (kgkkk/kg.nl) với α là hệ số dư ứng với từng giai đoạn.

+ Giai đoạn 25
0
C÷1050
0
C :chọn α =1,2
⇒ L
α
=14,581*1,2=17,497 (kgkkk/kg.nl)
+ Giai đoạn 1050
0
C÷1280
0
C:chọn α =1,01
⇒ L
α
=14,581*1,01=14,581 (kgkkk/kg.nl)
+ Giai đoạn lưu ở1280
0
C:chọn α =1,05
⇒ L
α
=14,581*1,05=15,310 (kgkkk/kg.nl)
- Lượng không khí ẩm thực tế:
L
α
’
=(1+0,0016*d)*L
α
(kgkkẩm/kg.nl)
Chọn d =18 (g ẩm/kgkkk).

+ Giai đoạn 25
0
C÷1050
0
C:
L
α
’
=(1+0,0016*18)*17,497 (kgkkẩm/kg.nl)
=18,001 (kgkkẩm/kg.nl)
+ Giai đoạn 1050
0
C÷1280
0
C:
L
α
’
=(1+0,0016*18)*14,581 (kgkkẩm/kg.nl)
=15,001 (kgkkẩm/kg.nl)
+ Giai đoạn lưu ở1280
0
C :
L
α
’
=(1+0,0016*18)*15,310 (kgkkẩm/kg.nl)
=15,751 (kgkkẩm/kg.nl)
Các kết quả trên được tổng kết ở bảng sau:
Giai đoạn nhiệt độ

α L
α
L
α
’
25
0
C÷1050
0
C
1,2 17,497 18,001
1050
0
C÷1280
0
C
1,01 14,581 15,001
SVTH : NguyÔn Ngäc Ch¬ng SiLiCat -K45- §hbk hµ Néi
25