Thiết kế lò nung tuynen sứ vệ sinh (thuyết minh+bản vẽ)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (489.67 KB, 35 trang )
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS
GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
MỤC LỤC
MỤC LỤC..............................................................................................................................................................1
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ......................................................................................................................................1
SẢN PHẨM............................................................................................................................................................1
PHÂN 3: TÍNH TOÁN ĐƠN PHỐI LIỆU..................................................................................................................13
1.Xương:.........................................................................................................................................................13
PHẦN 4: TÍNH CÂN BẰNG...................................................................................................................................21
VẬT CHẤT............................................................................................................................................................21
TÀI LIỆU THAM KHẢO:........................................................................................................................................35
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ
SẢN PHẨM
I.
TỔNG QUAN VỀ SỨ VỆ SINH:
1. Sứ vệ sinh là gì?
Sứ vệ sinh thuộc dạng sứ cứng. Hiện nay, sứ vệ sinh ở thế giới và ở Việt Nam rất phổ
biến cả về chất lượng cũng như số lượng. Trước đây, sứ vệ sinh thường được sản xuất
theo phương pháp thủ công, năng suất thấp mà chất lượng không cao. Ngày nay, dây
chuyền công nghệ sản xuất sứ vệ sinh đang được đổi mới để nâng cao năng suất, kiểu
dáng, số lượng và chất lượng.
2. Các sp sứ vệ sinh thông dụng:
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 1
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
II.
NGUYÊN LIỆU SX SỨ VỆ SINH:
Phân loại dựa đặc tính công nghệ tạo hình thì ta có 3 nhóm nguyên liệu chính: nguyên
liệu dẻo, nguyên liệu gầy, chất chảy và một số nguyên liệu khác tùy yêu cầu của sản
phẩm.
1.
Nguyên liệu dẻo
Nguyên liệu dẻo (còn gọi là chất liên kết): là nguyên liệu khi trộn với nước sẽ tạo nên
độ dẻo cho khối vật liệu nhờ những khoáng có khả năng tạo dẻo (montmorillonite,
halloysite…). Điển hình loại nguyên liệu này là đất sét và cao lanh.
Đất sét:
•
Đất sét: là tên gọi chung cho các loại nguyên liệu đất chứa các alumino silicate ngậm
nước có cấu trúc lớp (khoáng sét), có độ phân tán cao, trộn với nước có tính dẻo, khi
•
nung tạo sản phẩm kết khối rắn chắc.
Tùy thuộc vào thành phần khoáng hóa và lượng nước cho vào mà ta có được độ dẻo của
từng loại đất sét. Nếu lượng nước vượt quá giới hạn dẻo sẽ tạo khối bùn nhão và hơn nữa
•
sẽ là huyền phù đất sét - nước.
Đất sét là nguyên liệu cung cấp đồng thời Al2O3 và SiO2, ngoài ra, trong thành phần luôn
có lẫn cát, đá vôi, tràng thạch và các tạp chất khác. Nhớ vào tính dẻo và độ phân tán cao
•
(hạt đất sét có kích thước hệ keo) mà đất sét có vai trò quan trọng trong tạo hình vật liệu.
Trong công nghệ sản xuất sứ vệ sinh, để xương có độ trắng đẹp, đất sét sử dụng cần có ít
tạp chất Fe2O3, TiO2, MnO2 (gây màu cho sản phẩm).
Bảng: Tiêu chuẩn thành phần hóa đất sét của sứ vệ sinh Viglacera:
Thành phần hóa
Hàm lượng %
SiO2
58 ÷
66
Al2O3
22 ÷ 26
CaO Fe2O3 MgO
K2O
<1
1 ÷ 2 0.1 ÷ 0.5 9 ÷ 13
<2
<1
Na2O
MKN
Thành phần hóa một số loại đất sét ở Việt Nam:
Thành phần hóa [%]
Đất sét
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
Văn Điển
70,05
17,1
0,5
1,2
0,2
1
1,9
Phúc Thịnh
56,1 76,5
12,1-22,6
3,1-8,8
0,7-1,2
0,6-1,1
1,22,95
0,16-0,7
Văn Miếu
58,14
20,34
8,41
0,06
1,3
2,16
0,66
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 2
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS
GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Đinh Trung
45,2
30,5
5,3
1,7
2,1
1,5
0,8
Từ Sơn
63,22
16,35
9,16
1,71
0,99
1,3
0,39
Bố Hạ
56,02
19,6
10,26
1,45
1.53
-
-
Cầu Sim
63,2-67,8
17,53
9,169,82
1,71,84
0,991,07
1,31,39
0,390,42
Trúc Thôn
54,9
28,2
3,5
0,7
2,8
0,5
0,5
Quốc Tuấn
66,2-70
13,7-18,5
4,0-5,03
-
64,8-70
12,7-15,5
4,6-6,03
0,971,26
0,872,26
-
Nghĩa Chính
-
-
Lưu Xá
70,8-65,3
14,7716,19
4,9-7,4
1,93,96
2,93,36
0,493,5
0,3-1,05
-
-
Thanh Hà
70,8
18,34
0,96
0,84
0,6
0,72
0,75
Giếng Đáy
70,14
13,35
6,4
1,68
1,0
-
Cầu Trắng
52,0
22,8
13,7
1,6
0,3
0,9
Yên Lập
78,43
10,51
3,9
1,54
0,3
0,65
Yên Cư
79,85
8,59
4,15
1,68
0,35
0,55
0,35
Cẩm
Chướng
58-68,2
15,64-16,2
6-9
Quỳnh Lưu
64,86
15,31
7,98
-
-
3,85 - 5
2,84
1,67
Cao lanh:
• Là một loại đất sét trắng, chịu lửa, có thành phần chủ yếu là kaolinite cùng một số
khoáng khác. Cao lanh là một thành phần chính của sứ.
• Cao lanh thuộc dạng đất sét nguyên sinh, được phong hóa tại chỗ, do đó có lẫn nhiều
tràng thạch, cát, mica, có cỡ hạt to và màu trắng sau khi nung.
• Đây là nguyên liệu chủ yếu nhằm mục đích:
- Dễ tạo hình do có tính dẻo, tính chảy cao
- Có độ bền mộc cao trước khi nung
- Góp phần vào quá trình thủy tinh hóa của xương khi nung
Bảng: Tiêu chuẩn thành phần hóa của Cao lanh của sứ vệ sinh Viglacera:
Thành phần
hóa
Hàm lượng %
SiO2
Al2O3
CaO Fe2O3 MgO K2O Na2O
48 ÷
30 ÷
<1
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
<2
<1
<2
< 0.5
MKN
9
÷ 13
Page 3
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
52
36
2.
Nguyên liệu gầy
Nguyên liệu gầy: là một loại nguyên liệu không dẻo, có tác dụng làm tăng độ bền cơ của
mộc thô, giảm sự co ngót khi sấy và nung vốn gây vết rạn nứt cho sản phẩm. Tuy nhiên,
nó cũng làm giảm khả năng tạo hình, do kích thước hạt của nguyên liệu gầy thường lớn
hơn so với nguyên liệu dẻo.
Nguyên liệu gầy điển hình trong nhóm này là cát, thạch anh, corundon, đất sét nung…
Cát:
• Là nguyên liệu chính cung cấp SiO2 (thường cát có hàm lượng SiO2 khá cao
95 ÷
99.5 %), có thể lẫn rất nhiều tạp chất, làm tăng độ bền cơ, bền hóa, giảm thời gian sấy,
giảm độ co rút sản phẩm mộc. Cát có dạng thù hình bền ở nhiệt độ thấp là -quac.
• SiO2 có các dạng biến đổi thù hình cơ bản như sau:
Talc (hoạt thạch):
• Là Silicate magne ngậm nước có cấu trúclớp tương tự các khoáng sét, nên có tính dẻo,
có công thức: Mg3(Si2O5)2(OH)2 hay 3MgO.4SiO2.H2O.
• Thường dùng làm nguyên liệu trong các loại men để điều chỉnh hệ số dãn nở nhiệt,
trong đơn phối liệu được dùng với hàm lượng nhỏ.
• Dùng trong phối liệu xương thì talc có tác dụng hạn chế nứt rạn do sốc nhiệt, ngoài ra
còn làm giảm nhiệt độ kết khối, tăng bền cơ, bền nhiệt…
Dolomite:
• Là khoáng có thành phần chủ yếu là CaCO3.MgCO3, có màu hồng nhạt, trắng, xám đến
đen.
• Có tác dụng: hạ thấp nhiệt độ nung, tăng bền nhiệt, bền điện, bền hóa.
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 4
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Chất trợ chảy: thuộc nhóm nguyên liệu gây nhưng có tác dụng chính là tạo pha lỏng khi
nung kết khối, làm tốc độ kết khối tăng lên rất nhiều. Sau khi nung thì nó tồn tại dưới
dạng pha thủy tinh. Chất trợ chảy điển hình là các loại tràng thạch, các nguyên liệu chứa
các oxyt kiềm và kiềm thổ…
Tràng thạch:
• Đóng vai trò làm chất chảy là chính, tạo pha lỏng khi nung, làm tăng hệ số dãn nở
nhiệt cho sản phẩm sứ, là nguyên liệu cung cấp đồng thời SiO 2, Al2O3, cùng với K2O,
Na2O, CaO. Tràng thạch gồm có 3 loại sau:
Tràng thạch kali K2O.Al2O3.6SiO2
Tràng thạch natri Na2O.Al2O3.6SiO2
Tràng thạch canxi CaO.Al2O3.6SiO2
Trong tự nhiên, tràng thạch không nằm dưới dạng riêng lẻ mà ở dạng hỗn
hợp của 3 loại trên, ngoài ra còn lẫn các khoáng khác như mica, thạch anh, vì
vậy nhiệt độ chảy nằm trong khoảng 1120oC ÷ 1190oC.
• Trong công nghệ gốm sứ, tạp chất sắt trong tràng thành phải nhỏ:
Fe2O3 < 0.2÷0.3%
• Tràng thạch sau khi nung có màu càng trắng càng tốt.
3.
Một số oxit thường dùng trong men
• Li2O: Cho vào men ở dạng Li2CO3, hoặc sodumen (Li2O.Al2O3.4SiO2). Là chất chảy rất
mạnh, làm men ánh, bóng và chảy đều
• Na2O: Làm giảm nhiệt độ chảy của men, giảm độ nhớt, tăng độ trong, tăng hệ số dãn
nở nhiệt, giảm độ cứng.
• K2O: Tăng độ nhớt nhiều, tăng độ ánh, tăng hệ số dãn nở nhiệt của men.
• MgO: Có tác dụng như chất chảy, tăng độ cứng, đàn hồi, tăng phạm vi nung, ngoài ra
còn có sức căng bề mặt lớn.
• CaO: Tăng độ ánh, độ cứng, giảm nứt men…
• BaO: Men chứa BaO có bề ngoài giống men chì nhưng cứng và bền hơn. Men chứa
nhiều BaO có tính độc, cần frit hóa.
• SrO: Tăng độ cứng, độ bền, giảm nứt men, không ảnh hưởng đến màu sắc của chất
màu, có sức căng bề mặt lớn.
• ZnO: Là chất trợ dung tốt, tăng tính đàn hồi, giảm nứt men. Men chứa ZnO dễ hòa tan
các chất màu dưới men, bền hóa, có độ dẫn điện.
• PbO: Là chất chảy mạnh, giúp men ánh, chảy dàn đều. Men chì ít cứng, dễ tan trong
axit, giúp hòa tan các oxit tạo màu và một phần xương nên men chì bám chặt vào xương.
Chất màu dưới men chì có độ sáng đẹp đặc biệt, mất độ bóng ở khi nung ở nhiệt độ cao.
PbO có tính độc nên cần frit hóa khi đưa vào men.
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 5
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
• Al2O3: Khi dùng ít thì có tác dụng như chất chảy. Khi dùng nhiều thì làm tăng nhiệt độ
nóng chảy, độ nhớt, làm men có tính đàn hồi và bền hóa, giảm hệ số dãn nở nhiệt, hạn
chế kết tinh.
• SiO2: Là một trong những oxit cơ bản của men, tăng nhiệt độ nóng chảy, độ nhớt, độ
bền hóa, bền nhiệt, giảm hệ số dãn nở nhiệt của men.
• B2O3: Là chất chảy mạnh, tăng độ cứng, độ ánh, độ bền nhiệt. Được cho vào men dưới
dạng H3BO3 hay borax, các nguyên liệu này tan trong nước nên cần frit hóa. B2O3 chỉ
dùng cho men frit ở nhiệt độ thấp (<12000C) và men màu.
• ZrO2: Là chất tạo đục. Được đưa vào men dưới dạng ZrO2 hay ZrSiO4, trong đó,
ZrSiO4 giúp tăng độ bóng của men.
• TiO2: Là chất tạo đục, tạo đốm và kết tinh, trong công nghiệp thường được dùng làm
chất tạo màu pigment.
4.
Nguyên liệu làm khuôn
• Thạch cao là nguyên liệu thường dùng làm khuôn thạch cao trong công nghệ gốm sứ.
Trong tự nhiên, thạch cao có màu trắng hoặc màu xám tối, tồn tại dưới dạng đá thạch cao
CaSO4.2H2O, còn thạch cao dùng làm khuôn là thạch cao khan ngậm nửa phân tử nước
CaSO4.0,5H2O (hemihydrat) do nó có khả năng thủy hóa thuận nghịch và đóng rắn
nhanh, tạo vật liệu xốp có khả năng giữ nước bởi lực mao quản. Khi trộn thạch cao với
một lượng nước thích hợp, nó sẽ thực hiện phản ứng hydrat hóa cho cường độ cơ học
cao.
• Tiêu chuẩn thạch cao làm khuôn:
- Bột thạch cao không được lẫn các tạp chất, thành phần phải đồng nhất.
- Thời gian đông kết: Sauk hi hòa nước và khuấy đều từ 7 ÷ 9 phút thì bắt đầu quá trình
đông kết, và kết thúc sau 20 ÷ 30 phút.
- Độ mịn của bột thạch cao: lượng sót sáng 90 lỗ/cm 2 không quá 10%.
- Độ bền chịu nè sau 24 giờ không dưới 8kG/cm2; sau 7 ngày không dưới 10KG/cm2.
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 6
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS
GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
PHẦN 2: QUY TRÌNH SX
SỨ VỆ SINH
1. Sơ đồ công nghệ dây chuyền sx:
Hình dưới.
2. Thuyết minh các giai đoạn chính trong sơ đồ:
A.
Lựa chọn phương pháp tạo hình sứ vệ sinh
Phương pháp tạo hình gồm có: Phương pháp đổ rót, dẻo, khô và bán khô. Trong công nghệ
sản xuất sứ vệ sinh, người ta sử dụng phương pháp đổ rót vì nhiều ưu điểm.
Phương pháp đổ rót: Phối liệu trộn với nước được nghiền trộn đồng nhất tạo thành
hồ đổ rót loãng có độ ẩm khoảng từ 30 ÷ 35%.
•
Có 2 phương pháp đổ rót:
Đổ rót hồ thừa: Dùng tạo hình các sản phẩm rỗng, hình dáng phức tạp.
Đồ rót không có hồ thừa: Mộc có lõi, hồ được rót vào khuôn, chưa luôn trong khuôn,
không trút hồ thừa.
Vì sản phẩm ở đây là bồn cầu, bệ xí nên ta sử dụng phương pháp đổ rót hồ thừa.
•
-
Ưu, khuyết điểm
Ưu: Thích hợp cho các sản phẩm rỗng, mỏng, hình dạng phức tạp.
Khuyết: Độ ẩm cao, co nhiều, kích thước kém chính xác, mặt bằng sản xuất rộng, cần
nhiều khuôn thạch cao, tốn nhiên liệu khi sấy
•
Ngày nay, người ta sử dụng đổ rót thủ công kết hợp với hệ thống đổ tự động, bơm áp
lực để giảm nhân công, tăng năng suất.
B. Các công đoạn chính trong sơ đồ quy trình công nghệ
1.
a.
Chế tạo khuôn
Thiết kế sản phẩm
Hiện nay, theo nhu cầu của thị trường, thiết kế sản phẩm luôn phải đảm bảo yêu cầu thẫm mỹ
và một phần chất lượng của sản phẩm. Thiết kế sản phẩm cần chú ý các yếu tố quan trọng
sau:
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 7
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS
GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Nước
Nguyên liệu
Mẫu
Cân theo đơn phối liệu
Khuôn mẫu
Kiểm tra
Sản xuất thử
Nghiền ướt(w=35%)
Phế phẩm
Phế phẩm
Hoàn chỉnh khuôn mẫu
Kiểm tra
Khuôn cái
Sàng rung – khử từ
Để đông cứng
Bể huyền phù
Tháo khuôn
Tạo hình đổ rót
Đánh hồ phối liệu
Chất điện giải
Khuôn tạo hình đổ rót
Tháo khuôn
Sửa
Sấy tự nhiên
Cân theo đơn phối liệu
Hoàn thiện mộc
Kiểm tra
Sấy lò
Nghiền ướt
Kiểm tra sau sấy
Kiểm tra
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Sàng rung – Khử từ
In nhãn
Phân phối, tiêu thụ
Nung
Đóng gói, nhập kho
Pha màu
Thành phẩm
Bể chứa sau pha màu
Kiểm tra, phân loại
Trộn
Nguyên liệu
Phun men
Nung lại
Cân
Sấy 45 ÷ 550C
Men hồi lưu
Phế phẩm
Thạch cao – nước
Page 8
Bể chứa
Nước + phụ gia
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
•
Thị hiếu và nhu cầu của khách hàng: cung cấp cái khách hàng cần chứ không phải
cung cấp cái ta có.
•
Tiết kiệm nguyên liệu nhưng vẫn đảm báo các thông số kỹ thuật của sản phẩm: độ
bền cơ (uốn, nén, chịu va đập…), độ hút nước, màu sắc, độ bóng, khối lượng…
•
Công nghệ sản xuất phù hợp với điều kiện, khả năng sản xuất của nhà máy.
•
Không ngừng đổi mới cải thiến mẫu mã…
b.
Khuôn mẫu
Mỗi sản phẩm đã được thiết kế sẽ đưa vào tạo hình r a khuôn mẫu, vì vậy khuôn mẫu là bản
gốc của khuôn cái và hàng loạt khuôn tạo hình sản phẩm. Các yêu cầu tạo khuôn mẫu:
•
•
Khi chia khuôn: Các mảnh bộ phận phải đơn giản, dễ thao tác, dễ bảo quản…
Các chốt khóa định vị khuôn: được bố trí sao cho giữ được các mảnh bộ phận một
cách chắc chắn, chặt chẽ, không xê dịch khi lắp ráp, độ chính xác cao, tháo khuôn dễ dàng.
•
Các vị trí dễ phát sinh ứng suất khi đổ khuôn cần phải được tính toán, phân chia để
đảm bảo độ bền cho khuôn cái.
•
Độ dày khuôn mẫu: 45 ÷ 55 (mm)
c.
Khuôn cái
Khuôn cái là khuôn tạo ra các mảnh khuôn tạo hình (khuôn con). Khuôn cái cũng bao gồm
các mảnh khuôn mẫu ghép lại.
Ngày nay, ngoài những khuôn cái sản xuất từ thạch cao truyền thống thì người ta còn sản
xuất các khuôn từ các vật liệu composite hay từ xi măng – thạch cao có số lần sử dụng cao
hơn các khuôn sản xuất truyền thống.
Sản xuất khuôn cái thạch cao:
Hiện nay, ngoài phương pháp thủ công truyền thống, người ta còn sử dụng máy làm khuôn
thạch cao với ưu điểm không tạo bọt khí, trộn và pha trộn thạch cao đồng nhất, không phụ
thuộc vào tay nghề công nhân.
d.
•
Khuôn tạo hình
Quét một lớp chất thoát khuôn mỏng, đều lên bề mặt khuôn mẫu. Chất thoát khuôn:
Thường là xà phòng, dầu hay xà phòng pha một ít dầu. Mục đích: giúp dễ tháo khuôn.
•
Thạch cao: Lấy nước với thạch cao theo TL: H2O : TC = 1 : (1.2 ÷ 1.4)
•
Cho thạch cao từ từ vào nước, khuấy đều đợi thạch cao phân tán hoàn toàn, vớt hết
bọt khí rồi đổ vào khuôn mẫu.
•
Đổ khuôn trong thời gian khoảng từ 45 ÷ 60’ rồi tháo khuôn, bắt đầu đem sấy ở nhiệt
độ 45 ÷ 550C.
•
Các yêu cầu của khuôn thạch cao:
Độ rỗng sốp của khuôn: 40 ÷ 50%
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 9
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Độ ẩm trước khi sử dụng: 5 ÷ 7%. Sau khi dùng cần sấy lại khuôn để đạt độ ẩm này
khi tạo hình mộc.
Bề mặt khuôn nhẵn bóng, không còn dính chất thoát khuôn.
Tuổi thọ khuôn từ 70 ÷ 120 lần.
Bảo quản: Khuôn sau sây phải được kê chân cẩn thận, tránh xếp chồng cao lên nhau
làm sứt mẻ khuôn.
2.
Chuẩn bị mộc
a.
Nguyên liệu
Nguyên liệu mộc gồm: đất sét Trúc Thôn, đất sét Đất Cuốc, cao lanh Đà Lạt, cát, tràng thạch
Đà Nẵng và một số hóa chất khác. Nguyên liệu được mua, vận chuyển về nhà máy và chứa
trong các kho nguyên liệu riêng. Trước khi nhập kho, các nguyên liệu được kiểm tra sơ bộ
các thông số theo tiêu chuẩn nhập kho các loại nguyên liệu của nhà máy như độ ẩm, thành
phần hóa, lượng còn trên sàng…
b.
Gia công nguyên liệu
Phối liệu: Các nguyên liệu được cân theo đơn phối liệu của công ty với độ chính xác
cao nhờ hệ thống cân đo điện tử.
Nghiền:
•
Đối với mảnh nung (phế phẩm sau nung) cần được cho vào máy nghiền bánh xe để
nghiền sơ bộ nhằm đạt kích thước ≤ 2mm.
•
Nghiền mịn: Nhằm làm nhỏ kích thước hạt vật liệu để làm tăng diện tích bề mặt, tăng
độ đồng nhất của phối liệu. Trong công nghệ sản xuất sứ vệ sinh, người ta thường dùng máy
nghiền bi ướt gián đoạn.
Nguyên liệu được trộn với một lượng nước nhất định để đạt được yêu cầu độ ẩm quy
định, sau đó được cho vào máy nghiền bi gián đoạn.
TL khối lượng (vật liệu ẩm) : (bi) thường là (0.9 ÷ 1) : 1, tùy thuộc vào điều kiện
thùng nghiền, bi nghiền và tính chất nguyên liệu.
Bi nghiền: Thường sử dụng 3 kích thước bi khác nhau để tăng hiệu quả nhiền. Sau
một thời gian sử dụng, bi nghiền sẽ bị hao mòn thì sẽ được thay thế một phần, tránh làm giảm
hiệu suất nghiền.
Thời gian nghiền: Mỗi mẻ từ 12-18h/mẻ
Yêu cầu của phối liệu sau nghiền:
Độ ẩm: khoảng 35%
Tì trọng: D = 1.78 ÷ 1.8 (kg/m3)
Độ nhớt: 300 ÷ 320 0G
Sót sàng 45
c.
Sàng rung – Khử từ
: 5÷7%; sót sàng 63
: 1÷3%
Hồ phối liệu sau khi nghiền mịn được cho vào sàng rung 0.2 (mm), kết hợp với thiết bị khử
từ để loại trừ sắt, các hạt có kích thước lớn chưa qua sàng (sẽ được cho trở lại máy nghiền bi
gián đoạn).
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 10
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
d.
Bể huyền phù
Sau khi sàng lọc, hồ được chứa trong bể có cánh khuấy, khuấy liên tục với vận tốc trung bình
10 – 15 (vòng/phút) để không xảy ra hiện tượng phân lớp, đóng cục hồ giúp phối liệu được
đồng nhất.
Hồ sau khi bơm vào hầm cần có thời gian để ủ làm cho quá trình hydrát hóa và solvát hóa
xảy ra hoàn toàn và đồng nhất giúp ổn định tính chất và làm tăng chất lượng hồ. Thời gian ủ
ít nhất 48 giờ.
e.
Xử lí các thông số – Tạo hình – Tháo khuôn
Kiểm tra, xử lí các thông số: Trước khi tiến hành tạo hình bằng phương pháp đổ rót,
hồ cần được kiểm tra, xử lí… để hồ đạt một số yêu cầu:
Hồ phải có độ ẩm phù hợp từ 30 ÷ 35%, độ ẩm quá cao sẽ làm khuôn hút quá nhiều nước,
thời gian sấy khuôn vì thế tăng, tuổi thọ khuôn giảm.
Hồ phải đủ độ linh động để dễ dàng vận chuyển trong đường ống và lấp đầy mọi ngóc
ngách trong khuôn. Nếu hồ kém linh động thì hồ thừa khó thoát khuôn, hay giữ lại những bọt
khí dẫn đến lỗ hổng trên bề mặt sản phẩm sau nung. Mặt khác, hồ linh động giúp mộc tháo
khuôn dễ dàng, không bị nứt. Độ linh động: T(1’) = 20 – 25 0G, T(2’) = 65 – 75 0G
Hồ phải bền tức là các hạt rắn không được lắng khi hồ ở trạng thái tĩnh.
Tốc độ bám khuôn lớn; Độ dày bám khuôn (sau 60’): 7 – 8 (mm)
Vì vậy, để điều chỉnh các thông số như: tỉ trọng, độ nhớt, độ linh động của hồ…ta dùng
H2O, chất điện giải (thủy tinh lỏng), hồ mới…sao cho lượng chất điện giải phải dùng là bé
nhất.
Tỉ trọng: D = 1.78 ÷ 1.8 (kg/m3)
Độ nhớt: V = 300 – 320 0G
Tạo hình – Tháo khuôn:
Hồ đạt tiêu chuẩn sẽ đưa vào tạo hình bằng khuôn thạch cao. Mộc trong quá trình tạo hình
nếu đạt yêu cầu sẽ được hoàn thiện phục vụ cho những công đoạn kế tiếp; nếu không đạt yêu
cầu sẽ được hồi lưu bằng cách đánh hồ phối liệu lại để đưa vào bể huyền phù và tiếp tục dây
chuyền sản xuất.
Ở các nhà máy sản xuất sứ vệ sinh của nước ta, khâu tạo hình thường được thực hiện đồng
thời 2 cách:
Đổ rót tự động: Sử dụng bơm áp lực tự động
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 11
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Đổ rót thủ cơng: Sử dụng cơng nhân để đổ rót
3.
Sấy tự nhiên – Hồn thiện mộc
Bán thành phẩm sau khi tạo hình, tháo khn, sấy tự nhiên trong khơng khí và có thể bằng
quạt máy đến độ ẩm nhỏ hơn 25% rồi được kiểm tra và sửa chữa các khuyết tật. Sau đó sẽ
được hồn thiện bằng cách đánh bóng bề mặt sản phẩm.
4.
Sấy trong lò
Mục đích là loại bỏ nước ra khỏi sản phẩm nhanh nhất mà khơng làm biến dạng hay nứt
vỡ sản phẩm.
Các sản phẩm sứ vệ sinh trong nhà máy được sấy theo phương pháp sấy ẩm. Khi sấy ẩm
ban đầu mẫu được nung nóng nhanh trong mơi trường ẩm nhằm làm cân bằng độ ẩm trong
mẫu và mơi trường. sau đó độ ẩm mơi trường giảm, q trình sấy xảy ra hơi nước có thể bay
hơi đồng đều với tốc độ lớn nhất mà khơng làm biến dạng hay nứt vỡ sản phẩm.
•
Một số thơng số kỹ thuật khi sấy:
Thời gian sấy: 9 – 12 giờ
Độ ẩm trước khi sấy: < 20 [%]
Độ ẩm sau khi sấy < 1 [%]
Nhiệt độ sấy 90 0C
Việc sấy được tiến hành để sản phẩm mộc đủ cứng chắc, đảm bảo an toàn công việc
vận chuyển, phun men, sắp xếp khi nung, hạn chế khả năng nứt xé sản phẩm trong lò
nung bởi quá trình bốc hơi nước, lượng nước cần được loại bỏ khỏi mộc là 10 - 25%
•
Quy trình sấy gồm 3 giai đoạn
- Giai đoạn 1: đốt nóng sản phẩm, nhiệt độ tăng nhưng độ ẩm sản phẩm hầu như không
đổi
- Giai đoạn 2: sấy đẳng tốc, đây là giai đoạn mất nước trên bề mặt sản phẩm kèm theo sự
co rút
- Giai đoạn 3: Tốc độ sấy giảm dần, đây là giai đoạn tách nước nhờ quá trình khuyếch
tán ẩm từ trong ra ngoài và sự co rút sản phẩm không đáng kể
Mộc ở độ ẩm khoảng 8-20% được mang vào lò sấy. Đây là quá trình loại bỏ nước liên
kết vật lý. Thời gian sấy khoảng 12 giờ đối với sản phẩm mộc đã được để khô tự nhiên
sau 24-28giờ
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 12
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Sau khi ra khỏi lò sấy, sản phẩm đạt độ ẩm 1% và khi để ngoài không khí tăng lên 2,53%. Mộc sau khi sấy có một sai số cho phép về kích thước như sau:
-
Mộc có kích thước >500mm: sai số 5mm
Mộc có kích thước > 400-500mm: sai số 4mm
Mộc có kích thước < 400mm: sai số 3mm
5.
Kiểm tra sau sấy
PHÂN 3: TÍNH TỐN ĐƠN PHỐI LIỆU
1. Xương:
Thành phần hóa của ngun liệu dùng cho phối liệu:
Ngun liệu
Đất sét Sơng Bé
Cao lanh La Phù
Cát Cam Ranh
Tràng thạch Đà
Nẵng
SiO2
64.72
51.21
99.56
65.72
Al2O3
24.93
32.33
0.17
17
Fe2O3
0.62
0.46
0.32
0.42
Hàm lượng các oxit %
CaO
MgO TiO2
0.15
0.36 0.32
1.21
0.4
0.04
0.08
0.05 0.08
0.03
0.1
-
R2O
2.85
3.46
0.08
15.99
MKN
6.01
10.28
0.15
0.3
Thành phần hóa xương của nhà máy Thiên Thanh:
oxit
xương
SiO2 Al2O3 Fe2O3
66.78 22.03 0.53
CaO MgO TiO2
0.49 0.32
0.18
R 2O
3.03
Ta sẽ tính dựa vào thành phần SiO 2 , Al2O3, R2O. Những thành phần khác coi như là tạp chất trong
mộc. Với lượng đất sét trong khoảng 30-40%. Ta chọn 37%.
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 13
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS
Nguyên liệu
GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Hàm lượng oxit (%)
Tỷ lệ (%)
SiO2
Al2O3
R2O
MKN
Đất sét Sông bé
37
64.72
24.93
2.85
6.01
Cao lanh La Phù
x
51.21
32.33
3.46
10.28
Tràng thạch Đà Nẵng
y
65.72
17.00
15.99
0.30
Cát Cam Ranh
z
99.56
0.17
0.08
0.15
Th phần hoá xương
100
66.78
22.03
3.03
Đặt ẩn như trên ta giải hệ phương trình:
37*64.72 + x*51.21 + y*65.72 + z*99.56 = 6678
37*24.93 + x*32.33 + y*17 + z*0.17 = 2203
37*2.85 + x*3.46 + y*15.99 + z*0.08 = 303
Giải hệ pt trên ta có:
x = 37.30
y = 4.18
z = 21.1
Quy đổi về thành phần hiệu chỉnh mất khi nung(MKN) :
Đất sét sông bé:
Tương tự ta có:
Cao lanh La Phù: 41.57
Tràng thạch Đà Nẵng: 4.19
Cát Cam Ranh: 21.13
Tổng hàm lượng: 106.25
Quy đổi về 100%:
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 14
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS
STT
GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Thành phần
Nguyên liệu
MKN (%)
phối liệu (%)
1
Đất sét Sông Bé
37.04
6.01
2
Cao lanh La Phù
39.12
10.28
3
Tràng Thạch Đà Nẵng
3.94
0.30
4
Cát Cam Ranh
19.89
0.15
100
6.5
Tổng cộng
Kiểm tra lại thành phần phối liệu:
Hàm lượng oxit (%)
MKN
Nguyên liệu
Tỷ lệ (%)
Đất sét Sông bé
37.04
64.72 24.93
0.62
0.15
0.36
0.32
2.85
6.01
Cao lanh La Phù
39.12
51.21 32.33
0.46
1.21
0.4
0.04
3.46
10.28
Tràng thạch Đà Nẵng
3.94
65.72
17
0.42
0.03
0.1
_
15.99
0.3
Cát Cam Ranh
19.89
99.56
0.17
0.32
0.08
0.05
0.08
0.08
0.15
Th phần hoá xương
100
66.4
22.6
0.49
0.55
0.30
0.15
3.05
6.3
SiO2
Al2O3 Fe2O3 CaO MgO TiO2
R2O
So sánh với thành phần hóa ban đầu,ta chấp nhận được thành phần phối liệu trên.
2. Tính nhiệt nóng chảy của xương:
Ta tính theo công thức Schuen:
oxit
xương
SiO2 Al2O3 Fe2O3
66.4 22.6
0.49
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
CaO
0.55
MgO
0.30
TiO2
0.15
R 2O
3.05
Page 15
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Trong đó %Al2O3 ứng với Al2O3 + SiO2 = 100%
= 25.4%
%Al2O3 =
Tnc0C = 16860C
Tnung xương = 0.7tnc = 11800C
3. Tính hệ số giãn nở nhiệt của xương:
Oxit
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO
MgO TiO2
K2O
Na2O
ai (%) 66.4
22.6
0,49
0.55
0,30
0,15
2,17
0.88
xi.106
16.67
13.33
16,6
7
0.33
13.6
7
28.3
3
33.33
2.67
Theo công thức của Winkel Manm Schatt:
α.106 = ∑xiai
α - hệ số giãn nở nhiệt riêng của xương
ai – phần trăm khối lượng oxit thứ i
xi – hệ số giãn nở nhiệt riêng của oxit thứ I
α.106 =
2.67x0.664+16.67x0.226+13.33x0.0049+16.67x0.0055+0.33x0.003+13.67x0.0015+28.33x0.021
7+33.33x0.0088 = 6.626
α = 6.626x10-6
4. Men:
SiO2
Al2O3 CaO MgO BaO
ZrO2
ZnO PbO B2O3
R2O
50.35
6.30
10.0
0
1.34 8.50
5.30
4.60
1.60
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
3.50
8.51
Page 16
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS
GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Hàm lượng oxit (%)
Nguyên liệu
Tỷ lệ (%)
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
BaO
ZrO2
ZnO
PbO
B2O3
R2O
MKN
Hiệu chỉnh MKN
Quy đổi về 100%
Tràng thạch Đà Nẵng
5.96
65.72
17.00
0.03
0.1
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
15.99
0.30
5.98
4.05
Cao lanh La Phù
16.07
51.21
32.33
1.21
0.40
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
3.46
9.70
17.80
12.06
Cát Cam Ranh
29.65
99.56
0.17
0.08
0.05
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.08
0.15
29.70
20.12
CaCO3
7.70
2.17
0.19
56
3.2
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
43.4
13.60
9.21
BaCO3
4.50
0.00
0.00
0.00
0.00
77.7
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
22.3
5.80
3.93
Borax
23.25
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
36.60
16.2
47.20
44.03
29.83
Oxit kẽm
1.48
0.67
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
90.27
9.05
0.00
0.00
0.00
1.48
1.00
Zirconit
16.10
37.72
0.14
0.00
0.00
0.00
62.13
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
16.10
11.00
Pb3O4
8.57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
97.6
0.00
0.00
2.34
8.80
5.96
Bột Talc
4.04
60.29
0.10
1.71
31.40
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
6.22
4.31
2.92
Th phần hoá men
100
50.35
6.30
4.60
1.60
3.50
10.00
1.34
8.50
8.51
5.30
4.54
147.60
100.00
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 17
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS
GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
SiO2 Al2O3 CaO MgO BaO ZrO2
51.59 6.87
7.93 1.88 4.51 10.0
0
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
ZnO PbO B2O3 R2O MKN
1.34 8.72 10.92 4.8 20.49
3
Page 18
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS
GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
5. Tính nhiệt nóng chảy của men:
Được xác định theo công thức thực nghiệm
K=
∑a n
∑b m
i
j
i
j
ai, bj – hằng số nóng chảy tương ứng của các oxit dễ chảy và khó chảy
ni, mj – hàm lượng tương ứng của các oxit dễ chảy và khó chảy trong men
Bảng nóng chảy của các oxit
Oxit dễ chảy
Oxit khó chảy
Oxit
Trị số Oxit
Trị số
B2O3
1,25
Al2O3
1,20
Na2O
1,00
SiO2
1,00
K2O
1,00
TiO2
1,00
ZnO
1,00
ZrO2
1,10
BaO
1,00
PbO
0,80
Fe2O3
0,80
MgO
0,60
CaO
0,50
=0.5*CaO + 0.6*MgO + R2O + BaO +ZnO + 1.25*B2O3 = 25.123
= 1.2*Al2O3 + SiO2 + 1.1*ZrO2 = 70.83
K=0.35 sẽ ứng với nhiệt nóng chảy là 11500C
Vậy ta có Tnc (men) < Tnung < Tnc (mộc) là phù hợp.
6. Tính hệ số giãn nở nhiệt của men:
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 19
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS
GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Oxit
SiO2 Al2O3 CaO R2O B2O3 MgO ZrO2 ZnO
ai (%)
51.59
6.87
4.80
5.52
8.78
1.88
10.00
1.34
xi .106
2.67
16.67
13.33 28.33
0.3
0.33
14.67
13.67
Theo công thức của Winkel Manm Schatt
α.106 = ∑xiai
α - hệ số giãn nở nhiệt riêng của men
ai – phần trăm khối lượng oxit thứ i
xi – hệ số giãn nở nhiệt riêng của oxit thứ I
Tính tương tự như với xương ta có: α = 6.19.10-6
Kiểm tra lại mức độ sai lệch giữa α xương và α men:
Ta có: |αmen - αmộc| = 3.94.10-7 < 13.10-7.
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 20
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS
GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
PHẦN 4: TÍNH CÂN BẰNG
VẬT CHẤT
Tính cân bằng vật chất cho 1 dây chuyền san xuất sứ vệ sinh:
a. Tính cho xương sp sứ vệ sinh:
1sản phẩm sứ vệ sinh sau khi nung trung bình khối lượng 20kg,tỉ lệ men trên sp sau khi
nung bằng 0.05% sp
Khối lượng xương sau khi nung là 19kg
Khối lượng men sau khi nung là 1kg.
Thành phần
MKN của
xương
STT
Nguyên liệu
1
Đất sét Sông Bé
37.04
6.01
2.22
2
Cao lanh La Phù
39.12
10.28
4.02
3
Tràng Thạch Đà Nẵng
3.94
0.30
0.01
4
Cát Cam Ranh
19.89
0.15
0.03
Tổng cộng
phối liệu (%)
100
MKN (%)
6.3
6.3
Yêu cầu nhà máy là 300 000 sp/năm nên khối lượng sp đầu ra đối với xương SVS sẽ là:
19*300 000 = 5 700 000 kg = 5 700 tấn
Ta có bảng cân bằng vật chất của xương mộc trong 1 số giai đọan chính sau: ( dùng bảng tính excel
để tính,có file đính kèm)
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 21
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS
Giai đọan
Sản phẩm
Kiểm tra sau nung
Nung(mkn)
Di chuyển đi nung
Phun men
Di chuyển đi phun men
Sửa mộc
Sấy
Tạn hình
Bể chứa
Sàng khử từ
Nghiền bi ướt
Cân_vận chuyển vào
máy nghiền
GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Ti lệ hao
hụt(%)
0
2
6.3
0
1
0
2
3
5
0
1
2
Lượng nguyên liệu
khô(tấn/năm)
5700
5816.33
6207.39
6207.39
6270.09
6270.09
6398.05
6595.93
6943.09
6943.09
7013.22
7156.35
0.5
7192.31
7192.31
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Độ
ẩm(%)
0
0
0
3
3
3
5
25
35
35
35
35
Lượng nguyên liệu
ướt(tấn/năm)
0
0
0
6399.37
6464.01
6464.01
6734.79
8678.86
10150.71
10150.71
10253.24
10462.49
Tỉ lệ hồi
lưu(tấn/năm)
10462.49
Page 22
Lượng hồi lưu
ướt(tấn/năm)
95
Lượng hồi lưu
khô(tấn/năm)
110.51
95
95
95
95
95
95
61.41
0.00
127.96
247.35
482.16
0.00
59.57
0.00
121.56
187.98
329.80
0.00
95
198.79
135.97
1117.66
945.39
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Vậy lượng nguyên liệu khô cần nhập về kho trong 1 năm là:
NLK= 7192.31-945.39=6246.92 tấn/năm
Thành phần
Lượng
nhập
về(tấn/năm)
phối liệu (%)
Độ
ẩm(%)
Đất sét Sông Bé
37.04
10
2571
2
Cao lanh La Phù
39.12
17
2944.33
3
Tràng Thạch Đà Nẵng
3.94
9
270.5
4
Cát Cam Ranh
19.89
1
1255.1
100
-
7040.93
STT
Nguyên liệu
1
Tổng cộng
b. Tính cho men sứ vệ sinh:
Tổng khối lượng men sau khi nung là: 1*300 000=300 000kg/năm=300 tấn/năm
Ta cũng có bảng cân bằng vật chất cho men như sau: (tính bằng bảng excel)
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 23
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
Hao
Lượng nguyên liệu
Độ
Lượng nguyên liệu
hụt(%)
khô(tấn/năm)
ẩm(%)
ướt(tấn/năm)
Lượng men cần
300
cho mộc
MKN của men
25.41
402.20
Phun men
2
410.41
38
661.95
Snàg khử từ
0.5
412.47
38
665.27
Nghiền bi ướt
0.5
414.54
38
668.62
Cân-vận chuyển
0.5
416.63
671.98
vào máy
Total
416.63
671.98
Như vậy lượng nguyên liệu khô cần cho men trong 1 năm là:
Hồi
lưu(%)
Lượng hồi lưu
ướt(tấn/năm)
Lượng hồi lưu
khô(tấn/năm)
-
-
-
95
95
95
12.58
3.16
3.18
7.80
1.96
1.97
-
-
-
18.91
11.73
NLK = 413.63-11.73=404.9(tấn/năm)
Nguyên liệu nhập về :
Nguyên liệu
Thành phần(%) Độ ẩm(%) Lượng nhập vào(tấn/năm) Nguyên liệu Thành phần(%) Độ ẩm(%) Lượng nhập vào(tấn/năm)
Tràng thạch Đà
Nẵng
4.05
1
16.56
Borax
29.83
0
120.78
Cao lanh La
Phù
12.06
20
61.04
Oxit kẽm
1
0
4.05
Cát Cam Ranh
20.12
1
82.29
Zirconit
11
0
44.54
CaCO3
9.21
10
41.43
Pb3O4
5.96
0
24.13
BaCO3
3.93
0
15.91
Bột Talc
Total
2.92
100
1
11.94
422.68
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 24
Đồ án qui trình và thiết bị sx SVS GVHD:Lê Thị Duy Hạnh
c. Tính cho khuôn:
Lượng nguyên liệu khô trong 1 năm tương đương 6246920/19=328 785 sp mộc.Lấy trung
bình mỗi khuôn sử dụng 110lần đổ rót (tỉ lệ hao hụt khi sản xuất khuôn là 2%), số khuôn cần
là:
N=
*
=3050 khuôn /năm
Mỗi khuôn nặng 100kg,lượng thạch cao cần 3050*0.1=305tấn/năm
Mỗi khuôn cái đổ rót được 250 khuôn sử dụng, vậy số khuôn cái cần thiết để chế tạo khuôn
là( tỉ lệ hao hụt khi sản xuất khuôn cái là 0.5%):
N=
=12 khuôn cái/năm
Mỗi khuôn cái nặng 420kg,lượng thạch cao cần: 0.42*12=5.04(tấn/năm)
Vậy tổng lượng thạch cao cần dùng là: 305+5.04=310.14 tấn
Vì khuôn là cần thiết nên ta có thể chế tạo dư để dự phòng,chọn hệ số dự phòng là 5%,vậy
tổng lượng thạch cao nhập kho là:
310.14*1.05=325.65 tấn/năm
PHẦN 5: LỰA CHỌN THIẾT BỊ
I.
Thiết bị để sản xuất mộc:
SV: Quan Phượng Phối_MSSV:V0701804
Page 25
