Thiết kế phân xưởng sấy gạch lát nền tráng men (Thuyết minh)

Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

PHẦN I

TỔNG QUAN

1. Biện luận đề tài :
Trang 1

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

Ngành gốm sứ nói chung và ngành gốm sứ xây dựng nói riêng là một ngành
nghề đã được phát triển từ rất lâu đời. Từ thủ công cho đến hiện đại, từ những cơ
sở sản xuất nhỏ mang tính chất truyền thống đến những nhà máy rất lớn được
trang bò rất hiện đại. Đối với công nghiệp sản xuất gốm xây dựng, trong những
năm gần đây đã được chú trọng và phát triển rất mạnh mẽ, trong đó điển hình là
gạch men, gạch ceramic, sứ vệ sinh, các loại gạch, ngói đã từng bước đáp ứng
được nhu cầu sử dụng ở trong và ngoài nước và ngày càng phát triển cả về số
lượng lẩn chất lượng. Cho đến nay có thể nói ngành gốm sứ xây dựng ở Việt Nam
đã có thể cung cấp cho toàn bộ quá trình xây dựng ở trong nước, đôi khi cũng dẫn
đến tình trạng cung lớn hơn cầu. Tuy nhiên đó chỉ mới là những biểu hiện tạm
thời, vì theo những dự báo của chính phủ trong những năm sắp tới, sẽ có những
thiếu hụt lớn do nhu cầu xây dựng ngày càng tăng của xã hội, vì vậy ngành vật
liệu xây dựng nói chung và ngành gốm nói riêng cần phải đẩy nhanh hơn nữa tiến

độ phát triển để có thể phục vụ nhu cầu của xã hội trong những năm sắp tới.
Trước đây trên thò trường phía Nam số lượng nhà máy sản xuất các sản phẩm
gốm sứ rất ít. Thời điểm bấy giờ, mức sống người dân còn thấp nhu cầu về các
sản phẩm có chất lượng cao và tiện nghi như các sản phẩm gốm sứ chưa phát huy
được tác dụng. . Nhưng trong những năm gần đây thò trường vật liệu xây dựng đặc
biệt là thò trường gốm sứ đã trở nên hết sức sôi động. Nắm bắt được nhu cầu này,
hàng loạt các công ty sản xuất gốm sứ xây dựng cả trong nước và nước ngoài đã
được thành lập. Ngoài các công ty trong nước như Thiên Thanh, Thanh Thanh,
gạch Sài Gòn Viglacera… còn có các nhãn hiệu nổi tiếng của các hãng nước ngoài
như American Home, ToTo… Hiện nay với hàng loạt các công ty sản xuất gốm sứ
như vậy lượng các sản phẩm sản xuất đã đáp ứng được phần nào nhu cầu của
người dân. Tuy nhiên với tốc độ phát triển của ngành xây dựng hiện nay chỉ trong
vài năm nữa thì sản lượng sản phẩm sản xuất sẽ không đủ để cung cấp cho thò
trường.
Trong tình hình xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu xây dựng gia tăng, các
vật liệu gốm như tấm ốp, lát là vật liệu không thể thiếu, chiếm một số lượng lớn
trong xây dựng công trình. Tóm lại việc đầu tư xây dựng một nhà máy sản xuất
gạch lát nền trong thời điểm hiện nay là hết sức cần thiết và có lợi.
Trong giới hạn cho phép của đồ án môn học, em xin giới thiệu sơ lược về
gạch lát nền tráng men với đề tài : THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẤY GẠCH
LÁT NỀN TRÁNG MEN CÔNG SUẤT 2 triệu m2/năm.

Trang 2

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

2. Tổng quan về sản phẩm gốm sứ xây dựng :
2.1 Sản phẩm gốm xây dựng :
Vật liệu gốm xây dựng là vật liệu đá nhân tạo nung, được sản xuất từ
nguyên liệu chính là đất sét bằng cách tạo hình và nung ở nhiệt độ cao. Ngày nay
để sản xuất loại vật liệu này bên cạnh đất sét người ta còn dùng các loại nguyên
liệu khoáng khác , các oxít tinh khiết… Loại vật liệu gốm mới khắc phục được
nhược điểm của gốm cổ truyền.
Trong xây dựng hiện đại vật liệu gốm được dùng trong nhiều chi tiết kết cấu
của nhà cửa từ khối xây, ốp trang trí mặt ngoài và bên trong nhà đến cốt liệu rỗng
cho loại bêtông nhẹ tiên tiến. Các sản phẩm sứ vệ sinh và đồ dùng gia đình được
dùng rộng rãi trong đời sống hàng ngày. Các sản phẩm gốm bền axít, bền nhiệt
được dùng trong công nghiệp hóa học, luyện kim và các nghành công nghiệp
khác.
Ưu điểm chủ yếu của vật liệu gốm là có độ bền và tuổi thọ cao, từ nguyên
liệu đòa phương có thể sản xuất ra các sản phẩm khác nhau thích hợp với các yêu
cầu sử dụng , công nghệ sản xuất đơn giản, giá thành hạ. Song vật liệu gốm vẫn
còn những nhược điểm là: giòn, dễ vỡ, tương đối nặng, khó cơ giới hóa xây dựng…
Sản phẩm gốm xây dựng rất đa dạng về chủng loại và tính chất, bao gồm :
vật liệu xây, vật liệu lợp, vật liệu lát, vật liệu ốp, sản phẩm cách nhiệt, cách ẩm,
sản phẩm chòu lửa, sản phẩm chòu axit, các sản phẩm ống nước…
2.2 Gạch lát nền tráng men :

Các loại gạch men trên thò trường như : gạch men lát nền, gạch men ốp tường
trong và ngoài công trình, gạch granite, gạch mosaik, ... đều là những chủng loại
khá phong phú của gạch ốp ceramic nói chung. Tuy nhiên quan trọng và thông
dụng nhất hiện nay vẫn là gạch men ốp tường và gạch men lát nền.
Vì vậy, sản phẩm mà nhà máy chọn để sản xuất là gạch ốp lát tráng men với
hai loại kích thước khác nhau : 400×400 mm và 300×300 mm. Sản phẩm dạng tấm
mỏng, hình vuông, thẳng cạnh, trên bề mặt được phủ lớp men trang trí trắng có

xen màu hoặc in hoa, lớp men này có thể bóng hoặc mờ (tùy theo công nghệ sản
xuất).
Đặc tính kỹ thuật gạch lát nền tráng men :
+ Kích thước
: 300×300×9 và 400×400×10
+ Khối lượng thể tích
: 1 900 kg/m3
+ Độ hút nước
: Hp = (3 ÷ 6)%
+ Độ bền uốn
: σu ≥ 220 (kg/cm2)
+ Độ cứng bề mặt Morh : ≥ 5
+ Hệ số dãn nở nhiệt, từ nhiệt độ phòng thí nghiệm lên 100oC : ≤ 9.10-6 K-1
+ Độ bền nhiệt : thử 10 lần với 5 viên mẫu ở nhiệt độ : (105 ÷ 110)oC. Sau
Trang 3

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

đó làm lạnh trong nước ở nhiệt độ : (18 ÷ 20) oC thì không rạn men

Nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất tấm lát nền là loại đất sét dẻo chất lượng
cao, nhiệt độ kết khối thấp, khả năng liên kết cao và có khoảng nhiệt độ nóng
chảy rộng.
Thành phần hoá học của cao lanh và đất sét, sử dụng trong sản xuất tấm lát
dao động trong giới hạn rộng

TPHH

SiO2

Al2O3

Fe2O3

TiO2

CaO + MgO

Na2O + K2O

MKN

Cao lanh
Đất sét

48-55
55-64

27-32
22-25

≤1
<3

≤ 0.2
≤ 0.2

0.2-0.4
0.2-0.5

<1
<1

8-9
10 -12

Theo thành phần khoáng, đất sét tốt nhất là kaolinit, thủy mica có hàm lượng
mica lớn, còn hàm lượng thạch anh thấp.
Để điều chỉnh các tính chất công nghệ người ta đưa vào các vật liệu phụ gia
là các chất làm gầøy và chất trợ dung (20-30%), còn để các tấm có màu như ý
muốn người ta sử dụng các chất màu. Vật liệu gầy là samốt nghiền mòn hay từ các
mãnh vỡ của tấm đã nung …
Chất lượng của tấm lát nền phụ thuộc vào thành phần cỡ hạt có kích thước
nhỏ hơn 1 m trong phối liệu. Hàm lượng tối ưu của nhóm cỡ hạt này nằm trong
giới hạn 60-75%.
Lớp men phủ là tăng tuổi thọ của tấm lát, mở rộng chủng loại mặt hàng sản
phẩm. Lớùp men phủ có độ cứng và độ bền chống mài mòn cao. Nguyên liệu chủ
yếu để chế tạo men là đất sét, cao lanh, cát, đá phấn…

Trang 4

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

3. Đòa điểm xây dựng nhà máy :
3.1 Điều kiện đòa chất thủy văn khu vực :
Theo các số liệu được cung cấp trong giai đoạn khảo sát thăm dò đòa chất
khu vực và đã được các phòng thí nghiệm kiểm chứng, khu đất dự kiến xây dựng
nhà máy có nền đất chất lượng tốt, mực nước ngầm nằm sâu trong lòng đất và khá
ổn đònh. Lớp đất dự kiến đặt móng xây dựng nhà máy là lớp đất có cường độ chòu
lực rất cao. Công tác xây dựng nhà máy sẽ giảm được đáng kể các chi phí trong
xây dựng cơ bản .
Các số liệu về khí tượng thủy văn của khu vực Bình Dương do đài khí tượng
Nam Bộ cung cấp như sau:
Lượng mưa trung bình trong tháng của các năm 1975-1993 :
Tháng
QTB
(mm)

1

2

3

4.2

1.8

4.2

4

5

6
247.
8

52.9 155

7
273.
1

8
264.
1

9
254.
8

10
258.
1

11
106.
3

Lượng mưa trung bình của các năm là : QTB = 1540.3 mm

Lượng mưa thấp nhất trong các năm là :Qmin =897 mm (1991)
Lượng mưa lớn nhất trong các năm là : Qmax = 2393 mm (1982 )
Theo các số liệu trên thì trong một năm có sáu tháng mùa mưa từ tháng 5 đến
tháng 11 và các tháng còn lại trong năm là mùa khô. Điều này đòi hỏi nhà máy
phải có kế hoạch sản xuất phù hợp.
3.2 Các điều kiện khách quan khác :
Bình Dương là tỉnh kề cận thành phố Hồ Chí Minh là một đòa bàn có thuận
lợi về nguồn lực và có ưu thế rất lớn trong việc sản xuất vật liệu xây dựng.
Hệ thống đường sá cơ sở hạ tầng của Bình Dương khá tốt, rất thuận lợi cho
công việc vận chuyển máy móc thiết bò xây dựng nhà máy cũng như vận chuyển
sản phẩm đi tiêu thụ. Thời gian vận chuyển sản phẩm vào thành phố chỉ mất
khoảng 45 phút đến một tiếng. Mặt khác, nguyên vật liệu được vận chuyển từ nới
hoàn toàn theo hệ thống đường giao thông đã phát triển. Các xe tải vận chuyển
không phải đi qua thành phố nên tránh được các rắc rối về không gian cũng như
thời gian. Duy nhất, chúng ta chỉ tốn chi phí xây dựng đường giao thông trong nhà
máy và hệ thống đường giao thông trong mỏ khai thác.

Trang 5

SVTH : Cù Thò Hồng Yến

12
18


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

Đặc biệt hệ thống cung cấp điện nước của tỉnh Bình Dương đã phát triển rất

hoàn chỉnh, đây là điều rất quan trọng và có ý nghóa quyết đònh đến việc lựa chọn
đòa điểm xây dựng nhà máy. Từ hệ thống điện lưới quốc gia đến nhà máy chỉ 200
m, chi phí về xây dựng hệ thống điện trong nhà máy do đó sẽ được giảm thiểu tối
đa. Nhu cầu về điện năng được bảo đảm dẫn đến tính ổn đònh trong sản xuất của
nhà máy. Bên cạnh đó, các nhu cầu về gas trong khâu sấy và nung sản phẩm cũng
dễ dàng được đáp ứng một cách nhanh chóng. Nhà máy gas Dinh Cố chỉ cách
Bình Dương 80 km trong khi đó hệ thống đường sá từ nhà máy về Bình Dương rất
hoàn hảo.
Một ưu điểm nữa trong sự lựa chọn xây dựng nhà máy ở Bình Dương là:
nhà máy đặt ở gần thành phố Hồ Chí Minh, đây là một môi trường xây dựng hết
sức sôi nổi và sẽ là thò trường chính tiêu thụ sản phẩm của nhà máy. Nhu cầu xây
dựng trong những năm qua gia tăng một cách chóng mặt và kéo theo đó là nhu cầu
về các sản phẩm gạch ceramic. Thò trường thành phố Hồ Chí Minh là một thò
trường rộng lớn và rất hứa hẹn. Hơn nữa nhà máy cũng sẽ dễ dàng tuyển mộ được
lực lượng lao động với giá nhân công rẻ tại đây, lực lượng cán bộ kỹ thuật mà chủ
yếu là các kỹ sư cũng dễ dàng được chọn lựa qua trường đại học Bách Khoa
thành phố Hồ Chí Minh.
Cuối cùng, Bình Dương tập trung khá đông các nhà máy công nghiệp, nhà
máy sản suất gạch ceramic đặt ở đây có thể liên kết với các nhà máy xí nghiệp
khác về phương diện chuyên môn hóa sản xuất và hợp tác hóa theo tuyến cung
cấp điện nước, giao thông vận tải, sửa chữa và tiện lợi sinh hoạt công cộng.
Vi vậy, nhà máy được chọn đặt ở Bình Dương vì ở đó có nhiều điều kiện chủ
quan và khách quan hết sức thuận lợi.

Trang 6

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

PHẦN II

CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Trang 7

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

1. Chế độ làm việc của nhà máy :
Số ngày làm việc trong năm
: 365
Số ngày nghỉ ca ba, ngày lễ, ngày chủ nhật
: 8 + 52 = 60
Số ngày duy tu, bảo dưỡng thiết bò
: 10
ngày
Số ngày làm việc trong phân xưởng gia công tạo hình
: 300
ngày
Số ngày làm việc trong phân xưởng sấy, nung
: 280
Số ca làm việc trong phân xưởng tạo hình

:2
Số ca làm việc trong phân xưởng sấy, nung
:3

ngày
ngày

ngày
ca
ca

2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất gạch lát nền tráng men :
Quá trình sấy :

máy sấy phun
P=0.5%

W=5%

bunke dự trữ
P=0.5%

W=5%

máy ép thủy lực
P=0.5%

W=5%

máy sấy đứng

P=0.5%

W=1%

3. Cân bằng vật chất phân xưởng sấy :
3.1. Loại gạch 300×300 : 1.0 triệu m2 / năm :
3.1.1. Tính cân bằng theo số lượng viên sản phẩm :
Công suất nhà máy :
Xo
= 1 000 000 m2/năm
= 11 000 000 viên /năm
Năng suất của phân xưởng sấy có kểû đến hao hụt qua máy sấy đứng :
X1
-

11000000 × 100
100 − 0.5

= 11 055 276 (viên/năm)

X 1×100

= 100 − P
2

=

11055276 × 100
100 − 0.5

= 11 110 831 (viên/năm)

Năng suất của phân xưởng sấy có kể đến hao hụt qua bunke dự trữ :
X3

-

=

Năng suất của phân xưởng sấy có kể đến hao hụt qua máy ép thủy lực :
X2

-

X 0×100

= 100 − P
1

X 2×100

= 100 − P
3

=

11110831 × 100
100 − 0.5

= 11 166 664 (viên/năm)

Năng suất của phân xưởng sấy có kể đến hao hụt qua máy sấy phun :
Trang 8

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

X 4×100

X4

11166664 × 100

= 100 − P
=
= 11 222 778 (viên/năm)
100 − 0.5
4
3.1.1.1 Tính cân bằng có kể đến hao hụt qua máy sấy đứng :
Tính theo tháng :
X1tháng =
-

11055276
= 921 273
12

(viên/tháng)

11055276
X1
=
= 39 483
280
280

(viên/ngày)

Tính theo ca :
X1ca

-

=

Tính theo ngày :
X1ngày =

-

X1
12

=

X 1ngay

3

=

39483
3

= 13 161

(viên/ca)

=

13161
8

= 1 645

(viên/giờ)

Tính theo giờ :
X1giờ =

X 1ca
8

3.1.1.2 Tính cân bằng có kể đến hao hụt qua máy ép thủy lực :
Tính theo tháng :
X2tháng =
-

11110831
X2
=
= 39 682
280
280

(viên/ngày)

Tính theo ca :
X2ca

-

(viên/tháng)

Tính theo ngày :
X2ngày =

-

11110831
X2
=
= 925 903
12
12

=

X 2ngay
3

=

39682
3

= 13 227

(viên/ca)

=

13227
8

= 1 653

(viên/giờ)

Tính theo giờ :
X2giờ =

X 2ca
8

3.1.1.3 Tính cân bằng có kể đến hao hụt qua bunke dự trữ :
Tính theo tháng :

X3tháng =
-

11166664
= 930 555
12

(viên/tháng)

11166664
X3
=
= 39 881
280
280

(viên/ngày)

Tính theo ca :
X3

-

=

Tính theo ngày :
X3ngày =

-

X3
12

ca

=

X 3ngay
3

=

39881
3

= 13 294

(viên/ca)

Tính theo giờ :

Trang 9

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

X3giờ =

X 3ca
8

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

=

13294
8

= 1 662

(viên/giờ)

3.1.1.4 Tính cân bằng có kể đến hao hụt qua máy sấy phun :
Tính theo tháng :
X4tháng =
-

11222778
X4
=
= 40 081
280
280

(viên/ngày)

Tính theo ca :
X4ca

-

(viên/tháng)

Tính theo ngày :
X4ngày =

-

11222778
X4
=
= 935 231
12
12

=

X 4ngay
3

=

40081
3

= 13 360

(viên/ca)

=

13360
8

= 1 670

(viên/giờ)

Tính theo giờ :
X2giờ =

X 2ca
8

3.1.2. Tính cân bằng theo khối lượng :
Trọng lượng thể tích gạch lát nền tráng men : γ0 = 1.9 T/m3
Độ ẩm trước sấy
: W1 = 5%
Độ ẩm sau sấy
: W2 = 1%
Chiều dày viên gạch d = 9 mm = 0,009 m
Thể tích của viên gạch Vo = 0.3 × 0.3 × 0.009 = 8.1 × 10-4 m3
3.1.2.1 Tính cân bằng có kể đến độ ẩm W1=1% qua máy sấy đứng :
Tính theo tháng :
thang
× Vo × (1 + W1 ) × γ o
G1tháng = X 1
-

-

-

= 921 273 × 8.1 × 10-4(1+0.01) × 1.9
Tính theo ngày :
ngay
G1ngày = X 1 × Vo × (1 + W1 ) × γ o
= 39 483 × 8.1 × 10-4(1+0.01) × 1.9
Tính theo ca :
G1ca = X 1ca × Vo × (1 + W1 ) × γ o

= 1 432.02 (Tấn/tháng)

= 13 161 × 8.1 × 10-4(1+0.01) × 1.9
Tính theo giờ :
gio
G1giờ = X 1 × Vo × (1 + W1 ) × γ o
= 1 645 × 8.1 × 10-4(1+0.01) × 1.9

= 20.46 (Tấn/ca)

Trang 10

= 61.37 (Tấn/ngày)

= 2.56 (Tấn/giờ)

SVTH : Cù Thò Hồng Yến

Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

3.1.2.2 Tính cân bằng có kể đến độ ẩm W2=5% qua máy ép thủy lực :
Tính theo tháng :
thang
× Vo × (1 + W2 ) × γ o
G2tháng = X 2
-

-

-

= 925 903 × 8.1 × 10-4(1+0.05) × 1.9
Tính theo ngày :
ngay
G2ngày = X 2 × Vo × (1 + W 2) × γ o
= 39 682 × 8.1 × 10-4(1+0.05) × 1.9
Tính theo ca :
G2ca = X 2ca × Vo × (1 + W2 ) × γ o

= 1 496.21 (Tấn/tháng)

= 13 227 × 8.1 × 10-4(1+0.05) × 1.9
Tính theo giờ :
gio

G2giờ = X 2 × Vo × (1 + W2 ) × γ o
= 1 653 × 8.1 × 10-4(1+0.05) × 1.9

= 21.37 (Tấn/ca)

= 64.12 (Tấn/ngày)

=2.67 (Tấn/giờ)

3.1.2.1 Tính cân bằng có kể đến độ ẩm W3=5% qua bun ke dự trữ :
Tính theo tháng :
thang
× Vo × (1 + W3 ) × γ o
G3tháng = X 3
-

-

-

= 930 055 × 8.1 × 10-4(1+0.05) × 1.9
Tính theo ngày :
ngay
G3ngày = X 3 × Vo × (1 + W3 ) × γ o
= 39 881 × 8.1 × 10-4(1+0.05) × 1.9
Tính theo ca :
G3ca = X 3ca × Vo × (1 + W3 ) × γ o

= 1503.73 (Tấn/tháng)

= 13 294 × 8.1 × 10-4(1+0.05) × 1.9
Tính theo giờ :
gio
G3giờ = X 3 × Vo × (1 + W3 ) × γ o
= 1 662 × 8.1 × 10-4(1+0.05) × 1.9

= 21.48 (Tấn/ca)

= 64.45 (Tấn/ngày)

= 2.69 (Tấn/giờ)

3.1.2.1 Tính cân bằng có kể đến độ ẩm W4=5% qua máy sấy phun :
Tính theo tháng :
thang
× Vo × (1 + W4 ) × γ o
G4tháng = X 4
-

-

= 935 231 × 8.1 × 10-4(1+0.05) × 1.9
Tính theo ngày :
ngay
G4ngày = X 4 × Vo × (1 + W4 ) × γ o
= 40 081 × 8.1 × 10-4(1+0.05) × 1.9
Tính theo ca :
G4ca = X 4ca × Vo × (1 + W4 ) × γ o
= 13 360 × 8.1 × 10-4(1+0.05) × 1.9
Trang 11

= 1 511.29 (Tấn/tháng)

= 64.77 (Tấn/ngày)

= 21.59 (Tấn/ca)
SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng
-

3.2.

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

Tính theo giờ :
gio
G4giờ = X 4 × Vo × (1 + W4 ) × γ o
= 1 670 × 8.1 × 10-4(1+0.05) × 1.9

= 2.7 (Tấn/giờ)

Loại gạch 400×400 : 1.0 triệu m2 / năm :
-

Trọng lượng thể tích gạch lát nền tráng men : γ0 = 1.9 T/m3
Độ ẩm trước sấy
: W1 = 5%
Độ ẩm sau sấy

: W2 = 1%
Chiều dày viên gạch d = 10 mm = 0,01 m
Thể tích của viên gạch Vo = 0.4 × 0.4 × 0.01 = 16 × 10-4 m3
Công suất nhà máy :
Xo
= 1 000 000 m2/năm
= 6 250 000 viên /năm

Tính toán tương tự như gạch 300×300, kết quả tính toán trình bày trong
bảng cân bằng vật chất.

Trang 12

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

Bảng kết quả cân bằng vật chất theo sản phẩm (viên) gạch lát nền
tráng men 300×300 :
STT

Công nghệ

Hao hụt

1
2

3
4

Máy sấy phun
Bunke dự trữ
Máy ép thủy lực
Máy sấy đứng

0.5
0.5
0.5
0.5

NS theo
tháng
935 231
930 555
925 903
921 273

NS theo
ngày
40 081
39 881
39 682
39 483

NS theo
ca
13 360

13 294
13 227
13 161

NS theo
giờ
1 670
1 662
1 653
1 645

Bảng kết quả cân bằng vật chất theo khối lượng (Tấn) :
STT
1
2
3
4

Công nghệ
Máy sấy phun
Bunke dự trữ
Máy ép thủy lực
Máy sấy đứng

Hao
hụt
0.5
0.5
0.5
0.5

Độ
ẩm
5%
5%
5%
1%

NS theo
tháng
1511,29
1503,73
1496,21
1432,02

NS theo
ngày
64,77
64,45
64,12
61,37

NS theo
ca
21,59
21,48
21,37
20,46

NS theo

giờ
2,70
2,69
2,67
2,56

Bảng kết quả cân bằng vật chất theo sản phẩm (viên) gạch lát nền
tráng men 400×400 :
STT

Công nghệ

Hao hụt

1
2
3
4

Máy sấy phun
Bunke dự trữ
Máy ép thủy lực
Máy sấy đứng

0.5
0.5
0.5
0.5

NS theo

tháng
531 382
528 725
526 081
523 451

NS theo
ngày
22 773
22 660
22 546
22 434

NS theo
ca
7 591
7 553
7 515
7 478

NS theo
giờ
949
944
939
935

Bảng kết quả cân bằng vật chất theo khối lượng (Tấn) :
STT
1

2
3
4

Công nghệ
Máy sấy phun
Bunke dự trữ
Máy ép thủy lực
Máy sấy đứng

Hao
hụt
0.5
0.5
0.5
0.5

Độ
ẩm
5%
5%
5%
1%

NS theo
tháng
1696,17
1687,69
1679,25
1607,20

Trang 13

NS theo
ngày
72,69
72,33
71,97
68,88

NS theo
ca
24,23
24,11
23,99
22,96

NS theo
giờ
3,03
3,01
3,00
2,87

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

PHẦN III

THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ

Trang 14

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất gạch lát nền tráng men :

Trang 15

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

nguyên liệu gầy
(xương gốm, tràng thạch, cát)

nguyên liệu dẻo
kho nguyên liệu

kho nguyên liệu

máy cắt thái

máy đập hàm

nước

máy nghiền bi ướt

chất trợ nghiền

bể dự trữ
máy sấy phun

bunke dự trữ
máy ép thủy lực
máy sấy đứng
hệ thống tráng men
in hoa văn bề mặt
hệ thống tích gạch
lò nung Roller
phân loại
kho thành phẩm

Trang 16

SVTH : Cù Thò Hồng Yến

Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

2. Biện luận dây chuyền công nghệ sản xuất :
Dây chuyền công nghệ sản xuất gạch lát nền thuộc loại dây chuyền liên tục,
hoạt động theo nguyên tắc các thiết bò gia công, tạo hình, nung không di động, mà
chỉ có sản phẩm chuyển động. Đây là loại dây chuyền được sử dụng thông dụng
trong công nghệ sản xuất gốm nói chung và công nghệ sản xuất gạch lát nền nói
riêng. Do đặc tính chung trong sản xuất :
+ Với khối lượng nguyên vật liệu chiếm chỗ nhiều, khối lượng dự trữ phục
vụ cho sản xuất lớn nhằm đảm bảo tính ổn đònh trong sản xuất, đảm bảo khả năng
cung cấp sản phẩm trên thò trường có chủ động, tạo khả năng cạnh tranh mạnh...
+ Các đặc tính kỹ thuật trong các công đoạn yêu cầu cao và khác biệt nhau
nhiều.
+ Sản phẩm được sản xuất là loại sản phẩm cao cấp.
Vì vậy, dây chuyền công nghệ để sản xuất thường được tổ chức theo dây
chuyền liên tục mà không theo các nguyên tắc tổ chức khác như theo phương pháp
bệ, phương pháp stand...
3. Thuyết minh dây chuyền sản xuất :
Trong dây chuyền công nghệ sản xuất gạch lát nền tráng men, được chia ra
làm 4 công đoạn và được tổ chức làm phân xưởng trong quá trình sản xuất.
3.1 Gia công phối liệu : theo phương pháp ướt :
+ Phương pháp khai thác nguyên liệu sản xuất :
Dùng thiết bò máy ủi bốc lớp phủ mặt khoảng 40 – 50 cm tùy thuộc vào đòa
chất phân bố của vùng đó để có thể khai thác được lớp đất sét, cao lanh với hàm
lượng tinh cao.
Dùng thiết bò máy xúc (có thể thêm máy ủi phụ trợ đối với vùng đất cứng), xúc
vật liệu lên thiết bò vận chuyển, là các loại xe chuyên chở thông dụng như : xe tải,

xe ben, cũng có thể dùng xe goòng để vận chuyển nếu như khoảng cách vận
chuyển cho phép tức vò trí phân xưởng gia công được đặt cạnh vùng khai thác
nguyên liệu.
Tràng thạch, cát và phế liệu khi nung.
• Phế liệu khi nung, là những phế phẩm sản xuất gạch dùng xe goòng vận
chuyển về kho chứa chờ gia công.
• Cát thường dùng là loại cát quắc mà không phải là loại cát thông thường
trong xây dựng, là loại vật liệu mà thành phần hóa học SiO 2 không phải
tồn tại ở dạng tinh thể như trong cát dùng trong xây dựng nhà cửa
thường được khai thác tại các lưu vực, lòng sông, suối,...mà tồn tại ở
dạng vô đònh hình,...
Trang 17

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

• Tràng thạch thuộc loại fenpath, thường được nhập ở các nước trong khu
vực, được đóng thành bao khi vận chuyển, ở nước ta mới chỉ hình thành
một nhà máy chyên khai thác tràng thạch bán cho các nhà máy sản xuất
gạch ốp lát ở Yên Bái. Do sự phân bố và trữ lượng ở vùng này khá lớn
+ Tiến hành gia công nguyên liệu đã khai thác :
Nguyên liệu sau khai thác được đưa qua 2 dây chuyền gia công khác nhau.
• Đất sét và cao lanh được đưa qua máy cắt thái đâùt để làm nhỏ hạt, do
đặc tính rất mềm của 2 loại nguyên liệu này. Sau đó được đưa qua bể
khuấy bùn, thông qua thiết bò đònh lượng nhằm đảo bảo tính hòa trộn
đồng đều và đảm bảo hàm lượng tính toán.

• Kích thước tràng thạch được nhập về đạt khoảng: 25 mm, đã được gia
công sơ bộ bằng máy đập hàm hoặc đập nón. Tràng thạch mua về đưa
qua máy nghiền trục để đạt kích thước d < 10 mm. Qua thiết bò đònh
lượng đảm bảo hàm lượng tràng thạch, cát hoặc thêm phế liệu nung đưa
vào máy nghiền bi ướt.
• Sản phẩm ra ở máy nghiền bi ướt đưa qua bể khuấy để đạt một hỗn hợp
đồng nhất có độ phân tán cao và độ ẩm pha trộn W =32% - 37%. Qua
sàng rung điện từ loại bỏ Fe2O3 lẫn vào và có trong phối liệu. Đây là
thành phần ôxýt không mong muốn có trong phối liệu tạo xương bởi khi
có mặt trong xương sản phẩm sẽ làm thay đổi màu sắc của men khi
tráng men.
• Đưa qua sấy phun, là dụng cụ sấy hỗn hợp sau khuấy trộn hoạt động
theo cơ chế phun hỗn hợp vào môi trườn nhiệt độ cao, tạo ra do các
ngọn lửa phụt và môi trường. Sản phẩm sau sấy phun là loại bột ép
W=3% - 5%, do ứng suất nhiệt khi sấy khô hỗn hợp ướt làm vỡ nhỏ hạt.
3.2. Tạo hình sản phẩm : theo phương pháp bán khô
Do đặc tính tạo hình của sản phẩm, tạo hình theo phương pháp ép thủy lực.
Để đảm bảo tính tạo hình tốt, sản phẩm tạo hình cần có đặc tính sau:
+ Là một cấu trúc được nén chặt và có cường độ.
+ Độ ẩm thấp nhất có thể, để hạn chế co ngót gây nứt nẻ khi nung.
Các bước tiến hành :
Bột ép thu được từ quá trình gia công, được đưa vào các bunke chứa ,bột ép
được đưa vào máy ép thủy lực thông qua gầu nâng. Bột ép được đưa vào thùng
chứa của máy ép thủy lực, xuống khuôn ép, với chiều cao bột liệu được tính toán
trước trong mỗi bậc ép, việc tính toán dựa vào độ tơi xốp K của bột ép được sử
dụng, hệ số K được tiến hành thí nghiệm thực tế trên loại bột ép đem tạo hình

Trang 18

SVTH : Cù Thò Hồng Yến

Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

bằng thí nghiệm ép bột liệu thực tế, từ đó xác đònh độ tơi xốp của bột ép. Chế độ
ép được tiến hành theo 2 bậc ép :
+ Lực ép bậc 1, P1 =150 kG/cm2
+ Lực ép bậc 2, P2 = 300 kG/cm2
Do với lực ép 300 kG/cm2, nếu tiến hành ép một bậc sẽ phát sinh hiện tượng
quá nén, gây vỡ gạch.
3.3.

Công đoạn sấy nung :

Việc sấy sản phẩm sau tạo hình, để sản phẩm trước khi nung có độ ẩm nhỏ
hạn chế hiện tượng co ngót gây nứt nẻ của sản phẩm khi nung, công đoạn này tiêu
hao thêm một lượng nhiên liệu, tạo nhiệt độ sấy sẽ tăng chi phí sản xuất nhưng
ngày nay công đoạn này được bố trí cùng với công đoạn nung sản phẩm và nguồn
nhiệt dùng sấy sản phẩm tạo hình được tận dụng từ nguồn nhiệt dư thừa của quá
trình nung sản phẩm, được dẫn đến buồng sấy thông qua hệ thống đường mà trong
công tác thiết kế đã được tính toán kỹ.
Sau khi sấy khô, sản phẩm được phun ẩm bề mặt, đây là hoạt động làm trơn
láng bề mặt sản phẩm, tạo độ trơn láng khi tráng men sản phẩm, đảm bảo yêu cầu
men được phân bố đồng đều trên toàn bề mặt sản phẩm tráng men. Tạo việc hình
thành lớp men đồng đều trên sản phẩm sau khi nung, tạo yếu tố thẩm mỹ, cũng
như hạn chế những nhân tố không thể hoặc chưa kiểm soát được trong quá trình
nung. Việc tráng men được thực hiện theo từng lớp : men lót, men nền, men hoa
văn màu.

Lò nung sử dụng là thiết bò lò nung tunel với cấu tạo của thiết bò di chuyển
băng tải, thay cho hệ thống ray. Tốc độ nung có thể điều chỉnh trong các khoảng
nhiệt độ khác nhau, thời gian nung rút ngắn rất nhiều do sử dụng chế độ nung
nhanh vì có lớp men lót trung hòa xương và mentrong thời gian ngắn, ngày nay đạt
40–45 phút, có thể đạt 35 phút so với trước đây khoảng 10–12 giờ.
Do yêu cầu của đồ án, để thể hiện được các công đoạn liên quan đến quá
trình sấy, trong bản vẽ em chỉ thể hiện từ máy sấy phun → bunke dự trữ → máy
ép thủy lực → máy sấy đứng.

Trang 19

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

PHẦN III

LỰA CHỌN CÁC THIẾT
BỊ

Trang 20

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

1. Máy sấy phun :
Phối liệu trước khi ép cần được sấy. Giai đoạn sấy này có tác dụng chuyển
phối liệu từ dạng bùn (huyền phù) với độ ẩm cao W = 32% sang dạng bột ép khô
với độ ẩm thấp W = 5%, đáp ứng được yêu cầu về bột phối liệu tạo hình.
Ở đây, ta chọn thiết bò cho công tác này máy sấy mà bùn phối liệu được
làm gầy ở dạng phun ngược chiều với dòng hơi không khí nóng, gọi là thiết bò sấy
phun. Tính ưu việt cơ bản của sấy phun là giúp cho nguyên liệu được đồng nhất
(trên quan điểm hóa học) và dễ dàng đạt được các cỡ hạt thích hợp.

Theo tính toán cân bằng vật chất thì khối lượng bột ép (w = 5%) cần thiết
cho 1 giờ là:
2.7 + 3.03 = 5.73 (T/h) = 5 730
(kg/h)
Lượng nước có trong bột ép w = 5% (còn lại sau khi sấy phun) là:
5 730 ×

5
100

= 286.5

(kg/h)

Lượng nước có trong bùn phối liệu w =32% (trước khi sấy phun) là:
32
× (5 730 -286.5)
68

= 2 561.65

(kg/h)

Lượng nước bốc hơi thực tế trong thiết bò sấy phun (năng suất bốc hơi tính
theo giờ) là:
2 561.65 – 286.5
= 2 275.15 (kg/h)

Trang 21

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

Ta phải chọn thiết bò sấy phun có năng suất bốc hơi lớn hơn thực tế khoảng
20%. Vì vậy ta phải chọn thiết bò có năng suất bốc hơi lớn hơn :
2 275.15 × (1 + 0,2)
= 2 730.18 (kg/h)
⇒ Chọn thiết bò sấy phun có các thông số kỹ thuật sau :
+ Số lượng tháp sấy chính
: 1 (cái)
+ Số lượng cyclon tách lọc bụi : 4 (cái)
+ Đường kính tháp sấy
: 4.56 (m)
+ Chiều cao của toàn bộ thiết bò : 13.8 (m)
2. Tính bunke chứa bột ép :

* Chọn bunke có kích thước sơ bộ như sau :
+ Chiều dài cạnh đáy trên : a = 2.5 m
+ Chiều dài cạnh đáy dưới : b = 0.2 m
+ Góc chảy tự nhiên : α = 60o
Chiều cao phần hình chóp cụt :
h2 =

a−b
2.5 − 0.2
× tgα =
× tg 60 o = 2 (m)
2
2

Thể tích phần hình chóp cụt :

1
× (a2 + b2 + a.b) × h2
3
1
= × (2.52 + 0.22 + 2.5 × 0.2) × 2= 4.53 (m3)
3

V2 =

* Theo tính toán cân bằng vật chất thể tích bột ép yêu cầu cho 1 ngày sản xuất
là :
V = 32.3 + 36.26 = 68.56 (m3)
b

V1

h1
a

V2
α
a

b

Khi tính chọn bunke chứa bột ép, yêu cầu dung tích bunke phải đủ chứa bột ép
cho 1 ngày sản xuất, do đó dung tích toàn bộ bunke là:
Trang 22

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

V = 68.56 (m3)

Trang 23

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

* Nhưng nếu 1 bunke mà chứa lượng phối liệu trên sẽ có độ cao rất lớn vì thế ta
sử dụng 3 bunke cung cấp phối liệu song song để trữ. Vậy thể tích bột ép mà 1
bunke phải chứa là:
V=

68.56
= 22.85 (m3).
3

Suy ra, thể tích phần hình hộp chữ nhật của bunke:
V1 = V – V2 = 22.85 – 4.53 = 18.32 (m3)
Chiều cao của hình hộp chữ nhật:
h1 =

V1
a

2

=

18.32
2.5 2

≈ 2.93 (m)

Tổng chiều cao của bunke :

H = h1 + h2 = 2.93 + 2.0 = 4.93 (m)
* Bột ép trước khi tạo hình phải được ủ 24 giờ, chọn 2 bunke dự trữ. Số lượng
bunke cần thiết là :
3 × 2 + 2 = 8 (bunke)
- Vậy, có tất cả 8 bunke dùng để chứa bột ép. Các bunke đó đều có các thông
số kỹ thuật sau :
+ Tổng chiều cao : 4.93 (m)
+ Chiều cao phần chóp cụt : 2.0 (m)
+ Chiều cao phần hình hộp chữ nhật : 2.93 (m)
+ Thể tích toàn bộ bunke : 22.85 (m3)
+ Thể tích phần hình chóp cụt : 4.53 (m3)
+ Thể tích phần hình hộp chữ nhật : 18.32 (m3).
+ Chiều dài cạnh trên bunke : 2.5 (m)
+ Chiều dài cạnh dưới bunke : 0.2 (m)
+ Góc chảy tự nhiên : 60o
3. Máy ép thủy lực :
Mép ép khi tạo hình sản phẩm phải đồng đều, lực kết dính của bột ép là như
nhau trên cùng một sản phẩm và trên nhiều sản phẩm. Do đó, mục đích của việc
ép là phải tạo hình chuẩn cho bột ép chứ không được kết dính không đồng đều.

Trang 24

SVTH : Cù Thò Hồng Yến


Đồ án môn học : Gốm Xây Dựng

GVHD : ThS.Lê Anh Tuấn

Giả sử để ép được 1 viên gạch, máy thực hiện trong 3s.Vậy số viên gạch

máy ép được tối đa trong 1 ngày là :
86 400/3 = 28 800 (viên/ngày)
- Từ bảng cân bằng vật chất, ta có số gạch cần ép trong 1 ngày là :
+ Gạch 300×300 : 39 682 (viên/ngày)
+ Gạch 400×400 : 22 546 (viên/ngày)
⇒ Chọn 2 máy ép gạch 300×300
Chọn 1 máy ép gạch 400×400
4. Máy sấy đứng :
Thiết bò sấy kinh tế nhất hiện nay là loại máy sấy đứng vì nó có nhiều ưu điểm
so với các loại thiết bò sấy khác :
• Rút ngắn thời gian sấy nâng cao năng suất của nhà máy : chu kì
sấy là 45-60 phút
• Bố trí mặt bằng công nghệ dễ dàng, chiếm ít diện tích hơn so với
các thiết bò khác
• Nhiên liệu chính là gaz ít gây ra ô nhiễm môi trường.
Gạch mộc có độ ẩm W< 5% được chuyển vào lò sấy đứng qua hệ thống băng
tải. Chu kỳ sấy 45 phút và dùng không khí nóng để sấy sản phẩm mộc, các sản
phẩm mộc được vận chuyển bằng các Mangle qua hệ thống xích. Trên thiết bò sấy
này người ta bố trí các loại quạt tuần hoàn và quạt li tâm để phân phối dòng
không khí nóng được đồng đều trong qúa trình sấy.Ngoài ra còn có các đồng hồ đo

Trang 25

SVTH : Cù Thò Hồng Yến