Thiết kế sản xuất gạch ốp lát năng suất 2 triệu m2 năm lò con lăn (Thuyết minh+bản vẽ lò)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (612.11 KB, 34 trang )
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
LỜI MỞ ĐẦU
Đồ án môn học QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ là một môn học giúp cho sinh viên bước đầu
làm quen với việc tính toán đơn phối liệu, lựa chọn thiết bị phụ trợ cũng như tính toán sơ bộ kích
thước lò, tính nhiệt của quá trình cháy.... Và đây cũng là một trong những công việc mà kỹ sư
silicat có thể đảm nhiệm khi ra trường.
Nhiệm vụ đề tài của em là “Quy trình sản xuất gạch ốp lát năng suất 2 triệu m2/ năm”.
Để hoàn thành đồ án này, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của cô Nguyễn Vũ
Uyên Nhi, em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong bộ môn silicat. Vì bản
thân em chưa có nhiều kinh nghiệm trong thực tế nên trong quá trình thực hiện không thể tránh
khỏi sai sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Hà Quốc Thịnh
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
Mục lục
LỜI MỞ ĐẦU
1
Chương I TÍNH TOÁN ĐƠN PHỐI LIỆU XƯƠNG
4
1.1 Lựa chọn công nghệ
4
1.2 Tính toán đơn phối liệu cho gạch lát nền
4
1.3 Sơ đồ quy trình công nghệ
6
1.4 Tính cân bằng vật chất
7
1.5 Xác định nhiệt độ nung và hệ số dãn nở nhiệt của xương
9
Chương II TÍNH TOÁN ĐƠN PHỐI LIỆU CHO MEN
10
2.1 Chọn nguyên liệu cho men lót (Engobe)
10
2.1.1 Nguyên liệu sử dụng cho men lót
10
2.1.2
11
Tính đơn phối liệu cho men lót
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
2.1.3 Hệ số dãn nở nhiệt của men lót
12
2.1.4 Nhiệt độ nóng chảy của men lót
12
2.1.5 Tính cân bằng vật chất cho men lót
2.2 Chọn nguyên liệu cho men áo
13
14
2.2.1 Nguyên liệu sử dụng làm men áo
14
2.2.2
15
Tính toàn thành phần phối liệu men áo
2.2.3 Hệ số dãn nở nhiệt của men áo
2.2.4 Nhiệt độ nóng chảy của men áo
16
16
2.2.5 Tính cân bằng vật chất cho men áo
17
Chương III LỰA CHỌN THIẾT BỊ
3.1 Tổng quan
3.2 Máy nghiền bi
3.2.1 Cơ sở lựa chọn
3.2.2 Chọn máy nghiền bi
19
19
19
19
20
3.3 Thiết bị định lượng
22
3.4 Thiết bị sấy phun
22
3.4.1 Cấu tạo chính
22
3.4.2 Nguyên lý hoạt động
23
3.4.3 Lựa chọn thiết bị
24
3.5 Máy ép
24
3.6 Thiết bị sấy đứng
25
3.7 Thiết bị tráng men
26
3.8 Thiết bị in
26
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
Chương I
TÍNH TOÁN ĐƠN PHỐI LIỆU XƯƠNG
1.3 Lựa chọn công nghệ
Hiện nay dây chuyền công nghệ sản xuất gạch ốp lát ở nước ta rất hiện đại, thuộc loại tiên
tiến nhất thế giới. Công nghệ sản xuất gạch ốp lát chủ yếu theo 3 công nghệ: nung nhanh 1 lần,
nung nhanh 2 lần và nung nhanh 3 lần, tùy theo yêu cầu của từng loại sản phẩm. Trong đó
phương pháp nung nhanh 3 lần chỉ sử dụng cho các sản phẩm gạch trang trí đòi hỏi tính thẩm mỹ
cao. Do vấn đề môi trường và tài nguyên hiện nay thì việc tiết kiệm nhiêu liệu và nguyên liệu là
mục tiêu hàng đầu. Vì thế em chọn sản xuất gạch ốp tường với công nghệ nung nhanh một lần.
1.4 Tính toán đơn phối liệu cho gạch lát nền
Tên
Đất sét
Al2O3
10.35
SVTH: Hà Quốc Thịnh
SiO2
70.5
2
K2 O
1.5
TiO2
1.95
Fe2O3
5.48
Na2O
1.55
CaO
1.65
MgO
2.5
MKN
4.5
Đồ án quy trình công nghệ
Cao lanh
35.74
Tràng thạch
17.71
Phối liệu xương
14.26
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
47.9
1
64.7
5
65.9
6
0.24
0.54
0.68
0.05
1.2
0.23
13.41
13.3
5
4.3
0
0
3.54
0
0
0.65
1.3
3.61
1.88
1.16
1.61
5.92
CaO
1.73
1.39
0
1.23
MgO
2.62
0.27
0
1.71
Bảng 1.1 Thành phần hóa nguyên liệu trước khi nung.
Tên
Đất sét
Cao lanh
Tràng thạch
PL xương
Al2O3
10.84
41.27
17.83
15.16
SiO2
73.84
55.33
65.17
70.11
K2 O
1.57
0.28
13.44
4.57
TiO2
2.04
0.62
0
1.38
Fe2O3
5.74
0.79
0
3.84
Na2O
1.62
0.06
3.56
2
Bảng 1.2 Thành phần hóa nguyên liệu sau khi nung.
Gọi a, b, c, lần lượt là lượng đất sét, cao lanh, tràng thạch được sử dụng. Theo thành phần
hóa của xương sau nung ta có hệ phương trình như sau:
Ta có thể bỏ qua các oxit MgO, CaO, TiO, Na2O, Fe2O3 vì các oxit này có thành phần trong các
nguyên liệu thấp
Giải ra ta được:
Tính lại thành phần xương:
Al2O3
SiO2
K2O
TiO2
Fe2O3
Na2O
CaO
MgO
Tổng
Xương
15.16
70.11
4.57
1.38
3.84
2
1.23
1.71
100
Xương tính lại
15.16
70.11
4.57
1.39
3.84
2
1.25
1.71
100
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
Bảng 1.3 Tính lại thành phần xương.
Ta có được bảng như sau:
Nguyên liệu
Đất sét
Cao lanh
Tràng thạch
Tổng cộng
MKN
4.5
13.41
0.65
4.33
4,38
% không kể MKN
65,7
8,2
26,2
100,1
% kể cả MKN
68,8
9,44
26,37
104,61
% phối liệu khô cả MKN
65,8
9,02
25,2
100
Bảng 1.4 Thành phần phối liệu
Nhận xét: dựa vào bảng trên ta thấy kết quả tính được có thể chấp nhận được: vì thành phần
của mỗi oxit đều lớn hơn giá trị nhỏ nhất trong những giá trị của chính oxit đó và nhỏ hơn giá
trị lớn nhất.
Nguyên liệu
Cân định lượng
Nghiền bi ướt
Bể chứa
.
Sàng rung
1.6 Sơ đồ quy trình công nghệ
Bể điều chỉnh
Sấy phun
Silo chứa
Máy ép
Sấy đứng
SVTH: Hà
CạoQuốc
ba viaThịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
Nguyên liệu
men
Định lượng
Nghiền bi
Bơm màng
Bột màu
Nước ,resin,glycol…
Sàng rung,
khử từ
Thành phẩm
Đóng gói
Bể
chứa(khuấy)
Phối trộn
Kiểm tra
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Bơm màng
Tang quay
Tráng men
In trang trí
Lò con lăn
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
1.7 Tính cân bằng vật chất
Công đoạn sản xuất
Tổn thất
%
Độ ẩm %
Tỉ lệ hồi
lưu %
Nguyên liệu nhập về bằng xe, tàu…
chuyển vào kho chứa
Nhập kho
Phối liệu
Ghi chú
0,2
3,62
100
Vận chuyển bằng máy xúc, hồi lưu
vào kho,cân định lượng để phối liệu
Nghiền trộn, khử
từ, bơm, đồng nhất
2
35
90
Nghiền trong máy nghiền bi, bơm
hồ huyền phù từ bể chứa lên sàng
rung, loại bỏ tạp chất sắt, khoáng
mica, cỡ hạt lớn hồi lưu lại máy
nghiền
Sấy phun
1
35
90
Thu hồi được 90% cỡ hạt mịn
nhưng chưa đạt kích thước tiêu
chuẩn nhờ xyclon phân ly
Vận chuyển bột,
lưu trữ, ép và sấy
1
6
100
Vận chuyển nguyên liệu bột bằng
gầu nâng và băng tải vào silo chứa,
ép bằng máy ép thủy tĩnh, sấy bằng
lò sấy đứng
Các khâu vận
chuyển bằng con
lăn, chuẩn bị cho
công đoạn tráng
men
0,5
1
100
Vận chuyển, cạo bavia, quét, hút
bụi…chuẩn bị tráng men
Tráng men
1
1.5
100
Tráng men cho xương sau khi ép và
sấy
Xe chứa
0
1.5
Nung
5.15
1.5
100
Phân loại, đóng gói
0.2
0
100
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Xếp gạch sau tráng men lên xe trước
khi vào lò nung
Vận chuyển bằng con lăn, phế phẩm
được bán cho người có nhu cầu,
hoặc nghiền trộn phối liệu lại.
Phân loại thành phẩm cuối cùng,
phân loại chất lượng sản phẩm, phế
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
phẩm nghiền lại hoặc bán cho người
có nhu cầu
Thành phẩm
0
Sản phẩm lưu chứa trong kho và
xuất bán trên thị trường
0
Bảng 1.5 Tỷ lệ tổn hao và hồi lưu trong các giai đoạn sản xuất.
Năng suất nhà máy: 2 triệu m2/năm, kích thước viên gạch là 400x400 (mm), khối lượng mỗi
viên gạch sau nung là 3 kg/viên. Vậy năng suất 2000000/(0.4*0.4)=12.500.000 viên/năm
haytính theo khối lượng là 12500000*3=37500000 kg/năm
Ta có:
Giai đoạn
Độ
ẩm
(%)
Khối lượng (kg/năm)
Hao hụt
Số viên gạch
(%)
Khô
Tỷ lệ
hồi
lưu
Ướt
Khối lượng
khô hồi lưu
(kg)
(%)
Thành phẩm
0
0
37500000
37500000
12500000
0
Phân loại,
đóng gói
0
0.2
37575150
37575150.3
12525050
100
75150.30
Nung
1.5
5.15
39615340
40218619.62
13205113
100
2040190.03
Xe chứa
1.5
0
39615340
40218619.62
13205113
0
0.00
Các công
đoạn tráng
men
1.5
1
40015495
40832138.04
13338498
100
240092.97
Các khâu
vận chuyển
bằng con
lăn, chuẩn
bị tráng men
1
0.5
40216578
40829013.37
13405526
100
201082.89
6
1
40622806
43215751.31
13540935
100
406228.06
Vận chuyển
bột, lưu trữ,
ép và sấy
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
mộc
Sấy phun
35
1
41033138
63127904.01
13677713
90
369298.24
Nghiền,
trộn, khử từ,
bơm, đồng
nhất
35
2
41870549
64416228.59
13956850
90
753669.87
Phối liệu
3.62
0.2
41954457
43530252.64
13984819
100
83908.91
Nguyên liệu
nhập kho
Tổng
37784838
4169621.28
Bảng 1.6 Tính toán cân bằng vật chất cho từng công đoạn.
Tổng nguyên liệu khô hồi lưu: 4169621.28 (kg/năm).
Suy ra lượng nguyên liệu khô cần nhập là : 41954457 - 4169621.28 = 37784836(kg/năm) =
37784.84 (tấn/năm)
Nguyên liệu
Tỉ lệ phối
liệu (%)
Khối lượng khô
(tấn/năm)
Độ ẩm (%)
Khối lượng ẩm
(tấn/năm)
Đất sét
65,8
24862,42
8
27024,37
Cao lanh
9,02
3408,19
5
3587,57
Tràng thạch
25,2
9521,78
1,5
9666,78
Tổng
100
37784.84
3.62
40278,72
Bảng 1.7 Cân bằng vật chất cho phối liệu.
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
1.8 Xác định nhiệt độ nung và hệ số dãn nở nhiệt của xương
Xác định nhiệt độ nóng chảy của xương (Tnc)
Chọn Tnung = (0,8 ÷ 0,9)Tnc = 1022,89 ÷ 11650C
Chọn Tnung = 1.1600C.
Trong đó Al2O3% + SiO2% = 100%
Hệ số dãn nở nhiệt của xương (αxương)
Trong đó: αi phần trăm phối liệu oxit i trong xương
xi hệ số dãn nở của các oxit.
Ta có bảng giá trị của xi như sau:
Oxit
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
K2O
CaO
MgO
B2O3
ZrO2
Pb
O
BaO
xi(10-6)
0,027
0,167
0,13
0,333
0,283
0,167
0,003
0,003
0,15
0,13
0,1
Bảng 1.8 Bảng hệ số dãn nở nhiệt của các oxit.
Suy ra:
αxương = (70,11*0,027+15,16*0,167+3,84*0,13+4,57*0,283+2*0,333+1,71*0,003+1,25*0,167)*10 -6
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
αxương = 7.1*10-6.
Chương II
TÍNH TOÁN ĐƠN PHỐI LIỆU CHO MEN
2.1 Chọn nguyên liệu cho men lót (Engobe)
2.1.1 Nguyên liệu sử dụng cho men lót
-
Frit
-
Đất sét Trúc Thôn
-
Cao lanh La Phù
-
Tràng thạch
-
ZrSiO4 nhập từ nước ngoài
-
Cát Cam Ranh.
Tên
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
Fe2O3
ZrO2
ZnO
B2O3
TiO2
MKN
52
6
9
2
1.57
3.43
0
8
13
5
0
0
Cao lanh
51,21
32,33
1,21
0,4
0,7
2,76
0,46
0
0
0
0,04
10,89
ZrSiO4
32,78
0
0
0
0
0
0
67,22
0
0
0
0
Tr.Thạc
h
66,77
18,69
0,25
0,08
11,13
2,49
0,08
0
0
0
0
0,51
Đất sét
59,92
26,63
0,1
0,49
3,01
0,49
1,17
0
0
0
0,87
7,32
Dolomit
0
0
33
24
0
0
0
0
0
0
0
43
Frit
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
Bảng 2.1 Thành phần hóa phối liệu của men lót chưa nung.
Tên
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
Fe2O3
ZrO2
ZnO
B2O3
TiO2
52
6
9
2
1,57
3,43
0
8
13
5
0
Cao lanh
57,47
36,28
1,36
0,45
0,79
3,1
0,52
0
0
0
0,03
ZrSiO4
32,78
0
0
0
0
0
0
67,22
0
0
0
Tr.Thạc
h
67,11
18,79
0,25
0,08
11,19
2,5
0,08
0
0
0
0
Đất sét
64,65
28,73
0,11
0,53
3,25
0,53
1,26
0
0
0
0,94
Dolomit
0
0
57.89
42.11
0
0
0
0
0
0
0
Frit
Bảng 2.2 Thành phần hóa phối liệu của men lót đã nung.
Oxit
SiO2
Al2O3
%
53.79
11.75
CaO
7.11
MgO
4.13
K2O
3.5
Na2O
3.64
Fe2O3
0.3
ZrO2
6.45
ZnO
6.84
B2O3
TiO2
2.63
0.2
Bảng 2.3 Thành phần hóa của men lót.
2.1.3
Tính đơn phối liệu cho men lót
Gọi a, b, c, d, e, f lần lượt là lượng Frit, cao lanh, đất sét, tràng thạch, ZrSiO4, dolomit cần
dùng cho men lót.
Ta có hệ phương trình sau:
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
Giải (và quy về 100%) hệ trên ta được
hay
Tính lại thành phần hóa cho men lót:
Oxit
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
Fe2O3
ZrO2
ZnO
B2O3
TiO2
Men
53.79
11.75
7.11
4.13
3.5
3.64
0.3
6.45
6.84
2.63
0.2
Men
tính lại
54,02
11.71
7.086
4.11
3.49
3.63
0,3
6,43
6,82
2,62
0,2
Bảng 2.4 Thành phần hóa của men lót tính lại không kể mất khi nung.
MKN (%)
Chưa kể MKN
(%)
Kể cả MKN
(%)
Kể cả MKN
(quy về 100%)
0
52,66
52.66
50.15
Cao lanh
10,89
6,66
7.47
7.12
Đất sét
7,32
1,47
1.59
1.51
Tràng thạch
0,51
30,66
30.82
29.35
ZrSiO4
0
3,33
3.33
3.17
Dolomit
43
5,21
9.14
8.70
4,78
99.99
105.01
100.00
Tên
Frit
Tổng
Bảng 2.5 Thành phần phối liệu men lót.
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
2.1.3 Hệ số dãn nở nhiệt của men lót
Trong đó: αi phần trăm phối liệu oxit i trong men
xi hệ số dãn nở của các oxit.
Tra bảng hệ số xi của các oxit ta tính được αmen lót như sau:
αmen lót = (54,02*0,027 +11,71*0,167 +7,086*0,167 +4,11*0,003 + 3,49*0,283 + 3.63*0,333
+ 0,3*0,13 +6,43*0,15 +6,82*0,06 + 2,62*0,003+0,2*0,14)*10-6 = 8,25*10-6.
Ta có: |αxương – αmen lót| = |7,1*10-6 - 8,25*10-6| = 1,15*10-6 thỏa mãn điều kiện ≤ 1,3*10-6.
Sự chênh lệch hệ số dãn nở nhiệt của men và xương trong phạm vi hẹp sẽ không gây khuyết
tật do men có khả năng đàn hồi.
2.1.4 Nhiệt độ nóng chảy của men lót
Xác định thông qua hệ số K trong công thức:
Trong đó: Ki =
,
Và: ai là % khối lượng oxit trong hỗn hợp.
ki là hệ số nóng chảy của các oxit.
Oxit dễ chảy
Hệ số ki
Oxit khó chảy
Hệ số ki
Al2O3<3%
0,3
SnO2
1,67
CaO
0,5
P2O5
1,9
MgO, Cr2O3, Sb2O5
0,6
SiO2
1
PbO, Fe2O3, FeO, CuO
0,8
Al2O3 >3%
1,2
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
Na2O, K2O, ZnO, BaO
1
B2O3
1,25
Bảng 2.6 Hệ số nóng chảy ki của các oxit.
Kdc=(αCaO*kCaO+αMgO*kMgO+αFe203*kFe2O3+αNaO*kNaO+αK2O*kK2O+αZnO*kZnO +αB2O3*kB2O3) =
7,086*0,5 + 4,11*0,6 + 0,3*0,8 + (3,63 + 3.49 + 6,82)*1 + 2,62*1,25 = 23,46.
Tương tự :Kkc = 54,02*1 + 11,71*1,2 = 68,1.
Ta có K = 23.46/68.1= 0.3446.
Tra bảng sau:
Hệ số K
Nhiệt độ nóng
chảy oC
Hệ số K
Nhiệt độ nóng
chảy oC
Hệ số K
Nhiệt độ nóng
chảy oC
>1,9
750
1,3
759
0,6
900
1,9
750
1,2
763
9,5
1025
1,8
753
1,1
770
0,4
1100
1,7
754
1,0
780
0,3
1200
1,6
755
0,9
800
0,2
1300
1,5
756
0,8
830
0,1
1400
1,4
758
0,7
860
Bảng 2.7 Bảng tra nhiệt độ nóng chảy của men theo giá trị K.
Ta tìm được Tnc = 11550C.
2.1.5 Tính cân bằng vật chất cho men lót
Kích thước viên gạch thành phẩm là 400x400 (mm), chọn độ co nung 2 %, ta tính được kích
thước viên gạch mộc là 408x408 (mm).
Theo bảng cân bằng vật chất cho mộc, ta có số lượng viên gạch cần phải tráng men lót là
13338498 viên, từ đó ta tính được diện tích của chừng ấy viên gạch là:
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
S = 13338498*0.408*0.408 = 2220380 (m2/năm).
Mặt khác ta có lượng men lót tiêu thụ cho 1m2 gạch: 0,3 kg/m2.
Tổng lượng men lót cần dùng trong 1 năm: 2220380*0,3 = 666113,92 (kg/năm) =
666,114 (tấn/năm)
STT
1
2
Công đoạn
Hao
hụt %
Độ ẩm %
Ng.liệu khô
(tấn/năm)
Ng.liệu ẩm
(tấn/năm)
Hồi lưu %
1
35
666.11
1024.8
100
Ng.liệu khô
hồi lưu
(tấn/năm)
6.73
1
35
672.84
1035.1
100
6.80
1.5
35
679.64
1045.6
90
9.31
0.5
4.78
689.99
724.6
90
3.12
4.78
693.46
728.3
Tráng men
Vận chuyển,
sàng, bồn
chứa
Sàng khử từ,
bể chứa,
nghiền
Tuyển lọc
nguyên
liệu,cân
Kho
3
4
5
Tổng
25.96
Bảng 2.8 Cân bằng vật chất của men lót.
Tổng nguyên liệu khô hồi lưu 25.96 (tấn/năm).
Lượng men lót cần dùng trong một năm là: 693.46– 25.96 = 667.5 (tấn/năm).
STT
Nguyên liệu
Thành phần
(%)
Độ ẩm
ng.liệu (%)
Lượng ng.liệu khô
cần nhập
(tấn/năm)
Lượng ng.liệu ẩm
cần nhập (tấn/năm)
1
Frit
50.15
1
334.75
338.13
2
Cao lanh
7.12
3
47.53
49.00
3
Đất sét
1.51
9
10.08
11.08
4
Tràng thạch
29.35
5
195.91
206.22
5
ZrSiO4
3.17
2
21.16
21.59
6
Dolomit
8.70
2
58.07
59.26
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
Tổng
667.5
685.28
Bảng
2.9khô
Lượng
nguyên
liệu(tấn/năm),
cần thiết để
sản xuất
men(ứng
lót. với độ ẩm trên)
Vậy tổng lượng nguyên
liệu
cần dùng
667.5
lượng
ẩm cần
là: 685.28 (tấn/năm).
2.2 Chọn nguyên liệu cho men áo
2.2.1 Nguyên liệu sử dụng làm men áo
- Frit
- Cao lanh La Phù
- Dolomit
- Đất sét Trúc Thôn
- ZrSiO4 (nhập từ nước ngoài).
- Tràng thạch.
Tên
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
Fe2O3
ZrO2
ZnO
B2O3
TiO2
MKN
52
6
9
2
1.57
3.43
0
8
13
5
0
0
Cao lanh
51,21
32,33
1,21
0,4
0,7
2,76
0,46
0
0
0
0,04
10,89
Đất sét
59,92
26,63
0,1
0,49
3,01
0,49
1,17
0
0
0
0,87
7,32
Tr.Thạc
h
66,77
18,69
0,25
0,08
11,13
2,49
0,08
0
0
0
0
0,51
ZrSiO4
32,78
0
0
0
0
0
0
67,22
0
0
0
0
Dolomit
0
0
33
24
0
0
0
0
0
0
0
43
B2O3
TiO2
Frit
Bảng 2.10 Thành phần hóa của nguyên liệu men áo chưa nung.
Tên
SiO2
Al2O3
SVTH: Hà Quốc Thịnh
CaO
MgO
K2O
Na2O
Fe2O3
ZrO2
ZnO
Đồ án quy trình công nghệ
Frit
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
52
6
9
2
1,57
3,43
0
8
13
5
0
Cao lanh
57,47
36,28
1,36
0,45
0,79
3,1
0,52
0
0
0
0,03
Đất sét
64,65
28,73
0,11
0,53
3,25
0,53
1,26
0
0
0
0,94
Tr.Thạc
h
67,11
18,79
0,25
0,08
11,19
2,5
0,08
0
0
0
0
ZrSiO4
32,78
0
0
0
0
0
0
67,22
0
0
0
Dolomit
0
0
57,89
42,11
0
0
0
0
0
0
0
Bảng 2.11 Thành phần hóa của nguyên liệu men áo đã nung.
Oxit
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
Fe2O3
ZrO2
ZnO
B2O3
TiO2
Men
52,2
12,47
9,2
4,33
3,14
2,43
0,24
6,45
6,85
2,63
0,16
Bảng 2.12 Thành phần hóa của men áo.
2.2.3
Tính toàn thành phần phối liệu men áo
Gọi a, b, c, d, e, f lần lượt là lượng Frit, cao lanh, đất sét, tràng thạch, ZrSiO4, dolomit cần
dùng cho men áo.
Ta có hệ phương trình sau:
Giải (và quy về 100%) hệ trên ta được:
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
hay
Tính lại thành phần hóa cho men áo:
Oxit
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
Fe2O3
ZrO2
ZnO
B2O3
TiO2
Men
52,2
12,47
9,2
4,33
3,14
2,43
0,24
6,45
6,85
2,63
0,16
Men
tính lại
52,2
12,47
9,2
4,33
3,14
2,43
0,24
6,45
6,85
2,63
0,16
Bảng 2.13 Thành phần hóa của men áo tính lại.
MKN (%)
Chưa kể MKN
(%)
Kể cả MKN
(%)
Kể cả MKN
(quy về 100%)
0
52,69
52,69
48,94
Cao lanh
10,89
4,6
5,16
4,79
Đất sét
7,32
16,38
17,67
16,41
Tràng thạch
0,51
15,61
15,69
14,57
ZrSiO4
0
3,32
3,32
3,08
Dolomit
43
7,49
13,14
12,20
6,55
100
107,67
100
Tên
Frit
Tổng
Bảng 2.14 Thành phần phối liệu men áo.
2.2.3 Hệ số dãn nở nhiệt của men áo
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
Trong đó: αi phần trăm phối liệu oxit i trong men
xi hệ số dãn nở của các oxit.
αmen áo = (52,2*0,027 +12,47*0,167 +9,2*0,167 +4,33*0,003 +3,14*0,283 + 2,43*0,333 +
0,24*0,13 +6,45*0,15 + 6,85*0,06 + 2,63*0,003+0,16*0,14)*10-6 = 8,18*10-6.
Ta có: |αxương – αmen áo| = |7,1*10-6 - 8,18*10-6| = 1,08*10-6 thỏa mãn điều kiện ≤ 1,3*10-6.
Ta có: |αmen lót – αmen áo| = |8,26*10-6- 8,18*10-6| = 0,08*10-6 (thỏa mãn ≤ 1,3*10-6).
Độ chênh lệch hệ số α giữa xương và men áo cũng như giữa men áo với men lót nhỏ, nên
không gây khuyết tật về men trong quá trình nung.
2.2.4 Nhiệt độ nóng chảy của men áo
Ta có công thức:
Trong đó: Ki =
,
Và: ai là % khối lượng oxit trong hỗn hợp.
ki là hệ số nóng chảy của các oxit.
Oxit dễ chảy
Hệ số ki
Oxit khó chảy
Hệ số ki
Al2O3<3%
0,3
SnO2
1,67
CaO
0,5
P2O5
1,9
MgO, Cr2O3, Sb2O5
0,6
SiO2
1
PbO, Fe2O3, FeO, CuO
0,8
Al2O3 >3%
1,2
Na2O, K2O, ZnO, BaO
1
B2O3
1,25
Bảng 2.15 Hệ số nóng chảy ki của các oxit.
Từ đó ta tính được:
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
Kdc = 9,2*0,5 + 4,33*0,6 +0,24*0,8 + ( 2,43 + 3,14 + 6,85)*1 + 2,63*1,25 = 23,098
Kkc = 52,2*1 + 12,47*1,2 = 67,164
Suy ra:
, tra bảng nhiệt độ nóng chảy của men ở dưới đây
Hệ số K
Nhiệt độ nóng
chảy oC
Hệ số K
Nhiệt độ nóng
chảy oC
Hệ số K
Nhiệt độ nóng
chảy oC
>1,9
750
1,3
759
0,6
900
1,9
750
1,2
763
9,5
1025
1,8
753
1,1
770
0,4
1100
1,7
754
1,0
780
0,3
1200
1,6
755
0,9
800
0,2
1300
1,5
756
0,8
830
0,1
1400
1,4
758
0,7
860
Bảng 2.16 Bảng tra nhiệt độ nóng chảy của men theo giá trị K.
Dùng phương pháp nội suy ta có:
, phù hợp với nhiệt độ nung.
2.2.5 Tính cân bằng vật chất cho men áo
Kích thước viên gạch thành phẩm là400x400 (mm), chọn độ co 2%, ta tính được kích thước
viên gạch mộc là 408x408 (mm).
Theo bảng cân bằng vật chất cho mộc, ta có số lượng viên gạch cần phải tráng men áo là
13338498 viên, từ đó ta tính được diện tích của chừng ấy viên gạch là:
S = 13338498 *0.408*0.408 = 2220380(m2/năm).
Mặt khác ta có lượng men lót tiêu thụ cho 1m2 gạch: 0,4 kg/m2.
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
Tổng lượng men áo cần dùng trong 1 năm: 2220380*0,4 = 888152 (kg/năm) =
888,15(tấn/năm).
STT
1
2
3
4
5
Công đoạn
Tráng men
Vận chuyển,
sàng, bồn
chứa
Sàng khử từ,
bể chứa,
nghiền
Tuyển lọc
nguyên
liệu,cân
Kho
Hao
hụt %
Độ ẩm %
Ng.liệu khô
(tấn/năm)
Ng.liệu ẩm
(tấn/năm)
Hồi lưu %
1
35
888.2
1366.38
100
Ng.liệu khô
hồi lưu
(tấn/năm)
8.97
1
35
897.1
1380.19
100
9.06
1.5
35
906.2
1394.13
90
12.42
0.5
4.78
920.0
966.17
90
4.16
4.78
924.6
971.02
Tổng
34.61
Bảng 2.26 Cân bằng vật chất của men áo.
Tổng nguyên liệu khô hồi lưu 34,61(tấn/năm).
Lượng nguyên liệu men áo (khô) cần dùng trong một năm là: 924,6- 34,61 = 890(tấn/năm).
Thành phần
(%)
Độ ẩm
ng.liệu (%)
Ng.liệu khô cần
nhập (tấn/năm)
Ng.liệu ẩm cần
nhập (tấn/năm)
Frit
48,94
1
435.57
439.97
Cao lanh
4,79
3
42.63
43.95
Đất sét
16,41
9
146.05
160.49
Tràng thạch
14,57
5
129.67
136.50
ZrSiO4
3,08
2
27.41
27.97
Dolomit
12,20
2
108.58
110.80
889.91
919.67
Nguyên liệu
Tổng
100
Bảng 2.27 Lượng nguyên liệu cần thiết để sản xuất men áo.
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
Chương III
LỰA CHỌN THIẾT BỊ
3.1 Tổng quan
Để lựa chọn thiết bị nghiền phù hợp ta dựa trên các yếu tố sau:
Bản chất và hình dạng vật liệu.
Kích thước hạt yêu cầu.
Độ cứng, độ ẩm, tính chất bề mặt của vật liệu nghiền.
Tính kết dính kết tụ của vật liệu.
Hàm lượng tạp chất có trong nguyên liệu.
Công nghệ sản xuất.
Thông thường nguyên liệu
Nguyên
liệu
Đất sét
Tính chất nguyên liệu
Khả năng Kích thước Kích thước
đập nghiền
vào
yêu cầu
Dẻo, độ ẩm thấp, dễ vón
cục, có tính dính, không 1.51 – 2.03
có tạp chất đá.
Cao lanh
Độ ẩm thấp, hạt thô.
----
Tràng
thạch
Độ cứng trung bình.
0.8 – 0.9
Độ cứng cao, độ ẩm
thấp, dạng tấm mỏng.
----
Độ cứng cao, độ ẩm
thấp, hạt tương đối mịn,
thường lẫn sét.
0.6 – 0.7
Đá vôi,
dolomit
Cát
Mức độ
nghiền
Thiết bị
7 cm
5 mm
Đập thô
sơ bộ
Máy đập trục.
5 cm
5 mm
Đập thứ
cấp
Máy nghiền xa luân.
3 cm
3 mm
Đập thứ
cấp
Máy nghiền xa luân.
3 mm
Đập thứ
cấp
Máy đập búa.
----
Sàng rung khử từ.
----
3 mm
Bảng 3.1 Các thiết bị đập nghiền nguyên liệu.
3.2 Máy nghiền bi
SVTH: Hà Quốc Thịnh
Đồ án quy trình công nghệ
GVHD: Th.S Nguyễn Vũ Uyên Nhi
3.2.1 Cơ sở lựa chọn
- Cần kích thước hạt mịn, yêu cầu độ sót sàng (10.000 lỗ/cm2) của hạt vật liệu là từ 3 ÷ 5%.
- Độ đồng nhất phối liệu phải cao.
Với năng suất nhà máy là 2 triệu m 2/năm và kết hợp những yêu cầu trên, chọn máy nghiền bi
ướt làm việc gián đoạn là hợp lí nhất.
• Ưu điểm của máy nghiền bi ướt
- Cung cấp hạt có độ mịn cao, đồng đều.
- Sử dụng khi hỗn hợp nguyên liệu gồm nhiều thành phần với kích thước hạt, tích
chất khác nhau.
- Điều chỉnh thành phần phối liệu dễ dàng.
- Phân tán đồng đều phụ gia và tạp chất.
• Ưu điểm của máy nghiền bi làm việc gián đoạn
- Cấu tạo đơn giản.
- Thích hợp cho những nhà máy vừa và nhỏ (< 3 triệu m2/năm).
3.2.2 Chọn máy nghiền bi
Ta lựa chọn 2 loại máy nghiền bi ướt, gián đoạn với các thông số như sau:
Nghiền xương :4 máy nghiền hiêu suất 75 %
- Bi nghiền: bi cao nhôm có khối lượng riêng ρ = 3570 (kg/m3)
- Lớp lót cao su chịu mài mòn
- Thời gian nghiền: 8 -10 h/mẻ
- Thời gian nạp và tháo liệu: 2 h/mẻ
- Số mẻ nghiền: 2 mẻ/ngày
- Tổng khối lượng nguyên liệu khô cần nghiền cho xương trong năm là 37784836
(tấn/năm)
- Khối lượng nguyên liệu khô cần nghiền trong một mẻ là:
37784836/(4*2*300) = 15.745(tấn/mẻ). Chọn máy có năng suất nghiền
15.745/0.75=21 (tấn/mẻ)
- Độ ẩm hồ ra khỏi máy: 35%
- Tỷ lệ phối liệu : bi : nước: 1 – 1 – 0.55. Suy ra
Khối lượng nguyên liệu nghiền: 21 (tấn/mẻ)
Khối lượng bi nghiền: 21 (tấn)
Khối lượng nước: 11.55 (tấn/mẻ).
- Thể tích bi nghiền chiếm chỗ: 21 *10 3/3570 = 5,8823 (m3). Chọn hệ số rỗng của bi là
-
0,4. Thể tích thực của khối bi (tính luôn thể tích khe hở):
(m3).
Với thể tích bi như trên ta coi như ứng với hệ số đổ đầy 0,5 và huyền phù sẽ lấp đầy lỗ
trống giữa các bi khi đó thể tích máy nghiền sẽ là:
SVTH: Hà Quốc Thịnh
