Bản vẽ autocad lò nung tuynel sản xuất ống dẫn nước bê tông cốt thép

Công nghệ chuẩn bị phối liệu theo
phương pháp bán khô, tạo hình theo
phương pháp dẻo ống dẫn nước BTCT

















TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ
I.Xác lập cơ sở dây truyền công nghệ
Theo phần 1 ta đã nêu một số tính chất của sản phẩm ống dẫn nước và
cả tính chất của nguyên liệu với cả biểu đồ tam giác thành phần hạt.
Đó là cơ sở để ta thiết lập sơ đồ dây truyền công nghệ mặt bằng nhà
máy. Sau một số căn cứ cơ bản của nguyên vật liệu và yêu cầu tính
chất sản phẩm đến việc lựa chọn trang thiết bị,maý móc phục vụ các
quá trình công nghệ của nhà máy.
a.Đối với nguyên liệu đất sét
Tính chất chủ yếu của ống nước-đó là sự thấm của chúng thấp khi chất
lỏng chuyển động- ngươI ta thấy rằng sự thấm phụ thuộc vào cấu trúc

của vật liệu, đó là sự phân bố của các phần rắn, các lỗ rỗng và tỉ lệ
quan hệ giữa chúngtrong thể tích xương gốm. Cấu trúc và sự thấm của
xương ống dẫn nước không chỉ phụ thuộc vào tính chất của nguyên
liệu sét ban đầu mà còn phụ thuộc vào thành phần hạt và số lượng chất
làm gầy đưa vào trong phối liệu, sự chuẩn bị phối liệu,nhiệt độ nung
và thời gian hằng nhiệt ở nhiệt độ nung cuối cùng và các nhân tố khác.
Để được các tính chất và yêu cầu trên thì thành phần cỡ hạt khi gia
công phảI đạt kích thước:
- 1 0,5mm chiếm1525%
- <0,5mm
75 85%
Để đạt được điều đó người ta dùng các máy nghiền kiểu MMT1000/950/980
M III và MMT-1300/950/740 M III.
b.Đối vớinguyên liệu gầy samôt và phế phẩm
Khi sản xuất ống dẫn nước tráng men, điều kiện quy định bắt buộc là
samôt chỉ được dùng cỡ hạt lớn nhất không lớn hơn 2mm và hàm
lượng cỡ hạt có kích thước nhỏ hơn 0,5mm vào khoảng 60 70%.
Hàm lượng cỡ hạt bụi <0,1mm cần thấp nhất trong các cỡ hạt 0,5 và
1mm. Độ hút nước của samôt không được lớn hơn 8 10%.(theo tàI
liệu “ Công nghệ gốm xây dựng” tác giả TS.Vũ Minh Đức).
Để đạt được tính chất trên, người ta dùng các máy đập nón quán tính,
các máy nghiền roto li tâm, các máy nghiền bi. Các máy này kết hợp
với sàng rung và thiết bị phân li bằng dòng không khí tạo thành chu
trình kín (sách Thiết kế các nhà máy sản xuất các vật liệu gốm xây
dựng-các thiết bị gia công nguyên liệu).
c.Tạo hình bằng phương pháp dẻo thường được sử dụng trên các
máy ép lentô thẳng đứng, còn loại nằm ngang ít được sử dụng hơn.
II. Thiết lập sơ đồ dây chuyền công nghệ.

Sơ đồ công nghệ chuẩn bị phối liệu theo phương pháp bán khô, tạo
hình theo phương pháp dẻo.

Kho đất sét

Kho phụ samốt

Máy cung cấp hình hộp

Máy đập hàm

Đập thô(cán trục,cắt thái )

Băng tải

Băng tải

Nghiền bi

Sấy thùng quay

Gầu nâng

Gầu nâng

Sàng phân loại

Nghiền lô xô

Bunker chứa

Sàng phân loại

Tiếp liệu đĩa

Bun ker chứa
Tiếp liệu đĩa

Máy trộn khô (hai trục)
Làm ẩm và trộn (hai trục)
Ép len tô
Tạo hình ống
Nhiên liệu khí

Thiết bị phun NL khí

Sấy tuynel
Nung ống(lò vòng)

Bãi thành phẩm


III. Tính toán công nghệ
1.Tính toán quỹ thời gian làm việc
Định chế độ làm việc cho nhà máy :
Để đảm bảo cho buồng đốt làm việc liên tục thì ở phân xưởng nung
chỉ dành 15 ngày nghỉ để bảo dưỡng và sửa chữa , các thiết bị .
Số ngày làm việc trong năm là 365 – 15 = 350 ngày
Mỗi ngày làm việc 3 ca
Mỗi ca làm việc 8 giờ

Số ca làm việc trong năm là 350.3 = 1050 ca
Số giờ làm việc trong năm là : 1050.8 = 8400 giờ
Số ngày
trong năm
365

Số ngày sửa
chữa

Số ngày
làm việc

15

350

Số ca

Số giờ

Ngày Năm Ca Ngày Năm
3
3050 8
24 8400

2.Tính cân bằng vật chất tại phân xưởng nung.
a. Công suất ra khỏi lò nung
Theo đề tài , công suất thiết kế của phân xưởng là 2,5 triệu ống /
1năm .
Vậy khối lượng ống ở kho sản phẩm là :

×

(Kg/năm ) .

G100 =50% 2.500.000
×

×

12,93 = 16162500

×

G200 = 50% 2.500.000 28,88 =
36100000(Kg/năm).
Vậy tổng là:
G0 = G100 + G200 = 52262500 (Kg/năm) =
52262,5(tấn/năm)
Chọn hao hụt ở khâu vận chuyển ống từ lò nung ra kho là 2% . Vậy
khối lượng ống cần có khi ra khỏi lò nung là :
100
× 100 − 2

G1 = 52262,5
= 53329,08 (tấn/năm ) .
b. Công suất trước lò nung
Chọn độ ẩm cuả ống trước khi vào lò nung ( sau sấy ) là w = 5 %
(theo tàI liệu thiết bị nhiệt)
Chọn phương pháp tráng men cho ống là phương pháp phun, chi phí
men theo tính toán khoảng 2,5 khối lượng cuả ống.

Khối lượng 1 ống trước khi lò nung là :
12,93 ×

G100 =
28,88 ×

1
= 13,61
1 − 0,05

(Kg/ống).

1
= 30,4
1 − 0,05

G200 =
(Kg/ống).
Công suất của lò nung là :
. MKN của phối liệu là = 7,5 %
. Chọn hao hụt , phế phẩm ở khâu nung là 3%.
Vậy công suất trong lò trước khi nung tính theo khối lượng là :
G2 =
53329,08 ×

100
100
100

×
×
=
G1 × 100 − MKN 100 − 3 100 − 5

100
100
100
×
×
= 62564,35
100 − 7,5 100 − 3 100 − 5

(tấn/năm ).

Vậy lượng muối men cần là:
×

Mmen = 2,5 % 62564,35 = 1564,1(tấn/năm)
Lấy hụt của men khi nung là 4%, khi đó lượng men cho vào lò nung
là:
100
100
× M men =
× 1564,1 = 1629,28
100 − 4
96

M0=
(tấn/năm).

Vậy công suất của lò nung tính theo cả ống và men là :
Glò = Gống + Mmen = 62564,35 +1629,28 = 64193,63(tấn/năm)
64193,63
= 183,41
350

Công suất theo ngày là :
(tấn/ngày).
IV.Tính kích thước và một số thông số của lò nung:
1.Tính các thông số cơ bản của lò nung :
×

Thể tích kênh nung: V= f L (m3)
3.14 × B 2
B
+ ( H − ) B(m 2 )
8
2

Diện tích thiết diện : f =
L - Là chiều dài kênh nung
B - Là chiều rộng lò vòng
H - Là chiều cao lò vòng.
Năng suất tính theo ngày đêm:
G ngaydem =

f ×v×g
(tan/ ngaydem )
1 + 0,01 p

v – vận tốc ngọn lửa 30m/ngày đêm


p – là phế phẩm là 3%
g – là mật độ xếp sản phẩm (chiếc/m3)

Theo cách xếp trên ta có: g=29 ống/m3
Vậy ta có :

G ngaydem (1 + 0,01 p )

f=

v×g

=

183,41(1 + 0,01 × 3%)
= 4,66( m 2 )
25 × 29

B
= 1,35
H

Chọn
theo hướng dẫn của tàI liệu “hướng dẫn thiết kế tốt
nghiệp nghành công nghệ vật liệu nung”. Khi đó ta có hệ :
f=

3.14 × B 2
B
+ ( H − ) B(m 2 )
8
2

= 4,66 m2

B
= 1,2
H

giải ra ta có : H = 2,009m
B = 2,41m
f
× 100 = 8 ÷ 12%
L

Ta có thể chọn
. Theo tài liệu hướng dẫn thiết kế tốt
nghiệp nghành vật liệu nung.
Ta chọn :

f
= 0,09
L

V. Tính nhiệt cho lò nung.
1.Tính cháy nhiên liệu:

suy ra L =

4,66
= 54m
0,09

.


Chọn nhiên liệu khí tiền hải Thái Bình có thành phần hoá theo bảng
sau:
TP hoá
CH4
C2H4
C3H8
C4H10
N2
CO2
H2O
Loại 2
93,5
2,6
1,2
0,7
1,2
0,3
0,4
a.Ta có nhiệt trị của nhiên liệu khí tính theo công thức:
Q lv t = (_ 30,2CO + 25,7 H 2 + 85,3CH 4 + 142C 2 H 4 + 152C 2 H 6 + 217C 3 H 8 + 283C 4 H 10 + 56 H 2 S )
Q lv t = (85,3 × 93,5 + 142 × 2,6 + 217 × 1,2 + 283 × 0,7) = 8803 ,25kCal / m 3 . 0 C

b.Tính lượng không khí lý thuyết:
m
)C n H m − O 2 ]
4
4
8
10
VO = 0,0476[2 × 93,5 + (2 + )2,6 + (3 + )1,2 + (4 + )0,5] = 9,712m 3 .C / m 3 .C
4
4
4
VO = 0,0476[0,5H 2 + 0,5CO + 2CH 4 + ∑ ( n +

c. Tính thành phần lý thuyết của sản phẩm cháy:
N lv
1,2
= 0,79 × 9,712 + 0,8 ×
= 7,682 m 3 .C / m 3 .C
100
100
= 0,01[CO2 + CO + CH 4 + H 2 S + ∑ nC n H m ] = 0,01[93,5 + 2 × 2,6 + 3 × 1,2 + 4 × 0,7 + ] = 1,05m 3 .C /

V 0 N 2 = 0,79V0 + 0,8 ×
V 0 RO2

V 0 H 2O = 0,01[ H 2 S + H 2 + 2CH 4 + ∑
0,01[2 × 93,5 +

m

C n H m + 0,0016d 0V0 ] =
2

2
3
4
× 2,6 + × 1,2 + × 0,7 + 0,0016 × 18 × 9,712] = 1,9m 3 .C / m 3 .C
2
2
2

d. Thông thường lượng không khí cần với

α

>1do đó thành phần cháy

của nhiên liệu được xác định theo(chọn hệ số dư
liệu khí) :
.Lượng không khí trong khói lò:

α

=1,2 khi đốt nhiên

∆VO = (α − 1)VO = (1,2 − 1)9,72 = 1,942m 3 / m 3
V α N 2 = V 0 N 2 + 0,79∆V = 7,682 + 0,79 × 1,942 = 9,216m 3 / m 3
V α RO2 = V O RO2
V α O2 = 0,21∆V = 0,21 × 1,942 = 0,407m 3 / m 3
V α H 2O = V 0 H 2O + 0,016d 0 ∆V = 1,9 + 0,016 × 18 × 1,942 = 2,459m 3 / m 3

V α ∑ kl = V α N 2 + V α RO2 + V α O2 + V α H 2O = 9,216 + 1,05 + 0,407 + 2,459 = 13,132m 3 / m 3

Dung trọng của khói lò bằng:
γ

0

kl

1,964V 0 RO2 + 1,25V α N 2 + 0,804V α H 2O + 1,43V α O2
=
V α ∑ kl

γ O kl =

1,964 × 1,05 + 1,25 × 9,216 + 0,804 × 2,459 + 1,43 × 0,407 16,141
=
= 1,23m 3 / m 3 ch
13,132
13,132

Nhiệt độ lý thuyết của khói lò:


t 0 lt =

Q Pt
8803 ,25
=
= 1675,9 0 C

α
C klV ∑ kl 0,4 × 13,132

Ckl – Nhiệt dung tỷ nhiệt trung bình của khói lò. Với nhiện liệu khí lấy
bằng 0,4kCal/m3.0C
Nhiệt độ thực tế của nhiên liệu:
t o tt max = ηt 0 lt = 0,8 × 1675,9 = 1340,72 0 C
η

Với là hệ số phụ thuộc thiết bị nung. Với lò vòng lấy bằng 0,8(theo
tài liệu Hướng dẫn tốt nghiệp nghành công nghệ vật liệu nung).
Để làm việc tốt thì nhiệt độ nhiên liệu phải khoảng:
t 0 tt = t 0 max + ( 20 ÷ 200) 0 C

(theo tài liệu Hướng dẫn thiết kế

tốt nghiệp nghành vật liệu nung).
t 0 max

Với
= 11600C là nhiệt độ lớn nhất theo đường cong nung.(Đường
cong nung sử dụng đường cong trong tài liệu Công nghệ gốm xây
dựng của TS.Vũ Minh Đức trang 334 ).

t 0 tt = 1160 + ( 20 ÷ 200) = 1180 ÷ 1360 0 C

Vậy
. Như vậy nhiên liệu trên thoả
mãn dùng để nung ống dẫn nước vì nhiên liệu có:
t 0 tt max = 1340,72 0 C > t 0 tt = 1180 ÷ 1360 0 C

2.Tính kết cấu của vỏ lò :
Nhiệt độ lớn nhất của ống chọn theo nhiệt độ lớn nhất của nhiên liệu
là : 11600C đây cũng là nhiệt độ mặt trong của vỏ lò.
Chọn kết cấu của vỏ lò như sau : tường lò gồm 3 lớp
. Lớp trong là gạch chịu lửa sa mốt dày 230 mm , độ chịu lửa
0
là 1710 C.
. Lớp giữa là cách nhiệt bằng xỉ lò cao dày 100 mm.
. Lớp ngoài là gạch đất sét thường dày 250 mm.


Tính kiểm tra kết cấu vỏ tường lò : mật độ dòng nhiệt định mức dòng
nhiệt tryền qua tường lò là :
t
1340,72
50 + mt = 50 +
= 720,3kCal / m 2 .h
2
2
q=
Tính nhiệt độ mặt lớp samốt tiếp xúc với lớp cách nhiệt :
δ
λ sm

t1 = t0mt - q∑ (
)
0
. Trong đó : t cn nhiệt độ mặt trong của vỏ lò lấy bằng nhiệt độ
cháy thực tế của nhiên liệu t

α sm

0

cn

=

t 0 tt max = 1340,72 0 C

sa mốt ở to > 10000C chọn =1,3 (kCal/m0ch)

1340,72 − 720,36 ×

0,23
= 1213,27 0 C
1,3

Vậy t1 =
. Với nhiệt độ này gạch cách
nhiệt có khả năng chịu được .
Tính kiểm tra nhiệt độ mặt lớp ngoài tiếp xúc với không khí
(

δsm δg δ cn
+
+
)
λsm λg λcn

t20 = t0kh - q
Với : λsm chọn bằng 1,3(kCal/m.ch).
λg chọn bằng 0,4(kCal/m.ch).
λcn chọn bằng 0,1(kCal/m.ch).
1340,72 − 720,36(

0,23 0,25 0,1
+
+ ) = 430 C
1,3
0,4 0,1

Vậy
t02 =
Với nhiệt độ t02 này có thể chấp nhận được vì nó < 80 0C
Tính mật độ dòng nhiệt thực tế :
t (r ) − t (kk )
1
δi 1
+∑ +
α1
λi α 2

ta có :
q=
Trong đó : tr nhiệt độ mặt trong tường lò = 1340,72 0C
tkk : nhiệt độ không khí xung quanh tường ngoài chọn bằng 40
0
C
1/α1 rất nhỏ có thể bỏ qua.

t 0 mn − t 0 kk

 t 0 mn 4
t 0 kk 4 
4 (
) −(
)
100 
 100
t 0 mn − t 0 kk

+
α2 =A .
Với A là hệ số ảnh hưởng vị trí không gian của lò lấy giảtị trung bình
là 2,2.
4

t 0 mn

- là nhiệt độ mặt ngoài lò lấy bằng 430C.

t 0 kk

- là nhiệt độ môi trường xung quanh lấy 200C
Thay số tính được α2 = 4,82 kCal/m2 0ch
1340,72 − 20
= 683,2kCal / m 2 .h
0,23 0,25 0,1

1
+
+
+
1,3 0,48 0,1 4,82

Vậy có q=
Ta thấy q< qđm = 720,3 kCal/m2h . Như vậy kết cấu vỏ lò đã chọn có
thể dùng được .
2.Tính cân bằng nhiệt cho toàn lò :
A.Phần nhiệt cung cấp
a.Nhiệt hoá của nhiên liệu :
Q1cc = Qtlv .B
Với : Qtlv = 8803,25 (kCal/giờ)
B lượng khí Tiền Hải tiêu thụ trong 1 giờ ( ẩn cần tìm )
Vậy Q1cc = 8803,25.B (kCal/giờ)
b.Nhiệt lý của nhiên liệu :
Q2cc = B. Cn.tnl
Cn : nhiệt dung riêng của khí chọn = 0,347 kCal/kg0C
tnl : nhiệt độ của nhiên liệu khi vào lò đốt chọn = 250C
Vậy :
Q2cc = 25.0,347.B = 8,675.B (kCal/giờ )
c. Nhiệt do bán thành phẩm mộc mang vào :
Q3cc = Gm.Cm.tm
Với : tm : nhiệt độ ống trước khi nung chọn = 250C
Gm : khối lượng sản ống mang vào trong 1 giờ:
Gm =

183410
= 7642,08( Kg / h )

24

Cm : nhiệt dung riêng của ống mộc : = 0,22.
W : độ ẩm của ống sau khi sấy , chọn = 4%
⇒ Cm = 0,22.

100 − 4
4
+
= 0,2512
100
100

kCal/kg0C

100 − W W
+
100
100