Nghiên cứu, nâng cấp hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất gạch tuynel

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả
trình bày trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tôi cam đoan rằng các số liệu và kết quả đƣợc trình bày trong luận văn là sát
với thực tế và có nguồn gốc rõ ràng.
Hải Phòng, ngày 15 tháng 9 năm 2015
Tác giả

Lai Xuân Bình

i


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên cho phép tôi đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với PGS.TS
Lƣu Kim Thành đã tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn, cung cấp tài liệu và động viên tôi
trong quá trình nghiên cứu, hoàn thiện luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo, cán bộ Viện đào tạo sau đại học
Hàng Hải Việt Nam cùng các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, chỉ dẫn tận tình trong
quá trình hoàn thành luận văn này !

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ............................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... vii

DANH MỤC CÁC HÌNH ...................................................................................... viii
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY VÀ DÂY CHUYỀN SẢN
XUẤT GẠCH.................................................................................................... 5
1.1.Tổng quan về Nhà máy ................................................................................ 5
1.2. Tổng quan về dây chuyền sản xuất ............................................................. 6
1.2.1. Dây chuyền sản xuất và sản phẩm gạch tuylen........................................ 6
1.2.2. Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất gạch tuynel tại nhà máy .............. 7
1.2.3. Đánh giá sản phẩm gạch tuynel và gạch thƣờng: .................................... 9
1.2.4. Các hệ thống cơ cấu máy của dây chuyền sản xuất ...............................11
1.2.5. Hầm sấy - lò nung tuynel: ......................................................................21
1.2.6. Một số hình ảnh về sản phẩm và nhà máy .............................................23
CHƢƠNG 2. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
NHÀ MÁY ...................................................................................................... 27
2.1. Sơ đồ điều khiển hệ thống .........................................................................27
2.1.1. Sơ đồ khối của dây chuyền sản suất gạch mộc .....................................27
2.1.2. Sơ đồ cấp điện cho dây chuyền sản xuất gạch mộc ...............................27
2.1.3. Trung tâm điều khiển .............................................................................27
2.1.4. Thiết bị chấp hành ..................................................................................29
2.1.5. Lƣu đồ thuật toán của dây chuyền công nghệ chế biến tạo hình ...........29
2.2. Phân tích , đánh giá các hệ thống trong dây chuyền sản xuất ...................31
2.2.1. Hệ thống cấp liệu thùng .........................................................................31
2.2.2. Hệ thống cán thô ....................................................................................31

iii


2.2.3. Hệ thống máy cán mịn 1 ........................................................................33
2.2.4. Hệ thống máy nhào thái .........................................................................34
2.2.5. Hệ thống máy cán mịn 2 ........................................................................35

2.2.6. Hệ thống máy nhào đùn ép liên hợp ......................................................36
2.2.7. Hệ thống cắt tự động ..............................................................................37
2.3. Hệ thống điều khiển Hầm lò tuynel ..........................................................38
2.3.1. Nguyên lý hoạt động Hầm sấy ...............................................................39
2.3.2. Nguyên lý hoạt động lò nung .................................................................40
2.4. Lƣu đồ thuật toán điều khiển hầm sấy và lò nung ....................................40
2.5. Nhận xét đánh giá về hệ thống ..................................................................43
CHƢƠNG 3. GIẢI PHÁP NÂNG CẤP HỆ THỐNG VÀ MÔ PHỎNG
HOẠT ĐỘNG CỦA DÂY CHUYỀN ............................................................ 45
3.1. Xây dựng giải pháp nâng cấp hệ thống .....................................................45
3.1.1. Mục đích .................................................................................................45
3.1.2. Đề xuất các giải pháp .............................................................................45
3.2. Giải pháp công nghệ nâng cấp hệ thống dây chuyền ................................47
3.2.1. Điều khiển lập trình PLC S7 – 300 cho dây chuyền sản xuất ...............47
3.2.2. Mô phỏng hoạt động dây chuyền bằng phần mềm WINCC ..................63
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 79

iv


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Chữ viết tắt

Giải thích

CB1

Cảm biến đầy tại máy cán mịn đất

CB2

Cảm biến đầy tại thùng nguyên liệu than

CB3

Cảm biến đầy tại thùng nguyên liệu đất

CB4

Cảm biến mức thấp tại thùng nguyên liệu than

CB5

Cảm biến mức thấp tại thùng nguyên liệu đất

CB6

Cảm biến độ ẩm khởi động máy bơm nƣớc

CB7

Cảm biến độ ẩm dừng máy bơm nƣớc

BT1

Băng tải 1

BT2

Băng tải 2

BT3

Băng tải 3

BT4

Băng tải 4

BT5

Băng tải 5

BT6

Băng tải 6

MCN1

Máy cán mịn 1

MCT

Máy cán thô

MNT

Máy nhào thái

MCM2

Máy cán mịn 2

MN2

Máy nhào 2

MĐ

Máy đùn

HCK

Máy hút chân không

MCG

Máy cắt gạch

Start

Nút khởi động

Stop

Nút dừng

BT1T

Trạng thái băng tải 1 tại thời gian T

BT2T

Trạng thái băng tải 2 tại thời gian T

BT3T

Trạng thái băng tải 3 tại thời gian T

BT4T

Trạng thái băng tải 4 tại thời gian T

BT5T

Trạng thái băng tải 5 tại thời gian T

v


BT6T

Trạng thái băng tải 6 tại thời gian T

BT1T+1

Trạng thái băng tải 1 tại thời gian T+1

BT2T+1

Trạng thái băng tải 2 tại thời gian T+1

BT3T+1

Trạng thái băng tải 3 tại thời gian T+1

BT4T+1

Trạng thái băng tải 4 tại thời gian T+1

BT5T+1

Trạng thái băng tải5 tại thời gian T+1

BT6T+1

Trạng thái băng tải 6 tại thời gian T+1

MCTT

Trạng thái máy cán thô tại thời gian T

MCM1T

Trạng thái máy cán mịn 1 tại thời gian T

MNTT

Trạng thái máy nhào thái tại thời gian T

MCM2T

Trạng thái máy cán mịn 2 tại thời gian T

MN2T

Trạng thái máy nhào 2 tại thời gian T

MĐT

Trạng thái máy đùn tại thời gian T

HCKT

Trạng thái máy hút chân không tại thời gian T

MCGT

Trạng thái máy cắt gạch tại thời gian T

MCN1T+1

Trạng thái máy cán mịn 1 tại thời gian T+1

MCTT+1

Trạng thái máy cán mịn 1 tại thời gian T+1

MNTT+1

Trạng thái máy nhào thái tại thời gian T+1

MCM2T+1

Trạng thái máy cán mịn 2 tại thời gian T+1

MN2T+1

Trạng thái máy nhào 2 tại thời gian T+1

MĐT+1

Trạng thái máy đùn tại thời gian T+1

HCKT+1

Trạng thái máy hút chân không tại thời gian T+1

MCGT+1

Trạng thái máy cắt gạch tại thời gian T+1

Start2

Tín hiệu start chậm sau thời gian 2 so với từ khi ấn start

Start23

Tín hiệu start chậm sau thời gian 23 so với từ khi ấn start

Van1

Van xả đất tại máy can thô

Van2

Van xả tại thùng định lƣợng than

Van3

Van xả tại thùng định lƣợng đất

Van4

Van xả tại máy cán mịn

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng

Tên bảng

Trang

1.1

So sánh một số chỉ tiêu chất lƣợng của hai loại sản phẩm

10

1.2

Một số thông số kỹ thuật của sản phẩm gạch nung tuylen

11

1.3

Thông số kỹ thuật lò tuylen

23

3.1

Bảng so sánh giữa hai hệ thống cũ và mới

45

3.2

Bảng phân công tín hiệu vào ra

56

3.3

Bảng trạng thái làm việc của băng tải 1

59

3.4

Bảng trạng thái làm việc của băng tải 2

60

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hình

Tên hình

Trang

1.1

Hình ảnh tổng quan về nhà máy Gạch Gồ Công Hải Phòng

6

1.2

Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất gạch tuylen

8

1.3

Cấu tạo cơ cấu máy cấp liệu thùng

12

1.4

Cấu tạo băng tải

13

1.5

Cấu tạo cơ cấu máy cán thô

14

1.6

Cấu tạo cơ cấu máy cán mịn 1

15

1.7

Cấu tạo cơ cấu máy nhào thái

16

1.8

Cấu tạo cơ cấu máy cán mịn 2

17

1.9

Cấu tạo cơ cấu máy nhào đùn ép liên hợp

19

1.10

Máy cắt gạch

20

1.11

Sơ đồ công nghệ lò nung tuylen

22

1.12

Bãi nguyên liệu đất

24

1.13

Gạch mộc trên băng tải

24

1.14

Gạch mộc phơi tại nhà kính

24

1.15

Goòng xếp gạch

24

1.16

Gạch mộc chuẩn bị lên goòng

24

1.17

Gạch mộc vào hầm sấy

24

1.18

Xe phà

25

1.19

Gạch lấy ra từ lò

25

1.20

Sân sản phẩm gạch mộc

25

2.1

Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ

26

2.2

Trung tâm điều khiển

26

2.3

Kết cấu của trung tâm điều khiển

27

2.4

Lƣu đồ thuật toán điều khiển dây chuyền công nghệ

29

2.5

Hệ thống cơ cấu máy cấp liệu

30

2.6

Hệ thống máy cán thô

31

2.7

Hệ thống máy cán mịn

32

2.8

Hệ thống máy nhào thái

33

viii


2.9

Hệ thống máy cán mịn 2

34

2.10

Hệ thống nhào đùn ép liên hợp

35

2.11

Hệ thống máy cắt tự động

36

2.12

Hệ thống theo dõi nhiệt độ lò nung

37

2.13

Lƣu đồ thuật toán điều khiển hầm sấy

40

2.14

41

3.2

Lƣu đồ thuật toán điều khiển lò nung
Lƣu đồ thuật toán định lƣợng nguyên liệu bẳng cảm biến
đầy
Lƣu đồ thuật toán hoạt động dây chuyền chế biến tạo hình

3.3

Tạo S7 project

54

3.4

Chọn Hardware

54

3.5

Chọn cấu hình CPU

55

3.6

Chọn modul vào/ra

55

3.7

Lƣu cấu hình phần cứng PLC

64

3.8

Biểu tƣợng WinCC

64

3.9

Cài đặt WinCC

64

3.10

Chọn công cụ WinCC

65

3.11

Tạo file mới

65

3.12

Biểu tƣợng file mới

65

3.13

Chọn chế độ Project

66

3.14

Đặt tên và lƣu file vừa tạo

66

3.15

Giao diện WinCC sau khi tạo

66

3.16

Thao tác mở cửa sổ Tag

67

3.17

Chọn giao thức liên kết

67

3.18

Tạo liên kết mới cho MPI

67

3.19

Đặt tên cho liên kết

68

3.20

Thao tác mở hộp thoại thiết lập thông số liên kết

68

3.21

Hộp thoại thiết lập kết nối PLC

68

3.22

Thiết lập Tag

69

3.23

Mở hộp thoại định địa chỉ cho Tag

69

3.24

Định địa chỉ cho Tag

69

3.1

ix

49
50


3.25

Khởi tạo Picture

70

3.26

Thao tác đặt tên cho Picture

70

3.27

Cửa sổ thiết kế Picture

71

3.28

Thiết lập toolbars

71

3.29

Thiết lập chế độ view

72

3.30

Thƣ viện máy công cụ

72

3.31

Thƣ viện hình ảnh

73

3.32

Thƣ viện các loại ống

73

3.33

Hệ thống sau khi thiết kế

74

3.34

Kết nối đối tƣợng với Tag

74

3.35

Chọn đối tƣợng đổi thuộc tính

74

3.36

Thay đổi thuộc tính đối tƣợng

75

3.37

Giao diện màn hình chạy mô phỏng

75

x

LỜI MỞ ĐẦU
1. Lựa chọn đề tài
Trên chặng đƣờng dài kể từ khi thống nhất đất nƣớc. Việt Nam đã trải qua
không ít những chông gai,thử thách. Trong những năm qua cả dân tộc Việt Nam đã
chung tay tái thiết đất nƣớc, phát triển nền kinh tế chính trị xã hội bằng những
chính sách mở cửa của nền kinh tế nhiều thành phần. Phấn đấu xây dựng một đất
nƣớc công nghiệp hóa, hiện đại hóa, văn minh, ổn định. Bên cạnh sự học hỏi và áp
dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến của nhiều nƣớc văn minh trên thế giới là các chính
sách khuyến khích phát triển trí tuệ Việt. Việc đƣa những thành tựu mới về khoa
học công nghệ vào sản xuất thực tiễn tạo ra những sản phẩm đa dạng, tốt nhất, tiết
kiệm chi phí và nhân lực là bàn đạp để thúc đẩy nền kinh tế, chính trị xã hội bền
vững. Giờ đây Việt Nam đã dần nâng vị thế của mình lên một tầm cao mới trong
nền kinh tế, chính trị khu vực và thế giới.
Hải Phòng là một thành phố cảng lớn nhất phía Bắc (Cảng Hải Phòng) và
công nghiệp ở miền Bắc Việt Nam và là trung tâm kinh tế, văn hoá, giáo dục, khoa
học và công nghệ Vùng duyên hải Bắc Bộ. Hải Phòng là đầu mối giao thông
đƣờng biển phía Bắc. Với lợi thế cảng nƣớc sâu nên vận tải biển rất phát triển,
đồng thời là một trong những động lực tăng trƣởng của vùng kinh tế trọng điểm
Bắc bộ. Hải Phòng đã có và đang xây dựng nhiều khu công nghiệp, thƣơng mại
lớn và trung tâm dịch vụ, du lịch, giáo dục, y tế và thủy sản của vùng duyên hải
Bắc Bộ Việt Nam.
Thực hiện Nghị quyết Đại hội toàn quốc về tiến trình xây dựng đất nƣớc
trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa ngày 25 tháng 7 năm 2013 Hội đồng
nhân dân thành phố Hải Phòng đã ra Nghị quyết về nhiệm vụ, giải pháp phát triển
khoa học và công nghệ phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội
nhập quốc tế thành phố hải Phòng đến năm 2020 , định hƣớng đến năm 2030 với
một số nội dung nói về phát triển khoa học công nghệ nhƣ sau :
+ Quan điểm phát triển :

- Khoa học công nghệ là quốc sách hàng đầu, động lực quan trọng nhất để

1


phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ Tổ quốc ; là nền tảng và động lực đổi mới mô
hình tăng trƣởng ; nâng cao sức mạnh tổng hợp, nâng cao năng suất lao động.....
- Phát triển khoa học công nghệ hƣớng vào phục vụ phát triển kinh tế- xã
hội, đảm bảo quốc phòng-an ninh của thành phố. Ƣu tiên phát triển khoa học công
nghệ về biển, kinh tế biển, một số lĩnh vực công nghệ tiên tiến, công nghệ cao,
nhất là các ngành, lĩnh vực trọng điểm......
+ Mục tiêu phát triển :
- Khoa học công nghệ thực sự là động lực quan trọng nhất để nâng cao sức
mạnh tổng hợp của thành phố toàn diện trên các lĩnh vực kinh tế, xã hội, quốc
phòng, an ninh ; nâng cao sức mạnh cacnh tranh của nền kinh tế thành phố, đảm
bảo yêu cầu phát triển nhanh, bền vững....
Xây dựng phát triển Hải Phòng thành trung tâm ứng dụng, chuyển giao khoa
học và công nghệ của vùng duyên hải Bắc Bộ và của cả nƣớc, trong tốp đầu phát
triển các lĩnh vực khoa học công nghệ...
Từng bƣớc thực hiện chủ trƣơng, nghị quyết và định hƣớng phát triển đề ra,
đến nay nhiều khu công nghiệp đƣợc hình thành; các nhà máy, doanh nghiệp sản
xuất áp dụng kỹ thuật tiến bộ công nghệ mới tạo ra nhiều sản phẩm có chất lƣợng
đảm bảo đã tạo ra thƣơng hiệu riêng và chiếm lĩnh thị trƣờng.
Qua nghiên cứu và xem xét thực tế phát triển sản xuất công nghiệp trên địa
bàn, trong lĩnh vực sản xuất vật liệụ xây dựng cụ thể là sản xuất gạch tuynel đã và
đang phát triển mạnh với số lƣợng hiện nay là trên 30 nhà máy, đã góp phần tăng
trƣởng giá trị sản xuất công nghiệp trên địa bàn, phát triển kinh tế-xã hội. Mặt
khác, với việc sử dụng công nghệ mới trong sản xuất mà thành phố đã giảm thiểu
những tác động ảnh hƣởng của những lò gạch thủ công trƣớc kia về môi trƣờng và
ảnh hƣởng đến đời sống kinh tế xã hội.

Tuy nhiên, việc ứng dụng kỹ thuật tiến bộ mới vào trong dây chuyền sản
xuất còn chƣa phát triển, phần lớn các khâu trong hệ thống vẫn bán tự động dẫn
đến chất lƣợng sản phẩm còn chƣa đảm bảo, hiệu suất làm việc không cao, tiêu hao
nhiều năng lƣợng, hiệu quả kinh tế thấp.

2


Xuất phát từ nhu cầu thực tế về xây dựng và phát triển, thực tế về dây
chuyền công nghệ sản xuất gạch tuynel vì vậy đề tài: “ Nghiên cứu, nâng cấp hệ
thống điều khiển dây chuyền sản xuất gạch tuynel ” để đáp ứng nhu cầu đặt ra ở
trên.
2. Mục đích nghiên cứu:
- Khảo sát tình hình hoạt động sản xuất của Nhà máy.
- Phân tích, đánh giá hệ thống dây chuyền hoạt động của nhà máy.
- Đề xuất giải pháp nâng cấp một công đoạn trong hệ thống dây chuyền,
nhằm nâng cao năng suất, chất lƣợng sản phẩm và tiết kiệm chi phí trong sản xuất.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu :
* Đối tƣợng nghiên cứu:
Các công đoạn sản xuất gạch mộc trong dây chuyền sản xuất gạch tại nhà
máy Gạch Gò Công Hải Phòng.
* Phạm vi nghiên cứu:
Đề tài sẽ tiến hành phối hợp với lãnh đạo công ty và các cán bộ kỹ thuật để
tìm hiểu những khó khăn vƣớng mắc trong quá trình hoạt động sản xuất của hệ
thống dây chuyền thiết bị và những ý kiến đề xuất. Trên cơ sở đó phân tích hệ
thống, lựa chọn giải pháp nâng cấp: Sử dụng PLC S7-300 để điều khiển tự động
hóa các công đoạn sản xuất gạch mộc của nhà máy và xây dựng chƣơng trình mô
phỏng hoạt động của dây chuyền sản xuất gạch mộc bằng phần mềm WINCC.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu:
- Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu phân tích về nhà máy về công

nghệ dây chuyền sản xuất. Tìm hiểu về bộ điều khiển lập trình PLC S7 –
300 cải tiến công nghệ dây chuyền sản xuất.Tìm hiểu về phần mềm WINCC.
- Phƣơng pháp thực nghiệm: Sử dụng PLC S7 – 300 để nâng cấp dây
chuyền, sử dụng phần mềm WINCC mô phỏng quá trình hoạt động của dây chuyền
sau khi đã nâng cấp.

3


5. Ý nghĩ khoa học và thực tiễn của đề tài:
* Ý nghĩa khoa học: Đề tài là tài liệu tham khảo hữu ích cho những ai muốn
tìm hiều nghiên cứu về dây chuyền sản xuất gạch Tuynel;
* Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần cải tiến dây
chuyền công nghệ sản xuất gạch Tuynel nhằm tăng hiệu suất dây chuyền, tiết kiệm
năng lƣợng và góp phần nâng cao chất lƣợng sản phẩm.

4


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY VÀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH
1.1.Tổng quan về Nhà máy
Áp dụng những ứng dụng công nghệ của Châu âu, dây chuyền sản xuất
gạch bằng lò nung sấy liên hoàn tuynel đã cho ra những sản phẩm gạch ngói bằng
đất sét nung với độ bền cao giá thành rẻ, an toàn góp phần đáp ứng nhu cầu xây
dựng ngày càng tăng cả về số lƣợng chất lƣợng cho thành phố và các vùng lân cận.
Thực hiện đúng chủ trƣơng công nghiệp hóa , hiện đại hóa đất nƣớc đi đôi với
việc bảo vệ môi trƣờng sinh thái và sức khỏe cộng đồng. Có thể nói dây chuyền
sản xuất gạch ngói bằng lò nung sấy Tuynel là một bƣớc nhảy vƣợt bậc của công
nghệ sản xuất gạch ngói đất sét nung Việt Nam.

Tính đến năm 2015 sản xuất gạch, ngói toàn quốc đạt trên 35 tỷ viên
QTC/năm, trong đó đã có khoảng 550 dây chuyền sản xuất bằng lò nung tuynel
đƣợc đầu tƣ công suất từ 15 đến 40 triệu viên QTC/năm. Theo dự kiến đến năm
2020 sản lƣợng gạch trên toàn quốc ƣớc đạt 40 đến 45 tỷ viên. Các doanh nghiệp
sản xuất bằng công nghệ lò nung sấy liên hoàn tuynel đã đi vào hoạt động ổn định,
đạt hiệu quả cao.
Hải Phòng là một thành phố công nghiệp mới với mức độ phát triển kinh tế
cao thì nhu cầu về vật liệu xây dựng để phát triển các khu công nghiệp khu đô thị
và các cơ sở hạ tầng là vô cùng lớn. các cơ sở sản xuất trong thành phố không đủ
cung cấp cho thị trƣờng. Để đáp ứng nhu cầu vật liệu cho thành phố và cũng là một
cơ hội phát triển của nhà máy, nắm bắt đƣợc cơ hội và tình hình phát triển kinh tế
xã hội nhà máy gạch đã không ngừng lỗ lực vƣơn lên hòa mình vào nền kinh tế của
thành phố.
Nhà máy Gạch Gò Công Hải Phòng đƣợc xây dựng tại thôn Tiên Hội xã An
Tiến huyện An Lão với diện tích mặt bằng là 12 ha để xây dựng nhà máy, khu khai
thác nguyên liệu khoảng 5 ha tại hai mỏ sét núi Tiên Hội (hình 1.1 là hình ảnh tổng
quan toàn nhà máy). Nhà máy bắt đầu sử dụng công nghệ dây chuyền sản xuất
gạch tuylen vào hoạt động từ năm 1992 và khánh thành thêm dây chuyền II của

5


nhà máy năm 1997 , với tổng công suất 80 triệu viên QTC/năm. Từ khi đi vào hoạt
động, nhà máy Gạch Gò Công đã khẳng định đƣợc uy tín thƣơng hiệu trên thị
trƣờng Hải Phòng và các vùng lân cận, góp phần phát triển kinh tế xã hội địa
phƣơng. Tạo việc làm và thu nhập ổn định cho nhiều công nhân viên trong và
ngoài huyện.

Hình 1.1. Hình ảnh tổng quan nhà máy Gạch gò Công Hải Phòng
1.2. Tổng quan về dây chuyền sản xuất

1.2.1. Dây chuyền sản xuất và sản phẩm gạch tuylen
Dây chuyền sản xuất gạch tuynel là dây chuyền sản xuất theo công nghệ
Châu Âu nhằm thay thế loại hình sản xuất gạch thủ công trƣớc đây. Gạch đƣợc sản
xuất ra có chất lƣợng vƣợt trội hơn hẳn về chất lƣợng, đa dạng hóa về chủng loại
mẫu mã sản phẩm, có độ cứng, độ chịu uốn cao và độ hút nƣớc thấp, mức độ tiêu
hao nguyên liệu, nhiên liệu thấp và đặc biệt là cải thiện điều kiện làm việc cho
ngƣời lao động, giảm thiểu mức độ ảnh hƣởng môi trƣờng sinh thái và cộng đồng
dân cƣ.
Gạch nung tuynel theo công nghệ nung liên tục với buồng đốt cố định do
ngƣời Đức phát minh đƣợc du nhập vào miền bắc nƣớc ta khoảng thập niên 70 đến
thế kỷ 20. Dây chuyền sản xuất tự động, cơ giới hóa từ khâu đầu vào cho đến
6


thành phẩm thích hợp với điều kiện sản xuất công nghiệp và quy mô lớn.
Gạch tuynel là loại gạch dùng trong xây các công trình dân dụng và công
nghiệp. Nguồn nguyên liệu đƣợc nhà máy sử dụng là đất sét đƣợc lấy từ hai quả
đồi bên cạnh nhà máy sau đó đƣợc trộn với một số nguyên liệu nhƣ đất sét lấy từ
ruộng, bãi theo định mức nhất định rồi đƣợc tạo hình qua hệ thống dây chuyền sản
xuất để đƣa ra sản phẩm là gạch mộc. Gạch mộc sau khi phơi sẽ đƣợc xếp lên
goòng đƣa vào lò sấy tuylen rồi chuyển sangs lò nung tuylen. Sản phẩm gạch sau
khi ra lò đảm bảo chất lƣợng theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 9001:2008 về các chỉ
tiêu nhƣ độ hút ẩm, cƣờng độ chịu nén, chịu uốn, chất lƣợng mầu sắc, mẫu mã…
1.2.2. Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất gạch tuynel tại nhà máy
Dây chuyền sản xuất gạch tuylen đƣợc giới thiệu trên hình 1.2 và có công
nghệ sản xuất nhƣ sau:
- Đất sét đƣợc lựa chọn và khai thác từ hai quả đồi bên cạnh nhà máy rồi vận
chuyển về kho chứa nguyên liệu ngoài trời. Để có thể sản xuất đƣợc thì bắt buộc
đất phải đƣợc ngâm, ủ không dƣới 3 tháng. Thời gian này sẽ làm cho các tạp chất
lẫn trong đất phân hủy.

- Sau thời gian đƣợc ngâm, ủ đất đƣợc vận chuyển vào kho có mái che rồi
đƣợc máy xúc, ủi đƣa vào thùng cấp liệu. Đất đƣợc đƣa lên băng tải chuyển tới
máy cán thô, máy cán mịn, máy nhào thái. Tại đây một lƣợng nguyên liệu là than
cám nghiền mịn đƣợc trộn cùng đất và bổ sung thêm nƣớc để tạo độ ẩm phù hợp
sau đó hỗn hợp này theo băng tải đƣợc chuyển tới máy cán mịn 2 và máy ép đùn
liên hợp.
- Tại máy đùn ép liên hợp hỗn hợp đƣợc đƣa vào buồng hút chân không,
không khí đƣợc hút ra khỏi hỗn hợp để tăng độ đặc, chắc của sản phẩm. Bằng lực
ép, đùn chân không hỗn hợp nguyên liệu sẽ đƣợc tạo hình qua các khuôn đùn và
đƣợc cắt bằng hệ thống máy cắt tự động để đƣa lên băng tải và đƣợc sản phẩm là
gạch mộc.

7


Kho nguyên liệu
Máy ủi, máy xúc

Kho than

Cấp liệu thùng

Máy nghiền than

Băng tải 1

Cấp liệu

Máy cán thô

Băng tải 2

Băng tải 3
Máy cán mịn 1
Máy nhào thái

Nƣớc bổ sung

Băng tải 4
Máy cán mịn 2
Máy nhào,đùn ép liên hợp
Máy cắt tự động
Băng tải 5
Phơi tại nhà kính
Hầm sấy tuynel
Than nghiền mịn

Lò nung tuynel
Thành phẩm

Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất gạch tuylen

8


- Gạch mộc đƣợc vận chuyển bằng các xe nâng và đƣa ra nhà kính để phơi
sau đó đƣợc xếp lên xe goòng đƣa vào hầm sấy. Nhiệt hầm sấy đƣợc thu hồi từ
nhiệt của sản phẩm ra của lò nung. Sau khi gạch qua hầm sấy tuynel, độ ẩm của
gạch sẽ đảm bảo chỉ còn khoảng 0- 5% đƣợc đƣa sang lò nung.
- Nhiên liệu để nung chín sản phẩm chủ yếu là lƣợng than đƣợc pha trong

đất. Tuy nhiên để bổ sung thêm nguồn nhiệt trong quá trình nung, ở lò nung có
những vị trí để rắc thêm than cám lên goòng gạch trong lò nếu nhƣ nhiệt độ trong
lò chƣa đủ nung chín sản phẩm.
- Sau khi đƣợc nung chín ở vùng nung sản phẩm sẽ đƣợc làm nguội ở vị trí
cuối lò nhờ hệ thống thu hồi khí nóng .
- Sản phẩm sau khi ra lò đƣợc bốc dỡ, phân loại theo tiêu chuẩn kỹ thuật và
đƣợc xe nâng vận chuyển về bãi thành phẩm.
1.2.3. Đánh giá sản phẩm gạch tuynel và gạch thƣờng:
Do quy trình sản xuất chủ yếu là tự động hóa từ nguyên liệu đầu vào đến sản
phẩm đầu ra nên các sản phẩm của lò tuynel luôn đạt các chỉ số về cơ học nhƣ
cƣờng độ nén , uốn, độ hút ẩm cao. Chất lƣợng và thẩm mỹ hơn hẳn sản phẩm của
các lò gạch thủ công.
Lò nung sấy tuynel có cấu tạo đƣờng hầm gồm hai lò nung và sấy đặt song
song. Nhiệt khí của lò nung đƣợc tái sử dụng trong lò sấy, tận dụng tối đa nhiệt
lƣợng, tiết kiệm nhiên liệu, ít phụ thuộc vào thiên nhiên.
Tuy chi phí đầu tƣ khá cao khoảng 3,5 tỷ một lò nhƣng quy trình sản xuất tự động
cao, tận dụng tối đa nhiệt lƣơng nên chi phí sản xuất thấp. Sản lƣợng một lò
khoảng hơn 2 triệu viên một tháng gấp khoảng 12 lần lò thủ công nên giá thành rẻ,
lợi nhuận cao.
Các loại gạch thủ công do vận chuyển nhiều nên gạch dễ bị biến dạng, thô
nhám. Gạch thủ công chủ yếu nung bằng củi, than. Nhiệt đƣợc di chuyển từ dƣới
lên trên nên gạch không chín đều, chỗ già chỗ non , màu sắc không đồng đều,độ
cứng thấp, độ hút ẩm cao. Hơn nữa do không tận dụng đƣợc khí thải nên một
lƣợng khí thải lớn đƣợc đƣa thẳng ra môi trƣờng gây ô nhiễm.

9


Công đoạn làm khô tự nhiên nên phụ thuộc hoàn toàn vào khí hậu, thiên
nhiên.

Lò đƣợc đốt theo từng mẻ nên tiêu hao nhiều năng lƣợng dẫn đến giá thành
cao, hiệu quả kinh tế thấp.
Sản phẩm của sản xuất lò tuylen co kích thƣớc đều, ít biến dạng và các chỉ tiêu
chất lƣợng cao.
Trong bảng 1.1 cho thấy chỉ tiêu chất lƣợng giữa hai sản phẩm gạch thƣờng
và gạch tuylen.
Bảng 1.1: So sánh một số chỉ tiêu chất lƣợng giữa 2 loại sản phẩm
TT

1

Nội dung

Gạch nung
công nghệ
tuynel
Vật liệu sản xuất Đất sét, than,
nƣớc, phụ
gia.

2

Tỷ trọng (kg/m3)

3

Trọng
(kg)

4

7

Độ chính xác
chiều dài, chiều
rộng và chiều
cao (mm)
Nứt, sứt góc
cạnh
Tốc độ xây
dựng trong một
ca (m2/ca)
Mầu sắc

8

Độ hút nƣớc

5
6

lƣợng

1600

5 viên ≤
10kg
±6; ± 4 và ±
3

5%-10%
8-12

8-12%

Gạch thƣờng

Ƣu điểm gạch nung
tuynel so với gạch
nung thƣờng
Đất, nƣớc
Gia tăng đƣợc kết cấu,
có chỉ tiêu phân tích cụ
thể thành phần nguyên
liệu.
1750
Nhẹ hơn gạch đặc,
giảm kết cấu và trọng
lƣợng công trình.
5 viên ≤
Trọng lƣợng của gạch
8.5kg
đặc nặng hơn với cùng
loại kích cỡ
±12; ± 7 và ± Gạch đƣợc cắt tự động
5
bằng máy, nên rất đều
giảm phần vữa xây
dựng và trát tƣờng.
Đảm bảo cấu trúc và

thẩm mỹ, chất lƣợng.
8-10
Tốc độ nhanh hơn, ít
tiêu tốn vữa, tiết kiệm
cho công trình.
Sản phẩm đẹp, đồng
đều
15-18%
Đảm bảo tƣờng ít bị
thấm ẩm.

10


Sản phẩm gạch tuylen do nhà máy sản xuất có nhiều chủng loại, đảm bảo
các thông số kỹ thuật theo tiêu chuẩn ISO 9001:2008. Bảng 1.2 đánh giá một số
chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm máy sau khi ra lò.
Bảng 1.2: Một số thông số kỹ thuật của sản phẩm gạch nung tuylen
TT Tên sản phẩm

Kích

Trọng

Cƣờng

Cƣờng

Độ hút

Số

thƣớc

lƣợng

độ chịu

độ chịu

nƣớc

lƣợng

(mm)

(kg/viên)

nén

nén

(%)

sử dụng

(kg/cm2) (N/cm2)

1

2

Gạch xây 3
lỗ

Gạch xây 13
lỗ

(v/m3)

220 x
105 x

2,3

75

23

9-12

565

2,3

75

23

9-12

565

3,2

75

23

9-12

275

2,5

120

28

9-12

565

2,5

75

23

9-12

401

4,0

75

23

9-12

175

60
220 x
105 x
60
220 x

3

Gạch xây 6 lỗ 120x10
5

4

5

Gạch đặc

220 x

không chát

050x60

Gạch xây 4
lỗ
Gạch xây 3

6

lỗ chống
nóng

220 x
105 x
90
220 x
185x105

1.2.4. Các hệ thống cơ cấu máy của dây chuyền sản xuất
Do đặc thù của nguồn nguyên liệu cung ứng cho sản xuất là đất sét từ núi
chính vì vậy hệ thống máy trong dây chuyền công nghệ cũng có sự điều chỉnh cho
phù hợp so với các hệ thống sản xuất tại các nhà máy khác.
11


Hệ thống dây chuyền sản xuất tại nhà máy Gạch Gò Công Hải Phòng gồm
có 08 cơ cấu sẽ đƣợc giới thiệu dƣới đây.

1.2.4.1. Cơ cấu máy cấp liệu thùng:
Hệ thống máy cấp nguyên liệu (cấp liệu thùng) có vai trò quan trọng trong
dây chuyền công nghệ sản xuất, quyết định chất lƣợng của sản phẩm đầu ra, nhằm
để chứa, sàng lọc những nguyên liệu không phù hợp và cung cấp nguyên vật liệu
cho dây chuyền theo yêu cầu sản xuất.
Hiện tại trong dây chuyền công nghệ sản xuất gạch tuynel của nhà máy sử
dụng một máy cấp nguyên liệu là máy cấp nguyên liệu đất còn cấp nguyên liệu
than vẫn bằng biện pháp sử dụng trực tiếp sức ngƣời lao động.
Cấu tạo của cơ cấu máy cấp liệu thùng (hình 1.3) gồm có:
1. Khung bao nạp nguyên liệu 2.Xích nạp nguyên liệu; 3. Cơ cấu bánh
truyền, 4. Cơ cấu đai truyền; 5. Động cơ điện; 6: Búa; 7: Tấm ngăn; 8. Bulông
tăng xích; 9.Trục gắn dao thái 10: Trục dẫn động;
2
1

3

4

5

6

7

8

9

Hình 1.3: Cấu tạo của cơ cấu máy cấp liệu thùng

Nguyên lý làm việc:
Khi máy cấp liệu hoạt động, nguyên liệu đƣợc đƣa vào phía trên miệng phễu
và đƣợc định lƣợng, sàng lọc bằng lƣới phía dƣới bản mặt. Đặc thù của đất sét núi
là khi khai thác có thể lẫn đá hoặc đất cứng do vậy nhờ có lƣới ta có thể loại bỏ
đƣợc nguyên liệu không phù hợp. Sau đó đất đƣợc xích nạp liệu cắt và trộn đều
12


nhờ 2 dải xích kéo kiểu bản ống con lăn, giữa dải xích có hàn các ống thép có dao
nắp trên trục 9 để cắt đất. Quá trình dẫn động cơ cấu của máy nhờ động cơ điện 5,
cơ cấu đai truyền , cơ cấu truyền bánh răng 3 sẽ đƣa đất xuống phễu để chuyển đất
ra băng tải.
Thông số kỹ thuật của cơ cấu máy cấp liệu thùng:
- Kích thƣớc thùng nạp liệu : 7.000 x 2.500 x 1.800 mm
- Năng suất hệ thống: Q = 25- 30 m3/giờ
- Công suất động cơ điện : P = 8 kw.
1.2.4.2. Băng tải
Trong tất cả các dây chuyền công nghệ đều không thể thiếu đƣợc hệ thống
băng tải. Nhiệm vụ của hệ thống trong dây chuyền sản xuất gạch vẩn chuyển
nguyên liệu, hỗn liệu tới các máy: Cán thô, cán mịn, nhào thái và đƣa sản phẩm
gạch mộc ra ngoài đến vị trí mong muốn.
Cấu tạo: Băng tải có cấu tạo đơn giản nhƣ hình 1.4, dễ sử dụng, sửa chữa,
thay thế và vận hành.
7

5

6

4

2

3

1

2
Hình 1.4: Cấu tạo băng tải
1: Động cơ; 2: Bánh răng; 3: Xích truyền; 4:Hộp số; 5: Băng tải;
6:Tang chủ động; 7:Tang bị động.
Nguyên lý hoạt động: Quá trình hoạt động của băng tải nhờ cơ cấu truyền
động của động cơ điện, trục động cơ dẫn động qua xích, qua hộp giảm tốc đến tang
chủ động làm tang chủ động quay. Nhờ băng tải tang bị động đƣợc kéo quay theo.

13


Với kích thƣớc là bản to cho nên băng tải đƣợc sử dụng để vận chuyển các nguyên,
vật liệu trong quá trình sản xuất, từ đầu vào cho đến đầu ra của sản phẩm.
1.2.4.3. Cơ cấu máy cán thô
Nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc của đất sau khi đƣợc chuyển lên từ cơ cấu
cấp liệu thùng, hệ thống cơ cấu máy cán thô sử dụng hai quả cán thép có khe hở ở
giữa hai quả cán từ 25 - 35mm để nghiền, ép đất (hình 1.5). Sau đó nguyên liệu
đƣợc cán sẽ đƣa xuống băng tải trộn cùng than nghiền để chuyển lên máy cán mịn.
Cấu tạo: Gồm có
7

4

8

3

1

2

29

6

5

Hình 1.5: Cấu tạo cơ cấu máy cán thô
1: Quả cán thép (tĩnh); 2: Quả cán thép (động); 3,6: Động cơ điện; 4,5: Hộp giảm
tốc; 7,8: Bộ truyền đai; 9: Bộ phận chỉnh khe hở.
Máy cán thô gồm 2 động cơ (3và 6) truyền lực qua hộp giảm tốc (4,5) và hệ
thống đai truyền (7,8) làm cho hai quả cán thép quay với chiều ngƣợc nhau. Cán
thép tĩnh (1) có trục cố định, cán thép động (2) có trục dẫn động đƣợc. Điều chỉnh
khe hở giữa cán thép tĩnh và cán thép động bằng bộ phận chỉnh khe hở (9).
Nguyên lý làm việc:
Đất sau khi đƣợc băng tải chuyển từ cơ cấu cấp liệu thùng sẽ đƣa vào thùng
cơ cấu máy cán thô. Khi hai động cơ đƣợc cấp điện sẽ kéo cán thép tĩnh và cán
thép động hoạt động ngƣợc chiều nhau kéo nguyên liệu đất theo chiều hoạt động.
Đất sẽ bị ép, nghiền nhờ lực ép của hai quả cán thép. Đất sẽ bị phá vỡ kết cấu trong
khoảng khe hở từ 25 – 35 mm. Trong trƣờng hợp nguyên liệu rắn không bị phá vỡ
14

kết cấu, quả cán thép động sẽ bị đẩy tách ra nhờ lò xo điều chỉnh khe hở để vật
liệu đƣợc lọt qua, bảo vệ cơ cấu không bị phá hỏng.
Thông số kỹ thuật:
- Kích thƣớc của cơ cấu: 3.000 x 2.500 x 1.200mm.
- Cán thép động: Đƣờng kính 650 mm, chiều dài 600mm;
- Cán thép tĩnh: Đƣờng kính 700 mm, chiều dài 600mm;
- Gồm 02 động cơ điện: Động cơ kéo cán thép tĩnh 38 kw,
Động cơ kéo cán thép động 30 kw.
- Năng suất của máy cán thô: Q = 25 m3/h
- Kích thƣớc của cơ cấu: 3.000 x 2.500 x 1.200mm.
1.2.4.4. Cơ cấu máy cán mịn 1(xa luân)
Máy cán mịn 1 còn đƣợc gọi là xa luân có nhiệm vụ nghiền nhỏ hỗn hợp đất
đƣợc cấp từ máy cán thô và than nghiền từ băng tải than. Hai quả cán thép sẽ cán
hỗn liệu thành hạt nhỏ xuống dƣới 10mm.
Cấu tạo đƣợc hiển thị trên hình 1.6
1

2

4

3

5

6
10

7

8

9

Hình 1.6: Cấu tạo máy cán mịn 1 (xa luân)
1: Động cơ điện; 2: Khớp nối truyền động; 3: Hộp giảm tốc 4: trục dẫn động; 5: Bộ
truyền bánh răng nón; 6: Mâm nghiền; 7,10: Bánh thép nghiền; 8: Trục truyền
động chính; 9: Trục truyền động bánh nghiền.
Nguyên lý hoạt động: Khi động cơ đƣợc cấp điện, hệ dẫn động của trục 8 sẽ
làm hai bánh nghiền quay. Bộ phận đóng vai trò chính trong cơ cấu là 2 bánh
nghiền, nhờ sức nặng và quán tính của bánh nghiền để nghiền hỗn liệu. Hỗn hợp
đất từ máy cán thô và than nghiền đƣợc đƣa đến cơ cấu, tại đây hỗn liệu sẽ đƣợc
15