Đồ án Thiết kế lò luyện Tuynen

PHẦN 1: PHẦN MỞ ĐẦU 1. Vị trí vai trò của ngành sản xuất VLXD trong lĩnh vực xây dựng cơ bản Ngành sản xuất VLXD chiếm một vị trí rất quan trọng trong lĩnh vực xây dựng cơ bản. Có thể nói sản xuất VLXD là bước đầu để phát triển xây dựng. Hiện nay ngành xây dựng của nước ta nói riêng và cả thế giới nói chung đang rất phát triển cả về số lượng và chất lượng các công trình. Cùng với đó là yêu cầu về ngành sản xuất VLXD cũng phải phát triển để đáp ứng được nhu cầu đó. 2.Vị trí vai trò của lò của lò tuynen trong dây chuyền sản xuất gạch chẻ và gạch hai lỗ Lò tuynen thực hiện hai công đoạn trong dây chuyền công nghệ sản suất đó là sấy đốt nóng và nung bán thành phẩm. Sấy và nung là hai khâu công nghệ quan trọng quyết định đến chất lượng của sản phẩm và các chỉ tiêu kinh tế kĩ - thuật của sản xuất. Ý nghĩa của sấy : Thông thường vật liệu bao giờ cũng chứa trong mình một lượng ẩm, song chỉ những lượng ẩm nào vượt quá giới hạn gây nên khó khăn cản trở cho quá trình tiếp theo mới cần phải loại bỏ, tức là phải làm khô bớt đi bằng cách sấy trước khi thực hiện các quá trình tiếp theo. Ý nghĩa của việc nung : Những tính chất hóa-lý quan trọng nhất của sản phẩm (độ bền, mật độ…) đều là kết quả của quá trình nung. Khi nung xảy ra đồng thời các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất, các quá trình này do các biến đổi pha và biến đổi hóa học diễn ra phức tạp. Lò tuynen được sử dụng ở giai đoạn cuối cùng của dây chuyền để hoàn thành sản phẩm. 3. Sơ đồ dây chuyền công nghệ Sơ đồ công nghệ chuẩn bị phối liệu theo phương pháp dẻo : 4. Sản phẩm gạch chẻ và gạch 2 lỗ. Gạch chẻ và gạch 2 lỗ được sản xuất theo phương pháp tạo hình dẻo hoặc phương pháp bán khô. Thường có các mác 125, 100, 75, 50 và cường độ uốn tương ứng là 20, 18, 16, 14 kG/cm2. Ngoài ra còn có thể đạt được một số mác lớn hơn. Gạch chẻ có kích thước 300x300x14 mm, khi tạo hình là 2 viên úp ngược vào nhau có đường gân ở giữa, sau khi nung thành sản phầm rồi mới tách đôi làm 2 viên.
Gạch 2 lỗ có kích thước theo gạch tiêu chuẩn là 220x105x60 mm. Trong viên gạch có 2 lỗ rỗng xuyên suốt chiều dài viên. Khối lượng thể tích của gạch 2 lỗ dao động trong khoảng từ 1300 kg/m3-1450 kg/m3.
5. Sơ lược về lò tuynen Lò tuynen là một đường hầm thẳng, thường là lò đơn, đôi khi cũng có lò đôi, là thiết bị nhiệt hoạt động liên tục, trong đó bán thành phẩm được nung trên các vagông chuyển động ngược chiều với khói lò dọc theo chiều dài lò. Theo chế độ nhiệt. Lò tuynen được chia ra làm 3 vùng : vùng sấy đốt nóng, vùng nung và vùng làm nguội. So với lò vòng, lò tuynen có ưu điểm là quá trình nung nóng liên tục, mức tự động hóa cao, cơ giới hóa cao, giảm nhẹ sức lao động do khâu xếp và dỡ sản phẩm lên vagông được thực hiện ở ngoài lò. Qui trình nhiệt điều chỉnh dễ dàng, thuận lợi chất lượng sản phẩm cao, thời gian lưu vật liệu trong lò ngắn hơn. Lò tuynen có thể sử dụng để nung gạch xây dựng, ngói, đá gốm, tấm lát, ống nước để ủ các cấu kiện rót, đổ từ hỗn hợp xỉ nóng chảy, gốm xốp v.v… PHẦN 2: CÁC TÍNH TOÁN CHỦ YẾU I. Quỹ thời gian và nguyên vật liệu sản xuất. Chế độ làm việc của thiết bị - Số ngày làm việc trong 1 năm: 365 – 15 = 350 ngày Trong đó 15 ngày là thời gian sửa chữa thiết bị trong 1 năm. - Số ca làm việc trong 1 ngày: 3 ca Thời gian làm việc của 1 ca: 8 tiếng - Số giờ làm việc trong 1 năm: 350 × 3 × 8 = 8400 giờ. Nguyên vật liệu sử dụng Nguyên liệu đất sét để sản xuất gạch hai lỗ và gạch chẻ có thành phần hoá như sau: (tính theo thành phần %). SiO2  Al2O3  Fe2O3  CaO  MgO  K2O  Na2O  SO3  MKN   60,71  18,8  7,48  1,21  1,59  2,14  0,61  0  7,46   Nhiên liệu Nhiên liệu sử dụng là khí hoá từ than cục Bảng thành phần hoá (%) CO  H2  CO2  O2  CH4  C2H2  N2   30  20  20  1  5  0,5  23,5   Các thông số của sản phẩm Với gạch 2 lỗ - Thể tích của 1 viên gạch đặc sau khi nung là: Vđ = B × L × 6 = 1452 ( cm3) - Thể tích 2 lỗ trong viên gạch sau khi nung: V2 lỗ =
=
= 249,51 (cm3) - Thể tích của viên gạch rỗng sau khi nung: V = Vđ – V2 lỗ = 1452 – 249,51 = 1202,49 (cm3) - Khối lượng của 1 viên gạch 2 lỗ rỗng sau khi nung là: Gr = V
fv = 1202,49
1,9 = 2284,73 (g) ≈ 2,28 (kg) - Kích thước của viên gạch rỗng trước khi nung: Chọn độ co nung là: Cn = 5 % V = VĐ – V2 lỗ =
=
= 1463,05 (cm3) - Khối lượng của viên gạch mộc khi đưa vào lò nung:
≈ 2,54 (kg) Với lượng mất khi nung của phối liệu là 7,46% và độ ẩm vào lò nung của sản phẩm là 3%. Gạch chẻ : - Thể tích của một viên gạch đặc: Vđ
(cm3) - Chọn 8 lỗ cho gạch loại chẻ. Các lỗ coi gần như là hình chữ nhật có kích thước 25
20 (mm
mm). Vcác lỗ rỗng = 8
2,5
2
30 = 1200 (cm3) - Thể tích của 2 viên gạch chẻ sau khi nung: V = 4320 – 1200 = 3120 (cm3) - Khối lượng của 2 viên gạch chẻ sau khi nung: Gc = V
ρv = 3120
1,9 = 5928 (g) ≈ 5,93 (kg) - Kích thước của 2 viên gạch chẻ trước khi nung: V = VĐ – Vlỗ rỗng =
=
= 4320
1,1 – 1164 = 3588 (cm3) - Khối lượng của 2 viên gạch mộc khi đưa vào lò nung: Gn = Gc
≈ 6,54 (kg) Với lượng mất khi nung của phối liệu là 7,46%, độ ẩm vào lò nung của sản phẩm là 2%. Tính cân bằng vật chất khi sản xuất gạch 2 lỗ Ta chọn các thông số hao hụt chung cho cả gạch chẻ và gạch 2 lỗ trong quá trình sản xuất như sau: Các hệ số  MKN  Cn  Hao hụt ở bãi SP  Hao hụt ở công đoạn phân loại SP  Hao hụt khi nung    7,46   0,5%  0,1%  5%   Với gạch 2 lỗ - Công suất quy đổi là: 60%
30 triệu viên = 18 triệu viên gạch tiêu chuẩn/năm - Quy đổi ra số gạch 2 lỗ: No =
= 21734900 (viên/năm) Với gạch chẻ. - Công suất quy đổi với gạch chẻ là 40%
30 triệu viên = 12 triệu viên/năm - Quy đổi ra số gạch chẻ:
(viên/năm) c. Số gạch khi đưa vào bãi sản phẩm là
, hao hụt ở bãi là a1 = 0,5%.
= 21844120 (viên/năm) +) Khối lượng gạch: G1 =
= 21844120
2,28
10-3 = 49805 (tấn) Với Gr là khối lượng của một viên gạch rỗng. +) Thể tích bao của N1 viên gạch rỗng là: V1 = N1
Vb = 21844120
1202,49
10-6 = 2626,7 (m3) Với Vb là thể tích bao của một viên gạch tại bãi sản phẩm Vb = 1202,49
10-6 (m3) d. Số gạch trước khâu phân loại là
, hao hụt khi phân loại là a2 = 0,1%
= 21865986 (viên/năm) +) Khối lượng gạch:
= 49854 (tấn) +) Thể tích bao của N2 viên gạch rỗng là: V2 = N2
Vb = 21865986
1202,49
10-6 = 26293,6 (m3) e. Số gạch mộc trước khi vào lò nung là
, hao hụt khi nung là a3 = 5%
(viên/năm) +) Thể tích bao của N3 viên gạch mộc rỗng là: V3 = N3
Vn = 23016827
1202,49
10-6 = 27677,5 (m3) f. Số gạch khi vào bãi sản phẩm là
, hao hụt ở bãi sản phẩm là a1 = 0,5%
= 5612678 (viên/năm) +) Khối lượng gạch:
= 33283,2 (tấn) +) Thể tích bao của
viên gạch chẻ đôi là:
= 17511,6 (m3) g. Số gạch trước khâu phân loại là
, hao hụt khi phân loại là a2 = 0,1%
= 5618296 (viên/năm) +) Khối lượng gạch:
= 33316,5 (tấn) +) Thể tích bao của
viên gạch là:
= 17529,1 (m3) h. Số gạch mộc trước khi vào lò nung là
, hao hụt khi nung là a3 = 5%
= 5913995 (viên/năm) +) Khối lượng gạch:
= 35070 (tấn) +) Thể tích bao của
viên gạch chẻ đôi:
= 18451,7 (m3) Theo kết quả tính toán, ta có năng suất của lò nung Tuynen: - Với gạch hai lỗ: N = 2740 (viên/giờ) - Với gạch chẻ đôi: N' = 704 (viên/giờ) II. Tính toán thiết kế thiết bị Lựa chọn đường cong gia công nhiệt Từ nhiệm vụ của thiết kế, ta lựa chọn đường cong gia công nhiệt sau :
Tính cháy nhiên liệu Thành phần hoá của khí hoá từ than đá Thành phần  CO  H2  O2  CH4  C2H2  CO2  N2   Hàm lượng (%)  30  20  1  5  0,5  20  23,5   Tính nhiệt trị của nhiên liệu

= 1925 (kcal/m3.ch) Tính lượng không khí khô lý thuyết để đốt cháy hoàn toàn 1m3 nhiên liệu chuẩn Vo =
=
≈ 1,62 (m3.ch/m3.ch) * Lấy
= 25ºC, độ ẩm 80%, ta có hàm ẩm của không khí cung cấp cho quá trình cháy: d = 16,29 (g/kgKKK) 2.3. Xác định thành phần lý thuyết của sản phẩm cháy

0,555m3.ch/m3.ch
= 0,79Vº +
= 0,79
1,62 +
= 1,52 m3.ch/m3.ch
= 0,01(2CH4 + M2 + C2H2 + 0,124dk) = 0,01(2,5 + 20 + 0,5 + 0,124
16,29) = 0,325m3.ch/m3.ch - Tổng thể tích sản phẩm cháy lý thuyết là:
= 0,555 + 1,52 + 0,325 =2,4 (m3) - Nhiệt cháy lý thuyết của nhiên liệu:
802,083 (kcal/m3) Ta nhận thấy tra trong bảng về nhiệt cháy của khí hoá với α = 1,2 thì I = 801,7 ≈ IKL Vậy ta chọn α = 1,2 là nhiệt hệ số dư không khí cần tìm - Với α = 1,2 thì:


0,21
= 0,042 m3
(m3.ch)
0,555 m3
= 2,8264 (m3)
= 1080ºC; chọn n = 0,7 (hệ số hữu ích) →
= 1542,860C - Lượng không khí khô thực tế:V
=
.V0 = 1,2.1,62 =1,944m3 - Lượng không khí ẩm thực tế: V
=(1+0,016d).V
= (1+0,016.16,29).1,944 = 2,451 m3 - Tỷ nhiệt của khối lò theo thể tích:
= 1,47 (kj/m3.ºC) = 0,367 (kcal/m3.ºC) - Khối lượng thể tích thực tế của khối lò:

= 1,31 (m3.ch/m3) - Hàm ẩm thực tế:
= 72,37 (m3.ch/m3.k2) - Áp suất riêng phần của khí CO2, H2O:

2. Tính chọn kết cấu vagông nung 2.1. Chọn loại vagông có kích thước như sau: Chiều dài : 2400mm Chiều rộng : 2600mm Chiều cao : 850mm Đường kính : 300mm Vùng nhiệt có nhiệt độ nung lớn nhất: tmax = 1080ºC Dự kiến bố trí kết cấu vagông gồm 3 lớp: Lớp chịu lửa: sử dụng vật liệu chịu lửa là samốt Nhiệt độ làm việc dưới tải trọng: Giả sử nhiệt độ làm việc trung bình của lớp samốt là 1000ºC Độ dẫn nhiệt: λ1 = 0,7 + 0,64
10-3
t (W/mºC) = 0,7 + 0,64
10-3
1000 = 1,34 (W/mºC) Với t là nhiệt độ trung bình lớp samốt Khối lượng thể tích: 1900 kg/m3 Nhiệt dung riêng: C1 = 0,84 + 0,264
10-3
t (KJ/kg.độ) = 0,84 + 0,264
10-3
1000 = 1,04 (KJ/kg.độ) Chiều dày: d1 = 0,25 (m) Lớp thứ hai: Sử dụng bê tông cách nhiệt chất độn samốt Giả sử nhiệt độlàm việc trung bình của lớp bê tông là 510ºC Độ dẫn nhiệt (ở 500ºC): λ2 = 0,22 (W/mºC) Khối lượng thể tích: 1000 kg/m3 Nhiệt dung riêng: C2 = 0,675 + 0,33
10-3
t = 0,675 + 0,33
10-3
510 = 0,843 (KJ/kg.độ) Lớp ba: Sử dụng lớp thép dày d3 = 10 mm Khối lượng thể tích: 7850 kg/m3 Nhiệt độ làm việc: 150ºC - 200ºC Nhiệt độ lớn nhất trong lò: tmax = 1080ºC → Mật độ dòng nhiệt định mức là: qđm
(kcal/m2.h) Hay qđm = 590
1,163 = 683,17 (W/m2) ; với 1 kcal/m2.h = 1,163 W/m2 Mật độ dòng nhiệt thực tế xác định theo công thức:
(Với α2 là hệ số trao nhiệt từ bề mặt ngoài vagông gây ra.) Môi trường xung quanh xác định theo công thức:
Trong đó A là hệ số phụ thuộc vào vị trí tương đối của bề mặt trao nhiệt trong không gian. Với mặt ngang, dòng nhiệt chuyển động xuống dưới : A = 1,8 ε: Độ đen của vật liệu bề mặt vagông Co: Hệ số đen tuyệt đối. (Thực tế lấy ε . Co = 4) tvg: 150ºC – nhiệt độ bề mặt dưới vagông ( giả thiết ) tkk: 60ºC – nhiệt độ môi trường không khí dưới vagông Thay vào biểu thức trên ta có:
Để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của vagông thì: q ≤ qđm Hay:

Vậy ta chọn chiều dày lớp bê tông cách nhiệt: d2 = 0,3 (m) Vậy vagông gồm 3 lớp: - Lớp samốt dày 250 mm - Lớp bê tông cách nhiệt dày 300 mm - Lớp thép dày 10 mm Khối lượng của 1 vagông: Khối lượng samốt : Gsm =
2964 (kg) Khối lượng bê tông : Gbt =
1872 (kg) Khối lượng phần thép, tính cả phần khung thép, hệ thống trục và bánh xe là 1100 (kg)
Khối lượng của cả vagông: 2964 + 1872 + 1100 = 5936 (kg) 2.2. Kiểm tra - Ta có mật độ dòng nhiệt thực tế:
631,915 (W/m2) - Nhiệt độ tiếp giáp giữa lớp samốt và lớp bê tông cách nhiệt là t1:
962,1ºC - Nhiệt độ trung bình của lớp samốt là:
1021ºC Kiểm tra chênh lệch nhiệt độ lớp samốt so với dự kiến: ∆t = 1021 – 1000 = 21 (ºC)
2,1% (2,1% ‹ 2,5% nên thuộc giới hạn cho phép) Nhiệt độ của lớp thép là t2:
100,39 (ºC)
Thoả mãn điều kiện làm việc của lớp thép. Nhiệt độ trung bình lớp bê tông:
531,25 (ºC) Chênh lệch nhiệt độ so với dự kiến: ∆t = 531,25 – 510 = 21,25 (ºC)
3. Tính chọn kích thước cơ bản của lò nung 3.1. Các số liệu - Công suất của lò là: 2740 viên/giờ đối với gạch 2 lỗ 704 viên/giờ đối với gạch chẻ - Độ ẩm gạch mộc vào lò là: 3% đối với gạch 2 lỗ 2% đối với gạch chẻ Nhiệt độ gạch mộc vào lò: 25ºC Nhiệt độ sản phẩm ra lò: 80ºC Nhiệt độ không khí môi trường: tkk = 25ºC Nhiệt độ khí thải: 180ºC Thời gian nung: Tnung = 28 (giờ) Bề rộng làm việc của lò: Blv = 2600 (mm) Chiều cao làm việc của lò (khoảng cách từ mặt vagông đến đỉnh vòm lò) Hlv = 1750 (mm) Chiều cao vagông: 850 (mm) Chiều cao lò nung (từ ray đến đỉnh vòm) H = 1750 + 850 = 2600 (mm) - Bán kính cung vòm:
≈ 1443 (mm) 3.2. Thiết kế khối xếp

Tổng số gạch xếp trên vagông là: - 1558 viên gạch 2 lỗ - 336 viên gạch chẻ 3.3. Xác định chiều dài lò - Năng suất lò nung tính theo công thức:
Vì trong lò có hai loại gạch, ta tính vagông cho mỗi loại: Với gạch 2 lỗ: N1 = 2740 viên/giờ. (chọn theo gạch 2 lỗ) nvagông = 1558 viên/vagông Tn = 28 (giờ)

≈ 49 (vagông) Chiều dài lò nung: L = 49
2,4 = 117,6 (m) Chọn Llò = 120 m Chiều rộng hữu ích: Blv = 2,6 m Chiều cao tính từ mặt vagông: 1750 mm Bán kính cung vòm: Rn = 2600 mm Chu kỳ vagông:
= 1,75 (vagông/giờ) 4. Tính chọn kết cấu bao che của lò nung
ĐƯỜNG CONG GIA CÔNG NHIỆT CỦA SẢN PHẨM Phân chia các vùng trong lò nung: Vùng 1: Vùng sấy đốt trước, có tº = 50ºC ÷ 400ºC Vùng 1': Vùng làm nguội cuối cùng, có tº = 400ºC ÷ 80ºC Vùng 2: Vùng nung sơ bộ, có tº 400ºC ÷ 850ºC Vùng 2': Vùng làm nguội nhanh, có tº = 850ºC ÷ 400ºC Vùng 3: Vùng nung và hằng nhiệt, có tº = 850ºC ÷ 1080ºC ÷ 850ºC * Vùng 1: Vùng sấy đốt trước, có tº = 50ºC ÷ 400ºC Từ đường cong nung ta có thời gian trong khoảng nhiệt độ đó là 3,7 giờ. Vận tốc của vagông là 1,75 vagông/giờ. Chiều dài vùng 1: L1 = 3,7
1,75
2,4 = 15,54 (m) * Vùng 1': Vùng làm nguội, có tº = 400ºC ÷ 80ºC Từ đường cong nung ta có thời gian trong vùng này là 7 giờ. Chiều dài vùng 1': L1' = 7
1,75
2,4 = 29,4 (m) * Vùng 2: Vùng nung sơ bộ, có tº = 400ºC ÷ 850ºC Từ đường cong nung ta có thời gian nung trong vùng này là 5,1 giờ. Chiều dài vùng 2: L2 = 5,1
1,75
2,4 = 21,42 (m) * Vùng 2': Vùng làm nguội nhanh, có tº = 850ºC ÷ 400ºC. Từ đường cong nung ta có thời gian hạ nhiệt là 7,7 giờ. Chiều dài vùng 2': L2' = 7,7
1,75
2,4 = 32,34 (m) * Vùng 3: Vùng nung và hằng nhiệt, có tº = 850ºC ÷ 1050ºC ÷ 850ºC Chiều dài vùng 3: L3 = 120 – (15,54 + 29,4 + 21,42 + 32,34) = 21,3 (m) Chọn kết cấu của lò nung Chọn kết cấu của lò nung: Vì nhiệt độ làm việc của các vùng khác nhau, như vậy kết cấu chịu nhiệt tương ứng các vùng sẽ khác nhau. - Tường lò: để đảm bảo khả năng chịu lực, chịu nhiệt, dùng gạch samốt cách nhiệt và ngoài cùng lớp bảo vệ là gạch đỏ. - Vòm lò: Từ trong ra ngoài dùng gạch samốt, sau đó là lớp bê tông chịu nhiệt, ngoài cùng là bê tông cốt thép chịu lực. Kiểm tra kết cấu của lò nung: Để đảm bảo tải trọng tác dụng lên vòm lò không vượt quá 2 kg/m3. * Tính toán vật liệu cách nhiệt ở mỗi vùng đều lấy tºmax để tính cho toàn vùng đó. - Vùng sấy đốt trước: có tºmax = 850ºC - Vùng nung: có tºmax = 1080ºC - Vùng làm nguội: có tºmax = 850ºC * Lựa chọn vật liệu: gồm 3 lớp - Lớp trong cùng: vật liệu chịu lửa, gạch samốt - Lớp cách nhiệt ở giữa: gạch xỉ - Lớp ngoài cùng: gạch đỏ 1. Chọn kết cấu vùng 3: vùng nung và hằng nhiệt a. Tường lò gồm các lớp: + Lớp samốt + Lớp xỉ than + Lớp gạch đỏ vữa samốt sét + Lớp gạch đỏ vữa xi măng M75 - Định mức dòng nhiệt mất mát cho phép:
(kcal/m2.giờ) Với tºmt = 1080ºC

590 (kcal/m2.giờ) * Chọn lớp samốt dày 343 mm (230 mm + 113 mm). - Hệ số dẫn nhiệt của samốt:
(kcal/m.ºC.giờ) - Xác định nhiệt độ sau lớp samốt: Ta có:

910,5ºC - Lớp xỉ vẫn làm việc bình thường * Lớp gạch đỏ vữa xi măng dày 220 mm. - Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,4 + 44
10-5
t (kcal/m.ºC.giờ) Theo điều kiện nhiệt độ mặt ngoài, lấy tmn = 50ºC. Giả sử nhiệt độ trung bình của lớp gạch đỏ là 180ºC.
0,479 (kcal/m.ºC.giờ) - Nhiệt độ phía trong lớp gạch đỏ vữa xi măng:
320ºC - Nhiệt độ trung bình:
= 185ºC - Chênh lệch nhiệt độ trung bình:
2,7% ( < 5%) Vậy nhiệt độ bên trong lớp gạch đỏ là 320ºC. * Lớp gạch đỏ vữa samốt sét dày 220 mm. - Hệ số dẫn nhiệt của lớp gạch đỏ: λ = 0,4 + 44
10-5
t (kcal/m.ºC.giờ) Giả sử nhiệt độ trung bình của lớp gạch đỏ vữa samốt là 400ºC.
0,585 (kcal/m.ºC.giờ) - Nhiệt độ phía trong lớp gạch samốt:
542ºC - Nhiệt độ trung bình lớp gạch vữa samốt:
= 431ºC - Chênh lệch nhiệt độ trung bình:
2,55% ( < 5%) Vậy nhiệt độ bên trong lớp vữa samốt là 542ºC. * Xác định chiều dày lớp xỉ than:
(kcal/m.ºC.giờ) Ta có:

≈ 0,335397 (m) Chọn lớp xỉ than dày 336 mm. Vậy kết cấu tường lò vùng 3 là: + lớp samốt dày 343 mm + lớp xỉ than dày 336 mm. + lớp gạch đỏ vữa samốt sét dày 220 mm. + lớp gạch đỏ vữa xi măng M75 dày 220 mm. b. Kết cấu của vòm lò Vòm lò gồm các lớp: + Lớp samốt + Lớp bê tông chịu nhiệt + Lớp bê tông cốt thép Định mức mất mát dòng nhiệt cho phép
590 (kcal/m2.giờ) * Lớp sa mốt dày 343 mm - Hệ số dẫn nhiệt của samốt:
(kcal/m.ºC.giờ) - Xác định nhiệt độ sau lớp samốt: Ta có:

910,5ºC * Lớp bê tông cốt thép dày 120 mm - Hệ số dẫn nhiệt của lớp bê tông cốt thép : λ = 1,08 (kcal/m.ºC.giờ) Lấy nhiệt độ mặt ngoài của vòm lò: tmn = 55ºC - Xác định nhiệt độ dưới lớp bê tông cốt thép:
120,5ºC * Lớp bê tông chịu nhiệt - Hệ số dẫn nhiệt:
(kcal/m.ºC.giờ)
0,43 (kcal/m.ºC.giờ) Ta có:

= 0,575 (m) Chiều dày lớp bê tông là 575 mm Kết cấu vòm lò vùng 3: + Lớp samốt dày 343 mm + Lớp bê tông chịu nhiệt dày 575 mm + Lớp bê tông cốt thép dày 120 mm 2. Tính chọn kết cấu vùng 2 và vùng 2': vùng nung sơ bộ và vùng làm nguội nhanh. a. Kết cấu của tường lò Tường lò gồm các lớp: + Lớp samốt + Lớp xỉ than + Lớp gạch đỏ vữa samốt sét + Lớp gạch đỏ vữa xi măng M75 - Định mức dòng nhiệt mất mát cho phép:
(kcal/m2.giờ) Với tºmt = 850ºC

475 (kcal/m2.giờ) * Lớp samốt dày 230 mm. - Hệ số dẫn nhiệt của samốt:
(kcal/m.ºC.giờ) - Xác định nhiệt độ tiếp giáp giữa lớp samốt và lớp xỉ than t2: Ta có:

748ºC - Lớp xỉ vẫn đảm bảo điều kiện làm việc bình thường. * Lớp gạch đỏ vữa xi măng dày 220 mm. - Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,4 + 44
10-5
t (kcal/m.ºC.giờ) Lấy nhiệt độ mặt ngoài: tmn = 50ºC. Giả sử nhiệt độ trung bình của lớp gạch đỏ là 160ºC.
0,47 (kcal/m.ºC.giờ) - Nhiệt độ phía trong lớp gạch đỏ vữa xi măng:
272ºC - Nhiệt độ trung bình lớp gạch đỏ:
= 161ºC - Chênh lệch nhiệt độ trung bình:
0,62% ( < 5%) Vậy nhiệt độ bên trong lớp gạch đỏ là 272ºC. * Lớp gạch đỏ vữa samốt sét dày 220 mm. - Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,4 + 44
10-5
t (kcal/m.ºC.giờ) Giả sử nhiệt độ trung bình của lớp gạch đỏ vữa samốt là 360ºC.
0,558 (kcal/m.ºC.giờ) - Nhiệt độ phía trong lớp gạch đỏ vữa samốt:
459,3ºC - Nhiệt độ trung bình lớp gạch đỏ vữa samốt:
≈ 366ºC - Chênh lệch nhiệt độ trung bình:
1,64% ( < 5%) Vậy nhiệt độ phía trong lớp gạch đỏ vữa samốt là 459ºC. * Xác định chiều dày lớp xỉ than: - Hệ số dẫn nhiệt:
(kcal/m.ºC.giờ) Ta có:

≈ 0,278 (m) Chọn lớp xỉ than dày 280 mm. Vậy kết cấu tường lò là: + lớp samốt dày 230 mm + lớp xỉ than dày 280 mm. + lớp gạch đỏ vữa samốt sét dày 220 mm. + lớp gạch đỏ vữa xi măng M75 dày 220 mm. b. Kết cấu của vòm lò Vòm lò gồm các lớp: + Lớp samốt + Lớp bê tông chịu nhiệt + Lớp bê tông cốt thép Định mức mất mát dòng nhiệt cho phép
475 (kcal/m2.giờ) * Lớp sa mốt dày 230 mm - Hệ số dẫn nhiệt của samốt:
(kcal/m.ºC.giờ) - Xác định nhiệt độ sau lớp samốt: Ta có:

748ºC - Lớp xỉ vẫn đảm bảo điều kiện làm việc bình thường. * Lớp bê tông cốt thép dày 100 mm - Hệ số dẫn nhiệt của lớp bê tông cốt thép : λ = 1,08 (kcal/m.ºC.giờ) Lấy nhiệt độ mặt ngoài của vòm lò: tmn = 55ºC - Xác định nhiệt độ phía sau lớp bê tông cốt thép:
99ºC * Lớp bê tông chịu nhiệt - Hệ số dẫn nhiệt:
(kcal/m.ºC.giờ)
0,396 (kcal/m.ºC.giờ) Ta có:

= 0,541 (m) Chọn chiều dày lớp bê tông chịu nhiệt là 545 mm. Kết cấu vòm lò vùng 2 và 2' là: + Lớp samốt dày 230 mm + Lớp bê tông chịu nhiệt dày 545 mm + Lớp bê tông cốt thép dày 100 mm 3. Tính chọn kết cấu vùng 1 và vùng 1': vùng sấy đốt trước và làm nguội cuối cùng. Tiến hành tính toán tương tự ta có các kết quả sau: a. Tường lò gồm: + lớp gạch samốt dày 230 mm + lớp xỉ than dày 200 mm. + lớp gạch đỏ vữa samốt sét dày 220 mm. + lớp gạch đỏ vữa xi măng M75 dày 220 mm. b. Vòm lò gồm: + Lớp gạch samốt dày 230 mm + Lớp bê tông chịu nhiệt dày 300 mm + Lớp bê tông cốt thép dày 100 mm Kết luận: - Chiều cao lò nung lớn nhất: H = 850 + 1750 + 343 + 575 + 120 + 70 = 3708 (mm) (70 mm – chiều cao kênh dẫn khí và mương làm mát mặt lò) - Chiều rộng lò nung lớn nhất: B = 2400 + 2
(343 + 336 + 220 + 220) = 4638 (mm) - Chiều dài lò nung là 120 m 5. Tính cân bằng nhiệt lò nung A. Phương trình cân bằng nhiệt cho vùng nung và vùng sấy đốt trước. a. Phần nhiệt cung cấp. - a1: Nhiệt hoá của nhiên liệu
(kcal/giờ)
: lượng khí đốt trong 1 giờ (m3/giờ) - a2: Nhiệt lý của nhiên liệu
Chọn Cnl = 0,4 (kcal/m3.ºC); tnl = 50ºC
(kcal/giờ) - a3: Nhiệt do sản phẩm mang vào lò
(kcal/giờ) tmv = 60ºC + Ggm: Khối lượng sản phẩm mộc mang vào trong 1 giờ. Với năng suất: + N1 = 2740 viên gạch 2 lỗ/giờ : trọng lượng 1 viên là 2,54 (kg) + N2 = 704 viên gạch chẻ/giờ : trọng lượng
Ggm = 2740
2,54 + 704
6,54 = 11563,76 (kg/giờ) + Cgm: Tỷ nhiệt của sản phẩm mộc.

(kcal/kg.ºC) Vậy
(kcal/giờ) - a4: Nhiệt do vagông mang vào
(kcal/giờ) Trong đó: + Nhiệt độ vật liệu mang vào lò: tmv = 25ºC + Khối lượng samốt trong vagông như đã tính: Gsm = 2964 kg + Tỷ nhiệt của samốt: Csm = 0,84 + 0,264
10-3
25 = 0,85 (kj/kg.độ) ≈ 0,21 (kcal/kg.ºC) + Khối lượng bê tông là: Gbt = 1872 (kg) + Tỷ nhiệt của bê tông: Cbt = 0,2 (kcal/kg.ºC) + Khối lượng thép: Gth = 1100 (kg) + Tỷ nhiệt của thép: Cth = 0,115 (kcal/kg.ºC) + Vận tốc di chuyển của vagông: vvagông = 1,75 (vagông/giờ) Vậy
(kcal/giờ) - a5: Nhiệt do không khí rò rỉ mang vào
(kcal/giờ) Trong đó: +
: hàm nhiệt của không khí rò rỉ ở tº = 25ºC + Vrr : thể tích không khí rò rỉ, lấy = 3% lượng khí để đốt cháy nhiên liệu
(m3/giờ) Vậy
≈ 0,55B (kcal/giờ) - a6: Nhiệt cấp do quá trình không khí mang vào
(kcal/giờ) Với Vα = 2,451 m3 Vậy
(kcal/giờ) * Tổng lượng nhiệt cung cấp cho vùng sấy và vùng nung là: Qcc = 1925B + 20B + 168599,622 + 49146,125 + 0,55B + 19,608B = 1965,158B + 217745,747 (kcal/giờ) b. Phần nhiệt tiêu tốn - b1: Nhiệt tiêu tốn để bốc hơi ẩm trong sản phẩm mộc
(kcal/giờ) Trong đó: + Gn : lượng ẩm chứa trong vật liệu Lấy lượng ẩm trong gạch 2 lỗ là 3%; trong gạch chẻ là 2%
(kg/giờ) + r = 596 (kcal/kg) + Cn : tỷ nhiệt của hơi nước; Cn = 0,47 (kcal/kg.ºC) + tKth : nhiệt độ thải ra sau cùng của khói lò; tKth = 120ºC Vậy
(kcal/giờ) - b2: Nhiệt tiêu tốn cho các phản ứng hoá học