Tài liệu Nghiên cứu cải tiến hệ thống điều khiển và giám sát quá trình trộn liệu của công ty gạch granite đồng nai trên cơ sở sử dụng logic mờ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI [ \ VŨ XUÂN HÀ NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH TRỘN LIỆU CỦA CÔNG TY GẠCH GRANITE ĐỒNG NAI TRÊN CƠ SỞ SỬ DỤNG LOGIC MỜ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI [ \ VŨ XUÂN HÀ NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH TRỘN LIỆU CỦA CÔNG TY GẠCH GRANITE ĐỒNG NAI TRÊN CƠ SỞ SỬ DỤNG LOGIC MỜ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN DOÃN PHƯỚC HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI [ \ VŨ XUÂN HÀ NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH TRỘN LIỆU CỦA CÔNG TY GẠCH GRANITE ĐỒNG NAI TRÊN CƠ SỞ SỬ DỤNG LOGIC MỜ TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN DOÃN PHƯỚC HÀ NỘI - 2012   LỜI CAM ĐOAN Tôi Vũ Xuân Hà, học viên lớp Cao học 10AĐKTĐ-ĐN niên khóa 2010-2012. Sau hai năm học tập và nghiên cứu, được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và đặc biệt là PGS.TS.Nguyễn Doãn Phước, thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp của tôi, tôi đã đi tới cuối chặng đường để kết thúc khóa học thạc sĩ. Tôi đã quyết định chọn đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu cải tiến hệ thống điều khiển và giám sát quá trình trộn liệu của công ty Gạch Granite Đồng Nai trên cơ sở sử dụng logic mờ” Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu có tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Hà Nội, ngày 15 tháng 04 năm 2012 Học viên Vũ Xuân Hà              MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................1 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ....................................................................................3 1.1 Sự hình thành và phát triển của công ty gạch Granite Đồng Nai..........3 1.2 Lý do chọn đề tài ........................................................................................6 1.3 Kết quả sẽ đạt được ....................................................................................6 CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ....................8 2.1 Sơ đồ qui trình tổng quan về công nghệ sản xuất gạch Granite. ..........8 2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ ...........................................................9 2.2.1 Công đoạn nghiền, trộn phối liệu .......................................................9 2.2.2 Công đoạn sấy phun ...........................................................................10 2.2.3 Công đoạn lưu trữ bột đến máy ép.....................................................10 2.2.4 Công đoạn ép tạo hình .......................................................................10 2.2.5 Công đoạn sấy gạch mộc ....................................................................11 2.2.6 Công đoạn tráng men .........................................................................11 2.2.7 Công đoạn nung..................................................................................11 2.2.8 Công đoạn hoàn tất sản phẩm ...........................................................12 2.3 Quy trình công nghệ nghiền và trộn nguyên liệu ..................................12 2.3.1 Cân liệu ..............................................................................................23 2.3.2 Băng tải ..............................................................................................23 2.3.3 Máy nghiền bi ...................................................................................23 2.3.4 Hầm chứa ...........................................................................................33 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HIỆN TẠI VÀ ĐỀ XUẤT CẢI TIẾN THỰC HIỆN .............................................. 34 3.1 Tình trạng hệ thống điều khiển hiện tại của máy nghiền .....................34 3.1.1 Hệ thống điều khiển hiện tại ..............................................................34 1. Cân liệu.................................................................................................34 2. Băng tải.................................................................................................35              3. Máy nghiền ...........................................................................................37 3.1.2 Thời gian nghiền ................................................................................45 1. Thời gian của quá trình nghiền ..........................................................45 3.2 Đề xuất thực hiện ......................................................................................47 3.2.1 Phân tích khả năng đảm bảo chất lượng sản phẩm của hệ thống hiện tại..............................................................................................................47 3.2.2 Xây dựng hệ thống điều khiển mới trên nền PLC S7-300 ................49 3.2.3 Tác động xác định thời gian nghiền ..................................................55 3.3 Thực hiện ...................................................................................................56 3.3.1 Giới thiệu mờ ......................................................................................57 1. Khái niệm cơ bản .................................................................................57 2. Các phép toán trên tập mờ ...................................................................58 3. Biến ngôn ngữ ......................................................................................58 4. Luật hợp thành mờ ..............................................................................59 5. Giải mờ ( rõ hóa tập mờ ) ....................................................................60 3.3.2 Bộ điều khiển mờ ................................................................................62 1. Cấu trúc một bộ điều khiển mờ ...........................................................62 2. Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ ....................................................62 3.3.3 Xác định độ mịn từ tiếng ồn qua suy luận mờ ..................................65 3.3.4 Điều khiển mờ với S7-300 ..................................................................68 1. Giới thiệu về điều khiển mờ.................................................................68 2. Các bước thực hiện của một hệ thống điều khiển mờ .......................69 3. Xây dựng một chương trình điều khiển mờ với phần mềm cấu hình .....70 4. Giao tiếp với họ S7-300 ........................................................................74 5. Dùng mờ điều khiển quá trình nghiền ...............................................78 3.3.5 Mô phỏng.............................................................................................79 KẾT LUẬN .....................................................................................................85 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .................................87 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................88              DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT WIN CC : Windows Control Center (Trung tâm điều khiển chạy trên nền Windows ) SCADA: Super Visory Control And Data Acquisition ( Hệ thống giám sát điều khiển và thu thập xử lý dữ liệu ) DCS: Distributed Control System ( Hệ thống điều khiển phân tán ) HMI: Human Machine Interface ( Giao diện giữa người và máy ) PLC: Programmable Logic Controller ( Thiết bị điều khiển lập trình được ) FCPA: Fuzzy Control Parameter Assignment ( Chương trình hỗ trợ lập trình mờ choPLC S7-300 ) STTP: Sodiumtripoly Photphat ( Na2PO4 ) ( Chất chống lắng hay tạo lỏng ) FB: Function Block ( Khối chức năng ) FC: Function ( Hàm chức năng ) SFC: System Function ( Hàm chức năng hệ thống ) SFB: System Function Block (Khối hàm chức năng hệ thống) DB: Data Block ( Khối dữ liệu )              DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Tòa nhà điều hành nhà máy Gạch GRANITE Đồng Nai ...................3 Hình 1.2: Sản phẩm gạch mẫu............................................................................5 Hình 2.1: Quy trình tổng quan về công nghệ sản xuất gạch ..............................8 Hình 2.2.1: Công đoạn nghiền và trộn phối liệu ................................................9 Hình 2.3.3.1 : Máy nghiền của hãng Siti ..........................................................24 Hình 2.3.3.2: Tấm lót bên trong thùng nghiền .................................................29 Hình 2.3.3.3: Các dạng vật nghiền ...................................................................30 Hình 2.3.3.4: Mặt cắt bên trong thùng nghiền ...............................................30 Hình 2.3.5 : Sơ đồ mô tả việc phối hợp nhiệm vụ từng công đoạn ..................33 Hình 3.1.1: Công đoạn cân liệu ........................................................................34 Hình 3.1.2: Băng tải vận chuyển vật liệu nghiền .............................................35 Hình 3.2.1: PLC S7-200 ...................................................................................49 Hình 3.2.2: PLC S7-300 ...................................................................................49 Hình 3.2.4 : PLC S7-300 ..................................................................................50 Hình 3.2.5 : Modul I/O của PLC S7-300 .........................................................50 Hình 3.2.6 : Thực hiện chương trình ................................................................50 Hình 3.2.7: Module mở rộng PLC S7-300 loại 312 .........................................52 Hình 3.2.8: Module mở rộng PLC S7-300 .......................................................52 Hình 3.2.9: Phần cứng PLC S7-300 .................................................................54 H×nh 3.3.2: Minh häa c¸c ph-¬ng ph¸p gi¶i mê ................61 Hình 3.3.3 Nguyên lý điều khiển không mờ ...................................................65              Hình 3.3.4 Nguyên lý điều khiển mờ ..............................................................65 Hình 3.3.5: Bộ cảm biến âm thanh ..................................................................66 Hình 3.3.6: Sơ đồ khối hệ thống đo và điều khiển máy nghiền dùng cảm biến tiếng ồn ..........................................................................................68 Hình 3.3.7: Cửa sổ giao diện phần mềm mô phỏng FUZZY control++ ..........70 Hình 3.3.8: Giao diện của phần mềm cấu hình ................................................71 Hình 3.3.10: Cửa sổ hàm thành viên đầu vào ..................................................73 Hình 3.3.11: Cửa sổ hàm thành viên đầu ra .....................................................73 Hình 3.3.12: Cửa sổ xây dựng ma trận cho các biến........................................74 Hình 3.5.1 : Bộ mờ điều khiển quá trình nghiền ..............................................78 Hình 3.3.5.1 : Khâu mờ hóa tiếng ồn ...............................................................79 Hình 3.3.5.2: Khâu mờ hóa độ mịn ..................................................................79 Hình 3.3.5.3: Khâu mờ hóa tiếng ồn và độ mịn ...............................................80              Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật LỜI NÓI ĐẦU Khoa học kỹ thuật công nghệ ngày càng phát triển đặc biệt là các thiết bị trong công nghiệp. Các giải pháp trong dây chuyền sản xuất ngày càng hiện đại tích hợp các giải pháp tự động hóa toàn bộ. Trong dây chuyền sản xuất PLC là một thành phần không thể thiếu bởi những ưu điểm vượt trội của nó như sự hoạt động tin cậy, dễ vận hành và lập trình. Các hệ tích hợp trọn gói như DCS, SCADA….là các giải pháp không thể thiếu trong các giải pháp trong công nghiệp. Trong các hệ đó luôn sử dụng các chương trình có thể lập trình cho các PLC như Step… và hệ thống giám sát HIM sử dụng WINCC, LapView ngày càng được sử dụng rộng rãi. Vì vậy luận văn này nghiên cứu về PLC đặc biệt là hệ Simatic S7-300 của Siemen cùng các phần mềm ứng dụng của nó như là Step7. Trọng tâm của S7-300 là điều khiển quá trình trộn liệu trên cơ sở sử dụng logic mờ mà triển vọng trong lĩnh vực tự động hóa logic mờ ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Nó thực sự hữu dụng với các đối tượng phức tạp mà ta chưa biết rõ hàm truyền, logic mờ có thể giải quyết các vấn đề mà điều khiển kinh điển không làm được. Luận văn này là sự kết hợp giữa lý thuyết điều khiển tự động và ứng dụng nó trong các bài toán trong công nghiệp cũng như thực tế. Đối tượng nghiên cứu trong luận văn này chỉ nghiên cứu quá trình trộn liệu đơn giản nhưng nó là cơ sở thực tế để học viên có thể tiếp cận nhanh hơn với dây chuyền công nghệ hiện đại hơn. Trong khuôn khổ luận văn tốt nghiệp tôi đã đi vào nghiên cứu thuật toán điều khiển mờ và ứng dụng điều khiển mờ điều khiển quá trình trộn liệu. Tùy theo từng đối tượng mà áp dụng các luật điều khiển khác nhau, tuy nhiên các bộ điều khiển này đều có đầy đủ ưu điểm của bộ điều khiển mờ cơ bản, nhưng chúng được tích hợp đơn giản, dễ hiểu, làm việc ổn định, tính bền vững cao và làm việc tốt ngay cả khi thông tin của đối tượng không đầy đủ hoặc không chính xác. Một số còn không chịu ảnh hưởng của nhiễu cũng như sự thay đổi theo thời gian của đối tượng điều khiển.                                                                            1   Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Sau thời gian tìm hiểu và nghiên cứu đến nay luận văn của em đã hoàn thành. Thành công này phải kể đến sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn ĐKTĐ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Đặc biệt là thầy PGS-TS Nguyễn Doãn Phước người đã trực tiếp hướng dẫn tôi, đã hết lòng ủng hộ và cung cấp cho tôi những kiến thức hết sức quý báu. Tôi xin dành cho thầy lời cảm ơn sâu sắc. Tuy nhiên do thời gian, trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót trong việc thực hiện đề tài. Em rất mong được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp để luận văn của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 30 tháng 04 năm 2012 Học viên Vũ Xuân Hà                                                                            2   Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 Sự hình thành và phát triển của công ty gạch Granite Đồng Nai Công ty gạch Granite Đồng Nai (GRALICO) thuộc Tổng Công ty XD & PT Hạ tầng, được thành lập từ năm 2001 theo Quyết định số: 18/TCCB ngày 12/01/2001 của Hội đồng quản trị Tổng Công ty Xây dựng và Phát triển Hạ tầng – Bộ xây dựng, có trụ sở đặt tại: Km 9 –QL 51, Ấp Tân Mai II – xã Phước Tân – huyện Long Thành – tỉnh Đồng Nai. Hình 1.1: Tòa nhà điều hành nhà máy Gạch GRANITE Đồng Nai Đồng Nai có diện tích 589500 ha, dân số khoảng 2 triệu người, lực lượng lao động dồi dào có trình độ khá và tay nghề cao. Cơ cấu hành chính của tỉnh gồm thành phố Biên Hòa và 7 huyện. Huyện Long Thành nằm ở phía Tây Nam của tỉnh, ranh giới của huyện bao gồm:                                                                            3 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật   - Phía Bắc giáp Thành phố Biên Hòa và huyện Thống Nhất – Đồng Nai - Phía Nam giáp Bà rịa Vũng Tàu và huyện Nhơn Trạch – Đồng Nai - Phía Tây giáp Thành phố Hồ Chí Minh - Phía Đông giáp huyện Long Khánh – Đồng Nai Tổng diện tích của huyện là 53818 ha chiếm 9 % diện tích tự nhiên của tỉnh, dân số 256300 người ( năm 2003 ), chiếm 9 % dân số toàn tỉnh, huyện có một thị trấn và 18 xã. Huyện có nhiều tuyến giao thông đường bộ huyết mạch của vùng chạy qua. Long Thành là cửa ngõ của các thành phố lớn như: TPHCM, Biên Hòa, Nhơn Trạch ( thành phố mới công nghiệp ), Vũng Tàu. Long Thành có khả năng thu hút đầu tư cao, với lợi thế trên đã mở ra cho huyện một triển vọng thuận lợi về phát triển kinh tế với tốc độ tăng trưởng cao trong những thập niên đầu thế kỷ 21, đóng vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Đồng Nai nói riêng cũng như vùng kinh tế trọng điểm ở phía Nam nói chung. Công ty được Tổng Công ty Xây dựng và Phát triển Hạ tầng (LICOGI) – Bộ xây dựng đầu tư một dây truyền đồng bộ, hiện đại do hãng SiTi – ITALY sản xuất với công xuất 1.500.00 m2 sản phẩn / năm. Tổng vốn đầu tư ban đầu cho chuẩn bị mặt bằng, các dự án về xây dựng cơ sở hạ tầng, trang thiết bị cũng như các loại nguyên liệu nội, ngoại nhập lên đến trên 135 tỷ đồng (VND). Các sản phẩm của Công ty bao gồm gạch Granite bóng kiếng, bóng mờ, gạch vân mây, … với kích thước 300 x 300, 400 x 400, 500 x 500, 600 x 900 với tổng công suất 1,5 triệu m2 sản phẩm/năm. Trong đó sản phẩm loại 1 chiếm hơn 80%, loại 2 chiếm gần 10%, còn lại 10% gạch loại 3 và phế phẩm.                                                                            4 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật   Hình 1.2: Sản phẩm gạch mẫu Để cạnh tranh được với sản phẩm gạch Granite ngọai nhập như Trung Quốc, sản phẩm gạch Granite nội địa như : Taicera, Thạch Bàn, Long Hầu, Thanh Thanh….đang có mặt trên thị trường. Công ty đã liên tục cố gắng cải tiến mẫu mã cũng như chất lượng sản phẩm, đồng thời tìm kiếm các nguồn nguyên liệu trong nước để thay thế dần nguyên liệu ngoại nhập, nhằm mục đích giảm giá thành sản phẩm, tăng sức cạnh tranh. Với dây chuyền công nghệ hiện đại và đồng bộ, cùng với đội ngũ Kỹ sư, Công nhân kỹ thuật lành nghề, được đào tạo cơ bản, thương hiệu GRALICO tuy nhiên mới ra nhập thị trường trong nước xong với chất lượng sản phẩm lấy “CHỮ TÍN” là hàng đầu, mẫu mã đa dạng, phong phú, cho nên đến ngày nay đã được người tiêu dùng trong nước quan tâm và lựa chọn. Chắc chắn sẽ trở nên quen thuộc trên thị trường gạch Granite Việt Nam mới mẻ và đầy tiềm năng. Đồng thời có nhiều triển vọng vươn ra thị trường các nước trên Thế giới trong những năm gần đây.                                                                            5 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật   Nhóm học viên chúng tôi xin chân thành gửi lời cám ơn đến Ban giám đốc Công ty, các phòng ban nghiệp vụ và Ban quản đốc phân xưởng sản xuất của Công ty đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để chúng tôi hoàn thành đợt thực tập nghiên cứu cũng như sinh hoạt tại Công ty GRALICO. Chúng tôi cũng xin gửi lời cám ơn chân thành đến đội ngũ Kỹ sư Công nghệ, Công nhân kỹ thuật tại phân xưởng sản xuất đã tận tình hướng dẫn, giúp chúng tôi có được một đợt thực tập nghiên cứu đầy ý nghĩa và bổ ích. Xin kính chúc Quý Công ty ngày càng phát triển vững mạnh trên con đường Công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước 1.2 Lý do chọn đề tài Một ngành công nghiệp quan trọng liên quan đến lĩnh vực xây dựng là công nghiệp sản xuất gạch granite. Gạch granite được sản xuất ra phải đáp ứng được những yêu cầu về chất lượng như hình dáng, kích thước, độ bền, độ cứng .v.v.v. Trong thực tế, dây chuyền sản xuất gạch granite là một quá trình phức tạp với rất nhiều công đoạn như máy nghiền, máy ép, máy sấy đứng, lò nung con lăn, bộ phận phân loại, đóng gói, … Trong đó, quá trình trộn liệu là một khâu rất quan trọng, nó quyết định đến chất lượng của gạch thành phẩm. Nếu quá trình trộn liệu không chính xác thì chất lượng sản phẩm gạch khuyết tật như vết nứt, biến dạng về kích thước, độ phẳng, thay đổi về màu men. v.v.v. sẽ xuất hiện trên gạch thành phẩm. Vì vậy, quá trình trộn liệu luôn được mong chờ để làm việc chính xác và tin cậy nhằm đáp ứng mọi yêu cầu kỹ thuật. Việc nghiên cứu cải tiến hệ thống điều khiển và giám sát quá trình trộn liệu tại công ty Gạch Granite Đồng Nai trên cơ sở sử dụng Logic mờ để khắc phục các tồn tại đã nêu là một yêu cầu kỹ thuật cần thiết. 1.3 Kết quả sẽ đạt được Đề tài có mục tiêu nghiên cứu cải tiến hệ thống điều khiển và giám sát quá trình trộn liệu gạch granite trên cơ sở sử dụng logic mờ nhằm cải thiện                                                                            6 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật   chất lượng điều khiển, thời gian đáp ứng nhanh, tỉ lệ thành phần trộn thực tế trong quá trình trộn liệu. Khảo sát và phân tích hiện trạng qui trình công nghệ sản xuất gạch granite tại công ty gạch Granite Đồng Nai. Từ đó đi xây dựng cấu trúc tổng thể bộ điều khiển và giám sát quá trình trộn liệu trên cơ sở sử dụng logic mờ. Đây là đề tài nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực tự động hóa. Đề tài xây dựng hệ thống điều khiển và giám sát quá trình trộn liệu gạch granite có chất lượng cao hơn hệ thống điều khiển và giám sát quá trình trộn liệu hiện có tại công ty.                                                                            7   Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1 Sơ đồ qui trình tổng quan về công nghệ sản xuất gạch Granite. Hệ thống 12 silo chứa Kho nguyên liệu Tràng thạch – Cao lanh – Đất sét – Tal – Đô lô mít – Bột phế 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 Xe Hệ thống trộn bột 1 Cân định lượng 2 3 4 5 Máy tạo hạt Băng tải Kho: Men Frit Mà Máy nghiền bi Máy 1 – Máy 2 – Máy 3 Máy nghiền Men - Màu Máy 1 – Máy 2 Máy Ép 1 Máy Ép 2 Máy Sấy đứng Bể hồ 2 Bể hồ 3 Bể Men Bể Màu Hệ thống Bơm à Sàng rung khử từ Bể Hồ nền Bể Hồ nền HT Tráng HT nạp gạch, Xe Autoca Hệ thống Băng tải Bể hồ 1 Lò Nung HT Phân loại tự động HT Mài – xén cạnh Kiểm tra (KCS) Kiểm tra (KCS) Đóng gói Phân loại Đóng gói Bơm Pít tông Bơm 1 – Bơm 2 Máy sấy phun Nhập kho Hình 2.1: Quy trình tổng quan về công nghệ sản xuất gạch                                                                            8 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật   2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ 2.2.1 Công đoạn nghiền, trộn phối liệu : Thành phần nguyên liệu chủ yếu được sử dụng gồm có: đất sét, cao lanh, tràng thạch, và các phụ gia. Nguyên liệu sau khi được mua chở về nhà máy sẽ được đưa vào từng ngăn chứa khác nhau. Máy xúc sẽ xúc nguyên liệu theo từng ngăn đổ vào cân định lượng theo tỷ lệ thành phần khối lượng phối liệu xác định trước ( 20 tấn nguyên liệu khô ). Phối liệu sau khi cân theo hệ thống băng tải đưa vào máy nghiền bi ướt, làm việc gián đoạn với một lượng nước vừa đủ, đồng thời bổ sung bi nghiền nếu cần thiết với tỷ lệ nước-bi-phối liệu là 0.5:1:1. Độ mịn yêu cầu của hồ sau khi ra khỏi máy nghiền bi được xác định bằng lượng sót sang 10.000lỗ/cm2 phải đạt từ 3-5% ( tức hơn 95% có kích thước hạt nhỏ hơn 63µm. Hình 2.2.1: Công đoạn nghiền và trộn phối liệu Hồ sau khi nghiền xong sẽ được tháo qua hệ thống sàng khử từ để loại bỏ các hạt thô và khử từ loại bỏ oxit sắt vào bể chứa có cánh khuấy. Để chất lượng hồ ổn định, không bị sánh phải bảo đảm cánh khuấy hoạt động liên tục. Sau đó hồ nguyên liệu được hệ thống bơm màng (sử dụng bằng khí nén) đưa qua hệ thống sàng rung một lần nữa để loại bỏ hạt thô và khử từ loại bỏ oxít sắt bằng nam châm. Và cuối cùng hồ được đưa vào bồn điều chỉnh ( tank chứa 4m3 ). Bồn điều chỉnh có vai trò ổn định chất lượng hồ và có thể điều chỉnh tỷ trọng của hồ taị đây. Sau đó hồ được bơm vào tháp sấy phun ( trường hợp này sản xuất gạch không màu ). Màu được cân và nạp vào máy nghiền bi 2150 lit. Sau khi nghiền màu, hồ màu được hệ thống bơm màng chuyển đến các bồn 4m3 có chứa cánh                                                                            9 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật   khuấy ( 20 vòng/phút ) để lưu trữ. Sau đó được qua sàng vào bơm màng chuyển đến thiết bị trộn hồ nền với hồ màu, từ đó hồ được bơm vào tháp sấy phun ( trường hợp này sản xuất gạch màu ). 2.2.2 Công đoạn sấy phun: Hồ nguyên liệu được bơm piston bơm lên tháp sấy phun. Nhờ nhiệt độ của dòng khí nóng từ buồng đốt, sản phẩm ra khỏi thiết bị sấy có dạng bột mịn với độ ẩm nhỏ hơn 6 %. Bột mịn ( bột đơn màu ) sau khi sấy phun được sàng để loại bỏ các hạt không đạt yêu cầu ( hạt thô ) và sau đó được hệ thống băng tải đưa lên đổ chứa vào hệ silo 1. 2.2.3 Công đoạn lưu trữ bột đến máy ép: Bột đơn màu sau sấy phun được sàng để loại bỏ các hạt không đạt yêu cầu (hạt thô) và chuyển vào hệ silo 1 qua hệ thống băng tải. Mỗi bột đơn màu sẽ được chuyển vào các silo chứa khác nhau nhờ hệ thống dao gạt băng tải vận hành bằng khí nén. Tại đây bột được lưu trữ ít nhất 24h để đạt được độ đồng nhất về độ ẩm trước khi vào máy ép. Như vậy giai đoạn ép sẽ thuận lợi hơn và gạch không bị phân lớp. Sau quá trình lưu trữ bột được sàng và theo hệ thống băng tải chuyển đến hệ silo 2. Từ hệ silo 2: bột đơn màu được cân bằng thiết bị định lượng và trộn bằng thiết bị trộn tĩnh theo tỷ lệ đã cài đặt tương ứng với các mẫu mã gạch. Sau đó hỗn hợp bột này được chuyển đến hệ silo 3 trước máy ép bằng hệ thống băng tải. Từ hệ silo 3: nhập bột vào khung trước máy ép một hoặc hai lần. 2.2.4 Công đoạn ép tạo hình: Bột mịn từ hệ silo 3 sẽ được nhập vào máy ép để tạo hình tấm phẳng có kích thước theo yêu cầu. Sử dụng phương pháp tạo hình ép bán khô và thiết bị ép thủy tĩnh nên áp lực ép rất đồng đều.                                                                            10 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật   2.2.5 Công đoạn sấy gạch mộc: Hệ thống băng tải chuyển gạch từ máy ép sang máy sấy đứng để giảm tối đa hàm ẩm còn trong gạch mộc ( từ 6% xuống 0% ) và tạo độ bền cơ tương đối cho các gia đoạn gia công sau. Đối với sản phẩm mài: gạch mộc sau khi ra khỏi máy sấy được hệ thống băng tải đưa qua thiết bị chổi quét và quạt thổi làm sạch bụi rồi được chuyển vào xe gòn để lưu trữ trước khi đưa vào lò nung con lăn ( do công suất của máy ép và khâu tráng men luôn cao hơn so với công suất của lò nung để tránh tình trạng thiếu hụt sản phẩm khi xếp vào lò nung gây mất cân bằng nhiệt và tiêu tốn năng lượng ). Đối với sản phẩm tráng men: thì gạch mộc được chuyển đến bộ phận tráng men. 2.2.6 Công đoạn tráng men: Chuẩn bị men nền, men lót chống dính Gạch mộc sau khi ra khỏi máy sấy được hệ thống băng tải đưa qua thiết bị chổi quét và quạt thổi để làm sạch bụi rồi được đưa vào khâu tráng men. Đối với công nghệ sản xuất gạch granite chỉ sử dụng men trong chứ không dung men đục như gạch ceramic. Men sẽ được tráng lên gạch mộc bằng cách dùng hệ thống béc phun. Sau khi tráng men xong, gạch sẽ được băng tải chuyển vào xe goòng để lưu trữ trước khi đưa vào lò nung con lăn 2.2.7 Công đoạn nung: Trước khi vào lò nung, gạch được tráng lớp engobe chân theo các đường gân mặt dưới viên gạch, có tác dụng chống dính con lăn khi nung. Gạch được xếp lên hệ thống băng chuyền tiếp tục đưa vào lò nung, kiểu lò con lăn là thiết bị không thể thiếu trong công nghệ nung nhanh. Trong lò, các giá                                                                            11