Tiểu luận Tìm hiểu về Lò công nghiệp

lời nói đầu Trong công nghiệp luyện kim,công nghiệp thuỷ tinh,công nghiệp gốm sứ,vật liệu xây dựng,phần lớn các quá trình công nghệ được tiến hành ở nhiệt độ cao hoặc rất cao trong thiết bị nhiệt .Thiết bị này có tên gọi là “Lò cộng nghiệp “:Lò cao , lò ống quay sản xuất xi măng, lò nung kim loại, lò nấu thuỷ tinh, lò nấu thép, lò sinh khí, lò hơi, lò thiêu..vv. ở nước phát triển,lò công nghiệp tiêu thụ tới 50% tông số nhiên liệu đốt hàng năm và 25% tông năng lượng điện. Các lò công nghiệp có nhiều loại ,chúng khác nhau về nguyên lý cấu tạo, khác nhau về công tác nhiệt. Sự khác nhau giữa các lò phụ thuộc vào các yếu tố: Sự vận hành gián đoạn hay liên tục,vật được gia công nhiệt được chứa trong lò, nồi lò hay trên một hệ thống vận chuyển di động, nhiên liệu đốt gas hay madút hoặc sử dụng điện năng. Tuy có sự khác nhau giữa các lò nhưng ký thuật tính toán và thiết kế thì về tổng thể là giống nhau. Trong quá trình thức tập em đã nhận được sự hướng đẫn tận tình của thầy cô giáo, phó giáo sư ,phó tiến sĩ Phạm Văn Trí và thấy Dương Đức Hồng em đã hoàn thành tốt đợt thực tập này .Tuy nhiên khả năng hạn chế và kinh nghiệm thiếu thốn nên chắc chắn không thể tránh được nhưng sai sót. Em mong rằng sẽ nhận được sự góp ý của các thầy ,cô giào và toàn thể các bạn để bản báo cáo này đước hoàn chỉnh hơn. Cuối cùng ,một lần nữa ,em xin trân thành cảm ơn các thầy ,các cô, cùng toàn thể các bạn. Phần I : Thu nhận trong quá trình đi thực tế I . Công ty cổ phần cán thép Sơ qua về qui trình công nghệ Phôi thép hình trụ vuông được nhập từ NGA . Phôi được cắt thành những đoạn ngắn thích hợp với sản phẩm bằng mỏ cắt. Phôi xếp liền nhau và đẩy vào lò nhờ máy tống phôi có mô tơ điện quay. Sau khi cắt, phôi được đưa vào lò nung liên tục, nung đến nhiệt độ thích hợp để cán ( 1300414008C ) . phôi nung sau khi ra lò được đưa vào dây chuyền cán thành hình ( Chữ U, V) và cắt bỏ đầu, làm bóng, .. Sản phẩm là các thanh thép chữ U, V với nhiều kích thước khác nhau. 1 . Lò nung thép . Dùng lò nung liên tục để nung phôi thép đạt nhiệt độ yêu cầu . Lò đạt nhiệt độ khá cao ( Khoản 1300415008C ) . Lò đốt dầu bằng mỏ phun cao áp ( 2 mỏ ) . Không khí nung đến nhiệt độ 300oC qua thiết bị trao đổi nhiệt. năng suất đạt 5 T/h . Cấu tạo và các chi tiết khác của lò được biểu diễn trong bản vẽ kèm theo . 2 . Hệ thống cấp đốt nhiên liệu. Nhiên liệu được dùng là dầu Fo đốt bằng mỏ phun cao áp . Mỏ phun dạng ống lồng ống có năng suất đốt là 40 Kg/h, dầu được phun thành dòng xoáy tạo bụi sương mù . Ngọn lửa dài khoản 1.5 m . Mỏ đốt có một đường dầu và hai đường khí nén . áp suất dầu đạt 1.2 at, áp suất dòng khí nén 1 đạt 1.5 at dòng khí nén 2 đạt 2 at ( Hai dòng khí này có công dụng tạo sương mù cho dầu phun, thay đổi chiều dày ngọn lửa ). Đường ống dẫn chính chia làm hai nhánh 1 đường cấp cho 2 mỏ đốt, 1một đường hồi dầu về téc chứa dầu. Dầu Fo được sấy nóng ( nhằm làm loãng dầu ) và được 2 bơm dầu bơm đến mỏ phun . Khí nén được nén bằng máy nén khí một cấp hiệu SUPERLINE ( Mitsubishi) có lưu lượng 300 Kg/h, đạt áp suất 1.2 at ở nhiệt độ 608C. Động cơ chạy máy nén có công suất 37 Kw, dòng định mức 42470 A, hiệu điện thế định mức 3804660 V . Bình chứa khí nén có dung tích 5 m3, hình trụ tròn đặt đứng . Thiết bị nung không khí và khói chuyển động trực giao ngược chiều. Không khí chuyển động bên trong chùm ống so le ,khói chuyển động bên ngoài chùm ống. Sơ đồ hệ thống được miêu tả trong bản vẽ kèm theo . 3 . Sản phẩm. Sản phẩm của cơ sở là những thanh thép hình chữ U, V vơi các kích thước khác nhau . 4 . Nhận xét của bản thân . Đa số quá trình sản xuất là thủ công, năng xuất trung bình ( phụ thuộc nhiều vào quá trình cán ) . Lò còn bị thất thoát nhiệt nhiều ( Qua các cửa khi ra phôi, ) nhưng khá cơ động do mỏ đốt đơn giản mà hiệu quả . Các quá trình đóng mở cửa đã được điện khí hóa nhưng còn thô sơ . Có tận dụng được nhiệt khói thải để nung không khí trước khi đốt nhưng chưa tận dụng được nhiệt của nước nóng . Hình vễ : máy đẩu phôi vào lò 1-Dòng dọc (được kéo bởi một động cơ). 2-Cửa phôi vào lò. 3-Phôi 120´120´1200 4-Mái di động. 5-Trục dẫn hướng. 6-Má tĩnh. 7-Dầm chữ I. 8-Khớp nỗi giữa trục vít và trục động cơ. 9-Động cơ. 10-Bệ máy. Hình vễ tổng thể 1-Bình chứa khí nén. 2-Téc dầu. 3-Sấy dầu đến 60oC. 4-Bơm dầu. 5-Thiết bị chỉ thị và điều chỉnh nhiệt độ dầu. 6-Thiết bị sấy dầu đến 120oC. 7-Thiết bị lọc dầu. 8-Van tay. 9-áp kế. AT-An toàn. a-Khí từ máy nén vào. b-Đường trích để làn việc khác. c-Dỗu từ bình chứa vào. d-Đường hồi dầu trở lại:f28. e-Đường khí nén:f34. f-Dỗu đến mỏ đốt : f34. II . Cơ sở sản xuất thanh nhôm định hình 1 . Sơ qua về qui trình công nghệ . Phôi nhôm ( nhập từ ấN Độ) được đưa vào lò nấu chảy, đúc thành thỏi hình trụ dài ( Đường kính khoản 15 cm, dài 450 cm ). Các thỏi nhôm sau khi đúc được cắt ngắn, đưa vào lò ủ ( Đưa đến tổ chức cần thiết, loại bỏ các ứng suất ) rồi đưa sang phân xưởng ép . Tại phân xưởng ép các thỏi nhôm được đưa vào lò nung liên tục để đạt nhiệt yêu cầu ( Khoảng 45045008C, tùy vào sản phẩm ) . Sau khi ra khỏi lò nung liên tục, phôi nung được đưa vào máy ép thành những thanh nhôm định hình . Các thanh nhôm sau khi ép được cắt bỏ đầu, kéo thẳng . Trước khi ép khuôn ép cũng được nung đén nhiệt độ yêu cầu ( 4508C ) bằng lò điện trở . Trong quá trình ép phôi và khuôn luôn được gia nhiệt . 2 . Một số lò trong cơ sở sản xuất. a . Lò buồng nấu chảy nhôm . Toàn bộ hệ thống được nhập của hàn quốc . Lò đốt dầu Fo, dùng một mỏ phun thấp áp, sử dụng 115 lít dầu cho 1 tấn sản phẩm . Năng suất lò đạt 4500 Kg/mẻ . Nhiệt độ lớn nhất là 9008C ( khi nấu chảy ) . Mỏ phun có năng suất 60 l/h . Lò có hai giai đoạn làm việc : nấu chảy và giữ nhiệt để rót vào khuôn . Sơ đồ cấu tạo lò và hệ thống cấp đốt nhiên liệu được mô tả cụ thể trong bản vẽ kèm theo . b . Lò buồng ủ nhôm . -Lò buồng có đáy lò di động . -Nhiên liệu là dầu Do . -Lò có hai mỏ đốt đặt bên cạnh lò phía trên, chủ yếu dùng khói và khí nóng cho đi qua nhôm ủ chứ không cho ngọn lửa tiếp xúc trực tiếp với nhôm ủ trong lò -Cửa khép kiểu bản lề cách nhiệt bằng bông thủy tinh C . Lò nung liên tục . Lò nung nhôm trước khi đưa vào ép . Nhiên liệu là dầu Do, dùng một mỏ đốt đặt ở đầu lò . Nhiệt độ đạt 5508C . Mỏ đốt có năng suất 20 l/h, ngọn lửa dài khoảng 1 m . Các hoạt động đưa phôi vào, ra lò đều được cơ khí hóa. Sơ đồ cấu tạo lò và hệ thống cấp đốt nhiên liệu dược mô tả cụ thể trong bản vẽ kèm theo. 3 . Nhận xét của bản thân. Trang thiết bị của cơ sở khá hiện đại và được tự động hóa khá cao . Do sản phẩm không bán được nên hoạt động của cơ sở còn hạn chế, chưa phát huy hết năng suất của thiết bị . lò nấu chảy nhôm đã xuống cấp, thất thoát nhiệt nhiều ( Qua cửa và tường lò ). Mỏ phun kém, lượng dầu tổn hao lớn do dầu không được đốt hết . Lò nung liên tục khá hiện đại, tự động hóa cao. Nhiệt độ phôi chưa đồng đều . Chưa khống chế và điều chỉnh tốt nhiệt độ của lò. Năng suất và hiệu suất nhiệt còn thấp . Hình vẽ : hệ thống mỏ đốt lò nấu nhôm 1-Nung dầu bằng dây điện trở . 8-Mỏ đốt(dầu FO) 2-Van tay. 9-Bơm dầu (cơ cấu đai truyền). 3-Phin lọc. 10-ống mềm chống rung. 4-Bệ máy. 11-Quạt gió cấp cho mỏ đốt. 5-Sấy dầu f120. 12 -Động cơ quạt gió. 6-ống khói. 13-Hộp đai truyền. 7-Van điều tiết. 14-áp kế. III . Cơ sở gốm sứ Bát Tràng Sơ qua về công nghệ xản xuất . Sản phẩm được nặn từ đát sét ( Đã được lọc mịn qua nhiều công đoạn ) bằng các dụng cụ thủ công sau đó được đưa đi sấy khô . Sau khi được sấy khô, sản phẩm được đưa đến phân xưởng vẽ, tại đây sản phẩm được trang trí các họa tiết mỹ thuật . Sau khi tráng men, sản phẩm được đưa đi nung trong lò nung . Khi ra lò ta có sản phẩm hoàn thiện. 1 . Lò nung gốm . Cơ sở có hai lò buồng, một lò phụ dùng để nung thử nhiệm, một lò chính dùng để sản xuất . Nhiên liệu được dùng là gas ( Nhập). Dùng mỏ đốt tự hút, tổng số 24 mỏ đốt ( lò chính ). Đáy lò di động, mặt trên có đặt các tấm kê, có các rãnh thoát khói dọc theo đáy lò . Cửa lò khép kiểu bản lề (lò chính ). Một mẻ nung dùng hết 180 4200 Kg gas . Có kèm theo một số bản vẽ cấu tạo của lò . 2 . Hệ thống cấp đốt nhiên liệu . Nhiên liệu đốt : gas . Bình gas loại . Hệ thống cấp đốt gas được mô tả trong bản vẽ cấu tạo lò . Có dùng nhiệt thừa của khói thải để đun nóng nước . 3 . Sản phẩm. Sản phẩm là gốm sứ ( Lọ hoa, chén, đĩa, ..). Sản phẩm được nặn thủ công từ đất sét, cao lanh ( thủ công), phơi khô sau đó tráng men và đem nung . Mỗi sản phẩm mới đều được nung thử nghiệm bằng lò thí nghiệm nhỏ để tìm nhiệt độ nung thích hợp sau đó mới đưa ra sản xuất . 4 . Nhận xét của bản thân. Cơ sở xản xuất nhỏ vừa về qui mô nhưng khá hiện đại về trang thiết bị, đặc biệt là lò nung sản phẩm . Do sử dụng nhiên liệu gas nên khá cơ động và hiệu quả . Dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ, có thể đạt được nhiệt độ cao ( 1300414008C ) do đó chất lượng sản phẩm khá cao . Sản phẩm đa dạng về chủng loại, kích thước, chất lượng tốt . nhà máy cơ khí quàng trung + Vật liệu xây lò : Gạch cao nhôm: Kích thước 140´140´305 Chịu được : 1500á1700 oC +Gạch sa mốt A: -Kích thước 230´113´65 -Chịu được 800oC +Gạch điatomít -Kích thước 230´113´65 +Gạch đỏ : -Kích thước 100´200 +Bê tông chịu lửa +Khung lò (thép hình) +Bông thuỷ tinh -Kích thước nội hình của lò 27560´4200´1500 +Kết cấu tường lò: 1-Vỏ thép 2-Lớp bông thuỷ tinh 3-Lớp sa mốt A 4-Lớp gạch cao nhôm +Kết cấu đáy lò : 1-Lớp samốt A xây nghiêng 113 {mm] 2-Lớp samốt A xây nằm 65+mạch vữa =67 [ mm] 3-Lớp điatomít 65+mạch vữa =67 [mm] 4-2 lớp gạch đỏ 70+68 [mm] phần ii : Nghiên cứu tài liệu chung. I . Mục đích nghiên cứu . Nghiên cứu và tìm hiểu một số vấn đề chung về lò : -Các đặc tính của Lò. -Phân loại Lò . -Các kiểu Lò. -Nhiên liệu. -Thời gian nung kim loại. -Cân bằng nhiệt . -Thiết bị đốt nhiên liệu . -Cơ học khí . II . Tài liệu nghiên cứu. Phạm Văn Trí-Dương Đức Hồng-Nguyễn Công Cẩn :Lò Công Nghiệp Nguyễn Công Cẩn : Thiết Kế Lò Nung Kim Loại - ĐHBK HN 1979 . Hoàng Kim Cơ-Đỗ Thanh Ngân-Dương Đức Hồng :Tính Toán Kỹ Thuật Nhiệt Luyện Kim NXB Giáo Dục- 2000 . Bùi Hải-Dương Đức Hồng-Hà Mạng Thư : Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt -NXB Khoa Học & Kỹ Thuật 1999. Bùi Hải –Trần Thế Sơn :Kỹ thuật nhiệt –NXB Khoa Học & Kỹ Thuật 1997. III. Nội dung . Nhiên liệu & sự cháy của nhiên a . Khái quát về nhiên liệu. Tổng quan ( khái niệm ) Phân loại & thành phần Trang 8,9 – Nguyễn Công Cẩn : Thiết Kế Lò Nung Kim Loại - ĐHBK HN 1979 . Trang 5 – Hoàng Kim Cơ-Đỗ Thanh Ngân-Dương Đức Hồng :Tính Toán Kỹ Thuật Nhiệt Luyện Kim NXB Giáo Dục- 2000 . b . Thiết bị đốt nhiên liệu (Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi sử dụng, ưu khuyết điểm, tính toán TB & buồng đốt). Đối với nhiên liệu rắn. Nhiên liệu lỏng . nhiên liệu khí . Nhiên liệu dạng bụi . Trang 10422 Nguyễn Công Cẩn : Thiết Kế Lò Nung Kim Loại - ĐHBK HN 1979 . Trang 964171 Phạm Văn Trí-Dương Đức Hồng-Nguyễn Công Cẩn :Lò Công Nghiệp . c . Tính toán sự cháy của nhiên liệu. Chuyển đổi thành phần nhiên liệu (Rắn, lỏng, khí ). Tính nhiệt trị thấp của nhiên liệu. Chọn hệ số tiêu hao không khí, tính lượng không khí cần dùng. Tính khối lượng riêng sản phẩm cháy( r0 ). Tính nhiệt độ cháy lý thuyết & thực tế. Trang 22450 Nguyễn Công Cẩn : Thiết Kế Lò Nung Kim Loại - ĐHBKnh 1979 . Trang 5427 Hoàng Kim Cơ-Đỗ Thanh Ngân-Dương Đức Hồng :Tính Toán Kỹ Thuật Nhiệt Luyện Kim NXB Giáo Dục- 2000. 2 . Tính toán kích thước lò & các thiết nhiệt bị trao đổi ( Khi biết năng suất lò ) a . Lò nung liên tục b . Lò buồng Trước khi tính toán cần chú ý đến một số đặc điểm, yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến kích thước lò ( cách đặt thiết bị đốt nhiên liệu, cách bố chí kênh khói, vị trí các cửa thao tác ). Tính kích thước sơ bộ. Trang 70485 – Nguyễn Công Cẩn : Thiết Kế Lò Nung Kim Loại - ĐHBKHN- 1979. 3 . Tính thời gian nung kim loại & chế độ nung, tốc độ, giản đồ nung a . Một số hiện tượng khi nung kim loại. b . Các cách tổ chức nung kim loại. c . Nhiệt độ& tốc độ nung kim loại. d . Các chế độ nung & giản đồ nung kim loại. e. Tính toán thời gian nung theo phương pháp thực nghiệm. Lò liên tục . Lò buồng. f . Tính toán thời gian nung đối với vật mỏng. g . Đối với vật dầy . ( Tại mỗi thời điểm luôn có sự chênh lệch nhiệt độ giữa tâm và mặt ) . Nung vật khi nhiệt độ lò không đổi. Nung vật khi nhiệt độ mặt vật không đổi. Xác định kích thước nội hình lò. Trang 51469 Nguyễn Công Cẩn : Thiết Kế Lò Nung Kim Loại - ĐHBKnh 1979 . Trang 864150 Nguyễn Công Cẩn : Thiết Kế Lò Nung Kim Loại - ĐHBKnh 1979 . 4 . Cân bằng nhiệt . (Thu & chi ) a . Các khoản thu. -Nhiệt lượng do đốt cháy nhiên liệu . -Lượng do nung nóng trước không khí. -Lượng nhiệt do nung nóng trước niên liệu. -Lượng nhiệt do phản ứng tỏa nhiệt . b . Các khoản chi. Lượng nhiệt nung kim loại . Lượng nhiệt mất do cháy không hoàn toàn hóa học . Lượng nhiệt mất do cháy không hoàn toàn cơ học . Lượng nhiệt mất do dẫn nhiệt qua các thể xây lò . + Lò liên tục. + Lò buồng. Lượng nhiệt mất do bức xạ qua cửa lò lúc mở . + Lò liên tục. + Lò buồng. Lượng nhiệt mất theo khí lò khi mở cửa . Lượng nhiệt mất do sản phẩm cháy mang theo ra khỏi lò . Lượng nhiệt mất do làm nguội các kết cấu lò . Lượng nhiệt mất do nung nóng các cơ cấu kim loại đỡ . Lượng nhiệt mất do tường tích nhiệt . c . Lượng tiêu hao nhiên liệu & các thông số nhiệt của lò . Lượng tiêu hao nhiên liệu . Xuất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn . d . Bảng cân bằng nhiệt của lò . Trang 1984219 Nguyễn Công Cẩn : Thiết Kế Lò Nung Kim Loại - ĐHBKHN 1979 . Trang 90 4168 Phạm Văn Trí-Dương Đức Hồng-Nguyễn Công Cẩn :Lò Công Nghiệp . 5 . Tính toán thiết bị đốt nhiên liệu . a . Tính thiết bị đốt nhiên liệu rắn . Tính diện tích bề mặt ghi lò . Tính kích thước buồng đốt . một số cơ cấu khác của buồng đốt . b . Tính thiết bị đốt nhiên liệu dạng bụi . Các điều kiện ban đầu . Tính toán buồng đốt than bụi . c . Tính thiết bị đốt nhiên liệu lỏng . Điều kiện ban đầu . Tính toán mỏ phun . d . Tính thiết bị đốt nhiên liệu khí . Mỏ đốt ống lồng ống . + Cơ sở tính toán . + Cách bố trí . + Tính toán . Mỏ đốt tự hút . + Cơ sở tính toán . + Tính toán. Trang 198 4219 Nguyễn Công Cẩn : Thiết Kế Lò Nung Kim Loại - ĐHBKHN 1979 . Trang 96 4171 Phạm Văn Trí-Dương Đức Hồng-Nguyễn Công Cẩn :Lò Công Nghiệp ( Tham khảo thêm về các thiết bị đốt nhiên liệu ). Trang 904168 Hoàng Kim Cơ-Đỗ Thanh Ngân-Dương Đức Hồng :Tính Toán Kỹ Thuật Nhiệt Luyện Kim NXB Giáo Dục- 2000 (Tham khảo thêm về các thiết bị đốt nhiên liệu ) . 6 . Cơ học khí . Nghiên cứu chủ yếu về hệ thống thoát khói và cấp gió cho lò . a . Sơ qua về cấu trúc hệ thống . Đường gió . Đường khói. b . Tính toán kích thước cổng khói, ống dẫn không khí . Tính kích thước các kênh, cống khói . Tính kích thước đường ống dẫn không khí và khí đốt . Tính tổn thất áp suất trên các đường ống dẫn . + Trên đường dẫn khí lò . + Trên đường dẫn không khí và khí đốt . + Các tổn thất cục bộ của dòng dịch thể . b . Tính toán và chọn quạt cấp gió cho lò . Trang 3244364 Nguyễn Công Cẩn : Thiết Kế Lò Nung Kim Loại - ĐHBKHN 1979 . 2194243 Phạm Văn Trí-Dương Đức Hồng-Nguyễn Công Cẩn :Lò Công Nghiệp . 7 .Thiết bị trao đổi nhiệt a . Phân loại và cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt . Phân loại các thiết bị trao đổi nhiệt . Cấu tạo một số thiết bị trao đổi nhiệt thường gặp . b . Một số đặc điểm truyền nhiệt trong thiết bị trao đổi nhiệt. c . Tính toán và chọn thiết bị trao đổi nhiệt. Chọn thiết bị trao đổi nhiệt . Cách đặt thiết bị trao đổi nhiệt . Tính thiết bị trao đổi nhiệt bằng kim loại . d . Một số thiết bị trao đổi nhiệt kiểu mới . Trang 2214323 Nguyễn Công Cẩn : Thiết Kế Lò Nung Kim Loại - ĐHBKHN 1979 . Tham khảo thêm một số thiết bị trao đổi nhiệt trong quyển : Bùi Hải-Dương Đức Hồng-Hà Mạng Thư : Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt -NXB Khoa Học & Kỹ Thuật 1999. Phần 2 : Nghiên cứu tài liệu chuyên sâu I . Mục đích nghiên cứu . Tìm hiểu thêm về một số vấn đề sau : Nhiệt độ nung kim loại. Tốc độ nung. Thời gian nung . Chế độ nung. Các hiện tượng xảy ra khi nung kim loại. Hiện tượng ứng suất nhiệt . Hiện tượng oxy hoá kim loại và khử các bon. Các loại kiểu lò. Nhiên liệu khí và thiết bị đốt nhiên liệu khí. Thiết bị nung gió. Các loại vật liệu chịu lửa và các nhiệt. Các thông tin về dầu khí thế giới . Tình hình phát triển nghành công nghiệp khí của thế giới. Thị trường khí thiên nhiên trong tương lai. II . Tài liệu nghiên cứu . Thiết Thiết Kế Lò Nung Kim Loại - ĐHBKHN 1979 . Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt -NXB Khoa Học & Kỹ Thuật 1999. Thông tin dầu khi thế giới. Nội san dầu khí.