Làm thế nào để xác định và khắc phục các điểm yếu trong quy trình vận hành nhà máy gạch?
Để vận hành một nhà máy sản xuất gạch nung hiệu quả, cần phải có tư duy hệ thống về toàn bộ dây chuyền sản xuất gạch. Mọi quy trình, từ khai thác nguyên liệu thô đến xếp gạch thành phẩm, đều liên kết chặt chẽ với nhau. Giống như ví dụ về chiếc xô: tổng thể tích chứa được quyết định bởi tấm ván ngắn nhất của nó. Trong sản xuất gạch, lợi nhuận của nhà máy bị giới hạn bởi khâu yếu nhất trong quy trình.
Hầu hết các nhà đầu tư gạch chỉ tập trung vào sản lượng gạch hàng ngày hoặc hàng năm trong giai đoạn lập kế hoạch. Ví dụ, họ đặt mục tiêu 500.000 hoặc 800.000 viên gạch mỗi ngày. Tuy nhiên, họ lại bỏ qua tổng lượng nguyên vật liệu luân chuyển nội bộ. Với sản lượng danh nghĩa 500.000 viên gạch mỗi ngày, toàn bộ nhà máy có thể luân chuyển tới 5 triệu viên gạch nguyên liệu thô và gạch thô trong toàn hệ thống. Hãy cùng phân tích những điểm yếu điển hình trong sản xuất gạch.
Lưu trữ nguyên liệu thô & Chuẩn bị nguyên liệu thô
Việc khai thác quặng than hoặc đá phiến ngay tại chỗ giúp tiết kiệm chi phí xây dựng các kho chứa nguyên liệu lớn. Nếu cần vận chuyển nguyên liệu từ các mỏ ở xa, sẽ cần nhiều kho chứa để đảm bảo nguồn cung cấp ổn định cho máy sản xuất gạch của bạn.
Xưởng nghiền nguyên liệu chỉ hoạt động 8-10 giờ mỗi ngày, vì vậy công suất chế biến phải vượt quá sản lượng gạch thiết kế hàng ngày. Các kỹ sư cần quyết định các giai đoạn nghiền, loại máy trộn, thông số kỹ thuật sàng, tốc độ băng tải và bố trí máy tách từ. Khả năng tiếp cận để bảo trì thường bị bỏ qua.
Nhiều nhà máy gạch sử dụng phương pháp vận chuyển thủ công đối với các tấm sàng nặng vì họ không có cần cẩu trên cao. Việc thay thế đầu búa máy nghiền mất nhiều thời gian, và tỷ lệ thay đổi thợ máy cao. Điều này làm giảm đáng kể năng suất thực tế.
Thùng ủ và đồng nhất nguyên liệu thô
Quá trình xử lý lão hóa giúp ổn định độ dẻo của nguyên liệu thô. Một buồng lão hóa thích hợp có thể chứa đủ nguyên liệu thô cho 72 giờ sản xuất. Khi thiết bị nghiền ngừng hoạt động để sửa chữa, nguyên liệu thô đã được xử lý lão hóa có thể giúp duy trì sản xuất.
Nguyên liệu thô dạng cát và đá cứng đòi hỏi thiết kế chống thấm bên trong các thùng ủ để tránh phân bố độ ẩm không đồng đều. Việc thêm máy nghiền đất sau khi trộn ủ giúp cải thiện độ đồng nhất của nguyên liệu thô cho quá trình ép đùn.
Ép đùn, cắt và định hình phôi thô
Ép đùn, trộn, cắt và định hình là các công đoạn cốt lõi trong sản xuất gạch thô . Hiệu suất thiết bị thay đổi tùy thuộc vào nguyên liệu thô và điều kiện khí hậu địa phương.
Một trường hợp thực tế: các nhà máy gạch ở Lan Châu đã áp dụng các thông số quy trình từ miền Trung Trung Quốc. Sản phẩm thô sau khi ép đùn trông khá tốt, nhưng tốc độ sấy chậm, tỷ lệ nứt cao và sản lượng cuối cùng thấp hơn nhiều so với kỳ vọng. Sự khác biệt về nguyên liệu thô đã tạo ra một nút thắt khó giải quyết.
Thiết kế buồng sấy và hệ thống thoát hơi ẩm
Có nhiều loại lò nung gạch dạng đường hầm với bố cục vùng sấy và vùng nung khác nhau. Độ dẻo của nguyên liệu, độ nhạy cảm với sự co ngót và khí hậu địa phương sẽ quyết định bố cục nào phù hợp nhất với bạn.
Đối với nguyên liệu thô nhạy cảm với quá trình sấy, không nên sử dụng lò sấy trực tiếp rồi đốt trực tiếp. Ở các vùng khô hạn như Kuitun, Tân Cương, độ ẩm không khí thấp gây ra hiện tượng nứt vỡ gạch thô ngay sau khi cắt. Tăng độ ẩm cục bộ trong khu vực bảo quản gạch thô và tăng số lượng xe vận chuyển gạch có thể giải quyết vấn đề nứt vỡ. Các nguồn nhiệt sấy bao gồm sấy bằng khí thải, sấy bằng nhiệt thải và sấy kết hợp. Nguyên liệu thô có hàm lượng lưu huỳnh cao không thể sử dụng sấy bằng khí thải, vì chất ô nhiễm lưu huỳnh sẽ làm ô nhiễm gạch thành phẩm và làm tăng chi phí môi trường. Sấy kết hợp khí thải và nhiệt thải giúp tiết kiệm nhiên liệu và điện năng đối với nguyên liệu thô có hàm lượng lưu huỳnh thấp.
Đối với thiết kế hệ thống hút ẩm: hệ thống hút ẩm tập trung hoàn toàn có mức tiêu thụ điện năng cao và hiệu quả kém. Phương án tối ưu kết hợp hút ẩm phân tán và tập trung, sử dụng áp suất dương làm yếu tố chính và áp suất âm làm yếu tố phụ trợ. Điều này giúp giảm nguy cơ sụp đổ của vật liệu thô và giảm tiêu thụ năng lượng. Nhiều lò nung hầm quay có thiết kế khu vực sấy kém với mức tiêu thụ điện năng của quạt cực kỳ cao.
Lựa chọn loại lò nung và hệ thống nung
Có nhiều loại lò nung khác nhau dành cho dây chuyền sản xuất gạch nung : lò nung hầm xây bằng gạch, lò nung hầm kết hợp, lò nung hầm quay và các loại lò nung hầm có cấu trúc ống khói khác nhau.
Lò quay có khả năng chứa khoảng 300 viên gạch/m³, trong khi lò hầm có thể chứa 400-500 viên gạch/m³. Nếu khắc phục được sự chênh lệch nhiệt độ mặt cắt ngang và nhược điểm cháy của toa xe lò trong các lò hầm truyền thống, lò hầm sẽ cho năng suất và hiệu quả năng lượng vượt trội. Điểm nghẽn cấu trúc kinh điển của lò hầm là gạch di chuyển trong khi vỏ lò vẫn cố định. Cần có những cải tiến kỹ thuật mới để giải quyết vấn đề này.
Đào tạo vận hành lò nung và công nghệ xếp gạch
Nhiều công nhân nung gạch hiểu sai về vận hành lò nung, chỉ cho rằng đó là việc quan sát màu sắc ngọn lửa. Một người vận hành lò nung chuyên nghiệp phải hiểu về luồng không khí, cấu trúc lò nung, hệ thống thu hồi nhiệt thải, giám sát nhiệt độ và chiến lược xếp gạch. Kỹ năng vận hành kém có thể được cải thiện thông qua đào tạo chuyên nghiệp.
Một quy tắc nổi tiếng trong ngành sản xuất gạch: việc xếp gạch chiếm 70% kết quả nung, trong khi quá trình vận hành nung chỉ chiếm 30%. Các kỹ thuật viên vận hành lò giỏi phân tích báo cáo kiểm nghiệm nguyên liệu và sự phân bố nhiệt để tối ưu hóa phương án xếp gạch. Các nhà máy bị cấm thêm than vào các mối nối toa xe lò và mở lỗ thông hơi ở các khu vực nhiệt độ cao, vì điều này sẽ gây cháy toa xe. Việc cháy toa xe cũng bị ảnh hưởng bởi lớp cách nhiệt và sự cân bằng không khí trong rãnh, một vấn đề thường gặp đối với các nhà sản xuất gạch.
Bố trí đường ray dỡ hàng, sân thành phẩm và nhà máy
Một nhà máy gạch với lò nung rộng 3,7m được thiết kế cho bốn công đoạn sấy và ba công đoạn nung chỉ được trang bị một đường ray dỡ hàng duy nhất, không có không gian để mở rộng. Nhà máy không bao giờ đạt được công suất thiết kế do bị hạn chế bởi số lượng đường ray dỡ hàng không đủ. Số lượng vị trí dỡ hàng, trạm đóng gói và vị trí đỗ xe vận chuyển gạch đến lò nung phải được tính toán ngay từ giai đoạn thiết kế ban đầu. Lỗi bố trí này rất khó khắc phục sau khi nhà máy đã được xây dựng.
Thiếu kho chứa gạch thành phẩm là một nút thắt cổ chai phổ biến khác. Các nhà máy có không gian lưu trữ hạn chế cần phải giảm sản xuất trong mùa mưa. Sản xuất gạch rỗng phụ thuộc rất nhiều vào không gian kho chứa gạch thành phẩm, vì các dự án xây dựng thường đặt mua gạch rỗng để lắp đặt sau này.
Kiểm tra nguyên liệu thô và bảo vệ môi trường
Kiểm tra nguyên vật liệu trước khi xây dựng là rất cần thiết. Nguyên vật liệu có hàm lượng lưu huỳnh từ 4-5% gây áp lực môi trường rất lớn nếu không có nguyên liệu thay thế. Hàm lượng canxi cao gây ra hiện tượng gạch bị chảy nước; hàm lượng kali và magiê cao dẫn đến hiện tượng kết tinh muối (lớp phủ trắng) trên bề mặt gạch.
Nhiều nhà máy đã phải xây dựng lại tháp khử lưu huỳnh đến hai lần. Các nhà cung cấp thiết bị khử lưu huỳnh thường thiếu kiến thức về cơ học chất lỏng trong lò nung. Thiết kế tháp không phù hợp dẫn đến việc thoát hơi ẩm kém và giảm sản lượng. Hệ thống khử lưu huỳnh và loại bỏ bụi kết hợp theo chiều ngang và chiều dọc hoạt động tốt hơn so với tháp đơn theo chiều dọc. Cửa hút gió đặt hơi cao hơn bề mặt lò nung giúp tiết kiệm điện năng.
Sử dụng khí đốt tự nhiên là giải pháp sạch nhất cho các lò nung gạch. Chủ nhà máy cần đánh giá xem các lò nung hiện có có thể được cải tạo để sử dụng khí đốt tự nhiên hay không trong quá trình lập kế hoạch xây dựng nhà máy.
Phần kết luận
Khi thiết kế dây chuyền sản xuất gạch nung , cần tính toán công suất cho từng khâu: dự trữ nguyên liệu ≥ sản lượng nhiều ngày; chế biến nguyên liệu ≥ 1,5 lần sản lượng hàng ngày; buồng ủ ≥ 2-3 lần sản lượng hàng ngày; xưởng ép đùn hoàn thành một sản lượng hàng ngày trong 8-12 giờ; kho chứa gạch thô ≥ 1,5-2 lần sản lượng hàng ngày; toa xe lò dự phòng ≥ 0,5 lần sản lượng hàng ngày; buồng sấy, khu vực nung mỗi khu vực phù hợp với sản lượng hàng ngày; đường ray thành phẩm ≥ 0,75 lần sản lượng hàng ngày; trạm dỡ hàng ≥ 0,3 lần sản lượng hàng ngày; sân thành phẩm ≥ sản lượng nhiều ngày.
Công suất thực tế và lợi nhuận của nhà máy gạch của bạn được quyết định bởi mắt xích yếu nhất trong toàn bộ chuỗi sản xuất.