Nguyên tắc "bảng mạch ngắn" trong sản xuất gạch nung: Tại sao lợi nhuận nhà máy gạch của bạn lại phụ thuộc vào mắt xích sản xuất yếu nhất?
Việc sản xuất vật liệu xây tường nung là một dự án có hệ thống, bao gồm các giai đoạn quy trình liên kết với nhau. Mỗi công đoạn sản xuất hoạt động như một tấm ván gỗ cho một cái xô nước. Dung tích nước tối đa của xô bị giới hạn bởi tấm ván ngắn nhất chứ không phải tấm ván dài nhất. Tương tự, lợi nhuận của một dây chuyền sản xuất gạch được quyết định bởi mắt xích yếu nhất trong quy trình của nó, mà chúng ta gọi là nguyên tắc "tấm ván ngắn" đối với các nhà máy gạch.
Nhiều chủ nhà máy gạch chỉ tập trung vào công suất sản xuất danh nghĩa ở giai đoạn lập kế hoạch. Họ ngay lập tức yêu cầu sản lượng hàng ngày là 500.000 hoặc 800.000 viên, công suất hàng năm là 150 triệu hoặc 200 triệu viên gạch nung . Tuy nhiên, ít người tính toán tổng khối lượng nguyên vật liệu thực tế được sử dụng tại nhà máy. Khối lượng sử dụng thực tế hàng ngày có thể đạt từ 5 triệu đến 8 triệu viên, cao hơn nhiều so với sản lượng gạch danh nghĩa.
Kho nguyên liệu thô
Một số nhà máy sử dụng đá thải và đá phiến tại địa phương mà không cần kho chứa bổ sung. Nếu nguyên liệu thô được vận chuyển từ nơi khác, bạn cần nhiều kho chứa có khả năng chứa 500.000 khối nguyên liệu gạch.
Xử lý nguyên liệu thô
Năng lực xử lý nguyên liệu thô hàng ngày phải vượt quá sản lượng gạch mục tiêu hàng ngày, và thời gian vận hành thiết bị chỉ từ 8-10 giờ. Người vận hành cần lựa chọn máy nghiền, sàng trục lăn, giải pháp nghiền một cấp hoặc hai cấp tùy thuộc vào độ cứng và độ ẩm của nguyên liệu. Cần phải xác định chiều rộng băng tải, tốc độ vận hành, cấu hình máy tách từ và thiết kế dễ bảo trì. Ngay cả với máy nghiền lớn và động cơ mạnh mẽ, việc thay thế đầu búa trong nửa ngày hoặc một ngày cũng sẽ trực tiếp làm giảm sản lượng. Nhiều nhà máy gạch nhỏ dựa vào máy xúc và nâng hạ thủ công các tấm sàng nặng, thiếu cần cẩu trên cao. Việc thay đổi nhân viên bảo trì thường xuyên trở thành một điểm yếu điển hình trong sản xuất.
Kho lưu trữ lão hóa và silo chứa vật liệu mịn
Các silo ủ nguyên liệu đóng vai trò quan trọng trong sản xuất gạch. Dung tích lưu trữ được khuyến nghị hỗ trợ sản lượng gấp 3 lần mỗi ngày với thời gian ủ 72 giờ. Nó có thể duy trì nguồn cung nguyên liệu ngay cả khi thiết bị nghiền ngừng hoạt động trong 2 ngày. Đối với nguyên liệu cứng hoặc có cát, thiết kế chống thấm nước giúp ngăn ngừa sự phân bố độ ẩm không đồng đều (phần trên khô, phần dưới ẩm). Việc lắp đặt máy trộn đất sau khi ủ và trộn giúp ổn định chất lượng nguyên liệu.
Ép đùn và tạo hình
Toàn bộ hệ thống ép đùn tạo hình bao gồm các công đoạn cấp liệu, trộn, khuấy mạnh, ép đùn, cắt và xếp gạch. Hiệu suất của máy ép đùn chân không và máy xếp gạch thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào đặc tính nguyên liệu và vị trí sản phẩm. Một bộ thiết bị có thể hoạt động tốt ở khu vực này nhưng lại không hiệu quả ở khu vực khác. Một trường hợp điển hình: nhiều nhà máy gạch ở Lan Châu đã sao chép kinh nghiệm sản xuất từ miền Trung và miền Đông Trung Quốc. Họ thu được những viên gạch xanh chất lượng tốt, nhưng lại gặp phải tình trạng sấy khô chậm, nung chậm, tỷ lệ phế phẩm cao và nứt vỡ. Sản lượng nung thực tế của họ thấp hơn nhiều so với dự kiến, tạo ra một sự thiếu hụt nghiêm trọng.
Buồng sấy
Có nhiều cấu hình khác nhau cho lò nung đường hầm : sấy trực tiếp & nung trực tiếp, một lần sấy + một lần nung, một lần sấy + hai lần nung, hai lần sấy + một lần nung, v.v. Lựa chọn tốt nhất phụ thuộc vào nguyên liệu thô, sản phẩm hoàn thiện và khí hậu địa phương. Sấy trực tiếp và nung trực tiếp phù hợp với đá phiến dẻo hoặc xỉ than để sản xuất gạch đặc. Nhưng đối với các nguyên liệu thô có độ nhạy cảm cao với quá trình sấy, sấy trực tiếp và nung trực tiếp sẽ trở thành một giải pháp không thể đảo ngược.
Điều kiện khí hậu đặc biệt cũng mang đến những thách thức. Tại Kuitun, Tân Cương, không khí cực kỳ khô khiến gạch tươi bị nứt ngay sau khi cắt. Giải pháp bao gồm hạ thấp chiều cao của xưởng và mái che gạch tươi, sử dụng rèm để tăng độ ẩm môi trường và áp dụng bố cục xếp gạch gấp 1,5 lần. Số lượng đường ray và xe vận chuyển gạch cũng phải tăng gấp 1,5 lần.
Các nguồn nhiệt dùng để sấy bao gồm sấy bằng khí thải, sấy bằng nhiệt thải và sấy kết hợp khí thải & nhiệt thải. Nếu nguyên liệu thô có hàm lượng lưu huỳnh cao, sấy bằng khí thải sẽ gây ô nhiễm thứ cấp và làm tăng chi phí môi trường. Nguyên liệu thô có hàm lượng lưu huỳnh thấp sẽ được hưởng lợi nhiều nhất từ phương pháp sấy kết hợp, giúp tiết kiệm điện năng và nhiên liệu.
Các phương pháp hút ẩm bao gồm hút ẩm tập trung, hút ẩm phân tán, hút ẩm tập trung theo từng đoạn, hút ẩm áp suất dương và hút ẩm áp suất âm. Phương pháp hút ẩm tập trung hoàn toàn không hiệu quả, tiêu thụ nhiều điện năng và tạo ra lượng oxy dư thừa. Phương án tối ưu là kết hợp hút ẩm phân tán và tập trung, chủ yếu là hút ẩm áp suất dương và được hỗ trợ bởi hút ẩm áp suất âm. Nhiều dự án lò nung hầm quay có thiết kế buồng sấy không tối ưu; một số quạt hút ẩm tiêu thụ điện năng gấp 3-4 lần công suất của chính lò nung hầm.
Quá trình nung
Hiệu suất lò nung, chất lượng sản phẩm và lượng than tiêu thụ về cơ bản được quyết định trong giai đoạn thiết kế và xây dựng lò nung. Có các loại lò nung hầm xây bằng gạch, lò nung hầm kết hợp, lò nung có ống dẫn khí trên, lò nung có ống dẫn khí dưới và lò nung hầm quay . Lò nung hầm quay chứa khoảng 300 viên gạch tiêu chuẩn trên mỗi mét khối, trong khi lò nung hầm truyền thống có thể chứa 400-500 viên. Lò nung hầm truyền thống bị hạn chế bởi các khuyết điểm về cấu trúc: gạch di chuyển trong khi lò nung đứng yên, dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ mặt cắt ngang và hiện tượng cháy toa xe lò. Khắc phục điểm yếu cấu trúc tồn tại lâu nay này đòi hỏi sự đổi mới công nghệ.
Khả năng của kỹ thuật viên bắn súng
Nhiều người vận hành lò nung nhầm tưởng việc nung lò chỉ đơn giản là quan sát ngọn lửa. Một người vận hành lò nung có trình độ phải là một người điều chỉnh lò. Anh ta cần nắm vững cấu trúc lò, luồng không khí, nhiệt thải, lưu lượng quạt, nhiệt độ, giá trị nhiệt, sơ đồ xếp gạch , các thông số của xe vận hành và buồng sấy.
Có một quy tắc nổi tiếng: 70% hiệu suất đến từ việc xếp gạch, 30% từ việc nung; 70% công việc diễn ra dưới lò nung, 30% trên lò nung . Các kỹ thuật viên giỏi phân tích báo cáo thử nghiệm nguyên liệu thô và sự phân bố nhiệt. Tuyệt đối không được cấp than vào các khớp nối toa xe lò nung ở những khu vực có nhiệt độ cao, hoặc mở các lỗ đốt ở đây, vì điều này sẽ gây hư hại nghiêm trọng cho toa xe lò nung. Việc đốt than trong toa xe lò nung cũng liên quan đến việc cách nhiệt toa xe và cân bằng không khí trong các rãnh.
Làn xếp hàng
Một trường hợp thực tế: một lò nung rộng 3,7m với 4 khu vực sấy + 3 khu vực nung chỉ có một làn xếp dỡ với máy đóng gói bán tự động. Không thể dành thêm không gian cho các làn xếp dỡ bổ sung. Nhà máy không bao giờ có thể vận hành hết công suất 4 khu vực sấy - 3 khu vực nung sau 5-6 năm hoạt động; hoạt động tối đa chỉ là hai khu vực nung. Số lượng làn xếp dỡ không đủ làm tắc nghẽn việc vận chuyển gạch thành phẩm, đây là một thiếu sót khó khắc phục trong khâu lập kế hoạch. Số lượng trạm xếp dỡ, trạm đóng gói và trạm lưu trữ phải được tính toán trước dựa trên sản lượng mục tiêu.
Khu vực thành phẩm
Nhiều nhà máy gạch thường bỏ qua khu vực kho chứa thành phẩm. Diện tích kho hạn chế cộng với công suất lò nung lớn dẫn đến giảm sản lượng trong mùa mưa hoặc mùa trái vụ. Gạch rỗng cần kho chứa lớn hơn. Thiếu không gian kho trở thành một trở ngại lớn đối với sản xuất gạch rỗng.
Nguyên liệu thô & Tuân thủ các quy định về môi trường
Nhiều nhà máy bỏ qua bước kiểm tra nguyên liệu thô trong phòng thí nghiệm trước khi xây dựng. Nguyên liệu thô có hàm lượng lưu huỳnh từ 4%–5% mà không có nguồn thay thế sẽ trở thành một trở ngại không thể vượt qua theo quy định về môi trường. Cần phải thực hiện nhiều xét nghiệm trong phòng thí nghiệm trước khi đầu tư. Hàm lượng canxi cao gây ra hiện tượng hút ẩm; hàm lượng kali oxit và magie oxit cao gây ra hiện tượng kết tinh muối và lớp muối trắng trên bề mặt gạch.
Tháp khử lưu huỳnh
Nhiều nhà máy gạch đã xây dựng lại tháp khử lưu huỳnh vì các nhà cung cấp thiếu kiến thức về cấu trúc lò nung và cơ học chất lỏng. Thiết bị khử lưu huỳnh được thiết kế kém sẽ làm tăng tải trọng quạt, cản trở việc thoát hơi ẩm và làm giảm sản lượng. Hệ thống khử lưu huỳnh và loại bỏ bụi bằng ống khói ngang kết hợp dọc hoạt động tốt hơn so với loại chỉ có ống khói dọc. Cửa hút gió của tháp khử lưu huỳnh được đặt cao hơn một chút so với bề mặt lò nung giúp tiết kiệm điện năng và phù hợp với các nguyên tắc cơ học chất lỏng.
Bảo vệ môi trường và nâng cấp lò nung
Việc sử dụng khí tự nhiên mang lại sản phẩm sạch với hàm lượng lưu huỳnh, oxit nitơ và bụi thấp. Chủ nhà máy cần đánh giá xem các lò nung hiện có có thể được điều chỉnh để sử dụng khí tự nhiên mà không cần xây dựng lại hoàn toàn hay không. Các dự án lò nung mới nên xem xét các lựa chọn nhiên liệu ngay từ giai đoạn thiết kế ban đầu.
Phần kết luận
Công thức tính công suất toàn chu kỳ cho sản xuất lò nung đường hầm :
- Lượng nguyên liệu dự trữ: gấp nhiều lần sản lượng hàng ngày.
- Năng lực chế biến nguyên liệu thô ≥1,5 lần sản lượng hàng ngày
- Khả năng lão hóa: gấp 2-3 lần sản lượng hàng ngày
- Ép đùn trong vòng 8–12 giờ để đạt sản lượng gấp 1 lần sản lượng hàng ngày.
- Kho chứa gạch xanh: 1,5–2 lần sản lượng hàng ngày.
- Xe chở lò rỗng ≥0,5 lần sản lượng hàng ngày
- Công suất sấy: 1 lần sản lượng hàng ngày
- Công suất đốt: 1 lần sản lượng hàng ngày
- Tuyến vận chuyển gạch thành phẩm ≥0,75 lần sản lượng hàng ngày
- Trạm bốc xếp ≥0,3 lần sản lượng hàng ngày
- Sân vườn hoàn thiện: sản lượng gấp nhiều lần mỗi ngày.
Toàn bộ hệ thống duy trì tốc độ luân chuyển hàng chục lần sản lượng danh nghĩa hàng ngày. Một nhà máy đặt mục tiêu sản xuất 500.000 viên gạch mỗi ngày có thể cần tổng lượng hàng luân chuyển lên đến 5 triệu viên gạch.
Sản xuất vật liệu xây tường chịu lửa là một hệ thống hoàn chỉnh bao gồm chuẩn bị nguyên liệu thô, chế biến, ép đùn, xếp chồng, sấy gạch tươi, nung và xử lý thành phẩm. Lợi nhuận của nhà máy gạch của bạn được quyết định bởi mắt xích yếu nhất trong quy trình.