Bài giảng các xí nghiệp phục vụ xây dựng đường ô tô

Bài giảng Biên soạn : Nguyễn Biên Cương Tel: 0511.842978 - 0913.401.627 Đà Nẵng, 09/2006 Lời mở đầu Tập bài giảng Các xí nghiệp phục vụ xây dựng đường ô tô nằm trong phần 2 của giáo trình Xây dựng đường. Nội dung trình bày lý thuyết trên lớp 15 tiết. Với thời gian hạn hẹp như trên, sinh viên phải nghiên cứu trước bài giảng & các tài liệu tham khảo để có thể tiếp thu được các kiến thức cốt lõi trên lớp. Các nội dung bài giảng sẽ liên tục được cập nhật, chỉnh sửa cùng với sự phát triển của công nghệ xây dựng cầu đường trong nước và trên thế giới. Các vấn đề cần thảo luận, mời các bạn thảo luận tại Websize của trường Đại học Bách Khoa - ĐHĐN hoặc gửi qua Email theo địa chỉ: biencuongnguyen@walla.com - CC thêm biencuongnguyen@gmail.com Mặc dù đã có rất nhiều cố gắng, song kiến thức là vô cùng, khoa học công nghệ phát triển từng ngày, nên chắc chắn sẽ còn những thiếu sót, mong nhận sự đóng góp, phê bình, xây dựng của các đồng nghiệp, các bạn sinh viên. Chân thành cám ơn! Nội dung chính 1. Các vấn đề chung 2. Mỏ khai thác & gia công vật liệu 3. Cơ sở gia công nhựa 4. Xí nghiệp chế tạo BTN 5. Xí nghiệp chế tạo BTXM 1. Các vấn đề chung 1. Khái niệm: Các xí nghiệp phục vụ xây dựng đường (các xí nghiệp phụ) là nơi khai thác, gia công, sản xuất các loại: - Vật liệu XDĐ:đá dăm, CPĐD . . . - Các loại bán thành phẩm: hỗn hợp BTN, BTXM, CPĐD GCXM, Cát GCXM . . . - Các loại cấu kiện BTXM & BTXMCT đúc sẵn: ống cống, bó vỉa, tấm lát . . . Các XNP có thể cố định, hay tạm thời để phục vụ việc xây dựng 1 tuyến đường hoặc vài tuyến, có thể sản xuất quanh năm hoặc theo mùa. 2. Đặc điểm chung: - Quá trình sản xuất tương đối ổn định: cả về năng suất, sản lượng và chất lượng. - Các trang thiết bị tương đối đồng bộ, trình độ kỹ thuật của cán bộ & công nhân tương đối cao. - Tổ chức sản xuất gần giống như một nhà máy, xí nghiệp công nghiệp. 3. Mục đích của các XNP: - Đáp ứng nhanh chóng & kịp thời các yêu cầu về VL của các khâu thi công. - Làm giảm khối lượng công tác xây lắp phải thực hiện ngoài trời. - Tạo điều kiện để áp dụng các kết cấu mặt đường hiện đại, tiên tiến. - Tạo điều kiện rút ngắn được tiến độ thi công, đảm bảo chất lượng công trình, giảm được giá thành XDĐ, sớm đưa đường vào sử dụng, rút ngắn được thời kỳ hoàn vốn của đường. - Đảm bảo công nghiệp hoá quá trình XDĐ. 4. Các nội dung khi nghiên cứu XNP: - Khảo sát xác định trữ lượng, chất lượng, công suất XN. - Chọn vị trí. - Định phương pháp tổ chức sản xuất. - Tính toán, lựa chọn các thiết bị, các biện pháp kỹ thuật để khai thác, gia công hoặc chế tạo VL XDĐ . . . - Xác lập quá trình công nghệ khai thác, gia công. - Quy hoạch mặt bằng xí nghiệp. 2. Các mỏ khai thác và gia công vật liệu 1. Ý nghĩa: Việc khai thác, sản xuất và cung cấp kịp thời các loại VL đạt chất lượng với giá thành rẻ; có ảnh hưởng quyết định đến tiến độ, chất lượng & giá thành công trình: - Vật liệu XDĐ thường chiến 1 tỉ trọng lớn trong giá thành công trình, hạ được giá thành VL sẽ hạ được giá thành công trình. - Đảm bảo chất lượng đầu vào của vật liệu là yếu tố tiên quyết đầu tiên để công trình đạt chất lượng. - Khâu sản xuất & cung cấp vật liệu có ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi công các hạng mục công trình. 2. Phân loại mỏ: - Theo VL khai thác: Mỏ đá , cấp phối, cát . . . - Theo phương pháp khai thác: mỏ lộ thiên, mỏ dưới lòng đất ( XDĐ thường chỉ khai thác lộ thiên ). - Theo sự phân bố của VL: mỏ phân bố vùng đồi núi, ven sông suối, dưới lòng đất . . . - Theo phương tiện khai thác, gia công: thủ công, cơ giới, bán cơ giới. - Theo khối lượng khai thác & thời gian khai thác: mỏ cố định (trữ lượng lớn, thời gian khai thác dài, phục vụ cho các ngành XDCB), mỏ tạm thời (phân bố gần tuyến, khối lượng khai thác nhỏ, do nhà thầu tự tổ chức khai thác để thi công tuyến đường). 3. Công tác khảo sát ở mỏ: a. Giai đoạn thăm dò: dùng mắt & các thiết bị thô sơ để xác định sơ bộ trữ lượng, chất lượng vật liệu & các điều kiện khai thác. b. Giai đoạn khảo sát chi tiết: xác định rõ trữ lượng, chất lượng vật liệu & các điều kiện khai thác ở mỏ. c. Các nội dung khảo sát chi tiết: - Đo vẽ bản đồ địa hình TL 1/1000, ĐĐM 1m trong khu vực khai thác - gia công, bản đồ TL 1/10.000 cho toàn khu vực mỏ. - Khoan thăm dò địa chất khu vực khai thác. - Khảo sát các ĐK vận chuyển, tình hình dân cư, thời gian tổ chức khai thác được trong năm . . . d. Xác định trữ lượng VL khai thác: - PP mặt cắt trung bình: đo vẽ các MCN song song, tính trữ lượng (V) như tính khối lượng đào đắp nền đường. - PP chiều sâu trung bình: dựa vào diện tích khai thác & chiều sâu các lỗ khoan thăm dò tính trữ lượng khai thác: V= htb.F Với : F - diện tích khai thác htb - chiều sâu trung bình các lỗ khoan thăm dò. h1 h3 h2 F PP chia lưới tam giác: Chia vùng khai thác thành các tam giác có diện tích Si và chiều sâu trung bình các lỗ khoan ở các đỉnh htb. Tính Vi = htb.Si Tổng trữ lượng vật liệu: N1 N4 N2 N3 N5 S1 S2 S3 ∑ = = n 1i iVV PP chia lưới đa giác: Xác định vùng khai thác. Nối các đỉnh (là các hố khoan thăm dò) với nhau rồi kẻ các đường vuông góc với các đường nối tại điểm giữa của mỗi cạnh. Các đường này sẽ tạo thành 1 đa giác có tâm là hố khoan thăm dò. Tính Vi = hi.Si Tổng trữ lượng vật liệu: ∑ = = n 1i iVV N2 N1 N3 N1 N4 N5 PP đường đồng mức: Dựa vào bình đồ và các đường đồng mức biểu thị đáy tầng phủ và đáy tầng vật liệu khai thác để tính toán trữ lượng vật liệu: 2 h.Sh. 2 SSVV onn1 1n 2i i +++= ∑− = So Sn S1 Với: - Si là diện tích trong mỗi ĐĐM khép kín. - h là chênh cao giữa các ĐĐM (1m). - ho - chiều cao từ ĐĐM trên cùng đến đỉnh. 4. Chọn vị trí mỏ: - Đạt yêu cầu về trữ lượng & chất lượng sản phẩm. - Điều kiện khai thác dễ dàng. - Vốn đầu tư ít, giá thành sản phẩm rẻ. Cụ thể: - Về địa chất: tầng đất thải mỏng, ít phong hoá, thế nằm đất đá song song với mặt khai thác. - Địa hình, địa mạo: ít cây cối, địa hình dốc, thoát nước tốt, mặt khai thác không hướng về khu dân cư; bãi gia công đủ rộng; đường ra vào mỏ thuận lợi. - Gần đầu mối giao thông; tạo điều kiện sinh hoạt tốt cho công nhân & CBKT - Giá thành sản phẩn đến chân công trình thấp nhất. Công thức tính giá thành sản phẩm đến chân công trình: Si = ai + bi.(li +xi) + ci (đ/m3) Trong đó: ai , bi , ci - chi phí khai thác, vận chuyển, bốc dỡ 1 m3 vật liệu (đ/m3) li , xi - cự ly VC từ mỏ đến tuyến & vận chuyển dọc tuyến (km). Ph¹m vi phôc vô cña má 1 Ph¹m vi phôc vô cña má 2 1 2 5. Các P.A tổ chức khai thác: 5.1. Kiểu lấn dần từ 1 phía trên sườn dốc: - Dùng khi VL khai thác bố trí trên sườn dốc. - Trình tự khai thác: từ trên xuống dưới, từ ngoài vào trong. Có thể khai thác từ 1 phía hoặc theo toàn bộ chu vi mỏ. 51 2 3 4 8 7 6 10 11 12 9 Tầng thải Khai thác theo kiểu lấn dần từ 1 phía trên sườn dốc ( 1, 2, 3 là trình tự các tuyến khai thác ) Mỏ đá Khánh Sơn - Đà Nẵng Mỏ đá Phước Tường - Đà Nẵng Phương án khai thác theo kiểu lấn dần từ 1 phía trên sườn dốc có ưu điểm: - Thoát nước rất dễ dàng. - Tiết kiệm được chi phí khai thác, vận chuyển. Nên thường được dùng để khai thác các mỏ lộ thiên (mỏ đá). 5.2. Kiểu đào thùng đấu: - Dùng khi vật liệu khai thác nằm dưới mặt đất. - Trình tự khai thác: từ trên xuống dưới, từ trong ra ngoài. 41 3 625 87 9 Khai thác theo kiểu đào thùng đấu (1, 2, 3 là trình tự các tuyến khai thác) Tầng thải Phương án khai thác theo kiểu đào thùng có nhược điểm: - Thoát nước rất khó khăn. - Chi phí khai thác, vận chuyển đều cao. Nên chỉ được dùng để khai thác các mỏ có vật liệu phân bố sâu dưới mặt đất, có cự ly vận chuyển đến tuyến rất gần hoặc không có điều kiện khai thác theo kiểu lấn dần. Mỏ đá Đà Sơn - Đà Nẵng Chọn P.A tổ chức khai thác nào cũng nên bố trí tuyến khai thác theo tầng cấp vì: - Thoát nước thuận lợi. - Tính toán đơn giản. - Khối lượng khai thác ổn định, dễ tổ chức thi công theo PP dây chuyền. Tuyến khai thác bố trí kiểu tầng cấp: Tầng cấp khai thác Tuyến khai thác Mỏ đá Phước Tường - Đà Nẵng 5.3. Các phương án bố trí tuyến khai thác: - Tuyến khai thác có tầng cấp phát triển song song. - Tuyến khai thác hình nan quạt. - Tuyến khai thác kiểu đường cụt 12 I II III 1 2 I II III 1 2 I II III 11 2 I II III a. Bố trí tuyến khai thác có tầng cấp phát triển song song: Ghi chú : 1- Đường vận chuyển ra vào khu vực khai thác. 2 - Hào cắt tầng để tạo tuyến khai thác. I, II, III - Các tuyến khai thác. Hình thức bố trí này có một số ưu điểm: - Khối lượng khai thác đồng đều, ổn định ở các tầng cấp. - Tính toán, thiết kế nổ phá rất dễ dàng, thuận lợi. - Dễ tổ chức khai thác, gia công vật liệu. Tuy nhiên đường vận chuyển từ khu khai thác đến khu vực gia công ngày càng dài. b. Tuyến khai thác có tầng cấp hình nan quạt: Ghi chú: 1- Đường vận chuyển ra vào khu vực khai thác. 2 - Hào cắt tầng để tạo tuyến khai thác. I, II, III - Các tuyến khai thác. 1 2 I II III Hình thức bố trí hình nan quạt có ưu điểm là đường vận chuyển từ khu khai thác đến khu vực gia công không đổi nhưng: - Khối lượng khai thác không đồng đều, ổn định ở các tầng cấp. - Tính toán, thiết kế nổ phá ở các tầng cấp khác nhau rất khác nhau. c. Bố trí tuyến khai thác theo kiểu đường cụt (thường chỉ dùng với các mỏ có quy mô nhỏ): Ghi chú: 1- Đường vận chuyển ra vào khu vực khai thác. 2 - Hào cắt tầng để tạo tuyến khai thác. I, II, III - Các tuyến khai thác. 1 I II III IV 2 Tuyến khai thác nên bố trí: - Song song với thế nằm đất đá. - Cự ly vận chuyển đến bãi gia công nhỏ. - Dễ thoát nước. - Không nên song song với khu dân cư để tránh hướng văng thẳng góc của đất đá & hạn chế tiếng ồn. 6. Trình tự khai thác - gia công VL: (ở mỏ khai thác & gia công đá) - Chuẩn bị khai thác. - Phá đá liền khối. - Vận chuyển vật liệu đến bãi gia công. - Nghiền, đập vật liệu. - Sàng phân loại. - Rửa vật liệu (nếu có). - VC VL đến đống sản phẩm hoặc phế phẩm. 6.1. Chuẩn bị khai thác: - Dọn dẹp khu vực khai thác, gia công. - XD hệ thống thoát nước trong mỏ. - XD hệ thống đường nội bộ. - XD khu sinh hoạt. - XD các kho tàng (đặc biệt là kho mìn). - XD hệ thống cung cấp năng lượng. - Lắp đặt máy móc gia công. - Bóc tầng phủ, tạo tuyến khai thác. 6.2. Phá đá liền khối: - Dùng phương pháp nổ phá lỗ nhỏ; hình thức nổ phá: nổ om hoặc nổ tung yếu. - Để giảm đá quá cỡ nên nạp thuốc phân đoạn. - Đá quá cỡ phải làm nhỏ trước khi VC đến khu gia công. Máy khoan tự hành Máy khoan hơi ép cầm tay Các phương pháp phá quá cỡ: . Đập bằng thủ công. . Đập bằng quả tạ treo trên cần trục. . Nổ dán, nổ ốp ( đá có Dmax > 100 cm ). Đá quá cỡ: . D > ( 0,5 - 0,8 ). V1/2 - V là thể tích gầu xúc . D > ( 0,75 - 0,85). A - A là cửa vào máy nghiền . D > 0,5.B + 100mm - B là chiều rộng bằng chuyền 6.3. Vận chuyển VL đến khu gia công: Các phương pháp vận chuyển: - Lăn đá xuống trực tiếp nếu địa hình dốc. - Dùng thủ công & các dụng cụ cải tiến. - Dùng băng chuyền. - Dùng máy xúc lật nếu cự ly VC <50m. - Dùng ô tô + máy xúc nếu cự ly VC lớn. - Dùng đường goòng nếu khối lượng lớn, ổn định. Đá từ khu khai thác được vận chuyển đến khu gia công bằng ô tô Mỏ đá Mỹ Trang - Quảng Ngãi Ô tô vận chuyển Đá từ khu khai thác được vận chuyển đến khu gia công bằng ô tô Mỏ đá Hải Vân Nam - TCT Sông Đà Băng chuyền Vận chuyển vật liệu bằng máy xúc lật Vận chuyển đá đến khu gia công bằng băng chuyền Băng chuyền vận chuyển đá đến khu gia công 6.4. Nghiền đập vật liệu: a. Mục đích: để đảm bảo kích cỡ & hình dáng hoặc cấp phối hạt của vật liệu gia công. b. Các loại máy nghiền: -Máy nghiền kiểu hàm nhai. -Máy nghiền kiểu hình côn. -Máy nghiền kiểu hình trụ đơn. -Máy nghiền kiểu hình trụ kép. -Máy nghiền kiểu hình trụ bộ ba. -Máy nghiền kiểu hình trụ bộ bốn. -Máy nghiền kiểu bệ. -Máy nghiền kiểu búa. * Sơ đồ làm việc máy nghiền kiểu hàm nhai (Jaw Crusher) : Sơ đồ nghiền Một loại máy nghiền kiểu hàm nhai Tổ hợp nghiền kiểu hàm nhai loại nhỏ Tổ hợp nghiền kiểu hàm nhai loại vừa Một tổ hợp nghiền kiểu hàm nhai loại vừa khác * Máy nghiền kiểu hình côn - hình nón (Cone Crusher) : Sơ đồ nghiền Một số loại máy nghiền kiểu hình côn Côn nghiền Một tổ hợp nghiền kiểu hình côn * Máy nghiền kiểu hình trụ đơn (Single Roll Crushers) : Sơ đồ nghiền Một số loại máy nghiền hình trụ đơn * Máy nghiền kiểu hình trụ kép (Doublle Roll Crushers) Sơ đồ nghiền Một số loại máy nghiền kiểu hình trụ kép * Máy nghiền kiểu hình trụ bộ ba (Triple Roll Crushers) Sơ đồ nghiền Một số loại máy nghiền kiểu hình trụ bộ ba * Máy nghiền kiểu hình trụ bộ bốn (Quadroll Crushers) Sơ đồ nghiền Một số máy nghiền kiểu hình trụ bộ bốn * Máy nghiền kiểu bệ ( Stage loader Crushers ) * Máy nghiền kiểu búa (Hammermill Crushers) Một số loại máy nghiền kiểu búa Một tổ hợp máy nghiền kiểu búa Một tổ hợp máy nghiền kiểu búa khác c. Tỉ số nghiền i: - Nên bố trí nghiền nhiều giai đoạn nếu tỉ số nghiền lớn để hạn chế phế phẩm & đảm bảo máy nghiền không làm việc quá tải. - Một giai đoạn nghiền tỉ số nghiền tối đa nên từ 4 ÷ 6. )nghiÒny¸mkháirakhimaxVLíc−thKÝch(d )nghiÒnvμokhimaxVLíc−thKÝch(D i= - Nghiền nhiều giai đoạn sẽ đạt độ nghiền chung: d. Các sơ đồ bố trí máy nghiền - máy sàng: . Chu kỳ hở. . Chu kỳ hở có sàng phân loại sơ bộ . Chu kỳ kín. . Chu kỳ kín có sàng phân loại sơ bộ. maxd maxD i...i.ii n21c == . Chu kỳ hở: toàn bộ vật liệu từ khu gia công sẽ đi qua máy nghiền sau đó đến máy sàng. . Nhược điểm: . Tất cả vật liệu đều qua máy nghiền mặc dù một số cỡ hạt đã đạt yêu cầu gia công hoặc đã là phế phẩm. . Máy nghiền phải đảm nhận một khối lượng nghiền lớn. . Vật liệu có hàm lượng bụi bẩn lớn do nghiền cùng phế phẩm. . Luôn tồn tại một lượng vật liệu gia công có kích thước lớn hơn độ mở của khe ra đá. Ghi chú : 1 -Máy nghiền. 2. Máy sàng. 1 2 . Chu kỳ hở có sàng phân loại sơ bộ: vật liệu từ khu gia công sẽ đi qua sàng phân loại sơ bộ để loại các cỡ hạt không cần gia công trước khi cho qua máy nghiền, sau đó đến máy sàng kiểm tra để phân loại vật liệu. . Ưu điểm so với chu kỳ hở: Khắc phục được các nhược điểm 1, 2, 3 nhưng tốn máy sàng hơn. 1 2 2 . Chu kỳ kín: toàn bộ vật liệu từ khu gia công sẽ đi qua máy nghiền, sau đó đến máy sàng kiểm tra để phân loại vật liệu, vật liệu chưa đạt yêu cầu gia công sẽ quay trở lại máy nghiền. 1 2 - Ưu điểm so với chu kỳ hở: Khắc phục được các nhược điểm 4 - Nhược điểm: chưa khắc phục được các nhược điểm 1, 2, 3; khối lượng vật liệu qua máy nghiền nhiều. . Chu kỳ kín có sàng phân loại sơ bộ: vật liệu từ khu gia công sẽ đi qua máy sàng phân loại sơ bộ; vật liệu chưa đạt kích cỡ gia công sẽ qua máy nghiền, sau đó quay lại máy sàng để phân loại vật liệu; phần vật liệu chưa đạt yêu cầu gia công lại quay trở lại máy nghiền. 1 2 - Ưu điểm: Khắc phục được các hết các nhược điểm 1, 2, 3, 4. - Nhược điểm: khối lượng vật liệu qua máy sàng & máy nghiền đều lớn. e. Xác định sản lượng các loại vật liệu sau khi nghiền: dùng đồ thị ra đá. §å thÞ ra ®¸ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Cì sμng, mm L − î n g l ä t s μ n g , % 20 25 40 50 60 70 * Đồ thị ra đá: là biểu đồ cấp phối hạt của vật liệu sau khi ra khỏi giai đoạn nghiền cuối cùng ứng với một độ mở nhất định của khe ra đá. - Đồ thị ra đá phụ thuộc vào: . Loại đá đem nghiền. . Kích cỡ hạt đưa vào máy nghiền. . Tình trạng hoạt động thực tế của máy nghiền. . Độ rộng của khe ra đá. - Để thiết lập đồ thị ra đá, định kỳ phải tiến hành nghiền thử với các độ mở của khe ra đá khác nhau, xác định % hạt lọt qua các cỡ sàng để xây dựng đồ thị. * Trình tự xác định sản lượng các loại vật liệu sau khi nghiền: - Xác định độ mở của khe ra đá (mm). - Tại các cỡ hạt cần xác định khối lượng vật liệu ( trục hoành ), kẻ các đường thẳng đứng, gặp đường đồ thị, từ đó kẻ các đường ngang, xác định được lượng lọt qua sàng ứng với cỡ sàng đó. - Tính toán khối lượng các loại vật liệu giữa 2 cỡ sàng kề nhau. Ví dụ : xác định sản lượng các loại vật liệu đá 0x5, 5x10, 10x20 & 20x40 sau khi nghiền đá với độ mở khe ra đá 25mm. §å thÞ ra ®¸ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Cì sμng, mm L − î n g l ä t s μ n g , % 20 25 40 50 60 70 100 67 28 9 Tính toán: - Hàm lượng đá 20x40 : 100 - 67 = 23%. - Hàm lượng đá 10x20 : 67 - 28 = 39%. - Hàm lượng đá 5x10 : 28 - 9 = 19%. - Hàm lượng đá 0x5 : 9 - 0 = 9%. 6.7. Vận chuyển vật liệu: - Từ khâu gia công này đến khâu gia công khác hoặc từ khu gia công đến bãi chứa. Các cách vận chuyển: - Thủ công. - Băng chuyền. -Máy xúc lật. -Máy xúc lật + ô tô. - Đường goòng. Băng chuyền vận chuyển vật liệu Băng chuyền vận chuyển vật liệu 6.5. Sàng vật liệu: * Các giai đoạn sàng: . Sàng sơ bộ: tách các cỡ hạt không cần gia công tiếp để đưa đến đống phế phẩm. . Sàng chuẩn bị: tách các kích cỡ hạt sau khi nghiền ở giai đoạn trước, phân loại các cỡ hạt để đưa vào các khâu gia công tiếp theo. . Sàng kiểm tra: tách các kích cỡ hạt sau khi nghiền đập để đạt yêu cầu gia công về kích cỡ hạt. * Các phương pháp sàng: . Sàng phẳng (sàng thanh). . Sàng ống (sàng tròn). Hiện nay thường dùng sàng phẳng do có chất lượng tốt, năng suất cao. Một loại máy sàng phẳng có gắn thiết bị chấn động 6.6. Rửa vật liệu: đảm bảo vật liệu đạt độ sạch. - Rửa vật liệu mịn: cát xay, cát sông dùng máy rửa chuyên dùng. - Vật liệu thô: dùng phương pháp sàng ướt - phun tia nước áp lực cao ngay trên mặt sàng ( kết hợp sàng & rửa ). 7. Thiết kế quá trình công nghệ gia công vật liệu: 7.1. Lập sơ đồ chất lượng: - Chỉ rõ trình tự công nghệ di chuyển của vật liệu từ thiết bị này sang thiết bị kia để đạt được yêu cầu gia công. - Sơ đồ chất lượng cũng chỉ rõ chủng loại các loại thiết bị cần thiết đạt được yêu cầu gia công. 7.2. Lập sơ đồ số lượng: - Lập sơ đồ số lượng trên cơ sở sơ đồ chất lượng. - Tính toán xác định rõ số lượng vật liệu đem gia công thông qua từng khâu gia công đã xác định trong sơ đồ chất lượng. 7.3. Lập sơ đồ công nghệ gia công : - Tập hợp, thông nhất sơ đồ chất lượng & sơ đồ số lượng gia công vật liệu. - Chọn máy chính, máy phụ, tính toán số lượng các loại máy móc. Chọn máy trên nguyên tắc: . Chọn máy chính trước (máy nghiền), máy phụ sau. . Máy phụ phải đảm bảo cho máy chính hoạt động liên tục. . Tỉ lệ phế phẩm ít nhất. . Vốn đầu tư thấp. . Phù hợp nhất với sơ đồ công nghệ. . Lập nhiều P.A, so sánh chọn P.A tối ưu. Hiện nay các dây chuyền nghiền, sàng đá thường đã được thiết kế đồng bộ. 1. Nhiệm vụ: - Tiếp nhận & bảo quản nhựa. - Gia công đến trạng thái sử dụng. - Vận chuyển, cung cấp nhựa. 3. Cơ sở gia công nhựa 2. Yêu cầu: - Nhựa nhập, xuất phải thuận tiện, an toàn. - Bảo quản, gia công nhựa đảm bảo chất lượng. - Giá thành rẻ. 3. Phân loại: -Theo quy mô & thời gian sử dụng: cơ sở cố định & cơ sở tạm thời. -Theo nhiệm vụ & trang thiết bị : cơ sở phục vụ chuyển tải & cơ sở phục vụ sản xuất. -Theo tính chất gia công : cơ sở gia công nhựa nóng & cơ sở chế tạo nhũ tương nhựa. 4. Cơ sở gia công nhựa nóng: 4.1. Nhiệm vụ: - Vận chuyển nhựa. - Tiếp nhận nhựa. - Bảo quản nhựa. - Đun nhựa đến nhiệt độ thi công. - Cung cấp nhựa đến nơi sử dụng 4.2. Nội dung: a. Vận chuyển nhựa: - Dùng xe ô tô thông thường khi vận chuyển nhựa đóng thùng. - Dùng các xe chuyên dụng khi vận chuyển nhựa ở dạng lỏng. Một số hình ảnh xe vận chuyển nhựa chuyên dụng b. Tiếp nhận & bảo quản nhựa: - Cẩu lắp, vận chuyển & bảo quản nhựa trong kho bãi ngoài trời hoặc có mái che nếu là nhựa đóng thùng (40 Galon ~158 ÷ 162 kg/thùng). - Bơm hút từ phương tiện vận chuyển & bảo quản nhựa trong bể chứa hoặc xi-lô chứa (bồn chứa nếu là nhựa ở dạng nóng chảy). Bể chứa nhựa Hình thức thứ 2 có ưu điểm: - Tiếp nhận nhựa nhanh chóng, khó thất thoát. - Nhựa bảo quản trong bồn chứa kín đảm bảo chất lượng, không lẫn nước & tạp chất. - Giá nhựa thấp (do không có bao bì). Dung tích yêu cầu của bể chứa nhựa: V = Vkh + ΔVk Trong đó : . .Vkh - Lượng nhựa cần chứa theo dự kiến. . ΔVk- Phần thể tích nhựa tăng do đun nóng nhựa để bơm hút : ΔVk=αnh.(tch - 25).Vkh .αnh - hệ số nở thể tích khi tăng nhiệt của nhựa (αnh =0,0017) Nhựa bao giờ cũng phải thấp hơn mặt bồn chứa tối thiểu 20 ÷ 30 cm. c. Gia công nhựa đến nhiệt độ TC: Sơ đồ đun 1 cấp: nhựa được đun nóng chảy trong bồn chứa (50 ÷ 70oC) & đun đến nhiệt độ thi công trong các hố tụ nhựa ( 140 ÷ 160oC). Ưu điểm: thiết bị đơn giản, đầu tư ban đầu nhỏ. Nhược điểm: tốn nhiệt lượng, năng suất thấp, giá thành gia công nhựa cao. Sơ đồ đun 2 cấp: nhựa được đun đến 50 ÷ 70oC trong bồn chứa, đun đến 80 ÷ 100oC trong hố tụ nhựa (cấp 1) , được bơm đến các nồi nấu nhựa để đun đến nhiệt độ thi công (cấp 2). Ưu điểm: năng suất cao, tiết kiệm nhiệt lượng, đảm bảo chất lượng nhựa, giá thành gia công nhựa thấp. Nhược điểm: thiết bị phức tạp, đầu tư ban đầu lớn. Các phương pháp đun nhựa: Đun bằng nồi hơi: hơi nước bão hoà (6 ÷ 8at) được bơm vào các ống xoắn truyền nhiệt dưới đáy bồn để đun nóng nhựa. Phương pháp này an toàn, vệ sinh, nhưng chỉ đun nhựa đến được 110oC, áp dụng cho các cơ sở chuyển tải. Đun bằng dầu nóng: dầu là chất mang nhiệt được đun nóng bằng điện sau đó dùng bơm để bơm đến bể chứa nhựa để làm nóng nhựa. PP này vệ sinh, an toàn, đun nhựa đến nhiệt độ cao, thường áp dụng ở các cơ sở cố định. Đun bằng khí nóng: đốt cháy dầu, thổi khí nóng vào các ống dẫn truyền nhiệt để đun nhựa. PP này có thể đun nhựa đến nhiệt độ cao, dễ gây hoả hoạn, ô nhiễm. Đun bằng điện: vệ sinh, tốn năng lượng điện, dễ gây tai nạn về điện. Đun bằng tia hồng ngoại: an toàn, vệ sinh, thiết bị khó tìm kiếm, khó sửa chữa. Nồi nấu nhựa nên bố trí theo kiểu dây chuyền để có thể liên tục đun nhựa, tiết kiệm nhiệt lượng. 5. Cơ sở chế tạo nhũ tương: 5.1. Nhiệm vụ: - Vận chuyển nhựa. - Tiếp nhận nhựa. - Bảo quản nhựa. - Gia công nhựa thành nhũ tương nhựa. - Cung cấp nhũ tương nhựa đến nơi sử dụng. 5.2. Trình tự gia công nhũ tương thuận Cationic: 1. Đun nhựa đến trạng thái nóng chảy, lọc nhựa. 2. Trộn nhựa nóng chảy với chất làm lỏng thành pha phân tán. 3. Làm mềm nước. 4. Đun nước đến 70 - 90oC. 5. Trộn nước mềm với axít béo để tạo thành dung dịch chất nhũ hoá đậm đặc. 6. Trộn dung dịch đậm đặc với nước mềm tạo thành dung dịch dung môi. 7. Trộn pha phân tán (nhựa lỏng) với dung môi(nước mềm & chất nhũ hoá). 8. Bơm nhũ tương vào xe vận chuyển hoặc bồn chứa. Trộn nhũ tương thuận: - Máy quay nghiền: đĩa nghiền quay với tốc độ cao (1500 ÷ 7200 v/ph). Giữa vỏ máy & đĩa nghiền là khe hở có thể điều chỉnh được độ rộng (0,1 ÷ 2mm). Nhựa đi qua khe bị nghiền nhỏ & phân tán vào dung môi tạo thành nhũ tương. Loại này nghiền nhũ tương liên tục. Cấu tạo đĩa nghiền Một loại máy quay nghiền Đĩa nghiền Máy quay nghiền chế tạo nhũ tương SONIC Đĩa nghiền Một loại máy quay nghiền Akzo Nobel Năng suất nghiền 5 - 40 tấn/giờ. Trạm trộn nhũ tương Mini Một trạm trộn nhũ tương Mini khác Trạm trộn nhũ tương C.ty cơ khí CTGT 5 Sơ đồ bố trí trạm trộn nhũ tương - Máy quay khuấy: các cánh quay quay với tốc độ 800 ÷ 1000 v/ph; vỏ máy cũng bố trí các cánh cố định. Nhựa và dung môi được khuấy đều tạo thành nhũ tương. Loại này nghiền nhũ tương có chu kỳ. Một mẻ trộn 60 ÷ 200 lít, phù hợp với các cơ sở dọc tuyến. Hiện nay rất ít sử dụng loại này. Tổ hợp quay khuấy mini chế tạo nhũ tương